Альтернативные источники получения тепла

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

по теме "Альтернативные источники получения тепла"

2013

Содержание

Введение

1. Альтернативный источник энергии

2. Системы альтернативного получения тепла

3. История создания солнечной батареи

4. Отопление с помощью инфракрасного излучения

5. Использование энергии ветра

6. Отопление дровами

7. Использование биогаза в качестве источника тепла

8. Получение тепла с помощью тепловых насосов

9. Земные недра

10. Водные источники тепла

Заключение

Список литературы

Введение

Сегодня энергосберегающие технологии становятся не просто популярными, но жизненно необходимыми. В детстве нам любили рассказывать о неисчерпаемых богатствах полезных ископаемых нашей Родины, что нефти газа угля и леса у нас больше, чем в любой другой стране. Нам говорили, что бережное отношение к природным ресурсам позволит многим поколениям пользоваться теплом, электричеством и горячей водой. А между тем ныне многие регионы России уже испытывают острую нужду в тепле и в электричестве. Альтернативные источники получения тепла не рассматривались именно из-за богатства природных ресурсов, и теперь нам приходится обращаться к опыту европейских стран, не избалованных милостями природы.

Поэтому целями и задачами моей темы является:

- актуальность выбранной темы моего реферата;

- подробно рассмотреть виды альтернативного получения тепла;

- рассмотреть вопросы о том, дают ли альтернативные источники тепла финансовую экономию;

1. Альтернативный источник энергии

Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии - "встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию". Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект и глобальное потепление. Причина поиска альтернативных источников энергии - потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Нестабильная и быстроменяющаяся экономическая ситуация заставляет нас искать новые решения в привычных вопросах. Проблемы экономии, безопасности и экологии остро стоят не только перед современными правительствами, но и перед нами, простыми смертными.

Поэтому современные технологии предоставляют возможность для радикального снижения затрат на отопление дома. Высокоэффективные системы позволяют круглый год использовать возобновляемые источники энергии для бытовых нужд.

Классификация источников

Солнечная энергия - солнечные батареи впитывают энергию солнечных лучей и превращают ее в электроэнергию.

Энергия ветра - энергия воздушных масс, крутящая лопасти турбины, превращается в электричество.

Биоэнергия - в специализированных энергоблоках, в результате биохимических процессов выделятся энергия. Ее еще называют энергией биомассы, потому что иcпользуется растительная масса (дерево, растения), сельские и коммунальные отходы.

Гидроэлектроэнергия - механическая энергия текущей воды, дает надежный источник света и тепла.

Геотермическая энергия - еще один источник альтернативной энергии. Из названия понятно, что источник этой энергии тепло земли. Горячая вода и пар, согреваемый в недрах земли, может быть использован для отопления и генерации электроэнергии.

Геотермальная энергия - это энергия земляных недр. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри нашей планеты.

2. Системы альтернативного получения тепла

Подробно рассмотрим альтернативное отопление как природный дешевый источник тепла. Опишем все виды: геотермального отопления, использование энергии солнца, ветра и воды, отопление биологическим газом и дровами, а так же получение тепла от инфракрасного излучения.

Современный мир с его новейшими технологиями предлагают огромное количество возможностей. Помимо различных видов стандартного газового или электрического отопления существует возможность установить в своем жилье альтернативное отопление. То есть, при временном отсутствии, дороговизне или недоступности основного источника энергии, можно воспользоваться вторым - альтернативным. К поиску этого вспомогательного источника привело увеличение стоимости газа, как основного отопительного топлива, недоступность его в некоторых населенных пунктах или в небольших поселках, а так же взрывоопасность и вредные выбросы отработанного продукта.



Рисунок 1: Схема отопления загородного дома

Современные технологии позволяют выделять не один, не два, а целое множество источников альтернативного получения тепла.

1. Очень эффективным источником отопления жилых помещений является земля, а именно - геотермальное отопление с помощью теплового насоса.

2. Суть работы заключается в сбережении тепла за счет энергии земли. Жидкость, накопленная летом в грунте, перекачивается тепловым насосом и в процессе обработки становится тепловой энергией. Использование данного вида источника влечет за собой уменьшение затрат на электроэнергию. Посредством этого можно выделить следующие факторы, характерные для данного источника:

- земля отличный аккумулятор тепла;

- экономичность отопления;

- снабжение теплом зимой и прохладой летом;

- экологичность;

- земля - неисчерпаемый источник получения энергии.

