Альтернативная энергетика Новая парадигма развития мировой энергетики

Альтернативная энергетика

Новая парадигма развития мировой энергетики «Каменный век закончился не из-за нехватки камня, и нефтяной век закончится задолго до истощения мировых запасов нефти» . Шейх Заки Ямани, бывший министр нефти Саудовской Аравии Истощение энергетических ресурсов, обострение экологической ситуации и меняющийся технологический уклад вынуждают человечество искать новые пути удовлетворения своих энергетических потребностей. Новая парадигма развития энергетики строится на следующих принципах: • Устойчивое производство энергии Повышение доли энергии, произведенной на основе возобновляемых источников энергии, которая не зависит от изменяющихся цен и политических конфликтов, не приводит к выбросам парниковых газов и другим негативным экологическим последствиям. • Децентрализованное производство энергии Уход от неустойчивой централизованной системы к децентрализованной, с большим количеством источников энергоснабжения. Более того, в такой системе сам потребитель частично генерирует энергию. • Эффективное производство и потребление энергии Повышение эффективности технологических процессов производства и потребления энергии: развитие энергоэффективного строительства, процессоров, появление умных сетей и другие направления. Реализация этих принципов позволит странам, перешедшим к новой энергетической парадигме в обозримом будущем отказаться от использования углеводородов в энергетических целях, повысить эффективность своей экономики и существенно улучшить экологическую ситуацию.

Возобновляемая энергетика – отрасль энергетики, использующая для производства тепла, электроэнергии и горячей воды возобновляемые источники энергии. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – в современной мировой практике к ВИЭ относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения. ПРОГНОЗ МИРОВОГО ЭНЕРГОБАЛАНСА ВИЭ отличает широкое распространение и неисчерпаемость. Ежегодный потенциал ВИЭ в три тысячи раз превышает ежегодные мировые потребности в энергии. В энергобалансе таких стран как Дания и Финляндия доля ВИЭ уже приближается к 20%. Европейский Союз к 2020 г. будет производить на основе ВИЭ 20% необходимой электроэнергии, Китай и США - 15%. Бразилия планирует к этому же сроку покрыть 80% потребностей в бензине для автомобилей за счёт биоэтанола. Ежегодные инвестиции в использование ВИЭ достигли 150 млрд. долл. Во всем мире сегодня активно идёт переход к новой энергетике.

Основные параметры систем генерации электроэнергии из ВИЭ

Биомасса - это термин, объединяющий все органические вещества растительного и животного происхождения. Биомасса является одним из наиболее перспективных источников энергии на Земле. Виды биомассы специально выращиваемые для энергетических целей наземные растения (эбеновое дерево, эвкалипт, пальма, гибридный тополь, сладкое сорго, земляная груша, сахарный тростник) различные органические остатки и отходы (биологические отходы животных; остатки от сбора урожая сельскохозяйственных культур и побочные продукты их переработки; отходы лесозаготовок, лесопиления и деревообработки; промышленные сточные воды; отходы жизнедеятельности человека) водные растения (как соленых так и пресных водоемов: водоросли, гигантские ламинарии, водяной гиацинт. ) Переработка биомассы биомасса перерабатывается в результате получают с низкой влажностью (сельскохозяйственные и городские твердые отходы) термохимическими процессами: прямым сжиганием, пиролизом (термическое разложение), ожижением, гидролизом водяной пар, электроэнергию, топливный газ, водород, жидкое топливо, древесный уголь, глюкозу. с высокой влажностью (сточные воды, бытовые отходы, продукты гидролиза органических остатков) биологическими процессами: анаэробным сбраживанием и ферментацией биогаз (метан и углекислый газ), органические кислоты, спирты (биоэтанол), ацетон. 1 корова способна обеспечить получение 2, 5 м 3 биогаза в сутки, 1 м 3 биогаза может обеспечить работу двигателя мощностью 2 л. с. в течение часа или выработку 1, 25 к. Вт/ч электроэнергии или заменить 0, 6 л мазута

