|
| |
|
Главная -> Экология
Солнечное отопление жилых домов. Переработка и вывоз строительного мусораВ конце 70-х - начала 80-х лет в разных странах мира было построено семь пилотных солнечных электростанций (СЭС) так называемого башенного типа с уровнем мощности от 0,5 до 10 МВт. Самая большая СЭС мощностью 10 МВт (Solar Оnе) была построена в Калифорни. Все эти СЭС построенные по одному принципу: поле размещенном на уровне земли зеркал-гелиостатов, которые следят за солнцем, отражает солнечные лучи на приемник-ресивер, установленный на верху довольно высокой башни. Ресивер представляет собой, в сущности говоря, солнечный котел, в котором вырабатывается водный пар средних параметров, который направляется потом в стандартную паровую турбину. На данное время ни одна из этих СЭС большее не эксплуатируется, поскольку намеченные для них исследовательские программы выполнены, а эксплуатация их как коммерческих электростанций оказалась невыгодной. В 1992 г. Эдисоновская компания в Южной Калифорнии, основала консорциум из энергетических и промышленных компаний, которые совместно с Министерством энергетики США финансируют проект по созданию башенной СЭС Solar Two путем реконструкции Solar One. Мощность Solar Two по проекту должна составить 10 МВт, то есть остаться той же, что и раньше. Основная идея намеченной реконструкции состоит в том, чтобы заменить существующий ресивер с прямым получением водного пара на ресивер промежуточным теплоносителем (нитратные соли). В схему СЭС будет включен нитратный бак-аккумулятор вместо применяемого в Solar One гравийного аккумулятора с высокотемпературным маслом в качестве теплоносителя. Пуск реконструированной СЭС намечался на 1996г. Разработчики рассматривают ее как прототип, который позволит на следующем этапе создать СЭС мощностью 100 Мвт. Предполагается, что при таком масштабе СЭС этого типа окажется конкурентоспособной с ТЭС на органическом топливе. Второй проект - башенная СЭС PHOEBUS реализуется немецким консорциумом. Проект предполагает создание демонстрационной гибридной (солнечно-топливной) СЭС мощностью 30 МВт с объемным ресивером, в котором будет подогреваться атмосферный воздух, который направляется потом в паровой котел, где вырабатывается водный пар, который работает в цикле Ренкина. На тракте воздуха от ресивера к котлу предполагается горелка для сжигания природного газа, количество которого регулируется так, чтобы на протяжении всего светового дня поддерживать заданную мощность. Расчеты показывают, что, например, для годового получения солнечного излучения 6,5 ГДж/м2 (подобное тому, которое характерно для южных районов Украины) эта СЭС, которая имеет суммарную поверхность гелиостатов 160 тыс. м2, будет получать 290,2 ГВт·ч/год солнечной энергии, а количество энергии, внесенной с топливом, составит 176,0 ГВт·ч/год. При этом СЭС выработает в год 87.9 ГВт·ч/год электроэнергии со среднегодовым КПД 18,8 %. При таких показателях стоимость электроэнергии, выработанной на СЭС, можно ожидать на уровне ТЭС на органическом топливе. Начиная с середины 80-х годов, в Южной Калифорнии компанией LUZ, были созданы и пущены в коммерческую эксплуатацию девять СЭС с параболоцилиндрическими концентраторами (ПЦК) с единичными мощностями, которые наращивались от первой СЭС к следующим от 13,8 до 80 МВт. Суммарная мощность этих СЭС достигла 350 МВт. В этих СЭС использованные ПЦК с апертурой, которая увеличивалась при переходе от первой СЭС к следующих. Следя за солнцем на единой оси, концентраторы фокусируют солнечную радиацию на трубчатых приемниках, заключенных в вакуумированные трубы. Внутри приемника протекает высокотемпературный жидкий теплоноситель, который нагревается до 380°С и потом отдает тепло водного пара в парогенератор. В схеме этих СЭС предусмотрено также сжигание в парогенераторе некоторого количества природного газа для производства дополнительной пиковой электроэнергии, а также для компенсации уменьшенной инсоляции. Указанные СЭС были созданы и эксплуатировались в то время, когда в США существовали законы, которые разрешали СЭС безубыточно функционировать. Окончание срока действия этих законов в конце 80-х лет привело к тому, что компания LUZ обанкротилась, а строительство новых СЭС этого типа было прекращено. Компания KJC (Kramеr Junction Company), которая эксплуатировала пять из девяти построенных СЭС (с 3 по 7), поставила перед собою задачу повысить эффективность этих СЭС, сократить затраты на их эксплуатацию и сделать их экономически привлекательными в новых условиях. В данное время эта программа успешно реализуется. В развивающихся странах применяют сравнительно мелкие установки для электроснабжения индивидуальных домов, в отдаленных селах для - оснащения культурных центров, где благодаря ФЭУ можно пользоваться телевизорами и др. При этом на первый план выступает не стоимость электроэнергии, а социальный эффект. Программы внедрения ФЭУ в этих странах активно поддерживаются международными организациями, в их финансировании принимает участие Мировой банк на основе выдвинутой им Солнечной Инициативы . Так, например, в Кении за последние 5 лет с помощью ФЭУ было электрифицировано 20 000 сельских домов. Большая программа по внедрению ФЭУ реализуется в Индии, где в 1986 - 1992 гг. на установку ФЭУ в сельской местности было израсходовано 690 млн. рупий. В промышленно развитых странах активное внедрение ФЭУ поясняется несколькими факторами. Во-первых, ФЭУ рассматриваются как экологически чистые источники, способные уменьшить вредное влияние на окружающую среду. Во-вторых, применение ФЭУ в частных домах повышает энергетическую автономию и защищает собственника при возможных перебоях в централизованном электроснабжении.
