Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Их плюсы и минусы

пассивное использование  солнечной радиации возможно за счет восприятия и отдачи энергии при  прямом улавливании лучей через  остекленные проемы (окна, витражи, витрины) и косвенном, за счет массивов стен, крыш, ограждений зимних садов  и т.п.;

активное использование  солнечной радиации возможно за счет восприятия и передачи энергии специальными устройствами — гелиоколлекторами, солнечными фотоэлектрическими установками наземного использования и т.п.;

возможно устройство энергоактивных пристроек к реконструируемому зданию, конструкции и формы которых предназначены для создания оптимального восприятия солнечной энергии;

устройство интегрированных  систем, использующих энергию солнца в различном временном сочетании, позволяет с большей эффективностью использовать альтернативную энергию  в организации жилой среды;

архитектурное и конструктивное решение гелиоэнергоактивного (своими формами и конструкциями способного воспринимать солнечную энергию) здания зависит от технологии использования гелиосистем. Пластика решения фасадов определяет максимальную эффективность улавливания солнечных лучей;

энергоактивные здания с интеграцией систем, воспринимающих энергию солнца, позволяют значительно повысить эффективность гелиосистем для климатических условий средней полосы России.

Каковы же основные принципы, которых следует придерживаться при проектировании или реконструкции  здания с возможностью использования  строительных приемов альтернативного  энергоснабжения?

Прежде всего, необходимо учитывать климат региона  и метеоусловия конкретной местности  строительства, условия освещенности солнечными лучами гелиополя. Проект обязательно должен учитывать условия энергосбережения, оптимального восприятия зданием солнечных лучей;

энерговоспринимающие части установок необходимо правильно ориентировать с учетом максимальной эффективности;

при проведении строительства и реконструкции  жилых зданий с последующим использованием в них альтернативного энергообеспечения  необходимо стремиться к созданию энергетически  эффективного здания, теплопотери которого сведены к минимуму за счет оптимального объемно-планировочного решения и усиленной теплоизоляции. Предполагается экологический подход к созданию жилой среды;

рекомендуется интегрированное использование  солнечных установок с подключением электрогенерирующих установок  к электросети для сброса избыточной энергии и забора недостающей, т.е. предусматривать дублирующую систему;

развитие серийного  производства, упрощение конструкции  альтернативных систем может значительно  снизить себестоимость энергии  от альтернативных систем;

при проектировании солнечных систем для работы в  климатических условиях средней  полосы России необходимо стремиться к углу наклона гелиоколлектора 700 и возможности корректировки угла 2 раза в год в зависимости от летне-зимнего периода (400 — летом и 700 — зимой).

Ярким уральским примером стал дом, построенный в поселке Растущий Белоярского района. Специалисты УГТУ-УПИ, занимающиеся изучением природной энергии, создали его сами для себя. Из заброшенного коровника получился комфортабельный красивый дом общей площадью 2400 м2. 25% энергии для нужд дают ветряк мощностью 4 кВт и солнечные батареи.

В условиях Урала  солнечную энергию целесообразно  использовать там, где нет других источников питания, – говорит преподаватель  кафедры электротехники Игорь Витальевич Кирпичников. – Пока это дорогое  удовольствие. За 1 Вт нужно будет  заплатить от $ 2 до 8, а за 1 кВт  соответственно $ 8000. Здесь предстоят  и другие траты: солнечную батарею  необходимо будет оснастить аккумулятором, чтобы энергия именно накапливалась  и была, так сказать в наличии, когда темно. К тому же, каждый электроприбор  нужно обеспечить преобразователем напряжения, т.к. электроток из солнечных  батарей получается постоянный. В  общем, для Урала использование  солнечных батарей скорее получается как дополнение к основному источнику  энергии.

В санатории  “Обуховский”, расположенном в Свердловской области, испытываются энергосберегающие технологии для последующего их внедрения. Для нагрева минеральной воды в питьевом бювете был установлен солнечный коллектор.

В состав солнечного коллектора входят: солнечные панели, бак-аккумулятор с теплообменником  внутри, насосная группа, блок управления (микропроцессор), расширительный бак  и система трубопроводов по двухтрубной  схеме: антифриз (до -600°С) – минеральная  вода.

Солнечная установка  смонтирована с целью испытать подобные технологии в условиях Свердловской области, а также определить целесообразность их установки на Урале. Исследование проводилось по заказу министерства энергетики и ЖКХ ГБУ СО “Институт энергосбережения” и НПФ “Энтальпия”. Во время испытаний тепловая мощность солнечного коллектора достигала 7,32 кВт и снижалась при прохождении облаков до 2,43 кВт. По заключению экспертов, пилотный проект удался, но необходимо круглогодичное испытание. В случае удачного завершения эксперимента подобные установки появятся в ряде бюджетных предприятий области.

Выводы

1. Bo всем мире наблюдается стремительный рост интереса к фотоэнергетике, которая в ближайшие годы может превратиться в процветающую отрасль промышленности.

2. Основным материалом  для изготовления СЭ в настоящее  время и в перспективе является  кристаллический кремний.

3. Перед промышленно  развитыми странами встает проблема  снижения стоимости кремния - сырца ниже 20 долл/кг и создания специализированного производства кремния для фотоэнергетики объемом 10 000 т/год.

4. Технический  потенциал России позволяет ей  занять одно из ведущих мест  на мировом рынке продаж солнечных  элементов, модулей и фотоэлектрических  систем.

Сгенерированная на основе солнечного излучения энергия  сможет к 2050 году обеспечить 20-25 % потребностей человечества в электричестве и сократит выбросы углекислоты. Как полагают эксперты Международного энергетического агентства (IEA), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем уровне распространения передовых технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов — или 20-25 % всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд. тонн ежегодно.