Семь неудобных фактов о «зелёной» энергетике, о которых молчат СМИ
Идея использования возобновляемых источников энергии, безусловно, звучит привлекательно, но само название обманчиво. Большинство возобновляемых источников энергии, за исключением древесины и навоза, на самом деле сильно зависят от ископаемого топлива.
{«id»:90256,»url»:»https:\/\/vc.ru\/future\/90256-sem-neudobnyh-faktov-o-zelenoy-energetike-o-kotoryh-molchat-smi»,»title»:»\u0421\u0435\u043c\u044c \u043d\u0435\u0443\u0434\u043e\u0431\u043d\u044b\u0445 \u0444\u0430\u043a\u0442\u043e\u0432 \u043e \u00ab\u0437\u0435\u043b\u0451\u043d\u043e\u0439\u00bb \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u0435\u0442\u0438\u043a\u0435, \u043e \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u043c\u043e\u043b\u0447\u0430\u0442 \u0421\u041c\u0418″,»services»:{«facebook»:{«url»:»https:\/\/www.facebook.com\/sharer\/sharer.php?u=https:\/\/vc.ru\/future\/90256-sem-neudobnyh-faktov-o-zelenoy-energetike-o-kotoryh-molchat-smi»,»short_name»:»FB»,»title»:»Facebook»,»width»:600,»height»:450},»vkontakte»:{«url»:»https:\/\/vk.com\/share.php?url=https:\/\/vc.ru\/future\/90256-sem-neudobnyh-faktov-o-zelenoy-energetike-o-kotoryh-molchat-smi&title=\u0421\u0435\u043c\u044c \u043d\u0435\u0443\u0434\u043e\u0431\u043d\u044b\u0445 \u0444\u0430\u043a\u0442\u043e\u0432 \u043e \u00ab\u0437\u0435\u043b\u0451\u043d\u043e\u0439\u00bb \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u0435\u0442\u0438\u043a\u0435, \u043e \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u043c\u043e\u043b\u0447\u0430\u0442 \u0421\u041c\u0418″,»short_name»:»VK»,»title»:»\u0412\u041a\u043e\u043d\u0442\u0430\u043a\u0442\u0435″,»width»:600,»height»:450},»twitter»:{«url»:»https:\/\/twitter.com\/intent\/tweet?url=https:\/\/vc.ru\/future\/90256-sem-neudobnyh-faktov-o-zelenoy-energetike-o-kotoryh-molchat-smi&text=\u0421\u0435\u043c\u044c \u043d\u0435\u0443\u0434\u043e\u0431\u043d\u044b\u0445 \u0444\u0430\u043a\u0442\u043e\u0432 \u043e \u00ab\u0437\u0435\u043b\u0451\u043d\u043e\u0439\u00bb \u044d\u043d\u0435\u0440\u0433\u0435\u0442\u0438\u043a\u0435, \u043e \u043a\u043e\u0442\u043e\u0440\u044b\u0445 \u043c\u043e\u043b\u0447\u0430\u0442 \u0421\u041c\u0418″,»short_name»:»TW»,»title»:»Twitter»,»width»:600,»height»:450},»telegram»:{«url»:»tg:\/\/msg_url?url=https:\/\/vc.
50 093 просмотров
Прежде чем познакомить вас со статьёй Гейл Тверберг, затрагивающей глубокие проблемы альтернативной энергетики, прошу вас обратить внимание на слова Билла Гейтса относительно перспектив «зелёной» энергии, которые, на мой взгляд, довольно точно иллюстрируют положение дел в сфере экологии:
Интервьюер: «Итак, многие люди настроены очень оптимистично, поскольку вы знаете, что затраты на ветровые и солнечные возобновляемые источники энергии снижаются, стоимость батарей снижается.
Вы думаете, этого достаточно или нет?».
Билл Гейтс: «Это так разочаровывает, я имею ввиду — это на самом деле разочаровывает. Вацлав вчера сказал, что в Токио живёт 27 млн человек, три дня в году приходятся на циклон.
Знаете, за три дня это 23 гигаватта электроэнергии. Скажите мне, какая батарея, установленная там, сможет обеспечить эту мощность?
Я имею в виду, давайте не будем валять дурака. Вы знаете, что 100 долларов за киловатт-час — это ничто, это не решает проблему надёжности. И помните, что электричество составляет 25% выбросов парниковых газов.
Я был на конференции в Нью-Йорке, не буду её называть, и собравшиеся говорили обо всём этом. Ребята-финансисты вышли на сцену и сказали, что они будут оценивать компании с точки зрения того, сколько эти компании выделяют CO2. И они собираются говорить, что вот эта вот компания выделяет много СО2, и думают, что финансовые рынки, как по волшебству, помогут сократить выбросы CO2 до нуля.
И я подумал, финансисты с Уолл-стрит, как вы сделаете сталь? У вас есть что-то в ваших столах, что поможет отлить сталь?
А что с удобрениями, цементом, пластиком? Откуда это всё возьмётся, вы знаете? Разве самолёт летит по небу из-за каких-то финансовых расчётов, которые вы рассчитали в Excel-таблице?
Нет ничего, что может заменить то, как работает сегодняшняя индустриальная экономика».
1. Затраты на передачу энергии намного выше, чем у других видов электроэнергии
В большинстве исследований не учитывается тот факт, что они никак не компенсируются.
Исследование, проведённое Международным энергетическим агентством в 2014 году, показывает, что затраты на передачу для ветра примерно в три раза превышают затраты на передачу электроэнергии от угля или ядерной энергии.
Вот некоторые из причин более высоких затрат на передачу для ветра и солнца:
- Необходимо построить непропорционально больше линий для ветровой и солнечной энергии, поскольку линии электропередач необходимо масштабировать до максимальной, а не средней мощности. Выработка энергии от ветра обычно доступна от 25% до 35% времени; солнце — от 10% до 25% времени.
- Как правило, между тем, где происходит использование возобновляемой энергии, и тем, где она потребляется, расстояние может быть гораздо больше, по сравнению с традиционным производством.
- Возобновляемая электроэнергия и установленное вспомогательное оборудование не обладают таким же уровнем контроля над аспектами энергосети (мощность тока, амплитуда и так далее), в отличии от электростанции, работающей на ископаемом топливе. Поэтому в систему передачи должны быть внесены исправления, которые потребуют дополнительной инфраструктуры, а соответственно, и новых затрат.
2. При передаче электроэнергии на большие расстояния возрастают расходы на обслуживание линий электропередач
Если не будет должного обслуживания, возможны пожары, особенно в сухих, ветреных районах.
Последние данные свидетельствуют о том, что ненадлежащее обслуживание линий электропередач (ЛЭП) увеличивает вероятность пожаров.
В Калифорнии халатное техническое обслуживание привело к банкротству энергосистемы Северной Калифорнии PG & E. В последние недели PG & E инициировала два профилактических отключения питания, одно из которых затронуло до двух миллионов человек.
Техасский проект по смягчению последствий лесных пожаров сообщает: «ЛЭП вызвали более 4000 пожаров в Техасе за последние три с половиной года».
Венесуэла обладает ЛЭП большой протяжённостью: от своей главной гидроэлектростанции до Каракаса. Похоже, что одно из отключений в этой стране было связано с пожарами вблизи ЛЭП.
Есть решения, чтобы предотвратить пожары, например, зарыть линии под землю. Или использовать изолированный провод вместо обычного провода. Но любое решение имеет свою стоимость. Эти затраты необходимо учитывать при моделировании косвенных затрат в том случае, если мы предполагаем использовать дополнительно большого количества новых возобновляемых источников энергии.
3. Потребуются огромные инвестиции в зарядные станции
Чтобы кто-либо кроме представителей самых обеспеченных слоёв населения смог пользоваться электромобилями.
Понятно, что люди с высоким доходом могут позволить себе электромобили. У них обычно есть гаражи с доступом к электричеству. И они могут легко заряжать автомобиль, когда им удобно.
Загвоздка в том, что основная масса зачастую не имеет аналогичных возможностей для зарядки электромобилей. Она также не может позволить себе тратить часы в ожидании зарядки своих автомобилей.
Понадобятся недорогие станции быстрой зарядки, расположенные повсеместно, если электромобили станут основным выбором.
В стоимость быстрой зарядки, вероятно, потребуется включить плату за содержание дороги, поскольку это одна из тех затрат, которые сегодня включены в цены на топливо.
4. Прерывистость способствует росту затрат
Распространено мнение, что с перебоями можно справиться путём небольших изменений, такими как ценообразование по времени, «умные» энергосистемы и отключение электроэнергии для некоторых заранее выбранных промышленных потребителей, если для всех не хватает электроэнергии.
Такой подход теоретически может иметь место, если система основана на энергетике из ископаемого топлива и энергии атома, к которым присоединяют небольшой процент возобновляемых источников энергии. Ситуация меняется по мере добавления в сеть возобновляемых источников энергии.
После того как в электрическую сеть добавляется даже небольшой процент солнечной энергетики, необходимы батареи, чтобы сгладить быстрый переход, который происходит в конце дня, когда работники возвращаются домой, чтобы поужинать, когда солнце уже село. Также нужно иметь в виду перебои с электричеством из-за остановки ветровых турбин во время штормов.
Есть и другие проблемы. Сильные штормы могут нарушить электроснабжение на несколько дней в любое время года. По этой причине, если система будет работать только на возобновляемых источниках энергии, необходимо иметь резервный аккумулятор, который бы имел запас как минимум на три дня.
В коротком видео ниже Билл Гейтс выражает беспокойство по поводу идеи использования трёхдневной резервной батареи на примере города Токио.
Сейчас количество батарей ничтожно для того, чтобы обеспечить трёхдневное резервное питание для электроснабжения всего мира. Если мировая экономика будет работать на возобновляемых источниках энергии, потребление электроэнергии должно вырасти по сравнению с сегодняшним уровнем, что ещё больше усложнит хранение трёхдневного запаса электроэнергии.
Гораздо более сложной проблемой, чем трёхдневное хранение электроэнергии, является необходимость сезонного хранения, если возобновляемые источники энергии будут использоваться более-менее широко. На рисунке 1 показана сезонная структура потребления энергии в Соединённых Штатах.
Рисунок 1. Потребление энергии в США по месяцам года на основе данных Управления энергетической информации США. «Всё остальное» («All other») — это общая энергия, за вычетом электроэнергии и энергии на транспортировку. Включает природный газ, используемый для отопления домов. Сюда также входят нефтепродукты, используемые в сельском хозяйстве, а также ископаемое топливо всех видов, используемых в промышленных целях.
В отличие от модели, представленной в графике, производство солнечной энергии имеет наибольшую выработку в июне и падает до низких значений в декабре-феврале.
Гидроэлектростанция имеет наибольшую выработку весной, но количество часто варьируется от года к году. Энергия ветра довольно переменна, как из года в год, так и из месяца в месяц.
Наша экономика не может справиться с многократными пусками и остановками электроснабжения. Например, температура должна оставаться постоянно высокой для плавления металлов. Лифты не должны останавливаться между этажами, когда отключается электричество. Охлаждение должно продолжаться, чтобы продукты оставались свежими в холодильнике.
Есть два подхода, которые можно использовать для решения сезонных проблем:
- Значительно перестроить энергетическую систему на основе возобновляемых источников энергии, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии, особенно в периоды большой востребованности энергии, например, зимой.
- Построить большое количество дополнительных хранилищ, таких как аккумуляторы, для хранения электроэнергии в течение нескольких месяцев или даже лет, чтобы уменьшить прерывистость.
Любой из этих подходов чрезвычайно дорог. Такие затраты подобны добавлению ещё одного желудка в человеческий организм. И, насколько я знаю, они не были включены ни в одну модель на сегодня. Стоимость одного из этих подходов должна быть включена в любую модель, анализирующую затраты и выгоды от возобновляемых источников энергии, если есть намерение использовать возобновляемые источники энергии шире, чем незначительная доля от общего потребления энергии.
Рисунок 2 иллюстрирует высокую стоимость энергии, которая может возникнуть при добавлении значительного количества резервных батарей в энергосистему. В этом примере «чистая энергия», которую обеспечивает система, по существу почти полностью нивелируется резервными батареями.
В анализе «Возврат энергии при инвестировании в энергетику» (EROEI) сравнивается выход энергии с потреблением энергии. Это один из многих показателей, используемых для оценки того, обеспечивает ли устройство адекватную выходную мощность, чтобы оправдать затраты энергии.
Рисунок 2. Диаграмма динамической энергии Грэма Палмера с учётом батарей. Из «Энергия в Австралии»
Пример на рисунке 2 основан на схеме использования электроэнергии в Мельбурне, Австралия, где климат относительно мягкий. В примере используется комбинация солнечных панелей, батарей и дизельного резервного копирования.
