Российские солнечные коллекторы: Солнечные коллекторы ЯSolar

Содержание

Производство вакуумных солнечных коллекторов и гелиосистем

Солнечные лучи – это неиссякаемый и возобновляемый источник энергии, который имеет неограниченный ресурс. При помощи современных технологий электромагнитное излучение Солнца перерабатывается в пригодные для использования виды энергии: тепло или электричество. Гелиосистемы – это высокотехнологичные комплексы, которые позволяют перерабатывать солнечное излучение для последующего применения в бытовых и промышленных условиях. Чаще всего гелиосистемы используют для подогрева контура водоснабжения и обеспечения отопления.

Преимущества гелиосистем Oventrop

Неиссякаемый источник энергии

Экономичность

Доступность

Экологическая чистота

Длительный срок эксплуатации

Автономность

Особенности эксплуатации гелиосистем

Круглогодичные гелиосистемы могут в полной мере функционировать при любой температуре окружающей среды, они эффективны и в летний зной, и зимний мороз, главное - наличие ярких солнечных лучей. Гелиосистемы могут покрывать до 60% годовой потребности одной семьи в горячей воде, а с середины весны до середины осени потребность в ГВС и отоплении закрывается полностью.

Гелиосистемы для круглогодичного использования разделяют по виду установленных солнечных коллекторов: плоские, вакуумные трубчатые или гибридные.

Из-за особенностей конструкции коллекторы устанавливаются на скатных или плоских крышах либо фасадах, также допускается установка в произвольных местах под углом от 15 до 75 градусов. Правильно установленный коллектор позволяет поддерживать нагрев системы водоснабжения и отопления, нагревать бассейны, получать воду для полива или технического использования.

Солнечное излучение позволяет создавать системы отопления, которые не зависят от невозобновляемых источников энергии (газ и нефть). В сравнении со стандартными системами отопления гелиосистемы недороги в эксплуатации.

Правильно рассчитанная и установленная гелиосистема позволяет существенно экономить на горячей воде и отоплении. Подключение и регулирование гелиосистемы происходит при помощи станции „Regusol X Duo“ со встроенным теплообменником и встроенным контроллером. „Regusol X Duo“ осуществляет послойное накопление теплоносителя. Высокотемпературный теплоноситель накапливается в верхней части аккумулятора, а низкотемпературный - в средней части. Это повышает энергоэффективность системы.

При площади поверхности солнечного коллектора 3 кв. м. на средних широтах средняя годовая производительность коллектора гелиоустановки будет находиться в диапазоне от 500 до 700 кВт/ч на м2. За один солнечный день гелиосистема подогревает порядка 80 литров воды до +65С на каждый 1 кв. м.

Основные элементы гелиосистемы

В гелиоустановках Oventrop используются вакуумные трубчатые и плоские солнечные коллекторы. Они позволяют абсорбировать солнечное излучение, падающее на коллекторное поле, и преобразовывать его в тепловую энергию. Затем энергия поступает потребителю либо отправляется в аккумулятор. Площадь коллекторного поля зависит от ориентации крыши и географического местоположения, типа коллекторов и вида потребностей (нагрев ГВС, поддержка отопительной системы, нагрев бассейна). Коллекторы Oventrop соответствуют стандартам качества и имеют сертификат „SolarKeymark“.

Т.к. потребность в горячей воде и наличие солнечного излучения могут не совпадать по времени, аккумулятор позволяет накапливать тепловую энергию, которая будет доступна в течение некоторого времени. Бивалентные водонагреватели позволяют нагревать воду как от солнечной энергии, так и от других источников. Также существуют моновалентные водонагреватели с внутренним теплообменником и аккумуляторы без теплообменника. У Oventrop представлены все три вида баков-аккумуляторов. Для нагрева ГВС используют аккумуляторы примерно на 500 литров, для нагрева ГВС и поддержки отопительного контура – на 800 и 1000 литров. Для фотоэлектрических систем (системы в которых солнечные батареи работают для получения электричества) Oventrop предлагает бак-аккумулятор Regucor WHP, который автоматически берет неиспользованную энергию фотоэлектрических систем для нагрева воды.

Насосные группы Oventrop Regusol предназначены для нагрева контура водоснабжения и поддержки системы отопления, работающих в составе гелиосистемы. Поставляется в комплекте с группой безопасности котла и возможностью для подключения расширительного бака. Автоматика в виде контроллера Regtronic приобретается отдельно.

Расчет гелиосистемы

Регулировать работу Солнца невозможно, поэтому в гелиосистемах существует риск перегрева воды и возрастания давления в первичном солнечном контуре до избыточного значения. Чтобы справиться с этой проблемой, расчет гелиосистем производится только в специализированных программах, которые могут учесть все необходимые нюансы. Нельзя забывать, что выбор гелиосистемы осуществляется не по максимальной требуемой мощности, а исходя из данных среднегодового потребления тепла и погодных условий в месте установки гелиосистемы. Чтобы точно вычислить мощность солнечного коллектора, нужны данные о площади поглощения, значение инсоляции в месте использования гелиосистемы и КПД коллектора.

Необходимо определиться, какая гелиосистема будет устанавливаться: сезонная или круглогодичная. Гелиосистемы сезонного типа функционируют при плюсовой температуре, с середины весны до середины осени. Такая установка состоит из коллекторов и бака-накопителя. Переносчиком тепла является вода из контура ГВС, поэтому использование при минусовых температурах не допускается – вода в гелиосистеме замерзает.

Круглогодичные гелиосистемы могут использоваться вне зависимости от времени года и температурного режима. Для них достаточно ярких солнечных лучей. Круглогодичные системы имеют в своей основе коллектор и бак-накопитель с теплообменником. Кроме того, таким системам требуется доп. оборудование: предохранители, насосы, управляющие устройства и др. В гелиосистеме для круглогодичной работы используется незамерзающий теплоноситель, так что минусовая температура такой гелиосистеме не страшна.

Использование гелиоустановок

Многие могут засомневаться, что гелиоустановка в российском климате – это выгодно, ведь ясных дней в средних широтах в разы меньше, чем на юге. Но российская погодные условия совершенно не препятствуют установке удобных и экологичных гелиосистем! При использовании коллекторного поля площадью 2 кв. м вода в баке емкостью 100 л ежедневно прогревается от 40 до 60 градусов. А летом гелиосистема еще эффективнее!

Гелиосистемы могут применяться для:

  • подогрева воды;
  • функционирования системы отопления;
  • подогрева бассейнов;
  • энергообеспечения теплиц.

Гелиосистемы с легкостью интегрируются с сетями тепло и водоснабжения. Монтаж вакуумных солнечных коллекторов помогает существенно сократить затраты на энергоносители в холодное время года и обеспечить бесплатное горячее водоснабжение летом.

Гелиоустановка Oventrop для подогрева контура ГВС и отопления состоит из: коллекторного поля (вакуумного трубчатого или пластинчатого), станции для гелиоустановок „Regusol“ с контроллером для подключения солнечного коллектора к аккумулятору тепла, аккумулятора или водонагревателя.

Принцип действия гелиоустановки для нагрева контура ГВС и отопительной системы основан на накоплении тепловой энергии в моновалентный нагреватель. Контур ГВС нагревается при помощи станции “Regumaq X”. Работа с системой отопления происходит чаще всего через обратную линию отопительного контура. Если температура в водонагревателе выше, чем в обратной линии контура, то в обратную линию пускается вода через водонагреватель. В противном случае нагрев идет от обычной системы отопления.

Полезная информация

Выполненные объекты

Бронницы

Частный дом

Адрес:  Московская область

Используемая продукция Oventrop:

  • Гелиосистема на базе солнечных вакуумных коллекторов OKP 20
  • Насосные группы для обвязки котельной Regumat
  • Шаровые краны Optibal

Солнечные коллекторы

  • Процедура зачета и продажи электроэнергии в сеть теперь закон!

    Мы долго это ждали и это произошло! В правительстве Российской Федерации подписали Постановление №299 от 02.03.21...

    Подробнее...

  • Российские гелевые батареи TUBOR GEL

      Представляем Российские гелевые батареи TUBOR GEL !!!   TUBOR — это завод по производству аккумуляторов в...

    Подробнее...

  • Teplocom 500+ ИБП с изюминкой!

    Известный Российский производитель "Бастион" продолжает радовать новинками! Теперь это ИБП...

    Подробнее...

  • Бесперебойник для котла - зима рядом!

    Уже и зима не за горами. Самое время позаботиться о бесперебойной работе Вашего котельного...

    Подробнее...

  • Монокристалические солнечные батареи 325 Вт PERC

    Уникальные солнечные Монокристаллические батареи TW325MWP-60-H PERC Мы пополняем наш склад...

    Подробнее...

  • Аккумуляторы Vektor Energy

      Весь спектр

    аккумуляторов от компании Vektor, в том числе и знаменитый Carbon доступны для наших клиентов!...

    Подробнее...

  • Оборудование б/у по сниженным ценам!

      Новое пополнение товаров в разделе: "Оборудование б/у":   Аккумуляторный инвертор Expert MKS 5K...

    Подробнее...

  • Уточняйте цену товара!

    Уважаемые Клиенты и Посетители сайта! В связи с постоянно меняющимися курсами валют, стоимость оборудования и материалов тоже...

    Подробнее...

  • Пополнение нашего склада - сетевые солнечные инверторы

    СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА НА ОСНОВЕ СЕТЕВОГО ИНВЕРТОРА           Новое поступление 2020 - сетевые...

    Подробнее...

  • Микрогенерация в России есть!

    Государственная Дума приняла в третьем чтении поправки в Федеральный закон "Об электроэнергетике" в части развития...

    Подробнее...

  • Новые АКБ Vector c технологией DEEP CYCLE+CARBON

       Новинка на рынке накопления энергии - АКБ VECTOR c технологией DEEP CYCLE+CARBON   Наша компания...

    Подробнее...

  • Новые АКБ Delta с индикацией и продлением срока эксплуатации

    На наш склад поступают новые аккумуляторы от известного производителя DELTA с улучшенными...

    Подробнее...

  • Перспективы солнечных водонагревателей в России | Архив С.О.К. | 2011

    Использование возобновляемых источников энергии (ВИЭ) для производства электроэнергии и тепла получило в последние 10–15 лет интенсивное развитие во многих странах мира. К ВИЭ относятся солнечная, ветровая, геотермальная энергии, энергия, содержащаяся в биомассе растительного и животного происхождения, в действии морских волн и приливов, рассеянная теплота окружающей среды. Солнечная энергия по своим масштабам значительно превосходит другие виды ВИЭ и является их источником, за исключением геотермальной энергии и энергии приливов.

    Заметим также, что солнечное излучение, поступающее на Землю, является абсолютно экологически чистым. Солнечная энергия может быть преобразована в электрическую энергию и тепло. Оба этих направления находят в мире практическое применение. Преобразование солнечной радиации в тепло осуществляется с помощью достаточно простых технических средств, поэтому оно получило наибольшее распространение. В настоящей статье предметом рассмотрения является именно это направление.

    Использование солнечной энергии для нагрева воды в бытовых и промышленных целях, отопления зданий и сооружений, сушки продуктов и материалов и т.п. объединяется понятием «солнечное теплоснабжение». Наибольшее применение нашел нагрев воды посредством энергии солнца.

    Виды солнечных коллекторов. Солнечные коллекторы подразделяются на плоские и фокусирующие. Плоские жидкостные коллекторы используются для нагрева воды до 50–80 °C. Плоские воздушные коллекторы применяются с целью нагрева воздуха для систем воздушного отопления или сушки различных продуктов и материалов.