Среднее за год значение суммарной солнечной радиации на широте 50o, которое выделяется за сутки на 20 м2 горизонтальной поверхности, составляет 50...60 кВт·ч. Это соответствует затратам энергии на отопление дома площадью 60 м2. Для условий эксплуатации сезонно заселенного жилья наиболее пригодной является воздушная система теплоснабжения. Воздух нагревается в солнечном коллекторе и по воздухопроводам подается в помещения. Удобство применения воздушного теплоносителя по сравнению с жидкостным очевидны: нет опасности, что система замерзнет; нет необходимости в трубах и кранах; простота и дешевизна. Недостаток - невысокая теплоёмкость воздуха. Конструктивно коллектор представляет собой ряд застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых затемнена матовой краской, которая не дает запаха при нагревании. Ширина короба около 60 см. Относительно расположения солнечного коллектора на доме преимущество отдается вертикальному варианту. Он наиболее простой в строительстве и дальнейшем обслуживании. В сравнении с наклонным коллектором (например, который занимает часть крыши), не нужно уплотнение от воды, отпадает проблема снеговой нагрузки, с вертикального стекла легко смыть пыль. Плоский коллектор, кроме прямой солнечной радиации, воспринимает рассеянную и отраженную радиацию: в пасмурную погоду, при легкой облачности, словом, в тех условиях, которые мы часто имеем. Плоский коллектор не создает високопотенциальной теплоты, но для конвекционного отопления этого и не нужно, здесь достаточно иметь низкопотенциальную теплоту. Солнечный коллектор располагается на фасаде, ориентированном на юг (допустимое отклонение до 30o восточнее или на запад). Неравномерность солнечной радиации в продолжение дня, а также желание обогревать дом ночью и в пасмурный день диктует необходимость иметь тепловой аккумулятор. Днем он накапливает тепловую энергию, а ночью отдает. Для работы с воздушным коллектором наиболее рациональным считается гравийно-галечный аккумулятор. Он дешевый, простой в производстве. Гравийное засыпание можно разместить в теплоизолированой углубленной цокольной части дома. Теплый воздух нагнетается в аккумулятор с помощью вентилятора. Для дома, площадью 60 м2, объем аккумулятора составляет от 3 до 6 м3 и определяется качеством выполнения элементов гелиосистемы, теплоизоляцией, а также режимом солнечной радиации в конкретной местности. Система солнечного теплоснабжения дома работает в четырёх режимах: отопление и аккумулирование тепловой энергии; отопление от аккумулятора; аккумулирование тепловой энергии; отопление от коллектора. В холодные солнечные дни нагретое в коллекторе воздуха поднимается и через отверстия в потолке поступает у помещения. Циркуляция воздуха идет за счет естественной конвекции. В ясные теплые дни горячий воздух забирается из верхней зоны коллектора и с помощью вентилятора прокачиваеться через гравий, заряжая тепловой аккумулятор. Для ночного отопления и на случай пасмурной погоды воздух из помещения прогоняется через аккумулятор и возвращается в комнаты подогретым. Опыт эксплуатации показывает, что сезонная экономия топлива за счет использования солнечной энергии достигает 60%.
Ділова спільнота вітає відновлен. Сша профинансируют энергонезавис. Проблемы создания опытного метан. Газовый. Украина может бить независимой в. Главная -> Экология 
|