Солнечные батареи и резервные батареи обеспечивают электроэнергию для 95% годового потребления электроэнергии, которое легче всего покрыть этими устройствами; дизельная генерация используется на оставшиеся 5%.
Пример на рисунке 2 можно перенастроить так, чтобы он был «только возобновляемым», добавив значительно больше батарей, множество солнечных батарей или их комбинацию.
Эти дополнительные батареи и солнечные панели будут использоваться незначительно, в результате чего EROEI-системы снизится до ещё более низкого уровня.
Основная причина того, что электроэнергетическая система смогла избежать издержек, связанных с чрезмерной перестройкой или добавлением множества резервных аккумуляторов, — их малая доля в производстве электроэнергии. В 2018 году ветер составлял 5% мировой электроэнергии; солнечная составляла 2%. В процентах от мирового энергопотребления они составили 2% и 1% соответственно.
Вторая причина, по которой система электроснабжения смогла избежать проблем перебоев, заключается в том, что резервные поставщики электроэнергии (уголь, природный газ и атомная энергия) были вынуждены предоставлять резервные услуги без адекватной компенсации их стоимости.
Ветровой и солнечной энергии дают так называемые субсидии «идущим первыми». Такая практика создаёт проблему, поскольку поставщики резервного копирования несут существенные постоянные затраты и часто не получают адекватной компенсации.
Если будет какой-либо план прекратить использование ископаемого топлива, все эти резервные поставщики электроэнергии, в том числе ядерные, исчезнут. (Поставщики ядерной электроэнергии также зависят от ископаемого топлива.) Возобновляемые источники энергии должны будут существовать самостоятельно.
И вот тогда проблема прерывистости станет непреодолимой.
Ископаемое топливо может храниться относительно недорого; затраты на хранение электроэнергии огромны. Они включают в себя как стоимость системы хранения, так и потерю энергии в хранилищах.
Фактически проблема недостаточного финансирования исходит от возобновляемых источников энергии и их права «идти первыми» — и становится непреодолимой в некоторых регионах. Огайо недавно решил предоставить субсидии поставщикам угля и атомной энергии в качестве способа решения этой проблемы. Огайо также сокращает финансирование возобновляемых источников энергии.
5. Стоимость утилизации ветряных турбин, солнечных батарей и накопителей должна быть отражена в смете расходов
Похоже, в энергетическом анализе распространено предположение, что каким-то образом в конце срока службы ветряные турбины, солнечные батареи и накопители для хранения энергии исчезнут без каких-либо затрат. Если они будут переработаны, стоимость переработки должна быть меньше, чем стоимость полученных материалов.
Но мы понимаем, что переработка не является бесплатной. Очень часто затраты энергии на переработку материалов выше, чем энергия, используемая при их добыче в первоначальном виде. Эту проблему необходимо учитывать при анализе реальной стоимости возобновляемых источников энергии.
6. Возобновляемые источники не могут напрямую заменить многие устройства и процессы, которыми мы располагаем сегодня
Это может привести к значительному снижению экономической эффективности и более продолжительному переходу на возобновляемые источники.
Существует длинный список вещей, которые не могут быть заменены возобновляемыми источниками энергии. Сегодня мы не можем производить ветряные турбины, солнечные батареи или строить гидроэлектростанции без ископаемого топлива. Это само по себе даёт понять, что систему ископаемого топлива необходимо будет поддерживать в течение по крайней мере следующих двадцати лет.
Есть много других вещей, которые мы не можем сделать с помощью одной только возобновляемой энергии. Сталь, удобрения, цемент и пластик — вот только некоторые примеры, которые Билл Гейтс упоминает в своём видео выше.
Таким образом, невозможно изготовить асфальт. Мы не можем проложить дороги (кроме каменных) или построить многие современные здания с использованием одних только возобновляемых источников энергии.
7. Вероятно, что переход на возобновляемые источники энергии займёт 50 или более лет
В течение этого времени ветер и солнечная энергия будут действовать как дополнения к системе ископаемого топлива, а не заменять её. Это также увеличит расходы.
Чтобы отрасли на базе ископаемого топлива продолжали работать, большую часть затрат на них придётся сохранить. Люди, работающие в сфере ископаемого топлива, должны получать оплату за труд круглый год, а не только тогда, когда электроэнергетика нуждается в резервной электроэнергии.
Ископаемому топливу требуются трубопроводы, нефтеперерабатывающие заводы и квалифицированный персонал. Компании, использующие ископаемое топливо, должны будут оплачивать свои долги, связанные с существующими объектами.
Если природный газ используется в качестве резервного для возобновляемых источников энергии, понадобятся резервуары для хранения его запасов на зиму, помимо трубопроводов. Даже если использование природного газа уменьшится, скажем, на 90%, затраты на него, вероятно, сократятся на гораздо меньший процент, поскольку большая доля затрат — фиксированная.
Одна из причин, по которой переход будет очень долгим, заключается в том, что во многих случаях даже нет понимания пути к переходу от ископаемого топлива.
Если необходимо внести изменения, то для облегчения этих изменений:
- Необходимы предварительные условия и договорённости.
- Затем эти решения необходимо проверить в реальных условиях.
- Далее необходимы новые заводы, чтобы выпускать новые устройства.
- Вполне вероятно, что потребуется какой-то способ заплатить существующим владельцам за потерю стоимости их существующих устройств, работающих на ископаемом топливе; в противном случае возникнут огромные долговые обязательства.
Только после того как все эти шаги будут осуществлены, переход действительно может произойти.
Косвенные затраты вызывают огромный вопрос о том, имеет ли смысл поощрять широкое использование ветра и солнца. Возобновляемые источники энергии могут сократить выбросы CO2, если они действительно заменяют ископаемое топливо при производстве электроэнергии. Если это в основном надстройки для системы, требующие больших затрат, возникает важный вопрос:
Имеет ли смысл переходить на использование ветра и солнца?
Действительно ли ветер и солнечная энергия предлагают более светлое будущее, чем ископаемое топливо?
Запасы ископаемого топлива ограничены. Это происходит из-за того, что цены на энергоносители не поднимаются достаточно высоко, чтобы мы могли извлечь из них больше. Цены на готовую продукцию, изготовленную за счёт ископаемого топлива, должны быть достаточно низкими, чтобы покупатели могли их себе позволить.
В противном случае покупки дискреционных товаров (например, автомобилей и смартфонов) упадут. Поскольку автомобили и смартфоны производятся с использованием сырья, включающего ископаемое топливо, более низкий «спрос» на эту готовую продукцию приведёт к падению цен на товары, включая цены на нефть. И в действительности, похоже, что с 2008 года большую часть времени происходит падение цен на нефть.
Рисунок 3.
Средненедельная цена на нефть сорта Brent с учётом инфляции, основанная на спотовых ценах на нефть EIA и американском индексе потребительских цен
Сложно понять утверждение, в котором говорится, что возобновляемые источники энергии будут работать дольше, чем ископаемое топливо. Если их не субсидировать, стоимость будет выше, чем у ископаемого топлива. И это будет лишь первым ударом по «зелёной» энергетике. Она также очень зависит от ископаемого топлива при изготовлении запасных частей и ремонте линий электропередач.
Интересно, что разработчики моделей изменения климата, похоже, убеждены в том, что в будущем может быть добыто очень большое количество ископаемого топлива. Вопрос о том, сколько ископаемого топлива действительно может быть извлечено, является ещё одной проблемой моделирования, которую необходимо тщательно изучить.
Объём будущей добычи, похоже, сильно зависит от того, насколько долго нынешняя экономическая система продержится в существующем виде. Без глобализации добыча ископаемого топлива, вероятно, быстро сократится.
У нас слишком много веры в модели и прогнозы?
Вопрос о том, оправданна ли ветровая энергия и солнечная, требует тщательного анализа. Обычная отличительная черта энергетического продукта, который имеет существенную выгоду для экономики, — его производство имеет тенденцию быть очень прибыльным.
При условии высокой прибыльности правительства могут облагать налогом производителей.
Таким образом, прибыль может использоваться, чтобы помочь остальной экономике. Это одно из физических проявлений «чистой энергии», которую обеспечивает энергетический продукт.
Если бы ветер и солнечная энергия действительно обеспечивали существенную чистую энергию, им не требовались бы субсидии, даже субсидии «идущим первыми». Они бы отбрасывали прибыль, чтобы принести пользу остальной экономике. Возможно, возобновляемые источники энергии не так полезны, как думают многие. Возможно, исследователи слишком поверили в искаженные модели.
Мой Telegram-канал «Эко-Underground» — больше информации о настоящей экологии.
Альтернатива в розетке / Статьи и обзоры / Элек.ру
В СМИ чуть ли не каждый день мелькают новости про гигантские поля солнечных элементов и фотографии ветряков на фоне заката. Сегодня модно говорить про альтернативную энергетику, имея ввиду устройства, добывающие электроэнергию из явлений природы — солнечные электростанции, ветряные мельницы, электростанции, работающие на биотопливе, и так далее.
Я не придерживаюсь оптимистичного взгляда на эти вещи, и предлагаю взглянуть на понятие «альтернативные источники энергии» с другой точки зрения. С точки зрения потребителя, которому нужно позаботиться об энергобезопасности своего жилища.
Традиционные источники электроэнергии
Для обывателя традиционная энергия — это электроэнергия, которая приходит к нам в жилище по проводам. Более 60 % традиционной энергии — тепловая генерация, которая происходит за счет сжигания газа и угля.
Остальную долю вырабатывают атомные и гидроэлектростанции.
Плюсы этих источников — производство энергии давно отлажено, генерация стабильна и легко регулируется, тепловые и атомные станции можно располагать почти в любой точке планеты. Было бы топливо.
А вот как раз топливо — основной минус традиционных источников. Нефти и газа осталось на несколько десятков лет, атомное «топливо» опасно, его сложно получать и утилизировать, реки иссякают. Другой минус — большое отрицательное влияние на природу.
И вот, казалось бы, найден выход.
Альтернативные источники электроэнергии
Главное отличие альтернативной энергетики от традиционной — она использует возобновляемые, «бесконечные» источники энергии, при этом причиняя минимальный вред окружающей среде.
Вроде бы выход найден, и можно отказаться от генерации прошлого тысячелетия, зажигая наши лампочки не от грязного угля, а от чистого солнца?
Однако доля выработки «альтернативной» электроэнергии в большинстве стран едва превышает 1 %, поскольку эта энергия имеет свои минусы:
- Стоимость солнечной энергии примерно в 3 раза выше, чем традиционной электроэнергии. И цена сильно зависит от региона генерации. Кроме того, как нам известно, ночью солнца нет, и «кина не будет», если не предусмотреть накопление электроэнергии.
- Ветряные генераторы вроде бы тоже позволяют получать энергию «на халяву», но и они имеют свои минусы, главный из которых — большая зависимость от интенсивности ветра. Нет движения воздушных масс — и мы сидим в темноте, без «ВК» и «Инстаграма».
- Биоэнергетика и другие способы альтернативной генерации особого распространения пока не получили из-за неотработанной технологии.
Кроме того, все эти способы имеют главные общие минусы — большие капиталовложения, низкая мощность генерации, большое время окупаемости, критичность в выборе места установки. А главное — солнце и ветер зависят только от «небесной канцелярии», и можно долго ждать у моря погоды, сидя на нуле.
В некоторых странах доля «зеленой энергии» высока. Например, в ряде провинций Китая более 80 % электроэнергии генерируется солнцем. А Дания и Исландия больше половины необходимой энергии получают «из воздуха»
Получается, что, несмотря на оптимистичные новости, мир не готов к отказу от угля и газа. Теплогенерация работает давно и стабильно, мощности огромные, стоимость электроэнергии небольшая. В принципе все всех устраивает.
Тут можно подлить немного конспирологии в статью. Понятно, что традиционные источники энергии — это огромные деньги. По разным оценкам, бюджет России более чем на 40 % пополняется от продажи нефти и газа за границу. Как думаете, компании, получающие миллиарды долларов прибыли, заинтересованы в развитии ветряных или солнечных электростанций?
Кстати, есть версия, что Никола Тесла изобрел способ передачи электроэнергии без проводов. Но производители меди были категорически против…
Хотя, стоит сказать о том, что есть страны, в которых доля «чистой» электроэнергии перевалила за 50 %. Россия в их число не входит.
Альтернативные источники в России
Понятно, что пока в России традиционные источники сравнительно доступны, а капиталовложения в новые технологии минимальны, ждать альтернативы можно долго. Кроме того, районов со стабильно высокой солнечной и ветряной активностью у нас в стране крайне мало. Поэтому предлагаю применительно к России изменить терминологию и взгляды на вещи.
Считаю, что альтернативная электроэнергия — это энергия, поступающая не от централизованного электроснабжения, а от иных источников. Как правило, в России эти источники индивидуальные, имеющие небольшую мощность. Они являются, прежде всего, аварийными, помогающими пережить black out, когда из районной подстанции пошел дым или злобные терминаторы захватили контроль над сетью «Скайнет».
