Solenergi som en alternativ energikilde: typer og egenskaper ved solsystemer

Historien om utviklingen av solenergi

De prøvde å "temme" solen tilbake i Arkimedes dager. Til i dag har legenden om brennende skip ved hjelp av et enormt speil overlevd - innbyggerne i Syracuse rettet en fokusert stråle mot fiendens flåte.

I historien om utviklingen av solenergi er det fakta om bruken av solenergi:

• for oppvarming av steinpalasser;
• fordampning av sjøvann for å produsere salt.

Vannvarmere ble bedre når Lavoisier brukte en linse for å konsentrere infrarøde stråler. Det var slik jern ble smeltet. Senere begynte franskmennene å bruke vann oppvarmet til en tilstand av damp for en mekanisk drift til utskriftsutstyr. Forskere begynte å snakke om utsiktene til solenergi etter etableringen av halvledere. På grunnlag av dem ble de første fotocellene opprettet.

Utvikling av utradisjonelle kilder

Ikke-tradisjonelle energikilder inkluderer:

• solenergi;
• vindkraft;
• geotermisk;
• energi fra tidevann og bølger;
• biomasse;
• miljøets energi med lavt potensial.

Utviklingen deres ser ut til å være mulig på grunn av den allestedsnærværende utbredelsen av de fleste arter; man kan også merke seg deres miljøvennlighet og fraværet av driftskostnader for drivstoffkomponenten.

Imidlertid er det noen negative egenskaper som hindrer bruken i industriell skala. Dette er en lav flukstetthet, som tvinger bruk av "avskjærende" installasjoner av et stort område, samt variasjon over tid.

Alt dette fører til at slike enheter har et høyt materialforbruk, noe som betyr at kapitalinvesteringene også øker. Vel, prosessen med å skaffe energi på grunn av et element av tilfeldighet assosiert med værforhold forårsaker mye trøbbel.

Det andre viktigste problemet er "lagringen" av dette energiråstoffet, siden de eksisterende teknologiene for lagring av elektrisitet ikke tillater at dette gjøres i store mengder. Men under hjemlige forhold blir alternative energikilder for hjemmet stadig mer populære, så la oss bli kjent med de viktigste kraftverkene som kan installeres i privat eie.

geotermisk energi

Uutforskede typer alternative energikilder lurer i klodens tarm. Menneskeheten kjenner styrken og omfanget av naturlige manifestasjoner. Kraften til utbruddet av en vulkan er uforlignelig med noen av de menneskeskapte kraftverkene.

Dessverre vet folk fortsatt ikke hvordan de skal bruke denne gigantiske energien for godt, men den naturlige varmen fra jorden eller geotermisk energi tiltrekker seg oppmerksomheten til forskere, siden det er en uuttømmelig ressurs.

Det er kjent at planeten vår årlig utstråler en enorm mengde intern varme, som kompenseres av radioaktivt forfall av isotoper i jordskorpen. Det finnes to typer geotermiske energikilder.

Underjordiske bassenger

Dette er naturlige bassenger med varmt vann eller damp-vann-blanding - hydrotermiske eller damp-termiske kilder. Ressurser fra disse kildene utvinnes gjennom borehull, deretter brukes energien til menneskehetens behov.

Steiner

Varmen fra varme steiner kan brukes til å varme opp vann. For å gjøre dette pumpes den inn i horisonter for videre bruk til energiformål.

En av ulempene med denne typen energi er dens svake konsentrasjon.Men under forhold der temperaturen øker med 30-40 grader når du dykker for hver 100 meter, kan dens økonomiske bruk sikres.

Teknologien for å bruke denne energien i lovende "geotermiske områder" har klare fordeler:

• uuttømmelige reserver;
• økologisk renslighet;
• fraværet av store kostnader for utvikling av kilder.

Videre utvikling av sivilisasjonen er umulig uten introduksjon av nye teknologier innen energi. På denne veien er det vanskelige oppgaver som menneskeheten ennå ikke har løst.

Likevel spiller utviklingen av denne retningen en viktig rolle, og i dag finnes det allerede utstyr som kan spare ressurser betydelig.Tradisjonelle og alternative energikilder er et utmerket alternativ til dem. Å implementere slike ideer krever tålmodighet, dyktige hender, samt noen ferdigheter og kunnskap.

