에너지원의 종류와 그 용도. 대체에너지와 그 종류 대체에너지원이 있습니다
지열에너지와 그 이용. 수력 자원의 응용. 유망한 태양 에너지 기술. 풍력 터빈의 작동 원리. 파도와 해류의 에너지. 러시아의 대체 에너지 개발 현황과 전망.
페름 주립대학교
철학 및 사회학부
대체 에너지원
러시아에서의 사용 가능성
사회학과
정치 과학
학생: Uvarov P.A.
그룹: STSG-2 코스
페름, 2009
소개
1 대체에너지의 개념과 주요 종류
1.1 지열에너지(지구열)
1.2 태양 에너지
1.3 풍력 에너지
1.4 물 에너지
1.5 파동에너지
1.6 전류의 에너지
2. 러시아의 대체에너지 개발 현황과 전망
결론
사용된 소스 목록
소개
그들이 "에너지는 산업의 빵이다"라고 말하는 것은 아무것도 아닙니다. 산업과 기술이 발전할수록 더 많은 에너지가 필요합니다. "에너지의 발전"이라는 특별한 개념도 있습니다. 이는 그들이 소비할 에너지원이 새로 확인되거나 생성되기 전에는 단 하나의 산업 기업도, 단 하나의 새로운 도시도, 단지 집 한 채도 지을 수 없다는 것을 의미합니다. 그렇기 때문에 생산되고 사용되는 에너지의 양을 통해 기술 및 경제력, 더 간단하게는 국가의 부를 매우 정확하게 판단할 수 있습니다.
자연적으로 에너지 매장량은 엄청납니다. 그것은 태양 광선, 바람 및 움직이는 물 덩어리에 의해 운반되며 목재, 가스, 석유 및 석탄 매장지에 저장됩니다. 물질 원자핵에 '봉인된' 에너지는 사실상 무한합니다. 그러나 모든 형태가 직접 사용하기에 적합한 것은 아닙니다.
에너지의 오랜 역사 동안 에너지를 생산하고 이를 사람들이 필요로 하는 형태로 변환하기 위한 많은 기술적 수단과 방법이 축적되었습니다. 실제로 인간은 열 에너지를 받고 사용하는 법을 배웠을 때에만 인간이 되었습니다. 모닥불의 불은 아직 그 본질을 이해하지 못한 최초의 사람들에 의해 불이 붙었지만, 화학 에너지를 열로 변환하는 이 방법은 수천 년 동안 보존되고 개선되었습니다.
사람들은 자신의 근육과 불의 에너지에 동물의 근육 에너지를 더했습니다. 그들은 불의 열에너지를 이용하여 점토에서 화학적으로 결합된 물을 제거하는 기술, 즉 내구성이 뛰어난 세라믹 제품을 생산하는 도자기 가마를 발명했습니다. 물론 인간은 수천년 후에 이 과정에서 일어나는 과정에 대해서만 배웠습니다.
그런 다음 사람들은 풍류와 바람의 에너지를 회전 샤프트의 기계적 에너지로 변환하는 기술인 밀을 생각해 냈습니다. 그러나 증기기관, 내연기관, 수력, 증기 및 가스터빈, 발전기 및 엔진의 발명이 있어야만 인류는 충분히 강력한 기술 장치를 사용할 수 있게 되었습니다. 그들은 자연 에너지를 사용하기 편리하고 많은 양의 일을 생산할 수 있는 다른 유형으로 변환할 수 있습니다. 새로운 에너지원에 대한 탐색은 여기서 끝나지 않았습니다. 배터리, 연료 전지, 태양광-전기 에너지 변환기, 그리고 이미 20세기 중반에 원자로가 발명되었습니다.
세계 경제의 여러 부문에 전기 에너지를 공급하는 문제, 즉 지구상 60억 명이 넘는 인구의 지속적으로 증가하는 수요는 이제 점점 더 시급해지고 있습니다.
현대 세계 에너지의 기초는 화력발전소와 수력발전소입니다. 그러나 이들의 발전은 여러 가지 요인으로 인해 방해를 받습니다. 화력 발전소를 운영하는 데 사용되는 석탄, 석유 및 가스 비용은 상승하고 있으며 이러한 유형의 연료의 천연 자원은 감소하고 있습니다. 또한, 많은 국가에는 자체 연료 자원이 없거나 부족합니다. 화력 발전소에서 전기를 생산하는 동안 유해 물질이 대기로 방출됩니다. 더욱이, 연료가 석탄, 특히 다른 용도로는 가치가 거의 없고 불필요한 불순물 함량이 높은 갈탄인 경우 배출량은 엄청난 비율에 도달합니다. 그리고 마지막으로 화력발전소에서 발생하는 사고는 대형 화재에 버금가는 큰 자연 피해를 초래합니다. 최악의 경우, 그러한 화재는 폭발을 동반하여 석탄 먼지나 그을음 구름을 생성할 수 있습니다.
선진국의 수력자원은 거의 완전히 활용되고 있으며, 수력공학 건설에 적합한 대부분의 하천 구간이 이미 개발되었습니다. 그리고 수력 발전소는 자연에 얼마나 해를 끼치는가! 수력 발전소에서 대기 중으로 배출되는 물질은 없지만 수생 환경에 상당한 피해를 줍니다. 우선, 수력 발전 댐을 극복하지 못해 물고기가 고통을 받습니다. 수력 발전소가 건설되는 강에서는 특히 소위 수력 발전소 캐스케이드라고 불리는 발전소가 여러 개 있는 경우 댐 전후의 물의 양이 극적으로 변합니다. 저지대 강에는 거대한 저수지가 범람하고, 침수된 땅은 농업, 숲, 초원, 인간 정착을 위해 복구할 수 없을 정도로 손실됩니다. 수력발전소 사고의 경우 어떤 수력발전소가 돌파되면 아래에 있는 수력발전소 댐을 모두 휩쓸어버릴 정도로 큰 파도가 일어난다. 그러나 이러한 댐의 대부분은 인구가 수십만 명에 달하는 대도시 근처에 위치해 있습니다.
이러한 상황에서 벗어날 수 있는 방법은 원자력 발전에서 나타났습니다. 1989년 말 현재 전 세계적으로 400개 이상의 원자력 발전소(NPP)가 건설되어 운영되고 있습니다. 그러나 오늘날 원자력 발전소는 더 이상 값싸고 환경 친화적인 에너지원으로 간주되지 않습니다. 원자력 발전소의 연료는 우라늄 광석입니다. 이는 비싸고 추출하기 어려운 원료이며 매장량이 제한되어 있습니다. 또한, 원자력발전소의 건설과 운영에는 큰 어려움과 비용이 따른다. 현재 신규 원전 건설을 계속하고 있는 국가는 소수에 불과합니다. 원자력발전의 가장 큰 걸림돌은 바로 환경오염 문제이다. 이 모든 것이 원자력에 대한 태도를 더욱 복잡하게 만듭니다. 핵연료 사용을 전면 중단하고, 모든 원전을 폐쇄하고, 화력발전소와 수력발전소에서 전기 생산을 재개하고, 소위 신재생에너지를 활용하자는 요구가 점차 늘어나고 있습니다. "비전통적" – 에너지 생산 유형. 후자에는 주로 바람, 물, 태양, 지열 에너지의 에너지뿐만 아니라 물, 공기 및 땅에 포함된 열을 사용하는 설치 및 장치가 포함됩니다.
1. 에 대한대체 에너지의 주요 유형
1.1 지열 에너지(지구의 열)
지열에너지는 말 그대로 지구의 열에너지를 의미합니다. 지구의 부피는 약 10,850억 입방 킬로미터이며, 지각의 얇은 층을 제외하고는 모두 온도가 매우 높습니다.
지구 암석의 열용량도 고려하면 지열은 의심할 여지 없이 인간이 현재 사용할 수 있는 가장 큰 에너지원이라는 것이 분명해집니다. 더욱이 이는 순수한 형태의 에너지입니다. 이미 열로 존재하기 때문에 이를 얻기 위해 연료를 태우거나 원자로를 만들 필요가 없습니다.
일부 지역에서는 자연이 증기나 과열된 물의 형태로 지열 에너지를 표면에 전달하는데, 이는 표면에 도달하면 끓어 증기로 변합니다. 천연 증기를 직접 사용하여 전기를 생산할 수 있습니다. 또한 샘과 우물에서 나온 지열수를 사용하여 집과 온실을 난방할 수 있는 지역도 있습니다(북대서양의 섬 국가 - 아이슬란드, 캄차카 및 쿠릴 열도).
그러나 일반적으로 특히 지구의 심부열 규모를 고려하면 전 세계적으로 지열에너지의 활용은 극히 제한적이다.
지열 증기를 사용하여 전기를 생산하려면 분리기를 통과하여 증기에서 고형물을 분리한 다음 터빈으로 보냅니다. 이러한 발전소의 "연료 비용"은 생산 유정과 증기 수집 시스템의 자본 비용에 의해 결정되며 상대적으로 낮습니다. 발전소 자체에는 화실, 보일러 시설 또는 굴뚝이 없기 때문에 발전소 자체의 비용도 저렴합니다. 이렇게 편리하고 자연스러운 형태의 지열 에너지는 비용 효율적인 전기 에너지원입니다. 불행하게도 지구상에는 충분한 양의 증기를 형성하기 위해 끓는 천연 증기 또는 과열된(즉, 100oC보다 훨씬 높은 온도) 물의 표면 배출구가 거의 없습니다.
최대 10km 깊이의 지각에서 지열 에너지의 전 세계 총 잠재력은 18,000조로 추산됩니다. 전환수 없음 이는 전 세계 유기 연료 매장량의 1,700배에 달하는 양입니다. 러시아에서는 지각 상층부(지각 3㎞ 깊이)의 지열에너지 자원이 180조개에 이른다. 전환수 없음 연료. 이 잠재력의 약 0.2%만 사용하면 국가의 에너지 수요를 충족할 수 있습니다. 유일한 질문은 이러한 자원을 합리적이고 비용 효율적이며 환경 친화적으로 사용하는 것입니다. 오늘날 우리가 이렇게 셀 수 없이 많은 에너지 매장량을 산업적으로 개발할 수 없는 이유는 지열 에너지 사용을 위해 국내에 시범 시설을 만들려고 할 때 이러한 조건이 아직 충족되지 않았기 때문입니다.
지열에너지는 사용시간 측면에서 가장 오래된 대체에너지원이다. 1994년에는 전 세계적으로 330개 블록의 관측소가 운영되었으며 미국이 이곳을 지배했습니다(간헐천 계곡, 임페리얼 밸리 등의 간헐천 "필드"에 168개 블록). 그녀는 2위를 차지했습니다. 이탈리아이지만 최근에는 중국과 멕시코에 추월당했습니다. 사용되는 지열 에너지의 가장 큰 비중은 라틴 아메리카이지만 여전히 1%를 약간 넘습니다.
러시아에서 이러한 의미에서 유망한 지역은 캄차카와 쿠릴 열도입니다. 60년대부터 11MW 용량의 완전 자동화된 파우제츠카야 지열 발전소가 섬의 쿠릴 열도 역인 캄차카에서 성공적으로 운영되어 왔습니다. 쿠나시르. 이러한 충전소는 전기 판매 가격이 높은 지역에서만 경쟁력을 가질 수 있으며, 캄차카와 쿠릴 열도에서는 연료 운송 거리가 길고 철도가 부족하여 가격이 매우 높습니다.
1.2 태양의 에너지
지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 총량은 전 세계 화석 연료 자원의 잠재력보다 6.7배 더 많습니다. 이 매장량의 0.5%만 사용하면 수천 년 동안 세계 에너지 수요를 완전히 감당할 수 있습니다. 북쪽으로 러시아에서 태양에너지의 기술적 잠재력(연간 23억 톤의 기존 연료)은 오늘날의 연료 소비량보다 약 2배 더 높습니다.
일주일 동안 지구 표면에 도달하는 태양 에너지의 총량은 전 세계 석유, 가스, 석탄 및 우라늄 매장량의 에너지를 초과합니다. 그리고 러시아에서 태양 에너지는 연료 환산량(toe)이 2,000억 톤 이상에 달하는 가장 큰 이론적 잠재력을 가지고 있습니다. 러시아 신에너지 프로그램의 엄청난 잠재력에도 불구하고 2005년 재생에너지원의 기여는 1,700만~2,100만tce라는 매우 적은 양으로 결정되었습니다. 태양 에너지는 이국적이고 실용화는 먼 미래(2020년 이후)의 문제라는 믿음이 널리 퍼져 있습니다. 본 논문에서 나는 이것이 사실이 아니며, 현재 태양 에너지가 이미 전통적인 에너지에 대한 심각한 대안임을 보여줄 것입니다.