Biogas Energy – частная российская компания, специализирующаяся на проектах в сфере биогазовых технологий. Использование зарубежного оборудования и технологий, а также высокий уровень компетенции отечественных проектировщиков обеспечивают сочетание исключительного качества и конкурентоспособных цен. Высокий профессионализм и компетентность нашей команды – залог успешной реализации проектов любого масштаба и сложности. Сплав опыта и инноваций – наше деловое кредо. Мы социально ответственная компания – реализация наших проектов обеспечивает занятость, развитие сельской инфраструктуры и сельского хозяйства в целом. Мы ценим наших клиентов – каждый проект выполняется индивидуально, в зависимости от потребностей заказчика. Мы также готовы предложить программы обучения персонала и послепродажного обслуживания. Биогазовая энергетика – источник дешевых, экологически чистых органических удобрений, сопоставимых по органической ценности с комплексными удобрениями. Биогазовые установки Биогазовые технологии – эффективный способ утилизации выбросов и отходов, а следовательно и сокращения выплат экологических штрафов и платежей. Причины роста рынка биогаза в РФ üРост тарифов на газ и электроэнергию и стоимости подключения к энергосетям в России Сельскохозяйственные кластеры üПроблема низкой плотности покрытия газовых и электрических распределительных сетей üПроблема утилизации отходов агропромышленного сектора üНизкая интенсивность отечественного сельского хозяйства üЭкологические платежи и введение системы государственной поддержки Потенциал производства таких удобрений в России составляет 600 млн. т. biogas-energy. ru

Устройство биогазовой установки

Ветроэнергетика Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую. Средние и крупные ветрогенераторы (единичной мощностью от 50 к. Вт до 5 МВт), зачастую объединены в группы (ветропарки) и установлены на специально подобранных площадках с постоянно дующим ветром (8 -15 м/с, обычно на берегах водоемов, склонов холмов, гор, на равнинах). Основное препятствие развития ветроэнергетики в РФ – отсутствие действующего механизма закупки ветровой энергии сетевыми компаниями, а также пока нерешенный вопрос о надбавках.

Фотоэлектричество Солнечные фотоэлектрические установки (СФЭУ)— установки, предназначенные для преобразования поступающей солнечной энергии в электричество. По распространённости в земной коре кремний занимает второе место после кислорода. Соединяя фотоэлементы в модули, а те, в свою очередь, друг с другом, можно строить крупные фотоэлектрические станции. В основе действия фотоэлементов лежит физический принцип, при котором электрический ток возникает под воздействием света между двумя полупроводниками с различными электрическими свойствами, находящимися в контакте друг с другом.

Данная солнечная батарея со встроенным аккумулятором рассчитана на зарядку наиболее популярной портативной цифровой техники (мобильный телефон, цифровую камеру, плеер и др. ). Отлично подойдет для любителей путешествовать.

Солнечные фотоэлектрические установки могут быть следующих основных типов: Наибольшей эффективности работы фотоэлектрических панелей можно добиться только при установке перпендикулярно падающим солнечным лучам. 1. Автономные, работающие без подключения к сети, т. е. солнечные модули генерируют электричество для освещения, питания телевизора, радио, насоса, холодильника или ручного инструмента. Для хранения энергии используются аккумуляторные батареи. 2. Резервные системы, в которых фотоэлектрические системы подключаются к сетям низкого качества. И в случае отключения сети или недостаточного качества сетевого напряжения нагрузка частично или полностью покрывается солнечной системой. 3. Соединенные с сетью - в этом случае объект подключен к сети централизованного электроснабжения. Избыток электрической энергии продается компании-владельцу распределительных сетей по согласованному тарифу.

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ Оптимизация расходов в сфере теплоснабжения, на которую приходится 75% экономического потенциала энергосбережения, является одним из ключевых направлений энергоэффективного строительства в России. Это связано с особенностями климатических условий, ростом тарифов на тепловую энергию и низкими стандартами энергетической эффективности существующих зданий.

Повышение тепловой эффективности зданий происходит в четырёх направлениях: • Использование элементов солнечной архитектуры при проектировании здания • Утепление ограждающих конструкций и других элементов здания • Установка инженерных систем, препятствующих потери тепла, за счёт воздухообмена • Установка инженерных систем эффективного потребления или производства тепла Возведение новых зданий с наевысшим классом энергетической эффективности (до 3 раз эффективнее существующих) потребует роста капитальных затрат всего на 5 -7%.

