Реферат: Солнечная энергетика
У стирлинга
есть сильные козыри. Это не только КПД, но и почти полное отсутствие шума
(никаких взрывов) и возможность работать на любом топливе - от бензина и
солярки, до угля, Солнца или атомной энергии.
Собственно,
всё, что требуется - это нагревать чем-то определённый узел этого мотора -
верхнюю часть закрытого цилиндра.
Потому
стирлинги нашли ограниченное применение (на некоторых подлодках или как
вспомогательные генераторы).
Очевидно,
преимущества этих двигателей становятся особо выгодными при стационарном
использовании, когда собственный вес двигателя не важен. Например, при
выработке энергии из солнечного излучения.
Об этом
инженеры думали давно, да и кое-какие установки такого типа уже строились. Но,
кажется, никто ещё не осмеливался строить солнечные фермы на двигателях
стирлинга, чтобы производить электроэнергию в хоть каких-то промышленных
масштабах.
И вот
американская национальная лаборатория Сандия (Sandia National Laboratories),
один из крупнейших научных центров, специализирующийся на энергетике,
объединила свои усилия с американской компанией Stirling Energy Systems, и
начала строить первые "солнечные фермы", основанные на
двигателях Стирлинга
Собственно,
солнечные стирлинги были разработаны компанией Stirling Energy Systems, а
учёные из лаборатории Сандия помогают их совершенствовать.
Было испытано
шесть солнечных генераторов, которые обеспечивают электричеством боле 40 домов.
Пять новых
систем смонтированы в испытательном центре Сандии. Они присоединяются к первому
такому опытному образцу, который был создан в 2004 году, и вместе образуют
электростанцию с выходной электрической мощностью 150 киловатт (в дневные часы,
конечно).
Солнечный
свет концентрируется на двигателях с помощью зеркал, каждое из которых пос-троено
из 82 отдельных сек-ций.
"Это
будет наибольшая группа солнечных ус-тановок стир-линга в мире, - утверждает
лидер проекта со стороны Сандии Чак Андрака (Chuck Andraka). - В конечном
счёте, проект предполагает создание 20 тысяч систем, которые будут размещены на
нескольких солнечных фермах и будут поставлять электричество юго-западным
распределительным компаниям".
Каждая
установка работает автоматически. Без вмешательства оператора или даже
присутствия человека. Она запускается каждое утро на рассвете и работает в
течение дня, отслеживая солнце и переходя "ко сну" на закате.
Параметры
системы могут быть проверены и изменены через Интернет. Исследователи хотят
заставить шесть систем плодотворно сотрудничать с тем же самым уровнем
автоматизации.
Сам двигатель
- замкнутая система, заполненная водородом, который и циркулирует в ней,
нагреваясь и охлаждаясь. Изменение в его давлении двигает поршни, которые
вращают вал, связанный с электрогенератором.
Полный КПД,
рассчитанный от солнечного света и до электричества в выходных проводах,
составляет 30%, что немного выше, чем у обычных солнечных батарей.
Стоимость
каждой установки - приблизительно $150 тысяч. При серийном выпуске цена на эти
стирлинги может быть снижена более чем втрое, что доведёт стоимость
электричества, произведённого таким способом, до уровня классических топливных
технологий.
Большая
сложность самих стирлингов - это подход при проектировании и постройке. Здесь
требуется более, так сказать, деликатный подход , чем в случае с дизелем, и он
отпугивает многих. Может, и зря. По расчётам авторов проекта, в теории одна
ферма солнечных стирлингов, под которую отвели бы территорию всего-то 160 х 160 километров на юге США, покрыла полностью всю потребность страны в электроэнергии.
Но почему-то
когда люди говорят об альтернативной энергетике, имеют в виду лишь солнечные
батареи, ветрогенераторы, приливные и волновые станции, иногда - геотермальное
тепло. Может пора рассмотреть и эту часть альтернативной энергетики?
Еще недавно
использование энергии солнца для ночного освещения улиц, парков, автострад было
недоступно. Но прогресс не стоит на месте и на сегодняшний день существуют
фотоэлектрические системы освещения территорий, основанные на принципе
солнечных технологий.
Системы имеют
автономное электроснабжение на базе солнечного модуля, что позволяет с
наименьшими затратами решить проблему освещения территорий, не имеющих
централизованного электроснабжения.
Принцип
действия системы прост и надежен. В течении светлого времени суток,
фотоэлектрический элемент, превращает солнечную энергию в электрическую и
заряжает ею аккумуляторы. С наступлением темноты светильник автоматически
включается и обеспечивает мягкое освещение до наступления рассвета.
Для зарядки
аккумуляторов, не обязательны прямые солнечные лучи, солнечная батарея способна
улавливать солнечную энергию даже в пасмурную погоду и зимнее время суток.