Реальная альтернатива
В нашей стране в подавляющем большинстве случаев в качестве источников альтернативной электроэнергии используются не солнечные батареи и не ветряки, а топливные генераторы. Для бытовых целей применяют генераторы небольшой мощности (порядка 5–10 кВт), работающие на жидком топливе (бензин, дизельное топливо).
Если нужно трехфазное напряжение и мощности более 10 кВт, в качестве топлива используют дизельное топливо и природный газ.
Генераторы могут иметь мощность до 2000 кВт, что позволяет питать от них среднее промышленное предприятие или небольшой поселок с населением около 1000 человек. Впрочем, такие мощности уже трудно назвать альтернативными, поскольку они используются в основном там, где отсутствует возможность подключения к обычным электросетям.
Отличия генераторов по виду топлива
Топливные генераторы сейчас есть в каждом хозяйстве среднего достатка. Большой плюс генераторов — они не зависят ни от кого. Главное — иметь достаточный запас горючего, и можно быть спокойным.
Перечислю кратко основные преимущества генераторов с разным видом топлива:
- Бензиновые: низкая цена, низкий уровень шума, небольшие габариты и масса, легкий запуск при низких температурах.
- Дизельный: высокая мощность, возможность продолжительной работы, большой ресурс работы, низкая стоимость электроэнергии.
- Газовый: экономичность, чистота выхлопа, низкий шум при высокой мощности, простота обслуживания.
Описание однофазного генератора Huter
Вот вкратце параметры этого бензинового электрогенератора, которые интересуют нас с электрической стороны: выходная мощность — 2500 ВА (с учетом коэффициента мощности и запаса — берем 2 кВт), запуск — ручной.
Бензиновый генератор Huter DY3000LВ быту в качестве альтернативы при аварийных случаях лучшее решение — бензиновые генераторы. А с точки зрения уровня шума и габаритов лучшими являются инверторные бензиновые генераторы.
В реальном случае установки основные потребители питания — система отопления (около 300 Вт, зимой — самый стратегически важный потребитель, ради него обычно покупается генератор), телевизор, интернет и другая слаботочка (100 Вт), холодильник (300 Вт), освещение (300 Вт).
Итого — прекрасно укладываемся в 1,5 кВт. Чтобы питать такую нагрузку, данного генератора вполне хватает.
Самая важная и капризная часть бензинового генератора Huter, как и любого другого, — это система его запуска. Топливный кран, воздушная заслонка, свеча, уровень масла и бензина — все должно быть в нужном положении и в норме. Кстати, это основной минус таких генераторов — для его стабильной работы нужно его регулярно обслуживать и проводить пробные пуски.
Электрическая схема однофазного бензогенератора HuterКак устроен бензиновый генератор?
Основа генератора — двигатель внутреннего сгорания, который преобразует энергию сгорания бензина во вращательное движение. Вращение передается на электрический генератор, который и вырабатывает напряжение. Величина напряжения и его частота стабилизируются при помощи феррорезонансной системы обратной связи. Кому интересно, вот электрическая схема этого генератора (см. рис. выше).
Запускается генератор при помощи ручного стартера, но перед пуском нужно открыть топливный кран и воздушную заслонку.
Ручной стартерСуществуют генераторы с электрическим стартером, где не нужно ничего дергать, а просто нажать на кнопку «Старт». Наиболее продвинутые модели генераторов имеют систему автоматического запуска и выбора резерва (АВР).
Варианты подключения генератора к домашней электросети
Честно говоря, такие генераторы предназначены только для автономного электроснабжения переносных электроприемников. То есть для квартир и домов такие генераторы не годятся. Почему? Ведь по мощности все нормально! Дело в том, что такие переносные генераторы имеют на выходе одну или две розетки для непосредственного подключения потребителей вроде светильников или сварочных аппаратов. И если не знать всех тонкостей, подключение к дому может привести к смертельной опасности.
Ужасно, что некоторые продавцы предлагают для подключения генератора к дому изготовить переходник типа «вилка-вилка», от одного вида которого у меня встают волосы дыбом, ведь я прекрасно знаю, что эта «переноска» смертельно опасна.
Не делайте так!
Тем не менее после некоторой переделки такой генератор можно подключить через систему ручного или автоматического выбора резерва (АВР). Ручное переключение можно сделать на основе любого двухполюсного переключателя подходящего номинала. При пропадании глобального электропитания хозяин дома запускает генератор и одним движением руки переходит на локальный, альтернативный источник.
В случае трехфазного питания переключатель может иметь такой вид:
Автоматический выбор резерва не требует участия человека — переключение происходит посредством автоматики, которая обычно переключает источники питания при помощи контакторов.
Самый продвинутый вид системы АВР — использование рубильника с моторным приводом. Это самая дорогая, но самая надежная система.
АВР на контакторахВыводы
На мой взгляд, говорить о массовом внедрении альтернативной энергетики в России преждевременно. На это есть несколько объективных причин — от финансово-политических до природно-географических.
И на сегодняшний момент ситуация такова, что оптимальный вариант для большинства случаев — это использование обычного, «грязного» питания плюс альтернативный источник (фактически — аварийный резерв) в виде топливного генератора.
Источник: Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» №2 2020
Альтернативные источники энергии для дома и дачи от Grand-Overon
Альтернативные источники энергии – наиболее стремительно развивающийся кластер энергетической системы Украины. Одна из причин – уникальные свойства, которыми обладает альтернативный источник энергии – солнце, ветер или биомасса:
- возобновляемость ресурса – объемы энергии, поставляемые природой, практически неисчерпаемы
- экологическая чистота – альтернативное электричество при его генерации не вызывает выбросы углекислых газов и образования отходов, требующих утилизации
- доступность – уровень инсоляции по всей территории страны позволяет строить экономически выгодные объекты солнечной энергетики (фотоэлектрические станции, гелиосистемы) в любой точке страны
- на стоимость производимого тепла или электричества не влияют колебания цены топлива – оно всегда будет бесплатным.
Альтернативные источники питания позволяют обеспечить электрической энергией объекты, которые не могут быть подключены к централизованной энергосистеме (кроме того, такое подключение очень дорогостоящее и связано с длительной бюрократической волокитой) Автономные источники электроэнергии, сочетающие систему генерации (солнечные батареи) и систему сбережения (аккумуляторная группа) энергии, позволяют запустить производство практически в любом месте в сжатые сроки.
Альтернативные источники энергии (Украина знает немало примеров тому) активно внедряются во всех отраслях жизнедеятельности:
- промышленные солнечные электростанции большой мощностью приносят своим владельцам прибыль, работая по «зеленому тарифу», а также помогают существенно снизить затраты производства за счет создания собственных систем электроснабжения. Установка гелиосистем на крышах домов и производственных объектов позволяет вырабатывать электроэнергию без задействования дополнительных земельных участков
- громады получают стабильную прибыль за счет сдачи земельных участков (в большинстве случаев – неиспользуемых, так как они непригодны к использованию в сельскохозяйственных целях)
- альтернативные источники тепла дают возможность обеспечить горячей водой и отоплением как частные дома, так и общественные здания и промышленные комплексы
- частная солнечная электрогенерация – это стабильный источник дополнительного дохода для большого количества граждан страны.
Правительство оказывает реальную помощь в развитии этого сектора энергетики, ведь альтернативные источники энергии в Украине – это самая реальная возможность обеспечения энергонезависимости страны. Строительство фотоэлектрических станций в разных районах страны – это создание распределенной системы генерации электричества, это положительно влияет на стабильной энергосистемы в целом.
Альтернативная энергия для частного дома
Альтернативные источники энергии становятся все более востребованные в частных домовладениях.
Прежде всего, речь идет об использовании энергии солнечного излучения, установка ветрогенератора часто связана с недовольством окружающих из-за возникающего шума. Кроме того, для частных солнечных электростанций в Украине подходит вся территория, в то время как районы эффективного использования ветрогенераторов достаточно ограничены. Кроме того, можно выделить еще несколько факторов, почему альтернативные источники энергии для дома становятся все популярнее:
- снижение стоимости оборудования для солнечных электростанций – за последние годы стоимость солнечных панелей упала практически в 2 раза, сегодня солнечная электростанция «под ключ» доступна по цене бюджетного автомобиля
- количество частных солнечных электростанций в Украине ежегодно практически удваивается. Одна из причин такого быстрого роста этого сегмента альтернативной энергетики – преодоления сомнения у граждан в целесообразности такого вида капиталовложений. Государственные гарантии «зеленого тарифа» оказались действенными на практике, положительный опыт первых владельцев домашних солнечных электростанций стал причиной появления все большего числа последователей
- окупаемость вложений – здесь можно выделить два основных фактора – цена «зеленого тарифа» законодательно привязана к курсу евро и увеличение мощности частный электрических гелиостанций до 30 кВт. Эта мощность позволяет не только полностью покрыть собственное энергопотребление владельца дома (включая такие энергоемкие приборы, как кондиционеры), и продавать значительные объемы «зеленого» электричества государству. В результате возврат капиталовложений может произойти в течение 5-7 лет (в зависимости от мощности станций, собственного потребления электричества, региона установки и т.д.)
- выгодное инвестирование – по уровню получаемой прибыли, солнечная электростанция, работающая по «зеленому тарифу», значительно выгоднее, чем валютный вклад в банке, вложение в недвижимость (покупка квартиры или дома), золото или валюту
- непрерывный рост стоимости энергоносителей заставляет владельцев домов искать альтернативные источники энергообеспечения, чтобы к минимуму свести зависимость от централизованных систем. Кроме того, стоит отметить высокую степень изношенности электросетей, что приводит к нестабильности и перебоям в снабжении электроэнергией, особенно от этого страдают дома в сельской местности
- совершенствование технологий – современные солнечные электростанции практически полностью автоматизированы, их функционирование практически не требует контроля владельца и может осуществляться дистанционно. Вакуумный солнечный коллектор способен обеспечивать дом горячей водой практически круглый год. При достаточной мощности он может стать и частью системы отопления дома, что в общем позволяет снизить потребление топлива (газа, электричества, угля) до 80%.
Гранд Оверон откроет для вас альтернативные источники энергии
Следует отметить еще один важный показатель развития украинского рынка альтернативной энергетики – рост конкуренции среди компаний, которые предлагают услуги по установке солнечных электростанций и коллекторов. Сегодня на этом рынке успешно работают только те компании, которые знают, чего от них ждет потребитель и готовы удовлетворить любые его запросы и пожелания.
Компания Гранд Оверон готова предложить своим клиентам комплексный подход, выполняя работы «под ключ»:
- заключение прямых договоров с ведущим производителями оборудования для солнечных электростанций и тепловых коллекторов позволяет нам предложить очень конкурентоспособные цены на украинском рынке. Мы не предлагаем дешево – у нас адекватная цена на солнечные панели, инверторы, накопительные баки, солнечные инверторы и другое оборудование такого качества
- менеджеры компании Гранд Оверон постоянно проводят мониторинг мирового рынка, поэтому мы не просто в курсе главных трендов мировой альтернативной энергетики. Мы готовы предложить нашим клиентам самые современное высокотехнологичное и максимально эффективное оборудование. А наши инженеры используют самые передовые методики при проведении расчетов и проектировании объектов солнечной энергетики
- открытость и готовность к сотрудничеству – мы готовы предоставить нашим заказчикам полную и достоверную информацию по всем вопросам, которые касаются подбора необходимого оборудования, проектирование и установки устройств альтернативной энергетики, рассчитаем перспективные объемы генерации электроэнергии или тепла. Проведение качественного аудита энергопотребления позволит оптимизировать объемы потребляемого электричества и сделать работу по «зеленому тарифу» максимально прибыльной
- минимальное участие заказчика – мы берем на себя выполнение всех технических аспектов проекта, личное участие клиента потребуется только при оформлении документов для подключения к системе Облэнерго. По окончании работ и настройки солнечной электростанции мы обучим заказчика всем тонкостям эксплуатации установленной системы
- безусловное выполнение всех гарантийных обязательств, проведение технического и послегарантийного обслуживания.
Проведение качественного аудита энергопотребления позволит оптимизировать объемы потребляемого электричества и сделать работу по «зеленому тарифу» максимально прибыльнойАльтернативные источники электроэнергии от компании Гранд Оверон – надежно, эффективно и по доступной цене!
Умному дому — «зеленое» энергоснабжение
Рынок умных домов развивается рука об руку с сегментом малой «зеленой» энергетики. И это вполне логично, ведь домовладельцы по всему миру устанавливают системы «умный дом» не только для того, чтобы сделать свои жилища более комфортными и безопасными. Не менее важная причина — стремление экономить на электричестве. В этом смысле использование возобновляемых источников энергии хорошо укладывается в общую идею умного дома. Так, в США около четверти владельцев умных домов рассматривают возможность установки в своих домохозяйствах солнечных батарей или небольших ветрогенераторов, выяснили исследователи из университета штата Колорадо. Эксперты отмечают, что с появлением новых продуктов для «зеленой» энергетики процент таких домохозяйств будет только расти, и этот тренд виден уже сейчас.