Тепловой насос Термовихревой генератор Солнечный коллектор Пеллетный котёл Преимущества Крайне высокая эффективность – из 1 к. Вт электрической мощности производится 3 -5 к. Вт тепловой Работает для охлаждения в теплое время года Компактность, бесшумность, простота эксплуатации Высокая эффективность – на 1 к. Вт электрической мощности производится 0, 96 тепловой Время работы не более 9 ч в сутки Пожаробезопасность, возможность использования неподготовленного теплоносителя Простота монтажа в существующую систему Возможность использования для специфических целей – обогрев бассейна, ГВС Декоративный элемент здания Возможность полной автоматизации системы Повсеместная доступность топлива Недостатки Низкая температура теплоносителя для радиаторных систем В ряде случаев необходимость дорогостоящего бурения Шумность, потребность в отдельном помещении Потребность в резервном источнике тепла Необходимость очистки от золы Рыночная ниша Жилые и коммерческие объекты в случае отсутствия централизованного газо и теплоснабжения и высокой цене присоединяемой мощности или тарифов Жилые и коммерческие объекты в случае отсутствия централизованного газо- и теплоснабжения при низких тарифах и достатке мощности Индивидуальные жилые Индивидуальные и дома, гостиницы, многоквартирные жилые офисные центры для дома, гостиницы целей ГВС Цена к. Вт установленной мощности системы (тыс. рублей) 30 10 20 7 -15

Тепловой насос В замкнутом контуре теплового насоса циркулирует хладагент с низкой температурой кипения Затратив 1 к. Вт электроэнергии в компрессоре, можно получить 3 -5 к. Вт тепловой энергии! Потребитель тепла §наружный воздух §отводимый вентиляционный воздух §тепло технологических процессов и работающего оборудования Принцип действия теплового насоса основан на цикле Карно, хорошо известном из школьного курса физики. По сути, тепловой насос — это слегка преобразованный холодильник. В обоих есть испаритель, компрессор, конденсатор и дросселирующее устройство. Цикл работы у холодильника и насоса абсолютно одинаков, разнятся только параметры настройки. Даже внешне, по размерам и форме, они похожи друг на друга. По данным министерства энергетики РФ применение теплового насоса в 1, 2 - 2, 5 раза выгоднее, самой эффективной (газовой) котельной. Источник низкопотенциального тепла Все типы грунта и даже скальная порода Тепловой насос - это универсальный прибор, сочетающий в себе отопительный котел, источник горячего водоснабжения и кондиционер. Установка геотермального теплового насоса позволяет сократить энергопотребление на отопление и ГВС на 80%. §грунтовые воды §вода рек, озер, морей §канализационные стоки §промышленные сбросы По прогнозу Мирового Энергетического Комитета (МИРЭК), к 2020 году в передовых странах доля отопления и горячего водоснабжения от тепловых насосов составит не менее 75%. Посути, тепловой насос— это слегка преобразованный холодильник. Вобоих есть испаритель, компрессор, конденсатор идросселирующее устройство. Цикл работы ухолодильника инасоса абсолютно одинаков, разнятся только параметры настройки. Даже внешне, поразмерам иформе, они похожи друг надруга.

Солнечный коллектор Солнечные коллекторы применяются для обогрева промышленных и бытовых помещений, а также для горячего водоснабжения на производствах и в быту. Работают эти системы по принципу преобразования солнечной энергии в тепловую. Различают несколько видов коллекторов – они бывают плоские и вакуумные, при этом основное отличие между ними состоит в эффективности поглощения солнечных лучей. Такая установка для горячего водоснабжения, состоящая из двух солнечных коллекторов, обеспечивает 200 литров горячей воды в сутки в течение 7 -9 месяцев в году, нагрев горячей воды при этом будет осуществляться в бойлере (баке-накопителе). В зимнее время года или длительный период пасмурной погоды догрев горячей воды до необходимой температуры можно осуществить с помощью внешнего источника тепла, например, от электрического нагревателя или водогрейного котла. (Данные для Средней полосы России).

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ Массовое внедрение энергосберегающих решений в строительстве позволит России ежегодно экономить 40 -50 млн. т нефти в год. За 8 лет объём сэкономленной нефти сравняется со всеми совокупными запасами Сахалина. • Применение элементов солнечной архитектуры Неотъемлемым элементом энергоэффективного строительства является применение элементов солнечной архитектуры с пассивными элементами поглощения и использования энергии. Проектирование сооружений в рамках этой концепции осуществляется так, чтобы максимально поглощать и использовать тепловую энергию на обогрев зимой, снижая нагрузку на систему теплоснабжения, и препятствовать излишнему нагреву внутреннего воздуха летом, снижая нагрузку на систему кондиционирования. Подобный эффект достигается за счёт оптимизации расположения оконных проёмов, использования теплопоглощающих материалов полов, расположения мебели и подсобных помещений, исходя из условий инсоляции. Для сооружений, расположенных в ЮФО и южной части ЦФО использование этих приёмов позволяет добиться эффекта пассивного теплоснабжения: через оконные проёмы в таких зданиях поступает больше тепла, чем расходуется в результате теплопотерь. • Теплоизоляция В целях повышения энергоэффекивности необходимо повышение тепловой защиты всех элементов ограждающих конструкций: кровли, наружных стен, окон, фундамента, дверей. Даже при сегодняшнем уровне тарифов расходы на утепление ограждающих конструкций, которые позволяют снизить теплопотери на 60 -70%, окупаются менее чем за 7 лет.

