Solenergi som en alternativ energikilde: typer og træk ved solsystemer

Historien om udviklingen af ​​solenergi

De forsøgte at "tæmme" solen tilbage i Arkimedes' dage. Til denne dag har legenden om brændende skibe ved hjælp af et enormt spejl overlevet - indbyggerne i Syracuse rettede en fokuseret stråle mod fjendens flåde.

I historien om udviklingen af ​​solenergi er der fakta om brugen af ​​solenergi:

• til opvarmning af stenpaladser;
• fordampning af havvand for at producere salt.

Vandvarmere blev forbedret, da Lavoisier brugte en linse til at koncentrere infrarøde stråler. Sådan blev jern smeltet. Senere begyndte franskmændene at bruge vand, der var opvarmet til en tilstand af damp, til et mekanisk drev til trykudstyr. Forskere begyndte at tale om udsigterne for solenergi efter skabelsen af ​​halvledere. På deres grundlag blev de første fotoceller skabt.

Udvikling af utraditionelle kilder

Ikke-traditionelle energikilder omfatter:

• solens energi;
• Vindenergi;
• geotermisk;
• energi af hav tidevand og bølger;
• biomasse;
• miljøets energi med lavt potentiale.

Deres udvikling synes mulig på grund af den allestedsnærværende udbredelse af de fleste arter; man kan også bemærke deres miljøvenlighed og fraværet af driftsomkostninger for brændstofkomponenten.

Der er dog nogle negative egenskaber, der forhindrer deres anvendelse i industriel skala. Dette er en lav fluxtæthed, som tvinger brugen af ​​"opsnappede" installationer af et stort område, samt variabilitet over tid.

Alt dette fører til, at sådanne enheder har et højt materialeforbrug, hvilket betyder, at kapitalinvesteringerne også stiger. Nå, processen med at opnå energi på grund af et eller andet element af tilfældighed forbundet med vejrforhold forårsager en masse problemer.

Det andet vigtigste problem er "opbevaringen" af dette energiråmateriale, da de eksisterende teknologier til lagring af elektricitet ikke tillader dette at blive gjort i store mængder.Men under hjemlige forhold bliver alternative energikilder til hjemmet stadig mere populære, så lad os stifte bekendtskab med de vigtigste kraftværker, der kan installeres i privat eje.

geotermisk energi

Uudforskede typer af alternative energikilder lurer i klodens tarme. Menneskeheden kender styrken og omfanget af naturlige manifestationer. Kraften i udbruddet af en vulkan er uforlignelig med nogen af ​​de menneskeskabte kraftværker.

Desværre ved folk stadig ikke, hvordan man bruger denne gigantiske energi til gode, men jordens naturlige varme eller geotermiske energi tiltrækker videnskabsmænds opmærksomhed, da det er en uudtømmelig ressource.

Det er kendt, at vores planet årligt udstråler en enorm mængde intern varme, som kompenseres af det radioaktive henfald af isotoper i jordskorpen. Der er to typer geotermiske energikilder.

Underjordiske pools

Disse er naturlige pools med varmt vand eller damp-vand-blanding - hydrotermiske eller damp-termiske kilder. Ressourcer fra disse kilder udvindes gennem boringer, hvorefter energien bruges til menneskehedens behov.

Klipper

Varmen fra varme sten kan bruges til at opvarme vand. For at gøre dette pumpes den ud i horisonten til videre brug til energiformål.

En af ulemperne ved denne type energi er dens svage koncentration. Men under forhold, hvor temperaturen stiger med 30-40 grader ved dykning for hver 100 meter, kan dens økonomiske brug sikres.

Teknologien til at bruge denne energi i lovende "geotermiske områder" har klare fordele:

• uudtømmelige reserver;
• økologisk renlighed;
• fraværet af store omkostninger til udvikling af kilder.

Yderligere udvikling af civilisationen er umulig uden introduktionen af ​​nye teknologier inden for energi. På denne vej er der vanskelige opgaver, som menneskeheden endnu ikke har løst.

Ikke desto mindre spiller udviklingen af ​​denne retning en vigtig rolle, og i dag er der allerede udstyr, der kan spare ressourcer betydeligt.Traditionelle og alternative energikilder er et glimrende alternativ til dem. At implementere sådanne ideer kræver tålmodighed, dygtige hænder samt nogle færdigheder og viden.

