Сегодня суббота 15 августа 2020 г. 23:43
сделать стартовой в избранное
О проекте
Контакты
Форум
Размещение рекламы
   
 
 
Логин Пароль  
 
 
запомнить на этом компьютере
регистрация  |  если забыли пароль
 
 
№107март 2016Энергетические страницы
Солнце, воздух и вода
Уже много лет энергетики и экологи говорят о том, что традиционные источники необходимо менять или хотя бы дополнять: дескать, закончатся уголь с газом, что тогда будем делать? И разработчики по всему миру активно ищут альтернативу — источник энергии нового века: экологически чистый, неисчерпаемый и дешёвый, а лучше и вовсе бесплатный.

Какие только идеи не приходят в головы адептов нетрадиционной энергетики! Производить биотопливо из водорослей, «приручить» вулканы, «надрессировать» вирусы, добыть энергию из солёной воды… Многие сегодняшние предложения наверняка так и останутся проектами, ведь в настоящий момент в качестве альтернативных источников обычно выступают солнце, воздух и вода. И хотя в России альтернативная энергетика не пользуется большой популярностью, работы в этом направлении всё же ведутся: используя возможности упомянутого трио, российские разработчики иногда создают успешные и перспективные проекты.

Сибирское солнце живет на Алтае
Разговоры о необходимости использования солнечной энергии, которая буквально сочится — повсеместно и бесплатно — не утихают уже много лет. Западные страны, особенно Германия, преуспевают в этом деле. Последний мировой рекорд принадлежит именно немцам, он зафиксирован в 2014 году. 9 июня в национальную энергосеть поступило 23,1 ГВт*ч энергии от фотоэлементов, что составило 50,6% суточного потребления. Об этом сообщил Институт систем солнечной энергии общества Фраунгофера (Fraunhofer ISE). Для сравнения, в США от солнечных батарей получают только 0,2% всей энергии, а про Россию и говорить нечего. Около 90% всех солнечных панелей в Германии расположены на крышах домов. Их устанавливают даже в маленьких деревнях, на фермах, заводах, административных зданиях, но особенно — в частном секторе. Современные архитекторы даже дома проектируют так, чтобы крыша смотрела на юг.
В нашей стране солнце ловят с заметно меньшим усердием. Причём Сибирь выглядит наименее перспективным с этой точки зрения регионом. Так, развивать солярную энергетику Красноярском крае — дело сложное и малоприбыльное: климат у нас неподходящий, да и угля с газом слишком много.
«Активность перехода на альтернативную энергию зависит от энергообеспеченности страны, которая является основой стабильности. Россия сегодня является самой энергообеспеченной страной в мире. У нас много угля, газа, водных ресурсов. В России активно развивается атомная энергетика. Конечно, она подмочила свою репутацию в Чернобыле, но я уверен, что технический прогресс невозможен без рисков. Авария на АЭС Фукусима-1 — лишнее тому подтверждение», — говорит к.ф.-м.н., доцент кафедры СФУ «Электротехнологии и электротехника» Геннадий Лыбзиков.
Исследования возможности использования солнечных батарей в нашем регионе проводились, и не раз. По словам Геннадия Лыбзикова, специалисты проанализировали солнечную активность на территории и пришли к выводу, что на большей её части солнечные батареи окажутся неэффективными — резон ставить их есть лишь от широты Красноярска и южнее.
И всё-таки в крае солнечные панели устанавливаются, хотя такие примеры единичны. На Красноярском острове Татышеве имеются такие агрегаты: полученная таким образом энергия идёт на освещение дорожек. Причем фонари горят не всё время, а только когда поблизости появляется бегун — таким образом достигается существенная экономия. А на краевом курорте — в Хакасии — в прошлом году установили более 20 000 солнечных модулей, которые способны произвести 6,5 млн кВт*ч экологически чистой энергией. По подсчётам специалистов, этого хватит, чтобы обеспечивать энергией Абакан 12 дней в году.
Да и вообще, сибирские земли обширны, и помимо холодного и заснеженного севера есть ещё и солнечный Алтай. И вот здесь солярная энергетика сегодня развивается достаточно активно. 
Кош-Агачский район Республики Алтай является одним из самых солнечных мест в России. Количество солнечных дней здесь превышает 300 в год. Поэтому закономерно, что на здешних территориях взялись массово устанавливать солнечные батареи. В 2014 году была введена первая очередь Кош-Агачской электростанции, в конце 2015 года подоспела и вторая. Суммарная установленная мощность сегодня составляет 10 МВт. Этого достаточно, чтобы покрыть четверть дневного энергопотребления всей Республики. Инвестором и генподрядчиком строительства является компания «Хевел» — совместное предприятие ГК «Ренова» и ОАО «Роснано». В соответствии с подписанным в мае 2014 года соглашением между ней и Правительством Республики Алтай в регионе предполагается построить до 45 МВт солнечной генерации.
Энергия с края России
Объединить энергию солнца и ветра решили специалисты Центра энергоэффективности БФУ им. И. Канта. В самой идее калининградских разработчиков ничего особенно оригинального нет, а вот её реализация обещает стать интересной: автономные энергетические установки собираются собрать из отечественных комплектующих. Представить их разработчики обещают до конца этого года.