    Для нагрева воды или органического теплоносителя до более высоких температур (200–300 °C) используются фокусирующие солнечные коллекторы, в которых приемник облучается концентрированным солнечным излучением, что позволяет существенно повысить температуру нагреваемого теплоносителя. Однако воздушные коллекторы не получили в отечественной практике достаточного распространения, а фокусирующие значительно более дороги, чем плоские, т.к. требуют применения оптических концентрирующих устройств — зеркал или линз, постоянно ориентируемых на солнце. Поэтому мы ограничимся рассмотрением солнечных установок на основе плоских жидкостных коллекторов.

    Конструкция и принцип действия солнечной водонагревательной установки. Основным элементом установки солнечного горячего водоснабжения является плоский солнечный коллектор, содержащий четыре основных конструктивных элемента: зачерненную металлическую панель с каналами для теплоносителя, наружное остекление, тыльную теплоизоляцию и корпус, который по периметру объединяет указанные элементы.

    Солнечные установки используются для сезонного и круглогодичного горячего водоснабжения и выполняются по однои двухконтурной схеме соответственно. Одноконтурная солнечная одонагревательная установка. Установки сезонного горячего водоснабжения выполняются по одноконтурной схеме. Простейшая схема такой водонагревательной установки для индивидуального потребителя с естественной циркуляцией теплоносителя (воды) показана на рис. 2.

    Вода, нагретая в солнечных коллекторах 1, в силу меньшей плотности поднимается по циркуляционному трубопроводу 2 и поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора 3. Из его нижней части холодная вода перемещается в солнечные коллекторы. Система работает тогда, когда весь циркуляционный контур, в т.ч. и бак-аккумулятор, заполнен водой, что обеспечивается регулятором уровня 7, например, простейшего поплавкового типа. Распределение горячей воды по трубопроводу 4 производится из верхней части бака-аккумулятора, где скапливается наиболее горячая вода.

    Расход горячей воды компенсируется поступлением холодной воды из водопровода через регулятор уровня 7 и трубопровод 8, подсоединенный к нижней части бака-аккумулятора. Бак-аккумулятор с воздушной трубкой 9 и регулятор уровня являются сообщающимися сосудами, в которых сохраняется одинаковый уровень воды. Воздушная трубка 9 используется также для удаления воздуха из системы. Вентиль 5 служит для дренажа системы, а вентиль 6 — для отключения ее от водопровода.

    Естественная циркуляция воды в системе характерна для установок с площадью солнечных коллекторов не более 40–50 м2. В установках большей площади требуется наличие циркуляционного насоса в контуре. Рекомендуемый удельный расход воды в коллекторном контуре составляет до 50 л/(м2⋅ч). Одноконтурные солнечные водонагревательные установки являются сезонными, поскольку не могут работать в холодное время года из-за опасности замерзания воды и разрушения системы.

    На зиму они должны быть опорожнены и законсервированы. Двухконтурная солнечная водонагревательная установка. Установки солнечного горячего водоснабжения круглогодичного действия выполняются по двухконтурной схеме. В этом случае в первом (коллекторном) контуре используется какой-либо нетоксичный незамерзающий теплоноситель.

    На рис. 3 представлен один из возможных вариантов двухконтурной схемы солнечной водонагревательной установки с емкостным теплообменником, встроенным в бак-аккумулятор и образующим вместе с солнечными коллекторами и циркуляционными трубопроводами первый контур, заполняемый незамерзающей жидкостью. Кроме теплообменника, дополнительными элементами установки являются расширительный бачок 11, вентиль 12, служащий для дренажа бака-аккумулятора, и дублер 13, работающий на каком-либо традиционном энергоносителе.

    Приведенные на рис. 2 и 3 схемы являются примерными и могут быть выполнены в различных вариантах. Так, более крупные двухконтурные солнечные установки имеют, как правило, не емкостной, а выносной скоростной теплообменник. При этом в контуре бакаккумулятор-теплообменник устанавливается циркуляционный насос. Наиболее сложными являются схемы солнечных установок, участвующих в покрытии как нагрузки горячего водоснабжения, так и отопления.

    Необходимым условием в данном случае является разделение отопительного контура и контура горячего водоснабжения. При любой используемой схеме солнечной установки необходима теплоизоляция бака-аккумулятора и циркуляционных трубопроводов во избежание бесполезных тепловых потерь.

    Технические характеристики. Основными характеристиками солнечных водонагревательных установок являются коэффициент замещения нагрузки (доля солнечной энергии в покрытии нагрузки) и удельная (в расчете на 1 м2 коллектора) годовая или сезонная теплопроизводительность. Первая из них определяет значимость установки для потребителя, вторая — экономический эффект от применения установки.

    Расчеты показывают, что в климатических условиях России солнечные установки горячего водоснабжения круглогодичного действия имеют удельную годовую теплопроизводительность от 0,35 до 0,8 Гкал/м2 при коэффициенте замещения нагрузки от 0,25 до 0,5. Для установок сезонного действия эти характеристики составляют от 0,2 до 0,5 Гкал/м2 и от 0,5 до 0,7, соответственно. КПД солнечного коллектора зависит от ряда факторов: внешних (плотность потока солнечной радиации, температура наружного воздуха), режимных (расход воды через коллектор), конструктивных.

    При эксплуатации солнечных коллекторов в составе водонагревательной установки внешние факторы изменчивы вследствие природы используемого источника энергии, могут меняться и режимные факторы. Поэтому коллекторы также являются «величиной переменной». Это создает трудности, например, при сравнительной оценке различных конструкций коллекторов, поскольку такое сравнение требует равенства внешних факторов и расхода теплоносителя, что в реальных условиях далеко не всегда возможно.

    Вот почему совершенство конструкции коллектора оценивается не по величине КПД вследствие его изменчивости, а по способности коллектора эффективно поглощать солнечную радиацию, а также по величине удельных тепловых потерь, которые являются постоянными. Для ориентировки отметим, что при температуре воздуха более 20 °C и плотности потока солнечной радиации в плоскости коллектора не менее 600 Вт/м2 КПД современных коллекторов составляет 0,5–0,6.

    Область применения. Установки солнечного горячего водоснабжения применяются в основном для обеспечения горячей водой конкретного объекта — жилого дома, больницы, гостиницы и т.д., хотя в мировой практике известны крупные установки для централизованного горячего водоснабжения населенных пунктов с несколькими тысячами жителей.

    В подавляющем большинстве случаев, когда требуется гарантированное обеспечение потребителя, солнечная установка должна иметь дублера, т.е. источник тепла на какомлибо традиционном теплоносителе — газовый котел, электрический нагреватель и пр. Таким дублером может быть и теплосеть. Однако в данной ситуации необходимо обеспечить возможность как регулирования поступления тепла из сети, так и, в особенности, его учет с оплатой по фактическому потреблению, иначе теплоснабжающая организация будет выставлять счета на оплату по своим нормативам независимо от наличия у потребителя солнечной установки, и ее применение потеряет смысл.

    Перспективным направлением применения солнечных установок для нагрева воды является создание солнечно-топливных котельных, в которых солнечная установка является своеобразной приставкой к существующей или вновь создаваемой котельной. Использование солнечных установок горячего водоснабжения достаточно эффективно в европейской части России южнее Воронежа, Самары, в южной части Западной и Восточной Сибири, в Приморском крае.

    Сезонные установки горячего водоснабжения эффективны при длительном межотопительном периоде. Что касается применения солнечных установок на основе плоских жидкостных коллекторов для отопления в климатических условиях России, то в целом это технически и экономически нецелесообразно. Объясняется это следующим — чтобы вклад солнечной энергии в отопительную нагрузку был достаточно ощутимым, площадь солнечных коллекторов в установке должна составлять не менее 0,4 отапливаемой площади здания.

    Весной существенно увеличивается приток солнечной радиации, и теплопроизводительность установки значительно превосходит нагрузку горячего водоснабжения, в результате чего тепловая мощность установки не может быть использована полностью и среднегодовая удельная теплопроизводительность оказывается в разы меньше, чем для установок, предназначенных только для солнечного горячего водоснабжения. Поэтому их целесообразно применять в некоторых районах Забайкалья и Дальнего Востока в силу особенностей климата — ясные, солнечные зимы позволяют эффективно использовать эти системы.

    Условия размещения солнечной установки. В любом месте размещения солнечной установки необходимо соблюдать условия ее незатенения в течение дня соседними строениями, растительностью и другими помехами (рис. 4). Удобно располагать солнечные коллекторы на крыше обеспечиваемого объекта, если ее площадь достаточна для размещения требуемого количества коллекторов и конструкция кровли позволяет это сделать.

    Технико-экономический эффект. Использование солнечных водонагревательных установок приводит к экономии топлива и соответственно к снижению вредных выбросов, связанных с его сжиганием, а также к улучшению бытовых условий для населения, особенно в сельской местности, где горячее водоснабжение практически отсутствует. Однако экологические и социальные выгоды не имеют в современных российских условиях никакого экономического эквивалента.

    Поэтому расходы на создание солнечной установки могут окупиться только за счет экономии расхода традиционных теплоносителей. Величина удельных (в расчете на 1 м2 коллектора) затрат на создание солнечных водонагревательных установок по данным ЮРЭК составляет $125–180. Значения удельной годовой теплопроизводительности приведены выше. Из этих данных следует, что приемлемый срок окупаемости солнечных установок горячего водоснабжения (пятьшесть лет) может быть достигнут при стоимости замещаемого тепла 1000–1200 руб/Гкал.

    В настоящее время тарифы на тепло, поставляемое централизованными системами теплоснабжения, составляют для различных регионов страны от 250 до 900 руб/Гкал. Для сферы децентрализованного теплоснабжения достоверная статистика о стоимости отпускаемого тепла отсутствует. Очевидно, что она в целом выше, чем при централизованном теплоснабжении. Поэтому областью применения солнечных установок являются в первую очередь зоны децентрализованного теплоснабжения.

    При замещении электроэнергии ситуация для солнечных установок более благоприятна. Приемлемые сроки окупаемости достигаются в большинстве регионов. Следует отметить, что действующие в стране тарифы на электроэнергию и тепло являются также инструментом социальной политики государства, что находит свое выражение, в частности, в так называемом перекрестном субсидировании, когда, например, тарифы для населения существенно ниже, чем для других групп потребителей (промышленность, бюджетные потребители и др.).

    Тем не менее постоянное из года в год повышение тарифов на тепло и электроэнергию хотя и является негативным фактором для потребителей, расширяет сферу экономически выгодного применения солнечных установок. В любом случае решение об использовании солнечной установки в определенном пункте для конкретного потребителя должно приниматься на основе технико-экономического анализа с учетом расчетной теплопроизводительности установки, требуемых затрат на ее создание, местных тарифов на тепло и электроэнергию или цен на топливо.

    Зарубежный опыт использования ВИЭ — причины, сдерживающие развитие солнечного теплоснабжения в России. Небезынтересно сравнить ситуацию с использованием солнечной энергии для теплоснабжения в нашей стране и за рубежом. Во многих зарубежных странах использование различных видов возобновляемых источников энергии, в т.ч. солнечной, является приоритетной задачей государственной технической политики в области энергетики.