Design af et varmesystem på solfangere

Først og fremmest vil vi beskæftige os i detaljer med forskellene i strukturen og funktionen af ​​batterier og samlere.

Panelet består af flere solceller forbundet på en ramme lavet af ikke-ledende energimaterialer.

Fotovoltaiske omformere er ret komplekse strukturer, som er en slags sandwich af plader med forskellige egenskaber og formål.

Ud over solcellemoduler og specielle fastgørelseselementer består systemet af følgende elementer:

• batterier til energilagring;
• en controller, der vil overvåge graden af ​​opladning i batteriet;
• inverter - til at konvertere jævnstrøm til vekselstrøm.

Samlere er af to typer: vakuum og flade.

Vakuumopsamlere består af hule glasrør med rør med mindre diameter indeni indeholdende en energiabsorber. Mindre rør er forbundet til kølevæsken. I det frie rum mellem dem er et vakuum, der holder på varmen.

Princippet for drift af solfangeren

Fladpladesamlere består af en ramme og forstærket glas med et fotoabsorberende lag.Absorberlaget er forbundet med rørene med kølevæsken.

Begge disse systemer består af et varmevekslerkredsløb og en varmeakkumulator (væsketank).

Fra tanken kommer vand ind i varmesystemet ved hjælp af en pumpe. For at undgå varmetab skal tanken være godt isoleret.

Sådanne installationer bør placeres på den sydlige hældning af taget. Hældningsvinklen skal være 30-45 grader. Hvis husets placering eller tagets struktur ikke tillader installation af solpaneler på taget, kan du installere dem på specielle forstærkede rammer eller på stativer fastgjort til væggen.

Mængden af ​​frigivet solenergi på forskellige tidspunkter af året varierer meget. Værdien af ​​insolationskoefficienten for din bopæl kan findes på kortet over solaktivitet. Når du kender insolationskoefficienten, kan du beregne antallet af moduler, du har brug for.

For eksempel forbruger du energi 8 kW/t, indstråling er i gennemsnit 2 kW/t. Solpaneleffekt - 250 W (0,25 kW). Lad os lave beregningerne: 8 / 2 / 0,25 \u003d 16 stykker - dette er antallet af paneler, du skal bruge.

Biogasanlæg

Gassen dannes som et resultat af behandlingen af ​​affaldsprodukter fra fjerkræ og dyr. Genbrugsaffald bruges til at gøde jorden i husstandsparceller. Processen er baseret på en gæringsreaktion, der involverer bakterier, der lever i gødning.

Kvæggylle anses for at være den bedste kilde til biogas, selvom affald fra fugle eller andre husdyr også er velegnet.

Fermentering sker uden adgang til ilt, så det er tilrådeligt at bruge lukkede beholdere, som også kaldes bioreaktorer.Reaktionen aktiveres, hvis massen periodisk omrøres, til dette anvendes manuelt arbejde eller forskellige elektromekaniske anordninger.

Det vil også være nødvendigt at holde temperaturen i installationen fra 30 til 50 grader for at sikre aktiviteten af ​​mesofile og termofile bakterier og deres deltagelse i reaktionen.

Byggeri fremstilling

Det enkleste biogasanlæg er en rørt tønde med låg. Gas fra tønden kommer ind i tanken gennem en slange, der laves et hul i låget til dette formål. Dette design giver gas til en eller to gasbrændere.

For at opnå store mængder gas bruges en overjordisk eller underjordisk bunker, som er lavet af armeret beton. Det er tilrådeligt at opdele hele beholderen i flere rum, for at reaktionen kan ske med et skift i tid.

Beholderen er ikke helt fyldt med masse, med omkring 20 procent, resten af ​​rummet tjener til at akkumulere gas. To rør er forbundet til låget på beholderen, det ene føres til forbrugeren, og det andet til vandtætningen - en beholder fyldt med vand. Dette sikrer gasrensning og tørring, gas af høj kvalitet leveres til forbrugeren.

Er alt så glat?