3. Также хорошим, экологически чистым и недорогим источником энергии является солнечная энергия, получаемая при преобразовании солнечного излучения;

4. Энергия воды, ветра, дровяного отопления и тоже можно считать альтернативным источником тепла.

Системы альтернативного отопления

Очень важно ответственно и с умом подойти к выбору системы отопления. Помимо традиционного способа, выделяют некоторые альтернативные системы отопления. Среди множества вспомогательных источников тепла можно выделить основные: энергия солнца, ветра, воды, тепло земли (геотермальное отопление), биологический газ, древесина или инфракрасное излучение. Рассмотрим каждый вариант подробно.

Геотермальная система отопления

Рисунок 2: Система геотермального отопления.

Геотермальная система отопления - прогревание жилых и нежилых помещений за счет преобразования тепла земли в энергию. Плюсами данного вида отопления в сравнении с газовым аналогом являются экономичность, универсальность (два режима: кондиционирование и отопление), безопасность использования и минимизация технических требований. Что касается преимущества теплового насоса над твердотопливным котлом, можно также выделить ряд плюсов:

1. При тепловом насосе система отопления характеризуется своей автоматизацией и не нуждается в человеческом вмешательстве при подаче ресурса;

2. Нет потребности в доставке сырья и его хранении;

3. Не требуется осмотр и чистка теплового оборудования.

Для реализации данного вида отопления необходимыми являются два вида ресурса:

· Вода и землялюбого происхождения. В жарких местностях тепло можно добывать из воздуха;

· Электричество (1 фаза).

Рисунок 3: Одна из схем альтернативного отопления

Осуществление отопления при помощи тепловых насосов очень распространено и чаще всего используется как альтернативное отопление частного дома. Процесс отопления при помощи теплового насоса довольно прост и отличается своей небольшой трудоемкостью. Источником работы насоса является электричество. Насос выкачивает теплую воду из скважины, забирает тепло у воды, и уже холодную сбрасывает обратно в скважену.80 % тепла для отопления приобретается у воды, и при помощи насосов поступают в дом, а остальные 20% - за счет электричества. Исходя из всего перечисленного смело можно выделить то, что отопление тепловыми насосами намного выгоднее стандартного, и затраты электроэнергии домика из пригорода при таком отоплении составят нелепо скромную сумму.

"Использование солнечной энергии"

Самый мощный из возобновляемых источников энергии. Щедрое солнце, по теоретическим расчетам, может дать в тысячу раз больше энергии, чем другие источники питания. Несмотря на это, этот источник питания используется меньше всего. Солнечная энергия используется для получения электроэнергии и нагрева воды. Для нагрева воды необходимы солнечные коллекторы.

Рисунок 3

Чаще всего солнечные коллекторы устанавливают на крышах. Для большей эффективности важна их ориентация на юг, угол установки коллектора и, конечно же, его площадь. Чем больше площадь, тем больше энергии он может впитать. Для генерации электричества используются фотоэлементы. Световые фотоны, бомбардируя пластинки фотоэлементов, генерируют в них электрическую энергию. Это происходит не только в солнечный день, но и когда облака затянули все небо. Плюсы такой энергии: бесплатный, безвредный, безграничный источник энергии, особенно выгодно в местах, куда провода электросетей еще не добрались. Минусы: такой источник питания не постоянный - мощность генерации зависит от погодных условий и от времени дня. Сами устройства дорогие, эффективность довольно низкая и они занимают много площади.

Уже сейчас, создаются проекты, которые бы позволили избавиться от этих минусов.

Одна из таких идей - это орбитальный спутник с большой батареей солнечных элементов. Такая космическая станция могла бы накопившуюся энергию с помощью луча микроволновых волн передавать на передатчик находящийся на земле. А в нем энергия микроволн уже бы превращалась в электроэнергию. В таком случае, исчезает зависимость от времени суток и метеорологических условий. Но это пока только идея.

На практике, если ученым получится увеличить эффективность фотоэлементов или хотя бы уменьшить стоимость их производства, этот источник энергии может оставить место аутсайдера, пока же он уныло плетется. Строго говоря, ветряная энергетика растет самыми большими темпами. Ветряки вырастают тут и там, различных моделей и размеров и мощностей. Поскольку, чем больше высота, тем сильнее ветер, ветряные генераторы стараются делать повыше. Для увеличения мощности отдельные ветряки объединяют в парки ветровых генераторов. Лучшие места для таких парков - вершины холмов (гор), равнины и берега моря или океана. Все больше ветряных генераторов ставят прямо в открытом море в некотором отдалении от берега - ведь ветер намного сильнее, а значит и экономическая отдача выше.