매년 세계는 200만년 동안 자연 조건에서 생성되는 양만큼의 석유를 소비하는 것으로 알려져 있습니다. 사회의 실제 총 비용을 반영하지 않는 상대적으로 저렴한 가격으로 재생 불가능한 에너지 자원을 엄청나게 소비하는 것은 본질적으로 대출, 즉 그렇게 낮은 가격으로 에너지에 접근할 수 없는 미래 세대의 대출로 생활하는 것을 의미합니다. 태양광 주택의 에너지 절약 기술은 사용의 경제적 효율성 측면에서 가장 수용 가능합니다. 이를 사용하면 가정의 에너지 소비를 최대 60%까지 줄일 수 있습니다. 이러한 기술의 성공적인 적용 사례는 독일의 "2000 태양광 지붕" 프로젝트입니다. 미국에서는 총 1,400MW 규모의 태양열 온수기가 150만 가구에 설치됐다.
12%의 태양광 발전소(SPP) 효율로 러시아의 모든 현대 전기 소비량은 영토의 0.024%인 약 4000평방미터의 활성 면적을 가진 SPP에서 얻을 수 있습니다.
세계에서 가장 실용적인 응용 분야는 효율성 13.9%, 증기 온도 371°C, 증기 압력 100bar, 발전 비용 0.08-0.12달러/kWh, 미국의 총 전력 등 매개변수를 갖춘 하이브리드 태양열 연료 발전소입니다. 3달러/W의 비용으로 400MW. 태양광 발전소는 전력 시스템의 1kWh 전기에 대한 판매 가격(8~12시간 - $0.066, 12~18시간 - $0.353)으로 피크 모드로 작동합니다. 태양광 발전소의 효율은 23까지 높일 수 있습니다. % - 평균 효율 시스템 발전소이며, 전기 에너지와 열의 결합 생성으로 인해 전기 비용이 절감됩니다.
이 프로젝트의 주요 기술 성과는 독일 회사 Flachglass Solartechnik GMBH가 조리개 5.76m, 광학 효율 81%, 수명 100m 길이의 유리 포물선 원통형 집광기 생산 기술을 개발한 것입니다. 30년의. 러시아에서 이러한 거울 기술을 이용할 수 있다는 점을 고려하면, 가스 파이프라인이나 소규모 가스 매장지가 있고 직사광선 복사량이 전체의 50%를 초과하는 남부 지역에 태양광 발전소를 대량 생산하는 것이 좋습니다.
VIESKh는 홀로그래피 기술을 사용하는 근본적으로 새로운 유형의 태양광 농축물을 제안했습니다.
주요 특징은 태양광 발전소의 긍정적인 특성과 모듈식 중앙 수신기의 결합, 그리고 전통적인 증기 히터와 실리콘 기반 태양전지를 수신기로 사용할 수 있는 능력입니다.
가장 유망한 태양 에너지 기술 중 하나는 태양 복사의 직접 및 확산 성분을 12~15%의 효율로 전기 에너지로 변환하는 실리콘 기반 태양 전지를 갖춘 태양광 발전소를 만드는 것입니다. 실험실 샘플의 효율은 23%입니다. 전세계 태양전지 생산량은 연간 50MW를 초과하며 매년 30%씩 증가합니다. 현재 태양전지 생산 수준은 조명, 물 양수, 통신국, 특정 지역 및 차량의 가전제품 전력 공급에 사용되는 초기 단계에 해당합니다. 태양전지 가격은 2.5~3달러/W, 전기요금은 0.25~0.56달러/kWh이다. 태양광 발전 시스템은 등유 램프, 양초, 건전지 및 배터리를 대체하며, 전력 시스템 및 저부하 전력, 디젤 발전기 및 전력선과 상당한 거리를 두고 있습니다.
1.3 풍력 에너지
오랫동안 폭풍과 허리케인이 가져올 수 있는 파괴를 보면서 사람들은 풍력 에너지를 사용할 수 있는지에 대해 생각했습니다.
고대 페르시아인들은 1500년 전에 천으로 만든 날개-돛이 달린 풍차를 처음으로 만들었습니다. 나중에 풍차가 개선되었습니다. 유럽에서는 네덜란드처럼 밀가루를 갈아서 물을 퍼내고 버터를 휘젓기도 했습니다. 최초의 발전기는 1890년 덴마크에서 설계되었습니다. 20년이 지난 지금 이 나라에는 이미 수백 개의 유사한 설비가 운영되고 있습니다.
풍력 에너지는 매우 강합니다. 세계기상기구(World Meteorological Organization)의 추정에 따르면 매장량은 연간 170조kWh에 이릅니다. 이 에너지는 환경을 오염시키지 않고 얻을 수 있습니다. 그러나 바람에는 두 가지 중요한 단점이 있습니다. 그 에너지는 공간에 고도로 분산되어 있고 예측할 수 없습니다. 종종 방향을 바꾸고, 지구상에서 가장 바람이 많이 부는 지역에서도 갑자기 가라앉고, 때로는 풍차가 부러질 정도로 강한 힘에 도달합니다.
야외에서 어떤 날씨에도 24시간 내내 작동하는 풍력 터빈의 건설, 유지 관리 및 수리 비용은 저렴하지 않습니다. 수력발전소, 화력발전소, 원자력발전소와 같은 출력을 내는 풍력발전소는 그에 비해 더 넓은 면적을 차지해야 한다. 또한 풍력 발전소는 무해하지 않습니다. 새와 곤충의 비행을 방해하고, 소음을 내고, 회전하는 블레이드로 전파를 반사하고, 인근 인구 밀집 지역의 TV 프로그램 수신을 방해합니다.
풍력 터빈의 작동 원리는 매우 간단합니다. 바람의 힘으로 인해 회전하는 블레이드는 샤프트를 통해 기계적 에너지를 발전기로 전달합니다. 이는 차례로 전기 에너지를 생성합니다. 풍력 발전소는 배터리로 작동되는 장난감 자동차처럼 작동하지만 작동 원리는 그 반대인 것으로 나타났습니다. 전기 에너지를 기계 에너지로 변환하는 대신 풍력 에너지를 전류로 변환합니다.
풍력 에너지를 얻기 위해 다양한 디자인이 사용됩니다: 다중 블레이드 "데이지"; 3개, 2개 또는 1개의 블레이드가 있는 비행기 프로펠러와 같은 프로펠러(균형추가 있음) 세로로 절단되어 축에 장착된 배럴과 유사한 수직 로터; 일종의 "끝에 서 있는" 헬리콥터 프로펠러입니다. 블레이드의 바깥쪽 끝이 위쪽으로 구부러져 서로 연결되어 있습니다. 수직구조는 어느 방향에서든 바람을 받기 때문에 좋습니다. 나머지는 바람에 따라 방향을 바꿔야 합니다.
바람의 변동성을 어떻게든 보상하기 위해 거대한 "풍력 발전소"가 건설됩니다. 그곳의 풍력 터빈은 광대한 공간에 일렬로 서서 단일 네트워크를 위해 작동합니다. “농장”의 한쪽 끝에서는 바람이 불고 다른 쪽에서는 동시에 조용합니다. 풍력 터빈은 서로를 막지 않도록 너무 가까이 배치해서는 안 됩니다. 따라서 농장은 많은 공간을 차지합니다. 미국, 프랑스, 영국 및 덴마크에는 북해의 얕은 연안 해역에 "풍력 발전소"가 설치되어 있습니다. 그곳에서는 누구에게도 방해가되지 않으며 바람은 육지보다 더 안정적입니다.
가변적인 바람의 방향과 세기에 대한 의존도를 줄이기 위해 시스템에는 돌풍을 부분적으로 완화하는 플라이휠과 다양한 유형의 배터리가 포함되어 있습니다. 가장 자주 그들은 전기입니다. 그러나 그들은 또한 공기(풍차가 공기를 실린더로 펌핑하고 거기에서 나오면 균일한 흐름이 발전기로 터빈을 회전함)와 유압(바람의 힘으로 물이 특정 높이까지 올라가고 아래로 떨어지는 것)도 사용합니다. , 터빈을 회전시킵니다). 전해 배터리도 장착되어 있습니다. 풍차는 물을 산소와 수소로 분해하는 전류를 생성합니다. 실린더에 저장되고 필요에 따라 연료 전지(즉, 연료 에너지가 전기로 변환되는 화학 반응기) 또는 가스 터빈에서 연소되어 다시 전류를 공급 받지만 급격한 전압 변동은 발생하지 않습니다. 변덕스러운 바람과 함께.
현재 전 세계에는 다양한 용량의 풍력 터빈이 3만 개 이상 운영되고 있습니다. 독일은 전력의 10%를 풍력에서 얻고, 서유럽 전역에서 풍력은 2,500MW의 전력을 공급합니다. 풍력 발전소가 비용을 지불하고 설계가 개선됨에 따라 간접 전기 가격이 하락합니다. 따라서 1993년 프랑스의 풍력발전단지에서 생산되는 전기 1kWh의 비용은 40상팀이었는데, 2000년에는 1.5배로 감소했다. 사실, 원자력 발전소의 에너지 비용은 1kWh당 12상팀에 불과합니다.
1.4 물 에너지
바다 해안의 수위는 하루에 세 번 변합니다. 이러한 변동은 바다로 흘러가는 만과 하구에서 특히 두드러집니다. 고대 그리스인들은 바다의 통치자 포세이돈의 의지에 따라 수위 변동을 설명했습니다. 18세기에 영국의 물리학자 아이작 뉴턴(Isaac Newton)은 바다 조수의 신비를 풀었습니다. 세계 해양의 거대한 물 덩어리는 달과 태양의 중력에 의해 움직입니다. 6시간 12분마다 조수가 썰물로 바뀐다. 지구상의 여러 장소에서 조수의 최대 진폭은 동일하지 않으며 범위는 4~20m입니다.
간단한 조력 발전소(TPP)를 설치하려면 댐이 있는 만이나 강 하구와 같은 수영장이 필요합니다. 댐에는 배수구와 터빈이 설치되어 있습니다. 만조 때에는 물이 수영장으로 흘러 들어갑니다. 수영장의 수위와 바다의 수위가 같아지면 암거의 문이 닫힙니다. 썰물이 시작되면서 바다의 수위가 감소하고 압력이 충분해지면 여기에 연결된 터빈과 발전기가 작동하기 시작하고 물은 점차 수영장에서 빠져나갑니다. 해수면의 조석 변동이 최소 4m 이상인 지역에 조력발전소를 건설하는 것이 경제적으로 타당하다고 판단되며, 조력발전소의 설계 용량은 발전소가 건설되는 지역의 조수 특성에 따라 달라지며, 갯벌의 부피와 면적, 댐 본체에 설치된 터빈의 수에 따라 달라집니다.
복동식 조력 발전소에서 터빈은 물을 바다에서 유역으로 이동시킨 후 다시 이동시켜 작동합니다. 복동형 PES는 하루 4회 1~2시간 휴식을 갖고 4~5시간 연속 발전이 가능하다. 터빈의 작동 시간을 늘리기 위해 2개, 3개 또는 그 이상의 풀을 사용하는 더 복잡한 계획이 있지만 이러한 프로젝트의 비용은 매우 높습니다.
240MW 용량의 최초의 조력 발전소는 1966년 프랑스에서 평균 조석 진폭이 8.4m인 영국 해협으로 흘러드는 랑스 강 어귀에서 가동되었습니다. 24개의 TPP 수력 발전소는 평균 502의 전력을 생산합니다. 연간 백만 kW. 전기의 시간. 이 스테이션을 위해 조수 캡슐 장치가 개발되어 발전기, 펌프, 암거로서 3가지 직접 작동 모드와 3가지 역방향 작동 모드를 허용하여 TPP의 효율적인 작동을 보장합니다. 전문가들에 따르면 랜스강 화력발전소는 경제적으로 타당하며, 연간 운영비용은 수력발전소보다 낮고 자본 투자액의 4%에 달한다. 발전소는 프랑스 에너지 시스템의 일부이며 효율적으로 사용됩니다.
1968년 무르만스크에서 멀지 않은 바렌츠해에서 설계 용량 800kW의 파일럿 산업 발전소가 가동되었습니다. 건설 장소인 Kislaya Guba는 폭 150m, 길이 450m의 좁은 만으로 Kislogubskaya TPP의 전력은 작지만 조력 에너지 사용 분야의 추가 연구 개발 작업에 건설이 중요했습니다.
조석 진폭이 7~10m인 백해에는 320MW(콜라), 4000MW(메젠스카야) 용량의 대형 TPP 프로젝트가 있으며, 바다의 엄청난 잠재력도 활용할 계획이다. Penzhinskaya Bay와 같은 일부 지역의 오호츠크에서는 조석 높이가 12, 9m이고 Gizhiginskaya Bay에서는 12-14m입니다.