Det ser ud til, at en sådan teknologi til strømforsyning til et privat hus længe skulle have været tvunget ud af markedet af traditionelle centraliserede metoder til at levere energi. Hvorfor sker det ikke? Der er flere argumenter, der vidner ikke til fordel for alternativ energi. Men deres betydning bestemmes på individuel basis - for nogle ejere af landhuse er nogle mangler relevante, og andre er slet ikke af interesse.

For store landhuse kan den ikke alt for høje effektivitet af alternative energiinstallationer blive et problem. Naturligvis kan lokale solcelleanlæg, varmepumper eller geotermiske installationer ikke sammenlignes med produktiviteten på selv de ældste vandkraftværker, termiske kraftværker og endnu mere atomkraftværker, men denne ulempe minimeres dog ofte ved at installere to eller endda tre systemer, der bruger mere strøm. Konsekvensen af ​​dette kan være et andet problem - til deres installation vil der kræves et større areal, som ikke er muligt at allokere i alle husprojekter.

For den uafbrudte forsyning af antallet af husholdningsapparater og varmesystemet, der er kendt for et moderne hus, kræves der meget strøm. Derfor bør projektet sørge for sådanne kilder, der kan producere sådan strøm. Og det kræver en solid investering – jo kraftigere udstyret er, jo dyrere er det.

Derudover garanterer kilden i nogle tilfælde (f.eks. ved brug af vindenergi) ikke konstant energiproduktion. Derfor er det nødvendigt at udstyre al kommunikation med lagerenheder. Normalt installeres batterier og samlere til dette formål, hvilket medfører alle de samme ekstra omkostninger og behovet for at allokere flere kvadratmeter i huset.

Princippet om drift af et solenergianlæg derhjemme

Et solcelleanlæg er et system bestående af paneler, en inverter, et batteri og en controller. Solpanelet omdanner strålingsenergi til elektricitet (som nævnt ovenfor). Jævnstrøm kommer ind i controlleren, som fordeler strømmen til forbrugerne (for eksempel en computer eller belysning).En inverter konverterer jævnstrøm til vekselstrøm og driver de fleste elektriske husholdningsapparater. Batteriet lagrer energi, der kan bruges om natten.

Video beskrivelse

Et godt eksempel på beregninger, der viser, hvor mange paneler der er nødvendige for at levere en autonom strømforsyning, se denne video:

Hvordan solenergi bruges til at generere varme

Solcelleanlæg bruges til vandopvarmning og boligopvarmning. De kan levere varme (efter anmodning fra ejeren), selv når fyringssæsonen er slut, og forsyne huset med varmt vand gratis. Den enkleste enhed er metalpaneler, der er installeret på husets tag. De akkumulerer energi og varmt vand, som cirkulerer gennem rør skjult under dem. Funktionen af ​​alle solsystemer er baseret på dette princip, på trods af at de kan være strukturelt forskellige fra hinanden.

Solfangere består af:

• opbevaringstank;
• pumpestation;
• controller
• rørledninger;
• beslag.

Afhængigt af typen af ​​konstruktion skelnes der mellem flade og vakuumsamlere. I førstnævnte er bunden dækket af varmeisolerende materiale, og væsken cirkulerer gennem glasrør. Vakuumopsamlere er yderst effektive, fordi varmetabet holdes på et minimum. Denne type solfanger giver ikke kun opvarmning med solpaneler i et privat hus - det er praktisk at bruge det til varmtvandsforsyningssystemer og opvarmning af pools.

Princippet for drift af solfangeren

Populære producenter af solpaneler

Oftest findes produkter fra Yingli Green Energy og Suntech Power Co. på hylderne.HiminSolar paneler (Kina) er også populære. Deres solpaneler producerer elektricitet selv i regnvejr.

Produktionen af ​​solcellebatterier er også etableret af en indenlandsk producent. Følgende virksomheder gør dette:

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

Du kan altid finde en passende løsning til prisen. For eksempel i Moskva for solpaneler til et hjem vil omkostningerne variere fra 21.000 til 2.000.000 rubler. Prisen afhænger af enhedernes konfiguration og effekt.

Solpaneler er ikke altid flade – der er en række modeller, der fokuserer lyset på ét punkt

Trin til installation af batteri

1. For at installere panelerne vælges det mest oplyste sted - oftest er disse tage og vægge i bygninger. For at enheden skal fungere så effektivt som muligt, er panelerne monteret i en vis vinkel i forhold til horisonten. Områdets mørkeniveau tages også i betragtning: omgivende objekter, der kan skabe en skygge (bygninger, træer osv.)
2. Paneler installeres ved hjælp af specielle fastgørelsessystemer.
3. Herefter kobles modulerne til batteri, controller og inverter, og hele systemet justeres.

