Muqobil energiya turlaridan foydalanish. Energiya resurslari: muqobil manbalar va energiya tejovchi texnologiyalar. muammolar va yechimlar. Muqobil energiya turlari

Bepul resurslardan ko'ra jozibali nima bo'lishi mumkin? Muqobil energiya manbalaridan foydalanish muammosi ko'p o'n yillar davomida olimlarning ongida. Ushbu mavzuga qiziqish to'g'ridan-to'g'ri hisob-kitoblarning ko'payishi bilan ortib bormoqda kommunal xizmatlar.. Ushbu maqoladan siz muqobil energiya manbalari nima ekanligini bilib olasiz, qanday texnik va muhandislik yechimlari bu bizni yaqinlashtiradi oqilona tejash, shuningdek, alohida hududlarning istiqbollarini baholang.

Maqolada o'qing:

Muqobil energiya manbalari - ular nima, asosiy talablar va ta'riflarni shakllantirish

Bunday qurilmaga energiyani tejovchi LED lampochka yoki batareyani ulashingiz mumkin. Saqlash qurilmasi smartfoningizni zaryad qilish uchun foydalidir. Dizaynning soddaligi bunday loyihani o'zingiz amalga oshirishga imkon beradi. Bundan tashqari, bunday muhandislik yechimi moliyaviy xarajatlarni talab qilmaydi. Sizga kerak bo'lgan yagona narsa - bu mahorat, bir necha soat bo'sh vaqt va oddiy ov uskunalari.

Robinzon Kruzo yechimi, odatda samarali bo'lsa-da, sinchkovlik bilan tekshirilganda, uning kamchiliklari yo'q emas:

• sincaplar rivojlana olmaydi yuqori tezlik(katta elektr motorini aylantirish) muhim quvvat ishlab chiqarish;
• ishlash tezligi doimo o'zgarib turadi, shuning uchun ishlab chiqarish jarayonini optimallashtirish qiyin;
• kemiruvchi oziqlanishi kerak va yong'oqning narxi ishlab chiqarilgan elektr energiyasidan oshib ketishi mumkin.

Kulgili misol bir nechta jiddiy xulosalarga yaxshi yordam beradi:

1. Salbiy iqtisodiy ta'sir tufayli elektr energiyasining ayrim noan'anaviy manbalari rad etilishi kerak.
2. Variantlarni taqqoslash foydali bo'lishi uchun minimal qabul qilinadigan ishlab chiqarish quvvatini oldindan aniqlash kerak.
3. Har bir taklif birlamchi va umuman operatsion xarajatlarni hisobga olgan holda ko'rib chiqilishi kerak.

Muqobil energiya manbalaridan foydalanish variantlarini yuzaki o'rganish bizga to'g'ri xulosa chiqarishga imkon bermaydi. Qanday bo'lmasin, strukturani o'rnatish kerak bo'lgan joyning xususiyatlarini, o'rnatishning murakkabligini va muntazam parvarishlashni hisobga olish tavsiya etiladi. Ushbu maqolada biz o'zingiz amalga oshirishingiz mumkin bo'lgan uy uchun muqobil energiyadan foydalanish bo'yicha g'oyalarga e'tibor qaratamiz.

Muqobil energiya manbalarining asosiy turlari

Shamol va quyosh energiyasi

Hozirgi vaqtda aktuatorlarga to'g'ridan-to'g'ri haydash ishlatilmaydi, lekin printsiplar bir xil bo'lib qolmoqda. Shamol elektr generatoriga ulangan fanning katta pichoqlarini aylantiradi. Qat'iylik va etarli kuchga ega bo'lish uchun havo oqimi, bunday tuzilmalar katta balandlikka ko'tarilib, dengiz qirg'og'iga o'rnatiladi.

Quyidagi tipik komponentlar rasmda ko'rsatilgan:

1. Nazoratchi generatorning ishlashini nazorat qiladi, tartibga solish va himoya funktsiyalarini bajaradi.
2. Ushbu blokning chiqishlaridan birining doimiy kuchlanishi shamol parametrlarini qoplash uchun energiya zaryadini to'playdigan batareyalarga beriladi.
3. Inverter yordamida iste'molchilarni ulash uchun standart 220 V sinusoid yaratiladi.
4. Haddan tashqari energiyani umumiy foydalanish tarmoqlariga o'tkazish uchun maxsus ATS qurilmasi qo'llaniladi. Bundan tashqari, favqulodda (zaxira) quvvat manbai sifatida ishlatiladi.

Qo'shimcha mexanik konvertorlarsiz qurilmalar yordamida elektr energiyasi olinadi quyosh panellari. Ushbu tartibga solishda muvozanatsiz yarimo'tkazgichning hududi nurlanganda hosil bo'lgan emf ishlatiladi. p-n birikmasi. Ijobiy ta'sir fotonlar kremniyning bir necha qatlamidan yasalgan plastinkaga urilganda paydo bo'ladi. har xil turlari.

Ushbu misol bir nechta muqobil energiya manbalaridan birgalikda foydalanishni o'z ichiga oladi. Past shamollarda va tunda ishlashning pasayishini qoplash uchun akkumulyator batareyasi o'rnatilgan. Agar kerak bo'lsa, zaxira benzin yoki foydalaning dizel generatori.

Sayyoramizga eng yaqin yulduzdan infraqizil nurlanish xususiy uyning standart tizimlarining (isitish va issiq suv ta'minoti) samaradorligini oshirish uchun ishlatilishi mumkin. Buning uchun uyingizda o'rnating oddiy dizayn quvurlardan Sovutish suyuqligi bilvosita isitish qozonining pallasiga beriladi. Optimal aylanish rejimi nasos va harorat sensorlari bo'lgan boshqaruv bloki tomonidan saqlanadi.

Er va havoning issiqlik energiyasi

Qattiq sovuqda ham, etarlicha chuqur chuqurlikda, tuproq ijobiy haroratni saqlaydi. Ushbu issiqlik quyidagi sxema bo'yicha ishlatilishi mumkin:

Ish aylanishi:

• birinchi bosqichda (1) muzlatmaydigan sovutish suvi er yuzida chuqur isitiladi va evaporatator issiqlik almashtirgichga kiradi;
• Ichki blok an'anaviy muzlatgichning (konditsioner) o'xshash qismi kabi ishlaydi. Sovutgichning ushbu sxema bo'ylab harakatlanishi maxsus kompressor (2) tomonidan ta'minlanadi;
• isitiladigan suyuqlik (3) isitish tizimiga kiradi. Radiatorlarda sovutgandan so'ng, haroratni oshirish uchun u orqaga qaytadi (4).

Ushbu uslub sizga muqobil resurslardan cheklovlarsiz foydalanish imkonini beradi. butun yil davomida muzlatmaydigan suv omborlaridan. Ushbu turdagi barcha o'rnatishlarning samaradorligi tashqi kontaktlarning zanglashiga olib kirish va chiqish joylaridagi harorat farqiga bog'liq.

Qayta tiklanadigan muqobil energiya manbalari: misol sifatida bioyoqilg'idan nima foydalaniladi?

IN umumiy ta'rif Ushbu toifadagi resurslarga neft va ko'mir kiradi. Biroq, ularning yangilanishi hatto insoniyat sivilizatsiyasi mavjud bo'lgan vaqtga nisbatan juda sekin sodir bo'lmoqda. Uchun amaliy amalga oshirish xususiy loyiha uchun boshqa muqobil energiya manbalari mos keladi:

1. Qattiq yonilg'i qozonlarida oddiy yog'och ishlatiladi.
2. Tez o'sadigan jinslar ishlatiladi, so'ngra quritish va yonuvchan suyuqlikka ishlov berish.
3. Ular biogaz hosil qilish uchun chiqindilarni parchalash uchun bakteriyalardan foydalanadilar.

Misoldan ma'lum bo'ladiki, ba'zi muqobil energiya manbalarining o'zi qo'shimcha bonuslarga ega. Ikkinchi holda, maydalangan biomassa o'g'it sifatida ishlatiladi. Hosildorlik va samaradorlikni oshirish uchun ushbu loyihada ikkita ishchi tank o'rnatilgan. Olingan gaz generatorlar uchun yoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin elektr energiyasi va isitish qozonlari.

Suvning kuchi

Ultra zamonaviy dizayn uchun ortiqcha to'lashning hojati yo'q. Pichoqlar bilan g'ildirakni o'rnatish, uni elektr motoriga ulash, himoya va boshqaruv avtomatizatsiyasini qo'shish kifoya.

Muqobil energiya manbalarining boshqa turlarini rivojlantirish

Bunday manbalar issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Bunday holda, konvertatsiya jarayonlari minimaldir, shuning uchun yaxshi iqtisodiy natijalarga erishish mumkin.

Rasmda ko'rsatilgan elektr sxemasi payvandlash mashinasi. Biroq, bu gaz qozon o'choqidagi burnerni quvvatlantirish va ichki yonish dvigatelini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin.