Сегодня на руках у калининградских учёных имеются не только теоретические умозаключения. Есть и опыт использования созданной ими установки: в посёлке Луговом она вырабатывает энергию для здания местной администрации. Определился и промышленный партнёр — им станет завод по производству электрооборудования «Калининградгазавтоматика». Есть даже потенциальные потребители, в числе которые не только фермерские хозяйства и дорожные службы, но и крупные корпорации. На профессиональной выставке, где в прошлом году принимали участие учёные БФУ, представители организации, входящей в холдинг «Газпром», заинтересовались подобными установками. Правда, им, естественно, нужны не теоретические рассуждения, а готовые агрегаты — стационарные и мобильные.
Ещё в процессе работы над станцией для здания поселковой администрации учёные поняли, что проект можно и удешевить, и модернизировать. Но тогда они были связаны условиями заключённого ранее контракта, так что не могли использовать российские комплектующие и программные решения. Сегодня такая возможность у специалистов появилась.
«Нам предстоит решить ряд задач. Во-первых, найти наиболее эффективные элементы для получения электроэнергии — фотоэлектрические панели, ветрогенераторы. Во-вторых, нужно усовершенствовать системы аккумулирования получаемой энергии, чтобы снизить уровень потерь при эксплуатации. И наконец, нужно качественное отечественное программно-аппаратное обеспечение для контроля и управления основными компонентами установки. При этом важно учитывать, что себестоимость производимой электроэнергии не должна превышать некий установленный заказчиком порог или уровень сложившейся рыночной конъюнктуры. Пока речь идёт, как пример, о 110 000 рублей за киловаттную стационарную установку, работающую в режиме «on-grid», то есть для генерации электроэнергии в сеть. Цена тарифа такой электроэнергии складывается из многих факторов и, как правило, несколько выше сложившихся на рынке, а период окупаемости подобных установок составляет в среднем 10 лет. Повышение энергоэффективности энергетических установок с возобновляемыми источниками энергии и водородными накопителями – перспективная задача, обеспечивающая снижение тарифов, сроков окупаемости и энергобезопасность потребителей», — отмечает руководитель Центра энергоэффективности БФУ им. И. Канта Сергей Молчанов.
ГЭС в миниатюре
Кроме солнца источником дешёвой энергии может стать вода. На больших реках уже давно стоят мощные плотины, а потенциал маленьких пока используется довольно слабо. Ещё с советских времен живёт идея установки на таких водоёмах микроГЭС. Речь идёт о небольших бесплотинных агрегатах проточного типа, которые даже не нужно согласовывать с властями. Нередко появляются сообщения о том, что умельцы из разных городов создают такие установки самостоятельно, кроме того, миниГЭС предлагают несколько российских промышленных предприятий — таковых, правда, буквально единицы. В других странах такие производители также имеются, однако и их в настоящий момент не так уж и много.
МикроГЭС находят применение в малонаселенных или горных районах, где прокладка электросетей оказывается экономически нецелесообразной. Однако пока агрегаты не слишком популярны, в том числе и потому, что в промышленном исполнении они оказываются не слишком дешёвыми. Например, бишкекская инженерно-техническая фирма «Гидропоника» приводит микроГЭС максимальной мощностью 1 кВт, которая обходится покупателю в 950 долларов. ГЭС мощностью 5 кВт будет стоить уже 2200 долларов. И это при том, что все блоки агрегата создаются на собственном производстве предприятия. Кроме того, работать такие станции могут далеко не в любых условиях – им необходим перепад воды от 3,5 до 8 м – в зависимости от мощности.
Создание микроГЭС сегодня осуществляется и в Красноярске – силами специалистов СФУ.
«На нашем факультете ведутся работы над проектом свободнопроточной микроГЭС. Её принципиальным отличием от классической гидроэлектростанция является использование не потенциальной (создаваемой плотиной или деривацией), а кинетической энергии водного потока. Ближайший аналог — ветряная электростанция, которая использует кинетическую энергию движущегося воздуха. Мощности, конечно, небольшие, зато никаких плотин, гидросооружений строить не нужно. Такое оборудование на современном рынке востребовано. Например, есть регионы с дефицитом энергии — по результатам наших исследований, даже в крае такие присутствуют. То есть электрические сети имеются, но тарифы огромные — 8-10 руб/кВт*ч. А есть регионы, где вообще используются дизельные генераторы. «Электрификация всей страны» ведь на самом деле ещё не завершилась. При этом река рядом с населенным пунктом, как правило, имеется, так что установку можно использовать», — рассказывает декан механико-технологического факультета ПИ СФУ Евгений Сорокин.
Стоимость будущей станции пока не называется — выход на промышленное производство только в планах разработчиков. Однако уже на этот год намечен дебют ГЭС: её собираются установить на одном из красноярских островов и использовать полученную энергию для его освещения. К делу сегодня подключились не только учёные, но и реальные производители — специалисты АО НПП «Радиосвязь». Последние, правда пока не слишком уверены в успехе предприятия, считая, что в енисейских водах конструкция работать не сможет. Но реализация проекта идёт, конструкция совершенствуется, так что ждём результатов.

