|
| |
|
Главная -> Экология
Общие сведения. Переработка и вывоз строительного мусораОдним из лидеров практического использования энергии солнца стала Швейцария. Здесь построено приблизительно 2600 гелиоустановок на кремниевых фотопреобразователях мощностью от 1 до 1000 кВт и солнечных коллекторных устройств для получения тепловой энергии. Программа, которая получила название Солар-91 и осуществляется под лозунгом За энергонезависимую Швейцарию , вносит заметный вклад в решение экологических проблем и энергетическую независимость страны, которая импортирует сегодня более 70 % энергоносителей. Программа Солар-91 осуществляется практически без поддержки государственного бюджета, в основной, за счет добровольных усилий и средств отдельных граждан, предпринимателей и муниципалитетов. К 2000-му году она предусматривала довести количество гелиоустановок до 3000. Гелиоустановку на кремниевых фотопреобразователях, чаще всего мощностью 2...3 квт, монтируют на крышах и фасадах домов. Она занимает приблизительно 20...30 м2. Такая установка вырабатывает в год в среднем 2000 кВт·ч. электроэнергии, что достаточно для обеспечения бытовых нужд среднего швейцарского дома и зарядки бортовых аккумуляторов электромобиля. Дневной излишек энергии в позднюю пору направляют в электрическую сеть общего пользования. Зимой же, в особенности в ночные часы, энергия может быть бесплатно возвращена владельцу гелиоустановки. Большие фирмы монтируют на крышах производственных корпусов гелиостанции мощностью до 300 квт. Одна такая станция может покрыть потребности предприятия в энергии на 50...70%. В районах альпийского высокогорья, где нерентабельно прокладывать линии электропередач, строятся автономные гелиоустановки с аккумуляторами. Опыт эксплуатации свидетельствует, что солнце уже в состоянии обеспечить энергетические потребности, по меньшей мере, всех жилых домов в стране. Гелиоустановки, расположенные на крышах и стенах домов, на шумозащитных ограждениях автодорог, на транспортных и промышленных сооружениях, не требуют для размещения дорогой сельскохозяйственной или городской территории. Автономная солнечная установка в поселке Гримзель дает электроэнергию для круглосуточного освещения автодорожного туннеля. Близ города Шур солнечные панели, смонтированные на 700-метровом участке шумозащитного ограждения, ежегодно дают 100 кВт·ч. электроэнергии. Солнечные панели мощностью 320 кВт, установленные по заказу фирмы Biral на крыше ее производственного корпуса в Мюнзингене, почти целиком покрывают технологические потребности предприятия в тепле и электроэнергии. Современная концепция использования солнечной энергии наиболее полно выраженная при строительстве корпусов завода оконного стекла в Арисдорфе, где солнечным панелям общей мощностью 50 квт еще при проектировании была отведена дополнительная роль элементов перекрытия и оформления фасада. КПД кремниевых фотопреобразователей при сильном нагревании заметно снижается и потому под солнечными панелями проложены вентиляционные трубопроводы для прокачки внешнего воздуха. Нагретый воздух работает как теплоноситель коллекторных устройств. Темно-синие, которые искрятся на солнце, фотопреобразователи на южном и западном фасадах административного корпуса, отдавая в сеть 9 квт*ч электроэнергии, выполняют роль декоративной облицовки. В соответствии с последними исследованиями, приблизительно 1% или 17 тыс. из 1,7 млн. домовладельцев Швейцарии пользуются установками, которые превращают солнечную энергию. В немецко-язычной части страны 49 маленьких и средних энергетических фирм эксплуатируют гелиоустановки и еще 24 готовят проекты. Это высочайший показатель использования солнечной энергии в Швейцарии, в энергосистеме немецких городов страны частица солнечной энергетики достигла 3%. Итальянская и французская части Швейцарии в этом отношении сильно отстают, исключения составляют энергетические фирмы кантонов Нешатель (фирма Ensa), Тесин (фирма Arosa), Женева (фирма SIG) и г.Лозана (фирма SIL). Солнечная энергия недешевая: тариф на электроэнергию, получаемую на установках-преобразователях, выше среднего (0,20 швейц. фр.