Ammo quyidagi sxema butunlay jiddiy va hatto patentlangan namunadir (rasmiy patent raqami - RU 2245606). Diagramma va tushuntirishlarni diqqat bilan o'rganing, bu ishlanma hamma narsa oddiy ekanligini yana bir bor tasdiqlaydi.

Agar xohlasangiz, shunga o'xshash uy qurilishi mahsulotlarini ko'paytirishga harakat qilishingiz mumkin. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, ko'pincha ba'zi qismlar zavod namunalari emas, balki uy qurilishi mahsulotlari. Shuning uchun, bunday "yig'ilish" ga ehtiyotkorlik bilan ishonishingiz kerak.

Xususiy uylar uchun muqobil energiya manbalari: ekspert sharhlari bilan amaliy echimlar

Internetda siz u yoki bu shaklda amalga oshirish uchun mos bo'lgan o'nlab g'oyalarni topishingiz mumkin. Va endi biz Rossiyada allaqachon qo'llanilgan usullarni muhokama qilishga o'tamiz. Bunday muqobil energiya manbalarining samaradorligi amaliy sinovlar bilan isbotlangan.

Quyosh energiyasi muqobil energiya manbai sifatida: komponentlar va sxemalar

Quyosh panellari

Dizayn quyosh batareyalarini saqlash printsipiga asoslanadi. Ushbu texnologiya bir necha o'n yillar davomida ma'lum. Biroq, faqat so'nggi yillarda oddiy iste'molchi uchun qulay bo'lgan mahsulotlar paydo bo'ldi.

Quyosh panellari qo'shimcha konversiyasiz zaryadlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan to'g'ridan-to'g'ri oqim ishlab chiqaradi batareyalar, oziqlanish LED lampalar va boshqa mos qurilmalar. televizorlar, kir yuvish mashinalari va boshqa uskunalar inverter orqali ulanadi, bu esa chiqishda 220V sinusoid hosil qiladi. Tekshirish moslamasi kommutatsiyani boshqaradi va batareyaning optimal zaryadlash rejimini ta'minlaydi.

Brend/model		Eslatmalar
Sunways/ FSM-100P	4480	Polikristal panel. Voltaj - 12 V, Nominal quvvat - 100 Vt, Hajmi: 15,6×15,6 sm. Ishlash -40 dan + 85 ° C gacha bo'lgan haroratlarda qabul qilinadi.
	8700	Universal boshqaruvchi - 12/24 V. Maksimal quvvat - 390 Vt (12 V). Batareyani zaryad qilishda ruxsat etilgan oqim 40 A gacha. Tashqi harorat sensorini ulash orqali haroratni haddan tashqari issiqlikdan himoya qilish bilan nazorat qilish amalga oshiriladi.
	61000	Inverter. Nominal quvvat - 4,5 kVt.
DELTA/ HRL 12-90	16100	Qayta zaryadlanuvchi qo'rg'oshin kislotali batareya. Imkoniyatlar - 90 Ah, Xizmat muddati - 12 yil. Texnik xizmat ko'rsatmaydigan dizaynda yaratilgan.

Jadvalda individual muqobil energiya manbasini yaratish uchun asosiy komponentlar keltirilgan. Ro'yxatdagi mahsulotlarga qo'shimcha ravishda sizga ulash simlari va mahkamlash elementlari kerak bo'ladi. Ko'p narsa insolyatsiya parametrlariga bog'liq - quyoshli kunlarning soni va davomiyligi. Eng oddiy versiyada ular yaratadilar avtonom tizim kutish dizel/benzin generatori bilan. Standart elektr ta'minoti tarmoqlari bilan turli kombinatsiyalar ham qo'llaniladi.

Quyosh kollektorlari

Brend/model	O'rtacha narx (2018 yil aprel holatiga ko'ra), rub.	Eslatmalar
	33900 va 45900 (2.0 va 3.0 seriyali)	Quyosh kollektorlari. Shisha qalinligi - 3,2 mm, Nur o'tkazuvchanligi - 85% gacha.
	175200	Ixtisoslashtirilgan qozon. Nazorat uskunalari bilan jihozlangan. Magniy korroziyaga qarshi himoya. Hajmi: 1000 litr.
	39200	Titan qoplamasi. Gorizontal va vertikaldan maqbul foydalanish ulanish sxemasi bitta ish birligida 10 tagacha mahsulotning kombinatsiyasi bilan.
	179300	Qozon va nasos guruhi bilan isitish uskunalari to'plami.

Mashhur brendlar tomonidan yaratilgan barcha muqobil energiya manbalari suratlarda jozibali ko'rinadi. Lekin bu holatda alohida ma'no estetik emas, balki amaliy parametrlarga ega. Quyosh qurilmalarini o'rganish jarayonida siz quyidagi nuanslarga e'tibor berishingiz kerak:

• boshqa komponentlar bilan muvofiqligi umumiy tizim ob'ektni issiqlik bilan ta'minlash;
• standart sozlash va himoya vositalari;
• chidamlilik.

Haddan tashqari issiqlikning oldini olish uchun turli muhandislik echimlari qo'llaniladi. Viessmann kollektorlarida, masalan, +75 ° C va undan yuqori haroratda tuzilishini o'zgartiradigan maxsus qatlam o'rnatiladi. Bu o'rnatish samaradorligini pasaytiradi va quvur liniyasida bug' hosil bo'lishining oldini oladi.

Uyni isitish uchun issiqlik nasoslari

Brend/model	O'rtacha narx (2018 yil aprel holatiga ko'ra), rub.	Eslatmalar
	48100	Hovuz suvining qulay haroratini saqlab turish uchun maxsus havo issiqlik pompasi.
	1 368000	Isitish quvvati - 3,52 kVtgacha. Uydagi issiq suv va isitish tizimlariga mos keladi.
	492340	Ichki birlik. Issiqlik manbai havodir. Suvni +80 ° C gacha isitishni ta'minlaydi. Shovqin darajasi - 26 dB.
	348800	Geotermal issiqlik pompasi. Isitish/sovutish quvvati -7,8/7,57 kVt. Issiqlik manbai sifatida suv va tuproqdan foydalanish maqbuldir.

Shamol energiyasi muqobil energiya manbai sifatida - zamonaviy generatorlarning xususiyatlari

Brend/model	O'rtacha narx (2018 yil aprel holatiga ko'ra), rub.	Eslatmalar
	73900	Shamol generatori 10 m/s shamol tezligida 1 kVtgacha elektr energiyasi ishlab chiqaradi.
	340000	Ushbu texnika 7-7,5 m/s shamol tezligida nominal quvvatni (3 kVt) hosil qiladi. Shovqin darajasi - 35 dB gacha.
	284000	Quvvat - 5 kVt. Boshlang'ich/nominal shamol tezligi: 2/9 m/s.

Biogaz ishlab chiqarish uchun o'rnatish

O'z qo'llaringiz bilan xususiy uy uchun muqobil elektr energiyasini olish uchun siz ushbu loyihadan foydalanishingiz mumkin. Asosiy funktsional qismlar standart mahsulotlardan va doğaçlama vositalardan yaratilishi mumkin. Bundan tashqari, siz biomassani qulay tarzda yuklash usuli haqida o'ylashingiz kerak. Tegishli qozon qo'shilishi bilan siz issiq suvni isitish va tayyorlash muammosini hal qilishingiz mumkin.

Ma'lumotingiz uchun! Ixtisoslashgan ishlab chiqaruvchilar biogaz ishlab chiqarish uchun to'plamlarni ishlab chiqarishni taklif qilishadi individual buyurtma dastlabki xarajatlarni hisoblash bilan.

Yaqin vaqtgacha energiyaning asosiy manbalari: neft, ko'mir, suv va boshqalar edi. Biroq Tabiiy resurslar tez kamayib bormoqda, ularning narxi oshib bormoqda va ularni qayta ishlash natijasida emissiyalar ta'sir qiladi Salbiy ta'sir atrof-muhit bo'yicha. Shu sabablarga ko'ra, ko'plab mamlakatlar an'anaviy yoqilg'i o'rnini bosadigan energiyani qabul qilish va rivojlantirishga intilmoqda. Ushbu maqolada muqobil energiya manbalari nima ekanligini, ularning turlari, samaradorligi va foydalanish istiqbollarini ko'rib chiqamiz.

Maqolada o'qing

Muqobil energiya manbalari - ular nima?

Muqobil energiya manbai (AES) ekologik toza qayta tiklanadigan manba bo'lib, u aylantirilganda insonning kundalik ehtiyojlari uchun ishlatiladigan issiqlik yoki elektr energiyasini ishlab chiqaradi. Bu manbalar hammasini o'z ichiga oladi mavjud turlar tabiiy suv havzalari, quyosh, shamol, er ostidagi issiqlik, shuningdek qayta ishlangan qayta ishlanadigan materiallar. Muqobil energiya manbalari, an'anaviy turlardan farqli o'laroq, yangilanishi mumkin cheksiz miqdor marta, ular samaraliroq, arzonroq va ekologik toza.