Design av varmesystem på kollektorer

Først av alt vil vi behandle i detalj forskjellene i strukturen og funksjonen til batterier og samlere.

Panelet består av flere solceller koblet sammen på en ramme laget av ikke-ledende energimaterialer.

Fotovoltaiske omformere er ganske komplekse strukturer, som er en slags sandwich av plater med forskjellige egenskaper og formål.

I tillegg til solcellemoduler og spesielle festemidler, består systemet av følgende elementer:

• batterier, for energilagring;
• en kontroller som vil overvåke ladningsgraden i batteriet;
• inverter - for å konvertere likestrøm til vekselstrøm.

Samlere er av to typer: vakuum og flate.

Vakuumsamlere består av hule glassrør med rør med mindre diameter inne som inneholder en energiabsorber. Mindre rør er koblet til kjølevæsken. I det ledige rommet mellom dem er et vakuum som holder på varmen.

Prinsippet for drift av solfangeren

Flatplatesamlere består av en ramme og forsterket glass med et fotoabsorberende lag. Absorberlaget er koblet til rørene med kjølevæsken.

Begge disse systemene består av en varmevekslerkrets og en varmeakkumulator (væsketank).

Fra tanken kommer vann inn i varmesystemet ved hjelp av en pumpe. For å unngå varmetap må tanken være godt isolert.

Slike installasjoner bør plasseres i den sørlige skråningen av taket. Helningsvinkelen skal være 30-45 grader. Hvis plasseringen av huset eller takets struktur ikke tillater installasjon av solcellepaneler på taket, kan du installere dem på spesielle forsterkede rammer eller på stativer festet til veggen.

Mengden solenergi som frigjøres på ulike tider av året varierer veldig. Verdien av innstrålingskoeffisienten for ditt bosted finner du på kartet over solaktivitet. Når du kjenner isolasjonskoeffisienten, kan du beregne antall moduler du trenger.

For eksempel bruker du energi 8 kW/t, solinnstråling er i gjennomsnitt 2 kW/t. Solcellepaneleffekt - 250 W (0,25 kW). La oss gjøre beregningene: 8 / 2 / 0,25 \u003d 16 stykker - dette er antall paneler du trenger.

Biogassanlegg

Gassen dannes som et resultat av bearbeiding av avfallsprodukter fra fjørfe og dyr. Resirkulert avfall brukes til å gjødsle jorda i husholdningstomter.Prosessen er basert på en fermenteringsreaksjon som involverer bakterier som lever i gjødsel.

Storfegjødsel anses å være den beste kilden til biogass, selv om avfall fra fugler eller andre husdyr også egner seg.

Fermentering skjer uten tilgang på oksygen, så det er lurt å bruke lukkede beholdere, som også kalles bioreaktorer. Reaksjonen aktiveres hvis massen periodisk omrøres, for dette brukes manuelt arbeid eller forskjellige elektromekaniske enheter.

Det vil også være nødvendig å opprettholde temperaturen i installasjonen fra 30 til 50 grader for å sikre aktiviteten til mesofile og termofile bakterier og deres deltakelse i reaksjonen.

Byggeproduksjon

Det enkleste biogassanlegget er et rørt fat med lokk. Gass fra fatet kommer inn i tanken gjennom en slange, det lages et hull i lokket for dette formålet. Denne utformingen gir gass til en eller to gassbrennere.

For å oppnå store volumer av gass, brukes en over- eller underjordisk bunker, som er laget av armert betong. Det er tilrådelig å dele hele beholderen i flere rom for at reaksjonen skal skje med en forskyvning i tid.

Beholderen er ikke helt fylt med masse, med omtrent 20 prosent, resten av plassen tjener til å akkumulere gass. To rør er koblet til lokket på beholderen, det ene ledes til forbrukeren, og det andre til vannforseglingen - en beholder fylt med vann. Dette sikrer gassrensing og tørking, gass av høy kvalitet leveres til forbrukeren.

Er alt så glatt?

Det ser ut til at en slik teknologi for å drive et privat hus for lenge siden skulle ha tvunget ut tradisjonelle sentraliserte metoder for å levere energi fra markedet. Hvorfor skjer ikke dette? Det er flere argumenter som vitner ikke til fordel for alternativ energi. Men deres betydning bestemmes på individuell basis - for noen eiere av landhus er noen mangler relevante og andre er ikke av interesse i det hele tatt.