Не спустить тепло в трубу
Есть и другой способ получать из воды энергию — и тепловую, и электрическую. Уже несколько лет учёные из разных стран изучают потенциал сточных вод, в голос утверждая, что человечество регулярно спускает в трубу огромное количество энергии.
Недавно специалисты Университета Ньюкасла в Великобритании решили посчитать, сколько же тепла можно получить из такого источника. А точнее, пересчитать: подобные исследования проводятся регулярно, причём каждые последующие результаты оказываются больше предыдущих, поскольку экспериментаторы постоянно совершенствуют способы измерения. Обнаружилось, что промышленные сточные воды содержат около 16,8 кДж/л, а бытовые — 7,6 кДж/л. То есть потенциал такого источника достаточно велик, важно лишь научиться его использовать.
Может показаться, что европейские учёные проводят исследования, оторванные от жизни, однако применение энергии сточных вод — это не фантазия и не химера. Она реализована, например, в Олимпийской деревне в Ванкувере, которая сегодня, кстати, является объектом градостроительной зависти многих стран – очень уж логично и эффективно там всё организовано. Так вот, когда был объявлен тендер на организацию системы отопления, победила в нём именно новая технология — применение сточных канализационных отходов. При помощи насосной станции и теплообменника из канализации забирается освобождённая термическая энергия — система действует по принципу геообмена. Стоки, которые имеют температуру 16-21 градус, при помощи насосов направляются на следующий уровень — непосредственно в отопительную систему комплекса. Всё это создаёт несомненные преимущества по сравнению с традиционными способами отопления — газом и электричеством. Правда, в населённом пункте на всякий случай предусмотрены и традиционные бойлеры на газе: все-таки Канада — не тропики, и в холодные зимние дни тепло от канализации не справится с отоплением.
Да и в России такой источник не игнорируется — например, используется на районной тепловой станции №3 в Зеленограде. Работает это следующим образом: неочищенные сточные воды из канализации скапливаются в резервуаре, с помощью насосов они подаются в теплообменник на районную тепловую станцию, отдают своё тепло воде и возвращаются обратно в резервуар, а вода, нагретая таким образом, используется для отопления. В результате 75% воды на районной тепловой станции подогревается с помощью тепловых насосов, работающих на тепле сточных вод. Кроме того, на Курьяновских очистных сооружениях есть установка, которая тоже использует сточные воды. Правда, по-другому: тот осадок, который остается после очистки, сбраживается и в результате получается биогаз. При его сжигании выделяется электроэнергия — 50% от потребления КОС.


«Промышленные страницы Сибири» №3 (107) март 2016 г.

скачать pdf

Кира Истратова.

Новости
 
«Weldex: Роботизация сварки. Кейсы реализованных решений» состоится 13 августа
В преддверии выставки Weldex 13-16 октября 2020......
 
 
Промышленность вернется к объёмам прошлого года только в 2021 году
Фото: nafta.codelayers.netКак рассказал министр промышленности и торговли......
 
 
Первый рост производительности с мая 2019 на фоне ослабления ограничений по COVID-19
Фото: g.foolcdn.comПо данным исследования индекса деловой активности......
 
 
Трубы проверят по полной
Фото: tmk-ru.pwТрубная Металлургическая Компания запустила исследовательский комплекс......
 
 
«ДС-Роботикс» стал одним из 16 крупнейших интеграторов промышленных роботов в России по данным рейтинга TAdviser
Рейтинг «Топ-30 интеграторов промышленных роботов в России»......
 
 
Потребление электроэнергии в России за июнь уменьшилось на 6%
Фото: g.foolcdn.comПо данным АО «СО ЕЭС», потребление......
 
 
Переход на собственную генерацию не будет массовым
Фото: sibur.photas.ruОпасность массового перехода промышленных потребителей на......
 
АРХИВ НОВОСТЕЙ
   
   
© 2006-2017. Все права защищены. «Единый промышленный портал Сибири»
Цитирование приветствуется при условии указания ссылки на источник - www.epps.ru
© Создание сайта - студия GolDesign.Ru