Минус такого источника энергии: зависимость от метеорологических условий и структуры передающих электросетей. Ведь до каждого ветряного генератора нужна силовая линия.

Солнечная батарея - бытовой термин, используемый в разговорной речи или не научной прессе. Обычно под термином "солнечная батарея" подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) - полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

Рисунок 4: Солнечные батареи

3. История создания солнечной батареи

Еще в древности люди начали задумываться о возможностях применения солнечной энергии. Согласно легенде, великий греческий ученый Архимед сжег неприятельский флот, осадивший его родной город Сиракузы, с помощью системы зажигательных зеркал. Доподлинно известно, что около 3000 лет назад султанский дворец в Турции отапливался водой, нагретой солнечной энергией. Древние жители Африки, Азии и Средиземноморья получали поваренную соль, выпаривая морскую воду. Однако больше всего людей привлекали опыты с зеркалами и увеличительными стеклами. Настоящий "солнечный бум" начался в XVIII столетии, когда наука, освобожденная от пут религиозных суеверий, пошла вперед семимильными шагами. Первые солнечные нагреватели появились во Франции. Естествоиспытатель Ж. Бюффон создал большое вогнутое зеркало, которое фокусировало в одной точке отраженные солнечные лучи. Это зеркало было способно в ясный день быстро воспламенить сухое дерево на расстоянии 68 метров. Вскоре после этого шведский ученый Н. Соссюр построил первый водонагреватель. Это был всего лишь деревянный ящик со стеклянной крышкой, однако вода, налитая в немудреное приспособление, нагревалась солнцем до 88°С. В 1774 году великий французский ученый А. Лавуазье впервые применил линзы для концентрации тепловой энергии солнца. Вскоре в Англии отшлифовали большое двояковыпуклое стекло, расплавлявшее чугун за три секунды и гранит - за минуту.

Первые солнечные батареи, способные преобразовывать солнечную энергию в механическую, были построены опять-таки во Франции. В конце XIX века на Всемирной выставке в Париже изобретатель О. Мушо демонстрировал инсолятор - аппарат, который при помощи зеркала фокусировал лучи на паровом котле. Котел приводил в действие печатную машину, печатавшую по 500 оттисков газеты в час. Через несколько лет в США построили подобный аппарат мощностью в 15 лошадиных сил.

Преимущества солнечной батареи

Одно из главных достоинств солнечной энергии - ее экологическая чистота. Правда, соединения кремния могут наносить небольшой вред окружающей среде, однако по сравнению с последствиями сжигания природного топлива такой ущерб - капля в море.

Полупроводниковые солнечные батареи имеют очень важное достоинство - долговечность. Притом, что уход за ними не требует от персонала особенно больших знаний. Вследствие этого солнечные батареи становятся все более популярными в промышленности и быту.

Несколько квадратных метров солнечных батарей вполне могут решить все энергетические проблемы небольшой деревушки. В странах с большим количеством солнечных дней - южной части США, Испании, Индии, Саудовской Аравии и прочих - давно уже действуют солнечные электростанции. Некоторые из них достигают довольно внушительной мощности.

Сегодня уже разрабатываются проекты строительства солнечных электростанций за пределами атмосферы - там, где солнечные лучи не теряют своей энергии. Уловленное на земной орбите излучение предлагается переводить в другой тип энергии - микроволны - и затем уже отправлять на Землю. Все это заучит фантастично, однако современная технология позволяет осуществить такой проект в самом близком будущем.

Солнечная энергетика открыта уже довольно давно. Но ее долго не рассматривали в качестве крупного источника энергии из-за дороговизны производства. Время шло, и технологии развивались. Солнечные панели подешевели и стали серьезным источником энергии. В прошлом году во всем мире суммарная мощность солнечных электростанций превысила 20 гигаватт! И этот показатель с начала нынешнего века удваивается каждые три года. В стороне только Россия (а зря, ведь плата за электроэнергию в стране велика).

Недостатки солнечной батареи

* Зависимость от погоды и времени суток.

* Как следствие необходимость аккумуляции энергии.

* Высокая стоимость конструкции.

* Необходимость постоянной очистки отражающей поверхности от пыли.

* Нагрев атмосферы над электростанцией.

Где производят солнечные панели?

В наше время тема развития альтернативных способов получения энергии как нельзя более актуальна. Традиционные источники стремительно иссякают и уже через каких-нибудь пятьдесят лет могут быть исчерпаны. И уже сейчас энергетические ресурсы довольно дороги и в значительной мере влияют на экономику многих государств.