Til installation af systemet udvikles altid et personligt projekt, som tager højde for alle funktionerne i situationen: hvordan installationen vil blive udført solpaneler på husets tag, pris og vilkår. Afhængig af arbejdets art og omfang opgøres alle projekter på individuel basis. Bygherren accepterer arbejdet og får garanti for det.

Installation af solpaneler skal udføres af fagfolk og under overholdelse af sikkerhedsforanstaltninger.

Som et resultat - udsigterne for udvikling af solteknologier

Hvis den mest effektive drift af solpaneler på Jorden er hindret af luft, som til en vis grad spreder solens stråling, så er der ikke noget sådant problem i rummet. Forskere er ved at udvikle projekter for gigantiske satellitter i kredsløb med solpaneler, der vil fungere 24 timer i døgnet. Fra dem vil energien blive overført til jordmodtagende enheder. Men dette er et spørgsmål om fremtiden, og for eksisterende batterier er indsatsen rettet mod at forbedre energieffektiviteten og reducere størrelsen af ​​enheder.

geotermisk energi

Uudforskede typer af alternative energikilder lurer i klodens tarme. Menneskeheden kender styrken og omfanget af naturlige manifestationer. Kraften i udbruddet af en vulkan er uforlignelig med nogen af ​​de menneskeskabte kraftværker.

Desværre ved folk stadig ikke, hvordan man bruger denne gigantiske energi til gode, men jordens naturlige varme eller geotermiske energi tiltrækker videnskabsmænds opmærksomhed, da det er en uudtømmelig ressource.

Det er kendt, at vores planet årligt udstråler en enorm mængde intern varme, som kompenseres af det radioaktive henfald af isotoper i jordskorpen. Der er to typer geotermiske energikilder.

Underjordiske pools

Disse er naturlige pools med varmt vand eller damp-vand-blanding - hydrotermiske eller damp-termiske kilder. Ressourcer fra disse kilder udvindes gennem boringer, hvorefter energien bruges til menneskehedens behov.

Klipper

Varmen fra varme sten kan bruges til at opvarme vand. For at gøre dette pumpes den ud i horisonten til videre brug til energiformål.

En af ulemperne ved denne type energi er dens svage koncentration. Men under forhold, hvor temperaturen stiger med 30-40 grader ved dykning for hver 100 meter, kan dens økonomiske brug sikres.

Teknologien til at bruge denne energi i lovende "geotermiske områder" har klare fordele:

• uudtømmelige reserver;
• økologisk renlighed;
• fraværet af store omkostninger til udvikling af kilder.

Yderligere udvikling af civilisationen er umulig uden introduktionen af ​​nye teknologier inden for energi. På denne vej er der vanskelige opgaver, som menneskeheden endnu ikke har løst.

Ikke desto mindre spiller udviklingen af ​​denne retning en vigtig rolle, og i dag er der allerede udstyr, der kan spare ressourcer betydeligt.Traditionelle og alternative energikilder er et glimrende alternativ til dem. At implementere sådanne ideer kræver tålmodighed, dygtige hænder samt nogle færdigheder og viden.

Typer af alternativ energi

Afhængigt af energikilden, som som et resultat af transformation giver en person mulighed for at modtage elektrisk og termisk energi, der bruges i hverdagen, klassificeres alternativ energi i flere typer, der bestemmer metoderne til dens generering og typerne af installationer, der tjener til dette.

Solens energi

Solenergi er baseret på omdannelse af solenergi, som resulterer i elektrisk og termisk energi.

Produktionen af ​​elektrisk energi er baseret på fysiske processer, der forekommer i halvledere under påvirkning af sollys, produktionen af ​​termisk energi er baseret på væskers og gassers egenskaber.

For at generere elektrisk energi færdiggøres solenergianlæg, hvis grundlag er solbatterier (paneler) lavet på basis af siliciumkrystaller.

Grundlaget for termiske installationer er solfangere, hvor solens energi omdannes til kølevæskens termiske energi.