For store hytter kan den ikke for høye effektiviteten til alternative energiinstallasjoner bli et problem. Naturligvis kan lokale solcelleanlegg, varmepumper eller geotermiske installasjoner ikke sammenlignes med produktiviteten til selv de eldste vannkraftverkene, termiske kraftverkene og enda mer kjernekraftverk.Men denne ulempen minimeres ofte ved å installere to eller til og med tre systemer, bruker mer strøm. Konsekvensen av dette kan være et annet problem - for installasjonen deres vil det være nødvendig med et større område, som ikke er mulig å tildele i alle husprosjekter.

For uavbrutt tilførsel av antall husholdningsapparater og varmesystemet som er kjent for et moderne hus, kreves det mye strøm. Derfor bør prosjektet sørge for slike kilder som kan produsere slik kraft. Og dette krever en solid investering – jo kraftigere utstyret er, jo dyrere er det.

I tillegg, i noen tilfeller (for eksempel ved bruk av vindenergi), kan det hende at kilden ikke garanterer konstant energiproduksjon. Derfor er det nødvendig å utstyre all kommunikasjon med lagringsenheter.Vanligvis er batterier og samlere installert for dette formålet, noe som medfører alle de samme ekstra kostnadene og behovet for å tildele flere kvadratmeter i huset.

Prinsippet for drift av et solkraftverk hjemme

Et solkraftverk er et system som består av paneler, en inverter, et batteri og en kontroller. Solcellepanelet forvandler strålingsenergi til elektrisitet (som nevnt ovenfor). Likestrøm kommer inn i kontrolleren, som distribuerer strømmen til forbrukerne (for eksempel en datamaskin eller belysning). En omformer konverterer likestrøm til vekselstrøm og driver de fleste elektriske husholdningsapparater. Batteriet lagrer energi som kan brukes om natten.

Videobeskrivelse

Et godt eksempel på beregninger som viser hvor mange paneler som trengs for å gi en autonom strømforsyning, se denne videoen:

Hvordan solenergi brukes til å generere varme

Solcelleanlegg brukes til oppvarming av vann og oppvarming av boliger. De kan gi varme (på forespørsel fra eier) selv når fyringssesongen er over, og gi huset varmt vann gratis. Den enkleste enheten er metallpaneler som er installert på taket av huset. De samler energi og varmt vann, som sirkulerer gjennom rør som er skjult under dem. Funksjonen til alle solsystemer er basert på dette prinsippet, til tross for at de kan være strukturelt forskjellige fra hverandre.

Solfangere består av:

• oppbevaringstank;
• bensinstasjon;
• kontrolleren
• rørledninger;
• beslag.

I henhold til konstruksjonstypen skilles flat- og vakuumsamlere.I førstnevnte er bunnen dekket med varmeisolerende materiale, og væsken sirkulerer gjennom glassrør. Vakuumsamlere er svært effektive fordi varmetapet holdes på et minimum. Denne typen samler gir ikke bare solvarme til et privat hus - det er praktisk å bruke det til varmtvannssystemer og oppvarming av bassenger.

Prinsippet for drift av solfangeren

Populære produsenter av solcellepaneler

Oftest finnes produkter fra Yingli Green Energy og Suntech Power Co. i hyllene. HiminSolarpaneler (Kina) er også populære. Solcellepanelene deres produserer strøm selv i regnvær.

Produksjonen av solcellebatterier er også etablert av en innenlandsk produsent. Følgende selskaper gjør dette:

• Hevel LLC i Novocheboksarsk;
• "Telecom-STV" i Zelenograd;
• Sun Shines (Autonomous Lighting Systems LLC) i Moskva;
• JSC "Ryazan Plant of Metal-ceramic Devices";
• CJSC "Termotron-zavod" og andre.

Du kan alltid finne et passende alternativ for prisen. For eksempel, i Moskva for solcellepaneler for et hjem, vil kostnadene variere fra 21 000 til 2 000 000 rubler. Kostnaden avhenger av konfigurasjonen og kraften til enhetene.