Muqobil energiya manbalarining turlari

Qayta tiklanadigan manbaga qarab, zamonaviy energiya manbalari bir necha turlarga bo'linadi, ular uni o'zgartirish usullarini va buning uchun mo'ljallangan o'rnatish turlarini belgilaydi. Keling, muqobil energiya manbalari va ularning xususiyatlarini qisqacha ko'rib chiqaylik.

Muqobil energiya manbalaridan - quyosh va shamoldan foydalanish

Quyosh energiyasini maxsus qurilmalar yordamida konvertatsiya qilish keyingi foydalanish uchun issiqlik va elektr energiyasini olish imkonini beradi. Elektr energiyasi quyosh nurlari ta'sirida quyosh panellarining kremniy yarimo'tkazgichlarida sodir bo'ladigan jismoniy jarayonlar tufayli, issiqlik energiyasi esa gazlar va suyuqliklarning xossalari bilan hosil bo'ladi.

Shamoldan muqobil energiya manbai sifatida foydalanish maxsus generator majmualari yordamida havo oqimlarining kuchini elektr energiyasiga aylantirishga asoslangan. Shamol generatorlari turli xil dizayn va o'lchamlarga ega, shuningdek, joylashuvi bo'yicha farqlanadi. Shamol pichoqlarni harakatga keltiradi, bu esa o'z navbatida elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorni aylantiradi.

Yerning suvi va issiqligi inson xizmatida

Inson suvning kuchidan elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun foydalanishni ancha oldin o'rgangan. Ilgari bu maqsadda daryolarni to'sib qo'yadigan GESlar qurilgan, ular ham kichik, ham muhtasham binolar. Texnologiyaning rivojlanishi bilan gidroelektrostantsiyalarning konstruksiyasi o‘zgardi va endilikda elektr energiyasini nafaqat daryo oqimi kuchidan, balki dengiz va okeanlarning to‘lqinlaridan (to‘lqinli stansiyalar) ham olish mumkin bo‘ldi. Suv generatorni aylantiruvchi turbinalar pichoqlariga tushadi, bu esa iste'molchiga ketadigan elektr energiyasini ishlab chiqaradi.

Bizning Yerning tubida issiqlikning katta zaxiralari yashiringan, bu esa qimmatroq va "iflos" energiya manbalarini almashtirishga imkon beradi. Bu yo'nalish deyiladi geotermal energiya, bu issiqlik manbalarining to'rtta asosiy turidan foydalanadi:

• er yuzidagi issiqlik;
• er yuzasiga yaqin joylashgan bug 'va issiq suvning energiyasi;
• sayyoramizning ichaklarida chuqur joyga jamlangan issiqlik;
• magma energiyasi va vulqonlar ostida to'plangan issiqlik.

Yerning ichki qismi uylarni isitish va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Uning zahiralari butun dunyodagi yillik energiya talabidan 35 milliard marta ko'pdir. 1916 yilda Italiyada 7,5 MVt quvvatga ega birinchi geotermal elektr stansiyasi ishga tushirilgan. Yoniq bu daqiqa TheoTPS tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi ko'mir IESlari tomonidan ishlab chiqarilgan elektr energiyasiga deyarli teng.

Islandiyadagi Hellisheydi geotermal elektr stansiyasi elektr energiyasi loyihasining yaxshi alternativ manbai hisoblanadi

Bioyoqilg'i - benzinga muqobil

Bioyoqilg'i - bu organik xom ashyo yoki chiqindilarni qayta ishlash natijasida olinadigan muqobil energiya manbai. Ushbu turdagi yoqilg'i qattiq, suyuq yoki gazsimon holatda bo'lishi mumkin. Qattiq bioyoqilg'i sifatida yog'och chiqindilari yoki qishloq xo'jaligi mahsulotlaridan (kungaboqar va grechka qobig'i, yong'oq qobig'i va boshqalar) yog'och, briket va granulalar ishlatiladi. Bu yoqilg'i issiqlik elektr stantsiyalarida issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Suyuq bioyoqilgʻi ayrim qishloq xoʻjaligi ekinlarining oʻsimlik massasini va ularning chiqindilarini (somonini) qayta ishlash natijasida olinadi va asosan avtomobillar uchun yoqilgʻi sifatida ishlatiladi. Ushbu turdagi ekoyoqilg'i quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• bioetanol;
• biometanol;
• biobutanol;
• biodizel;
• dimetil efir.

Gazsimon ekoyoqilg'i uch xil bo'ladi: biogaz, biovodorod va metan. U biologik massani fermentatsiyalash orqali olinadi. Xom ashyo biomassani parchalaydigan maxsus bakteriyalarga ta'sir qiladi va buning natijasida gaz hosil bo'ladi.

Muqobil energiya manbalarini rivojlantirish

Rossiya Federatsiyasi Energetika vazirligi ma'lumotlariga ko'ra, Rossiyada muqobil energiya manbalaridan foydalanish ulushi atigi 1% ni tashkil qiladi. 2020 yilga kelib bu koʻrsatkichni nafaqat Rossiya Federatsiyasi hukumati mablagʻlarini, balki xususiy tadbirkorlarni ham jalb qilish orqali 4,5 foizga yetkazish rejalashtirilgan. Muqobil energiyani rivojlantirish katta imkoniyatlarga ega:

• Kamchatka, Chukotka, Saxalin va boshqa hududlarning dengiz va okean qirg'oqlari aholisining siyrak aholisi tufayli shamol va suv toshqini energiyasini rivojlantirish mumkin;
• Quyosh energiyasini rivojlantirish, ayniqsa Stavropol va Krasnodar viloyati Shimoliy Kavkazda, Uzoq Sharq va boshqalar.

Afsuski, muqobil energiya ustuvor emas Rossiya sanoati. Asosiy muammo bu kabi loyihalarni moliyalashtirishda. Ba'zida ko'mir va neft qazib olish shamol va quyosh elektr stantsiyalarini qurishdan ko'ra arzonroqdir.

Xususiy uy uchun muqobil energiya manbalari

Xususiy uylar egalari muqobil energiya manbalaridan foydalanish tufayli xarajatlarni sezilarli darajada kamaytirishi yoki gaz, elektr va issiqlik ta'minotchilarining xizmatlaridan butunlay voz kechishi mumkin. Bundan tashqari, nafaqat fermaning energiyasini mustaqil qilish, balki ortiqcha mahsulotni sotish ham mumkin. Davlat oddiy fuqarolar tomonidan muqobil energiya manbalarini rivojlantirish va ulardan foydalanishni qattiq rag‘batlantiradi. Foydalanishda issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarish noan'anaviy manbalar energiya, siz zavod uskunasidan foydalanishingiz yoki uni o'zingiz qilishingiz mumkin. Shunday qilib, muqobil energiya quyidagilarga imkon beradi:

• issiq suv ta'minoti va past haroratli isitish uchun quyosh energiyasini elektr yoki issiqlikka aylantirish;
• maxsus generatorlar yordamida shamol kuchidan foydalangan holda elektr energiyasini olish;
• maxsus nasoslar yordamida yerdan, suvdan va havodan issiqlik olish va uylarni isitish va issiqlik generatorlari orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish;
• qishloq xo'jaligi chiqindilari, biologik materiallar va uy hayvonlari va qushlarning chiqindilaridan gaz olish.

Eng katta samaradorlikka bir necha turdagi manbalardan foydalanish orqali erishiladi muqobil energiya.

Quyosh energiyasi muqobil energiya manbai sifatida

Quyosh energiyasidan foydalanish elektr energiyasini olish imkonini beradi va issiq suv isitish va issiq suv ta'minoti uchun. Kremniy elementlar yorug'lik ta'sirida elektronlarning yo'nalishli harakati (elektr toki) sodir bo'ladi. Etarli panellarni ulab, bitta uyning ehtiyojlarini qondirish uchun etarli miqdorda elektr energiyasini olishingiz mumkin. Masalan, yaxshi yoritishda 1,4 m2 maydonga ega quyosh batareyasi taxminan 270 Vt quvvatga ega 24 V ishlab chiqaradi. Quyosh har doim va turli kuchlar bilan porlamaganligi sababli, ulanish mumkin emas Texnika to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya panellariga. Quyosh panellaridan elektr energiyasidan foydalanish uchun sizga quyidagilar kiradi:

• batareya Ortiqcha elektr energiyasini saqlash uchun (batareya). qorong'u vaqt kunlar va noqulay ob-havo);
• boshqaruvchi(ixtiyoriy, lekin tavsiya etiladi) to'liq zaryadsizlanishi yoki ortiqcha zaryadlanishining oldini olish, shuningdek, quyosh panellarining ishlashini optimallashtirish uchun batareyaning zaryad darajasini kuzatish uchun mo'ljallangan;
• invertor, bu to'g'ridan-to'g'ri oqimni o'zgaruvchan tokka aylantiradi va 220−230 V kuchlanishni olish imkonini beradi.