Например, не успела компания Tesla открыть прием предзаказов на кровельную черепицу со встроенными солнечными батареями, как клиенты раскупили ее на год вперед. «Солнечная» крыша Tesla представлена в четырех стилях — «тосканская черепица», «натуральный сланец», «гладкое стекло» и «текстурированное стекло». Два последних доступны для заказа с мая 2017-го. Основатель Tesla Илон Маск утверждает, что новый кровельный материал прослужит гораздо дольше, чем обычная крыша — 50 лет вместо 20.
Если расценки на электричество в США сохранятся на нынешнем уровне, то за 30 лет кровля из «солнечной» черепицы площадью чуть больше 185 кв. м даст экономию $64 тыс.
«Солнечная черепица» Tesla
Но Tesla — далеко не единственная компания, которая стремится развивать продукты для «зеленой» энергетики, которые можно использовать в умных домах. Ниже — краткий обзор умных энергетических новинок, появившихся на рынке в последнее время.
Умный «солнечный» дом под ключ
В сентябре 2016-го компания SunCulture представила решения SolPad и SolPad Mobile. Эксперты считают их лучшими новинками этого года в области зеленых энерготехнологий.
SolPad — это солнечная панель, аккумулятор, инвертор, а также управляющее программное обеспечение в одном корпусе, предназначенном для монтажа на крыше дома. Батарея расположена на задней стенке панели. В ней используется литий-ионный аккумулятор не на жидком электролите, как, например, у аккумуляторных батарей Tesla Powerwall, а на твердом. Как утверждает компания, такой электролит не столь огнеопасен и имеет больший диапазон рабочих температур. Кроме того, батарея на твердом электролите прослужит дольше, чем стандартный литий-ионный аккумулятор.
Солнечные панели SolPad стыкуются как детали детского конструктора с помощью приспособления под названием Connect. Самая последняя панель в такой связке подключается к обычной домашней электрической розетке: никакой специальной проводки в доме не требуется.
Умные солнечные панели SolPad
Каждая панель SolPad может подавать электроэнергию в домашнюю электросеть, в энергосеть общего пользования или во встроенный аккумулятор — все зависит от настроек, выбранных домовладельцем. Умный инвертор FlexGrid переводит дом в режим автономного энергоснабжения, если обнаруживает сбой в подаче питания из общей сети.
Аккумулятор каждой солнечной панели выдает 0,5 кВт*ч электроэнергии. Кроме того, под заказ можно установить более мощную батарею (до 1 кВт*ч).
В общей сложности собранная система SolPad способна генерировать около 12,5 кВт*ч энергии.
В дополнение к панелям компания SunCulture предлагает умное реле для розеток SolControl. Для бытовых приборов с большой потребляемой мощностью, например водонагревателей, предусмотрено другое реле — SolControl Breaker. Оба устройства вставляются в обычные электрические розетки и превращают их в умные. Благодаря SolControl домовладельцы получают возможность удаленно управлять всеми домашними электрическими приборами. Каждое реле «общается» с солнечными панелями через беспроводное соединение с помощью программного обеспечения SolControl.
Умное реле для розеток SolControl
Программа SolControl выдает подробную информацию о том, сколько электроэнергии производит каждая солнечная панель, каков запас энергии в данный момент в ее аккумуляторе и сколько потребляет каждое устройство в доме. Полезная функция — возможность направлять электроэнергию от отдельных панелей к конкретным домашним устройствам, приборам или комнатам. Приложение также напоминает пользователю о том, что он, например, забыл выключить электроприбор, уходя из дома.
По заверению производителя, при установке «умной» энергоэффективной системы SolPad можно сэкономить на 50% больше электроэнергии по сравнению с конкурирующими продуктами.
Мобильная энергоэффективность
Как мы уже упоминали, модельный ряд компании SunCulture включает еще одно решение: портативную солнечную панель SolPad Mobile. Она достаточно компактна, чтобы человек мог его легко поднять и перенести. На задней стенке — порт для подключения к обычной электрической розетке, через которую панель снабжает энергией электросеть здания, разъем для подключения к другому устройству SolPad, а также несколько USB-портов для зарядки телефонов и других гаджетов.
Любое количество панелей SolPad Mobile можно легко соединить друг с другом и сформировать импровизированную солнечную микроэлектростанцию.
Переносная солнечная панель SolPad Mobile
Кроме того, SolPad Mobile способна «общаться» с пользователем.
В панели установлено программное обеспечение и чувствительная к нажатию область. Нажав на нее, можно получить голосовые инструкции о том, как лучше сориентировать устройство относительно солнца, узнать, сколько электроэнергии панель производит в данный момент, и какой заряд остался в аккумуляторах.
Основной рынок для SolPad Mobile — страны, где есть проблемы с электроснабжением. На удаленных территориях без электрификации эта система может стать надежным источником электроэнергии для зарядки мобильных устройств и освещения территории. А в дачных домах, подключенных к ненадежным электросетям, SolPad Mobile станет резервным источником питания на случай перебоев с энергоснабжением. Другие способы применения — подача электроэнергии в полевые госпитали на территориях, пострадавшей от стихийных бедствий, резервное питание для оборудования выездных ремонтных бригад и т.п.
Энергогенерирующие окна
Летом 2016 года компания Solar Window Technologies, которая работает в сотрудничестве с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии США, представила инновационное решение SolarWindow. Компания создала окно, способное генерировать электроэнергию. Ее производит прозрачное органическое электрогенерирующее покрытие, наносимое тонким слоем на стекло или гибкий пластик. По проводам толщиной всего 50 микрон система SolarWindow Intra-Connection System передает электричество к оконной раме, подключенной к общей системе электроснабжения здания.
Окно Solar Window с энергогенерирующим покрытием
Solar Window утверждает, что ее «солнечные» окна обладают преимуществом перед традиционными фотоэлектрическими панелями: они демонстрируют более высокую производительность при естественном и искусственном освещении, и работают даже в тени. Компания считает, что ее окна идеально подойдут для больших городских зданий и небоскребов: там ее решения могут показать в 50 раз более высокую эффективность, чем традиционные фотоэлектрические панели.
Solar Window объясняет это тем, что обычные панели монтируют только на небольшой площади крыши. «Солнечные» окна, напротив, могут покрыть все здание и захватывать намного больше света.
Окупаемость решения — всего один год, утверждает Solar Window. Секрет — в относительной дешевизне массового производства электрогенерирующего покрытия. Этот процесс не требует высокотемпературных или высоковакуумных технологий, как при изготовлении других тонкопленочных фотоэлементов.
Решение SolarWindow открывает новые возможности для рынка высотного строительства. Например, около 40% энергопотребления в США приходится на коммерческие высотные здания. Полная установка системы SolarWindow Intra-Connection System на все окна небоскреба может обеспечить его потребность в электроэнергии на 30–50 %. А при подключении “солнечных окон” к системе “умное здание” этот процент может оказаться еще больше.
В сентябре 2016 года, спустя пару месяцев после презентации «солнечных окон», Solar Window Technologies начала разработку прозрачных электрогенерирующих пленочных покрытий с креплением для обычных окон. Если продукт окажется успешным, то им можно будет покрывать стеклянные стены существующих небоскребов.
Зеленая энергетика для умного дома: начало пути
Пока неизвестно, станут ли коммерчески успешными продукты, о которых мы рассказали. Но тренд очевиден: связка “умный дом” и “малая альтернативная энергетика” привлекает все больше внимания как производителей, так и потребителей. В обозримом будущем можно ожидать появления более дешевых и простых в использовании устройств для производства и хранения электроэнергии из альтернативных источников, а также более совершенных алгоритмов управления ими в умных домах. Возможно, уже совсем скоро такие решения навсегда изменят и наши жилища, и способы генерации и потребления электроэнергии.
Альтернативные источники электроэнергии для дома
Библиографическое описание: Шалаев, А.
Н. Альтернативные источники электроэнергии для дома / А. Н. Шалаев, Л. Е. Хоромская. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2021. — № 2 (43). — С. 52-55. — URL: https://moluch.ru/young/archive/43/2337/ (дата обращения: 09.04.2021).
Цели работы:
- Изучить литературу об электричестве и способах его получения.
- Создать рабочие макеты и попробовать извлечь с их помощью дополнительную энергию.
- По итогам эксперимента сделать выводы о возможном использовании моих конструкций в жизни.
- Создать макет возможного получения электроэнергии.
Все люди на земле используют электричество. Ежедневно мы пользуемся различными электроприборами, освещаем жилища и улицы. Электричество приводит в движение троллейбусы и трамваи, лифты и метро. На заводах и фабриках от электричества работают машины и станки. Электричество — великая сила! Трудно представить, как современный человек может жить без электричества.
Однажды у нас на даче произошла авария на линии электропередач. И в нашем дачном поселке пропало электричество. Для нашей большой семьи это оказалось большой проблемой. С помощью электричества происходит подача воды в наш дом — насос качает ее из скважины. От электричества работает отопление, освещение в нашем доме и вся кухонная техника.
Я решил незамедлительно заняться изучением этой темы и попробовать создать рабочие макеты получения электроэнергии.
В наше время электричество вырабатывают многочисленные электростанции. Самые распространенные ТЭЦ АЭС ГЭС. Менее распространенные приливные солнечные и ветряные.
Собрав всю необходимую информацию, я приступил к работе. Я долго думал, где взять двигатель и решил попробовать использовать моторы из моих конструкторов.
Я вспомнил, что я был на экскурсии на Гайворонской ГЭС. Во время экскурсии я узнал о том, как вырабатывается электроэнергия и, как важно диспетчерам вовремя обнаружить и устранить неполадку.
Впечатлившись экскурсией на ГЭС, я подумал, что может быть можно использовать большой поток воды после дождя в нашей небольшой речке для получения электричества. Я хотел изобрести что-то похожее на водяную мельницу, но пока я собирал все необходимые детали и продумывал конструкцию, весенние дожди кончились, уровень в реке понизился, а с ним и скорость течения. Я понял, что с водой у меня ничего не получится.
Я не отчаялся, а приступил к разработке конструкции настольной лампы.
После полной сборки ее из конструктора Lego я зажёг её от батарейного блока и убедился, что она работает. Далее я отключил блок питания и заменил его на электродвигатель, и подсоединил к нему механическое колесо. Мне приходилось достаточно быстро катать его, чтобы получить свет. Но свет был нестабильным. Он постоянно моргал, что было очень неудобно. Тогда я решил усовершенствовать мою конструкцию. Колесо было напрямую подсоединено к мотору. Этого было мало. Я сделал редуктор (ускоряющую передачу) и удобную вращающуюся ручку. Это помогло. Лампа стала давать хороший стабильный свет. Ура! Теперь можно использовать её при отключении электричества в нашем доме. Для того, чтобы освободить руки я решил сделать педали как у велосипеда.
Моя конструкция оказалась несовершенна. Конструктор не мог выдерживать силу моих ног, ось изгибалась, стабильного света я не получил, поэтому от этой идеи пришлось отказаться. Но я буду думать, как можно укрепить слабое звено ножного привода и в скором будущем смогу успешно ее использовать и продемонстрировать вам.
В данной конструкции я вырабатывал электричество тратя свои силы. И тут я вспомнил, что из другого конструктора можно сделать ветряк! Тогда работать буду не я, а ветер.
Я собрал самую распространённую ветряную конструкцию с тремя лопастями, присоединил к ней светодиодную лампочку, поставил на улице и стал наблюдать. Я очень долго ждал, но результата не получил.
Тогда я решил собрать конструкцию с 6 лопастями. Я нашел информацию, что данная конструкция должна легче крутиться от ветра. Ветер смог раскрутить лопасти ветряка, но лампочка не зажглась. Мне пришлось очень долго ждать хорошего ветра, но я был терпелив. Ожидания мои были не напрасны: вскоре силы ветра стало достаточно и ветряк закрутился завертелся! И, о чудо, лампочка загорелась! Теперь в очень ветреную погоду моя лампочка стала освещать крыльцо нашего дома. Но, к сожалению, ветряная погода в наших местах бывает очень редко, и я решил использовать ветряк для других целей — для зарядки аккумуляторной батареи, правда крутить мне его пришлось руками. Я очень обрадовался, что мои старания не напрасны, и усердно крутил ручку стремясь полностью зарядить аккумуляторную батарею. Теперь ее можно использовать, например в часах или компьютерной мыши.
Когда я добился желаемого результата с моими моделями, я не остановился и продолжал думать о других возможностях получения электроэнергии более глобального масштаба.