Solcellepaneler er ikke alltid flate – det finnes en rekke modeller som fokuserer lys på ett punkt

Installasjonstrinn for batteri

1. For å installere panelene, velges det mest opplyste stedet - oftest er dette takene og veggene til bygninger. For at enheten skal fungere så effektivt som mulig, er panelene montert i en viss vinkel mot horisonten. Mørkenivået på territoriet tas også i betraktning: omkringliggende gjenstander som kan skape en skygge (bygninger, trær, etc.)
2. Paneler er installert ved hjelp av spesielle festesystemer.
3. Deretter kobles modulene til batteri, kontroller og omformer, og hele systemet justeres.

For installasjon av systemet utvikles alltid et personlig prosjekt, som tar hensyn til alle funksjonene i situasjonen: hvordan installasjonen vil bli utført solcellepaneler på hustak, pris og vilkår. Avhengig av type og omfang av arbeid, beregnes alle prosjekter individuelt. Byggherren aksepterer arbeidet og får garanti for det.

Montering av solcellepaneler skal utføres av fagfolk og i henhold til sikkerhetstiltak.

Som et resultat - utsiktene for utvikling av solenergiteknologier

Hvis den mest effektive driften av solcellepaneler på jorden hindres av luft, som til en viss grad sprer strålingen fra solen, er det ikke noe slikt problem i verdensrommet. Forskere utvikler prosjekter for gigantiske satellitter i bane med solcellepaneler som vil fungere 24 timer i døgnet. Fra dem vil energien bli overført til bakkemottakende enheter. Men dette er et spørsmål om fremtiden, og for eksisterende batterier er innsatsen rettet mot å forbedre energieffektiviteten og redusere størrelsen på enheter.

geotermisk energi

Uutforskede typer alternative energikilder lurer i klodens tarm. Menneskeheten kjenner styrken og omfanget av naturlige manifestasjoner. Kraften til utbruddet av en vulkan er uforlignelig med noen av de menneskeskapte kraftverkene.

Dessverre vet folk fortsatt ikke hvordan de skal bruke denne gigantiske energien for godt, men den naturlige varmen fra jorden eller geotermisk energi tiltrekker seg oppmerksomheten til forskere, siden det er en uuttømmelig ressurs.

Det er kjent at planeten vår årlig utstråler en enorm mengde intern varme, som kompenseres av radioaktivt forfall av isotoper i jordskorpen. Det finnes to typer geotermiske energikilder.

Underjordiske bassenger

Dette er naturlige bassenger med varmt vann eller damp-vann-blanding - hydrotermiske eller damp-termiske kilder. Ressurser fra disse kildene utvinnes gjennom borehull, deretter brukes energien til menneskehetens behov.

Steiner

Varmen fra varme steiner kan brukes til å varme opp vann. For å gjøre dette pumpes den inn i horisonter for videre bruk til energiformål.

En av ulempene med denne typen energi er dens svake konsentrasjon. Men under forhold der temperaturen øker med 30-40 grader når du dykker for hver 100 meter, kan dens økonomiske bruk sikres.

Teknologien for å bruke denne energien i lovende "geotermiske områder" har klare fordeler:

• uuttømmelige reserver;
• økologisk renslighet;
• fraværet av store kostnader for utvikling av kilder.

Videre utvikling av sivilisasjonen er umulig uten introduksjon av nye teknologier innen energi. På denne veien er det vanskelige oppgaver som menneskeheten ennå ikke har løst.

Likevel spiller utviklingen av denne retningen en viktig rolle, og i dag finnes det allerede utstyr som kan spare ressurser betydelig.Tradisjonelle og alternative energikilder er et utmerket alternativ til dem. Å implementere slike ideer krever tålmodighet, dyktige hender, samt noen ferdigheter og kunnskap.

Typer alternativ energi

Avhengig av energikilden, som, som et resultat av transformasjon, lar en person motta elektrisk og termisk energi som brukes i hverdagen, klassifiseres alternativ energi i flere typer som bestemmer metodene for generering og typene installasjoner som tjener til dette.

Solens energi

Solenergi er basert på konvertering av solenergi, som resulterer i elektrisk og termisk energi.

Produksjonen av elektrisk energi er basert på fysiske prosesser som forekommer i halvledere under påvirkning av sollys, produksjonen av termisk energi er basert på egenskapene til væsker og gasser.