Uy yoki yozgi uyni markazlashtirilgan elektr ta'minotidan butunlay mustaqil qilish uchun ko'p sonli batareyalar va bir nechta batareyalarni o'rnatish kerak. Bu, albatta, arzon emas, lekin oxir-oqibat nisbatan qisqa vaqt ichida o'zini to'liq qoplaydi. Yozgi uyni yoki uydagi ba'zi elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun etarli bo'lgan kuniga 1500 Vt quvvatni ishlab chiqarish uchun panellar to'plami taxminan 1000 dollar, 4 kVt ishlab chiqarish uchun - taxminan 2200 dollar va 9 kVt - 6200 dollar turadi. Sotib olish mumkin kichik o'rnatish va keyinchalik uni yangi quyosh panellari bilan to'ldirib, kerakli quvvatga erishing.

Xususiy uy uchun elektr energiyasining muqobil manbalari - quyosh panellari

Shunday qilib, biz allaqachon quyosh energiyasidan elektr energiyasini (yarim o'tkazgich panellari) va issiqlik va issiq suv ta'minoti (kollektorlar) uchun issiqlik ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkinligini ko'rdik. Keling, quyosh panellari nima ekanligini ko'rib chiqaylik. ma'lum miqdordagi kremniy fotoelementlardan iborat ( uy modellari). Bunday panellar 20-24% samaradorlikka ega va nisbatan past narxga ega. Fotosellar bir-biriga ulanadi va ularning kontaktlari har bir batareyaning yopiq korpusida joylashgan terminallarga chiqariladi. Korpus anodlangan alyuminiydan, old paneli esa bardoshli shishadan qilingan. Yuqori sifatli va aks ettirishga qarshi birikma bilan qoplangan.

Tegishli maqola:

Bu nima, xususiy uy uchun quyosh panellarining ishlash tamoyillari va turlari, to'plamning narxi, sharhlar, spetsifikatsiyalar, mutaxassislarning tavsiyalari - nashrni o'qing.

Quyosh kollektorlari an'anaviy suv isitgichlarining munosib o'rnini bosadi

Quyosh issiqlik kollektorlari kvadrat metrga 600-800 Vt / soat to'plash imkonini beradi va uyni isitish va issiq suv uchun etarli energiya bilan ta'minlaydi. Strukturaviy ravishda kollektorlar quyidagi asosiy guruhlarga bo'linadi:

• vakuum. Tabiiy yoki bilan tekis yoki ko'p quvurli dizaynlar majburiy aylanish tizimdagi sovutish suvi. Bular asosan mavsumiy foydalanish uchun mo'ljallangan statsionar kollektorlardir;
• havo quyosh tizimlari , bu eng oson va eng oddiy. Issiqlik kollektorning qizdirilgan yuzasidan havo oqimi bilan chiqariladi;
• uchinchi variantda quyosh kollektorlaridan olingan issiqlik uni elektr energiyasiga aylantirish uchun ishlatilishi mumkin.

Oxirgi variant texnik xizmat ko'rsatishning murakkabligi va uskunaning yuqori narxi tufayli oddiy iste'molchilar orasida ayniqsa mashhur emas.

Xususiy uylarning isitish tizimlari uchun issiqlik nasoslari

Hozirgi vaqtda ularni issiq suv ta'minoti bilan ta'minlash uchun ular asosan ishlatiladi har xil turlari qozonxonalar - , dizel va boshqalar. Nisbatan yaqinda suyuqlik yordamida suyuqlikni isitishning yana bir usuli paydo bo'ldi, ammo hozirgacha u etarlicha keng qo'llanilmagan. , ma'lum bir chuqurlikda erga yotqizilgan yo'l o'tkazgich bo'ylab harakatlanib, u bir necha daraja qiziydi va evaporatatorga kiradi. Keyinchalik, qizdirilgan suyuqlik sovutgichga issiqlik beradi, u past haroratlarda bug'ga aylanadi va kompressorga kiradi. Kompressorda u siqiladi, bu bosimning oshishiga va shunga mos ravishda haroratning oshishiga olib keladi.

Siqilgan isitiladigan sovutgich kondensatorga o'tadi, u erda issiqlikni boshqa sovutgichga (havo, suv yoki) o'tkazadi. Ushbu jarayon natijasida sovutgich sovutiladi va suyuq holatga qaytadi. Shundan so'ng, suyuqlik evaporatatorga kiradi va butun tsikl takrorlanadi.

Issiqlik nasosining ishlash printsipi

Tegishli maqola:

Bu nima, ishlash tamoyillari, issiqlik nasoslarining asosiy turlari, ishlab chiqaruvchilarning umumiy ko'rinishi, qo'shimcha funktsiyalar issiqlik nasoslari va o'z qo'llaringiz bilan issiqlik pompasini qanday qilish kerak, mutaxassislarning tavsiyalari - nashrni o'qing.

Shamol energiyasi muqobil energiya manbai sifatida

Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun shamol energiyasidan foydalanish, ayniqsa, sayyoramizning boshqa energiya manbalaridan foydalanish imkoni bo'lmagan mintaqalarida juda muhimdir. Statsionar shamol generatorlari (o'rnatish soniga qarab) uyni, sanoatni va hatto shahar joylarini elektr energiyasi bilan ta'minlashi mumkin. Shamol energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun qurilmalar ikki guruhga bo'linadi:

1. Vertikal. Ushbu dizaynning afzalligi shundaki, ustun shamollarga e'tibor qaratib, uni o'rnatishga hojat yo'q. Samaradorlik yo'qligi sababli ular xususiy uy xo'jaliklari uchun ishlatiladi. Ustalar elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojlarini qondirish uchun ishlab chiqarishni afzal ko'rgan shamol generatorining bu turi. Bunday dizaynlar oddiy, etarli yuk qarshiligiga ega va quvvatni oshirish uchun osongina yangilanishi mumkin.
2. Gorizontal. Ular vertikal shamol generatorlariga qaraganda samaraliroq, ammo shamol yo'nalishiga qarab sozlanishi kerak. Ular asosan sanoat miqyosida elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Biogaz ishlab chiqarish zavodi

Biogaz ekologik toza muqobil energiya manbalaridan biri bo'lib, uni ishlab chiqarish usuli atrof-muhitga katta ta'sir ko'rsatmaydi. Bundan tashqari, uni olish uchun odamlar, hayvonlar va qishloq xo'jaligi chiqindilari ishlatiladi, bu esa utilizatsiya qilishni talab qiladi. Ushbu texnologiya doimiy ravishda takomillashtirilmoqda, ammo elektr energiyasining noan'anaviy manbalari orasida u quyosh panellari, shamol generatorlari yoki issiqlik elektr stantsiyalari kabi mashhur emas.

Ushbu turdagi bioyoqilg'i xom ashyoni maxsus reaktorda fermentatsiyalash orqali ishlab chiqariladi. Chiqindilar o'rnatishga yuklanadi va ma'lum vaqt davomida maxsus bakteriyalarga ta'sir qiladi, bu xom ashyo hajmiga bog'liq. Bunday qayta ishlash natijasida yonuvchan aralashma (60% metan, 35% karbonat angidrid va 5% boshqa turdagi gazlar), shuningdek, odamlar uchun potentsial xavfli bo'lgan vodorod sulfidi ishlab chiqariladi. Olingan mahsulot tozalanadi va quvurlar orqali iste'molchi qurilmalariga (isitish qozonlari, gaz pechlari va boshqalar) yoki ortiqcha bo'lsa, saqlash tankiga (gaz ushlagichi) etkazib beriladi.

Biogaz ishlab chiqarishdan keyin qolgan chiqindilar muntazam ravishda reaktordan olib tashlanishi kerak. Fermentlangan xomashyo qishloq xo‘jaligida yuqori sifatli o‘g‘it sifatida keng qo‘llaniladi. Ushbu turdagi yoqilg'ini olish uchun o'rnatish egalari uchun foydalidir chorvachilik fermalari yoki qishloq xo'jaligi korxonalari, shuningdek, zarur xomashyoga ega bo'lganlar. Bioreaktorni ixtisoslashgan kompaniyalardan sotib olish mumkin, buyurtma berish yoki o'zingiz qilishingiz mumkin.

Muqobil energiya manbalarining kelajagi bormi?

Qayta tiklanadigan energiyaning muqobil manbalaridan turli mamlakatlarda notekis foydalaniladi va rivojlanadi. Lekin bu yo'nalishlar keng berilgan joyda davlat yordami, natijalar ta'sirli. AES dan foydalanish atrof-muhitni sezilarli darajada yaxshilash va sezilarli tejashga erishish mumkin.

Muqobil energiya insoniyatni energetik inqirozdan, sayyorani esa kamayish va atrof-muhit ifloslanishidan qutqaradi. Ko‘mir, neft va gazni asosiy energiya manbalari sifatida taklif etuvchi monopolist kompaniyalarning o‘jar qarshiliklariga qaramay, rivojlangan mamlakatlar ishlab chiqarishning deyarli barcha turlarini energiya manbalariga o‘tkazishga intilmoqda. Demak, noan'anaviy energiya manbalarini rivojlantirish juda katta istiqbolga ega.