Однажды, проходя мимо небоскребов в Москва-Сити, я подумал, а как работают лифты в этих высоченных башнях? Лифт ведь работает, потребляя электроэнергию. Он потребляет ее и когда поднимает вес и когда спускает вес. Но часто бывает, что лифт поднимается вверх пустой, а опускается полный. А что если лифт будет опускаться от веса людей и подниматься (когда пустой) от противовеса, который тяжелее лифта, то, может быть, будет вырабатывать энергию.
Вес противовеса обычно это вес пустой кабины плюс 40–50 % от полезной нагрузки. Это значит, что если лифт рассчитан на 10 человек, то противовес это вес лифта и еще вес 4–5 человек. Значит, когда полный лифт едет вниз, то можно использовать энергию от опускания 5–6 человек. Лифт и 4–5 человек уравновешивают противовес, а остальные до 10 полезной нагрузки создают усилие, которое можно превратить в энергию. Если пустой лифт поднимается вверх, то противовес тянет его и излишний вес можно также превратить в энергию.
Я поискал информацию и не нашёл ничего об использовании рекуперации в лифтах многоэтажек. Тогда я решил разработать конструкцию, которая могла бы вырабатывать электричество при спуске лифта.
Перед вами макет лифта в многоэтажном здании. К лифту я подключил мою настольную лампу. Она будет иллюстрировать поступление электричества в помещения здания. Представьте, что в лифт на последнем этаже здания зашло, например, девять человек, лифт спускается вниз от их веса и в это же время вырабатывает электричество. Наша лампа засветилась.
Из моих опытов видно:
- Электродвигатель действительно может работать как генератор.
- Ветрогенератор — хорошая идея! Энергия ветра неисчерпаема, повсеместно доступна и экологически чистая! На практике оказалось видно, что конструкция с шестью лопастями работает лучше, чем конструкция с тремя. Поэтому я думаю, что будущее будет за таким типом ветрогенераторов. Но, к сожалению, ветер необходимой силы в нашем районе бывает очень редко, и он нестабилен.
- Попытка получения электроэнергии при помощи своих сил была очень удачна. Все мои собранные конструкций рабочие. Но наиболее удобная и надежная в моих опытах оказалась ручка. Педали, изготовленные из моего конструктора, были бы удобны, если бы конструкция была более прочной.
- Использование рекуперации в конструкции лифта можно получать дополнительную электроэнергию для зданий. Поэтому, я планирую, когда я вырасту внедрить данную идею в жизнь и оснастить все многоэтажные здания такой системой.
Литература:
- Малов В. И. “Куда идет электричество?”- Издательство АСТ, 2016.
- Германович В., Турилин А. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы. — Наука и Техника, Санкт-Петербург 2011.
- Россия сегодня. 19.12.2019.
- Альтернативные источники энергии: почему они нужны всем https://1prime. ru/energy/20191219/830706934.html
- Руководство по сборке к конструктору Gigo «Энергия ветра».
- Музей гидроэнергетики http://hydromuseum.ru/ru/encyclopedia/glossary/Vodyanoe_koleso/
- Как сделать ветрогенератор своими руками https://sovet-ingenera.com/eco-energy/generators/vetrogenerator-svoimi-rukami.html
- Академик. Лифт https://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/6751/ %D0 %9B %D0 %98 %D0 %A4 %D0 %A2
ru/energy/20191219/830706934.html Альтернативная энергия для различных объектов
ТОО «GreenDem» приветствует всех посетителей своего сайта! Мы являемся динамично развивающейся компанией, специализирующейся в области альтернативного энергоснабжения. С момента основания в 2014 году мы смогли показать себя как ответственный и выгодный поставщик, которому можно доверять. Основополагающие принципы нашей деятельности – безупречное качество товаров и услуг, индивидуальный подход к каждому клиенту, креативное решение поставленных задач и конкурентоспособная ценовая политика.
Мы занимаемся реализацией систем экологически чистой «зеленой» энергии для снабжения различных объектов и оборудования: электричеством, теплом и освещением. Внушительный выбор продукции от ведущих производителей позволяет нам в полной мере удовлетворять потребности покупателей. Широкий модельный ряд включает в себя светодиодные уличные фонари, ветро-солнечные электростанции, солнечные коллекторы, системы воздушного отопления и другое оборудование, функционирующее за счет использования солнечной энергии. Также мы поставляем биогазовые установки и гидротурбины брендов завода, востребованные в своем сегменте. Помимо продажи товаров, мы проводим подбор, комплектацию и монтаж портативных электростанций малой и средней мощности. Высокие эксплуатационно-технические характеристики предлагаемых изделий обусловлены использованием современных материалов и прогрессивных технологий, а также тщательным контролем на всех этапах изготовления.
4 июля 2009 года был принят Закон Республики Казахстан № 165-IV «О поддержке использования возобновляемых источников энергии» (с изменениями и дополнениями по состоянию на 28.
12.2016 г.). Изменения и дополнения 2013 года кардинальным образом изменили механизм поддержки ВИЭ в Казахстане. В целях стимулирования инвестиций в сектор возобновляемых источников энергии (далее — ВИЭ) и увеличения доли использования ВИЭ в энергобалансе Казахстана был создан Расчетно-финансовый центр. Расчетно-финансовый центр осуществляет централизованную покупку электроэнергии со стороны государства от всех объектов ВИЭ (выбравших для себя данную схему поддержки) по фиксированным тарифам.Согласно Концепции по переходу к «Зеленой экономике», к 2020 году доля и альтернативных источников ВИЭ в объеме производства электроэнергии в Казахстане достигнет 3%, к 2030 – 30%, а к 2050 – 50%.
Привлекательность альтернативной энергетики связана с неисчерпаемостью ресурсов, независимостью от скачков цен на мировых рынках энергоносителей и экологичностью.
ТОО «GreenDem» имеет опыт разработки ТЭО по строительству объектов по использованию ВИЭ (солнечных, ветряных и электрических станций) с целью электроснабжения производственных и административных объектов. Также специалистами Товарищества был осуществлен ряд разработок и производственных работ в области возобновляемой энергетики. Посмотреть реализованные проекты в области ВИЭ можно ЗДЕСЬ и на нашем instagram канале.
Мы готовы провести оценку Вашего инвестиционного проекта по строительству объекта ВИЭ: провести маркетинговое исследование, составить бизнес-план, разработать предварительное технико-экономическое обоснование (далее – ТЭО) и ТЭО по строительству объектов по использованию ВИЭ, включая строительство, пуско-наладочные работы под ключ, девелопмент и с гарантийным сервисным обслуживанием. Привлекаем инвестиции под такие зеленые проекты.
Гордость компании «GreenDem» – опытные специалисты, обладающие специальными знаниями и навыками работы в сфере возобновляемого энергообеспечения. Мы посещаем престижные выставки, изучаем потребительский спрос, налаживаем новые деловые контакты и расширяем объемы продаж, чтобы в полной мере соответствовать передовым тенденциям рынка.
При необходимости наши консультанты ответят на интересующие вас вопросы и посоветуют оптимальные решения конкретных задач. Ждем ваших заявок на сайте или по телефону +7(727)971-68-05, [email protected]! Мы нацелены на долгосрочное и синергетическое сотрудничество!
№2 Ветрогенератор для дома. Готовая система «Коттеджная» до 500 кВт*ч в месяц
Данная система способна вырабатывать до 500 кВт*час электроэнергии в месяц
1. Ветрогенератор «FLAMINGO AERO-4.4» (48В) (в комплекте: бортовой контроллер, контроллер заряда АБ, выносной информационный пульт) — 1шт. Цена: 3684 USD
2. Мачта консольная ферменная, высота — 17 м — 1 шт. Цена: 1694 USD
3. Инвертор мощностью 4 кВт — 1 шт. Цена: 1055 USD
4. Аккумуляторные батареи 12х200 — 4 шт. Цена: 1636 USD
Всего за основное оборудование: 8069 USD
Ветрогенератор «FLAMINGO AERO-4.4» предназначена для обеспечения электроэнергией небольших объектов.Ветроустановка «FLAMINGO AERO» применяется как в местах, где отсутствует сетевая энергия (туристические лагеря, фермерские хозяйства, дачные участки, питание автономных комплексов), так и в качестве резервного источника электроэнергии для частных домов, коттеджей.
На ветряках «FLAMINGO AERO» применена аэромеханическая система стабилизации частоты вращения ветротурбины, позволяющая эксплуатировать ветроугенератор в широком диапазоне скоростей ветра. Тихоходный генератор на постоянных магнитах прямо приводится в движение турбиной. Отсутствие мультипликатора в ветрогенераторе и системы возбуждения генератора обеспечивает высокий ресурс ветроустановки.
В типовой состав системы энергообеспечения нагрузок 220В/50Гц на основе ветрогенератора «FLAMINGO AERO-4.4» входят следующие компоненты:
Головка ветрогенератора «FLAMINGO AERO-4.4» — вырабатывает «грубую» электроэнергию с нестабильными параметрами, зависящими от скорости ветра.
| Мощность номинальная ветрогенератора: | 1,6 кВт |
| Выходное напряжение: | 48 В |
| Диаметр ветротурбины: | 4,4 м |
| Номинальная частота вращения: | 210 об/мин |
| Количество лопастей: | 3 шт. |
| Материал лопастей: | стеклопластик |
| Стартовая скорость ветра: | 2,5 м/с |
| Расчетная скорость ветра: | 8 м/с |
| Максимальная эксплуатац. скорость ветра: | 50 м/с |
| Ориентация по ветру: | при помощи киля |
| Метод остановки: | флюгирование |
| Регулирование частоты вращения: | аэромеханическое |
| Расположение относительно мачты: | наветренное |
| Выработка электроэнергии (в месяц): | до 500 кВт*ч |
| Рекомендуемая высота мачты: | 17-21 м |
| Рабочий диапазон температур: | -40°C до +60°C |
Фотоэлектрический модуль (ФЭМ,солнечный модуль) — опциональный компонент, вырабатывающий дополнительную «грубую» энергию. Повышает надежность энергообеспечения и суммарную выработку энергии.
Аккумуляторная батарея (АБ) — накопитель энергии для согласования графиков выработки и потребления энергии. Применяется кислотная АБ с номинальным напряжением 24В и рекомендуемой емкостью 190 АЧ.
Может составляться из двух автомобильных стартерных АБ 12В.
Инвертор — служит для преобразования постоянного тока с аккумуляторов в переменный 220(380)В 50 Гц, пригодный для подключения потребителей электрического тока.
Мачта — служит для установки головки ветрогенератора на высоте 11-17 м, на которой ветровой поток не затеняется препятствиями и имеет достаточную скорость.
7 способов снабдить ваш дом возобновляемой энергией — Key Life Homes
Если вы не очень богаты, вы, вероятно, всегда ищете способы сэкономить пару долларов. Один из лучших способов сократить ежемесячные счета — это инвестировать в возобновляемые источники энергии. Не от силовой установки, а всего того, что можно напугать самому.
Использование возобновляемых источников энергии для питания вашего дома может снизить или полностью исключить ваши счета за коммунальные услуги, а налоговые льготы для установки возобновляемых источников энергии могут сделать их еще более рентабельными.Вот семь различных способов снабдить ваш дом возобновляемой энергией.
Крышные солнечные панели
Это, вероятно, самый распространенный и очевидный метод, если вы изучаете возобновляемые источники энергии.
Солнечные панели обычно устанавливаются на вашей крыше, хотя вы также можете установить их у себя во дворе. В зависимости от вашей широты и ориентации панелей вы можете генерировать 10 или более ватт на квадратный фут. Типичный дом потребляет не менее киловатта энергии, поэтому нескольких квадратных футов солнечных панелей должно хватить для обеспечения большей части или всех ваших потребностей.
Если срок службы вашей нынешней крыши подходит к концу, вы также можете подумать об инвестициях в солнечную черепицу. В то время как стандартные солнечные панели на крыше устанавливаются поверх вашей нынешней крыши, солнечная черепица фактически заменяет вашу черепицу. SolarCity Илона Маска недавно объявила о плане начать производство солнечной черепицы, и другие компании, такие как SunTegra, производят ее в течение многих лет.
Конечно, одна большая слабость солнечной энергии в том, что она работает только тогда, когда солнце встало.Если вы хотите запитать свой дом, когда солнце садится, вам нужно будет заплатить за электроэнергию из сети или инвестировать в второй тип возобновляемой энергии.
Ветряные турбины
Ветровые турбины чаще всего используются на ветряных фермах или плавучих морских объектах, но если у вас достаточно недвижимости, вы можете установить небольшую ветряную турбину на своей территории, чтобы обеспечить электроэнергией свой дом.
У ветряных турбин есть несколько недостатков, которые делают их менее популярными в жилых районах. Они могут быть уродливыми и наделать много шума.Они занимают место, и в зависимости от того, где вы живете, местные законы и правила зонирования могут прямо запретить это.