이 분야의 작업은 해외에서도 진행되고 있습니다. 1985년에는 캐나다 펀디 만(여기서의 조석 진폭은 19.6m)에 20MW 용량의 조력 발전소가 가동되었습니다. 중국에는 소형 조력발전소 3개가 건설됐다. 영국에서는 평균 조석폭이 16.3m인 세번 하구(Severn Estuary)에 1000MW급 조력발전소 프로젝트가 개발 중이다.
환경적인 관점에서 볼 때, PES는 석유와 석탄을 연소하는 화력 발전소에 비해 부인할 수 없는 이점을 가지고 있습니다. 조력 에너지의 광범위한 사용을 위한 유리한 전제 조건은 최근에 만들어진 Gorlov 튜브를 사용할 가능성과 관련되어 있으며, 이를 통해 댐 없이 조력 발전소를 건설할 수 있어 건설 비용이 절감됩니다. 최초의 무댐 TPP가 한국에 건설될 예정이다.
1.5. 파동 에너지
바다 파도에서 전기를 생산한다는 아이디어는 1935년 소련 과학자 K.E. Tsiolkovsky.
파력 에너지 스테이션의 운영은 부유물, 진자, 블레이드, 껍질 등의 형태로 만들어진 작업체에 대한 파도의 영향을 기반으로 합니다. 움직임의 기계적 에너지는 발전기를 사용하여 전기 에너지로 변환됩니다. 부표가 파도를 따라 흔들리면서 부표 내부의 수위가 변합니다. 결과적으로 공기가 나가거나 들어갑니다. 하지만 공기의 이동은 위쪽 구멍을 통해서만 가능합니다(이것이 부표의 디자인입니다). 그리고 거기에는 공기의 이동 방향에 관계없이 항상 한 방향으로 회전하는 터빈이 설치되어 있습니다. 높이 35cm의 아주 작은 파도에도 터빈은 2000rpm 이상 발전합니다. 또 다른 유형의 설치는 고정식 마이크로 발전소와 같습니다. 겉으로는 얕은 깊이의 지지대에 장착된 상자처럼 보입니다. 파도가 상자를 관통하여 터빈을 구동합니다. 그리고 여기서는 아주 약간의 바다 너울만으로도 충분합니다. 총 전력 200W로 높이 20cm의 조명 전구도 흔들 수 있습니다.
현재 파력 에너지 설비는 자율 부표, 비콘 및 과학 장비에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 그 과정에서 대형 파도 관측소는 해상 시추 플랫폼, 개방형 도로 및 해양 문화 농장의 파도 보호에 사용될 수 있습니다. 파력 에너지의 산업적 이용이 시작되었습니다. 전 세계적으로 약 400개의 등대와 항법 부표가 파도 설비를 통해 전력을 공급받습니다. 인도 마드라스 항구의 떠다니는 등대는 파도 에너지로 작동됩니다. 1985년부터 850kW 용량을 갖춘 세계 최초의 산업용 파력 발전소가 노르웨이에서 운영되고 있습니다.
파력 발전소의 생성은 파력 에너지의 안정적인 공급, 고르지 못한 파도 체제를 완화하기 위한 내장 장치를 포함하는 스테이션의 효과적인 설계를 통해 최적의 해역 선택에 의해 결정됩니다. 파동 관측소는 약 80kW/m의 전력을 사용하여 효과적으로 작동할 수 있는 것으로 믿어집니다. 기존 설비를 운영한 경험에 따르면 이들이 생산하는 전기는 여전히 기존 설비보다 2~3배 더 비싸지만 앞으로는 비용이 크게 절감될 것으로 예상됩니다.
공압 변환기를 사용하는 파도 설치에서는 파도의 영향으로 공기 흐름의 방향이 주기적으로 반대 방향으로 변경됩니다. 이러한 조건을 위해 로터가 정류 효과를 가지며 공기 흐름 방향을 변경할 때 회전 방향을 변경하지 않고 유지하는 Wells 터빈이 개발되었으므로 발전기의 회전 방향도 변경되지 않고 유지됩니다. 터빈은 다양한 파력 발전소에서 폭넓게 응용되고 있습니다.
공압 변환기를 갖춘 가장 강력한 운영 발전소인 파력 발전소 "Kaimei"("Sea Light")는 1976년 일본에서 건설되었습니다. 작업 시 최대 6~10m 높이의 파도를 사용합니다. 바지선에서 80 길이 m, 폭 12 m, 배기량 500톤, 22개의 공기 챔버가 설치되어 있으며 바닥이 열려 있습니다. 각 챔버 쌍은 하나의 Wells 터빈을 구동합니다. 설치의 총 전력은 1000kW입니다. 첫 번째 테스트는 1978년부터 1979년까지 수행되었습니다. 쓰루오카 시 근처. 에너지는 약 3km 길이의 수중 케이블을 통해 해안으로 전달되었습니다. 1985년에 두 개의 시설로 구성된 산업용 파동 관측소가 베르겐 시에서 북서쪽으로 46km 떨어진 노르웨이에 건설되었습니다. Toftestallen 섬의 첫 번째 설치는 공압 원리로 작동되었습니다. 그것은 바위 속에 묻혀 있는 철근 콘크리트 방이었습니다. 그 위에는 높이 12.3mm, 직경 3.6m의 철탑이 설치됐고, 챔버로 유입되는 파도에 따라 공기량이 변화했다. 밸브 시스템을 통한 결과 흐름은 500kW의 전력으로 터빈과 관련 발전기를 회전시켰으며 연간 출력은 120만kW였습니다. h. 1988년 말 겨울 폭풍으로 인해 역 타워가 파괴되었습니다. 새로운 철근 콘크리트 타워를 위한 프로젝트가 개발 중입니다.
두 번째 시설의 설계는 바닥에 높이 15m, 너비 55m의 콘크리트 벽이 있는 약 170m 길이의 협곡에 있는 원뿔형 수로로 구성되며, 댐에 의해 바다와 분리된 섬 사이의 저수지로 들어가고, 발전소가 있는 댐. 좁아지는 수로를 통과하는 파도는 높이를 1.1m에서 15m로 증가시키고 수위가 해발 3m인 저수지로 흘러 들어갑니다. 저수지에서 물은 350kW의 출력을 갖는 저압 수력 터빈을 통과합니다. 이 발전소는 연간 최대 200만kWh의 전기를 생산합니다.
그리고 영국에서는 소프트 쉘(챔버)이 작업 부품으로 사용되는 "조개"형 파력 에너지 플랜트의 독창적인 설계가 개발되고 있습니다. 여기에는 대기압보다 약간 더 높은 압력의 공기가 포함되어 있습니다. 파도가 위로 올라가면서 챔버가 압축되어 챔버에서 설치 프레임으로 그리고 뒤로 폐쇄된 공기 흐름을 형성합니다. 발전기를 갖춘 Wells 공기 터빈이 유로를 따라 설치됩니다. 길이 120m, 높이 8m의 프레임에 6개의 챔버가 장착된 실험적인 부유식 설치가 현재 제작 중이며 예상 전력은 500kW입니다. 추가 개발을 통해 카메라를 원형으로 배치하면 가장 큰 효과를 얻을 수 있음이 나타났습니다. 스코틀랜드에서는 12개의 챔버와 8개의 터빈으로 구성된 설비가 Loch Ness에서 테스트되었습니다. 이러한 설치의 이론적 전력은 최대 1200kW입니다.
파도 뗏목의 설계는 1926년 소련에서 처음으로 특허를 받았습니다. 1978년에 유사한 솔루션을 기반으로 한 해양 발전소의 실험 모델이 영국에서 테스트되었습니다. Kokkerel 웨이브 뗏목은 힌지 섹션으로 구성되며, 서로에 대한 움직임은 발전기가 있는 펌프로 전달됩니다. 전체 구조는 앵커로 고정됩니다. 길이 100m, 폭 50m, 높이 10m의 3섹션 Kokkerel 파도 뗏목은 최대 2,000kW의 전력을 제공할 수 있습니다.
소련에서는 70년대에 웨이브 뗏목 모델이 테스트되었습니다. 흑해에서. 길이는 12m, 플로트 너비는 0.4m였으며 높이 0.5m, 길이 10-15m의 파도에서 설치는 150kW의 전력을 개발했습니다.
Salter duck으로 알려진 이 프로젝트는 파력 에너지 변환기입니다. 작업 구조는 유체 역학 법칙에 따라 프로필이 계산되는 플로트("오리")입니다. 이 프로젝트는 공통 샤프트에 순차적으로 장착되는 다수의 대형 플로트 설치를 제공합니다. 파도의 영향으로 수레는 자체 무게의 힘으로 움직이기 시작하고 원래 위치로 돌아갑니다. 이 경우 특별히 준비된 물로 채워진 샤프트 내부에서 펌프가 활성화됩니다. 다양한 직경의 파이프 시스템을 통해 압력 차이가 발생하여 플로트 사이에 설치된 터빈을 구동하고 해수면 위로 올라갑니다. 생성된 전기는 해저 케이블을 통해 전송됩니다. 하중을 보다 효율적으로 분산하려면 샤프트에 플로트 20~30개를 설치해야 합니다. 1978년에 직경 1m의 플로트 20개로 구성된 설치 모델이 테스트되었으며 생성된 전력은 10kW였습니다. 길이 1200m의 샤프트에 직경 15m의 플로트 20~30개를 더욱 강력하게 설치하기 위한 프로젝트가 개발되었으며, 예상 설치 전력은 45,000kW입니다. 영국 제도의 서부 해안에 설치된 유사한 시스템은 영국의 전력 수요를 충족할 수 있습니다.
1.6 전류의 에너지
가장 강력한 해류는 잠재적인 에너지원입니다. 현재 기술 수준에서는 1m/s 이상의 유속에서 전류 에너지를 추출하는 것이 가능합니다. 이 경우 흐름 단면적 1m 2의 전력은 약 1kW입니다. 최대 2m/s의 속도로 각각 8,300만 입방미터와 5,500만 입방미터의 물을 운반하는 걸프 스트림(Gulf Stream)과 쿠로시오(Kuroshio)와 같은 강력한 해류와 플로리다 해류(3,000만 입방 미터/초, 속도가 빨라지는)를 사용하는 것이 유망해 보입니다. 1.8m/s).
해양 에너지의 경우 지브롤터 해협, 영국 해협, 쿠릴 해협의 해류가 관심 대상입니다. 그러나 해류 에너지를 이용한 해양 발전소 건설은 여전히 많은 기술적 어려움과 연관되어 있으며, 주로 해운에 위협이 되는 대규모 발전소 건설과 관련이 있습니다.
코리올리스 프로그램은 마이애미 시에서 동쪽으로 30km 떨어진 플로리다 해협에 반대 방향으로 회전하는 직경 168m의 임펠러 2개를 갖춘 터빈 242개를 설치하는 것을 계획하고 있습니다. 한 쌍의 임펠러는 터빈에 부력을 제공하는 속이 빈 알루미늄 챔버 내부에 배치됩니다. 효율성을 높이려면 휠 블레이드를 상당히 유연하게 만들어야 합니다. 총 길이가 60km에 달하는 전체 코리올리 시스템은 주 흐름을 따라 배치됩니다. 11개의 터빈으로 구성된 22열로 배열된 터빈의 폭은 각각 30km입니다. 장치는 항해에 방해가 되지 않도록 설치 장소까지 견인되어 30m 정도 매설되어야 합니다.
남무역풍의 대부분이 카리브해와 멕시코만으로 들어간 후, 물은 그곳에서 플로리다만을 거쳐 대서양으로 되돌아옵니다. 전류의 폭은 80km로 최소화됩니다. 동시에 이동 속도는 2m/s로 가속화됩니다. 플로리다 해류가 안틸레스 해류에 의해 강화되면 물의 흐름이 최대에 도달합니다. 샤프트가 발전기에 연결되어 있는 스위핑 블레이드가 있는 터빈을 구동하기에 충분한 힘이 발생합니다. 다음은 수중 케이블을 통해 해안으로 전류를 전송하는 것입니다.
터빈 재질은 알루미늄입니다. 서비스 수명 – 80년. 그녀의 영구 장소는 물 속에 있습니다. 물 표면으로 들어 올리는 것은 예방 수리에만 사용됩니다. 그 작동은 침수 깊이 및 수온과 실질적으로 무관합니다. 블레이드는 천천히 회전하므로 작은 물고기가 터빈을 통해 자유롭게 헤엄칠 수 있습니다. 하지만 넓은 입구는 안전망으로 막혀있습니다.
미국 엔지니어들은 그러한 구조물의 건설이 화력 발전소 건설보다 훨씬 저렴하다고 믿습니다. 건물을 짓거나 도로를 깔거나 창고를 마련할 필요가 없습니다. 그리고 운영 비용도 현저히 낮습니다.
운영 비용과 해안으로 송전하는 동안의 손실을 고려한 각 터빈의 순 출력은 43MW가 될 것이며 이는 미국 플로리다 주의 요구 사항을 10% 충족할 것입니다.