Effekten af ​​sådanne installationer afhænger af antallet og effekten af ​​individuelle enheder, der er en del af termiske og solcelleanlæg.

Vindenergi

Vindenergi er baseret på omdannelsen af ​​luftmassernes kinetiske energi til elektrisk energi, der bruges af forbrugerne.

Grundlaget for vindmøller er en vindgenerator.Vindgeneratorer adskiller sig i tekniske parametre, overordnede dimensioner og design: med en vandret og lodret rotationsakse, forskellige typer og antal vinger samt deres placering (land, hav osv.). ).

vandkraft

Vandkraft er baseret på omdannelsen af ​​vandmassernes kinetiske energi til elektrisk energi, som også bruges af mennesket til dets egne formål.

Objekterne af denne type omfatter vandkraftværker af forskellig kapacitet, installeret på floder og andre vandområder. I sådanne installationer, under påvirkning af den naturlige vandstrøm, eller ved at skabe en dæmning, virker vand på vingerne af en turbine, der genererer elektricitet. Hydroturbinen er grundlaget for vandkraftværker.

En anden måde at opnå elektrisk energi ved at omdanne vands energi er brugen af ​​tidevandsenergi gennem konstruktion af tidevandsstationer. Driften af ​​sådanne installationer er baseret på brugen af ​​havvandets kinetiske energi under tidevandet, der forekommer i havene og oceanerne under påvirkning af solsystemobjekter.

Jordens varme

Geotermisk energi er baseret på omdannelsen af ​​varme udstrålet af jordens overflade, både på steder, hvor geotermisk vand frigives (seismisk farlige områder), og i andre områder af vores planet.

Til brug af geotermisk vand anvendes specielle installationer, hvorigennem jordens indre varme omdannes til termisk og elektrisk energi.

Brugen af ​​en varmepumpe giver dig mulighed for at modtage varme fra jordens overflade, uanset dens placering. Hans arbejde er baseret på væskers og gassers egenskaber samt termodynamikkens love.

biobrændstof

Typer af biobrændstoffer adskiller sig i den måde, de opnås på, deres aggregeringstilstand (flydende, fast, gasformig) og anvendelsesformer. Indikatoren, der forener alle typer biobrændstoffer, er, at grundlaget for deres produktion er økologiske produkter, gennem forarbejdningen af ​​hvilke elektrisk og termisk energi opnås.

Faste typer biobrændstoffer er brænde, brændselsbriketter eller piller, gasformige er biogas og biobrint, og flydende er bioethanol, biomethanol, biobutanol, dimethylether og biodiesel.

Fordele og ulemper ved solenergianlæg

Fordele:

• Solenergi er en vedvarende energikilde. Samtidig er den offentlig tilgængelig og gratis.
• Solcelleanlæg er ret sikre at bruge.
• Sådanne kraftværker er fuldstændig autonome.
• De er økonomiske og har en hurtig tilbagebetalingstid. Hovedomkostningerne opstår kun for det nødvendige udstyr og kræver minimale investeringer i fremtiden.
• Et andet kendetegn er stabilitet i arbejdet. Der er praktisk talt ingen strømstød på sådanne stationer.
• De er ikke finurlige i vedligeholdelsen og er ret nemme at bruge.
• Også for SPP-udstyr er en karakteristisk lang driftsperiode karakteristisk.

Fejl:

• Som energikilde er solsystemet meget følsomt over for klima, vejrforhold og tidspunkt på dagen. Et sådant kraftværk vil ikke fungere effektivt og produktivt om natten eller på en overskyet dag.
• Lavere produktivitet på breddegrader med stærke årstider. De er mest effektive i områder, hvor antallet af solskinsdage om året er tættest på 100 %.
• Meget høje og utilgængelige omkostninger til udstyr til solcelleanlæg.
• Behovet for periodisk rengøring af paneler og overflader mod forurening. Ellers absorberes mindre stråling, og produktiviteten falder.
• En betydelig stigning i lufttemperaturen i kraftværket.
• Behovet for at bruge terrænet med et enormt areal.
• Yderligere vanskeligheder i processen med bortskaffelse af anlægskomponenter, især fotoceller, efter endt levetid.

Som i ethvert industrielt område har solenergibehandling og -konvertering sine styrker og svagheder.