или 0,125 евро за 1 кВт·ч.) приблизительно на 1 швейц. фр. Причем тариф на электроэнергию значительно отличается в зависимости от региона. Один из наибольших разделов программы Солар-91 - развитие транспортных средств, которые используют солнечную энергию, так как автотранспорт съедает четверть энергетических ресурсов, необходимых стране. Ежегодно в Швейцарии проводится международное ралли сонцемобилей Тур де сол . Трасса ралли, длиной 644 километра, проложена по дорогам северо-западной Швейцарии и Австрии. Гонки состоят из 6 однодневных этапов, длина любого - от 80 до 150 километров. Швейцарские граждане возлагают большие надежды на децентрализованное производство электрической и тепловой энергии собственными гелиоустановками. Это отвечает независимому и самостоятельному швейцарскому характеру, чувству цивилизованного собственника, который не жалеет средств ради чистоты горного воздуха, воды и земли. Наличие персональных гелиостанций стимулирует развитие в стране электроники и электротехники, приборостроения, технологии новых материалов и других наукоемких областей. В июне 1985 года Урс Мунтвайлер, 27-летний инженер из Берна, провел по дорогам Европы первое многодневное ралли легких электромобилей, оборудованных фотопреобразователями, которые используют для движения солнечную энергию. В нем принимало участие несколько швейцарских энтузиастов-инженеров, которые сидели в поставленных на колеса ящиках из-под мыла с прикрученными к ним сверху солнечными панелями. Во всем мире тогда едва ли можно было насчитать и десяток гелиомобилей. Прошло четыре года, и Тур де сол превратился в неофициальный чемпионат мира. В пятом солнечном ралли , которое состоялось в 1989 году, принимало участие свыше 100 представителей из Германии, Франции, Англии, Австрии, США и других стран. Тем не менее, больше половины гелиомобилей принадлежало, как и раньше, швейцарским первопроходцам. На протяжении следующих пяти лет появилось понятие серийный гелиомобиль. Гелиомобиль считается серийным, если фирма-производитель продала не меньшее 10-ти образцов и они имеют сертификат, который разрешает движение по дорогам общего пользования. Существуют и другие направления в освоении солнечной энергии. Это, прежде всего, использование фотосинтезирующей способности растений. Уже созданы и успешно работают, правда пока что в лабораторных условиях, фотобиохимические системы, где энергия кванта света используется для переноса электронов. Они являются прообразом эффективных преобразователей будущего, которые используют принципы природного фотосинтеза. Решая вопрос экономичности солнечной энергетики, нельзя впадать в распространенное заблуждение: сравнивать дорогую, но очень молодую технологию преобразования энергии солнца в электрику с помощью фотоэлементов с дешевой, но грязной технологией использования нефти и газа. Экономичность этого нового вида энергетических ресурсов должна сравниваться с теми видами энергии, которые будут в тех же масштабах использоваться в будущем. Расчеты показывают, что стоимость широкого производства синтетического жидкого топлива с помощью солнечной энергии будет равняться 60 $/барель (мера объема жидких и сыпучих веществ: английский барель равняется 163,65 л; виновный барель в США - 119,24 л; нефтяной - 119 л). Для сравнения отметим, что 11 декабря 2001 г. стоимость бареля нефти на Международной нефтяной бирже составляла 17,80 $/барель. Интенсивность солнечного света на уровне моря составляет 1...3 квт на квадратный метр. КПД лучших солнечных батарей составляет 12...18 %. Преобразование энергии солнечных лучей с помощью фотопреобразователей с учетом КПД позволяет получить с одного квадратного метра не более 1/2 квт мощности. Опыт использования солнечной энергии в умеренных широтах показывает, что энергию солнца выгоднее непосредственно аккумулировать и использовать в виде тепла. Разработаны проектные предложения для Аляски и севера Канады. Существует два основных направления в развитии солнечной энергетики: решение глобального вопроса снабжения энергией и создание солнечных преобразователей, рассчитанных на выполнение конкретных локальных задач. Эти преобразователи, в свою очередь, также делятся на две группы: высокотемпературные и низкотемпературные. В преобразователях первого типа солнечные лучи концентрируются на небольшом участке, температура которого поднимется до 3000оС. Такие установки уже существуют. Они используются, например, для плавки металлов. Самая многочисленная часть солнечных преобразователей работает при намного меньших температурах - порядка 100...200оС. С их помощью подогревают воду, обессоливают ее, поднимают из колодцев. В солнечных кухнях готовят пищу. Сконцентрированным солнечным теплом сушат овощи, фрукты и даже замораживают продукты. Днем энергию солнца можно аккумулировать для обогрева домов и теплиц в ночное время. Солнечные установки практически не требуют эксплуатационных затрат, не имеют потребности в ремонте и требуют затрат только на их сооружение и поддержку в чистоте. Работать они могут бесконечно долго.