    Инструментом реализации этой политики служит принятое в этих странах законодательство, определяющее правовые, организационные и экономические основы использования ВИЭ. Последние состоят в установлении мер экономического стимулирования (благоприятные тарифы на производимую энергию, налоговые и кредитные льготы, прямые дотации) для становления и адаптации ВИЭ на энергетическом рынке.

    В результате указанных мер ВИЭ широко применяются во многих странах. Так, площадь используемых в мире солнечных коллекторов превысила в настоящее время 70 млн м2. Лидерами в этом области являются США, Китай, Япония, Германия и Израиль. В Израиле принят закон, по которому жилые дома до пяти этажей в обязательном административном порядке должны быть оборудованы системами солнечного горячего водоснабжения, за исключением некоторых случаев, препятствующих эффективному использованию таких систем (затенение, неблагоприятная ориентация, например, установка системы на северном скате крыши и т.д.).

    Вследствие этого в Израиле на каждого человека приходится 1 м2 солнечного коллектора. В бывшем СССР солнечное горячее водоснабжение имело некоторое распространение (общая площадь солнечных коллекторов составляла около 150 тыс. м2). Однако коллекторы использовались главным образом в южных районах, ныне находящихся вне России. С сожалением можно констатировать, что в настоящее время в России использование ВИЭ не является приоритетной задачей и солнечное горячее водоснабжение развито слабо.

    Соответственно отсутствует законодательство в данной сфере, в т.ч. какие-либо меры экономического стимулирования этого направления. Развитие солнечного теплоснабжения сдерживается также ограниченной платежеспособностью потенциальных индивидуальных и коллективных потребителей солнечных водонагревательных установок. Тем не менее определенного успеха по созданию установок солнечного горячего водоснабжения на Северном Кавказе с суммарной площадью солнечных коллекторов более 4000 м2 добилась Южно-русская энергетическая компания (ЮРЭК, г. Краснодар).

    Несколько организаций осуществляют изготовление солнечных коллекторов. Наиболее крупным производителем этой продукции является Ковровский механический завод (КМЗ) в городе Коврове Владимирской области. Объективные условия, состоящие в постоянном повышении тарифов на электроэнергию и тепло, позволяют рассчитывать на развитие в этой сфере. Несмотря на сложные климатические условия во многих регионах России солнечное теплоснабжение, по крайней мере с технической точки зрения, достаточно эффективно.

    Солнечные коллекторы в Краснодаре

    Варианты исполнения

    В России использование солнечных коллекторов только набирает популярность, в то время как в США, Испании, на Кипре их количество уже составляет значительное число. В отличие от СЭС, коллекторы не вырабатывают электроэнергию, а нагревают теплоноситель, который затем используется в отоплении или горячем водоснабжении.

    Конструктивно солнечный коллектор бывает:

    - плоским;

    - концентраторным;

    - вакуумным.

    Для их производства используется медь и алюминий, стекло и поликарбонат, а также новейшие разработки в области специальных покрытий и теплопередачи.

    Плоский состоит из теплопоглотительного элемента, который затем нагревает теплоноситель - газ или жидкость: воду, масло, воздух и т.д. В режиме непротока температура воды может достигать 210°С. Самый бюджетный тип оборудования, отлично подходит для южных регионов, не требовательный к углу установки, самоочищающийся. Недостатки - трудоёмкий монтаж, высокие теплопотери, парусность.

    Концентраторный имеет устройство для фокусирования лучей и изготавливается разных типов: параболический, параболоцилиндрический или с применением линз. Более дорогие, с использованием электроники слежения за светилом с поворотом концентратора, они обладают повышенным К.П.Д.

    Вакуумный солнечный коллектор для нагрева воды и отопления дома представляет собой двухстеночную конструкцию, между стенками которого поддерживается вакуум, обеспечивающий минимальные теплопотери и лучший К.П.Д. Стоимость такой аппаратуры большая, но и экономия наиболее существенная.

    В продаже можно найти оборудование следующих производителей:

    - Suntech, Китай;

    - Solarworld, Германия;

    - Panasonic, Япония;

    - Hanwha Solar One, Ю.Корея;

    - Motech, Тайвань;

    - Sunpower, США;

    - Canadian Solar, Канада и т.д.

    Сейчас уже можно купить солнечные коллекторы российского производства, которые по качеству ставятся специалистами выше китайских, а по стоимости могут им даже уступать.

    Выбор данного оборудования не является тривиальной задачей. Нужны определенные знания в этой сфере. Решить эту задачу помогут специалисты компании «ЭлекТрейд». Наши сотрудники произведут необходимые расчеты в соответствии с Вашими потребностями, оценят возможность доставки и установки купленного оборудования. Развитая логистика дает нам возможность успешно работать не только пределах Краснодара и Краснодарского края, но и в других регионах России.

    Доставим солнечные коллекторы в Краснодар

    Доставка оборудования осуществляется разными вариантами, автомобильным, железнодорожным и воздушным транспортом.

    Компания Электрейд готова отгрузить продукцию заказчику в его собственный транспорт, организовать доставку на автотранспорте компании, или же подготовить доставку мощностями любой удобной транспортной компании.

    Например в Краснодаре вы можете забрать оборудование со склада компании по адресу г. Краснодар, ул. Дачная, 314

    Солнечное отопление: экологично и экономно

    Солнечное отопление является экологически чистым и выгодным средством поддержания тепла. Основные траты приходятся на покупку и установку соответствующего оборудования. Конструкции не нуждаются в периодическом контроле и техническом обслуживании.

    К минусам использования солнечного отопления в российских условиях можно отнести то, что на данный момент в большинстве регионов оно не способно полностью удовлетворить потребность в обогреве помещений на протяжении круглого года. Поэтому приходится использовать системы, комбинирующие солнечные коллекторы с другими источниками тепла. Но даже в этом случае затраты на отопление в холодное время года снижаются до 30-50%. Переключение с солнечного отопления на другие источники тепла в большинстве систем происходит в автоматическом режиме. Правда в некоторых случаях бывает достаточно обойтись увеличением площади поверхности коллектора и установкой дополнительных теплообменников.

    На данный момент в мире больше всего используются солнечные коллекторы в Китае – на эту страну приходится больше половины всех смонтированных установок. По состоянию на 2011 год Европа занимала второе место с 14%.

    В России ситуация с солнечными коллекторами (как с ВИЭ и энергоэффективностью в целом) значительно хуже, не смотря на то, что даже в условиях Салехарда, расположенного на полярном круге, в летнее время солнечные тепловые установки могут удовлетворить потребность в теплой воде на протяжении более 60% времени. Наибольшим же потенциалом в использовании солнечных коллекторов обладают Приморье, юг Сибири и Забайкалье, как регионы  с наибольшим среднегодовым поступлением солнечного излучения. За ними идут значительная часть Сибири и юг европейской части РФ.

    Общая площадь солнечных коллекторов в РФ по состоянию на 2013 год оценивается всего в 30 тыс. кв. м.  Для сравнения, в Китае за тот же период – более 2 млн кв. м или чуть больше четверти всей площади.

    Виды солнечных коллекторов

    Под солнечным коллектором понимают специальное устройство, которое собирает тепловую энергию Солнца. Коллектор не производит электричество как фотоэлектрические батареи, а лишь нагревает теплоноситель.

    В основном используют два типа коллекторов.

    Плоский солнечный коллектор состоит из корпуса и поглощающего инфракрасное излучение элемента в виде пластины, на которую нанесено селективное покрытие. Корпус теплоизолирован с боковых и тыльной сторон. Обращенная к Солнцу часть коллектора прозрачна, что обеспечивает проникновение солнечного излучения внутрь него. Чем больше размер пластины и, следовательно, ее площадь, тем выше мощность всего устройства. Поглощаемая пластиной энергия затем передается на теплоноситель.

    Вакуумный солнечный коллектор представляет собой более совершенную конструкцию. В основе его работы лежит применение вакуумных трубок, устройство каждой из которых можно сравнить с устройством колбы термоса. Это стеклянная трубка с двумя стенками, между которыми находится вакуум. Внешняя стенка прозрачна. На наружную поверхность внутренней стенки нанесен особый селективный слой, который способен улавливать солнечное излучение. Вакуумная прослойка способствует сохранению около 90% всей полученной энергии. Проводниками тепла в устройстве служат тепловые трубки с залитой внутрь специальной легкокипящей жидкостью. Под воздействием солнечной энергии этот состав быстро вскипает и испаряется. Пар поднимается в верхнюю область трубки и отдает тепло теплоносителю. При этом происходит конденсация газа, он переходит в жидкую фазу и стекает внутрь трубки. Процесс повторяется.

    У каждого типа коллекторов есть свои преимущества.

    Так, более простые плоские коллекторы способны самоочищаться от снега, могут быть установлены под любым углом наклона, стоят дешевле, чем вакуумные, обладают высокой производительностью в летнее время.

    Вакуумные коллекторы способны запасать тепло на больший срок и с меньшими потерями, позволяют генерировать более высокие температуры и лучше работают в условиях низких температур и слабой освещенности.

    Пасмурная погода, дождь и облачность не станут преградой для системы теплоснабжения с солнечным коллектором, хотя и понизят ее эффективность. На этот случай во многие коллекторы встроены интеллектуальные контроллеры, позволяющие подключать к работе другие энергетические источники.

    Солнечные коллекторы окупаются в течение нескольких лет. Конкретный срок зависит от начальных затрат на покупку и установку, стоимости энергии в данном регионе, интенсивности использования оборудования.

    Применяются коллекторы обычно для отопления и снабжения горячей водой домов, дач, гостиниц, баз отдыха. Подходят они и для производственных помещений небольших размеров, а также для теплиц и оранжерей. Наибольший потенциал для их использования имеют текстильная и пищевая промышленность как отрасли, в которых в наибольшем количестве производственных процессов используется теплая и горячая вода.

    Бери от Солнца все: в России создали самую эффективную гелиостанцию | Статьи

    Российские ученые создали солнечный модуль для автономных потребителей c концентратором энергии и системой слежения за Солнцем. Это устройство преобразует солнечное излучение в электрическую и тепловую энергию в полтора раза эффективнее существующих российских и зарубежных аналогов: оно производит на 50–70% больше тепловой энергии и на 30% — электрической. Установка может быть использована в частных домах или небольших фермерских хозяйствах. 

    Энергосбережение представляет собой одну из наиболее актуальных мировых проблем в области экономики и экологии. Поэтому ученые постоянно находятся в поиске новых источников энергии, а также совершенствуют существующие. Больших успехов на этом поприще достигли научные сотрудники из Федерального научного агроинженерного центра ВИМ. Они разработали установку, эффективность преобразования солнечной энергии которой выше, чем у аналогичных и российских, и зарубежных систем.

    Устройство состоит из модулей преобразования солнечного излучения в электроэнергию и тепло, систем протока воды и слежения за Солнцем.

    — В обычных солнечных батареях около 20% энергии солнечного излучения преобразуется в электричество, остальная часть просто рассеивается в пространстве, — рассказал один из авторов работы Леонид Сагинов. — В нашей же установке этот остаток солнечной энергии не теряется, а утилизируется в виде тепла — поглощаемое солнечное излучение нагревает воду до 70°C, и ее потом можно использовать для питья, мытья, отопления.

    Устройство работает следующим образом. Солнечное излучение попадает на концентраторы, сделанные в форме изогнутых листов из алюминия со специальным покрытием, хорошо отражающим свет. Оттуда он попадает на фотоприемники, на которые наклеены небольшие кремниевые солнечные элементы. Часть энергии идет на выработку электричества. Также внутрь фотоприемника поступает вода, нагрев которой происходит от солнечных элементов. Благодаря треугольной форме фотоприемника общая температура вытекающей жидкости выше, чем если бы элемент был прямоугольным, — зауженный конец детали нагревается быстрее и сильнее, чем его остальная часть.