직경 1.5m의 터빈의 첫 번째 프로토타입이 플로리다 해협에서 테스트되었습니다. 직경 12m, 출력 400kW의 임펠러를 갖춘 터빈 설계도 개발되었습니다.
2 러시아의 대체 에너지 개발 현황과 전망
세계 에너지 균형에서 전통적인 연료 에너지가 차지하는 비중은 지속적으로 감소할 것이며, 재생 가능 에너지원 사용을 기반으로 하는 비전통적 대체 에너지로 대체될 것입니다. 그리고 경제적 복지뿐만 아니라 독립성, 국가 안보도 특정 국가에서 이러한 일이 일어나는 속도에 달려 있습니다.
우리나라의 거의 모든 것과 마찬가지로 러시아의 재생 가능 에너지 원 상황은 독특하다고 할 수 있습니다. 오늘날의 기술 수준에서 이미 사용할 수 있는 이러한 소스의 매장량은 엄청납니다. 추정치 중 하나는 다음과 같습니다. 태양 복사 에너지 - 23000억 TUT(표준 연료 톤); 풍력 - 267억 TOE, 바이오매스 - 100억 TOE; 지구의 열 - 40,000억 TU; 작은 강 - 3,600억; 바다와 바다 - 300억. 이러한 에너지원은 현재 러시아의 에너지 소비 수준(연간 12억 TEU)을 훨씬 초과합니다. 그러나이 상상할 수없는 풍부함 중에서 부스러기가 미세한 양으로 사용되었다고 말할 수도 없습니다. 전 세계적으로 풍력 에너지는 러시아에서 가장 발전된 재생 에너지 유형입니다. 1930년대로 거슬러 올라갑니다. 우리나라에서는 3~4kW 용량의 여러 종류의 풍력발전기가 양산되었으나 1960년대에 이르러서였다. 생산이 중단되었습니다. 소련 말년에 정부는 이 분야에 다시 관심을 보였지만 계획을 실행할 시간이 없었습니다. 그러나 1980년부터 2006년까지. 러시아는 대규모의 과학 및 기술 보유량을 개발했습니다(그러나 러시아는 재생 가능 에너지원의 실제 사용에 있어 심각한 지연을 겪고 있습니다). 현재 러시아에서 운영 중, 건설 중, 시운전 예정인 풍력 터빈과 풍력 발전 단지의 총 용량은 200MW입니다. 러시아 기업이 제조한 개별 풍력 터빈의 출력 범위는 0.04~1000.0kW입니다. 예를 들어, 풍력 터빈 및 풍력 발전소의 여러 개발자 및 제조업체를 인용하겠습니다. 모스크바에서 LLC SKTB Iskra는 250W 전력의 풍력 발전소 M-250을 생산합니다. 모스크바 지역 Dubna에서는 국가 설계국 "Raduga" 기업이 쉽게 설치할 수 있는 750W, 1kW 및 8kW 풍력 발전소를 생산합니다. 상트페테르부르크 연구소 Elektroribor는 최대 500W의 풍력 터빈을 생산합니다.
1999년부터 키예프에서 WindElectric 연구 및 생산 그룹은 1kW 용량의 국내 풍력 발전소 WE-1000을 생산합니다. 이 그룹의 전문가들은 모든 공기 흐름을 효과적으로 사용하는 독특한 다중 블레이드, 범용 고속, 절대 소음이 없는 소형 터빈을 개발했습니다.
하바롭스크 "회사 LMV 풍력 에너지"는 0.25~10kW 용량의 풍력 발전소를 생산하며, 후자는 최대 100kW 용량의 시스템으로 결합될 수 있습니다. 1993년부터 이 기업은 640개의 풍력 발전소를 개발 및 생산했습니다. 대부분은 시베리아, 극동, 캄차카, 추코트카에 설치된다. 풍력 발전 단지의 서비스 수명은 모든 기후대에서 20년에 이릅니다. 이 회사는 또한 풍력 발전소와 함께 작동하는 태양광 패널을 공급합니다(이러한 풍력-태양광 발전소의 전력 범위는 50W ~ 100kW입니다).
러시아의 풍력 에너지 자원 측면에서 가장 유망한 지역은 북극해 연안, 캄차카, 사할린, 추코트카, 야쿠티아, 핀란드 만 연안, 흑해 및 카스피해입니다. 높은 평균 연간 풍속, 중앙 집중식 전력망의 낮은 가용성 및 풍부한 미사용 지역으로 인해 이러한 지역은 풍력 에너지 개발에 거의 이상적입니다. 상황은 태양에너지와 비슷하다. 매주 우리나라 영토에 공급되는 태양 에너지는 러시아의 모든 석유, 석탄, 가스 및 우라늄 자원의 에너지를 초과합니다. 이 분야에서 흥미로운 국내 개발이 이루어지고 있지만 주 정부의 지원이 없기 때문에 태양광 시장이 없습니다. 그러나 태양광 패널의 생산량은 메가와트 단위로 측정됩니다. 2006년 약 400MW가 생산됐다. 어느 정도 증가하는 경향이 있습니다. 그러나 해외 바이어들은 태양전지를 생산하는 다양한 연구 및 생산 협회의 제품에 더 큰 관심을 보이고 있으며, 러시아인에게는 여전히 가격이 비싸다. 특히, 결정질막 요소를 생산하기 위한 원자재는 해외에서 수입해야 하기 때문에 (소련 시절에는 실리콘 생산 공장이 키르기스스탄과 우크라이나에 위치했습니다.) 러시아에서 태양에너지 이용에 가장 유리한 지역은 북캅카스 지역입니다. , Stavropol 및 Krasnodar 영토, 아스트라한 지역, Kalmykia, Tuva, Buryatia, Chita 지역, 극동.
태양 에너지 사용에 있어서 가장 큰 성과는 평판형 태양열 집열기를 사용하여 열 공급 시스템을 만드는 분야에서 나타났습니다. 이러한 시스템을 구현하는 러시아의 첫 번째 장소는 크라스노다르 영토가 차지하고 있으며, 최근 몇 년 동안 현재 지역 에너지 절약 프로그램에 따라 약 100개의 대형 태양열 온수 공급 시스템과 개인용 소규모 설치가 많이 이루어졌습니다. 지어졌습니다. 난방 시설을 위한 태양광 설비는 크라스노다르 지역과 부랴티아 공화국에서 가장 큰 발전을 이루었습니다. 부랴티아에서는 병원, 학교, Elektromashina 공장 등 다양한 산업 및 사회 시설과 개인 주거용 건물에 1회당 500~3000리터의 온수(섭씨 90~100도) 용량을 갖춘 태양열 집열기가 설치되어 있습니다. 낮. 우리의 에너지 관리자에게 더 친숙하고 더 큰 용량에 도달하므로 에너지 거대주의의 일반적인 개념에 더 잘 맞는 지열 발전소의 개발에 상대적으로 더 많은 관심이 집중되고 있습니다. 전문가들은 캄차카와 쿠릴 열도의 지열 에너지 매장량이 최대 1000MW의 발전소 용량을 제공할 수 있다고 믿습니다.
1967년으로 돌아가 11.5MW 용량의 Pauzhetskaya 지열 발전소가 캄차카에 건설되었습니다. 세계 5번째 지열발전소였습니다. 1967년 파라툰카 지열 발전소가 가동에 들어갔습니다. 이는 세계 최초로 바이너리 랭킨 사이클을 사용하는 발전소입니다. 현재 Kaluga 터빈 발전소에서 제조한 국내 장비를 사용하여 200MW 용량의 Mutnovskaya 지열 발전소를 건설하고 있습니다. 이 공장은 또한 지열 전기 및 열 공급을 위한 모듈형 블록의 대량 생산을 시작했습니다. 이러한 블록을 사용하면 캄차카와 사할린에 지열원의 전기와 열을 거의 완벽하게 공급할 수 있습니다. 스타브로폴(Stavropol) 및 크라스노다르(Krasnodar) 지역에서는 상당히 큰 에너지 잠재력을 지닌 지열원을 이용할 수 있습니다. 오늘날 지열 열 공급 시스템의 기여도는 연간 300만 Gcal입니다.
전문가들에 따르면 이러한 유형의 에너지 매장량이 셀 수 없이 많아 지열 자원의 합리적이고 비용 효율적이며 환경 친화적인 사용 문제가 해결되지 않아 산업 발전이 저해되고 있습니다. 예를 들어, 추출된 지열수는 야만적인 방식으로 사용됩니다. 다양한 유해 물질(수은, 비소, 페놀, 황 등)을 포함하는 처리되지 않은 폐수가 주변 수역으로 배출되어 자연에 돌이킬 수 없는 해를 끼칩니다. 또한 지열수의 높은 광물화로 인해 지열 난방 시스템의 모든 파이프라인이 빠르게 실패합니다. 따라서 지열에너지 이용기술에 대한 획기적인 개정이 요구된다.
현재 러시아 지열 발전소 생산의 선두 기업은 Kaluga 터빈 공장과 JSC Nauka이며, 이들은 0.5~25MW 용량의 모듈형 지열 발전소를 개발 및 생산하고 있습니다. 캄차카 지역의 지열 에너지 공급을 위한 프로그램이 개발되어 실행되기 시작했으며 그 결과 연간 약 90만 달러가 절약될 것입니다. 여기. 쿠반에는 10개의 지열수 매장지가 개발되고 있습니다. 1999-2000년 이 지역의 화력 발전 물 생산량은 약 900만m3로 최대 65,000TEU를 절약할 수 있습니다. 칼루가 터빈 공장(Kaluga Turbine Plant)에서 설립된 터보콘(Turbocon) 기업은 압력 하에서 증발하는 뜨거운 물과 일반적인 블레이드 대신 특수 깔때기가 장착된 터빈을 회전시켜 전기를 얻을 수 있는 매우 유망한 기술을 개발했습니다. 라발 노즐. 수증기 터빈이라고 불리는 이러한 설비의 이점은 적어도 두 배입니다. 첫째, 지열 에너지를 보다 완벽하게 사용할 수 있습니다. 일반적으로 지열수증기나 지열수에 용해된 가연성 가스만 에너지를 생성하는 데 사용되는 반면, 수증기 터빈의 경우 온수를 직접 사용하여 에너지를 생성할 수도 있습니다. 새로운 터빈의 또 다른 가능한 용도는 열 소비자로부터 되돌아오는 물로부터 도시 난방 네트워크에서 전기를 생성하는 것입니다. 이제 이 물의 열은 낭비되지만 보일러실에 독립적인 전기 공급원을 제공할 수 있습니다.
지구 내부의 열은 간헐천의 분수를 공기 중으로 방출할 수 있을 뿐만 아니라 집을 따뜻하게 하고 전기를 생산할 수도 있습니다. 캄차카, 추코트카, 쿠릴 열도, 프리모르스키 영토, 서부 시베리아, 북코카서스, 크라스노다르 및 스타브로폴 영토, 칼리닌그라드 지역에는 대규모 지열 자원이 있습니다. 고급 열열(섭씨 100도 이상의 증기-물 혼합)을 통해 직접 전기를 생산할 수 있습니다.
일반적으로 증기-물 열 혼합물은 2~5km 깊이까지 뚫은 우물에서 추출됩니다. 각 우물은 약 1km 2 의 지열 지대에서 4-8MW의 전력을 공급할 수 있습니다. 동시에 환경적인 이유로 폐지열수를 저수지로 펌핑하기 위한 우물도 필요합니다.
현재 캄차카에는 Pauzhetskaya GeoPP, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP, Mutnovskaya GeoPP 등 3개의 지열 발전소가 운영되고 있습니다. 이러한 지열 발전소의 총 용량은 70MW 이상입니다. 이를 통해 지역 전력 수요의 25%를 충족하고 값비싼 수입 연료유 공급에 대한 의존도를 줄일 수 있습니다.
섬의 사할린 지역에 있습니다. Kunashir는 Mendeleevskaya 지열 발전소의 1.8MW 용량을 갖춘 첫 번째 발전소와 17Gcal/h 용량의 지열 발전소 GTS-700을 시운전했습니다. 저급 지열 에너지의 대부분은 주택, 공공 서비스, 농업에서 열의 형태로 사용됩니다. 따라서 코카서스에서는 지열수로 가열되는 온실의 총 면적이 70헥타르가 넘습니다. 실험적인 다층 건물이 모스크바에 건설되어 성공적으로 운영되고 있습니다. 이 건물에서는 지구의 저급 열을 사용하여 가정용 온수를 가열합니다.