Xulosa uchun bir necha so'z

Muqobil energiya manbalaridan foydalanishga to‘liq o‘tish orqali siz nafaqat deyarli tekin issiqlik, elektr energiyasi va eko yoqilg‘i olish, balki atrof-muhitni inson salomatligiga zarar etkazuvchi chiqindilar va issiqxona gazlaridan tozalashingiz mumkin. Qayta tiklanadigan energiya manbalari uchun o'rnatishlarni o'zingiz qilishingiz va uyingizni issiqlik va elektr energiyasi bilan isitishingiz va ortganini davlatga sotish orqali hatto foyda olishingiz mumkin. Umid qilamizki, bizning maqolamiz siz uchun foydali bo'ldi va agar sizda biron bir savol bo'lsa, ularni sharhlarda so'rang va bizning mutaxassislarimiz ularga javob berishdan xursand bo'lishadi.

muqobil energiya- energiya ishlab chiqarishning istiqbolli usullari majmui, ular an'anaviy usullar kabi keng tarqalmagan, ammo ulardan foydalanishning rentabelligi tufayli atrof-muhitga zarar etkazish xavfi past bo'lganligi sababli qiziqish uyg'otadi.

Muqobil energiya manbai- elektr energiyasini (yoki boshqa zarur energiya turini) olish imkonini beradigan va ishlab chiqarilgan neftda ishlaydigan an'anaviy energiya manbalarini almashtiradigan usul, qurilma yoki tuzilma. tabiiy gaz va ko'mir.

Muqobil energiya turlari: quyosh energiyasi, shamol energiyasi, biomassa energiyasi, to'lqin energiyasi, gradient-harorat energiyasi, shakl xotirasi effekti, suv oqimi energiyasi, geotermal energiya.

Quyosh energiyasi- transformatsiya quyosh energiyasi fotoelektrik va termodinamik usullardan foydalangan holda elektrga aylantiriladi. Fotoelektrik usul uchun yorug'lik kvantlari (fotonlar) energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantirish uchun fotoelektrik konvertorlar (PEC) ishlatiladi.

Quyosh energiyasini avval issiqlikka, keyin mexanik, keyin esa elektr energiyasiga aylantiruvchi termodinamik qurilmalarda “quyosh qozoni”, turbin va generator mavjud. Biroq, Yerga tushadigan quyosh radiatsiyasi bir qator xarakterli xususiyatlarga ega: energiya oqimining past zichligi, kunlik va mavsumiy tsikliklik, bog'liqlik. ob-havo sharoiti. Shu sababli, issiqlik sharoitidagi o'zgarishlar tizimning ishlashiga jiddiy cheklovlar kiritishi mumkin. Bunday tizimda ish sharoitida tasodifiy tebranishlarni bartaraf etish yoki vaqt o'tishi bilan energiya ishlab chiqarishda zarur o'zgarishlarni ta'minlash uchun saqlash moslamasi bo'lishi kerak. Quyosh elektr stantsiyalarini loyihalashda meteorologik omillarni to'g'ri baholash kerak.

Geotermal energiya- Yerning ichki issiqligini (issiq bug '-suv manbalarining energiyasi) elektr energiyasiga aylantirish orqali elektr energiyasini ishlab chiqarish usuli.

Elektr energiyasini ishlab chiqarishning bu usuli tog' jinslarining harorati chuqurlik bilan ortib borishi va Yer yuzasidan 2-3 km balandlikda 100 ° C dan oshishiga asoslanadi. Geotermal elektr stantsiyasidan elektr energiyasini ishlab chiqarishning bir nechta sxemalari mavjud.

To'g'ridan-to'g'ri sxema: tabiiy bug 'trubalar orqali elektr generatorlariga ulangan turbinalarga yo'naltiriladi. Bilvosita sxema: bug 'avval (turbinalarga kirishdan oldin) quvurlarni yo'q qilishga olib keladigan gazlardan tozalanadi. Aralash sxema: tozalanmagan bug 'turbinalarga kiradi, keyin esa unda erimagan gazlar kondensatsiya natijasida hosil bo'lgan suvdan chiqariladi.

Bunday elektr stantsiyasi uchun "yoqilg'i" narxi unumdor quduqlar va bug 'yig'ish tizimining xarajatlari bilan belgilanadi va nisbatan past. Elektr stantsiyasining o'zi narxi past, chunki unda o't o'chirgichi, qozonxona yoki baca yo'q.

Geotermal elektr inshootlarining kamchiliklari mahalliy tuproqning cho'kishi va seysmik faollikning uyg'onishi ehtimolini o'z ichiga oladi. Erdan chiqadigan gazlar esa zaharli moddalarni o'z ichiga olishi mumkin. Bundan tashqari, geotermal elektr stantsiyasini qurish uchun ma'lum geologik sharoitlar talab qilinadi.

Shamol kuchi shamol energiyasidan (atmosferadagi havo massalarining kinetik energiyasi) foydalanishga ixtisoslashgan energiya tarmogʻi.

Shamol elektr stantsiyasi - bu o'zgaruvchan qurilma kinetik energiya shamolni elektr energiyasiga aylantiradi. U shamol dvigateli, generatordan iborat elektr toki, avtomatik qurilma shamol turbinasi va generatorining, ularni o'rnatish va texnik xizmat ko'rsatish uchun inshootlarning ishlashini nazorat qilish.

Shamol energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi turli dizaynlar: ko'p lobli "romashka"; samolyot parvonalari kabi pervaneler; vertikal rotorlar va boshq.

Ishlab chiqarish shamol elektr stansiyalari juda arzon, lekin ularning kuchi past va ularning ishlashi ob-havoga bog'liq. Bundan tashqari, ular juda shovqinli, shuning uchun katta shamol elektr stantsiyalari hatto kechasi o'chirilishi kerak. Bundan tashqari, shamol elektr stantsiyalari havo harakatiga va hatto radio to'lqinlariga xalaqit beradi. Shamol elektr stantsiyalaridan foydalanish havo oqimlari kuchini mahalliy zaiflashishiga olib keladi, bu sanoat hududlarini ventilyatsiya qilishga xalaqit beradi va hatto iqlimga ta'sir qiladi. Va nihoyat, shamol elektr stantsiyalaridan foydalanish boshqa turdagi elektr generatorlariga qaraganda ancha katta maydonlarni talab qiladi.

To'lqin energiyasi- to'lqinlarning potentsial energiyasini pulsatsiyalarning kinetik energiyasiga aylantirish va pulsatsiyalarni elektr generatorining milini aylantiruvchi bir tomonlama kuchga aylantirish orqali elektr energiyasini olish usuli.

Shamol va quyosh energiyasi bilan taqqoslaganda, to'lqin energiyasi ancha yuqori quvvat zichligiga ega. Shunday qilib, dengiz va okeanlarning o'rtacha quvvati, qoida tariqasida, 15 kVt / m dan oshadi. 2 m to'lqin balandligi bilan quvvat 80 kVt / m ga etadi. Ya'ni, okeanlar yuzasini rivojlantirishda energiya taqchilligi bo'lishi mumkin emas. To'lqin kuchining faqat bir qismi mexanik va elektr energiyasiga aylanishi mumkin, ammo suv uchun konversiya koeffitsienti havoga qaraganda yuqori - 85 foizgacha.

To'lqin energiyasi, boshqa muqobil energiya turlari kabi, qayta tiklanadigan energiya manbai hisoblanadi.

Ushbu turdagi elektr stantsiyalari elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun suv oqimi energiyasidan foydalanadi. Oddiy to'lqinli elektr stantsiyasini (IES) o'rnatish uchun sizga hovuz kerak - to'g'onlangan ko'rfaz yoki daryoning og'zi. To‘g‘onda suv o‘tkazgichlar va generatorni aylantiruvchi gidravlik turbinalar o‘rnatilgan.

Yuqori to'lqinlarda suv hovuzga oqadi. Hovuz va dengizdagi suv sathi teng bo'lganda, o'tkazgichlarning eshiklari yopiladi. Suv oqimining boshlanishi bilan dengizdagi suv sathi pasayadi va bosim yetarli bo'lganda, unga ulangan turbinalar va elektr generatorlari ishlay boshlaydi va suv asta-sekin hovuzni tark etadi.

To'lqinli elektr stantsiyalarini dengiz sathida kamida 4 m bo'lgan hududlarda qurish iqtisodiy jihatdan maqsadga muvofiq deb hisoblanadi suv oqimi havzasining hajmi va maydoni, to'g'on tanasiga o'rnatilgan turbinalar soni bo'yicha.

To'lqinli elektr stantsiyalarining kamchiliklari shundaki, ular faqat dengiz va okeanlar qirg'oqlarida qurilgan, bundan tashqari ular juda ko'p quvvatni rivojlantirmaydi va suv toshqini kuniga ikki marta sodir bo'ladi. Va hatto ular ekologik jihatdan qulay emas. Ular tuz va chuchuk suvning normal almashinuvini va shu bilan dengiz flora va faunasining yashash sharoitlarini buzadi. Ular iqlimga ham ta'sir qiladi, chunki ular dengiz suvlarining energiya salohiyatini, tezligini va harakat maydonini o'zgartiradi.