Но если эти недостатки вас не касаются или не беспокоят, энергия ветра может оказаться большим преимуществом. Энергия ветра более стабильна, чем солнечная, и ветряная турбина хорошего размера может легко вырабатывать большую часть или все ваши потребности в электроэнергии. В зависимости от вашего региона ветер может быть лучшим вложением в возобновляемые источники энергии, чем солнечная энергия.
Солнечная печь
Возможно, вы не готовы обеспечить весь свой дом возобновляемыми источниками энергии.Это большой проект, и, возможно, он просто невыполним по разным причинам. Вы по-прежнему можете обеспечить часть своего дома возобновляемой энергией, построив солнечную печь.
Солнечные печи обычно представляют собой научный проект, но на самом деле печи потребляют довольно много электроэнергии. Использование солнца для пассивного нагрева пищи — хороший способ начать работу в мире возобновляемых источников энергии. Солнечные печи работают, улавливая солнечный свет для нагрева пищи. Вы можете купить духовку на солнечной батарее или построить свою собственную из нескольких распространенных материалов.
Духовки на солнечных батареяхимеют ряд преимуществ: они бесплатно нагревают пищу и работают даже при отключении электричества или в аварийной ситуации. Вам никогда не придется перекусить из-за недостатка энергии.
Hydro Power
Это не сработает для большинства людей, но если на вашем участке есть источник проточной воды, вам повезло. Вы можете направить поток или реку частично или полностью, чтобы они протекали через турбину и приводили в действие ваш дом.
Есть несколько способов сделать это, но в самом простом случае вы захотите найти наибольшее расстояние по вертикали, которое будет преодолевать вода, и отвести эту воду, чтобы она проходила через турбину контролируемым образом.В зависимости от количества воды и расстояния по вертикали вы можете таким образом производить значительную мощность. Установить гидроэлектростанцию непросто, и вам может потребоваться профессиональная установка. Однако, если у вас есть некоторые инженерные знания, вы даже можете построить его самостоятельно с нуля.
И преимущества гидроэнергетики огромны. В отличие от солнечной и ветровой, гидроэнергетика является стабильной и непрерывной, а это означает, что вы всегда будете получать одинаковую мощность, несмотря ни на что.
Вам никогда не придется беспокоиться о том, что ваш генератор не сможет питать ваш дом.Это может стоить небольшого инженерного проекта.
Солнечное водонагревание
Солнечная энергия нужна не только для производства электроэнергии. Вы также можете использовать энергию солнца для обогрева дома.
Солнечные водонагреватели используют солнце для нагрева запаса воды, которую затем можно перекачивать через радиаторы, из смесителей или насадок для душа. Эта система намного дешевле, чем использование газа или электричества для нагрева воды, и ее проще установить, чем солнечные батареи.Если вы не хотите полностью использовать возобновляемые источники энергии для всего дома, хорошей альтернативой может стать солнечное нагревание воды.
Существует множество различных типов солнечных водонагревателей, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, поэтому обязательно выберите тот тип системы, который лучше всего подходит для вас.
Солнечная система кондиционирования воздуха
Может показаться странным использование солнечного тепла для охлаждения вашего дома, но это именно то, что делает солнечная система кондиционирования воздуха.Солнечное кондиционирование воздуха использует те же принципы, что и солнечный водонагреватель, но использует эту горячую воду в системе кондиционирования воздуха.
Кондиционер потребляет больше электроэнергии, чем что-либо еще в вашем доме. Кондиционер может стоить вам значительных денег каждый год, особенно если у вас есть система кондиционирования и вы живете в жарком климате. Использование горячей воды для охлаждения дома может сэкономить деньги и помочь окружающей среде.
В качестве бонуса горячая вода, производимая для кондиционирования воздуха, также может использоваться для других целей в вашем доме.В зависимости от вашей установки вы также можете получить преимущества солнечного нагрева воды с дополнительным кондиционированием воздуха.
Tesla Powerwall
Технически Powerwall (или другая подобная большая аккумуляторная батарея) не является возобновляемой энергией, но она хорошо работает с любым домашним генератором возобновляемых источников и может даже сэкономить ваши деньги без какой-либо другой системы возобновляемой энергии.
Powerwall — это большая аккумуляторная батарея, способная хранить несколько киловатт-часов электроэнергии. Сам по себе он может быть запрограммирован на подзарядку от сети, когда цены на электроэнергию низкие, и разрядку при высоких ценах, чтобы сэкономить ваши деньги в часы пик.
Однако Powerwall лучше всего использовать в сочетании с источником возобновляемой энергии, например, солнечной или ветровой. Powerwall может накапливать избыточную электроэнергию, которую вы не используете сразу, поэтому вы всегда можете использовать возобновляемую солнечную или ветровую энергию, даже когда солнце садится или не дует ветер.
Powerwall может сгладить колебания в выработке возобновляемой энергии, устраняя один из основных недостатков возобновляемой энергии. Кроме того, благодаря предстоящему законодательству вы можете получить налоговый кредит за подключение Powerwall к сети.
Статья предоставлена Popular Mechanics
Альтернативная электроэнергия для односемейных домов | Руководства по дому
Самый эффективный и наименее затратный метод электроснабжения большинства домов на одну семью — это подключить дом к электросети, питающей район или район. Однако некоторые дома расположены в отдаленных районах, недоступных для национальной электросети, и в этих районах могут быть частые отключения электроэнергии.Некоторые домовладельцы предпочитают снабжать свои дома электричеством, полностью или частично произведенным из возобновляемых источников. Доступны альтернативные источники электроэнергии. Что выбрать, зависит от вашей ситуации, бюджета и потребностей.
Требования к электрооборудованию
Проведите аудит электроэнергии в вашем доме, чтобы определить количество электроэнергии, которая вам понадобится. Обладая этой информацией, вы можете приобрести или спроектировать систему, способную удовлетворить ваши потребности и ожидания. Если вы планируете полностью отключиться от сети, самым важным требованием будет определение пиковой нагрузки, чтобы вы могли одновременно удовлетворить все свои потребности в электричестве.
Если вы планируете резервную систему или систему, которая будет удовлетворять только часть требований к электричеству вашего дома, вам все равно потребуется аудит, чтобы спланировать систему, которая будет соответствовать вашим минимальным потребностям.
Ветер
Ветровая энергия, в которой ветряная мельница или турбина преобразует энергию ветра в электричество, в настоящее время является одним из старейших и наименее дорогих альтернативных источников электроэнергии. Чтобы компенсировать периоды слабого или тихого ветра, большинство систем для односемейных домов вырабатывают электричество для зарядки аккумуляторов.Накопленное электричество от батарей — вот что на самом деле заряжает дом. Хорошо спроектированная система будет иметь достаточную емкость аккумулятора, чтобы преодолеть периоды, когда их подзаряжает слабый или нулевой ветер. При определении того, является ли ветер приемлемым альтернативным источником энергии для вашего дома, необходимо учитывать региональные погодные условия и местную топографию. В некоторых районах страны, естественно, более ветрено, чем в других. Некоторые жилые дома, например, расположенные в глубоких долинах, не будут иметь такого количества ветра, как соседние дома, расположенные на вершине холма.
Солнечная энергия
Солнечная энергия в настоящее время является наиболее популярным источником альтернативной электроэнергии. Большинство домовладельцев используют сетевые системы для обеспечения некоторых или всех потребностей в электроэнергии для своего дома в яркие солнечные дни, а затем полагаются на электричество из сети ночью или в пасмурные дни. Системы, предназначенные для использования в качестве единственного источника электроэнергии для перезаряжаемых аккумуляторов в домашних условиях, обеспечивающие питание после наступления темноты или в пасмурные дни. Размер системы, необходимой для вашего дома, будет определяться как потребностями в электричестве, так и количеством солнечного света, которое обычно бывает в вашем регионе.
Связанные с сетью системы часто имеют площадь менее 100 квадратных футов. Автономная система, способная питать дом среднего размера с обычными потребностями в электричестве в большинстве районов страны, уместится на крыше дома.
MicroCHP
Комбинированная теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) — это система, часто используемая в тяжелой промышленности. Вместо отвода избыточного тепла от угля, газа или других видов топлива, используемых в производственном процессе, тепло используется для производства электроэнергии. Теперь доступны блоки MicroCHP, сочетающие в себе отопление дома, нагрев воды и выработку электроэнергии.Эти агрегаты, которые в настоящее время работают на природном газе или сжиженном пропане, становятся более эффективными и вскоре могут стать излюбленной альтернативой для домовладельцев, желающих сократить свои счета за электроэнергию.
Двигатель внутреннего сгорания
В большинстве случаев генераторы с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине, природном газе, жидком пропане или дизельном топливе, являются наименее дорогостоящим альтернативным источником электроэнергии для покупки и установки, но они являются наиболее дорогостоящими в эксплуатации . Это делает их очень популярными в качестве аварийных резервных устройств в районах, где происходят частые отключения электроэнергии, но менее популярны для использования в качестве основного источника электроэнергии в доме.
Источники
Ресурсы
Биография писателя
Майк Шунвельд пишет с 1989 года и имеет такие журналы, как «Outdoor Life», «Fur-Fish-Game», «The Rotarian» и многочисленные региональные публикации. Шунвельд получил лицензию капитана береговой охраны. Он имеет степень бакалавра наук о дикой природе Университета Пердью.
Производство электроэнергии вне сети: 4 лучших способа
Итак, вы подумали, подходит ли вам жизнь вне сети; вы знаете, что это означает, что вам больше не нужно платить за коммунальные услуги и вырабатывать все свои собственные силы, но что в этом есть? Это не так просто, как поставить несколько солнечных батарей на крышу и назвать это хорошим; Когда дело доходит до выработки электроэнергии вне сети, существует несколько методов, которые можно комбинировать для выработки всей энергии, необходимой для комфортной жизни вне сети.
Подключите к автономной сети с помощью солнечной энергии
Когда речь заходит о внесетевой энергии, большинству из нас приходит на ум солнечная энергия. Вариант с питанием от солнца, который включает в себя фотоэлектрические солнечные панели, инвертор и батареи, может обеспечивать много электроэнергии (особенно если вы получаете много солнечной энергии в месте проживания) в течение длительного времени без каких-либо движущихся частей и небольшого обслуживания. Обратной стороной, по крайней мере, на данный момент, является стоимость: полностью питать весь дом солнечной энергией редко бывает рентабельным, даже если учесть несколько десятилетий положительной отдачи от инвестиций.Добавьте к этому широкую вариацию солнечной экспозиции в зависимости от местоположения и тот факт, что солнечная энергия работает только тогда, когда солнце светит, и легко понять, почему солнечная энергия остается частью ответа, а не целиком.
Производство электроэнергии вне сети с помощью энергии ветра
Если вы получите хорошие новости после того, как обратитесь в местную метеорологическую службу, чтобы узнать среднюю скорость ветра в вашем районе, производство электроэнергии с помощью ветряных турбин жилого размера — еще один вариант для получения энергии вне сети.Зная диапазон средней скорости и скорости ветра, вы можете оценить, сколько электроэнергии будет производить данная система. Имейте в виду, что скорость ветра на определенном участке может значительно отличаться от средних по региону в зависимости от местной топографии.
Когда дело доходит до выбора турбины, размер имеет значение. Согласно Руководству по ветроэнергетике США, если типичный дом потребляет в среднем 830 кВтч электроэнергии в месяц, требуется турбина, вырабатывающая от 5 до 15 кВт (с учетом средней скорости ветра).Размер ротора турбины мощностью 10 кВт составляет около 23 футов в диаметре, и он установлен на башне, часто более 100 футов высотой. Если вы живете в городе или на небольшом участке, большой может не подойти, но у многих людей есть необходимая недвижимость для такого размера.
Как и в случае с солнечной батареей, у отключения энергии ветра от сети есть свои плюсы и минусы; Самая большая и очевидная проблема — это потребность в легком ветерке: если ветер не дует, турбина остается неподвижной и электричество не вырабатывается. Ветряные турбины также имеют движущиеся части, а это означает, что больше вещей, требующих обслуживания, могут выйти из строя.Но если у вас есть хороший постоянный сильный ветерок, дующий через задний двор, вы можете собирать его энергию на долгие годы.
Использование микрогидроэлектроэнергии для обеспечения жизнедеятельности сети
Вероятно, наименее известная из внесетевых энергетических систем, микрогидроэлектроэнергия использует источник проточной воды, например ручей, для выработки электроэнергии; он производится из энергии воды, текущей с верхнего уровня на более низкий уровень, который вращает турбину в нижнем конце системы.