마지막으로 소규모 수력발전소도 언급해야 한다. 이들의 상황은 설계 개발 측면에서 상대적으로 좋습니다. 축, 방사형 축, 프로펠러 등 다양한 설계의 유압 터빈을 사용하여 전력 엔지니어링 산업의 많은 기업에서 소규모 수력 발전소용 장비가 생산 중이거나 생산 준비가 되어 있습니다. , 대각선, 양동이. 동시에 국내 기업에서 제조되는 장비 비용은 여전히 세계 가격 수준보다 훨씬 낮습니다. 쿠반에서는 강에 두 개의 소형 수력 발전소(SHPP) 건설이 진행 중입니다. 소치의 Krasnaya Polyana 마을 지역의 Beshenka 및 크라스노다르 화력 발전소의 기술 물 공급 순환 시스템 배출. 크라스노다르 저수지 방류 지역에 50MW 용량의 소형 수력 발전소를 건설할 계획입니다. 레닌그라드 지역의 소규모 수력 발전소 시스템을 복원하는 작업이 시작되었습니다. 1970년대 그곳에서는 지역 전력 공급 통합 캠페인의 결과로 40개 이상의 발전소가 운영을 중단했습니다. 근시안적인 거대증의 결과는 이제 작은 에너지원에 대한 필요성이 명백해졌기 때문에 바로잡아야 합니다.
결론
러시아에는 대체 에너지를 규제하고 개발을 촉진하는 법률이 아직 없다는 점에 유의해야 합니다. 대체 에너지의 이익을 보호할 구조가 없는 것처럼 말이죠. 예를 들어 원자력부는 원자력에 별도로 관여하고 있다. "재생 에너지원 개발에 관한" 연방법 초안의 필요성과 개념 개발에 대한 정당화에 대해 정부에 대한 보고서가 계획되어 있습니다. 이 보고서 작성을 담당하는 부처는 에너지부, 경제개발부, 산업과학부, 법무부입니다. 언제 동의할지 알 수 없습니다.
산업이 신속하고 완전하게 발전하려면, 법은 재생 에너지원으로부터 에너지를 생산하기 위한 장비를 생산하는 기업에 대해 세금 인센티브를 제공해야 합니다(예: VAT 세율을 최소 10%로 인하). 재생에너지의 우선순위는 품질 요구사항도 충족해야 하기 때문에 인증 및 라이센스 문제도 중요합니다(주로 장비와 관련하여).
대체 에너지 생산 방법의 개발은 전통적인 에너지원의 생산자와 채굴자에 의해 방해를 받습니다. 그들은 강력한 권력 위치를 갖고 있으며 자신의 이익을 방어할 기회를 갖고 있습니다. 대체 에너지는 기존 에너지에 비해 여전히 상당히 비쌉니다. 왜냐하면 거의 모든 제조 기업이 매우 적은 수량으로 파일럿 배치로 설비를 생산하고 그에 따라 매우 비싸기 때문입니다. 대량 생산 조직 및 설치 인증에는 상당한 투자가 필요하며 이는 전혀 없습니다. 국가 지원은 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 이는 전통적인 탄화수소 연료 생산을 기반으로 하는 사업을 하는 사람들의 이익과 모순됩니다. 누구도 추가 경쟁이 필요하지 않습니다.
결과적으로 재생 가능 에너지원의 일차적인 사용과 대체 에너지 개발은 기존 에너지 문제에 대한 가장 확실한 해결책이 되는 지역에서 주로 선호됩니다. 러시아는 북극해 연안, 야쿠티아, 캄차카, 추코트카, 사할린 등 중앙 집중식 전력 공급이 없는 지역을 포함하여 상당한 풍력 에너지 자원을 보유하고 있지만 이러한 지역에서도 에너지 문제를 해결하려는 시도는 거의 없습니다. 방법.
대체 에너지의 추가 개발은 "2020년까지의 러시아 에너지 전략"에서 논의됩니다. 우리의 대체 에너지 산업이 달성해야 하는 숫자는 매우 낮고 작업도 최소화되어 러시아 에너지 부문의 전환점을 기대할 수 없습니다. 2020년까지 대체에너지를 통해 전체 연료자원의 1% 미만을 절감할 계획이다. 러시아는 '국가 에너지 부문에서 가장 중요한 부분'으로 원자력 산업을 '에너지 전략'의 우선순위로 선택했다.
최근에는 대체 재생에너지 개발을 위한 몇 가지 조치가 취해졌습니다. 에너지부는 대체 에너지 분야의 협력 전망에 대해 프랑스와 협상을 시작했습니다. 일반적으로 향후 10~15년 동안의 대체 에너지 개발에 대한 상태와 전망은 일반적으로 개탄스러워 보인다는 점에 주목할 수 있습니다.
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개인 주택 소유자는 공과금을 크게 줄이거 나 열, 전기 및 가스 공급 업체의 서비스를 전혀 사용하지 않을 수 있습니다. 상당한 양의 농업을 제공할 수도 있고 원할 경우 잉여분을 판매할 수도 있습니다. 이것은 실제이며 이미 일부 사람들에 의해 수행되었습니다. 이를 위해 대체 에너지원이 사용됩니다.
에너지는 어디서, 어떤 형태로 얻을 수 있나요?
사실 에너지는 어떤 형태로든 태양, 바람, 물, 지구 등 자연의 거의 모든 곳에서 발견됩니다. 어디에나 에너지가 있습니다. 주요 임무는 거기에서 그것을 추출하는 것입니다. 인류는 수백년 동안 이 일을 해왔고 좋은 결과를 얻었습니다. 오늘날 대체 에너지원은 집에 열, 전기, 가스 및 따뜻한 물을 공급할 수 있습니다. 더욱이 대체 에너지에는 추가적인 기술이나 지식이 필요하지 않습니다. 당신은 당신의 손으로 집에서 모든 것을 할 수 있습니다. 그래서 당신은 무엇을 할 수 있습니까?
모든 대체 에너지원은 인간의 요구를 완벽하게 충족할 수 있지만 이를 위해서는 너무 많은 투자 및/또는 너무 넓은 면적이 필요합니다. 따라서 결합된 시스템을 만드는 것이 더 합리적입니다. 즉, 대체 소스에서 에너지를 받고, 부족할 경우 중앙 집중식 네트워크에서 "얻습니다".
태양에너지 이용
가정의 가장 강력한 대체 에너지원 중 하나는 태양 복사입니다. 태양 에너지를 변환하는 설치에는 두 가지 유형이 있습니다.
설치가 남쪽에서만 작동하고 여름에만 작동한다고 생각해서는 안됩니다. 겨울에도 잘 작동합니다. 눈이 내리는 맑은 날씨에는 에너지 생산량이 여름보다 약간 낮습니다. 해당 지역에 맑은 날이 많으면 이러한 기술을 사용할 수 있습니다.
태양 전지 패널
태양전지는 햇빛에 노출되면 전자를 방출하여 전류를 생성하는 광물로 만들어진 광전지 변환기로 조립됩니다. 개인용 애플리케이션의 경우 실리콘 광변환기가 사용됩니다. 그 구조는 단결정(하나의 결정으로 만들어짐)과 다결정(많은 결정으로 만들어짐)으로 나뉩니다. 단결정은 효율성이 더 높고(품질에 따라 13~25%) 수명이 길지만 가격이 더 비쌉니다. 다결정질은 더 적은 전력을 생산하고(9-15%) 더 빨리 고장이 나지만 가격이 더 저렴합니다.
이것은 다결정 광변환기입니다. 조심스럽게 다루어야 합니다. 매우 깨지기 쉽습니다(단결정도 마찬가지이지만 같은 정도는 아닙니다).
자신의 손으로 태양전지를 조립하는 것은 어렵지 않습니다. 먼저 특정 수의 실리콘 광전지를 구입해야 합니다(수량은 필요한 전력에 따라 다름). 대부분 AliExpress와 같은 중국 거래 플랫폼에서 구매됩니다. 그러면 절차는 간단합니다.
태양광 패널(배터리)의 기판을 흰색으로 칠해야 하는 이유에 대한 몇 가지 설명입니다. 실리콘 웨이퍼의 작동 온도 범위는 -40°C ~ +50°C입니다. 더 높거나 낮은 온도에서 작동하면 요소가 빠르게 고장납니다. 지붕 위나 여름에 밀폐된 공간에서는 온도가 +50°C보다 훨씬 높을 수 있습니다. 이것이 바로 실리콘이 과열되지 않도록 흰색이 필요한 이유입니다.
태양열 집열기
태양열 집열기를 사용하면 물이나 공기를 가열할 수 있습니다. 태양에 의해 가열된 물을 온수 꼭지 또는 난방 시스템으로 보내는 곳은 귀하에게 달려 있습니다. 난방만 저온입니다. 따뜻한 바닥의 경우 이것이 필요합니다. 그러나 집안의 온도가 날씨에 영향을 받지 않게 하려면 필요한 경우 다른 열원을 연결하거나 보일러가 다른 에너지원으로 전환되도록 시스템을 이중화해야 합니다.
태양열 집열기에는 평면형, 관형 및 공기의 세 가지 유형이 있습니다. 가장 흔한 것은 관형이지만 다른 것들도 존재할 권리가 있습니다.
편평한 플라스틱
검정색과 투명 두 개의 패널이 하나의 몸체로 연결됩니다. 그들 사이에는 뱀 형태의 구리 파이프라인이 있습니다. 아래쪽 어두운 패널은 태양으로부터 가열됩니다. 그것은 구리를 가열하고, 미로를 통과하는 물을 따뜻하게 합니다. 이러한 대체 에너지원을 사용하는 방법은 가장 효과적이지는 않지만 구현이 매우 간단하다는 점에서 매력적입니다. 이렇게 하면 물을 가열할 수 있습니다. 공급을 순환하기만 하면 됩니다(순환 펌프 사용). 같은 방법으로 용기에 담긴 물을 가열하거나 가정용으로 사용할 수 있습니다. 이러한 설치의 단점은 효율성과 생산성이 낮다는 것입니다. 많은 양의 물을 가열하려면 많은 시간이 필요하거나 많은 수의 평판 수집기가 필요합니다.
관형 매니폴드
이들은 물이 흐르는 유리관(진공 또는 동축)입니다. 특수 시스템을 통해 튜브 내 열의 최대 집중이 가능하며, 이 열은 튜브를 통해 흐르는 물로 전달됩니다.
시스템에는 물이 가열되는 저장 탱크가 있어야 합니다. 시스템의 물 순환은 펌프에 의해 보장됩니다. 이러한 시스템을 직접 만들 수는 없습니다. 손으로 유리관을 만드는 것은 문제가 있으며 이것이 주요 단점입니다. 이는 높은 가격과 함께 이 가정용 에너지원의 광범위한 채택을 방해하고 있습니다. 그리고 시스템 자체는 매우 효율적이며 온수 공급을 위한 난방수에 강력하게 대처하고 난방에 상당한 기여를 합니다.
대체 에너지 원을 사용하여 난방 및 온수 공급을 구성하는 계획 - 태양열 집열기 사용
공기 매니폴드
우리나라에서는 매우 드물고 헛된 것입니다. 그들은 간단하고 손으로 쉽게 만들 수 있습니다. 유일한 단점은 넓은 지역이 필요하다는 것입니다. 남쪽 (동쪽, 남동쪽) 벽 전체를 차지할 수 있습니다. 이 시스템은 검정색 바닥 패널, 투명한 상단 등 평판 수집기와 매우 유사하지만 공기를 직접 가열하여 (팬에 의해) 강제로 또는 자연적으로 실내로 유입됩니다. 명백한 경박함에도 불구하고 이러한 방식으로 기술실 또는 다용도실을 포함하여 낮 시간 내내 작은 방(코티지, 가축 창고)을 난방할 수 있습니다.
태양과 같은 대체 에너지원은 우리에게 열을 제공하지만 대부분은 "아무데도" 가지 않습니다. 그것의 작은 부분을 잡아 개인적인 필요에 사용하는 것이 이 모든 장치가 해결하는 작업입니다.
풍력 발전기
대체 에너지원의 좋은 점은 대부분 재생 가능한 자원이라는 것입니다. 가장 영원한 것은 아마도 바람일 것이다. 대기와 태양이 있는 한 바람도 있습니다. 공기는 짧은 시간 동안 정체될 수 있지만 오랫동안은 그렇지 않습니다. 우리 조상들은 공장에서 풍력 에너지를 사용했고, 현대인은 이를 전기로 전환합니다. 이를 위해 필요한 모든 것:
- 바람이 많이 부는 곳에 설치된 타워;
- 블레이드가 부착된 발전기;
- 축전지 및 전류 분배 시스템.
어떤 타워라도 어떤 재료로든 지을 수 있습니다. 축전지는 배터리이므로 여기서는 아무것도 생각할 수 없지만 전기를 공급할 위치는 선택입니다. 남은 것은 발전기를 만드는 것뿐입니다. 기성품으로 구입할 수도 있지만 세탁기, 드라이버 등 가전 제품의 모터로 만들 수도 있습니다. 네오디뮴 자석과 에폭시 수지, 선반이 필요합니다.