Gradient-harorat energetikasi. Energiya ishlab chiqarishning bu usuli harorat farqiga asoslangan. Bu juda keng tarqalgan emas. Uning yordami bilan siz elektr energiyasini ishlab chiqarishning o'rtacha narxida juda katta miqdorda energiya ishlab chiqarishingiz mumkin.

Ko'pgina gradient haroratli elektr stantsiyalari dengiz qirg'og'ida joylashgan bo'lib, ishlash uchun dengiz suvidan foydalanadi. Dunyo okeanlari Yerga tushadigan quyosh energiyasining deyarli 70% ni o'zlashtiradi. Bir necha yuz metr chuqurlikdagi sovuq suvlar orasidagi harorat farqi va iliq suvlar okean yuzasida 20-40 ming TVtga baholangan ulkan energiya manbai mavjud bo'lib, ulardan atigi 4 TVtdan amalda foydalanish mumkin.

Shu bilan birga, dengiz suvining harorat farqi asosida qurilgan dengiz issiqlik stantsiyalari ko'p miqdorda karbonat angidridni chiqarishga, chuqur suvlarni isitish va bosimini pasaytirishga va er usti suvlarini sovutishga yordam beradi. Va bu jarayonlar mintaqaning iqlimi, o'simlik va hayvonot dunyosiga ta'sir qilmasligi mumkin.

Biomassa energiyasi. Biomassa (go'ng, o'lik organizmlar, o'simliklar) chirishda metan miqdori yuqori bo'lgan biogaz ajralib chiqadi, u isitish, elektr energiyasini ishlab chiqarish va boshqalar uchun ishlatiladi.

Hayvonlarning go'ngining katta massalari to'kiladigan bir nechta yirik "tovarlar" bo'lganligi sababli o'zlarini elektr va issiqlik bilan ta'minlaydigan korxonalar (cho'chqaxonalar va sigirlar va boshqalar) mavjud. Bu muhrlangan rezervuarlarda go‘ng chiriydi, chiqarilgan gaz esa xo‘jalik ehtiyojlariga sarflanadi.

Bu turdagi energiyaning yana bir afzalligi shundaki, energiya ishlab chiqarish uchun nam go'ngdan foydalanish natijasida go'ngdan quruq qoldiq qoladi, bu dalalar uchun ajoyib o'g'itdir.

Tez o'sadigan suv o'tlari va ba'zi turdagi organik chiqindilar (makkajo'xori poyasi, qamish va boshqalar) ham bioyoqilg'i sifatida ishlatilishi mumkin.

Shakl xotirasi effekti birinchi marta 1949 yilda sovet olimlari Kurdyumov va Hondros tomonidan kashf etilgan fizik hodisadir.

Shakl xotirasi effekti maxsus qotishmalarda kuzatiladi va shundan iboratki, ulardan tayyorlangan qismlar deformatsiyadan keyin issiqlik ta'sirida dastlabki shaklini tiklaydi. Asl shaklni tiklashda sovuq holatda deformatsiyaga sarflanganidan sezilarli darajada oshib ketadigan ishlarni bajarish mumkin. Shunday qilib, qotishmalar asl shakliga qaytarilganda, ular sezilarli miqdorda issiqlik (energiya) hosil qiladi.

Shaklni tiklash effektining asosiy kamchiligi past samaradorlikdir - faqat 5-6 foiz.

Material ochiq manbalardan olingan ma'lumotlar asosida tayyorlangan

Qazib olinadigan yoqilg'ining cheklangan zahiralari va atrof-muhitning global ifloslanishi insoniyatni energiya resurslarini ishlab chiqarish, qayta ishlash va tashish uchun maqbul xarajatlarni saqlab qolgan holda uni qayta ishlashdan zarar minimal bo'lishi uchun qayta tiklanadigan muqobil energiya manbalarini izlashga majbur qildi.

Zamonaviy texnologiyalar mavjud muqobil energiya manbalaridan ham butun sayyora miqyosida, ham kvartira yoki xususiy uyning elektr tarmog'ida foydalanish imkonini beradi.

Bir necha milliard yil davomida hayotning jadal rivojlanishi Yerning energiya manbalari bilan ta'minlanganligini yaqqol isbotlaydi. Quyosh nuri, er osti issiqlik va kimyoviy potentsial tirik organizmlarga fizik omillar - harorat, bosim, namlik, kimyoviy tarkib bilan yaratilgan muhitda mavjud bo'lgan bir nechta energiya almashinuvini amalga oshirishga imkon beradi.

Tabiatdagi moddalar va energiyaning aylanishi

Muqobil energiya manbalarining iqtisodiy mezonlari

Qadim zamonlardan beri inson shamol energiyasidan kemalar uchun harakatlantiruvchi vosita sifatida foydalangan, bu esa savdoning rivojlanishiga imkon bergan. O'lik o'simliklar va chiqindilardan qayta tiklanadigan yoqilg'i pishirish va birinchi metallarni ishlab chiqarish uchun issiqlik manbai edi. Suv farqining energiyasi tegirmon toshlarini harakatga keltirdi. Ming yillar davomida bu energiyaning asosiy shakllari bo'lib, biz hozir muqobil manbalar deb ataymiz.

Geologiya va yer qa'rini qazib olish texnologiyalarining rivojlanishi bilan oqimlar, shamol yo'nalishi va oqimlarning muvaffaqiyatli mos kelishiga umid qilib, dengiz bo'yida ob-havoni kutishdan ko'ra, uglevodorodlarni qazib olish va ularni yoqish va zarur bo'lganda energiya ishlab chiqarish iqtisodiy jihatdan foydaliroq bo'ldi. bulutlilik.

Ob-havo sharoitlarining beqarorligi va o'zgaruvchanligi, shuningdek, qazib olinadigan yoqilg'ida ishlaydigan dvigatellarning nisbatan arzonligi er osti energiyasidan foydalanish yo'lida taraqqiyotni rivojlantirishga majbur qildi.

Fotoalbom va qayta tiklanadigan energiya iste'moli nisbati ko'rsatilgan diagramma

Tirik organizmlar tomonidan assimilyatsiya qilingan va qayta ishlangan, millionlab yillar davomida chuqurlikda qolgan karbonat angidrid gazi qazib olingan uglevodorodlar yondirilganda atmosferaga qaytariladi, bu issiqxona effekti va global isishning manbai hisoblanadi. Kelajak avlodlar farovonligi va ekotizimning zaif muvozanati insoniyatni qayta ko'rib chiqishga majbur qilmoqda. iqtisodiy ko'rsatkichlar va foydalaning muqobil energiya, chunki salomatlik hamma narsadan qimmatroq.

Tabiatan qayta tiklanadigan muqobil energiya manbalaridan ongli ravishda foydalanish ommalashib bormoqda, lekin avvalgidek, iqtisodiy ustuvorliklar ustunlik qilmoqda. Lekin sharoitda qishloq uyi yoki yozgi uyda muqobil elektr va issiqlik manbalaridan foydalanish yagona iqtisodiy variant bo'lishi mumkin foydali variant elektr ta'minoti liniyalarini o'tkazish, ulash va o'rnatish juda qimmatga tushsa, energiya olish.

Sivilizatsiyadan uzoqda joylashgan uyni quyosh panellari va shamol generatori yordamida minimal talab qilinadigan elektr energiyasi bilan ta'minlash

Muqobil energiya turlaridan foydalanish imkoniyatlari

Olimlar yangi yo'nalishlarni o'rganish va sovuq termoyadroviy texnologiyalarni ishlab chiqishda, uy hunarmandlari uy uchun quyidagi muqobil energiya manbalaridan foydalanishlari mumkin:

• Quyosh nuri;
• Shamol energiyasi;
• Biologik gaz;
• Harorat farqi;

Qayta tiklanadigan energiyaning ushbu muqobil turlariga ko'ra, mavjud tayyor echimlar, ommaviy ishlab chiqarishga muvaffaqiyatli joriy etildi. Masalan, xususiy uy uchun elektr va issiqlik energiyasining o‘z muqobil manbalariga ega bo‘lish uchun quyosh panellari, shamol generatorlari, biogaz qurilmalari va turli quvvatdagi issiqlik nasoslarini yetkazib berish va o‘rnatish bilan birga xarid qilish mumkin.

Sanoatda ishlab chiqarilgan quyosh paneli xususiy uyning tomiga o'rnatilgan

Har bir alohida holat o'ziga xos bo'lishi kerak o'z rejasi ehtiyoj va imkoniyatlardan kelib chiqqan holda maishiy elektr jihozlarini muqobil elektr energiyasi manbalari bilan ta’minlash. Misol uchun, noutbuk, planshetni quvvatlantirish yoki telefonni zaryad qilish uchun siz 12 V manba va portativ adapterlardan foydalanishingiz mumkin. Batareya quvvati etarli bo'lgan ushbu kuchlanish yorug'likdan foydalanish uchun etarli energiya bo'ladi.