По данным Energy Alternatives Ltd., производство электроэнергии на основе микрогидроэлектроэнергии может быть наиболее рентабельным из трех.«Наш опыт с микрогидросистемами показал, что гидроэнергетика будет производить от 10 до 100 раз больше энергии, чем фотоэлектрическая или ветровая при тех же капиталовложениях». Если у вас хороший источник, он работает 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, обеспечивая много автономной энергии в течение длительного-длительного времени; Поскольку он производит гораздо более стабильную энергию, для хранения энергии требуется меньше батарей, потому что меньше (или ноль) времени, когда система не собирает энергию. Конечно, как и в случае с двумя другими, для этого требуются довольно специфические условия на месте; если у вас нет ручья на заднем дворе, вы не можете использовать микрогидро.
Сохранение
Если вы можете использовать то, что у вас есть, более эффективно, нет причин тратить больше, чтобы заработать больше. Несмотря на то, что проектирование с целью повышения эффективности — лучший способ достичь высокого уровня энергосбережения, существует множество вариантов модернизации изоляции и повышения эффективности, которые могут помочь сократить спрос.
В Руководстве по энергосбережению Министерства энергетики США содержатся дополнительные советы по экономии денег и энергии в домашних условиях.
5 видов реалистичных автономных источников питания
Реалистичные источники энергии вне сети — С ростом цен на электроэнергию и растущими опасениями по поводу воздействия электростанций на окружающую среду на планете все больше и больше людей говорят, что они хотят отключиться от сети и производить свою собственную электроэнергию. .
Такой вариант — мечта большинства людей, но, к сожалению, часто именно это и есть мечта. Они хотят это сделать, но не знают, с чего начать, и даже не знают, что у них есть.
Кроме того, люди думают, что отключение от сети означает необходимость отказаться от удобства проживания в городе или городе, чего большинство людей не хотят делать.
Хорошая новость заключается в том, что благодаря новым исследованиям и технологиям стало доступно множество вариантов использования возобновляемых источников энергии, которые подходят для любого типа собственности, в которой вы в настоящее время живете.
Солнечная черепица вне сетиРеалистичные автономные источники питания
Вот пять самых современных и реалистичных источников питания вне сети.
Солнечная черепица
Многие люди не хотят устанавливать солнечные панели в своих домах по двум главным причинам: это дорого стоит и не очень эстетично.
Но технологии уменьшили размер этих тяжелых солнечных панелей и создали фотоэлектрическую черепицу, также известную как солнечная черепица или солнечная черепица.
Эта черепица не только выглядит лучше традиционной черепицы, но и прочнее, чем долгожданная солнечная черепица Tesla.
Эта солнечная черепица может быть использована вместо вашей старой черепицы. Или, если вы строите новый дом с нуля, вы можете попросить вашего подрядчика и архитектора интегрировать его в проект здания.
Это должно быть что-то, что можно сделать, особенно если они используют коммерческое программное обеспечение для управления строительными проектами.
Стоимость установки солнечной черепицы на вашей крыше будет составлять от 20 000 до 50 000 долларов США для дома площадью 2500 квадратных футов (232 квадратных метра) в зависимости от того, как вы хотите, чтобы он был установлен в вашем доме, а также налоговых льгот штата и федеральных налогов, если вы живете в США.
Обязательно проконсультируйтесь с правительством вашей страны о любых льготах, которые могут быть вам доступны.
Да, для начала это изрядная цена. Однако подумайте, что солнечная черепица может сократить ваши ежемесячные счета за электричество с 40 до 60 процентов или даже до нуля, если вы полностью перейдете на солнечную энергию.
И учитывая, что такая система может прослужить 30 и более лет, она определенно окупится через несколько лет.
Ветряная турбина для жилых помещений
Ветер — еще одна возобновляемая и устойчивая энергия, которую можно использовать для энергосистемы вне сети с помощью ветряной турбины.
Подобно солнечным батареям, ветряные турбины были значительно уменьшены в размерах, чтобы их можно было устанавливать в жилых домах.
А если вам нравится ветреная местность и у вас есть хотя бы акр земли, то ветряная турбина для жилого дома может быть вариантом, если вы хотите отключиться от сети.
Если говорить о стоимости, то типичная ветряная турбина мощностью 10 кВт будет стоить от 50 000 до 60 000 долларов.
Это значительная сумма денег, чтобы раскошелиться, но если вы думаете, что будете экономить до 90% или даже 100% счета за электроэнергию каждый месяц.
Вся система окупится примерно через 6 лет.
И поскольку это возобновляемые источники энергии, такие страны, как США, Китай, Корея, Бельгия, Ирландия, Испания и т. Д., Предлагают различные налоговые льготы от 12 до 30 процентов в зависимости от того, где вы живете.
Итак, если вы думаете об установке ветряной турбины для своего дома, убедитесь, что вы сначала уточняете у местных властей, какие стимулы они предлагают.
Геотермальный тепловой насос
Что это? Геотермальная энергия — это чистая и устойчивая тепловая энергия, поступающая из-под поверхности земли, которая может поставлять энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
Геотермальная энергия используется геотермальными установками, такими как геотермальный комплекс Гейзер в Сан-Франциско в Калифорнии.
Теперь ваш дом может использовать энергию геотермальной энергии с помощью геотермального теплового насоса. Если вам интересно, что такое геотермальный тепловой насос, это система центрального отопления и охлаждения.
Он использует землю в качестве источника тепла, когда зимой холодно. Летом он использует землю как теплоотвод.
Его можно легко интегрировать в существующую систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или установить в новый проект сборки.
Он работает почти так же, как ваш холодильник, где он передает тепло, исходящее от земли, в ваш дом или другой через петли труб, заполненных жидкостью в виде воды или раствора антифриза.
Эти трубы затем присоединяются к геотермальному тепловому насосу в вашем доме, который действует как обогреватель или кондиционер, в зависимости от погоды.
Микрогидро Электроэнергетика
Если вам посчастливилось жить в собственности, у которой есть источник проточной воды, такой как ручей или ручей, то вам, возможно, захочется использовать электричество микрогидроэлектростанций для питания вашего дома.
Как и в названии, гидроэлектроэнергия использует проточную воду для выработки электроэнергии, обычно за счет энергии, поступающей из воды, протекающей с более высоких мест на более низкие.
Микрогидроэнергетическая система работает путем преобразования потока проточной воды во вращательную энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в электричество с помощью насоса, турбины или водяного колеса.
По сравнению с солнечной, ветровой и геотермальной энергией, микро-гидроэлектроэнергия относительно дешевле и проще в строительстве.
Однако недостатком является то, что для этого требуются очень специфические условия на месте.Это означает, что если у вас на заднем дворе нет реки, ручья или проточной воды, то у вас практически не может быть этой системы.
Гибридная система солнечно-ветровая
Если вы хотите жить полностью вне сети, вы можете иметь систему, которая может справляться с колебаниями погоды в вашем районе, чтобы гарантировать, что электричество вырабатывается все время, потому что мы все знаем, что погода может быть непостоянной. .
Решением этой проблемы является солнечная / гибридная система.
Такая система более надежна, чем использование только одного источника питания. Это потому, что ваша электросеть не зависит от одного источника.
Кроме того, это еще дешевле. Он использует меньшие компоненты для каждого источника по сравнению с тем, что было бы необходимо, чем если бы вы использовали только солнечную или ветровую энергию.
Если вам интересно узнать о стоимости, базовая гибридная система, которая может генерировать 7,5 кВт / ч в день, стоит примерно 35 000 долларов и может доходить до 65 000 долларов за систему, генерирующую 15.5 кВтч в сутки.
Внесетевые энергосистемы
Возможность использовать питание от сети дает вам свободу. Это также позволяет вам меньше зависеть от внешних источников.
Помимо экологичности, вы можете получить более высокую доходность, чем хранение денег в банке.
В качестве примера предположим, что у вас было 25 000 долларов в банке. Процентные ставки незначительны. Если вместо этого вы установили энергосистему вне сети, такую как солнечные батареи, вы, вероятно, получите более высокую норму прибыли, заплатив гораздо меньше по счетам за электричество.
Благодаря новым достижениям в области солнечной, ветровой, геотермальной и водной энергии, отключение от сети теперь не ограничивается переездом за город.
Теперь, поскольку системы меньше по размеру, вы можете установить автономную систему независимо от того, где находится ваш дом.
Вы можете установить его в городской или сельской местности или даже в отдаленной местности.
И да, надо признать, что первоначальные затраты дороги. Генератор какого размера мне нужен
Однако, по прогнозам экспертов, по мере развития технологий в этой области автономные энергосистемы в ближайшем будущем будут становиться все более доступными.Обзор и руководство по наружной дровяной печи
Какую бы энергосистему вы не выбрали, вы будете рады, что установили одну или несколько систем.
Сколько прослужит генератор-генератор?
Поделиться — это забота!
СвязанныеАльтернативные источники электроэнергии и внесетевые источники энергии
По мере того, как новые технологические инновации продолжают предлагать новые формы чистой и зеленой энергии, возможность жить с меньшим использованием альтернативных источников энергии стала реальностью.
Альтернативные источники энергии
Альтернативное электричество вне сети через солнечные панелиИзображение предоставлено: OFC Pictures / Shutterstock
Солнечные, ветровые, геотермальные и гидроэнергетические средства позволяют жить «вне сети», где зависимость от природных источников энергии заменяет зависимость от более традиционных энергосистем. Независимо от того, живете ли вы в удаленном районе или заинтересованы в экономии энергии, инновации в области автономных источников энергии естественного происхождения доступны во многих различных формах.
Солнечные энергетические системы
Автономные энергосистемы работают независимо от линий электропередач, генерируемая энергия которых может использоваться для питания устройств. Например, автономная солнечная система использует только солнечную энергию, собираемую для питания устройств в этой системе. С другой стороны, автономная гибридная система использует комбинацию солнечной, гидро- и ветровой энергии в качестве основного источника энергии для системы.
Когда дело доходит до солнечных систем, доступно множество различных конфигураций в зависимости от типа необходимой мощности (переменное или постоянное напряжение).Большинство систем, независимо от их выхода энергии, поглощают солнечную энергию аналогичным образом. Солнечные батареи — один из наиболее часто используемых методов использования солнечной энергии.
Солнечные панели состоят из нескольких солнечных элементов, называемых фотоэлектрическими элементами, которые поглощают солнечную энергию и преобразуют ее в полезную энергию. Для этого фотоэлектрические элементы состоят из полупроводниковых материалов, таких как кремний или теллурид кадмия, которые поглощают солнечную энергию, которая, в свою очередь, высвобождает электроны.Металлические контакты на разных сторонах солнечной панели направляют свободные электроны в одном направлении, создавая ток. Ток в сочетании с напряжением, хранящимся в фотоэлектрических элементах, является конечным результатом и может использоваться для питания устройств.
Гидроэнергетические системы
Гидроэнергетическая система использует силу движущейся или падающей воды для выработки энергии. Эти системы различаются по размеру в зависимости от желаемого количества энергии: большая гидроэнергетическая система может производить достаточно энергии, чтобы обеспечить альтернативное электричество для миллионов домов, тогда как меньшие гидроэнергетические системы могут быть спроектированы для производства энергии, достаточной для обеспечения электроэнергией одного домашнего хозяйства.
Независимо от размера системы, большинство гидроэнергетических систем разделяют несколько элементов. Во-первых, должна быть создана плотина, которая является барьером, который существенно замедляет движущийся водоем, тем самым поднимая уровень воды — в результате образуется небольшой водопад или контролируемый излив воды на другой стороне плотины. Когда вода выходит через плотину, она накапливает большую силу. Турбина, устройство, которое работает почти так же, как ветряная мельница, вращается, когда вода приводит в движение лопасти турбины, и преобразует энергию воды в механическую энергию.
Турбина соединена с генератором, который вращается в результате вращения турбины и преобразует механическую энергию в электрическую. Наконец, электричество подается в линии электропередачи, по которым энергия передается в дома или устройства. Количество энергии, создаваемой гидроэнергетической системой, зависит от количества воды, проходящей через систему, и от того, насколько далеко вода падает.
Ветровые системы
Системы ветроэнергетики используют кинетическую энергию ветра и превращают ее в механическую или электрическую энергию, почти так же, как гидроэнергетические системы собирают энергию из воды.Основное устройство, используемое в ветровых системах, — это ветряная турбина, которая доступна как с вертикальной осью, так и с горизонтальной осью.
Наиболее часто используемый тип ветряной турбины — это турбина с горизонтальной осью, которая обычно используется в крупномасштабных ветровых системах мощностью 100 киловатт и выше. Большинство турбин включает в себя следующие элементы: ротор, гондолу, башню и некоторое электронное оборудование.
Точно так же, как гидротурбина зависит от вращения роторов, роторы ветряной турбины приводят турбину в движение, когда они сталкиваются с ветром.В гондоле находится генератор, который вращается вместе с роторами. Башня поддерживает ротор, нарезку и электронное оборудование, которое помогает подавать электричество, вырабатываемое ветряной турбиной, в линии электропередач. В зависимости от размера турбины может быть достигнута мощность до 5000 киловатт.