    По словам разработчиков, такая конструкция увеличивает концентрацию падающего излучения примерно в десять раз по сравнению с обычной солнечной батареей, а снижение общей стоимости устройства доходит до 30–40%.

    Модули устанавливаются на специальной раме, положение которой контролирует автоматическая система слежения за Солнцем.

    — На сегодняшний день только зарубежные промышленные солнечные электростанции и установки обеспечены устройствами слежения за Солнцем, — пояснил заведующий лабораторией солнечной энергетики ВИМ Владимир Майоров. — Мы первыми создали солнечный теплофотоэлектрический модуль с концентратором и системой слежения за Солнцем для автономных потребителей, например для частного дома или небольшого фермерского хозяйства.

    По сравнению с существующими промышленными солнечными модулями, произведенными за рубежом, годовая выработка электроэнергии новой установки в полтора раза больше. За счет концентрирования солнечного излучения на фотоприемниках и их особой формы, использования устройства слежения за Солнцем устройство производит на 50–70% больше тепловой энергии и на 30% — электрической.

    — Крупные и мощные установки вроде этой требуют значительных затрат при установочных работах, — отметил инженер Центра энергоэффективности НИТУ «МИСиС» Данила Саранин. — На сегодняшний день и без того низкая доля концентраторных фотопреобразователей на рынке уменьшается, так как представлены более дешевые и легковесные аналоги, имеющие меньшие сроки окупаемости, — например, двусторонние панели на кремниевых гетероструктурах. Однако представленный комплекс энергоустановки может быть с успехом использован в местах с полным отсутствием центральных электросетей, так как небольшие солнечные батареи не могут обеспечить электроэнергией частный дом или хозяйство.

    На данный момент исследователи работают над повышением эффективности концентраторов для увеличения продуктивности работы солнечного модуля. Также в планах разработчиков переход на 3D-печать при изготовлении большей части созданной установки.

    ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

     

    Солнечное ГВС – условия выгоды

    Опубликовано: 23 июля 2019 г.

    100

    Горячее водоснабжение с использованием тепла, полученного от солнечных коллекторов, даже в климатических условиях средней полосы может быть, как сезонным, так и круглогодичным в зависимости от выбранного решения, которое в любом случае повысит экологичность и эффективность системы теплоснабжения дома.

    Широкое внедрение систем ГВС, использующих для нагрева воды энергию солнца, в значительной степени ограничивается сроком окупаемости дополнительных затрат на приобретение и установку солнечного коллектора и сопутствующего оборудования. Срок окупаемости зависит от сложившегося уровня цен на различные виды энергоносителей, а также от климатической зоны, где предстоит воплотить данный проект, и корректного выбора схемы и оборудования, наиболее отвечающих как запросам потребителя, так и максимальной энергоэффективности для конкретного случая.

    Оправданность использования

    Географическая широта места и климатические особенности (например, количество солнечных дней и осадков) имеют особенно важное значение при выборе схем с использованием солнечных коллекторов для ГВС. Показатель среднегодовой инсоляции по России изменяется в пределах от 1460 кВт•ч/м² (Сочи) до 800 кВт•ч/м² (Мурманск) (рис. 1). При этом количество солнечной энергии уменьшается к северу не пропорционально увеличению широты. Например, для Дальнего Востока и восточной Сибири инсоляция более высокая, чем для аналогичных по широте районов центральной России или Урала. В Якутске солнечная радиация сопоставима с показателями Москвы и составляет 1035 кВт•ч/м².

    Рис. 1 Годовая продолжительность солнечного сияния, часы. Территории, где годовая продолжительность солнечного сияния ≥ 2000 ч, считаются благоприятными для практического использования солнечной энергии

    Солнечная установка работает с производительностью достаточной для нужд частного домовладения в регионах с количеством годовой солнечной энергии более 1000 кВт•ч/м². Там, где инсоляция более 1300 кВт•ч/м², использование солнечных коллекторов становится заметно выгодным.

    Наибольшую выгоду от включения солнечного коллектора в систему теплоснабжения можно получить в южных регионах. По оценкам специалистов, сделанных на основе практического применения, производительности солнечной установки на Юге хватает, чтобы обеспечивать полноценное ГВС без помощи других генераторов тепла большую часть года. Срок окупаемости схем ГВС с солнечными коллекторами составляет в среднем 7 лет.

    На широте же Москвы гелиоколлекторы могут обеспечивать до 40 % энергии, необходимой для нужд ГВС. Для плоских солнечных коллекторов это соответствует 100 % в летний период и 10–15 % – в зимний. Лучший результат получается при использовании вакуумных солнечных коллекторов.

    Рис. 2. Солнечные коллекторы установленные на крыше здания

    Для систем солнечных коллекторов (рис. 2) производительность является переменной величиной. В ясный летний полдень производительность солнечного коллектора, отнесенная к площади абсорбера, может составлять примерно 700–800 Вт/м2 (1,5–2 кВт с одного коллектора). Однако погода не всегда бывает ясной и летом, на производительности солнечной установки сказываются также температура окружающей среды и другие погодные условия. Количество тепла, которые можно получить за сутки, зависит от широты местности и времени года. На производительности солнечной установки сказывается также правильное ее размещение на кровле или фасаде здания с учетом ориентации по сторонам света (табл.).

    Таблица. Месячная продолжительность (ч) солнечного сияния для стен разной ориентации

    Ориентация

    І

    ІІ

    ІІІ

    ІV

    V

    VІІ

    VІІІ

    ІΧ

    Χ

    ΧІ

    ΧІІ

    Север

    Восток

    Юг

    Запад

    36

    82

    46

    56

    122

    67

    92

    192

    100

    12

    122

    236

    126

    77

    144

    213

    146

    104

    161

    214

    157

    88

    156

    210

    142

    54

    125

    198

    127

    2

    95

    189

    95

    48

    98

    50

    33

    72

    38

    26

    60

    35

    Количество тепловой энергии, получаемой с помощью солнечного коллектора энергии, варьируется в широких пределах, поэтому использовать солнце как единственный источник тепла для ГВС ненадежно. В большинстве случаев рекомендуется предусмотреть для подогрева воды в баке-водонагревателе резервный теплогенератор. Это может быть, например, второй теплообменник, привязанный к резервному котлу или электронагревателю. Также сам бак может быть не просто косвенного нагрева, а комбинированного – включать в конструкцию, например, ТЭН (рис. 3).

    Рис. 3 Принципиальная схема накопительного водонагревателя косвенного нагрева

    Выбор решения и преимущества

    При обеспечении ГВС от солнечного коллектора требуемая производительность коллектора определяется из количества проживающих в коттедже: 2–3; 3–4 и 4–5 человек. Для выбора оборудования важны усредненные значения минимальных зимних температур, место установки бака-аккумулятора – снаружи или внутри здания, а также предполагаемое расположение солнечного коллектора – на земле, плоской или наклонной крыше. Сочетание этих факторов приводит к тому, что один комплект оборудования может оказаться оптимальным для различных случаев.

    Принципиальная схема системы теплоснабжения, включающая гелиоколлектор, зависит, в том числе, от того используется ли тепло солнца только для ГВС или также для отопления помещений. Если теплоснабжение с солнечными коллекторами рассматривается как сезонное энергосберегающее решение исключительно для ГВС, то это сравнительно простое с технической и монтажной точки зрения. В другом случае, при готовности делать дополнительные затраты на приобретение и установку качественного оборудования – оно становится даже в климатических условиях средней полосы полноценной, экологичной, энергоэффективной и, что немаловажно, высоконадежной системой теплоснабжения. Однако во всех случаях рационально включать в эту систему бак-аккумулятор, с резервным теплогенератором.

    Системы теплоснабжения, в которых используется несколько источников тепла называются комбинированными или поливалентными. В большинстве регионов, за исключением южных, гелиоколлекторы применяются именно в таких системах, сообщая им, с одной стороны, большую устойчивость (эксплуатационную надежность), с другой – экономичность.  Обычно поливалентная система с гелиоколлектором (рис. 4) включает в себя также котел, подогревающий воду в баке-аккумуляторе при необходимости поддержания заданной температуры или обеспечивающий оптимальные параметры отопительного контура. В таких системах могут применяться как одно, так и двухконтурные котлы. Энергия, получаемая от солнечных коллекторов, обычно служит в качестве дополнительного, а в летний период и основного, источника тепла для ГВС.

    Рис. 4. Схема ГВС с одноконтурным котлом и солнечным коллектором

    К главным преимуществам системы теплоснабжения с ГВС от гелиоколлектора можно отнести существенную экономию средств на энергоносители. Практика эксплуатации таких систем по оценкам, сделанным специалистами, показывает, что доля покрытия гелиоколлектором затрат на ГВС составляет: 70,4 % для системы, установленной на объекте в Новосибирске, 57,1 % – в Чебоксарах и 80,3 % – в Сочи. Кроме того, использование тепла солнца, в значительной степени обеспечивает пользователю большую независимость от роста тарифов на энергоносители.

     Однако современный уровень надежности и эффективности ГВС от геоколлекторов может быть обеспечен только за счет применения средств автоматического регулирования. Их использование тем более необходимо в системах с изменяющейся в широких пределах мощностью и производительностью: от максимальной – в утренние и вечерние часы до минимальной – в середине дня. Оптимальная работа системы ГВС с гелиоколлектором обеспечивается автоматическим переключением режимов нагрева воды в бойлере и изменением производительности насоса гелиоконтура.

    Дополнительную экономию и надежность обеспечивает совместная работа в системе теплоснабжения солнечных коллекторов и тепловых насосов.

    Статья из журнала "Аква-Терм" № 3/2019


    вернуться назад

    Читайте также:

    Солнечное теплоснабжение: мировая статистика и особенности российского опыта

  • 1.

    В. Вайс, М. Шперк-Дюр, Ф. Маутнер, «Солнечное тепло во всем мире», в Мировое развитие рынка и тенденции в (2016) Подробные рыночные показатели (2015 г.) AEE INTEC. AEE – Институт устойчивых технологий. Программа солнечного отопления и охлаждения IFA, 2017 (Международное энергетическое агентство, 2017).

    Google Scholar

  • 2.

    Bundesamt für Energien (BFE): Markterhebung Sonnenenergie 2015 – Teilstatistik der Schweizerischen Statistik der erneuerbaren Energien ; подготовлено SWISSOLAR, Томас Хостеттлер (Берн, Швейцария, 2016 г.).

  • 3.

    Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT): инновационные энергетические технологии в Австрии - развитие рынка, 2015 г. , подготовлено Peter Biermayr et al. (Вена, Австрия, 2016).

  • 4.

    Bundesverband Solarwirtschafte. V. (BSW-Solar): Statistische Zahlen der deutschen Solarwärmebranche (Solarthermie) 2015 . По состоянию на октябрь 2016 г.

  • 5.

    ClearSky Advisors Inc.: Обзор активных солнечных тепловых коллекторов, промышленности и рынков в Канаде ( 2015 , подготовлено ClearSky Advisors Inc., доктор Реда Джеббар (Natural Resources Canada, март 2016).

  • 6.

    Европейская федерация солнечной тепловой промышленности (ESTIF): Рынки солнечной тепловой энергии в Европе, тенденции и статистика рынка, 2015 г. (Бельгия, Брюссель; ноябрь 2016 г.).

