В 21 веке мы всё чаще задумываемся о вариантах получения энергии из возобновляемых источников. Давайте углубимся в варианты альтернативных источников энергии.
Статья теоретическая, у меня нет реального опыта использования каких-либо источников альтернативной энергетики.
Доброго времени суток, мои четыре подписчика.
Хочу сразу оговориться, что в июле 2020 года мы понимаем под классическими и альтернативными источниками энергии. Классическими я буду называть ископаемые, не возобновляемые источники - это нефть, газ, уголь, атомная энергетика. Мы все про них знаем. Мы научились их добывать, перерабатывать, накапливать и использовать. Альтернативные источники - это природные (возобновляемые) варианты. Сила воды, ветра, солнца.
Ни для кого не секрет, что нефть, уголь и газ когда-нибудь закончатся. Разные источники дают разные прогнозы, но давайте предположим, что если ничего не делать и не менять, то нефти у нас осталось лет на пятьдесят, а газа и угля лет на сто. Прямо сейчас всё бросить и перейти на энергию солнца мы не сможем, однако планировать и проектировать своё будущее стоит начать уже сегодня.
Энергия воды.
Самый распространённый сейчас источник возобновляемой энергии - это гидроэлектростанции (ГЭС). Например, люди, как бобры, берут речку строят на ней плотину, поток воды направляют в турбину, турбина вырабатывает электричество. Подробно на принципах работы турбин и ГЭС останавливаться мы не будем. Постройка плотин негативно влияет на экосистему вверх и вниз по течению перегороженной речки, вероятно по этому в будущем человечество будет модернизировать текущие ГЭС. Ещё есть вариант использовать энергию приливов и отливов. Такие электростанции могут быть использованы на берегу океанов, где за счёт вращения земли перепад уровня воды может достигать 18 метров.
Бюджеты и особенности ландшафта делают водную энергетику доступной для крупных корпораций и государств. А что же обычному обывателю? Если рядом нет больших потоков воды, то и использовать энергию воды у вас не получится.
Энергия солнца.
В этом разделе хочу расписать чуть более подробно, ведь солнечная энергетика доступна всем и каждому и мне кажется, что это самая вообще перспективная энергетика.
Не знаете во что инвестировать? Инвестируйте в производство солнечных панелей, и в знания о солнечной энергетике.
В данный момент наиболее популярными являются солнечные панели поликристаллические и монокристаллические.
Монокристалл более чистый, дорогой и с большим кпд. Поликристалл дешевле в производстве, в нём применяется более грязный, порой даже б\у кремний. У монокристалла кпд выше и составляет 20-22%, у поликристалла 17-18%. На самом деле это очень мало. Ну реально, всего лишь пятая часть солнечной силы преобразуется в электричество.
У солнечных панелей есть ещё одна большая проблема - это перегрев. Заявленные мощности каждой панели указываются при рабочей температуре 25 °C, при нагреве на каждый градус панель теряет примерно 0,5% мощности.
Время идёт, технологии совершенствуются и я уверен, что через 10 лет цифры по КПД будут в несколько раз выше.
Что мы имеем? Электростанция на 1 кВт будет давать в среднем 130 Вт декабре, а в июне 610 Вт. Разница в 4,6 раз. А значит при одном и том же потреблении нужен большой запас по мощности. Можно резервировать аккумуляторами, можно ставить гибридный солнечный контроллер и использовать солнечную энергию параллельно с обычной, для экономии. Самое интересное - это подключить у себя "Зелёный тариф" и продавать излишки сгенерированной энергии государству по оптовым ценам. Про зелёный тариф чуть ниже.
Кпд можно увеличить если сделать солнечный трекер. Чтобы солнечные панели вращались вслед за солнцем и изменяли угол наклона к горизонту.
Применение солнечных панелей.
Солнечные панели можно использовать для экономии или полной автономности загородных домов, для автономности авто домов, для зарядки аккумуляторов в автомобилях (особенно в электромобилях), для автономности яхт, и даже для электромоторных катамаранов. Небольшие солнечные панели существуют в калькуляторах и павербанках. Многие крупные корпорации используют зелёную энергию. Есть такой клуб re100, участники которого обязуются полностью перейти на зелёную (возобновляемую) энергию. В него входят такие компании как IKEA, Facebook, Google, Microsoft и многие другие.
Энергия ветра.
Пожалуй самый большой простор для творчества у "домашних" инженеров и людей с руками из нужного места. Ведь для создания ветрогенератора достаточно автомобильного генератора и лопастей из пвх трубы. По ссылке вы можете загрузить экселевский файл, в котором легко рассчитывается вся математика лопастей.
Существуют горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. Они определяются по типу вращения оси генератора.
Существуют мифы, что у вертикальных ветрогенераторов требования к ветру меньше и они способны крутиться даже при слабом ветре и производят меньше шума, но это всё не так. Горизонтальные ветряки и мощнее и эффективнее и дешевле. Все промышленные ветроэлектростанции используют именно горизонтальные ветряки (пропеллеры).
Сейчас промышленные ветряки используют лопасти более 60 метров и способны генерировать до 7мВт.
Если вы живёте в регионе с сильным ветром - смело ставьте себе ветрогенератор. Он будет радовать вас зелёным электричеством.
Про зелёный тариф.
В России закон о Зеленом тарифе был принят в декабре 2019 года. Теперь владельцы частных электростанций могут продавать излишки энергии в общую электросеть по ценам оптового рынка. Данный законопроект позволяет частично компенсировать затраты на покупку солнечных панелей, что в итоге будет стимулировать развитие альтернативной, экологически чистой энергетики.
Как это должно работать:
- Технологическое подключение к сети возможно только для объектов с мощностью до 15 кВт. Все потому, что цель таких небольших электростанций – бытовое потребление, а значит угрожать безопасности энергосистемы они не будут.
- Продажа излишков электроэнергии по «Зеленому тарифу» не является предпринимательской деятельностью. А значит владельцы солнечных панелей освобождаются от уплаты налога на доход от продажи сгенерированной электроэнергии.
- Государство будет покупать излишки солнечной электроэнергии по оптовым ценам, а продавать потребителям – по розничным.
- Зеленый тариф предполагает наличие в доме двунаправленного счётчика, который будет считать и потреблённую и сгенерированную электроэнергию. В конце отчётного периода будет сводиться баланс и если объём сгенерированной энергии будет выше, то вам заплатит государство.
По факту мы, вероятно, получим большую бюрократическую волокиту.
А если мы будем электроэнергию хранить?
Действительно, самая огромная и затратная по деньгам проблема - это сохранение накопленной энергии. Но об этом мы поговорим в следующей статье. Подписывайтесь, чтобы не пропустить.