모터 로터에는 자석 설치 장소를 표시합니다. 서로 동일한 거리에 있어야 합니다. 선택한 모터의 로터를 갈아서 "시트"를 만듭니다. 노치 바닥은 자석 표면이 기울어지도록 약간의 경사를 가져야 합니다. 자석은 가공된 부분에 액상 못 위에 접착되고 에폭시 수지로 채워집니다. 그런 다음 표면이 부드러워질 때까지 샌딩 처리됩니다. 다음으로 전류를 제거할 브러시를 부착해야 합니다. 그게 전부입니다. 풍력 발전기를 조립하고 시동할 수 있습니다.
이러한 설치는 매우 효과적이지만 그 전력은 바람의 강도, 발전기의 성능, 브러시로 전위차를 얼마나 효과적으로 제거하는지, 전기 연결의 신뢰성 등 여러 요소에 따라 달라집니다.
주택난방용 히트펌프
열 펌프는 사용 가능한 모든 대체 에너지원을 사용합니다. 그들은 물, 공기, 토양에서 열을 얻습니다. 이 열은 겨울에도 소량 존재하므로 히트펌프가 이를 모아 집을 데우기 위해 방향을 바꿉니다.
히트펌프는 또한 지구, 물, 공기 등의 대체 에너지원을 사용합니다.
작동 원리
히트펌프가 왜 그렇게 매력적인가요? 사실 1kW의 에너지를 사용하여 펌핑하면 최악의 경우 1.5kW의 열을 얻을 수 있으며 가장 성공적인 구현은 최대 4-6kW를 제공할 수 있습니다. 그리고 이것은 에너지 보존 법칙에 위배되지 않습니다. 왜냐하면 에너지는 열을 받는 데 소비되지 않고 펌핑하는 데 소비되지 않기 때문입니다. 따라서 불일치가 없습니다.
히트펌프에는 외부 2개, 내부 1개, 증발기, 압축기, 응축기 등 3개의 작동 회로가 있습니다. 이 계획은 다음과 같이 작동합니다.
- 1차 회로에는 냉각수가 순환하여 전위가 낮은 소스에서 열을 제거합니다. 물에 담그거나 땅에 묻을 수도 있고, 공기로부터 열을 흡수할 수도 있습니다. 이 회로에서 달성된 최고 온도는 약 6°C입니다.
- 내부 회로에는 끓는점이 매우 낮은(보통 0°C) 냉각수가 순환합니다. 가열되면 냉매가 증발하고 증기가 압축기로 들어가 고압으로 압축됩니다. 압축하는 동안 열이 방출되고 냉매 증기는 +35°C ~ +65°C의 평균 온도로 가열됩니다.
- 응축기에서 열은 세 번째 가열 회로에서 냉각수로 전달됩니다. 냉각 증기는 응축되어 증발기로 들어갑니다. 그런 다음주기가 반복됩니다.
난방 회로는 따뜻한 바닥 형태로 수행되는 것이 가장 좋습니다. 온도는 이에 가장 적합합니다. 라디에이터 시스템에는 너무 많은 섹션이 필요하므로 보기에 좋지 않고 수익성도 없습니다.
대체 열 에너지원: 열을 얻는 장소와 방법
그러나 가장 큰 어려움은 열을 모으는 첫 번째 외부 회로 설계로 인해 발생합니다. 발생원은 잠재력이 낮기 때문에(열이 거의 없음) 충분한 양을 수집하려면 넓은 지역이 필요합니다. 윤곽선에는 네 가지 유형이 있습니다.
- 냉각수가 담긴 파이프는 물 속에 고리 모양으로 놓여 있습니다. 수역은 강, 연못, 호수 등 무엇이든 될 수 있습니다. 주된 조건은 가장 심한 서리에도 얼지 않아야한다는 것입니다. 강에서 열을 펌핑하는 펌프는 더 효율적으로 작동하며 고인 물에서는 훨씬 적은 양의 열이 전달됩니다. 이러한 열원을 구현하는 가장 쉬운 방법은 파이프를 설치하고 하중을 묶는 것입니다. 우발적인 손상이 발생할 가능성이 높습니다.
- 어는 깊이 아래에 파이프가 묻혀 있는 열장. 이 경우 단 하나의 단점, 즉 대량의 굴착 작업이 있습니다. 넓은 지역, 심지어는 상당한 깊이까지 토양을 제거해야 합니다.
- 지열 온도의 사용. 깊이가 깊은 여러 개의 우물을 뚫고 냉각수 회로가 그 안으로 내려갑니다. 이 옵션의 장점은 공간이 거의 필요하지 않지만 모든 곳에서 깊은 깊이까지 드릴링이 가능한 것은 아니며 드릴링 서비스 비용이 많이 든다는 것입니다. 물론 가능하지만 작업은 여전히 쉽지 않습니다.
- 공기에서 열을 추출합니다. 이것이 난방 기능이 있는 에어컨이 작동하는 방식입니다. 즉, "외부" 공기에서 열을 가져옵니다. 영하의 온도에서도 이러한 장치는 영하 15°C까지 "깊은" 온도는 아니지만 작동합니다. 작업을 더욱 집중적으로 수행하려면 환기 샤프트의 열을 사용할 수 있습니다. 거기에 냉각수를 넣고 거기에서 열을 펌핑하세요.
히트펌프의 가장 큰 단점은 펌프 자체의 가격이 비싸고, 집열장 설치 비용이 저렴하지 않다는 점이다. 펌프를 직접 만들고 회로를 직접 배치하면 이 문제를 줄일 수 있지만 그 양은 여전히 상당합니다. 장점은 난방 비용이 저렴하고 시스템이 오랫동안 작동한다는 것입니다.
소득 대비 낭비:
모든 대체 에너지원은 자연에서 유래하지만 이중 이점은 바이오가스 플랜트에서만 얻을 수 있습니다. 그들은 가축과 가금류의 폐기물을 처리합니다. 그 결과 일정량의 가스가 생성되며, 이를 정화하고 건조시킨 후 의도한 목적에 맞게 사용할 수 있습니다. 남은 처리 폐기물은 수확량을 높이기 위해 판매되거나 들판에서 사용될 수 있습니다. 매우 효과적이고 안전한 비료를 얻을 수 있습니다.
기술에 대해 간략하게
발효 중에 가스 형성이 발생하며 분뇨에 사는 박테리아가 이에 관여합니다. 모든 가축 및 가금류의 폐기물은 바이오가스 생산에 적합하지만 가축 분뇨가 최적입니다. 이는 "발효"를 위해 나머지 폐기물에도 추가됩니다. 이는 처리에 필요한 박테리아를 정확하게 포함하고 있습니다.
최적의 조건을 조성하려면 혐기성 환경이 필요합니다. 발효는 산소 없이 이루어져야 합니다. 따라서 효과적인 생물반응기는 밀폐된 용기입니다. 공정을보다 활성화하려면 정기적으로 질량을 혼합해야합니다. 산업 설비에서는 전기 구동 장치가 있는 혼합기가 이러한 목적으로 설치되며, 집에서 만든 바이오가스 플랜트에서는 일반적으로 가장 간단한 스틱부터 손으로 "작동"하는 기계식 혼합기에 이르기까지 기계 장치입니다.
분뇨에서 가스 형성에는 중온성과 호열성이라는 두 가지 유형의 박테리아가 관여합니다. 중온성(mesophilic)은 +30°C ~ +40°C의 온도에서 활성화되고, 호열성(thermophilic)은 +42°C ~ +53°C의 온도에서 활성화됩니다. 호열성 박테리아가 더 효율적으로 작동합니다. 이상적인 조건에서 1리터의 사용 가능 면적에서 가스 생산량은 4~4.5리터에 달할 수 있습니다. 그러나 설치 시 온도를 50°C로 유지하는 것은 비용이 합리적이기는 하지만 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다.
디자인에 대해 조금
가장 간단한 바이오가스 플랜트는 뚜껑과 교반기가 있는 배럴입니다. 뚜껑에는 가스가 탱크로 들어가는 호스를 연결하기 위한 단자가 있습니다. 그러한 양에서는 많은 양의 가스를 얻을 수 없지만 하나 또는 두 개의 가스 버너에는 충분합니다.
더 심각한 양은 지하 또는 지상 벙커에서 얻을 수 있습니다. 지하 벙커에 대해 이야기하고 있다면 철근 콘크리트로 만들어졌습니다. 벽은 단열층에 의해지면과 분리되어 있으며 컨테이너 자체는 시간 이동에 따라 처리가 수행되는 여러 구획으로 나눌 수 있습니다. 중온성 배양은 일반적으로 이러한 조건에서 작동하기 때문에 전체 과정은 12~30일이 소요되므로(열친화성 배양은 3일에 처리됨) 시간 이동이 바람직합니다.
분뇨는 로딩 호퍼를 통해 들어가고, 언로딩 해치는 가공된 원료가 채취되는 반대쪽에 만들어집니다. 벙커는 바이오 혼합물로 완전히 채워지지 않았습니다. 공간의 약 15-20%가 여유 공간으로 남아 있으며 여기에 가스가 축적됩니다. 배수를 위해 튜브가 뚜껑에 내장되어 있으며 두 번째 끝은 부분적으로 물로 채워진 용기 인 물개로 내려갑니다. 이러한 방식으로 가스는 건조됩니다. 이미 정화된 가스는 상부에 수집되고 다른 튜브를 사용하여 제거되며 이미 소비자에게 질식될 수 있습니다.
누구나 대체 에너지원을 사용할 수 있습니다. 아파트 소유자가 이를 구현하는 것이 더 어렵지만 개인 주택에서는 최소한 모든 아이디어를 구현할 수 있습니다. 이에 대한 실제 사례도 있습니다. 사람들은 자신의 필요와 대가족을 충분히 부양합니다.
천연 연료 매장량은 무제한이 아니며 에너지 가격은 지속적으로 상승하고 있습니다. 해당 지역의 가스 및 전기 공급업체에 의존하지 않도록 기존 에너지원 대신 대체 에너지원을 사용하는 것이 좋을 것입니다. 하지만 어디서부터 시작해야 할지 모르시나요?
우리는 재생 에너지의 주요 원천을 이해하는 데 도움을 드릴 것입니다. 이 자료에서는 최고의 환경 기술을 살펴보았습니다. 대체 에너지는 기존의 전원을 대체할 수 있습니다. 직접 손으로 생산할 수 있는 매우 효과적인 설비를 만들 수 있습니다.
우리 기사에서는 열 펌프, 풍력 발전기 및 태양 전지판을 조립하는 간단한 방법에 대해 설명하고 공정의 개별 단계에 대한 사진 삽화를 선택합니다. 명확성을 위해 자료에는 환경 친화적인 설치물 생산에 대한 비디오가 제공됩니다.
"녹색 기술"은 실질적으로 무료 소스를 사용하여 가계 비용을 크게 절감합니다.
고대부터 사람들은 일상 생활에서 자연의 힘을 기계 에너지로 변환하는 것을 목표로 하는 메커니즘과 장치를 사용해 왔습니다. 이것의 놀라운 예는 물 방앗간과 풍차입니다.
전기의 출현과 함께 발전기의 존재로 인해 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것이 가능해졌습니다.
물레 방앗간은 작업을 수행하기 위해 사람이 필요하지 않은 자동 펌프의 전신입니다. 바퀴는 물의 압력에 따라 스스로 회전하며 독립적으로 물을 끌어당깁니다.
오늘날 풍력 단지와 수력 발전소에서 상당한 양의 에너지가 생산됩니다. 바람과 물 외에도 사람들은 바이오 연료, 지구 내부의 에너지, 햇빛, 간헐천과 화산의 에너지, 조수의 힘과 같은 자원에 접근할 수 있습니다.
다음 장치는 재생 에너지를 생성하기 위해 일상 생활에서 널리 사용됩니다.
장치 자체와 설치 작업의 높은 비용으로 인해 많은 사람들이 겉으로 보기에는 공짜 에너지를 받지 못합니다.
투자 회수 기간은 15~20년에 달할 수 있지만 이것이 경제적 전망을 박탈할 이유는 아닙니다. 이러한 모든 장치는 독립적으로 제작 및 설치가 가능합니다.
대체 에너지원을 선택할 때는 가용성에 중점을 두어야 하며, 그러면 최소한의 투자로 최대 전력을 얻을 수 있습니다.
집에서 만든 태양 전지판
기성 태양광 패널은 많은 비용이 들기 때문에 모든 사람이 구매하고 설치할 여유가 있는 것은 아닙니다. 패널을 직접 제작하면 비용을 3~4배 절감할 수 있습니다.
태양광 패널 제작을 시작하기 전에 모든 작동 방식을 이해해야 합니다.
이미지 갤러리
태양광 발전 시스템의 작동 원리
시스템의 각 요소의 목적을 이해하면 시스템의 전체 작동을 상상할 수 있습니다.