  • 7.

    IRENA: Возобновляемые источники энергии и рабочие места: Годовой обзор 2016.

  • 8.

    W. Weiss, Wirtschaftsfaktor Solarenergie (Wien, 2003).

    Google Scholar

  • 9.

    W. Weiss и P. Biermayr, Потенциал солнечной тепловой энергии в Европе (ESTIF, 2006).

    Google Scholar

  • 10.

    U. Lehr, Beschäftigung durch erneuerbare Energien в Германии: Ausbau und Betrieb, Heute und Morgen (Osnabrück, März 2015).

    Google Scholar

  • 11.

    Бутузов В.А., Бутузов В.В., Использование солнечной энергии для производства тепловой энергии: Справочник / Под ред. Безруких П.П. (М .: Интехэнерго-издат, 2015).

  • 12.

    Попель О.С., Фрид С.Е., Мордынский А.В., М.Х. Сулейманов, А.В. Арсатов, М.Ю. Ощенков, “Результаты разработки солнечного водонагревателя накопительного типа из полимерных и композиционных материалов” // Теплоэнергетика.Англ. 60 , 267–269 (2013). doi 10.1134 / S0040601513040101

    Статья Google Scholar

  • 13.

    Фрид С.Е., Арсатов А.В., Ощенков, «Инженерные решения для производства солнечных водонагревателей из полимерных композитов», Тепл. Англ. 63 , 399–403 (2016). doi 10.1134 / S0040601516060021

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    К.-Ю. Remmers, Groβe Solaranlagen.Einstiegt в Planung und Praxis (Solarpraxis AG, Берлин, 2001).

    Google Scholar

  • 15.

    Попель О.С., Фортов В.Е., Возобновляемая энергетика в современном мире (М .: МИАН, 2015).

    Google Scholar

  • 16.

    Попель О.С., Фрид С.Е., Фрид Ю. Коломиец Г., Кисилева С.В., Терехова Е.Н., Атлас ресурсов солнечной энергии на территории России (М .: ОИВТ РАН, 2010).

    Google Scholar

  • 17.

    Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3: Многолетние данные. Часть 1. Том. 13. Солнечное излучение и солнечный свет . Л .: Гидрометеоиздат, 1990. 272 ​​с.

  • 18.

    Фрид С.Е., Фрид Ю. Коломиец Г., Сушникова Е. В., Ямудер В. О. Эффективность и перспективы использования различных систем солнечного нагрева воды в климатических условиях Российской Федерации // Теплоэнергетика.Англ. 58 , 910–916 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Гридасов М.В., Кисилева С.В., Нефедова Л.В., Попель О.С., Фрид С.Е. Развитие геоинформационной системы «Возобновляемые источники России»: Постановка проблемы и выбор методов решения // Теплоэнергетика. Англ. 58 , 924–931 (2011).

    Артикул Google Scholar

  • Российская солнечная энергетика на пороге больших изменений

    Российская солнечная тепловая промышленность находится на пороге больших изменений.Несмотря на массовые протесты местных нефтегазовых лоббистов, правительство страны одобрило ряд мер, направленных на его поддержку.

    Принятые меры предполагают отбор проектов в области возобновляемых источников энергии на рентабельной основе. Операторы этих проектов смогут заключить договор на поставку электроэнергии, что обеспечит гарантированный возврат вложенных средств. Предпочтение будет отдаваться проектам с высоким уровнем локализации производственного оборудования. Ожидается, что первые отборы состоятся этой осенью.

    По словам заместителя премьер-министра России Аркадия Дворковича, ответственного за инициативу, победитель процесса отбора получит оплату за электроэнергию в течение 15 лет после запуска объекта с гарантированной нормой прибыли. по инвестициям 14%.

    Меры поддержки в опасности

    Меры поддержки, уже существующие для национальной солнечной энергетики, находились под угрозой отмены до сих пор из-за недавнего совместного письма премьер-министру России Дмитрию Медведеву.Письмо было отправлено Российским «Сообществом потребителей энергии», объединением, объединяющим крупнейших потребителей электроэнергии, и «Советом энергетики», в который входят крупнейшие игроки на рынке традиционных энергоснабжения России.

    Большинство российских аналитиков в области солнечной тепловой энергии и других возобновляемых источников энергии приветствовали решение правительства оказать поддержку отечественной солнечной тепловой энергетике и игнорировать аргументы оппонентов. Они надеются, что это улучшит ситуацию в отрасли, которая все еще остается сложной.

    Общая площадь солнечных электростанций в России пока небольшая, не превышает 30 000 м². До сих пор одним из самых серьезных препятствий на пути развития солнечной тепловой энергии было отсутствие федерального закона и четкой государственной политики в этой области. Отрасль также по-прежнему испытывает острую нехватку доступного оборудования.

    Несмотря на существующие проблемы, ситуация в отрасли за последние несколько лет значительно улучшилась. Кроме того, российский парламент недавно одобрил проект закона о развитии и использовании возобновляемых источников энергии.Несколько месяцев назад при Российской академии наук был создан специальный Исследовательский совет в области возобновляемых источников энергии и, в частности, солнечной тепловой энергии. Специалисты Минэнерго России также завершили разработку карты солнечной радиации, специально разработанной для использования проектировщиками солнечных систем.

    Большая часть импорта из Германии

    НПО «Машиностроительный», расположенное в Реутово (Московская область) и являющееся одним из ведущих машиностроительных предприятий России, в настоящее время также является крупнейшим производителем солнечных электростанций в России.Еще одно крупное производство солнечных коллекторов находится в Улан-Удэ (Бурятия), где в основном используются китайские комплектующие.

    Крупнейшими экспортерами солнечных коллекторов на российский рынок в настоящее время являются немецкие компании, такие как Buderus, Viessmann, Wolf, Vaillant and Schüco, Ariston из Италии и словацкая компания Thermosolar.

    Большинство российских солнечных электростанций установлено в южных регионах страны, которые имеют самые высокие уровни солнечной радиации.Основные регионы - Краснодар, Ставропольский край и Астраханская область. Ожидается, что в дополнение к южным регионам Бурятия останется еще одним центром российской солнечной энергетики. В настоящее время общее количество инсталляций в области составляет более 90 (более 4 000 м²).

    По словам Виталия Бутузова, профессора и директора компании «Краснодарские энергетические технологии», одного из ведущих российских разработчиков солнечных коллекторов, до сих пор солнечная тепловая энергия в основном развивалась по инициативе местных властей и частных инвесторов.Однако есть вероятность, что в ближайшем будущем ситуация существенно изменится, если будет принята прочная законодательная база для отрасли и обеспечены субсидии.

    Юджин Герден

    3 российских аэропорта переходят на использование солнечной энергии

    Мы всегда ищем новые идеи для реализации солнечной тепловой технологии, способной производить достаточное количество тепла и горячей воды. Мы были заинтригованы, узнав, что в ближайшем будущем три аэропорта в России будут оснащены солнечными тепловыми системами.Российский проект возглавляет компания «Базел Аэро», которая управляет несколькими аэропортами по всей стране.

    Solar Thermal World сообщает, что компания Basel Aero установила аналогичную систему в аэропорту Сочи незадолго до зимних Олимпийских игр 2014 года. Судя по всему, установка прошла достаточно успешно, и теперь компания планирует дополнительные установки в трех аэропортах у Черного моря.

    В аэропорту Сочи установлено 132 солнечные панели немецкого производителя.Панели создали примерно 304 м² дополнительного коллекторного пространства, которое в сочетании с существующими коллекторами создает систему, которая может обеспечивать до 85% горячей воды в аэропорту летом и 25% зимой.

    До сих пор «Базель Аэро» не сообщила, насколько крупными будут солнечные проекты для трех других аэропортов. Но мы знаем из личного опыта, что правильный дизайн и реализация могут иметь очень значительное влияние на количество энергии, используемой для производства горячей воды и тепла.Если они поступят правильно, эти аэропорты сразу заметят большую разницу.

    Множество коммерческих приложений

    Нам всегда приятно слышать о таких проектах, как проект российского аэропорта. Будучи экспертами в области сбора солнечной энергии, мы знаем, какой потенциал имеет эта технология как сейчас, так и в будущем. Мы также знаем, что существует множество коммерческих приложений, которые выиграют от высокоэффективного производства солнечной тепловой энергии.

    Здесь, в США, солнечные тепловые установки для коммерческого использования, как правило, сосредоточены на следующих областях:

    • Space Heat - Солнечные тепловые коллекторы преобразуют солнечную энергию в тепло, которое затем может передаваться через внутреннюю систему принудительного воздушного или водяного отопления для поддержания тепла в зданиях. Правильно спроектированная система способна обеспечить все необходимое для коммерческого здания теплом. Самая эффективная система отопления помещений - это лучистое тепло для пола, при котором вода, нагретая солнечными батареями, циркулирует через трубы PEX в бетонной плите пола.
    • Бытовое горячее водоснабжение - Солнечные тепловые технологии также могут очень быстро и эффективно производить значительное количество горячей воды. Эту воду можно использовать в туалетах, на кухне или в промышленных процессах. Жидкий теплоноситель циркулирует от солнечных панелей через теплообменники, которые, в свою очередь, передают тепло котлу или водонагревателю, уменьшая количество топлива, необходимое для достижения заданных температур.
    • Промышленное технологическое тепло - Одной из наиболее интересных областей, которые, похоже, сейчас развиваются, является технологическое солнечное тепло.Используя энергию солнца, мы можем генерировать тепло, которое устраняет или значительно снижает количество тепла, выделяемого ископаемым топливом, которое используется в промышленных процессах.

    На самом деле есть несколько ограничений в том, чего мы можем достичь с помощью солнечной энергии для отопления помещений и горячего водоснабжения. И по мере совершенствования технологии будут разрабатываться новые способы ее использования. Мы уже наблюдаем впечатляющие достижения в области накопительных мощностей, которые в конечном итоге сделают более практичным использование солнечной тепловой энергии в любое время суток.

    В Solar America Solutions мы особенно гордимся нашим запатентованным солнечным тепловым коллектором SunQuest 250®, теперь уже 4-го поколения. SunQuest 250®, возможно, является самой эффективной панелью солнечного теплового коллектора на рынке, способной обеспечивать температуру на выходе выше 400 ° F и генерировать до 35 000 БТЕ в час. Он также имеет ограниченную площадь всего 3 x 7 футов, что позволяет получить очень много от относительно небольшой установки на крыше.

    Мы надеемся, что российский проект пойдет так, как ожидают инженеры.Если это произойдет, они могут побудить аэропорты здесь, в США, более серьезно взглянуть на солнечную тепловую энергию. У нас есть множество коллекторных панелей для любых новых проектов.

    Источники:

    1. Солнечный термальный мир - http://www.solarthermalworld.org/content/russia-basel-aero-plans-solar-installations-three-airports-near-black-sea

    Краткая история солнечных панелей | Спонсируется

    Задолго до того, как 22 апреля 1970 г. был отмечен первый День Земли, способствующий повышению осведомленности об окружающей среде и поддержке защиты окружающей среды, ученые делали первые открытия в области солнечной энергии.Все началось с Эдмона Беккереля, молодого физика, работающего во Франции, который в 1839 году наблюдал и открыл фотоэлектрический эффект - процесс, который производит напряжение или электрический ток при воздействии света или лучистой энергии. Несколько десятилетий спустя французский математик Огюстен Мушо был вдохновлен работой физика. Он начал регистрировать патенты на двигатели на солнечных батареях в 1860-х годах. От Франции до США изобретатели были вдохновлены патентами математика и подали заявки на патенты на устройства, работающие на солнечной энергии, еще в 1888 году.

