Основы энергосбережения

Недостаток  таких устройств в том, что  в них используется только прямая солнечная радиация без диффузной  составляющей. Температуру 200—500 С можно получить даже при слабой концентрации солнечной радиации, а фокусирующие коллекторы с высокой ее концентрацией позволяют получить температуру до 5000°С. Концентрирующие коллекторы должны находиться под постоянным контролем, т.к. они очень чувствительны к различным загрязнениям, что снижает их оптические качества.

4. Гелиоэнергетика в Беларуси

 

В условиях нашей страны 80% энергии Солнца приходится на летний период, когда нет необходимости отапливать жильё, кроме того, солнечных дней в году недостаточно, чтобы использование солнечных батарей стало экономически целесообразно.

В Республике Беларусь возможны 3 варианта использования солнечной энергии:

• пассивное использование солнечной энергии методом строительства домов «солнечной архитектуры». Расчёты показывают, что количества энергии, падающее на южную сторону крыши домов площадью 100 кв. м. на широте Минска, вполне хватает даже на отопление зимой. Размеры дешёвого гравийного теплового аккумулятора под домом вполне приемлемы. Однако в настоящее время полностью игнорируются даже принципы пассивного солнечного отопления. Единственное здание в Беларуси, построенное с использованием этого принципа – немецкий Международный Образовательный Центр;
• использование солнечной энергии для целей горячего водоснабжения и отопления с помощью солнечных коллекторов;
• использование солнечной энергии для производства электроэнергии с помощью фотоэлектрических установок.

Если  проектирование зданий проводить с  учётом энергетического потенциала климата местности и условий  для саморегулирования теплового  режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить  на 20-60%. Так, строительство на принципах  «солнечной архитектуры» может снизить  годовое теплопотребление до 70-80 кВт/кв. м.

В настоящее  время финансируется создание отечественной  установки на фотоэлементах. Одна солнечная  электростанция установлена в Беловежской  пуще и отапливает два дома, ещё  несколько установлены в чернобыльской  зоне. Солнечные коллекторы рекомендуется  устанавливать в коттеджах, загородных домах. Они экономичнее традиционных угольных котлов.

Создано опытное производство систем горячего водоснабжения, базирующихся на использовании  солнечной энергии. Эти устройства включают в себя солнечные коллекторы и тепло накопители. Оптимальный для местного климата вариант – система с четырьмя коллекторами – позволяет обеспечить потребности в горячем водоснабжении семьи из 4-5 человек. Зимой установку можно интегрировать со стандартной системой отопления.

В Республике Беларусь организовано производство гелиосистем  для нагрева воды. Они представляют собой лёгкие, компактные конструкции, собираемые по модульному принципу. В  зависимости от конкретных условий  можно получить установку любой  производительности. Основой гелиосистем  является плёночно-трубочный адсорбирующий  коллектор. Теплообменники, входящие в  состав систем, изготавливаются из специальных материалов, исключающих  коррозию при замерзании. Гелиоустановки могут подсоединяться к централизованной системе отопления или работать автономно с заправкой бака-накопителя требуемой ёмкости.

В Беларуси за 5 лет планируется  внедрить 172 гелиоводонагревателя и  гелиоустановки. Это предусмотрено  Национальной программой развития местных  и возобновляемых энергоисточников на 2011-2015 годы.

В 2010 году в Солигорском районе введена в эксплуатацию отечественная  гелиоводонагревательная установка  тепловой мощностью 160 кВт. Аналогичную  установку планируется внедрить в пансионате ”Озерный“ Национального  банка.

Ожидаемый ежегодный объем внедрения гелиоводонагревателей в республике при строительстве индивидуальных жилых домов в сельской местности, в том числе в агрогородках, составит около 1000 единиц.

Также в департаменте по энергоэффективности  сообщили, что в республике работает 41 гидроэлектростанция суммарной  мощностью 16,1 МВт, что составляет около 3% от технически доступного потенциала. Около 60% мощности всех гидроэлектростанций  приходится на долю 22 ГЭС организаций  Министерства энергетики. Мощность самой  крупной гидроэлектростанции составляет 2,175 МВт (Осиповичская ГЭС, введена в  эксплуатацию в 1953 году).

