экологичная уборка дома
экодом пароочистители
экодома реферат
Системы с солнечными элементами для нетрадиционной энергетики как элемнты системы «Умный дом» Текст научной статьи по специальности « Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Желонкин А.В., Ильдарханова Г.С.
В статье рассмотренна актуальность проблемы ограниченности топливных ресурсов, возможность использования альтернативных источников энергии. Предложено использование солнечной энергетики .
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Желонкин А.В., Ильдарханова Г.С.
Текст научной работы на тему «Системы с солнечными элементами для нетрадиционной энергетики как элемнты системы «Умный дом»»
А. В. Желонкин, Г. С. Ильдарханова СИСТЕМЫ С СОЛНЕЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ НЕТРАДИЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ КАК ЭЛЕМНТЫ СИСТЕМЫ «УМНЫЙ ДОМ»
Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, солнечная энергетика.
В статье рассмотренна актуальность проблемы ограниченности топливных ресурсов, возможность использования альтернативных источников энергии. Предложено использование солнечной энергетики.
Keywords: renewables, solar power.
In article relevance of a problem of limitation of fuel resources, a possibility of use of alternative energy sources is considered. Use of solar power is offered.
Все более и более распространяющееся загрязнение природы, и дестабилизация теплового баланса атмосферы постепенно приводят к критическим глобальным климатическим изменениям в мире. Ограниченность топливных ресурсов, дефицит энергии показывают неизбежность перехода к альтернативным источникам энергии. Основой таких источников служит энергия Солнца и Земли.
На сегодняшний день остро стоит возможность использования альтернативных источников энергии, т.к. идет истощение традиционных энергетических ресурсов, рост цен на их использование, в совокупности с ростом потребления электроэнергии, обусловленных развитием экономики и глоболизации общества. Эти тенденции характерны как для нашей страны, так и для всего мирового сообщества в целом. В развитых и развивающихся странах структура энергопотребления под воздействием этих факторов изменяется и все больше отличается друг от друга. Страны блоков НАТО и ЕвроСоюза постоянно повышают долю альтернативных источников энергии в общем энергопотреблении, в целях понижения зависимости экономики от импорта нефтега-зосырья. Так же, они сокращают использование природных ископаемых источников энергии из-за негативного воздействия на экосистему, здоровье человека, климат всей планеты, опасности их добычи и использования [1].
Развитие альтернативной энергетики
Одну из важнейших ролей в потреблении возобновляемых источников энергии играет экономиче-ско-политический баланс в странах, промышляющих на добыче ископаемых источников энергии, так как их добыча не может повышаться из года в год в силу ограниченности природных запасов.
Однако, процесс становления системы управления, обеспечивающей стопроцентное использование альтернативных источников энергии, пока находится в стадии формирования. Процесс становления финансового образца требует научных подходов использования альтернативных источников энергии, которая позволяет предельно быстро окупить вложения, экспортировать энергетические услуги в страны третьего мира и получать доходность.
Для развития альтернативной энергетики крайне недостаточно инфраструктурных условий. Они не позволяют осуществлять создание новых источников энергии, адекватных потребностям времени, вводить механизмы стимулирования участия субъектов хозяйствования в развитии альтернативной энергетики и опережать конкурентов.
Требует научных подходов процесс формирования финансовой модели использования альтернативных источников энергии, позволяющей максимально быстро окупать инвестиции, осуществлять экспорт энергетических услуг в активно развивающиеся страны и получать прибыль [2].
Система использования альтернативных источников энергии в нашей стране построена таким образом, что энергетические компании не заинтересованы в развитии нетрадиционных источников энергии и даже при государственном софинансировании научно-исследовательских грантов в этом направлении, не спешат внедрять их результаты в массовое производство в виду недостатка соответствующей мотивации и должных стимулов.
В виду огромной интеллектуалоемкости технологии добычи и преобразования нетрадиционных источников энергии требуются нестандартные подходы к софинансированию научных разработок в данном направлении, которые до сих пор только в теории.
Проведение работ по изучению альтернативных источников энергии сдерживаются в регионах административными преградами, отсутствием высококвалифицированных специалистов, не способствует увеличению бюджета инвестиционных проектов с привлечением частного капитала, не обеспечивает эффективное использование региональных возможностей.
Если рассматривать замену традиционной энергетике, то наиболее привлекательно среди альтернативных источников выглядит солнечная энергетика.
Солнечная энергия имеет как достоинства, так и недостатки. К преимуществам можно отнести их восстанавливаемость, неисчерпаемость, доступность. Так же энергия Солнца один из экологически безопасных энергетических источников, который не загрязняет окружающую среду. Возможности применения солнечной энергии практически неограниченны, во всем мире ведут разработку систем, которые расширяют возможности использова-
ния солнечной энергии. К недостаткам можно отнести зависимость от погоды, сезонность, нагрев атмосферы над электростанцией, необходимость использования больших площадей и т.п.
Солнечная энергия все больше интересуют владельцев домов, т.к. их привлекает дешевизна ее использования. Но широкое внедрение устройств, работающих от световых потоков Солнца, замедляется дороговизной оборудования и сложностью его подбора и монтажа (рис.1).