На наших глазах набирает силу новая отрасль водородная энергетика и технология. Потребность экономики в водороде идет по нарастающей. Ведь это простейшее и легчайшее вещество может использоваться не только как топливо, но и как необходимый сырьевой элемент во многих технологических процессах. Он незаменим в нефтехимии для глубокой переработки нефти, без него не обойтись, скажем в химии при получении аммиака и азотных удобрений, а в черной металлургии с его помощью восстанавливается железо из руд. Такие существующие виды органического топлива, как газ, нефть и уголь, тоже служат сырьем в этих или подобных процессах, но еще полезнее извлечь из них самый экономный и чистый энергоноситель тот же водород. Водород - идеальный экофильный вид топлива. Очень высока и его калорийность - 33 тыс. Ккал/кг, что в 3 раза выше калорийности бензина. Он легко транспортируется по газопроводам, потому что у него очень малая вязкость. По трубопроводу диаметром 1,5м с ним передается 20тыс. МегаВатт мощности. Перекачка легчайшего газа на расстояние в 500км. почти вдесятеро дешевле, чем передача такого же количества электроэнергии по линиям электропередачи. Как и природный газ водород пригоден на кухне для приготовления пищи, для отопления и освещения зданий. Чтобы продемонстрировать его возможности, американские ученые построили водородный дом , в котором для освещения использовался водород. Передавать водород в жидком виде- удовольствие очень дорогое, т.к. для его сжижения нужно потратить почти половину энергии, содержащейся в нем самом. Кроме того, должна быть обеспечена идеальная теплоизоляция трубопровода, так как температура жидкого водорода очень низка. Как топливо водород сжигается в двигателях ракет и в топливных элементах для непосредственного получения электроэнергии при соединении водорода и кислорода. Его можно использовать и как топливо для авиационного транспорта. Водородная энергетика сулит ряд выгод. Поэтому появилось много энтузиастов водородной энергетики, возникли их ассоциации, в том числе международная. Сейчас в мире получают около 30 миллионов тонн водорода в год, причем в основном из природного газа. Согласно прогнозам за 40 лет производство водорода должно увеличиться в 20-30 раз. Предстоит с помощью атомной энергетики заменить нынешний источник водорода -природный газ- на более дешевое и доступное сырье- на воду. Здесь возможны два пути. Первый путь - традиционный, с помощью электрохимического разложения воды. Второй путь менее известен. Если нагреть пары воды до 3000-3500 C, то водные молекулы развалятся сами собой. Оба способа получить водород из воды пока дороже, чем из природного газа. Однако природный газ дорожает, а методы разложения воды совершенствуются. Через какое-то время водород из воды станет дешевле. В отдельных случаях и сейчас выгодно получать водород с помощью электролиза в ночные часы, когда имеется лишняя и дешевая электроэнергия. Водородная энергетика бурно развивается, но недаром все чаще говорят об атомно-водородной энергетике. Требуются большие энергетические расходы для получения водорода. Тандем ядерный реактор - водородный генератор - претендует ныне на роль энергетического лидера в экономике XXI века.
Vnisi-schreder. Ебрр подерживает усилия уральскогогорода усовершенствовать системуцентрального отопления. Бюллетень. Угольные фантазии кинаха. Глава 2. Главная -> Экология 
|