Det er meget vigtigt, at fordelene dækker ulemperne, og i så fald vil arbejdet være berettiget.

I dag er det meste af udviklingen i denne industri rettet mod at optimere og forbedre funktionen og brugen af ​​eksisterende metoder og på at udvikle nye, der er sikrere og mere produktive.

Hensigtsmæssigheden ved at bruge et solsystem

Solsystem - et kompleks til omdannelse af solstrålingsenergi til termisk energi, som efterfølgende overføres til en varmeveksler for at opvarme kølevæsken i et varme- eller vandforsyningssystem.

Effektiviteten af ​​en solvarmeinstallation afhænger af solbestråling - mængden af ​​energi modtaget i løbet af en dags lys pr. 1 kvm af en overflade placeret i en vinkel på 90 ° i forhold til retningen af ​​solens stråler. Måleværdien af ​​indikatoren er kWh / kvm, værdien af ​​parameteren varierer afhængigt af sæsonen.

Det gennemsnitlige niveau af solindstråling for en region med et tempereret kontinentalt klima er 1000-1200 kWh/kvm (pr. år). Mængden af ​​sol er den afgørende parameter for beregning af et solsystems ydeevne.

Brugen af ​​en alternativ energikilde giver dig mulighed for at opvarme huset, få varmt vand uden traditionelle energiomkostninger - udelukkende gennem solstråling

Installation af et solvarmeanlæg er en dyr opgave. For at kapitaludgifterne skal retfærdiggøre sig selv, er en nøjagtig beregning af systemet og overholdelse af installationsteknologi nødvendig.

Eksempel. Den gennemsnitlige værdi af solbestråling for Tula midt på sommeren er 4,67 kV / m2 * dag, forudsat at systempanelet er installeret i en vinkel på 50 °. Ydeevnen for en solfanger med et areal på 5 kvm beregnes som følger: 4,67 * 4 = 18,68 kW varme pr. dag. Dette volumen er nok til at opvarme 500 liter vand fra en temperatur på 17°C til 45°C.

Som praksis viser, når man bruger en solcelleinstallation, kan sommerhusejere om sommeren helt skifte fra el- eller gasvandopvarmning til solvarmemetoden

Når vi taler om det tilrådeligt at introducere nye teknologier, er det vigtigt at tage højde for de tekniske egenskaber ved en bestemt solfanger. Nogle starter med 80W/kvm solenergi, andre starter med 20W/kvm.

Selv i et sydligt klima vil det ikke betale sig at bruge et solfangersystem udelukkende til opvarmning. Hvis installationen udelukkende bruges om vinteren med mangel på sol, vil udgifterne til udstyr ikke blive dækket selv i 15-20 år.

For at udnytte solcelleanlægget så effektivt som muligt, skal det indgå i varmtvandsforsyningen. Selv om vinteren vil solfangeren give dig mulighed for at "skære" energiregningen for vandopvarmning op til 40-50%.

Ifølge eksperter betaler solsystemet sig til husholdningsbrug på omkring 5 år. Med en stigning i el- og gaspriserne vil tilbagebetalingsperioden for komplekset blive reduceret

Ud over de økonomiske fordele har "solvarme" yderligere fordele:

1. Miljøvenlighed. Reduceret kuldioxidudledning. I et år forhindrer 1 kvm af en solfanger 350-730 kg minedrift i at komme ud i atmosfæren.
2. Æstetik. Pladsen i et kompakt bad eller køkken kan spares fra omfangsrige kedler eller gasvandvarmere.
3. Holdbarhed. Producenter hævder, at hvis installationsteknologien følges, vil komplekset vare omkring 25-30 år. Mange virksomheder giver en garanti på op til 3 år.

Argumenter mod brugen af ​​solenergi: udtalt sæsonbestemthed, afhængighed af vejret og høj initial investering.

Numeriske karakteristika for solstråling

Der er en sådan indikator som solkonstanten. Dens værdi er 1367 watt. Dette er mængden af ​​energi pr. 1 kvm. Jorden. Det er kun omkring 20-25 % mindre energi når jordens overflade på grund af atmosfæren. Derfor er værdien af ​​solenergi per kvadratmeter for eksempel ved ækvator 1020 watt. Og jeg tager højde for ændringen af ​​dag og nat, ændringen i solens vinkel over horisonten, denne indikator falder med omkring 3 gange.