Всё это заставляет жителей нашей планеты искать новые способы получения энергии. И одним из наиболее перспективных направлений является получение солнечной энергии. И это вполне естественно. Ведь именно Солнце даёт жизнь нашей планете и обеспечивает нас теплом и светом. Солнце обогревает все уголки Земли, управляет реками и ветром. Его лучи выращивают не менее одного квадриллиона тонн всевозможных растений, которые, в свою очередь, являются пищей для животных.

Производство солнечных панелей растет бешеными темпами, стараясь поспеть за стремительно растущим спросом. Причем одновременно растет спрос и для промышленных электростанций и для бытового потребления.

Лидером в производстве солнечных панелей является Китай. Здесь производят почти треть (29%) от общемировой продукции. При этом большая часть уходит на экспорт - в США и Европу. Примечательно, что американцы, являясь крупнейшим потребителем, производят лишь 6% от всех солнечных панелей, предпочитая инвестировать в перспективные крупные заводы в Китае.

Ненамного от Китая отстают Япония и Германия, которые производят соответственно 22% и 20% от общемировой продукции. Еще одним лидером является Тайвань - 11% рынка. Все остальные страны производят значительно меньшее количество солнечных панелей.

Вывод

Использование электроэнергии от солнечных батарей выгодно не только из-за дешевизны, но и тем, что они не вредят окружающей среде. Но Россия и в частности Башкирия имеет мало солнечных дней в году. Поэтому для большей пользы природе и экономики актуально использовать комбинированные источники энергии, то есть солнечную энергию, сегодня следует рассматривать как дополнение к топливным, гидравлическим и ядерным энергоресурсом. Моей мечтой является создание мегаполиса, получаемого питание только от солнечной энергии. Через космическую станцию, направляющую лучи солнца в определенную точку на Земле.

4. Отопление с помощью инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение (ИК) занимает участок электромагнитных волн с длинами от 0,74 мкм. (красный видимый свет) до 100 мкм. (коротковолновое излучение радиодиапазона).



Рисунок 1 - Виды излучения

Инфракрасное излучение условно подразделяют на:

1. коротковолновое 0,74 < l < 2,5 мкм.

2. средневолновое 2,5 < l < 50 мкм.

3. длинноволновое 50 < l < 100 мкм.

Также необходимо знать, что все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры являются источником ИК-излучения.

Инфракрасное излучение также называют "тепловым" излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускает возбуждённые атомы или ионы.

Инфракрасное излучение это практически то же, что и обычный свет. Единственное отличие заключается в том, что при попадании на предметы видимая часть спектра становится освещением, а инфракрасное излучение поглощаются телом, превращаясь при этом в энергию тепла. Без него немыслима жизнь на нашей планете. При распространении инфракрасного излучения в пространстве практически не происходит потерь энергии. По сути, это природный и самый совершенный метод обогрева. Поэтому для теплоэнергетики вопрос использования инфракрасного излучения является весьма интересным.

В современном мире становятся все более распространенными приборы инфракрасного излучения. Их используют в промышленности, коммунальном хозяйстве, медицине. При распространении инфракрасного излучения в пространстве практически не происходит потерь энергии. По сути, это естественный и самый совершенный метод обогрева. Лучистая энергия поглощается окружающими поверхностями, превращаясь в тепловую энергию, нагревает их, которые в свою очередь отдают тепло воздуху. Расходы на строительство систем отопления высоких помещений с большим воздухообменом при использовании инфракрасных излучателей в два раза меньше, чем при использовании водных центральных систем отопления. тепло альтернативный батарея

Инфракрасное отопление - одна из разновидностей систем отопления, где в качестве источников тепла используются инфракрасные излучатели. Инфракрасное отопление может использоваться как в качестве вспомогательного, так и самостоятельного типа отопления. Благодаря особенностям ИК-излучения возможна организация локального отопления, при котором тепло подается лишь в те зоны, где это необходимо, что особенно актуально в крупных помещениях с высокими потолками. Кроме того, это единственный вид отопления, позволяющий организовать эффективный обогрев открытых (в том числе уличных) пространств.

Поскольку тепловое излучение от ИК-обогревателя практически не поглощается и не рассеивается воздухом, вся излучаемая энергия достигает непосредственно людей и предметов. Объекты, в свою очередь, нагреваются и передают тепло окружающему воздуху. Поэтому инфракрасное отопление называют отоплением прямого нагрева, а конвекционное - косвенного нагрева. Это и является основным отличием инфракрасных обогревателей от других видов отопления.