Quyosh panellari va shamol turbinalari yorug'likning o'zgaruvchanligi va shamol energiyasining kuchi tufayli batareyalarni zaryadlashi kerak. Muqobil elektr energiyasi manbalarining quvvati va batareyalar hajmining oshishi bilan avtonom elektr ta'minotining energiya mustaqilligi ortadi. Agar siz 220 V kuchlanishda ishlaydigan elektr jihozlarini muqobil elektr manbaiga ulashingiz kerak bo'lsa, u holda foydalaning. kuchlanish konvertorlari.

Shamol generatori va quyosh panellari tomonidan zaryadlangan batareyalardan maishiy elektr jihozlarining quvvatini ko'rsatadigan diagramma

Muqobil quyosh energiyasi

Uyda quyosh batareyalarini yaratish deyarli mumkin emas, shuning uchun muqobil energiya manbalari dizaynerlari tayyor komponentlardan foydalanadilar, ishlab chiqaruvchi tuzilmalarni yig'adilar va erishadilar. zarur quvvat. Fotoelementlarning ulanishi doimiy ravishda oshib boradi chiqish kuchlanishi hosil bo'lgan elektr manbai va yig'ilgan sxemalarni parallel ravishda ulash yig'ilishning umumiy oqimini oshiradi.

Yig'ishdagi fotoelementlarning ulanish sxemasi

Siz energiya zichligiga e'tibor qaratishingiz mumkin quyosh radiatsiyasi- bu har biriga taxminan bir kilovatt kvadrat metr. Bundan tashqari, koeffitsientni hisobga olish kerak foydali harakat quyosh batareyalari - hozirgi vaqtda bu taxminan 14% ni tashkil etadi, ammo quyosh generatorlarining samaradorligini oshirish bo'yicha jadal rivojlanish davom etmoqda. Chiqish quvvati radiatsiya intensivligiga va nurlarning tushish burchagiga bog'liq.

Siz kichikdan boshlashingiz mumkin - bir yoki bir nechta kichik quyosh panellarini sotib oling va global Internetga kirish uchun smartfon yoki noutbukni zaryad qilish uchun zarur bo'lgan miqdorda dachangizda muqobil elektr energiyasi manbasiga ega bo'ling. Oqim va kuchlanishni o'lchash orqali ular muqobil elektr energiyasi manbalaridan foydalanishni yanada kengaytirish istiqbollarini hisobga olgan holda energiya iste'moli hajmini o'rganadilar.

Uyning tomiga qo'shimcha quyosh panellarini o'rnatish

Shuni esda tutish kerakki, quyosh nuri issiqlik (infraqizil) nurlanish manbai bo'lib, u energiyani elektr energiyasiga aylantirmasdan sovutish suvini isitish uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu muqobil printsipda qo'llaniladi quyosh kollektorlari, bu erda reflektorlardan foydalaniladi infraqizil nurlanish konsentratsiyalangan va sovutish suvi tomonidan isitish tizimiga o'tkaziladi.

quyosh kollektori qismi sifatida uy tizimi isitish

Muqobil shamol energiyasi

Buning eng oddiy usuli o'z-o'zini yaratish shamol generatori avtomobil generatoridan foydalanishdir. Muqobil elektr energiyasi manbasining tezligi va kuchlanishini (elektr energiyasini ishlab chiqarish samaradorligini) oshirish uchun vites qutisi yoki kamar uzatmasidan foydalanish kerak. Barcha turdagi tushuntirishlar texnologik nuanslar ushbu maqola doirasidan tashqarida - havo oqimi tezligini muqobil elektr energiyasiga aylantirish jarayonini tushunish uchun aerodinamika tamoyillarini o'rganishingiz kerak.

Yoniq dastlabki bosqich muqobil shamol energiyasining qayta tiklanadigan manbalarini elektr energiyasiga aylantirish istiqbollarini o'rganib, siz shamol turbinasi dizaynini tanlashingiz kerak. Eng keng tarqalgan konstruktsiyalar gorizontal o'qli pervanel, Savonius rotori va Darrieus turbinasidir. Muqobil energiya manbai sifatida uch qanotli pervanel eng keng tarqalgan DIY variantidir.

Darrieus turbinalarining turlari

Pervanel pichoqlarini loyihalashda katta ahamiyatga ega shamol tegirmonining aylanish tezligiga ega. Havo oqimining tezligiga, shuningdek, pichoqlarning uzunligi, kesimi, soni va hujum burchagiga bog'liq bo'lgan pervanel samaradorligi omili mavjud.

Umuman olganda, bu kontseptsiyani quyidagicha tushunish mumkin: past shamollarda, eng qulay hujum burchagi bo'lgan pichoqning uzunligi maksimal energiya ishlab chiqarish samaradorligiga erishish uchun etarli bo'lmaydi, lekin oqimning bir necha marta ko'payishi va kuchayishi bilan. burchak tezligi, pichoqlarning qirralari haddan tashqari qarshilik ko'rsatadi, bu esa ularga zarar etkazishi mumkin.

Murakkab profil shamol turbinasi pichoqlari

Shuning uchun, pichoqlar uzunligi asosida hisoblanadi o'rtacha tezlik shamol, pervanel markazidan masofaga nisbatan hujum burchagini silliq o'zgartiradi. Qachon pichoq sinishi oldini olish uchun bo'ronli shamol generator simlari qisqa tutashgan bo'lib, bu vintning aylanishiga to'sqinlik qiladi. Taxminiy hisob-kitoblar uchun bir kilovatt muqobil elektr energiyasini o'rtacha 10 m / s shamol tezligida diametri 3 metr bo'lgan uch qanotli pervaneldan olish mumkin.

Optimal pichoq profilini yaratish uchun sizga kompyuterni modellashtirish va CNC mashinasi kerak bo'ladi. Uyda hunarmandlar mavjud materiallar va asboblardan foydalanib, shamol energiyasining muqobil manbalarining rasmlarini iloji boricha aniqroq tiklashga harakat qilishadi. Amaldagi materiallar yog'och, metall, plastmassa va boshqalar.

Yog'och va metall plastinkadan tayyorlangan uy qurilishi shamol turbinasi pervanesi

Elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun avtomobil generatori etarli bo'lmasligi mumkin, shuning uchun hunarmandlar o'z qo'llari bilan elektr ishlab chiqaruvchi mashinalar yasaydilar yoki elektr motorlarini qayta ishlab chiqaradilar. Muqobil elektr manbalarining eng mashhur dizayni navbatma-navbat joylashtirilgan neodim magnitlari va o'rashlari bo'lgan statorli rotordir.

Uyda ishlab chiqarilgan generator rotorlari
Uy qurilishi generatori uchun o'rashli stator

Muqobil energiya biogaz

Energiya manbai sifatida biologik gaz asosan ikki usulda olinadi: piroliz va organik moddalarning anaerob (kislorodsiz) parchalanishi. Piroliz reaksiya haroratini saqlab turish uchun cheklangan kislorod ta'minotini talab qiladi va yonuvchi gazlar ajralib chiqadi: metan, vodorod, uglerod oksidi va boshqa birikmalar: karbonat angidrid, sirka kislotasi, suv, kul qoldiqlari. Yuqori smolali yoqilg'i piroliz uchun manba sifatida eng mos keladi. Quyidagi videoda qizdirilganda yog'ochdan yonuvchi gazlar chiqishining vizual namoyishi ko'rsatilgan.

Metantanklar organizmlarning chiqindilaridan biogaz sintez qilish uchun ishlatiladi. turli dizaynlar. Uyda o'z qo'llaringiz bilan metan tankini o'rnatish, agar uyda tovuq go'shti, cho'chqachilik va qoramol bo'lsa, mantiqan to'g'ri keladi. Chiqishdagi asosiy gaz metandir, lekin u erda ko'p miqdorda vodorod sulfidi va boshqa aralashmalar mavjud. organik birikmalar hidni yo'qotish va issiqlik generatorlaridagi burnerlarning tiqilib qolishi yoki dvigatel yonilg'i yo'llarining ifloslanishini oldini olish uchun tozalash tizimlaridan foydalanishni talab qiladi.

Manbaning chiqishida maqbul sifatli yonuvchi biologik gazni olish uchun sinov va xatoliklardan o'tib, bosqichma-bosqich tajriba orttirgan holda kimyoviy jarayonlar va texnologiyalar energiyasini chuqur o'rganish kerak.