Фотоэлектрическая
система освещения состоит из:
1.
Фотоэлектрического
модуля, который преобразует солнечный свет в электроэнергию.
2.
Аккумулятора-накопителя
энергии. Используются герметичные, необслуживаемые аккумуляторы, срок службы
которых в среднем от 5 до 15 лет, в зависимости от модели.
3.
Контроллера -
оптимизатора зарядки/разрядки аккумулятора, помогающего продлить
эксплуатационный период аккумулятора. Контроллер автоматически включает и
выключает освещение на рассвете и закате, но так же имеет в комплекте таймер
для настройки режима включение/выключение в заданное время.
4.
Инвертора,
который служит для преобразования постоянного тока, в переменный (220В).
5.
Осветительного
блока, включающего: плафон и лампу.
Контроллер и
аккумулятор помещают в верхней или нижней части столба, а так же возможно
расположение под землей.
Все
электронные приборы, входящие в состав фотоэлектрической системы, имеют защиту
от короткого замыкания, перегрева и перегрузки. Это обеспечивает надёжность
системы и эффективную поддержку ее работы.
Светильники
для освещения дорог и автострад
В настоящее время возросла
потребность установки осветительных систем на автотрассах, что значительно
увеличивает безопасность водителей и пешеходов. Существуют фотоэлектрические
системы, предназначенные специально для освещения дорог и автотрасс. Для
обеспечения требуемого освещения система устанавливается на столбах высотой 10-
12 метров .
Декоративные
садово-парковые светильники
Светильники и
фонари на солнечных батареях удобны и практичны, они не требуют ухода, экономят
электричество. Они позволяют подсвечивать территорию, создать необходимый уют и
комфорт на лоджии, балконе или открытой веранде Вашего дома, на территории
загородного участка.
При установке
светильников с солнечной панелью нет необходимости выполнять земляные
работы, прокладывать траншеи, протягивать электрический кабель, рискуя
превратить ухоженный загородный участок в строительную площадку, достаточно
просто установить его в нужном месте. Единственное условие: располагать светильники
так, чтобы в течение светлого времени суток они не были в тени.
Надежность и
простота конструкции, использование слабых токов делают прибор абсолютно
безопасным для человека и домашних питомцев.
Светильники
мобильны и легко переносимы. Их вес составляет в среднем 400-600 гр. Имеют
защищенную от осадков конструкцию.
Модельный
ряд, способен удовлетворить любые вкусы и запросы. От простых и
"сдержанных" форм до стиля "модерн", "хай-тек" и
стилизации "под старину".
Светильник на
солнечных батареях -это оригинальный и практичный подарок. Вместе с добрыми
пожеланиями дорогому или уважаемому человеку можно подарить частицу солнечного
света и тепла. Что может быть приятнее?
В первую
очередь ученые направили свои усилия на получение с помощью солнечной энергии
воды. Вода в пустыне есть, да и найти ее сравнительно нетрудно — расположена
она неглубоко. Но использовать эту воду нельзя — слишком много в ней
растворено различных солей, она обычно еще более горькая, чем морская. Чтобы
применить подпочвенную воду пустыни для полива, для питья, ее нужно обязательно
опреснить. Если это удалось сделать, можно считать, что рукотворный оазис
готов: здесь можно жить в нормальных условиях, пасти овец, выращивать сады,
причем круглый год — солнца достаточно и зимой. По расчетам ученых, только в
Туркмении может быть построено семь тысяч таких оазисов. Всю необходимую
энергию для них будет давать солнце.
Принцип
действия солнечного опреснителя очень прост. Это сосуд с водой, насыщенной
солями, закрытый прозрачной крышкой. Вода нагревается солнечными лучами,
понемногу испаряется, а пар конденсируется на более холодной крышке. Очищенная
вода (соли-то не испарились!) стекает с крышки в другой сосуд.
Конструкции
этого типа известны довольно давно. Богатейшие залежи селитры в засушливых
районах Чили в прошлом веке почти не разрабатывались из-за отсутствия питьевой
воды. Тогда в местечке Лас-Сали-нас по такому принципу был построен
опреснитель площадью 5 тысяч квадратных метров, который в жаркий день давал по
20 тысяч литров пресной воды.
Но только
сейчас работы по использованию солнечной энергии для опреснения воды
развернулись широким фронтом. В туркменском совхозе «Бахарден» впервые в мире
запустили самый настоящий «солнечный водопровод», обеспечивающий потребности
людей в пресной воде и дающий воду для полива засушливых земель. Миллионы
литров опресненной воды, полученной из солнечных установок, намного раздвинут
границы совхозных пастбищ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 |