Рисунок 2 - Инфракрасное и конвективное отопление

Инфракрасный обогреватель - отопительный прибор, отдающий тепло в окружающую среду посредством инфракрасного излучения. В быту иногда неточно называется рефлектором. Лучистая энергия поглощается окружающими поверхностями, превращаясь в тепловую энергию, нагревает их, которые в свою очередь отдают тепло воздуху. Это дает существенный экономический эффект по сравнению с конвекционным обогревом, где тепло существенно расходуется на обогрев неиспользуемого подпотолочного пространства. Кроме того, при помощи ИК обогревателей появляется возможность местного обогрева только тех площадей в помещении, в которых это необходимо без обогрева всего объёма помещения; тепловой эффект от инфракрасных обогревателей ощущается сразу после включения, что позволяет избежать предварительного нагрева помещения. Эти факторы снижают затраты энергии.

Рисунок 3 - Распространение инфракрасного излучения от обогревателя

Главным конструктивным элементом инфракрасного обогревателя является излучатель, испускающий инфракрасное излучение за счёт нагрева. В электрических обогревателях обычно используется трубчатый электронагреватель (ТЭН) или открытая (либо защищённая кварцевой трубкой) спираль, в газовых - металлическая сетка или трубка с чёрным покрытием либо керамическая пластина со специальными отверстиями, нагреваемая проходящими сквозь неё продуктами сгорания природного газа.

Для более направленного обогрева и защиты корпуса и его содержимого от перегрева применяется рефлектор из хорошо отражающего и теплостойкого металла. Если излучатель имеет компактную форму, то рефлектор делают в форме параболоида вращения, если линейную - параболического цилиндра. Для смягчения и частичного расширения диаграммы направленности рефлектор иногда делают матовым или наносят на него неровности.

Если обогреватель предназначен для размещения в месте, доступном людям или домашним животным, излучатель дополнительно защищают металлической сеткой или прозрачной перегородкой.

Типы инфракрасных обогревателей

В зависимости от диапазона излучения, инфракрасные обогреватели делят на:

1. Коротковолновые;

2. Средневолновые;

3. Длинноволновые.

По типу источника энергии различают:

1. Электрические;

2. Газовые;

3. Дизельные.

По способу установки:

1. Мобильные (переносные)

2. Стационарные - напольные, настенные, потолочные, подвесные

5. Использование энергии ветра

История

Ветер как источник энергии известен человечеству на протяжении уже десятков тысяч лет. Еще на заре цивилизации энергию ветра использовали в мореплавании. Считается, что древние египтяне ходили под парусами еще 5000 лет назад. Около 700 г. н.э. на территории нынешнего Афганистана ветряные машины с вертикальной осью вращения применялись для помола зерна. Известные всем ветряки (крылья ветряной мельницы, прикрепленные к башне) обеспечивали работу ирригационной системы острова Крит, расположенного в Средиземном море. Работающие за счет ветра мельницы для помола зерна являются одним из наиболее крупных технических достижений средних веков. В 14 веке голландцы, усовершенствовав модель ветряных мельниц, распространенных на Ближнем Востоке, начали широко применять ветряки для помола зерна.

Водяной насос, работающий за счет энергии ветра, появился в 1854 году в США. Он представлял собой ту же модель ветряной мельницы с большим количеством лопастей и флюгером для определения направления ветра. К 1940 году более 6 миллионов таких ветряков использовались в США в основном для подъема воды и производства электроэнергии. Завоевание "Дикого Запада" было осуществлено, в том числе, и благодаря этим ветрякам, которые снабжали водой животноводческие фермы.

Тем не менее, в середине 20 века наступил конец широкому применению энергии ветра, поскольку на замену ему пришел такой "современный" энергетический ресурс как нефть. И лишь после того, как мир пережил несколько нефтяных кризисов, интерес к ветроэнергетике возобновился. В результате резкого скачка цен на нефть вначале 70-х, энергетические аналитики вновь обратились к использованию энергии ветра. Исследования и эксперименты, проведенные при финансовой поддержке государств и различных фондов, дали новый толчок для развития технологий использования энергии ветра. Усилия были сконцентрированы на использовании ветра в первую очередь для производства электроэнергии, так как для индустриальных стран применение ветровых насосов не является столь важным.

Энергия ветра

Рисунок: номер Ветряки.