Государственная программа строительства  в 2011-2015 годах гидроэлектростанций  в Беларуси предусматривает возведение и реконструкцию 33 ГЭС суммарной  мощностью 102,1 МВт, в том числе 20 микро-ГЭС (мощность до 100 кВт), 9 малых и мини-ГЭС (мощность от 100 кВт до 10 МВт), 4 крупных  ГЭС (мощность свыше 10 МВт).

С учетом ежегодной выработки электроэнергии на существующих гидроэлектростанциях (48,6 млн кВт/ч в 2010 году) производство электроэнергии на ГЭС республики к 2015 году будет составлять около 510 млн.кВт/ч., что позволит заместить 140 тыс.тут.

Согласно Национальной программе  развития местных и возобновляемых энергоисточников на 2011-2015 годы на строительство  новых и реконструкцию действующих  гидроэлектростанций планируется  направить $607,21 млн., из них $113,51 млн. - в 2011 году.

Помимо государственных программ существуют также запатентованные  научно-технические проекты гелиоустановок. Примером такой идеи является гелиоустановка, разработанная д.т.н., профессором, научный руководитель НИЛ «Пульсар» Северяниным Виталием Степановичем

Принцип работы устройства: солнечный концентратор конусного типа, вращающийся вокруг теплоприёмника, внутри которого нагревается теплоноситель (вода). Конструкция – состоит из 4-х основных частей:

• оптическая система (комплекс конусов-зеркал на специальном каркасе - гелиоконцентратор);
• система слежения за Солнцем (механизмы поворота и подъема оптической системы, электрический привод-электромагнит, управляющая электрическая схема);
• теплоприемник (сферический солнечный водонагреватель, система трубопроводов, бак аккумулятор, регуляторы и переключатели, вентили).

Гелиоустановка монтируется на металлическом основании (плита, швеллеры, подшипники, электроразводка), которое  устанавливается по согласованию с заказчиком (на крыше, во дворе, на холме).

Особенности – отличается от известных солнечных установок тем, что:

3. Теплоприемник неподвижен, оптическая система обходит его, это упрощает коммуникации по теплоносителю.
4. Движение оптической системы учитывает не только суточное, но и сезонное изменение положения Солнца.
5. Принцип реализуется при помощи простых механических копиров. Зеркальная часть гелиоконцентратора представляет собой группу узких, отделенных друг от друга концентрических конусов, что

• снижает ветровую нагрузку, т.к. поток воздуха проходит сквозь щели между конусами;

• упрощает изготовление и сборку зеркал, т.к. поверхности конусов имеют I степень кривизны; аналогичные же параболоидные поверхности существенно сложнее.

В данной установке  используются относительно дешевые  материалы и изделия (хромированный  алюминий – строительный материал – для изготовления оптических зеркальных конусов; электромагнит; основные узлы конструкции установки изготавливаются  из обычной малоуглеродистой стали).

Тепловая мощность составляет около 3…4 КВт. Она определяется общей  площадью оптических зеркальных конусов, расположенных в проекции, нормальной к солнечным лучам, и степенью их инсоляции – освещенности. Одна тонна воды нагревается за средний  солнечный день на 50…80С. Электропривод  потребляет электроэнергии примерно 0,1 КВт/час в месяц (электромагнит  включается всего на 0,5 секунды через  каждые 10 минут круглосуточно).

 

Сфера применения:

• Системы отопления и горячего водоснабжения небольших по мощности потребителей (коттеджи, сельские дома, теплицы, помещения цехов, складов, столовые, бани) как дублер топливо использующих систем.
• Системы хладоснабжения.
• Системы освещения.

 

Стоимость такой гелиоустановки $3000.

 

 

Список использованных источников

 

1. Поли ко — Тепло природы в Вашем доме » Гелиоэнергетика  [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// poliko.com.ua / ,

свободный.

 

2. Альтернативная энергетика | Гелиоэнергетика [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// t-generation.ru/ , свободный.

 

3. Cleandex | Информационно-аналитическое агенство [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// cleandex.ru/ , свободный.

 

4. Гелиоустановка | Банк данных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http:// belarus-project.by/ , свободный.