모든 태양광 발전 시스템의 주요 구성요소:
- 태양 전지판.이것은 햇빛을 전자 흐름으로 변환하는 단일 전체로 연결된 요소의 복합체입니다.
- 배터리.오랫동안 하나만으로는 충분하지 않으므로 시스템에는 이러한 장치가 최대 12개까지 포함될 수 있습니다. 배터리 수는 소비되는 전력에 따라 결정됩니다. 필요한 수의 태양광 패널을 시스템에 추가하면 향후 배터리 수를 늘릴 수 있습니다.
- 태양광 충전 컨트롤러.이 장치는 배터리의 정상적인 충전을 보장하는 데 필요합니다. 주요 목적은 배터리가 다시 충전되는 것을 방지하는 것입니다.
- 인버터. 전류를 변환하는데 필요한 장치입니다. 배터리는 저전압 전류를 제공하고 인버터는 이를 기능에 필요한 고전압 전류, 즉 출력 전력으로 변환합니다. 가정용의 경우 출력 전력이 3~5kW인 인버터로 충분합니다.
태양광 패널의 주요 특징은 고전압 전류를 생성할 수 없다는 것입니다. 시스템의 별도 요소는 0.5-0.55V의 전류를 생성할 수 있습니다. 하나의 태양전지는 18-21V의 전류를 생성할 수 있으며 이는 12V 배터리를 충전하기에 충분합니다.
인버터, 배터리 및 충전 컨트롤러를 기성품으로 구입하는 것이 더 낫다면 태양 전지판을 직접 만드는 것이 가능합니다.
히트펌프의 분류
나는 회로 수, 에너지 원 및 그것을 얻는 방법에 따라 히트 펌프를 분류합니다.
최종 요구 사항에 따라 열 펌프는 다음과 같을 수 있습니다.
- 1개, 2개 또는 3개 회로;
- 1개 또는 2개의 커패시터;
- 가열 가능성 또는 가열 및 냉각 가능성이 있습니다.
에너지원의 유형과 이를 얻는 방법에 따라 다음과 같은 히트펌프가 구별됩니다.
- 토양 - 물.그들은 연중 시간에 관계없이 지구가 균일하게 가열되는 온대 기후 지역에서 사용됩니다. 설치에는 토양 유형에 따라 수집기 또는 프로브가 사용됩니다. 얕은 우물을 뚫는 데에는 허가가 필요하지 않습니다.
- . 열은 공기로부터 축적되어 가열된 물로 전달됩니다. 설치는 겨울 온도가 -15도 이상인 기후대에 적합합니다.
- . 설치는 수역(호수, 강, 지하수, 우물, 침전조)의 존재 여부에 따라 결정됩니다. 이러한 열 펌프의 효율성은 매우 인상적입니다. 이는 추운 계절에 소스의 높은 온도로 인해 발생합니다.
- 물은 공기입니다.이 조합에서는 동일한 저장소가 열원 역할을 하지만 열은 압축기를 통해 건물을 가열하는 데 사용되는 공기로 직접 전달됩니다. 이 경우 물은 냉각수 역할을 하지 않습니다.
- 토양은 공기입니다.이 시스템에서 열전도체는 토양입니다. 지면의 열은 압축기를 통해 공기로 전달됩니다. 동결되지 않는 액체는 에너지 운반체로 사용됩니다. 이 시스템은 가장 보편적인 것으로 간주됩니다.
- . 이 시스템의 작동은 방을 난방하고 냉방할 수 있는 에어컨의 작동과 유사합니다. 이 시스템은 굴착 작업이나 파이프라인 설치가 필요하지 않기 때문에 가장 저렴합니다.
열원 유형을 선택할 때 현장의 지질학적 특성과 방해받지 않는 굴착 작업의 가능성, 여유 공간의 가용성에 초점을 맞춰야 합니다.
여유 공간이 부족하면 흙이나 물 등 열원을 버리고 공기에서 열을 빼앗아야 한다.
시스템의 효율성과 설치 비용은 히트펌프 유형의 올바른 선택에 크게 좌우됩니다.
열 펌프의 작동 원리는 냉각수의 급격한 압축으로 인해 온도가 상승하는 카르노 사이클의 사용을 기반으로 합니다.
압축기 장치(냉장고, 냉동고, 에어컨)가 있는 대부분의 온도 조절 장치는 동일한 원리로 작동하지만 반대 효과가 있습니다.
이러한 장치의 챔버에서 구현되는 주요 작동 사이클은 반대 효과를 갖습니다. 급격한 팽창으로 인해 냉매가 좁아집니다.
그렇기 때문에 열 펌프를 제조하는 가장 접근하기 쉬운 방법 중 하나는 온도 조절 장비에 사용되는 개별 기능 장치를 사용하는 것입니다.
따라서 가정용 냉장고를 사용하여 히트펌프를 만들 수 있습니다. 증발기와 응축기는 열 교환기 역할을 하여 환경에서 열 에너지를 제거하고 이를 난방 시스템에서 순환하는 냉각수를 가열하는 데 직접 전달합니다.
연간 평균 풍속이 6m/s를 초과하면 풍력 발전기를 설치하는 것이 경제적으로 수익성이 있는 것으로 간주됩니다.
설치는 언덕과 평야에 가장 잘 이루어지며 이상적인 장소는 다양한 유틸리티에서 떨어진 강 연안과 큰 수역으로 간주됩니다.
풍력 발전기는 기단의 에너지를 전기로 변환하는 데 사용되며 해안 지역에서 가장 생산적입니다.
풍력 발전기의 분류
풍력 발전기의 분류는 다음 기본 매개변수에 따라 다릅니다.
- 축의 위치에 따라 다음과 같은 현상이 발생할 수 있습니다. 수평의. 수평 디자인은 바람을 찾기 위해 메인 부품을 자동 회전하는 기능을 제공합니다. 수직형 풍력발전기의 주요 장비는 지상에 위치하므로 유지관리가 용이한 반면, 수직형 블레이드의 효율은 낮다.
- 블레이드 수에 따라 구별됩니다. 단일, 이중, 삼중 및 다중 블레이드 풍력 발전기. 다중 블레이드 풍력 발전기는 낮은 공기 흐름 속도에서 사용되며 기어박스를 설치해야 하기 때문에 거의 사용되지 않습니다.
- 블레이드를 만드는 데 사용되는 재료에 따라 블레이드가 달라질 수 있습니다. 항해하고 단단한. 돛형 블레이드는 제작 및 설치가 쉽지만, 날카로운 돌풍의 영향으로 빨리 고장나기 때문에 자주 교체해야 합니다.
- 나사의 피치에 따라 변하기 쉬운그리고 고정 단계. 가변 피치를 사용하면 풍력 발전기의 작동 속도 범위를 크게 늘릴 수 있지만 이로 인해 필연적으로 설계가 복잡해지고 질량이 증가합니다.
풍력 에너지를 전기 아날로그로 변환하는 모든 유형의 장치의 전력은 블레이드 영역에 따라 다릅니다.
풍력 발전기는 실제로 작동하는 데 고전적인 에너지원이 필요하지 않습니다. 약 1MW 용량의 설비를 사용하면 20년 동안 92,000배럴의 석유 또는 29,000톤의 석탄을 절약할 수 있습니다.
풍력 발전기 장치
모든 풍력 터빈에는 다음과 같은 기본 요소가 포함되어 있습니다.
- 블레이드바람의 영향으로 회전하고 로터의 움직임을 보장합니다.
- 발전기, 교류를 생성합니다.
- 블레이드 컨트롤러, 배터리 충전에 필요한 교류를 직류로 형성하는 역할을 담당합니다.
- 충전식 배터리, 전기 에너지의 축적 및 균등화에 필요합니다.
- 인버터, 모든 가전 제품이 작동하는 직류를 교류로 역변환합니다.
- 돛대, 공기 질량의 이동 높이에 도달할 때까지 블레이드를지면 위로 들어 올리는 데 필요합니다.
이 경우 발전기와 마스트는 풍력 발전기의 주요 부분으로 간주되며 그 밖의 모든 것은 시스템 전체의 안정적이고 자율적인 작동을 보장하는 추가 구성 요소입니다.
자가발전기의 저속 풍력발전기
이 디자인은 자체 생산에 가장 간단하고 접근하기 쉬운 것으로 믿어집니다. 이는 독립적인 에너지원이 되거나 기존 전원 공급 시스템 전력의 일부를 차지할 수 있습니다.
자동차 발전기와 배터리가 있다면 다른 모든 부품은 폐자재로 만들 수 있습니다.
1단계 - 바람개비 만들기
블레이드는 풍력 발전기의 가장 중요한 부품 중 하나로 간주됩니다. 블레이드의 설계에 따라 나머지 구성 요소의 작동이 결정되기 때문입니다. 블레이드를 만드는 데는 직물, 플라스틱, 금속, 목재 등 다양한 재료를 사용할 수 있습니다.
우리는 하수구 플라스틱 파이프로 칼날을 만들 것입니다. 이 소재의 주요 장점은 저렴한 비용, 높은 내습성 및 가공 용이성입니다.
작업은 다음 순서로 수행됩니다.
- 블레이드의 길이가 계산되고 플라스틱 파이프의 직경은 필요한 길이의 1/5이어야 합니다.
- 퍼즐을 사용하여 파이프를 세로로 4부분으로 절단해야 합니다.
- 한 부분은 이후의 모든 블레이드 제조를 위한 템플릿이 됩니다.
- 파이프를 절단한 후 가장자리의 버를 사포로 처리해야 합니다.
- 절단된 칼날은 제공된 고정 장치를 사용하여 미리 준비된 알루미늄 디스크에 고정해야 합니다.
- 또한 수정 후에는 이 디스크에 생성기를 연결해야 합니다.
PVC 파이프는 충분히 강하지 않으며 강한 돌풍을 견딜 수 없습니다. 블레이드 제조에는 두께가 4cm 이상인 PVC 파이프를 사용하는 것이 가장 좋습니다.
블레이드의 크기는 하중의 크기에 중요한 역할을 합니다. 따라서 블레이드 수를 늘려 블레이드 크기를 줄이는 옵션을 고려하는 것은 잘못된 것이 아닙니다.
풍력 발전기의 블레이드는 직경 200mm의 ¼ PVC 하수관의 템플릿에 따라 축을 따라 4부분으로 절단되어 만들어집니다.
조립 후 윈드휠의 균형을 맞춰야 합니다. 이렇게 하려면 실내 삼각대에 수평으로 장착해야 합니다. 올바른 조립의 결과로 휠이 움직이지 않게 됩니다.
블레이드가 회전하는 경우 구조의 균형을 맞추기 전에 연마제로 날카롭게 해야 합니다.
2단계 - 풍력 발전기 마스트 만들기
마스트를 만들려면 직경 150-200mm의 강관을 사용할 수 있습니다. 마스트의 최소 길이는 7m이어야 하며, 현장의 기단 이동에 장애물이 있는 경우 풍력 발전기 휠을 장애물을 1m 이상 초과하는 높이까지 올려야 합니다.
가이 와이어와 마스트 자체를 고정하기 위한 못은 콘크리트로 만들어져야 합니다. 가이 와이어로는 6-8mm 두께의 강철 또는 아연 도금 케이블을 사용할 수 있습니다.
마스트 버팀대는 풍력 발전기에 추가적인 안정성을 제공하고 대규모 기초 건설과 관련된 비용을 줄여줍니다. 비용은 다른 유형의 마스트보다 훨씬 저렴하지만 버팀대를 위해 추가 공간이 필요합니다.
3단계 – 자동차 발전기 재장비
수정은 고정자 와이어를 되감고 네오디뮴 자석으로 회전자를 제조하는 것으로만 구성됩니다. 먼저 로터 극에 자석을 고정하는 데 필요한 구멍을 뚫어야 합니다.
자석의 설치는 극을 교대로 사용하여 수행됩니다. 작업이 완료되면 자기간 공극을 에폭시 수지로 채우고 로터 자체를 종이로 포장해야 합니다.
코일을 되감을 때 발전기의 효율이 회전 수에 따라 달라진다는 점을 고려해야 합니다. 코일은 한 방향으로 3상 회로로 감겨 있어야 합니다.
완성된 발전기를 테스트해야 하며 올바르게 수행된 작업의 결과는 발전기 300rpm에서 30V로 표시됩니다.
4단계 - 저속 풍력 발전기 조립 완료
발전기의 회전축은 2개의 베어링이 장착된 파이프로 만들어졌으며 꼬리 부분은 1.2mm 두께의 아연 도금 철로 절단되었습니다.
발전기를 마스트에 부착하기 전에 프레임을 만들어야 하는데, 여기에는 프로파일 파이프가 가장 적합합니다. 고정을 수행할 때 마스트에서 블레이드까지의 최소 거리가 0.25m 이상이어야 한다는 점을 고려해야 합니다.