Рис. 1 — Схема работы солнечной электростанции
Вопреки сравнительно низкому коэффициенту полезного действия, солнечная батарея является наиболее результативным источником электричества среди альтернативных и автономных источников питания. Из-за высокой стоимости солнечной батареи, а так же зависимости от погодных условий, их в большинстве случаев позиционируют как дополнительный, а не как основной источник питания. Вызвано это двумя обстоятельствами: высокой стоимостью самих солнечных батарей и сравнительно небольшим выходом энергии с единицы площади.
Основной проблемой является удешевление способов генерации солнечной энергии, полученной в дневные часы и сбережения этой энергии для вечернего пика энергопотребления. Поскольку сейчас аккумуляторные системы стоят в несколько раз дороже самих солнечных батарей, при этом срок службы составляет от трех до шести лет.
Проблема интеграции солнечной энергетики большого масштаба в единую энергосеть сегодня не решена и, более того, решения нет даже на горизонте. Солнце — это удобный вариант справиться с дневными пиками потребления, но в ряде случаев существует проблема вечернего пика, не говоря уже о зиме. Даже неожиданный летний утренний туман, скрывший солнце от нескольких гигаватт фотоволь-таики Германии, может озадачить инженеров электросетей — примеры имеются. На данный момент, например Европа, решает свои «сетевые» дисбалансы с помощью импорта и экспорта электроэнергии, но на наш взгляд возможности этого инструмента ограничены.
Перспективы развития солнечной энергетики
Солнечную энергию можно рационально использовать только в определенных типах местности.
Принятие решения по размещению на конкретной территории того или иного вида оборудования солнечной энергетики зависит от многих факторов и требуется выработка критериев, исходя из развития технологий солнечной энергетики и плотности населения на данной или сопредельной территории.
Совокупная мощность солнечных электростанций в мире в последующие годы будет стремительно наращиваться. В «солнечную» гонку будут включены все страны, которые имеют достаточное количество солнечного излучения для эффективного производства электроэнергии. Коммерческая эффективность солнечной энергии с развитием «солнечных» технологий и повышением эффективности преобразования солнечного света будет только увеличиваться.
Создание новой европейской энергетической инфраструктуры на базе электрических станций, работающих на возобновляемом топливе и запуск проекта Desertec является основным прорывом солнечной энергетики и энергетики на базе возобновляемых источников. Desertec — проект по построению крупнейшей в мире системы солнечных электростанций в Сахаре, один из примеров того, что солнечная энергетика может быть эффективной частью мировой энергетической инфраструктуры [3].
Фактический прорыв в солнечной энергетике уже произошел, но полное замещение ископаемых энергоресурсов возможно только при экспоненциальном технологическом развитии.
Наша страна не имеет большого потенциала в развитии использования солнечной энергетики, но все мы можем внести свой вклад за счет сырьевой базы, производственных мощностей и передовых научных технологий. С ростом «солнечных» технологий и производств так же будет расти доля солнечной энергетики, которые смогут обеспечить формирующийся рынок новым качественным продуктом. На роль мощной производственной базы может вполне претендовать Россия, которая имеет необходимый научно-производственный потенциал.
Система «умный дом»
Современные условия, в которых эксплуатируются здания и сооружения диктуют особые требования к энергопотреблению.
В связи с этим становится актуальным использование систем автоматизации зданий (BMS) как одного из инструментов, позволяющего экономить средства в процессе эксплуатации. В настоящее время представленные на рынке системы могут централизованно, в автоматическом режиме управлять всеми подсистемами здания: насосами, вентиляцией, клапанами, увлажнителями, компрессорами, котлами, освещением, выбирая при этом наиболее оптимальные режимы работы, зависящие от наружной и внутренней температуры, освещенности, влажности.
Одним из самых ярких и успешных примеров использования технологий BMS является новая штаб квартира компании Schneider Electric, известная как Le Hive (Франция), которая в 2011 году стала первым в мире зеленым зданием.
Здание Le Hive построено в конце 2008 года. Со времени ввода в эксплуатацию потребление электроэнергии в здании сократилось со 150 кВт^ч/м2 в 2009 году до 78 кВт^ч/м2 в 2011 году (на 48 %). Такому резкому снижению электропотребления способствовала оптимизация интеллектуального управления зданием.
В апреле 2011 года на крыше Le Hive была установлена фотогальваническая система, функционирующая по технологии, разработанной компанией.
Интеллектуальные здания должны стать частью целой экосистемы. Здание Le Hive наглядно доказывает, что каждое здание в будущем будет включено в интеллектуальную энергосистему, станет динами-
ческим ресурсом, связанным с другими компонентами интеллектуального города: энергосистемой, возобновляемыми источниками энергии, сохранением зеленых насаждений и биологического разнообразия [4].
1. Р. С. Абдрахманов, Ю. П. Переведенцев. Возобновляемые источники энергии. Издательство Казанского университета, Казань, 1992. 133 с.
2. С. Н. Савченков. Дисс. канд. эконом. наук, Рос. акад. гос. службы при Президенте РФ, Москва, 2009. 146 с.
экодом севастополь
возобновляемые источники энергии для частного дома
экодом биопроф