    Чарльз Фриттс установил первые солнечные панели на крыше Нью-Йорка в 1884 году. (Любезно предоставлено Джоном Перлином)

    Возьмите свет назад в 1883 год, когда изобретатель из Нью-Йорка Чарльз Фриттс создал первый солнечный элемент, покрывая селен тонким слоем золота. Фриттс сообщил, что селеновый модуль вырабатывал ток «непрерывный, постоянный и значительной силы». Эта ячейка достигла коэффициента преобразования энергии от 1 до 2 процентов.Большинство современных солнечных батарей работают с КПД от 15 до 20 процентов. Итак, Фриттс создал то, что было малоударным солнечным элементом, но, тем не менее, это было началом инноваций в области фотоэлектрических солнечных панелей в Америке. Названный в честь итальянского физика, химика и пионера электричества и энергетики Алессандро Вольта, фотоэлектрическая энергия - это более технический термин, обозначающий превращение световой энергии в электричество, и используется взаимозаменяемо с термином фотоэлектрический.

    «Аппарат для использования солнечной лучистой энергии» Эдварда Уэстона, запатентованный 4 сентября 1888 года.(Патент США 389,124)

    Всего несколько лет спустя, в 1888 году, изобретатель Эдвард Уэстон получил два патента на солнечные элементы - патент США 389,124 и патент США 389,425. В обоих патентах Уэстон предложил «преобразовать лучистую энергию, полученную от солнца, в электрическую или через электрическую энергию в механическую». Световая энергия фокусируется через линзу (f) на солнечный элемент (a), «термобатарею (электронное устройство, преобразующее тепловую энергию в электрическую), состоящее из стержней из разнородных металлов.«Свет нагревает солнечный элемент и вызывает высвобождение электронов и протекание тока. В этом случае свет создает тепло, которое создает электричество; это в точности обратное тому, как работает лампа накаливания, преобразуя электричество в тепло, которое затем генерирует свет.

    В том же году русский ученый по имени Александр Столетов создал первый солнечный элемент на основе фотоэлектрического эффекта, когда свет падает на материал и высвобождаются электроны.Этот эффект впервые наблюдал немецкий физик Генрих Герц. В своем исследовании Герц обнаружил, что больше энергии создается ультрафиолетовым светом, чем видимым светом. Сегодня солнечные элементы используют фотоэлектрический эффект для преобразования солнечного света в энергию. В 1894 году американский изобретатель Мелвин Севери получил патенты 527 377 на «Аппарат для установки и эксплуатации термобатарей» и 527 379 на «Аппарат для выработки электричества за счет солнечного тепла». Оба патента были по существу ранними солнечными элементами, основанными на открытии фотоэлектрического эффекта.Первый генерировал «электричество за счет воздействия солнечного тепла на термобатарею» и мог производить постоянный электрический ток во время дневных и годовых движений солнца, что избавляло кого-либо от необходимости перемещать термобатарею в соответствии с движениями солнца. Второй патент Севери от 1889 года также был предназначен для использования тепловой энергии солнца для производства электричества для производства тепла, света и энергии. «Стопы термосов», или солнечные элементы, как мы их называем сегодня, были смонтированы на стандартной конструкции, позволяющей управлять ими в вертикальном направлении, а также на поворотной платформе, которая позволяла им двигаться в горизонтальной плоскости.«Комбинация этих двух движений позволяет поддерживать лицевую сторону сваи напротив солнца в любое время дня и в любое время года», - говорится в патенте.

    Мелвин Л.«Аппарат для монтажа и эксплуатации термобатарей» Севери, запатентованный 9 октября 1894 г. (Патент США 527377) Мелвин Л.«Аппарат для производства электроэнергии с помощью солнечного тепла» Севери, запатентованный 9 октября 1894 г. (Патент США 527379)

    Почти десять лет спустя американский изобретатель Гарри Рейган получил патенты на тепловые батареи, которые представляют собой конструкции, используемые для хранения и выделения тепловой энергии.Тепловая батарея была изобретена для сбора и хранения тепла за счет большой массы, которая может нагреваться и выделять энергию. Он хранит не электричество, а «тепло», однако системы сегодня используют эту технологию для выработки электроэнергии с помощью обычных турбин. В 1897 году Рейган получил патент США 588 177 на «применение солнечного тепла в термо-батареях». В формуле патента Рейган сказал, что его изобретение включает «новую конструкцию устройства, в котором солнечные лучи используются для нагрева термо-батарей, цель состоит в том, чтобы сконцентрировать солнечные лучи в фокусе и иметь один набор соединений термобатарея в фокусе лучей, в то время как подходящие охлаждающие устройства применяются к другим спаям упомянутой термо-батареи.Его изобретение было средством сбора, хранения и распределения солнечного тепла по мере необходимости.

    H.C. «Применение солнечного тепла в термо-батареях» Рейгана, запатентованное 17 августа 1897 г. (Патент США 588 177)

    В 1913 году Уильям Кобленц из Вашингтона, округ Колумбия, получил патент 1 077 219 на «термогенератор», который представлял собой устройство, использующее световые лучи «для генерации электрического тока такой мощности для выполнения полезной работы. ” Он также имел в виду, что изобретение должно иметь дешевую и прочную конструкцию.Хотя этот патент не касался солнечной панели, эти тепловые генераторы были изобретены либо для преобразования тепла непосредственно в электричество, либо для преобразования этой энергии в энергию для отопления и охлаждения.

    W.W. «Тепловой генератор» Кобленца, запатентованный 28 октября 1913 г. (Патент США 1077219)

    К 1950-м годам Bell Laboratories поняла, что полупроводниковые материалы, такие как кремний, более эффективны, чем селен. Им удалось создать солнечную батарею с КПД 6%.Изобретатели Дэрил Чапин, Кэлвин Фуллер и Джеральд Пирсон (введенные в Национальный зал славы изобретателей в 2008 году) были мозгами кремниевых солнечных элементов в Bell Labs. Хотя это считалось первым практическим устройством для преобразования солнечной энергии в электричество, для большинства людей оно по-прежнему стоило непомерно дорого. Кремниевые солнечные элементы дороги в производстве, а когда вы объединяете несколько элементов для создания солнечной панели, для населения это становится еще дороже. Университету Делавэра приписывают создание одного из первых солнечных зданий, Solar One, в 1973 году.В строительстве использовалось сочетание солнечной тепловой энергии и солнечной фотоэлектрической энергии. В здании не использовались солнечные батареи; вместо этого солнечная энергия была встроена в крышу.

    Д. М. Чапин и др. «Аппарат для преобразования солнечной энергии», запатентованный 5 февраля 1957 г. (Патент США 2780765)

    Примерно в это же время в 1970-х годах в Соединенных Штатах разразился энергетический кризис. Конгресс принял Закон об исследованиях, разработках и демонстрациях солнечной энергии 1974 года, и федеральное правительство было более чем когда-либо взято на себя обязательство «сделать солнечную энергию жизнеспособной и доступной и продавать ее населению.После дебюта «Solar One» люди стали рассматривать солнечную энергию как вариант для своих домов. В 1980-х годах рост замедлился из-за падения традиционных цен на энергоносители. Но в следующие десятилетия федеральное правительство было больше вовлечено в исследования и разработки в области солнечной энергии, создавая гранты и налоговые льготы для тех, кто использовал солнечные системы. По данным ассоциации Solar Energy Industries Association, солнечная энергетика в последние 10 лет имела среднегодовой рост в размере 50 процентов в Соединенных Штатах, в основном благодаря налоговой льготе на инвестиции в солнечную энергетику, принятой в 2006 году.Установка солнечной энергии теперь также стала более доступной из-за того, что стоимость установки упала более чем на 70 процентов за последнее десятилетие.

    Тем не менее, по крайней мере до недавнего времени, средства для поиска жизнеспособного и доступного энергетического решения более важны, чем создание эстетических или красивых солнечных элементов. Традиционные солнечные панели на американских крышах не так уж и красивы и не радуют глаз. Время от времени они были бельмом на глазу для соседей и, конечно же, неприятностью для ассоциаций домовладельцев, но польза для окружающей среды значительна.Итак, где баланс? Сегодня компании стремятся к созданию более привлекательных и передовых солнечных технологий, таких как фотоэлектрические элементы, применяемые в зданиях (BAPV). Этот тип незаметных солнечных элементов интегрируется в существующую черепицу или керамические и стеклянные фасады зданий.

    Solus Engineering, Enpulz, Guardian Industries Corporation, SolarCity Corporation, United Solar Systems и Tesla (после их слияния с SolarCity) получили патенты на солнечные элементы, которые намного более незаметны, чем традиционные солнечные панели.Все патенты включают фотоэлектрические системы, которые преобразуют свет в электричество с использованием полупроводниковых материалов, таких как кремний. Солнечные панели и солнечные технологии прошли долгий путь, поэтому эти запатентованные изобретения являются доказательством того, что технология все еще улучшает свою эффективность и эстетику .

    "Фотогальваническая галька" корпорации "Объединенные солнечные системы", запатентованная 1 августа 1995 г. (У.S. Патент 5437735) «Фотоэлектрические системы и связанные с ними компоненты, которые используются в зданиях и / или связанные с ними методы» корпорации Guardian Industries, запатентовано 1 декабря 2015 г. (У.S. Patent 9,202,958) «Интегрированная фотоэлектрическая система для черепичных крыш» корпорации SolarCity, запатентованная 8 мая 2018 г. (У.S. патент 9,966,898) «Световой индикатор / декоративная система для солнечных панелей» ООО Enpulz, запатентованная 1 января 2013 г. (У.S. Патент 8,344,240)

    Понравилась статья?
    ПОДПИШИТЕСЬ на нашу рассылку новостей

    Первый активный дом в России - Активный дом

    завершение : сентябрь 2011 г. архитектор : Архитекторы полигональной лаборатории инженер : Априори проект девелопер : Загородный проект

    Первый активный дом в России призван установить новый стандарт жилищного строительства в России.Дизайн дома основан на принципах Active House.

    ЭНЕРГИЯ:

    Первый активный дом в России энергоэффективен и прост в эксплуатации. Чтобы снизить выбросы CO2 и оптимизировать энергетические характеристики, следует рассматривать здание как единое целое, а не только как сумму его компонентов.

    В доме используются различные источники энергии, которые интегрированы в общую конструкцию. Бесплатная энергия солнца - это основной источник энергии в доме.Особенности, способствующие положительному энергетическому балансу, включают высокоэффективный тепловой насос, тепловые солнечные коллекторы для производства горячей воды и фотоэлектрическую систему солнечных батарей для выработки электроэнергии.

    Солнечные тепловые коллекторы VELUX, предназначенные для установки в сочетании с мансардными окнами, используют солнечное тепло, обеспечивая при этом визуально привлекательное и технически оптимальное решение. Солнечные коллекторы VELUX обычно могут обеспечивать до 65% энергии, необходимой для производства горячей воды.Солнце - самый мощный источник энергии, который у нас есть, и мы должны максимально использовать его.

    Ориентация и дизайн дома позволяют более активно использовать дневной свет. Окна следует рассматривать как источники энергии. Они расположены так, чтобы обеспечить приток солнечного тепла и оптимальную естественную вентиляцию. Потребность в энергии для основного освещения в больших частях дома сводится к минимуму за счет эффективного использования дневного света.