For å generere elektrisk energi fullføres solkraftverk, som er grunnlaget for solcellebatterier (paneler) laget på grunnlag av silisiumkrystaller.

Grunnlaget for termiske installasjoner er solfangere, der solens energi omdannes til kjølevæskens termiske energi.

Kraften til slike installasjoner avhenger av antallet og kraften til individuelle enheter som er en del av termiske og solenergistasjoner.

Vindkraft

Vindenergi er basert på konvertering av kinetisk energi til luftmasser til elektrisk energi som brukes av forbrukere.

Grunnlaget for vindturbiner er en vindgenerator.Vindgeneratorer er forskjellige i tekniske parametere, overordnede dimensjoner og design: med en horisontal og vertikal rotasjonsakse, forskjellige typer og antall blader, samt deres plassering (land, sjø, etc.). ).

vannkraft

Vannkraft er basert på omforming av den kinetiske energien til vannmasser til elektrisk energi, som også brukes av mennesket til egne formål.

Objektene av denne typen inkluderer vannkraftverk med ulik kapasitet installert på elver og andre vannforekomster. I slike installasjoner, under påvirkning av den naturlige vannstrømmen, eller ved å lage en demning, virker vann på bladene til en turbin som genererer elektrisitet. Hydroturbinen er grunnlaget for vannkraftverk.

En annen måte å skaffe elektrisk energi ved å konvertere energien til vann er bruken av tidevannsenergi, gjennom bygging av tidevannsstasjoner. Driften av slike installasjoner er basert på bruk av den kinetiske energien til sjøvann under tidevannet som oppstår i hav og hav under påvirkning av solsystemobjekter.

Jordens varme

Geotermisk energi er basert på omdanning av varme som utstråles av jordoverflaten, både på steder der geotermisk vann slippes ut (seismisk farlige områder), og i andre områder av planeten vår.

For bruk av geotermisk vann brukes spesielle installasjoner, gjennom hvilke den indre varmen i jorden omdannes til termisk og elektrisk energi.

Ved å bruke en varmepumpe kan du hente varme fra jordoverflaten, uavhengig av hvor den befinner seg. Hans arbeid er basert på egenskapene til væsker og gasser, samt termodynamikkens lover.

biodrivstoff

Typer biodrivstoff er forskjellige i måten de oppnås på, deres aggregeringstilstand (flytende, fast, gassformig) og brukstyper.Indikatoren som forener alle typer biodrivstoff er at grunnlaget for deres produksjon er organiske produkter, gjennom bearbeiding av hvilke elektrisk og termisk energi oppnås.

Faste typer biodrivstoff er ved, brenselbriketter eller pellets, gassformige er biogass og biohydrogen, og flytende er bioetanol, biometanol, biobutanol, dimetyleter og biodiesel.

Fordeler og ulemper med solenergianlegg

Fordeler:

• Solenergi er en fornybar energikilde. Samtidig er den offentlig tilgjengelig og gratis.
• Solcelleinstallasjoner er ganske trygge å bruke.
• Slike kraftverk er helt autonome.
• De er økonomiske og har en rask tilbakebetalingstid. Hovedkostnadene oppstår kun for nødvendig utstyr og krever minimale investeringer i fremtiden.
• Et annet kjennetegn er stabilitet i arbeidet. Det er praktisk talt ingen strømstøt på slike stasjoner.
• De er ikke lunefulle i vedlikehold og er ganske enkle å bruke.
• Også for SPP-utstyr er en karakteristisk lang driftsperiode karakteristisk.

Feil:

• Som energikilde er solsystemet svært følsomt for klima, værforhold og tid på døgnet. Et slikt kraftverk vil ikke fungere effektivt og produktivt om natten eller på en overskyet dag.
• Lavere produktivitet på breddegrader med sterke årstider. De er mest effektive i områder der antall soldager per år er nærmest 100 %.
• Svært høye og utilgjengelige kostnader for utstyr for solcelleinstallasjoner.
• Behovet for periodisk rengjøring av paneler og overflater fra forurensning.Ellers absorberes mindre stråling og produktiviteten faller.
• En betydelig økning i lufttemperaturen i kraftverket.
• Behovet for å bruke terrenget med et enormt areal.
• Ytterligere vanskeligheter i prosessen med avhending av anleggskomponenter, spesielt fotoceller, etter slutten av levetiden.