Men hvor kommer denne energi fra? Forskere begyndte først at beskæftige sig med dette problem tilbage i det 19. århundrede, og versionerne var helt anderledes. I dag, som et resultat af et stort antal undersøgelser, er det pålideligt kendt, at kilden til solenergi er reaktionen af ​​omdannelsen af ​​4 brintatomer til en heliumkerne. Som et resultat af denne proces frigives en betydelig mængde energi. For eksempel den energi, der frigives under omdannelsen af ​​1 gr. brint kan sammenlignes med den energi, der frigives ved forbrænding af 15 tons benzin.

Varmepumper til boligopvarmning

Varmepumper bruger alle tilgængelige alternative energikilder. De tager varme fra vand, luft, jord. I små mængder er denne varme der også om vinteren, så varmepumpen opsamler den og omdirigerer den til opvarmning af huset.

Varmepumper bruger også alternative energikilder - jordens, vandets og luftens varme

Funktionsprincip

Hvorfor er varmepumper så attraktive? Det faktum, at efter at have brugt 1 kW energi til sin pumpning, vil du i værste fald få 1,5 kW varme, og de mest succesfulde implementeringer kan give op til 4-6 kW.Og dette er ikke i modstrid med loven om bevarelse af energi på nogen måde, fordi energi ikke bruges på at opnå varme, men ikke på at pumpe den. Så ingen uoverensstemmelser.

Ordning af en varmepumpe til brug af alternative energikilder

Varmepumper har tre arbejdskredsløb: to eksterne og de er interne, samt en fordamper, en kompressor og en kondensator. Ordningen fungerer således:

• Et kølemiddel cirkulerer i det primære kredsløb, som tager varme fra kilder med lavt potentiale. Det kan sænkes ned i vand, begraves i jorden, eller det kan tage varme fra luften. Den højeste temperatur nået i dette kredsløb er omkring 6°C.
• Det interne kredsløb cirkulerer et varmemedium med et meget lavt kogepunkt (typisk 0°C). Ved opvarmning fordamper kølemidlet, dampen kommer ind i kompressoren, hvor den komprimeres til højt tryk. Under kompression frigives varme, kølemiddeldampen opvarmes til en gennemsnitstemperatur på +35°C til +65°C.
• I kondensatoren overføres varme til kølevæsken fra det tredje - varmekredsløb. Køledampe kondenseres, og trænge derefter yderligere ind i fordamperen. Og så gentages cyklussen.

Varmekredsløbet udføres bedst i form af et varmt gulv. Temperaturerne er de bedste til dette. Radiatorsystemet vil kræve for mange sektioner, hvilket er grimt og urentabelt.

Alternative kilder til termisk energi: hvor og hvordan man får varme

Men den største vanskelighed er enheden i det første eksterne kredsløb, som samler varme. Da kilderne er lavt potentiale (der er lidt varme i bunden), er store områder påkrævet for at indsamle det i tilstrækkelige mængder. Der er fire typer konturer:

• Ringe lagt i vandrør med kølevæske.Vandmassen kan være hvad som helst - en flod, en dam, en sø. Hovedbetingelsen er, at det ikke skal fryse igennem selv i de mest strenge frostgrader. Pumper, der pumper varme ud af floden, arbejder mere effektivt; meget mindre varme overføres i stillestående vand. En sådan varmekilde er den nemmeste at implementere - kast rør, bind en belastning. Der er kun en høj chance for utilsigtet skade.

• Termiske felter med rør begravet under frysepunktet. I dette tilfælde er der kun en ulempe - store mængder jordarbejde. Vi er nødt til at fjerne jorden over et stort område, og endda til en solid dybde.

• Brug af geotermiske temperaturer. Et antal brønde med stor dybde bores, og kølemiddelkredsløb sænkes ned i dem. Det gode ved denne mulighed er, at den kræver lidt plads, men ikke alle steder er det muligt at bore til store dybder, og boreservice koster meget. Du kan dog selv lave en borerig, men arbejdet er stadig ikke nemt.