    Герметичная конструкция жизненно важна для достижения низкого энергопотребления.Стены имеют многоуровневую теплоизоляцию. С внутренней стороны стен добавлен специальный сильно спрессованный гипс для придания теплоте конструкции легкого деревянного каркаса.

    Результаты расчета энергии, проведенного Институтом пассивного дома в России, показывают, что удельный расход энергии на отопление в отопительный период составляет 38 кВтч / м2 / год. Общее потребление первичной энергии составляет 110 кВтч / м2 / год.

    КЛИМАТ В ПОМЕЩЕНИИ:

    Первый активный дом в России предлагает здоровый и комфортный климат в помещении с дневным светом и свежим воздухом.Архитекторы работали с вариациями дневного света в разных помещениях и над обеспечением привлекательного вида на окрестности с помощью стратегически расположенных окон. Благодаря сотрудничеству с инженерами-консультантами конструкция была оптимизирована на основе климатических испытаний в помещении, выполненных в трехмерном моделировании. В проектной группе принципы Active House создали платформу, на которой сотрудничество архитекторов, инженеров и энергетиков стало частью творческого процесса проектирования.

    Тепловой комфорт в теплые летние месяцы достигается за счет естественной вентиляции; перекрестная вентиляция и эффект стека для увеличения скорости вентиляции.Для обеспечения комфортного микроклимата в помещении все мансардные и фасадные окна оснащены внутренними и внешними жалюзи и навесами. Ослепление и перегрев летом уменьшаются с помощью автоматически регулируемых жалюзи.

    Комфортный микроклимат в помещении с естественной вентиляцией обеспечивается передовой системой домашней автоматизации WindowMaster. Система может автоматически открывать и закрывать окна в зависимости от уровня CO2 в доме. Электрические мансардные и фасадные окна VELUX INTEGRA и все солнцезащитные средства интегрированы в эту уникальную систему.Система WindowMaster имеет удобный и простой интерфейс, поэтому можно легко увидеть статус продуктов и управлять ими. Система, используемая в доме, адаптируется к личным предпочтениям жителей.

    Эффективность дневного света в доме была определена с использованием коэффициента дневного света (DF) в качестве показателя эффективности. Результаты анализа дневного света показывают, что все помещения, которые активно используются в светлое время суток, имеют коэффициент дневного света выше 5%. Мансардные окна обеспечивают высокий уровень дневного света в центральной части комнаты.Доказано, что высокий уровень дневного света в доме может принести пользу здоровью, повысить бдительность и безопасность.

    ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА:

    Проект адаптирован к специфическим климатическим условиям Москвы, влажному континентальному климату с теплым летом и продолжительной холодной зимой. Здание оказывает минимальное воздействие на экологические и культурные ресурсы. Он изготовлен из материалов с высоким содержанием вторичного сырья, которые могут быть переработаны или повторно использованы.
    Однородный материал на крыше и фасаде - отсылка к традиционным русским строительным методам. Это решение также экологично; деревянный фасад прочен и имеет низкое воздействие СО2. Свайный фундамент используется как основа при возведении дома. Каркас из сосны хвойных пород собирается на месте.

    Чтобы узнать больше о том, как здание будет работать в реальных условиях, будут собраны данные для анализа и составления отчетов о производительности дома. Мониторинг поможет определить эффективность архитектурных и технологических решений.Дом будет открыт для публики в течение шести месяцев после завершения строительства, после чего последует 12-месячный период с тестовой семьей.

    Новый российский стандарт зеленого строительства

    Видение этого нового стандарта - помочь сформировать общественное мнение об устойчивых средах обитания и создать рейтинговую систему для сертификации «зеленых» зданий и поселений с целью изменения нормативной базы и законодательства в области строительства и архитектуры. Цель проекта - стать первым проектом, сертифицированным Российским Зеленым Стандартом.Российская национальная рейтинговая система сертификации зеленого строительства основана на европейских стандартах как инструмент формирования «зеленой» архитектуры. Стандарт поддерживает создание системы сертификации строительных материалов и технологий. Устойчивое развитие архитектуры будет основной задачей Совета по формированию общественного мнения об охране окружающей среды и ведении здорового и комфортного образа жизни.

    Сертифицированная древесина

    Строительная компания «НЛК Хаус» отвечает за строительство деревянного дома «Первый активный дом в России».Компания является признанным лидером по производству изделий из глубокой обработки древесины в России. Строительная компания NLK House получила сертификат Лесного попечительского совета. Этикетка FSC означает, что продукт изготовлен из древесины, которая была срублена без причинения вреда окружающей среде, животным и птицам, населяющим лес, и людям, живущим и работающим в прилегающих лесных участках. Мансардные окна VELUX имеют долгий срок службы - до сорока лет. Большая часть древесины, используемой для их производства, поступает из экологически устойчивого лесного хозяйства, сертифицированного PFEC или FSC.Стекло и алюминий, используемые в окнах, могут быть переработаны.

    Первый активный дом в России призван установить новый стандарт жилищного строительства в России. Дизайн дома основан на принципах Active House; баланс между энергосбережением, здоровым микроклиматом в помещении и заботой об окружающей среде - все это способствует архитектурному качеству и благополучию жителей.

    Проект организован и развивается одним из ведущих девелоперов Подмосковья, компанией «Загородный проект», совместно с VELUX Group.Группа VELUX сегодня усердно работает над решениями завтрашнего дня, продвигая архитектуру, повышающую качество нашей жизни и устойчивое развитие общества.

    Проект объединяет заинтересованные стороны на основе сбалансированного и целостного подхода к проектированию и эксплуатации здания. Его поддерживают Союз архитекторов России, Альянс Active House, Российский совет по устойчивому строительству, Группа Eco Standard, Институт пассивного дома в России, Ассоциация деревянного домостроения, Научно-исследовательский институт строительной физики и Российский государственный строительный университет в Санкт-Петербурге.Петербург.

    Astridur Birna Arnadottir

    Следующий проект

    DE POORTERS VAN MONTFOORT

    Как Первая мировая война убила мечту о мире, работающем на солнечной энергии

    Мир отмечает 100-летие начала Первой мировой войны.Это была не только самая кровопролитная война, которую когда-либо видел мир, но и положила начало участию Запада в разделе Ближнего Востока и вмешательстве в его политику ради нефти. Мы до сих пор погрязли в кровавых последствиях этого.

    Первая мировая война также ознаменовала конец первой в мире солнечной электростанции, которая проработала всего один год, в Египте, прежде чем из-за военных действий она была заброшена.

    Как я объясняю в своей книге Solar Technology, , шведско-американский изобретатель и инженер-механик Джон Эрикссон, работая на британцев и американцев, занимался новаторскими работами с солнечной батареей в Египте, тогдашней британской колонии, где были созданы первые параболические системы. желоб - и первая солнечная технология для коммунальных предприятий - была разработана еще в 1883 году.

    Дизайн Джона Эрикссона фокусировал солнечный свет с изогнутой посеребренной поверхности оконного стекла (называемой гелиостатом) на центральный ресивер из железной трубы длиной 11 футов для генерации пара для механического привода двигателя Стирлинга. Гелиостат был 16 футов в ширину и 11 футов в высоту и отслеживал солнце по оси север-юг. Он имел максимальную мощность 3 лошадиных силы (2,24 кВт) и мог перекачивать 500 галлонов (2273 литра) воды в минуту.

    Вдохновленный этим, американский инженер и изобретатель Фрэнк Шуман в 1913 году ввел в эксплуатацию первый крупномасштабный генератор солнечной энергии в Маади, недалеко от Каира.Шуман мечтал о мире, полностью работающем на солнечной энергии. Теоретически это было возможно тогда, как и сейчас.

    С солнечным коллектором площадью 1240 м 2 , его массив приводил в действие насос, который орошал приподнятые земли водой из реки Нил.

    Первая в мире солнечная электростанция в Каире, 1913 год.

    Состоит из пяти рядов параболических зеркал общей мощностью 88 кВт. Эта электростанция была более рентабельной, чем угольная электростанция аналогичного размера, которая могла бы быть в то время, и окупила бы свои инвестиции за четыре года.Однако, несмотря на успех, он использовался только в течение одного года, поскольку вмешалась Первая мировая война, и турки вступили в битву с британцами за контроль над близлежащим Суэцким каналом.

    Первая мировая война и нефть

    Расположение нефтяных месторождений в 1914 году.

    Эта война положила начало мировому преобладанию нефти как источника энергии, поскольку одной из ее причин была борьба за контроль над Ближним Востоком. нефтяные месторождения. К концу войны британские войска захватили все нефтяные месторождения Месопотамии в новом протекторате Лиги под названием Ирак.Это временно положило конец любым попыткам развития солнечной энергетики в больших масштабах.

    Британцы опасались, что османы могут атаковать и захватить нефтяные месторождения Ближнего Востока (а позже и Каспия). Их Королевский флот зависел от нефти из нефтяных месторождений на юге Персии, эксклюзивные права на разработку которых принадлежали англо-персидской нефтяной компании, контролируемой Великобританией, на всей территории Персидской империи, за исключением провинций Азербайджана, Гилана, Мазендарана, Асдрабада и Хорасана.Чтобы обезопасить нефть, британцы даже работали с российскими коммунистическими войсками, чтобы помешать турецкому лидеру Энвер-паше создать независимое Закавказье.

    Нефть уже была источником жизненной силы Британской империи, поскольку несколько лет назад британский флот перешел с угля на нефть. Британские и французские грузовики и самолеты также работали на нефти.

    6 ноября 1914 года, на следующий день после объявления войны Османской империи, британцы высадили корабли в Абадане, на берегу Ирака, с миссией защитить нефтяные месторождения и убедиться, что производство не пострадало.И французы, и британцы вложили много денег в разработку этих нефтяных месторождений.

    В марте 1915 года генерал Таунсенд вывел 30 000 солдат вверх по Тигру, чтобы атаковать турецкую армию и защитить нефтяные месторождения. Ему это удалось, и он продолжил движение вперед с намерением атаковать и захватить Багдад. К ноябрю, на расстоянии 25 миль, они четыре дня сражались с 25-тысячной турецкой армией. Они проиграли и отступили к побережью, где их осаждали в течение пяти месяцев, прежде чем капитулировали 13000 солдат.

    Но британцы вынашивали другой план. В конце концов, 11 марта 1917 года они захватили Багдад, пройдя через Палестину через Суэцкий канал. Французы и британцы подписали соглашение о разделе нефти и защите нефтепровода от Басры.

    После войны были заключены соглашения, в основном между Францией и Великобританией, в результате которых старая Османская империя была разделена на искусственные государства - Ирак, Иран, Иорданию, Ливан, Саудовскую Аравию, Палестину и Сирию.

    Борьба задокументирована в фильме «Кровь и нефть - Ближний Восток в Первой мировой войне» (ниже), в котором исследуется, как этот конфликт заложил основу для всех войн, переворотов, восстаний и военных интервенций в Среднем мире. Восток с тех пор, все в конечном итоге на потребности в нефти.

    Нефть также фигурировала в крупном конфликте между Османской империей и Германской империей в стратегическом порту Батуми на Черном море и Баку на Каспийском море, с прибытием немецкой Кавказской экспедиции. Это было установлено в бывшем российском Закавказье примерно в начале 1918 года во время Кавказской кампании. Его главная цель заключалась в обеспечении поставок нефти в Германию и стабилизации зарождающейся прогерманской Демократической Республики Грузии.