Прочие электротехнические изделия
Больше от компании Electric & Power Generation
Руководство по озеленению вашего дома — TechCrunch
Альтернативная энергия — это растущий рынок, и хотя многие штаты предлагают налоговые льготы, скидки и другие стимулы для продвижения чистой энергии, это все же может оказаться дорогостоящим предложением.
Обычно также требуется подключить источник энергии к электросети, чтобы вы не остались в темноте, когда утихнет ветер или солнце останется за облаками.
Вот сводка решений, которые могут помочь в обеспечении электропитания дома.
Солнечная
Solar — это в некотором смысле самое простое решение или, по крайней мере, одно из самых доступных. Для подключения к солнцу требуются фотоэлектрические солнечные панели, инвертор и батареи, которые могут хранить немного лишней энергии в дождливый день.
Производительность, конечно, варьируется в зависимости от региона, в штатах в южных и юго-западных регионах больше всего солнечных дней в году.
Солнечные панели после установки не требуют значительного обслуживания и могут обеспечивать большое количество электроэнергии в хорошую погоду. Однако это может быть дорого, даже если у вас есть стимулы, и даже когда он подключен к батареям, он не принесет особой пользы, когда нет солнца для прогулок за один раз.
Ресурсы
GetSolar имеет базу данных для поиска установщика солнечных батарей в вашем районе.Целесообразно сравнить котировки нескольких компаний. Некоторые установщики предпочитают устанавливать панели, продаваемые их компаниями, в то время как другие устанавливают любые панели, которые вы покупаете.
Также возможна аренда солнечных батарей. Одним из крупнейших арендаторов является Citizenrē REnU, который предлагает контракты на 1, 5 или 25 лет, которые включают установку.
Ветер
Энергия ветра часто ассоциируется с гигантскими ветряными электростанциями, но турбины меньшего размера также производятся для производства энергии на заднем дворе.
Скорость ветра является определяющим фактором в том, является ли энергия ветра правильным решением для вашего дома. Метеорологические службы могут сказать вам, какова средняя скорость ветра в вашем регионе, но она может варьироваться в зависимости от региона.
Неудивительно, что большие турбины могут производить большее количество энергии. 10-киловаттная турбина обычно может обеспечить достаточно энергии для дома и обычно имеет высоту около 100 футов с 23-футовой турбиной.
Как и в случае с солнечной энергией, энергия ветра зависит от климата, поэтому, когда турбина не вращается, вам может потребоваться другой источник энергии.В отличие от солнечных батарей, ветряные турбины имеют дополнительный недостаток, поскольку они построены из движущихся частей, которые требуют регулярного обслуживания.
Ресурсы
Для турбины, достаточно большой, чтобы привести дом в действие, часто требуется разрешение. Американская ассоциация ветроэнергетики предлагает полезное руководство по прохождению необходимых шагов по установке собственной турбины, а также список поставщиков ветряного оборудования.
Если у вас мало места или вы ищете решение plug-and-play, попробуйте личную ветряную турбину, такую как Air-X от Southwest Windpower.Он может производить до 400 Вт, чего достаточно, чтобы компенсировать использование освещения и бытовой техники, и его можно установить на крыше.
В качестве альтернативы, попробуйте Clarian Jellyfish. Когда она появится на рынке в следующем году, я смогу обеспечить такую же потенциальную мощность, а также снабдить ваш дом электричеством, подключив его к любой стандартной розетке.
Если вы занимаетесь своими руками, найдите старую беговую дорожку и попробуйте сделать свою собственную, как показано в этом видео:
Геотермальная энергия
Большая часть геотермальной энергии производится в больших масштабах, поэтому геотермальная энергия для одного дома обычно ограничивается решениями для отопления и охлаждения.Тем не менее, учитывая, сколько энергии может потреблять климат-контроль в помещении, геотермальные тепловые насосы могут значительно снизить ваши потребности в энергии.
Геотермальные тепловые насосы используют стабильную температуру земли, чтобы регулировать ее в вашем доме. Насос передает тепло от земли к вашему дому зимой и отводит тепло из дома на улицу летом.
Большинство насосов имеют простую конструкцию, поэтому они практически не требуют технического обслуживания и могут быть оснащены бытовым водонагревателем.
Геотермальные тепловые насосы не являются комплексным решением даже для отопления и охлаждения. Было доказано, что некоторые модели снижают счета за электроэнергию до 40%, а это означает, что вы не можете попрощаться со своей коммунальной компанией и чувствовать себя полностью комфортно в помещении.
Стоимость — еще одна проблема. Тепловой насос с мощностью, достаточной для домашнего уюта, в среднем составляет всего лишь 8000 долларов, но сверление, необходимое для его установки, может составлять более 30000 долларов.
Ресурсы
Из-за количества и глубины бурения геотермальные тепловые насосы обычно не требуют самостоятельного выполнения.Чтобы найти надежного подрядчика, проверьте справочник аккредитованных установщиков Международной ассоциации наземных тепловых насосов, чтобы найти такого в вашем районе.
Микро-гидроэлектроэнергия
Этот работает, только если вы живете рядом с движущейся водой, но он может быть очень эффективным. Для установки требуется проложить трубу с возвышенности, где вода течет к более низкому участку земли. Энергия вырабатывается, когда вода движется вниз и вращает турбину на конце трубы.
Некоторые микрогидро системы способны производить в десять или даже 100 раз больше энергии, чем ветряные или солнечные.В отличие от ветра и солнца, он может работать без перерыва и всю ночь, пока вода продолжает течь. При необходимости можно подключить инвертор и батареи для хранения дополнительной энергии.
Как и ветряная турбина, требует технического обслуживания и может сломаться. Кроме того, размер и давление потока влияют на выработку энергии, поэтому очень небольшого потока может быть недостаточно для питания всего дома.
Небольшие ручьи также могут пересохнуть летом или замерзнуть в холодную погоду.
Ресурсы
Вам, вероятно, понадобится подрядчик для установки микрогидросистемы.Многие города и штаты требуют, чтобы каждый, устанавливающий альтернативные источники энергии, был лицензированным электриком, особенно если он подключается к сети. Хотя в США нет национальной лицензирующей организации для монтажников микрогидроэлектростанций, местный поиск или звонок в вашу коммунальную компанию укажут вам правильное направление.
Или, если вы знаете, что делаете, и такой же ловкий и терпеливый, как этот парень, вы можете построить свою собственную микрогидросистему.
Kössler, совместное предприятие Siemens и Voith, производит несколько турбин, предназначенных для малых электростанций.
Energy Systems & Design также производит микрогидрооборудование, которое можно использовать в одном доме.
Топливные элементы
Топливные элементы используют топливо и окислитель, обычно водород и кислород, для производства тепла и электричества. Внутри клетки ионы водорода и электроны разделены. Электролит внутри ячейки пропускает ионы, но блокирует электроны, которые вместо этого проходят через провод в виде электричества. Остальные ионы превращаются в воду или углекислый газ при встрече с кислородом.
Ресурсы
Относительно новый Bloom BoxBloom Energy, о котором мы сообщали ранее в этом году, может быть одним из самых обсуждаемых решений для домашних топливных элементов, хотя с его нынешней ценой в 700-800 тысяч долларов он не совсем дешев.
Acumentrics производит топливные элементы в основном для использования в военных целях, но также может предоставить вам один для вашего дома.
Большинство компаний, производящих топливные элементы, не продают напрямую населению, поэтому вам придется искать установщика.Каталог FuelCellToday может помочь вам найти такой в вашем районе.
Министерство энергетики работает над разработкой передовых методов безопасного обращения с водородом.
Биомасса
Биомасса для дома обычно бывает в виде печи, используемой либо для общего отопления дома, либо для нагрева воды. Печи обычно питаются растениями, в том числе зерновыми культурами, деревьями, древесными отходами или травой. Печи, работающие на биомассе, действительно загрязняют воздух, но многие по-прежнему считают их зелеными, потому что они вносят меньше загрязнений с меньшим количеством вредных химикатов, чем ископаемое топливо.
Ресурсы
Те, кто хочет купить печь на биотопливе, могут попробовать MaxFire от Bixby, который можно заправлять сухой кукурузой или древесными гранулами.
Bixby утверждает, что плита может снизить расходы на отопление до 50% и сохранить тепло в доме примерно за 1,50 доллара в день. Печь зажигается сразу после нажатия кнопки и имеет восемь уровней нагрева. Когда топливо сгорает, печь автоматически выталкивает золу в ящик, который можно опорожнить без особого беспорядка.
Ни одно из этих решений не обеспечивает безотказный способ удовлетворить все ваши потребности в энергии, но с отключениями из-за перегруженных сетей и суровых погодных условий, как и у коммунальных компаний. Можно утверждать, что некоторые из этих решений не являются полностью экологичными, но даже если они не могут полностью устранить потребность в ископаемом топливе, они могут помочь уменьшить необходимое нам количество.
Большинство штатов предлагают стимулы для инвестиций в альтернативную энергетику, а Министерство энергетики предлагает дополнительные способы снижения использования и затрат и перечисляет продукты, которые в настоящее время имеют право на получение федеральных налоговых льгот.
Несмотря на государственные стимулы, установка альтернативных источников энергии все еще является дорогостоящим предложением для большинства, но в долгосрочной перспективе оно может окупиться.
Фотография предоставлена: Flickr, автор Lodian
Электроэнергия в США — Управление энергетической информации США (EIA)
Электроэнергия в США производится (генерируется) с использованием различных источников энергии и технологий
Соединенные Штаты используют множество различных источников энергии и технологий для производства электроэнергии.
Источники и технологии менялись со временем, и некоторые из них используются чаще, чем другие.
Три основных категории энергии для производства электроэнергии — это ископаемое топливо (уголь, природный газ и нефть), ядерная энергия и возобновляемые источники энергии. Большая часть электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами с использованием ископаемого топлива, ядерной энергии, биомассы, геотермальной и солнечной тепловой энергии. Другие основные технологии производства электроэнергии включают газовые турбины, гидротурбины, ветряные турбины и солнечные фотоэлектрические установки.
Нажмите для увеличения
Ископаемое топливо — крупнейший источник энергии для производства электроэнергии
Природный газ был крупнейшим источником — около 40% — выработки электроэнергии в США в 2020 году. Природный газ используется в паровых турбинах и газовых турбинах для выработки электроэнергии.
Угольбыл третьим по величине источником энергии для производства электроэнергии в США в 2020 году — около 19%. Почти все угольные электростанции используют паровые турбины.Несколько угольных электростанций преобразуют уголь в газ для использования в газовой турбине для выработки электроэнергии.
Нефть была источником менее 1% выработки электроэнергии в США в 2020 году. Остаточное жидкое топливо и нефтяной кокс используются в паровых турбинах. Дистиллятное или дизельное топливо используется в дизельных генераторах. Остаточное жидкое топливо и дистилляты также можно сжигать в газовых турбинах.
Ядерная энергия обеспечивает пятую часть электроэнергии США
Ядерная энергия была источником около 20% U.S. Производство электроэнергии в 2020 году. Атомные электростанции используют паровые турбины для производства электроэнергии за счет ядерного деления.
Возобновляемые источники энергии обеспечивают растущую долю электроэнергии в США
Многие возобновляемые источники энергии используются для выработки электроэнергии и составили около 20% от общего объема производства электроэнергии в США в 2020 году.
Гидроэлектростанции произвели около 7,3% от общего объема производства электроэнергии в США и около 37% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2020 году. 1 Гидроэлектростанции используют проточную воду для вращения турбины, соединенной с генератором.
Энергия ветра была источником около 8,4% от общего объема производства электроэнергии в США и около 43% электроэнергии из возобновляемых источников энергии в 2020 году. Ветровые турбины преобразуют энергию ветра в электричество.
Биомасса была источником около 1,4% от общего объема производства электроэнергии в США в 2020 году. Биомасса сжигается непосредственно на пароэлектрических электростанциях или может быть преобразована в газ, который можно сжигать в парогенераторах, газовых турбинах или внутреннем сгорании. двигатели-генераторы.
Солнечная энергия обеспечила около 2,3% всей электроэнергии США в 2020 году. Фотоэлектрическая (PV) и солнечно-тепловая энергия — два основных типа технологий производства солнечной электроэнергии. Преобразование PV производит электричество непосредственно из солнечного света в фотоэлектрических элементах. В большинстве гелиотермических систем для выработки электроэнергии используются паровые турбины.
Геотермальные электростанции произвели около 0,5% от общего объема производства электроэнергии в США в 2020 году. Геотермальные электростанции используют паровые турбины для выработки электроэнергии.
1 Включает обычные гидроэлектростанции.
Последнее обновление: 18 марта 2021 г.
.