www. imperiacomforta. r u Преимущества применения стеклопакетов с энергосберегающим i-стеклом

Полезные устройства Сегодня экономить на электроэнергии помогают современные электротехнические устройства. Так, существуют приборы, автоматически отключающие электрооборудование, когда оно не используется. Например, в подъездах наших домов свет горит всю ночь, а ведь в три-пять часов утра в подъезде, как правило, никого нет и электроэнергия «выгорает» впустую. Тут нам поможет выключатель с задержкой времени. Одновременно с включением света включается временное реле, которое гасит самостоятельно свет через заданный промежуток времени (от 10 сек. до 10 мин. ). Таким образом, может экономиться 14 -20% электроэнергии. Для этих же целей используется инфракрасный детектор (датчик движения), который срабатывает непосредственно при движении объекта. Когда Вы входите в комнату, свет зажигается автоматически, а когда выходите – гаснет. Также помогают экономить электричество светорегуляторы (диммеры). Эти устройства монтируются вместо обычного выключателя и регулируют яркость света ламп. Например, если Вы смотрите телевизор и Вам не нужно яркое освещение в комнате, то поверните ручку регулировки светорегулятора и «притушите» свет. Существуют также диммеры, с возможностью управления из нескольких точек или дистанционно с помощью пульта. Обратите внимание, что встроенный режим плавного включения и выключения исключает вредное воздействие на глаза внезапной и яркой вспышкой сета. Еще одно преимущество диммеров состоит в том, что они продлевают срок службы ламп, однако некоторые энергосберегающие лампы не предназначены для работы в светильниках со светорегулятором. При помощи импульсных реле осуществляется управление освещением из нескольких мест. Безусловно, очень удобно, войдя в квартиру, включать свет на пути своего следования: в коридоре, кухне, гостиной. А еще Вам не придется тратить много времени, чтобы выключить свет во всей квартире (доме) – достаточно нажать всего одну кнопку. Установка многотарифных приборов, учитывающих электроэнергию по времени суток, предоставляет возможность платить за электричество в ночные часы (с 23: 00 до 7: 00) по тарифу, который в четыре раза дешевле обычного, то есть позволяет существенно экономить на оплате электрической энергии. Ведь один только холодильник потребляет около четверти всей электроэнергии и работает круглые сутки, но при наличии многотарифного прибора учета его работа будет стоить значительно дешевле в ночное время.

Электромобиль на базе Porsche Cayenne Технические данные: ü электромотор мощностью 225 к. Вт в пике и с крутящим моментом в 900 Нм, что эквивалентно ДВС мощностью 400 л. с. ü максимальная скорость - до 200 км/ч ü разгон до 100 км/ч 8 -9 секунд расчетный ü пробег: • 300 км при скорости 100 км/ч • 350 км при скорости 80 км/ч • 400 (415) км при скорости 60 км/ч ü полная зарядка от бытовой розетки 220 В/16 А - 24 часа ü полная зарядка от 3 -х фазного подключения 380 В/20 А - 7 -8 часов ü возможна быстрая зарядка в течении 1 часа мощностью около 100 -110 к. Вт

Солнечная энергетика • Капиталовложения, необходимые для постройки электростанции преобразующей солнечную радиацию в электроэнергию мощностью 200 МВ, составляют примерно 400 млн долл. • Ошибка в расчете ожидаемого потока солнечной радиации на 10% приведет к разнице в доходах на 150 млн долл. при реализации проекта

Москве началась установка солнечных батарей для освещения дворов и подъездов жилых домов. • Первая батарея появилась на одной из семиэтажек ЦАО. • Экспериментальнй "крышей" стал дом N 15 по Леонтьевскому переулку. • Электроэнергию для подсветки лестничных клеток, подвальных и чердачных помещений вырабатывает несколько небольших солнечных батарей, смонтированных на крыше