Som i ethvert industrielt felt, har prosessering og konvertering av solenergi sine styrker og svakheter.

Det er svært viktig at fordelene dekker ulempene, i så fall vil arbeidet være begrunnet.

I dag er det meste av utviklingen i denne bransjen rettet mot å optimalisere og forbedre funksjonen og bruken av eksisterende metoder og å utvikle nye som er sikrere og mer produktive.

Hensiktsmessigheten av å bruke et solsystem

Solsystem - et kompleks for å konvertere solstrålingsenergi til termisk energi, som deretter overføres til en varmeveksler for å varme opp kjølevæsken til et varme- eller vannforsyningssystem.

Effektiviteten til en solvarmeinstallasjon avhenger av solinnstråling - mengden energi som mottas i løpet av en dag med lys per 1 kvm av en overflate plassert i en vinkel på 90 ° i forhold til retningen til solens stråler. Måleverdien til indikatoren er kWh / kvm, verdien av parameteren varierer avhengig av sesong.

Gjennomsnittlig solinnstråling for den tempererte kontinentale klimaregionen er 1000-1200 kWh/kvm (per år). Mengden sol er den avgjørende parameteren for å beregne ytelsen til et solsystem.

Bruken av en alternativ energikilde lar deg varme opp huset, få varmt vann uten tradisjonelle energikostnader - utelukkende gjennom solstråling

Å installere et solvarmeanlegg er en kostbar oppgave. For at kapitalutgifter skal rettferdiggjøre seg selv, er en nøyaktig beregning av systemet og overholdelse av installasjonsteknologi nødvendig.

Eksempel. Gjennomsnittsverdien for solinnstråling for Tula midt på sommeren er 4,67 kV / kvm * ​​dag, forutsatt at systempanelet er installert i en vinkel på 50 °. Ytelsen til en solfanger med et areal på 5 kvm beregnes som følger: 4,67 * 4 = 18,68 kW varme per dag. Dette volumet er nok til å varme opp 500 liter vann fra en temperatur på 17°C til 45°C.

Som praksis viser, når du bruker en solcelleinstallasjon, kan hytteeiere om sommeren fullstendig bytte fra elektrisk eller gassvannoppvarming til solenergimetoden

Når vi snakker om det tilrådelige med å introdusere nye teknologier, er det viktig å ta hensyn til de tekniske egenskapene til en bestemt solfanger. Noen starter med 80W/kvm solenergi, andre starter med 20W/kvm

Selv i et sørlig klima vil det ikke lønne seg å bruke et samlesystem utelukkende til oppvarming. Hvis installasjonen utelukkende brukes om vinteren med mangel på sol, vil kostnadene for utstyr ikke dekkes selv i 15-20 år.

For å bruke solcelleanlegget mest mulig effektivt, må det inngå i varmtvannsforsyningssystemet. Selv om vinteren vil solfangeren tillate deg å "kutte" energiregningen for vannoppvarming opptil 40-50%.

Ifølge eksperter, for husholdningsbruk, lønner solsystemet seg på omtrent 5 år.Med en økning i elektrisitets- og gassprisene vil tilbakebetalingstiden for komplekset reduseres

I tillegg til de økonomiske fordelene har "solvarme" ytterligere fordeler:

1. Miljøvennlighet. Reduserte karbondioksidutslipp. I et år hindrer 1 kvm av en solfanger at 350-730 kg gruvedrift kommer inn i atmosfæren.
2. Estetikk. Plassen til et kompakt bad eller kjøkken kan spares fra store kjeler eller gassvannvarmere.
3. Varighet. Produsenter hevder at hvis installasjonsteknologien følges, vil komplekset vare i omtrent 25-30 år. Mange selskaper gir en garanti på opptil 3 år.

Argumenter mot bruk av solenergi: uttalt sesongvariasjon, væravhengighet og høy startinvestering.

Numeriske egenskaper for solstråling

Det er en slik indikator som solkonstanten. Verdien er 1367 watt. Dette er mengden energi per 1 kvm. planeten jorden. Det er omtrent 20-25 % mindre energi når jordens overflate på grunn av atmosfæren. Derfor er verdien av solenergi per kvadratmeter, for eksempel ved ekvator, 1020 watt. Og jeg tar hensyn til endringen av dag og natt, endringen i solvinkelen over horisonten, denne indikatoren reduseres med omtrent 3 ganger.