    Век конфликта из-за нефти

    Нефть была черным золотом, которое мотивировало и до сих пор побуждает Запад к постоянному вмешательству на Ближнем Востоке, не принимая во внимание его очень разнообразное население, не пытаясь понять сложность его многие культуры и этнический состав. Об этом хорошо сказано в книге Уильяма Энгдала « A Century of War ».

    После поражения Османской империи арабское население было предано британцами, которые в то время были их союзниками.Британцы и французы подписали секретный договор о разделе Ближнего Востока между ними, и британцы в Декларации Бальфура пообещали создать еврейскую родину в Палестине.

    Только в 1947 году Великобритания вывела свои войска из Ирака.

    Еще в 1870-х годах дальновидные пионеры солнечной энергетики, такие как Augustin Mouchot (справа), предвидели время, когда уголь закончится, и начали разрабатывать альтернативы, которые могли бы обеспечить те же преимущества от солнечной энергии.

    Мушо, демонстрируя устройство на солнечной энергии, которое производило лед на Всемирной выставке в Париже в 1878 году, сказал:

    «В конце концов промышленность больше не найдет в Европе ресурсов для удовлетворения своего колоссального расширения ... Уголь, несомненно, будет использоваться вверх. Что тогда будет делать промышленность? "

    Это большая трагедия, что земная кора содержит так много ископаемого топлива; не только из-за глобального потепления, но и из-за миллионов и миллионов жизней, которые были потеряны в войнах, которые велись за доступ к нефти за последние 100 лет.

    6 августа 1882 года эта типография напечатала копии Le Chaleur Solaire (Солнечное тепло) Огюстена Мушо, газеты, которую он создал в садах Тюильри в Париже для фестиваля L'Union Francaises de la Jeuenesse. Он печатал 500 копий в час с использованием солнечной тепловой технологии.

    Конкуренция между национальными государствами за доступ к этим ресурсам в течение последнего столетия неоднократно приводила к жестоким конфликтам, страданиям, широкомасштабным разрушениям и гибели людей.Наличие нефти, угля и газа на территории было не только благословением, но и проклятием.

    В настоящее время фраза « энергетическая безопасность, » используется теми, кто хочет, чтобы местные устойчивые источники чистой энергии заменили грязное ископаемое топливо. Это связано с тем, что солнце, ветер и другие возобновляемые источники энергии доступны в изобилии повсюду на планете, и нет необходимости в конфликтах из-за их использования.

    Если посмотреть на историю солнечной энергетики, становится очевидным, что ее развитие пострадало в результате обилия ископаемого топлива.В настоящее время мировая экономика основана на их использовании. Несмотря на все научные доказательства неизбежности катастрофического изменения климата в результате продолжающегося использования нами этих видов топлива, компании и страны, которые полагаются на них, с не меньшим энтузиазмом используют их.

    Человечество - или его лидеры - теперь стоят перед ясным выбором: придерживаться ли статус-кво и корыстных интересов, которые агрессивно продвигают как неизбежную продолжающуюся зависимость от ископаемого топлива; или ускорить внедрение, исследования и разработки в области солнечной и других возобновляемых, устойчивых технологий и методов.

    Потенциал этих технологий полностью очевиден и доказан. Научное обоснование вероятности возникновения неконтролируемого парникового эффекта при обычном режиме работы было окончательно установлено. Ставки не могут быть выше, а выбор более жестким.

    Справочник макета по напыляемым солнечным элементам и перовскитным солнечным элементам

    Мы живем в мире, где воплощается мечта первопроходца солнечной энергии Фрэнка Шумана. Солнечная энергия быстро становится коммерчески выгодной, а иногда даже дешевле невозобновляемых источников энергии.Такие страны, как Германия и Исландия, объявили крайние сроки перехода на 100% возобновляемые источники энергии.

    Существующие кремниевые фотоэлектрические элементы сыграли большую роль в подъеме и подъеме солнечной индустрии, и они будут продолжать играть большую роль. Но передовые солнечные технологии, такие как солнечные элементы из перовскита, способны вывести солнечную энергию на новый уровень.

    Что такое перовскитовый солнечный элемент?

    Перовскит, названный в честь российского минералога Льва Перовского, представляет собой минерал, содержащий оксид кальция и титана.Он редко встречается в природе, но перовскит можно получить, комбинируя легкодоступные элементы.

    Перовскита были впервые обнаружены в 1839 году. Но только 10 лет назад, в 2009 году, группа исследователей в Японии объявила о первом применении перовскита для производства солнечных элементов.

    Солнечный элемент, как вы, вероятно, знаете, использует фотоэлектрический эффект для преобразования солнечного света в электричество с помощью полупроводникового материала. На протяжении десятилетий солнечная промышленность полагалась на кремний для достижения этого эффекта.С другой стороны, в солнечном элементе из перовскита в качестве полупроводникового материала используется перовскит.

    Переход с кремния на перовскит может показаться не слишком большим изменением, но на самом деле он может оказать преобразующее влияние на солнечную промышленность. Прочтите, чтобы узнать, как это сделать.

    Перовскитовые солнечные элементы, достаточно маленькие, чтобы их можно было держать в ладони. Изображение предоставлено oist.jp

    Способы, которыми перовскит может произвести революцию в солнечной энергии

    Есть определенные качества, которые делают солнечные элементы из перовскита особенными.

    Перовскит имеет повышенную эффективность ячейки

    Когда перовскит впервые был использован для изготовления солнечного элемента в Японии, он был очень нестабильным и имел эффективность преобразования энергии 3,8%. Недавно компания OxfordPV, ведущий исследователь и производитель солнечных элементов из перовскита, построила элементы, эффективность которых может достигать 28%.

    Этот невероятный рост занял всего 10 лет. Для сравнения: стандартные кремниевые солнечные элементы достигли эффективности 6% в 1954 году и максимальной эффективности 25.6% в 2014 году. На это потребовалось 70 лет, и у кремниевых солнечных элементов мало возможностей для дальнейшего роста. С другой стороны, это еще первые дни, когда дело доходит до полной реализации потенциала перовскитных солнечных элементов.

    Перовскит прост в производстве

    Солнечные элементы, изготовленные из кремния, которые используются в 90% всех солнечных панелей, сложны в производстве.

    «Кремний должен быть чистым и совершенным, чтобы иметь желаемые характеристики», - говорит Джозеф Берри, старший научный сотрудник NREL, в интервью Spectrum.«Один из моих коллег любит говорить, что если бы вы искали идеальный материал для солнечной энергии, вы бы никогда не выбрали кремний», - говорит Берри.

    С другой стороны, перовскиты можно назвать «устойчивыми к дефектам». Материал не требует особого ухода при производстве.

    Дешевле кремния

    Характеристики «стойкости к дефектам» позволяют производить перовскиты с помощью различных недорогих методов. Это приводит к резкому снижению производственных затрат.

    Джозеф Берри из NREL прогнозирует, что стоимость производства перовскитных солнечных элементов может быть в 10 раз ниже, чем стоимость производства стандартных солнечных панелей .

    Перовскит гибкий и прозрачный

    Он не только более эффективен и дешевле в производстве, но и кристаллическая структура перовскита очень гибкая, легкая и полупрозрачная. Эти качества экспоненциально расширяют возможности использования перовскитных ячеек в будущем.

    Прозрачные и гибкие солнечные элементы, которые можно использовать в качестве оконных стекол, красить стены или наносить распылением практически на все. Именно здесь на наших глазах научная фантастика становится реальностью.

    Но из всех возможных применений гибкого перовскита солнечные элементы с напылением являются наиболее многообещающими.

    Что такое солнечные элементы, наносимые распылением?

    Это именно то, на что они похожи: солнечные элементы из перовскита, которые можно распылять на поверхность.Эти элементы из перовскита находятся в жидкой форме, что позволяет им распыляться на поверхность, следовательно: солнечные элементы, наносимые методом распыления.

    Этот процесс распыления солнечных элементов на поверхность обсуждался в научном сообществе в течение многих лет. Но только за последние несколько лет он нашел практическое применение.

    Первый напыляемый солнечный элемент был разработан в Университете Шеффилда в 2014 году. Смесь на основе перовскита была распылена и распределена для образования солнцезащитного слоя.

    Как бы захватывающе это ни звучало, мы еще не можем начинать опрыскивание крыш и автомобилей перовскитными ячейками. Технология все еще находится на начальной стадии.

    Первым практическим применением напыляемой солнечной энергии могло бы стать производство листов солнечных панелей с напыленными на них солнечными элементами. В процессе окраски распылением расходуется очень мало материала, и его можно масштабировать до крупносерийного производства - аналогично печати графики.

    Будущее солнечного спрея

    Напыляемые солнечные элементы, разработанные Университетом Шеффилда, достигли КПД 11%.Это все еще далеко позади кремниевых солнечных элементов, эффективность которых может достигать 25%.

    Чтобы технология перовскита стала жизнеспособной, необходимо повысить эффективность ячеек.

    Способы использования напыляемых солнечных элементов в будущем

    • Надстройка для существующих солнечных панелей. Солнечные элементы с напылением могут работать как отличный способ увеличить и улучшить существующие солнечные установки. Люди с установленными солнечными панелями могут создать дополнительный источник энергии, добавив на крышу солнечную батарею или добавив дополнительный слой солнечных батарей поверх существующих панелей.
    • Для распыления или нанесения на большие конструкции. Мы могли бы превратить большие искусственные сооружения (например, здания, мосты, стадионы и даже дороги) в базу для выработки электроэнергии с помощью солнечных батарей, наносимых методом распыления.
    • Транспортные средства можно включить солнечными батареями. С некоторыми изменениями, солнечный спрей может стать отличным способом увеличить мощность солнечных батарей для транспортных средств.
    • Как автономные солнечные системы. Солнечные элементы, наносимые методом распыления, на определенном этапе могут начать работать в качестве основного источника энергии для домов и предприятий.Чтобы это стало реальностью, нам потребуются высокоэффективные элементы, производимые в больших количествах.

    Проблема с перовскитом и напыляемыми солнечными элементами

    Как и в случае с большинством ранних технологий, на данном этапе перовскитные элементы и напыляемая солнечная энергия сталкиваются с множеством проблем.

    Одна большая проблема современных перовскитных ячеек заключается в том, что они не сделаны из полностью одноразовых материалов. Перовскит содержит небольшое количество свинца. Хотя их количество и невелико, это делает их менее чем идеальными для окружающей среды.

    В настоящее время проводятся эксперименты с нетоксичными органическими формами перовскитов, и некоторые из них показали возможность полностью заменить свинец.

    Еще одним недостатком перовскитных солнечных элементов является их долговечность. Он просто не такой прочный и долговечный, как традиционные кремниевые солнечные технологии.

    Характеристики, которые придают перовскиту их гибкость, также им мешают. Перовскитные элементы растворимы, поэтому они, вероятно, изнашиваются намного быстрее, чем более твердый кремниевый материал.

    На данный момент эти недостатки будут препятствовать широкомасштабному внедрению перовскитных солнечных элементов. Будет интересно посмотреть, сколько времени потребуется исследователям, чтобы найти необходимые решения

    Заключение: Перовскитовые элементы и солнечные батареи требуют времени. Рассмотрим пока стандартные солнечные панели

    Научное сообщество отметило мощные возможности, которые представляют собой перовскитные солнечные элементы.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *