ВИЭ Перспективные направления Распределенное производство 3 D-печать

ВИЭ

Перспективные направления Распределенное производство (3 D-печать) Альтернативная энергетика Безотходное производство Использование площади океана Повсеместные фотоэлементы по себестоимости краски • Автономные дома • Вертикальные фермы • Электромобили • • •

Ветрогенератор энергетически окупается за 5 -7 месяцев

Другие модели ветрогенераторов

Способы выработки энергии за счет солнца • Фотовольтаика (солнечные панели) • Нагревательные элементы (солнечные коллекторы) • Передача энергии рабочему телу с помощью зеркал (солнечная печь, термальная электростанция) • Использование перепада температур воздуха (солнечные башни) • Нантенны

• На ноанте нна (нанте нна) — устройство преобразования солнечной энергии в электрический ток, построенное по принципу выпрямляющей антенны, но работающее не в радиодиапазоне, а в оптическом диапазоне длин волн электромагнитного излучения. • В идеале наноантенны лучше всего использовать для поглощения света на длинах волн 0. 4 -1. 6 мкм, потому что эти волны имеют бо льшую энергию и составляют около 85% солнечного спектра излучения • Наиболее очевидным преимуществом наноантенн над полупроводниковыми фотоэлементами в том, что можно легко разработать матрицы наноантенн, расчитанных на произвольную частоту света. Простым выбором размера наноантенны в матрицы её резонансная частота может быть настроена на поглощение определённой длины волны света

Типы фотоэлектрических элементов Кристаллические (первое поколение): монокристаллические кремниевые; поликристаллические (мультикристаллические) кремниевые; технологии выращивания тонкостенных заготовок: Тонкоплёночные (второе поколение): кремниевые: аморфные, микрокристаллические, нанокристаллические на основе теллурида кадмия на основе селенида меди-индия-(галлия) ФЭП третьего поколения: фотосенсибилизованные краситилем органические (полимерные) ФЭП неорганические ФЭП

Солнечный коллектор

Термальная электростанция

Калифорния, пустыня Мохава Крупнейшая в мире солнечная электростанция Ivanpah Solar Electric Generating Station. Проектная мощность 400 мегаватт: этого количества энергии хватит 140 тысячам домов в Калифорнии. Стоимость проекта $2, 2 миллиарда. 350 тысяч гигантских зеркал, расположенных на участке площадью 13 кв. километров, отражают солнечный свет, нагревая воду и превращая ее в пар, который, в свою очередь, вращает турбину, вырабатывающую электричество.

«Солнечная башня»

Принцип работы «солнечной башни» Горячий воздух в трубе Относительно прохладный внешний воздух Разница в плотности теплого и холодного воздуха создает тягу для работы турбины

Тяга в башне зависит не от абсолютного значения температуры в теплице, а от разности температур воздуха в ней и воздуха, окружающего трубу на большой высоте. Потому Solar Tower может работать практически в любую погоду

Кроме того, такая башня продолжит вырабатывать электрическую энергию и ночью, поскольку за день грунт под теплицей прогреется очень существенно и сможет ещё долго согревать воздух под плёнкой

Распределение энергии

Солнечные электростанции с КПД 8% в местах, отмеченных чёрными точками, могли бы произвести больше энергии, чем потребляется во всём мире. Остальные цвета показывают среднегодовую (круглосуточную) величину солнечной радиации по состоянию на 19911993 гг. Учитывается количество солнечных дней в году, облачность и т. п.

«умная сеть» – система перераспр еделения энергии

Тренды

50, 6% энергии за сутки получено от солнечных панелей

цифры

закат нефтяной эры

Концепция устойчивого развития Гармоничное взаимодействие • • Природы Общества Культуры Экономики

Безотходное производство • • • Замкнутые циклы Увеличение эффективности Горизонтальное производство Экономика обмена Проектирование товаров «от колыбели до колыбели»

Запланированное устаревание Запланированное устаревания или встроенное устаревание - политика проектирования товара с искусственно ограниченным сроком использования. Смысл стратегии заключается в увеличении объема продаж за счет сокращения времени между повторными покупками (сокращения цикла замены).

Будущее • Автономная архитектура • Плавучие города • «Вертикальные фермы»

Вертикальные «фермы»

• Архитекторы разработали систему башен, которые можно разместить в сингапурских портах и выращивать на них сельскохозяйственные культуры круглый год. Сложная форма башен связана с тем, чтобы «захватить» максимальное количество солнечного света для растений и сэкономить пространство. Комплекс датчиков внутри башен будет следить за урожаем и отправлять управляющим системой агрономам необходимые данные в реальном времени.

LILYPAD, плавучий экополис рассчитан на 50 000 жителей автономные lilypad’ы, где можно будет не только жить и работать, но и выращивать сельскохозяйственные культуры и вырабатывать энергию

Автономные здания

«Генеративная» архитектура

Электромобили и концепция car-free-города

ПОЛЬЗА электромобилей • Генерация энергии на электростанциях эффективнее (КПД 50% к 35% в ДВС) • Есть возможность использования «чистой» энергии (солнце, ветер и пр. ) • Локализация выбросов • Бесшумность • Рекуперация

А будут ли вообще нужны мегаполисы? . .