Новости

Аккумуляторы для солнечных батарей

Наиболее рациональной считается ориентация здания, обеспечивающая максимальное поступление солнечного тепла в холодный период года. Планировка будет оптимальной в том случае, если в жилые помещения поступает максимальное количество тепла. При этом следует учесть включение солнцезащитных материалов, благодаря чему не будет перегрева помещения в теплое время года. Солнцезащитные устройства могут представлять собой ставни или теплоизоляционные экраны.

Активное использование энергии солнца заключается в применении гелиоустановок, которые преобразуют энергию солнца в тепловую. Простейшая солнечная батарея состоит из солнечного коллектора и теплового аккумулятора. Теплоноситель, представляющий собой воду или воздух, протекая через коллектор, нагревается. После этого он поступает в тепловой аккумулятор, где отдает теплоту аккумулирующему веществу.

Гелиоустановки можно классифицировать по таким признакам, как способ преобразования солнечной энергии (нагрев теплоносителя, электрохимический, барогальванический, фотоэлектрический способы); форма солнечного коллектора (плоский и концентрирующий коллекторы); тип теплоносителя (воздух, вода).

Воздушная система гелиоустановки предпочтительна в том случае, если предполагается ее использование исключительно для отопления здания. В тех случаях, когда гелиоустановка предназначена для системы горячего водоснабжения, можно использовать как водную, так и воздушную системы. Холодную воду можно подогревать до подачи в водонагреватель, что позволяет сделать любая из систем. Систему гелиоустановки выбирают также в зависимости от климата. В холодном климате воздушная система будет более предпочтительной. Водяная система склонна к замерзанию, следовательно, в воду предстоит добавлять антифриз либо спускать ее из системы.

Немаловажным является и ценовой вопрос. Коллектор для воздушной системы дешевле, нежели водяной. То же можно сказать и о тепловом аккумуляторе. Для систем солнечного теплоснабжения необходимо располагать солнечные коллекторы на крышах или вертикальных ограждениях, ориентированных на юг. Площадь солнечного коллектора должна быть около 1 м кв на каждые 2 м2 площади здания. Поверхность коллектора может быть волнистой, гладкой, трубчатой или рифленой. Лучше, если она будет черного цвета, что приводит к более полному восприятию солнечной энергии.

Традиционным считается размещение солнечного коллектора на крыше, благодаря этому появляется возможность уменьшить и стоимость крыши, и стоимость коллектора. Но в ряде случаев коллекторы размещаются на земле. Методом термодинамического преобразования из солнечной энергии можно получать электричество. Однако солнечная энергия обладает рядом особенностей, в частности зависимостью от времен года, погодных условий. При термодинамическом преобразовании энергии солнца в электричество нужно учитывать ряд факторов. Необходимо верно оценивать метеорологические факторы, не пренебрегая фактором облачности.

Термодинамический преобразователь данного вида электростанций должен включать в себя систему улавливания падающей радиации; систему пере носа теплоносителя от приемника к аккумулятору или теплообменникам; тепловой аккумулятор; приемную систему, благодаря которой энергия солнечного излучения, преобразуется в тепловую; теплообменники.

Важный элемент солнечной системы теплоснабжения - система аккумулирования теплоты. Необходимость такой системы объясняется неравномерностью поступления солнечной энергии в течение года. Считается оптимальным размещение теплового аккумулятора в центре помещения и в нижнем уровне, благодаря чему возможно избежание теплопотерь и обеспечение естественной циркуляции теплоносителей.

Развитие солнечной энергетики является одной из перспективных отраслей. Еще в 1980-х гг. на острове Сицилия быта построена солнечная электростанция мощность которой достигала 1 МВт. Электростанция основывалась на башенном принципе работы. На высоте 50 м располагался приемник, на котором фокусировались солнечные лучи от зеркал. В приемник вырабатывался пар, приводящий в действие традиционную турбину с генератором тока, подключенным к ней. Во времени переменной облачности, когда солнечной энергии недостаточно, это компенсировалось паровым аккумулятором.

Исследования доказали, что на подобном принципе могут работать электростанции от 10 до 20 МВт. Если же подключить несколько подобных модулей, можно достичь и значительно большей выработки электроэнергии. Существует также солнечная электростанция, работающая по иному принципу. Солнечное тепло, сфокусированное на вершину башни, приводит в движение натриевый круговорот. Благодаря этому вода нагревается до образования пара.

Уникальные виды автономных источников энергии

Электростанция на натриевом аккумуляторе тепла обладает рядом преимуществ: натриевый аккумулятор обеспечивает непрерывную работу станции, а также позволяет накапливать избыточную энергию, следовательно, способен работать в пасмурную погоду и темное время суток. На подобном принципе могут быть созданы электростанции от 0,5 до 300 МВт.

В Германии разработана электростанция мощностью 20 МВт. Она представляет собой башню высотой в 200 м. Вокруг башни расположены подвижные зеркала, которые управляются микропроцессором. Благодаря зеркалам солнечный свет фокусируется на нагревателе, в котором заключен сжатый воздух. При нагревании воздух приводит в действие газовые турбины. Теплом воздуха также нагревается вода, благодаря чему может работать паровая турбина. Эта модель солнечной электростанции отличается наиболее высоким КПД среди прочих станций подобного типа.

Также существует действующая станция мощностью в 5 МВт недалеко от Керчи. Вокруг башни высотой в 70 м располагаются концентрическими кругами зеркала. Они оборудованы электроприводами и отражают солнечную энергию на поверхность котла. В котле генерируется пар, который поступает на паровую турбину. Вода содержится в специальных емкостях - аккумуляторах, накапливая тепло для работы в темное время суток или пасмурную погоду. В настоящее время солнечные электростанции считаются наиболее сложными и дорогостоящими методами получения энергии. Но исследователи предполагают, что в дальнейшем возможно крупномасштабное использование солнечной энергии.

Не менее перспективным в электро- и теплоснабжении зданий считается использование низкопотенциальных источников энергии и энергии ветра. С глубокой древности энергия ветра использовалась человеком. Ветряные мельницы сооружали древние персы более чем 1500 лет назад. Первый электрогенератор появился в 1890 г. в Дании. Преимущество энергии ветра в том, что она значительна, запасы ее практически неисчерпаемы. К тому же она экологична, и получить ее можно, не загрязняя окружающую среду. Однако у нее есть и существенные недостатки. Во-первых, энергия ветра сильно рассеянна в пространстве, а во-вторых, ветер очень непредсказуем: он может изменить направление, внезапно ослабеть или усилиться.