Естественно, что наибольший ветровой потенциал наблюдается на морских побережьях, на возвышенностях и в горах. Тем не менее, существует еще много других территорий с потенциалом ветра, достаточным для его использования в ветроэнергетике. Как источник энергии, ветер является менее предсказуемым в отличие от, например, Солнца, однако в определенные периоды наличие ветра наблюдается на протяжении целого дня. На ветровые ресурсы влияет рельеф Земли и наличие препятствий, расположенных на высоте до 100 метров. Поэтому ветер в большей степени зависит от местных условий, чем энергия Солнца. В гористой местности, к примеру, два участка могут обладать одинаковым солнечным потенциалом, но вполне возможно, что их ветровой потенциал будет различен, в первую очередь из-за различий в рельефе и направлений ветровых потоков. В связи с этим планирование места под ветряки должно проводиться более тщательно, чем при монтаже солнечной системы. Энергия ветра также подчинена сезонным изменениям погоды: более эффективная работа ветряков зимой и менее - в летние жаркие месяцы (в случае с солнечными системами ситуация противоположная). В климатических условиях Дании фотоэлектрическая система эффективна на 18% в январе и на 100% в июле. Эффективность работы ветростанции в июле - 55%, а в январе - 100%. Оптимальным вариантом является комбинирование в одной системе малой ветрогенератора и солнечной системы. Подобные гибридные системы обеспечивают более высокую производительность электроэнергии по сравнению с отдельно установленными ветровой или фотоэлектрической установками.

Важно также помнить, что количество энергии, произведенной за счет ветра, зависит от плотности воздуха, от площади, охваченной лопастями ветротурбины при вращении, а также от куба скорости ветра.

Для описания ветра как источника энергии используется совокупность аэрологических и энергетических характеристик ветра, объединяемая понятием ветроэнергетического кадастра. К числу основных кадастровых характеристик ветра относятся [1,5]: среднегодовая скорость ветра; годовой и суточный ход ветра; повторяемость скоростей ветра; повторяемость направлений ветра; максимальная скорость ветра; удельная мощность и удельная энергия ветра; ветроэнергетические ресурсы района.

Основным источником исходных данных для разработки ветроэнергетического кадастра являются наблюдения за скоростью ветра на опорной сети гидрометеослужбы. Эти наблюдения, проводимые несколько раз в сутки, охватывают периоды в десятки лет и представляют собой обширнейший фактический материал. Их достоинством является то, что они проводятся по единой методике, а места (площадки), производства наблюдений классифицированы по степени их открытости на местности.

6. Отопление дровами

Дровяное отопление - альтернативное отопление своими руками!

Еще первобытный человек использовал в качестве отопления дрова. И на протяжении еще долгих столетий люди считали этот природный материал единственным видом энергоносителя. В настоящее время активно развивается печное оборудование, которое продолжает использование древесного топлива. Это совершенно логично, ведь это объясняется огромным количеством лесных ресурсов.

Отопление дровами насчитывает многовековую историю и берет свое начало еще от первобытных людей. За это время, человечество придумало, изобрело и разработало великое множество конструкций печей, каминов, плит, котлов и других отопительных устройств, работающих на дровах и вырабатывающих тепло. С появлением угля и газа, отопление дровами отошло на второй план и стало считаться анахронизмом. Его атрибуты превратились для многих домов в исторические экзотические украшения, типа декоративно-прикладных каминов или одиноких печей-барбекю.

Дрова - широко распространённое, доступное и недорогое топливо.

Рисунок 7: Печь для дровяного отопления

Совет! Используйте дрова, которым больше года. Печи или камины гармонично впишутся в интерьер, а использование дров поможет снизить токсичность дымовых газов, обеспечит высокий уровень КПД.

Отопление дровами. Новые технологии

Люди изменили свое отношение к дровяному отоплению после появления новых отопительных технологий и регулярных энергетически кризисов, взвинчивающих цены на классические виды топлива.

Неоспоримый факт - дрова грели, и будут греть людей.

Несколько потеряв свою актуальность, дровяное отопление не исчезло вовсе и вернулось в обновленном виде в наш техногенный мир.

· Новые отопительные и промышленные технологии позволили значительно увеличить КПД дровяного отопления и поставить его в один ряд с угольным и газовым отоплением.

· Новые отопительные агрегаты на дровах чрезвычайно эффективны, экономичны и оснащены электроникой, облегчающей контроль над процессом горения.

· Новые дрова оборудованы специальными устройствами и приспособлениями для самораспиловки, самоколки, самотранспортировки и самозабрасывания в печи и котлы.