Men hvor kommer denne energien fra? Forskere begynte først å håndtere dette problemet tilbake på 1800-tallet, og versjonene var helt forskjellige. I dag, som et resultat av et stort antall studier, er det pålitelig kjent at kilden til solenergi er reaksjonen av transformasjonen av 4 hydrogenatomer til en heliumkjerne. Som et resultat av denne prosessen frigjøres en betydelig mengde energi. For eksempel energien som frigjøres under transformasjonen av 1 gr.hydrogen kan sammenlignes med energien som frigjøres ved forbrenning av 15 tonn bensin.

Varmepumper for oppvarming av boliger

Varmepumper bruker alle tilgjengelige alternative energikilder. De tar varme fra vann, luft, jord. I små mengder er denne varmen der også om vinteren, så varmepumpen samler den opp og omdirigerer den til oppvarming av huset.

Varmepumper bruker også alternative energikilder - varmen fra jord, vann og luft

Driftsprinsipp

Hvorfor er varmepumper så attraktive? Det faktum at etter å ha brukt 1 kW energi på pumpingen, vil du i verste fall få 1,5 kW varme, og de mest vellykkede implementeringene kan gi opptil 4-6 kW. Og dette motsier ikke loven om bevaring av energi på noen måte, fordi energi brukes ikke på å skaffe varme, men ikke på å pumpe den. Så ingen inkonsekvenser.

Opplegg av varmepumpe for bruk av alternative energikilder

Varmepumper har tre arbeidskretser: to eksterne og de er interne, samt en fordamper, en kompressor og en kondensator. Opplegget fungerer slik:

• En kjølevæske sirkulerer i primærkretsen, som tar varme fra kilder med lavt potensial. Den kan senkes ned i vann, graves ned i bakken, eller den kan ta varme fra luften. Den høyeste temperaturen nådd i denne kretsen er rundt 6°C.
• Den interne kretsen sirkulerer et varmemedium med svært lavt kokepunkt (typisk 0°C). Ved oppvarming fordamper kjølemediet, dampen kommer inn i kompressoren, hvor den komprimeres til høyt trykk. Under kompresjon frigjøres varme, kjølemiddeldampen varmes opp til en gjennomsnittstemperatur på +35°C til +65°C.
• I kondensatoren overføres varme til kjølevæsken fra den tredje - varmekretsen. Kjøledamper kondenseres, og kommer deretter videre inn i fordamperen. Og så gjentas syklusen.

Varmekretsen gjøres best i form av et varmt gulv. Temperaturene er best for dette. Radiatorsystemet vil kreve for mange seksjoner, noe som er stygt og ulønnsomt.

Alternative kilder til termisk energi: hvor og hvordan få varme

Men den største vanskeligheten er enheten til den første eksterne kretsen, som samler varme. Siden kildene er lavt potensiale (det er lite varme i bunnen), kreves det store områder for å samle den i tilstrekkelige mengder. Det er fire typer konturer:

• Ringer lagt i vannrør med kjølevæske. Vannkroppen kan være hva som helst - en elv, en dam, en innsjø. Hovedbetingelsen er at det ikke skal fryse gjennom selv i de strengeste frostene. Pumper som pumper varme ut av elven fungerer mer effektivt, mye mindre varme overføres i stillestående vann. En slik varmekilde er den enkleste å implementere - kast rør, bind en last. Det er bare stor sjanse for utilsiktet skade.

• Termiske felt med rør nedgravd under frysepunktet. I dette tilfellet er det bare en ulempe - store mengder jordarbeid. Vi må fjerne jorda over et stort område, og til og med til en solid dybde.

• Bruk av geotermiske temperaturer. En rekke brønner med stor dybde bores, og kjølevæskekretser senkes ned i dem. Det som er bra med dette alternativet er at det krever lite plass, men ikke alle steder er det mulig å bore til store dyp, og boretjenester koster mye. Du kan imidlertid lage en borerigg selv, men arbeidet er fortsatt ikke lett.