• Udvinding af varme fra luften. Sådan fungerer klimaanlæg med mulighed for opvarmning - de tager varme fra "udenbords"-luften. Selv ved minusgrader fungerer sådanne enheder, dog ved en ikke særlig "dyb" minus - op til -15 ° C. For at gøre arbejdet mere intensivt kan du bruge varmen fra ventilationsskaktene. Smid et par slynger med kølevæske der og pump varme derfra.

Den største ulempe ved varmepumper er den høje pris på selve pumpen, og installationen af ​​varmeopsamlingsfelter er ikke billig. I dette tilfælde kan du spare penge ved at lave pumpen selv og også lægge konturerne med dine egne hænder, men mængden vil stadig forblive betydelig. Fordelen er, at opvarmning vil være billig, og systemet vil fungere i lang tid.

Slags

I dag vinder forskellige typer solpaneler mere og mere popularitet. Ved første øjekast kan det se ud til, at alle solcellemoduler er ens: et stort antal individuelle små solceller er forbundet og dækket af en gennemsigtig film. Men i virkeligheden er alle moduler forskellige i kraft, design og størrelse. Og i øjeblikket har producenterne opdelt solsystemer i to hovedtyper: silicium og film.

Til boligformål monteres solpaneler med siliciumfotoceller. De er de mest populære på markedet. Hvoraf tre typer også kan skelnes - disse er polykrystallinske, enkeltkrystal, de er allerede blevet beskrevet mere detaljeret i artiklen og amorfe, som vi vil dvæle mere detaljeret på.

Amorfe - er også lavet på basis af silicium, men derudover har de også en fleksibel elastisk struktur. Men de er ikke lavet af siliciumkrystaller, men af ​​silan - et andet navn for siliciumbrint. Af funktionerne i amorfe moduler kan man bemærke fremragende effektivitet selv i overskyet vejr og evnen til at gentage enhver overflade. Men effektiviteten er meget lavere - kun 5%.

Den anden type solpaneler - film, er produceret på basis af flere stoffer.

• Cadmium - sådanne paneler blev udviklet tilbage i 70'erne af forrige århundrede og brugt i rummet. Men i dag bruges cadmium også i produktionen af ​​industrielle og private solenergianlæg.
• Moduler baseret på halvleder-CIGS - udviklet af kobberselenid, indium og er filmpaneler. Indium er også meget udbredt til fremstilling af flydende krystalmonitorer.
• Polymer - bruges også til fremstilling af solfilmmoduler. Tykkelsen af ​​et panel er omkring 100 nm, men effektiviteten forbliver på niveauet 5%. Men fra plusserne kan det bemærkes, at sådanne systemer har en overkommelig pris og ikke udsender skadelige stoffer i atmosfæren.

Men også i dag er mindre omfangsrige bærbare modeller på markedet. De er specielt designet til brug under udendørs aktiviteter. Ofte bruges sådanne solpaneler til at genoplade bærbare enheder: små gadgets, mobiltelefoner, kameraer og videokameraer.

Bærbare moduler er opdelt i fire typer.

• Lavt strømforbrug - giv en minimumsopladning, hvilket er nok til at genoplade en mobiltelefon.
• Fleksibel - kan foldes til en rulle og har en lille vægt, på grund af dette, og på grund af den store popularitet blandt turister og rejsende.
• Fastgjort på et underlag - de har en meget større vægt, omkring 7-10 kg og giver derfor mere energi. Sådanne moduler er specielt designet til brug på lange bilture og kan også bruges til delvist autonomt at levere energi til et landsted.
• Universal - uundværlig til vandreture, enheden har flere adaptere til samtidig opladning af forskellige enheder, vægten kan nå 1,5 kg.

Er den velegnet til et almindeligt hjem

• Til husholdningsbrug er solenergi en lovende energitype.
• Som en kilde til elektrisk energi til boligbyggerier bruges solkraftværker, som produceres af industrielle virksomheder i Rusland og i udlandet. Installationer er udstedt forskellige magt og et komplet sæt.
• Brugen af ​​en varmepumpe - vil forsyne en boligbygning med varmt vand, opvarme vandet i poolen, opvarme kølevæsken i varmesystemet eller luften inde i lokalerne.
• Solfangere - kan bruges i boligopvarmning og varmtvandsanlæg. Mere effektive, i dette tilfælde, vakuumrørsamlere.