Отопление дровами. Старые проблемы

Появление новых отопительных технологий и агрегатов решает далеко не все проблемы дровяного отопления, большая часть которых носит организационный характер. Главный минус дровяного отопления кроется в большом объеме перерабатываемой топливной массы, которую нужно заготавливать, перевозить, хранить, пилить, складывать, закладывать в котел и т.д. Это - хлопотное дело.

Таскать, колоть и подбрасывать дрова нравится не каждому. Присутствие дыма и копоти в топочном помещении, отсутствие полного контроля над процессом горения, неполная автоматизация процесса обслуживания и экономические выкрутасы поставщиков топлива - тоже не добавляют оптимизма пользователям дровяного отопления.

И, тем не менее, если один раз приноровиться - то, жить можно.

Экономическая выгода с лихвой покрывает всю организационную суету и неприятные моменты дровяного отопления.

Полная стоимость топлива

Полная стоимость топлива - это магазинная стоимость дров, плюс стоимость их доставки, погрузки-разгрузки, распиловки, складирования, хранения, загрузки в топочное помещение, утилизации отходов и т.д.

7. Использование биогаза в качестве источника тепла

Биогаз! Все большими темпами развивается биогаз, который выделяется в результате бактериального разложения остатков органики. Содержит 50-87% метана, 15-30% углекислого газа, а также небольшую долю сероводорода и водорода. Конечные полезные продукты производства, вырабатываемые биогазовыми станциями, - биоудобрения и биогаз. Современная биоэнергетика уделяет огромное внимание для развития данного направления.

Рисунок 8: Схема установки по производству биогаза

Важно! Нужно помнить, что альтернативные источники отопления дадут вам значительную экономию только в том случае, если система будет правильно организована.

Например, если вы приобрели ветровую мини электростанцию в местности, где практически нет ветров, то пользы будет мало. Так же не стоит сооружать установку для создания биогаза там, где неоткуда взять остатки органических веществ в большом количестве. При выборе варианта отопления дома обязательно нужно учесть все условия и возможности, место расположения, а также постоянно или временно должно отапливаться помещение.

8. Получение тепла с помощью тепловых насосов

Одним из вариантов замены газа при отоплении домов является использование тепла, которое имеется на нашей планете. Солнце - самый мощный источник энергии на Земле. Оно нагревает воздух, воду, земную поверхность и глубины. И до 60% отопительной энергии можно получить бесплатно от природы. Учеными был создан тепловой насос, который и извлекает эту накопленную солнечную энергию. Используя тепло, рассеянное в окружающей среде (в земле, воде, воздухе), тепловой насос обладает поразительной эффективностью: затратив 1 кВт электроэнергии в приводе насоса, можно получить 3-4, а часто и до 5-6 кВт тепловой энергии, срок службы до капремонта теплонасоса - 15-20 лет.

Тепловые насосы - это экологически чистые компактные соле/водяные установки, позволяющие получать тепло для отопления и горячего водоснабжения за счет использования тепла низкопотенциального источника (тепло грунтовых, артезианских вод, озер, морей, грунтовое тепло, тепло земных недр) путем переноса его к теплоносителю с более высокой температурой.



9. Земные недра

Земные недра являются бесплатным теплоисточником, поддерживающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и безопасной технологией.

- Буровые работы проходят в течении одного дня. В зависимости от различных факторов скважина должна быть где-то в пределах 60-200 м. в глубину. Ее ширина 10-15 см.

- Установка может быть внедрена на участке земли малой площади. Объем восстановительных работ после бурения незначителен, влияние скважины - минимально. Установка не оказывает влияния на уровень грунтовых вод, так как грунтовые воды не задействованы в процессе.

- Благодаря теплу, которое содержится в земле, эффективность такого насоса получается довольно высокой. Примерные цифры таковы, что затрачивая 1кВт электрической энергии на перемещение жидкости в грунт и обратно, Вы получаете 4-6 кВт энергии на отопление.

- Уровень капиталовложений достаточно высок в установку на базе тепла земных недр, но взамен Вы получаете безопасную в эксплуатации, с максимально длительным сроком службы систему с достаточно высоким коэффициентом преобразования тепла.

Тепло грунта

Грунтовый источник - близрасположенное тепло. В поверхностном слое земли накапливается тепло в течение лета, эту энергию также имеет смысл использовать для отопления. Сохраненное в почве тепло согреет Вас даже в холодную погоду.