Kelib chiqishidan qat'i nazar, tozalashdan so'ng gazlar aralashmasi issiqlik generatoriga (qozon, pech, pechka) yoki karbüratorga beriladi. benzin generatori, - shu tarzda siz o'z qo'llaringiz bilan to'liq muqobil energiya olishingiz mumkin. Gaz generatorlarining etarli quvvati bilan nafaqat uyni muqobil energiya bilan ta'minlash, balki ishni ta'minlash ham mumkin kichik ishlab chiqarish videoda ko'rsatilganidek:

Muqobil energiyani tejash va olish uchun termal dvigatellar

Issiqlik nasoslari muzlatgichlar va konditsionerlarda keng qo'llaniladi. Harakatlanuvchi issiqlik uni hosil qilishdan bir necha barobar kamroq energiya talab qilishi qayd etildi. Shuning uchun quduqdan sovuq suv sovuq havoga nisbatan issiqlik salohiyatiga ega. Quduqdan yoki muzlatilmagan ko'lning chuqurligidan oqar suvning haroratini pasaytirish orqali issiqlik nasoslari issiqlikni chiqarib, uni isitish tizimiga o'tkazadi va shu bilan energiyani sezilarli darajada tejashga erishadi.

Issiqlik pompasi yordamida energiyani tejash

Issiqlik dvigatelining yana bir turi Stirling dvigateli bo'lib, u harorat farqlari energiyasidan ishlaydi yopiq tizim krank miliga 90º burchak ostida joylashtirilgan silindrlar va pistonlar. Krank milining aylanishi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Tarmoqda ishonchli manbalardan ko'plab materiallar mavjud bo'lib, ular Stirling dvigatelining ishlash printsipini batafsil tushuntiradi va hatto quyidagi videoda bo'lgani kabi uy qurilishi dizaynlarining namunalarini ham taqdim etadi:

Afsuski, uy sharoitlari energiya chiqishi parametrlari qiziqarli o'yinchoq yoki namoyish stendidan yuqori bo'lgan Stirling dvigatelini yaratishga imkon bermaydi. Qabul qilinadigan quvvat va samaradorlikni olish uchun ishchi gaz (vodorod yoki geliy) yuqori bosim ostida (200 atmosfera yoki undan ko'p) bo'lishi kerak. Shunga o'xshash issiqlik dvigatellari allaqachon quyosh va geotermal elektr stantsiyalarida qo'llanilmoqda va xususiy sektorga joriy etila boshlandi.

Stirling dvigateli parabolik oynaning diqqat markazida

Mamlakat uyida yoki xususiy uyda eng barqaror va mustaqil elektr energiyasini olish uchun siz bir nechta muqobil energiya manbalarini birlashtirishingiz kerak bo'ladi.

Muqobil energiya manbalarini yaratish bo'yicha innovatsion g'oyalar

Hech bir mutaxassis qayta tiklanadigan muqobil energiyaning barcha imkoniyatlarini to'liq va to'liq qamrab ololmaydi. Muqobil energiya manbalari har bir tirik hujayrada mavjud. Misol uchun, xlorella yosunlari uzoq vaqtdan beri baliq ovqatida oqsil manbai sifatida tanilgan.

Kelajakda uzoq masofalarga kosmik parvozlar paytida kosmonavtlar uchun oziq-ovqat sifatida foydalanish uchun nol tortishish sharoitida xlorella o'sishi bo'yicha tajribalar o'tkazilmoqda. Yosunlarning energiya salohiyati va boshqalar oddiy organizmlar yonuvchi uglevodorodlarni sintez qilish uchun o'rganilmoqda.

Sanoat inshootlarida o'stirilgan tirik xlorella hujayralarida quyosh nurlarining to'planishi

Shuni yodda tutish kerakki, tirik hujayraning floroplastikasidan ko'ra quyosh energiyasi uchun yaxshiroq konvertor va batareya hali ixtiro qilinmagan. Shu sababli, muqobil elektr energiyasining potentsial qayta tiklanadigan manbalari amalga oshiriladigan har bir yashil bargda mavjud fotosintez.

Asosiy qiyinchilik - yig'ish organik material, kimyoviy va fizik jarayonlardan foydalanib, u yerdan energiya ajratib oling va uni elektrga aylantiring. Muqobil energiya ekinlarini etishtirish uchun allaqachon katta qishloq xo'jaligi erlari ajratilgan.

Miscanthusni yig'ish - energiya agrotexnik ekin

Muqobil energiyaning yana bir ulkan manbai atmosfera elektr energiyasi bo'lishi mumkin. Chaqmoq energiyasi juda katta va halokatli ta'sirga ega va undan himoya qilish uchun chaqmoqlar ishlatiladi.

Yashin va atmosfera elektr energiyasining energiya potentsialidan foydalanishdagi qiyinchilik juda qisqa vaqt ichida yuqori kuchlanish va zaryadsizlanish oqimi bo'lib, zaryadni saqlash va undan keyin saqlangan energiyadan foydalanish uchun kondensatorlarning ko'p bosqichli tizimini yaratishni talab qiladi. Statik atmosfera elektr energiyasi ham yaxshi istiqbolga ega.

Energiyasiz inson hayotini tasavvur qilib bo'lmaydi. Biz hammamiz energiya manbalari sifatida organik yoqilg‘i – ko‘mir, gaz, neftdan foydalanishga o‘rganib qolganmiz. Biroq, ularning tabiatdagi zahiralari cheklanganligi ma'lum. Va ertami-kechmi ular tugaydigan kun keladi. “Energiya inqirozi arafasida nima qilish kerak?” degan savolga. Javob allaqachon topilgan: biz boshqa energiya manbalarini izlashimiz kerak - muqobil, noan'anaviy, qayta tiklanadigan.

Hozirgi asosiylari nima muqobil energiya manbalari?

Quyosh energiyasi

Barcha turdagi quyosh elektr stansiyalari quyosh radiatsiyasidan muqobil energiya manbai sifatida foydalanadi. Quyosh nurlanishi issiqlik ta'minoti ehtiyojlari uchun ham, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ham (fotovoltaik hujayralar yordamida) ishlatilishi mumkin.

Quyosh energiyasining afzalliklari orasida ushbu energiya manbasining qayta tiklanadigan tabiati, shovqinsizligi va quyosh radiatsiyasini boshqa energiya turlariga qayta ishlashda atmosferaga zararli chiqindilarning yo'qligi kiradi.

Quyosh energiyasining kamchiliklari quyosh nurlanishining intensivligining kunlik va mavsumiy ritmga bog'liqligi, shuningdek, zaruratdir. katta maydonlar quyosh elektr stansiyalarini qurish uchun. Shuningdek, jiddiy ekologik muammo zaharli va quyosh tizimlari uchun fotovoltaik hujayralar ishlab chiqarishda foydalanish hisoblanadi zaharli moddalar, bu ularni yo'q qilish muammosini keltirib chiqaradi.

Quyosh energiyasi imkoniyatlari:

Shamol energiyasi

Eng istiqbolli energiya manbalaridan biri shamoldir. Shamol generatorining ishlash printsipi elementardir. Shamolning kuchi shamol g'ildiragini harakatlantirish uchun ishlatiladi. Bu aylanish, o'z navbatida, elektr generatorining rotoriga uzatiladi.

Afzallik shamol generatori birinchi navbatda, shamolli joylarda shamolni tuganmas energiya manbai deb hisoblash mumkin. Bundan tashqari, shamol generatorlari energiya ishlab chiqarish bilan birga atmosferani zararli chiqindilar bilan ifloslantirmaydi.

Shamol energiyasini ishlab chiqarish qurilmalarining kamchiliklari shamol kuchining o'zgaruvchanligini va kam quvvat yagona shamol generatori. Shamol generatorlari juda ko'p shovqin chiqarishi bilan ham tanilgan, buning natijasida ularni odamlar yashaydigan joydan uzoqda qurishga harakat qilishadi.

Agar siz shamol energiyasidan foydalanish mavzusiga qiziqsangiz, quyidagi maqolalarni ko'rib chiqing:

Geotermal energiya

Yerning tubida katta miqdorda issiqlik energiyasi saqlanadi. Bu Yer yadrosining harorati nihoyatda yuqori ekanligi bilan bog'liq. Ba'zi joylarda globus Yer yuzasiga yuqori haroratli magmaning to'g'ridan-to'g'ri chiqishi mavjud: vulqon zonalari, issiq suv buloqlari yoki bug '. Bularning energiyasi geotermal manbalar va geotermal energiya tarafdorlari muqobil manba sifatida geotermal energiyadan foydalanishni taklif qilishadi.

Geotermal manbalar turli usullarda qo'llaniladi. Ba'zi manbalar issiqlik ta'minoti uchun, boshqalari esa issiqlik energiyasidan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Geotermal energiya manbalarining afzalliklari kun va fasl vaqtidan tuganmaslik va mustaqillikni o'z ichiga oladi.

Salbiy jihatlarga termal suvlarning yuqori darajada minerallashganligi va ko'pincha zaharli birikmalar bilan to'yinganligi kiradi. Bu esa chiqindi termal suvlarni yer usti suv havzalariga oqizishni imkonsiz qiladi. Shuning uchun chiqindi suvni er osti suv qatlamiga qaytarish kerak. Bundan tashqari, ba'zi seysmik olimlar Yerning chuqur qatlamlariga har qanday aralashuvga qarshi bo'lib, bu zilzilalarni keltirib chiqarishi mumkinligini ta'kidlaydilar.