в Москве началась установка солнечных батарей для освещения дворов и подъездов жилых домов. • • Электроэнергию для подсветки лестничных клеток, подвальных и чердачных помещений вырабатывает несколько небольших солнечных батарей, смонтированных на крыше • • • Работать они могут даже в пасмурную погоду, - говорит разработчик проекта Сергей Ткачев. - Батареи хоть и называются солнечными, но на самом • деле питаются от ультрафиолета, который присутствует в тех или иных размерах постоянно. Даже ночью, когда светит луна, батареи могут заряжаться. И этой энергии вполне хватит для питания десятков ламп. Дворовые светильники и автоматические ворота во дворе также питаются от ультрафиолета.

Москва • Есть еще счетчики, аккумуляторы и датчики движения. • Если в подъезде никого нет, горит лишь тусклая "дежурная лампа". Как только на лестничной площадке появляется человек - загораются яркие энергосберегающие лампы. • Весь комплект оборудования стоит около 200 тысяч рублей. • • До установки батарей расход энергии в доме колебался в районе 6 киловатт в час, а с началом использования уменьшился до 0, 40, 8 киловатт. Эксперимент признали удачным. Количество солнечных батарей в городе решено увеличивать. Аналогичные системы уже устанавливают в домах старой Олимпийской деревни на Мичуринском проспекте. Не отстает и область - в следующем году солнечными батареями оснастят все дома подмосковного Волоколамска.

Геотермальная станция • На Курильских островах 10 апреля 2001 г. запущена первая очередь геотермальной электростанции “Менделеевская”. Электроэнергия подается в Южно-Курильск и поселки Отрада и Горячий пляж. Источник: http: //www. battery. ru News. Battery. 12. 04. 2001

Ветроэнергетика • Мурманская область • • • Пока специалисты не могут сказать, насколько экономически выгодно использовать энергию ветра. Если учесть затраты на строительство и эксплуатацию энергоустановки, то ветровая электроэнергия обойдется дороже, чем, например, полученная на атомной электростанции. Выгоду от использования ветряков можно получить лишь через многие годы. Тем не менее правительство Мурманской области считает ветроэнергетику перспективным направлением и продолжает готовить инвестиционную программу развития нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Планируется, что ветропарк мощностью не менее 200 мегаватт создадут в районе поселка Териберка, где нынешним летом начнется строительство газоконденсатного завода для Штокмановского месторождения. Стоимость проекта оценивается до 58 миллиардов рублей.

Ветроэнергетика Проект будет реализовываться вместе с голландскими энергетиками. По их подсчетам, потенциал ветров Мурманской области вполне достаточен для возведения здесь объектов ветроэнергетики суммарной мощностью не менее двух тысяч мегаватт. А по исследованиям ученых Кольского научного центра РАН, ветровые ресурсы на Кольском полуострове оцениваются в 360 миллиардов к. Вт/ч. Место для первой площадки в окрестностях прибрежной Териберки выбрано не случайно. Ведь наибольшая скорость ветра наблюдается именно в прибрежных районах Баренцева моря. А на северном берегу Кольского полуострова она составляет 7 -9 метров в секунду. Такая средняя годовая скорость ветра выше, чем в прибрежных районах Дании, Германии и Голландии, где ветроэнергетика преобладает над другими способами получения энергии. Кроме того, наличие в районе Териберки четырех гидроэлектростанций, в связке с которыми будут работать "ветряки", позволит с максимальной отдачей использовать этот возобновляемый источник энергии.

Водород – топливо будущего DHf 0298 -17, 89 -57, 8 DGf 0298 -12, 15 -54, 64 Природные соединения, наиболее богатые водородом, термодинамически очень устойчивы. Производство водорода на их основе всегда будет энергозатратно.

Биотопливо • Биодизельное топливо – метиловый эфир, получаемый в результате химической реакции из растительных жиров. Основной источник – рапс. • Рапс- техническая масличная культура, урожайность которой – 20 -30 ц/га. • Из 1 т рапса можно получить около 270 кг биодизеля. • в перспективе используя генетически модифицированные сорта, с 1 га можно будет получать 1 т биотоплива

Биотопливо • В 2005 г. • США – произведено около 290 тыс. т • В ЕС -более 3 млн. т. , в т. ч. • Германия – более 50% • Франция – 15% • Италия – 12% а также Польша и Чехия. Но это не превышает 1, 5% от соответствующих показателей для традиционного дизельного топлива.