- Тепло из почвы поставляется посредством пластикового шланга, который укладывается по периметру участка на глубине 1 м. Желательно, чтобы почва была влажной. Но и сухой грунт не доставит больших проблем, придётся увеличить длину контура. Минимальное расстояние между соседними трубопроводами должно быть около 1 м. Экологически чистая, морозоустойчивая жидкость, циркулирующая в системе, переносит тепло к теплонасосу.

- Для получение 10кВт на отопление придётся уложить 350-450 погонных метра трубопровода. Это примерно займет участок 20х 20 метров.

- Длина коллектора/высота водного столба (для теплонасоса с источником тепла "земные недра") зависит от многих факторов: среднегодовой региональной температуры, степени покрытия теплонасосом общих энергорасходов, глубины залегания грунтовых вод и величины водного потока.

10. Водные источники тепла

Использование тепла воды для обогрева помещений является идеальным вариантом.

Шланг для передачи тепла укладывается на дне или в донном грунте, где температура еще немного выше, чем температура воды. Важно, чтобы шланг снабжался отягощающим грузом для предотвращения всплытия на поверхность. Для этого на 1 погонный метр трубопровода укладывается около 5 кг груза. Вторым вариантом может быть укладка шланга в грунт на дне водоема. Для получение 10кВт на отопление придется уложить по дну 300 погонных метра трубопровода.

Солнце нагревает воду в морях, озерах и других водных источниках. Солнечная энергия накапливается в воде и донных слоях. Температура редко снижается ниже +4 °C.

Чем ближе у поверхности, тем больше годовые колебания температуры, но на глубине температура более стабильна.

Заключение

Нестабильная и быстроменяющаяся экономическая ситуация заставляет нас искать новые решения в привычных вопросах. Проблемы экономии, безопасности и экологии остро стоят не только перед современными правительствами, но и перед нами, простыми смертными.

Современные технологии STIEBEL ELTRON предоставляют возможность для радикального снижения затрат на отопление Вашего дома. Высокоэффективные системы позволяют круглый год использовать возобновляемые источники энергии для бытовых нужд.

Сегодня энергосберегающие технологии становятся не просто популярными, но жизненно необходимыми. А между тем ныне многие регионы России уже испытывают острую нужду в тепле и в электричестве. Альтернативные источники получения тепла не рассматривались именно из-за богатства природных ресурсов, и теперь нам приходится обращаться к опыту европейских стран, не избалованных милостями природы.

В последнее десятилетие использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) переживает в мире настоящий бум. Масштаб применения этих источников возрос в несколько раз. Данное направление развивается наиболее интенсивно по сравнению с другими направлениями энергетики.

Использование электроэнергии от солнечных батарей выгодно не только из-за дешевизны, но и тем, что они не вредят окружающей среде. Но Россия и в частности Башкирия имеет мало солнечных дней в году. Поэтому для большей пользы природе и экономики актуально использовать комбинированные источники энергии, то есть солнечную энергию, сегодня следует рассматривать как дополнение к топливным, гидравлическим и ядерным энергоресурсом. Моей мечтой является создание мегаполиса, получаемого питание только от солнечной энергии. Через космическую станцию, направляющую лучи солнца в определенную точку на Земле.

Список литературы

1. Благутина В.В. Биоресурсы // Химия и жизнь - 2007. - №1. - С. 36-39

2. Малофеев В.М. Биотехнология и охрана окружающей среды: Учебное пособие. - М.: Издательство Арктос, 1998. - 188 с.

3. Стребков Д.С., Ковалев А.А. Биогазовые установки для обработки отходов животноводства. // Техника и оборудование для села - 2006. - №11. - С.28-30

4. Дене Инфракрасное излучение, Стройиздат, 1965

5. М.А. Брамсон Инфракрасное излучение нагретых тел, "Наука", 1964

6. П.Краус, Л.Макглоулин, Р.Макквистан Основы инфракрасной техники, Воениздат, 1964

7. Тепло Земли: Из доклада "Перспективы развития геотермальных технологий" Экология и жизнь-2001-№6-стр 49-52.

8. Преобразование геотермальной энергии в электрическую с использованием во вторичном контуре сверхкритического цик-ла. Абдулагатов И.М., Алхасов А.Б. "Теплоэнергетика.-1988№4-стр. 53-56".

9. www.ru/wikipedia.org/Солнечная энергия/;

10. www.3dnews.ru/editorial/sun_energy;

12.http://www.otopimdom.ru/index.php?id=349

Размещено на Allbest.ru

...