• Uttak av varme fra luften.Slik fungerer klimaanlegg med mulighet for oppvarming - de tar varme fra "utenbords"-luften. Selv ved minusgrader fungerer slike enheter, men på en ikke veldig "dyp" minus - opptil -15 ° C. For å gjøre arbeidet mer intensivt kan du bruke varmen fra ventilasjonssjaktene. Kast noen slynger med kjølevæske der og pump varme derfra.

Den største ulempen med varmepumper er den høye prisen på selve pumpen, og installasjon av varmeoppsamlingsfelt er ikke billig. I dette tilfellet kan du spare penger ved å lage pumpen selv og også legge konturene med egne hender, men beløpet vil fortsatt være betydelig. Fordelen er at oppvarming vil være billig og systemet vil fungere i lang tid.

Slags

I dag blir ulike typer solcellepaneler stadig mer populære. Ved første øyekast kan det virke som om alle solcellemoduler er like: et stort antall individuelle små solceller er sammenkoblet og dekket med en gjennomsiktig film. Men i virkeligheten er alle moduler forskjellige i kraft, design og størrelse. Og for øyeblikket har produsenter delt solsystemer inn i to hovedtyper: silisium og film.

Til husholdningsformål monteres solcellepaneler med silisiumfotoceller. De er de mest populære på markedet. Hvorav tre typer også kan skilles - disse er polykrystallinske, enkeltkrystaller, de er allerede beskrevet mer detaljert i artikkelen, og amorfe, som vi vil dvele på mer detaljert.

Amorfe - er også laget på basis av silisium, men i tillegg har de også en fleksibel elastisk struktur. Men de er ikke laget av silisiumkrystaller, men av silan - et annet navn for silisiumhydrogen. Av funksjonene til amorfe moduler kan man merke seg utmerket effektivitet selv i overskyet vær og evnen til å gjenta hvilken som helst overflate.Men effektiviteten er mye lavere - bare 5%.

Den andre typen solcellepaneler - film, er produsert på grunnlag av flere stoffer.

• Kadmium - slike paneler ble utviklet tilbake på 70-tallet av forrige århundre og ble brukt i verdensrommet. Men i dag brukes kadmium også i produksjonen av industrielle og innenlandske solkraftverk.
• Moduler basert på halvleder CIGS - utviklet fra kobberselenid, indium og er filmpaneler. Indium er også mye brukt i produksjonen av flytende krystallmonitorer.
• Polymer - brukes også i produksjon av solfilmmoduler. Tykkelsen på ett panel er omtrent 100 nm, men effektiviteten forblir på nivået 5%. Men fra plussene kan det bemerkes at slike systemer har en overkommelig pris og ikke avgir skadelige stoffer i atmosfæren.

Men også i dag er mindre klumpete bærbare modeller på markedet. De er spesielt designet for bruk under utendørsaktiviteter. Ofte brukes slike solcellepaneler til å lade opp bærbare enheter: små dingser, mobiltelefoner, kameraer og videokameraer.

Bærbare moduler er delt inn i fire typer.

• Lavstrøm - gi en minimumslading, som er nok til å lade en mobiltelefon.
• Fleksibel - kan rulles sammen og ha en liten vekt, på grunn av dette, og på grunn av den store populariteten blant turister og reisende.
• Festet på et underlag - de har en mye større vekt, omtrent 7-10 kg og gir følgelig mer energi. Slike moduler er spesielt designet for bruk på lange bilturer, og kan også brukes til å delvis autonomt levere energi til et landsted.
• Universal - uunnværlig for fotturer, enheten har flere adaptere for samtidig lading av forskjellige enheter, vekten kan nå 1,5 kg.

Passer den til et vanlig hjem

• For husholdningsbruk er solenergi en lovende energitype.
• Som en kilde til elektrisk energi for boligbygg brukes solkraftverk, som produseres av industribedrifter i Russland og i utlandet. Installasjoner er utstedt ulike makt og et komplett sett.
• Bruk av varmepumpe - vil gi et boligbygg varmt vann, varme opp vannet i bassenget, varme opp kjølevæsken i varmesystemet eller luften inne i lokalene.
• Solfangere - kan brukes i oppvarming av boliger og varmtvannsanlegg. Mer effektive, i dette tilfellet, vakuumrørsamlere.