시스템을 가동하려면 풍력발전기 뒤에 충전 컨트롤러와 배터리, 인버터를 설치해야 한다.
배터리 용량은 풍력 발전기의 전력에 따라 결정됩니다. 이 표시기는 풍차의 크기, 블레이드 수 및 풍속에 따라 달라집니다.
주제에 대한 결론 및 유용한 비디오
플라스틱 케이스를 갖춘 태양광 패널 제조, 재료 목록 및 작업 절차
귀하의 집에서는 열과 전기를 대체 에너지원으로 사용하고 있습니까? 풍력 발전기를 직접 조립했거나 태양광 패널을 제작해 보셨나요? 우리 기사에 대한 의견에 귀하의 경험을 공유하십시오.
무료 리소스보다 더 유혹적인 것은 무엇일까요? 대체 에너지원을 사용하는 문제는 수십 년 동안 과학자들의 마음을 사로잡았습니다. 이 주제에 대한 관심은 공과금 증가에 정비례하여 증가하고 있습니다. 이 기사를 통해 대체 에너지원이 무엇인지, 합리적인 절약에 더 가까워질 수 있는 기술 및 엔지니어링 솔루션이 무엇인지 알아보고, 개별 영역의 전망.
기사 읽기:
대체 에너지원 - 정의, 기본 요구 사항 및 정의 공식화
이러한 장치에는 에너지 절약형 LED 전구 또는 배터리를 연결할 수 있습니다. 저장 장치는 스마트폰 충전에 유용합니다. 디자인이 단순하기 때문에 이러한 프로젝트를 직접 구현할 수 있습니다. 또한 이러한 엔지니어링 솔루션에는 재정적 비용이 필요하지 않습니다. 필요한 것은 기술, 몇 시간의 자유 시간, 간단한 사냥 장비뿐입니다.
로빈슨 크루소 솔루션은 일반적으로 효과적이지만 주의 깊게 살펴보면 단점이 없는 것은 아닙니다.
- 다람쥐는 상당한 전력을 생성하기 위해 고속(대형 전기 모터 회전)을 개발할 수 없습니다.
- 주행 속도는 지속적으로 변화하므로 생성 프로세스를 최적화하기가 어렵습니다.
- 설치류에게 먹이를 주어야 하며, 견과류 비용이 생산된 전기 비용을 초과할 가능성이 높습니다.
유머러스한 예는 몇 가지 심각한 결론을 이끌어 냅니다.
- 특정 비전통적인 전력 공급원은 부정적인 경제적 영향으로 인해 거부되어야 합니다.
- 유용한 옵션 비교를 위해서는 허용 가능한 최소 발전 전력을 미리 결정해야 합니다.
- 각 제안은 기본 비용과 운영 비용을 전체적으로 고려하여 고려해야 합니다.
대체 에너지원 사용 옵션에 대한 피상적인 연구로는 올바른 결론을 내릴 수 없습니다. 어떤 경우에도 구조물이 설치될 장소의 특성, 설치의 복잡성 및 일상적인 유지 관리를 고려하는 것이 좋습니다. 이 기사에서는 가정에서 스스로 구현할 수 있는 대체 에너지 사용에 대한 아이디어에 중점을 둘 것입니다.
대체 에너지원의 주요 유형
풍력 및 태양 에너지
요즘에는 액추에이터에 대한 직접 구동이 사용되지 않지만 원리는 동일하게 유지됩니다. 바람은 발전기에 연결된 팬의 큰 날개를 회전시킵니다. 공기 흐름의 지속성과 충분한 강도를 얻기 위해 이러한 구조물은 높은 높이로 올라가서 해변에 설치됩니다.
그림에는 다음과 같은 일반적인 구성 요소가 표시되어 있습니다.
- 컨트롤러는 발전기의 작동을 제어하고 규제 및 보호 기능을 수행합니다.
- 이 장치의 출력 중 하나에서 나오는 정전압이 배터리에 공급되며, 배터리는 바람 매개변수를 보상하기 위해 에너지를 축적합니다.
- 소비자 연결을 위해 인버터를 사용하여 표준 220V 정현파가 생성됩니다.
- 초과 에너지를 유료로 공공 네트워크로 전송하는 데 특수 ATS 장치가 사용됩니다. 비상(예비) 전원으로도 사용됩니다.
추가적인 기계식 변환기가 없으면 장치는 태양광 패널을 사용하여 전기를 공급받습니다. 본 실시예에서는 비평형 반도체 p-n 접합 영역에 조사 시 형성되는 EMF를 사용한다. 광자가 다양한 유형의 여러 층의 실리콘으로 만들어진 판에 부딪힐 때 긍정적인 효과가 발생합니다.
이 예에는 여러 대체 에너지원을 결합하여 사용하는 것이 포함됩니다. 저풍 및 야간 성능 저하를 보완하기 위해 축전지를 탑재하였습니다. 필요한 경우 예비 가솔린 또는 디젤 발전기를 사용하십시오.
지구에 가장 가까운 별에서 나오는 적외선 복사는 개인 주택의 표준 시스템(난방 및 온수 공급)의 효율성을 높이는 데 사용될 수 있습니다. 이를 위해 간단한 파이프 구조가 지붕에 설치됩니다. 냉각수는 간접 가열 보일러 회로에 공급됩니다. 최적의 순환 모드는 펌프와 온도 센서가 있는 제어 장치에 의해 유지됩니다.
지구와 공기의 열에너지
심한 서리 속에서도 충분히 깊은 깊이에서는 토양이 양의 온도를 유지합니다. 이 열은 다음 구성표에 따라 사용될 수 있습니다.
듀티 사이클:
- 첫 번째 단계에서 (1) 동결되지 않는 냉각수는 땅 속 깊은 곳에서 가열되어 증발기 열 교환기로 들어갑니다.
- 실내기는 기존 냉장고(에어컨)와 유사한 부품처럼 작동합니다. 이 회로를 따라 냉매의 이동은 특수 압축기(2)에 의해 보장됩니다.
- 가열된 액체(3)가 가열 시스템으로 들어갑니다. 라디에이터에서 냉각된 후 온도를 높이기 위해 다시 (4)로 돌아갑니다.
이 기술을 사용하면 일년 내내 제한 없이 얼지 않는 저수지의 대체 자원을 사용할 수 있습니다. 이 유형의 모든 설치 효율성은 외부 회로 입구와 출구의 온도 차이에 따라 달라집니다.
재생 가능한 대체 에너지원: 바이오 연료를 예로 들면 무엇입니까?
일반적인 정의에서 이 범주의 자원에는 석유와 석탄이 포함됩니다. 그러나 그들의 갱신은 인류 문명의 존재 시간과 관련하여도 너무 느리게 일어나고 있습니다. 민간 프로젝트의 실제 구현을 위해서는 다른 대체 에너지원이 적합합니다.
- 고체 연료 보일러에는 일반 목재가 사용됩니다.
- 빠르게 자라는 암석을 사용한 후 건조하여 가연성 액체로 가공합니다.
- 그들은 박테리아를 사용하여 폐기물을 분해하여 바이오가스를 생성합니다.
이 예에서 일부 대체 에너지원 자체가 추가 보너스를 제공한다는 것이 분명해졌습니다. 후자의 경우, 분쇄된 바이오매스는 비료로 사용됩니다. 생산성과 효율성을 향상시키기 위해 이 프로젝트에는 두 개의 작업 탱크가 설치됩니다. 생성된 가스는 발전기 및 난방 보일러의 연료로 사용될 수 있습니다.
물의 힘
초현대적인 디자인을 위해 초과 비용을 지불할 필요가 없습니다. 블레이드가 달린 휠을 설치하고 전기 모터에 연결하고 보호 및 제어 자동화를 추가하는 것만으로도 충분합니다.
기타 대체 에너지원 개발
이러한 소스는 열 및 전기 에너지를 생성하는 데 사용됩니다. 이 경우 변환 공정이 최소화되므로 좋은 경제적 결과를 얻을 수 있습니다.
그림은 용접기의 개략도를 보여줍니다. 그러나 이 가스는 보일러 용광로의 버너에 전력을 공급하고 내연 기관을 구동하는 데 사용될 수 있습니다.
그러나 다음 계획은 완전히 심각하고 심지어 특허를 받은 샘플입니다(공식 특허 번호 - RU 2245606). 다이어그램과 설명을 주의 깊게 연구하십시오. 이 개발은 모든 독창적인 것이 단순하다는 것을 다시 한 번 확인시켜 줍니다.
원한다면 유사한 수제 제품을 재현해 볼 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 일부 부품은 공장 샘플이 아니라 직접 만든 제품이라는 점에 유의해야 합니다. 따라서 이러한 "어셈블리"를 주의해서 신뢰해야 합니다.
개인 주택을 위한 대체 에너지원: 전문가 의견이 담긴 실용적인 솔루션
인터넷에서는 어떤 형태로든 구현하기에 잠재적으로 적합한 수십 가지 아이디어를 찾을 수 있습니다. 이제 러시아에서 이미 사용된 방법에 대해 논의하겠습니다. 이러한 대체 에너지원의 효율성은 실제 테스트를 통해 입증되었습니다.
대체 에너지원으로서의 태양에너지: 부품 및 회로도
태양 전지 패널
이 디자인은 태양전지의 저장 원리를 기반으로 합니다. 이 기술은 수십 년 동안 알려져 왔습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 일반 소비자에게도 저렴한 제품이 등장했습니다.
태양광 패널은 추가 변환 없이 배터리, 전원 LED 램프 및 기타 적합한 장치를 충전하는 데 사용할 수 있는 직류를 생성합니다. TV, 세탁기 및 기타 장비는 출력에서 220V 사인파를 생성하는 인버터를 통해 연결됩니다. 컨트롤러는 스위칭을 제어하고 최적의 배터리 충전 모드를 보장합니다.
| 브랜드/모델 | 노트 | |
| 4480 | 다결정 패널. 전압 - 12V, 정격 전력 - 100W, 크기: 15.6×15.6cm. -40 ~ + 85°C의 온도에서 작동이 허용됩니다. |
| 8700 | 범용 컨트롤러 - 12/24V. 최대 전력 - 390W(12V). 배터리 충전 시 허용되는 전류는 최대 40A입니다. 외부 온도 센서를 연결하여 과열 보호 기능이 있는 온도 제어를 수행합니다. |
| 61000 | 인버터. 정격 출력 - 4.5kW. |
| 16100 | 충전식 납축전지. 용량 - 90Ah, 서비스 수명 – 12년. 유지보수가 필요 없는 디자인으로 제작되었습니다. |
선웨이즈/FSM-100P
델타/HRL 12-90표에는 개별 대체 에너지원을 생성하기 위한 주요 구성 요소가 나와 있습니다. 나열된 제품 외에도 연결 와이어와 고정 요소가 필요합니다. 일사량 매개 변수, 즉 화창한 날의 수와 기간에 따라 많은 것이 달라집니다. 가장 간단한 버전에서는 대기 디젤/가솔린 발전기를 사용하여 자율 시스템이 생성됩니다. 표준 전원 공급 네트워크와의 다양한 조합도 사용됩니다.
태양열 집열기
| 브랜드/모델 | 평균 가격(2018년 4월 기준), 문지름. | 노트 |
| 33900 및 45900(2.0 및 3.0 시리즈) | 태양열 수집가. 유리 두께: 3.2mm, 빛 투과율 – 최대 85%. |
| 175200 | 특수보일러. 제어 장비를 갖추고 있습니다. 마그네슘 부식 방지. 용량: 1000리터. |
| 39200 | 티타늄 코팅. 하나의 작업 장치에 최대 10개의 제품을 결합하는 수평 및 수직 장착 방식을 사용할 수 있습니다. |
| 179300 | 보일러와 펌프 그룹이 포함된 난방 장비 세트입니다. |
유명 브랜드가 만든 대체 에너지원은 모두 사진에서 매력적으로 보입니다. 그러나 이 경우 미학이 아닌 실제 매개변수가 특히 중요합니다. 태양광 설비를 연구하는 과정에서 다음과 같은 뉘앙스에 주의해야 합니다.
- 시설의 전체 열 공급 시스템의 다른 구성 요소와의 호환성;
- 표준 조정 및 보호 장치;
- 내구성.
과열을 방지하기 위해 다양한 엔지니어링 솔루션이 사용됩니다. 예를 들어 Viessmann 컬렉터에는 +75°C 이상의 온도에서 구조가 변경되는 특수 층이 설치됩니다. 이는 설치 효율성을 감소시키고 파이프라인에 증기가 형성되는 것을 방지합니다.
주택난방용 히트펌프
| 브랜드/모델 | 평균 가격(2018년 4월 기준), 문지름. | 노트 |
| 48100 | 편안한 수영장 수온을 유지하는 특수 공기 히트 펌프. |
| 1 368000 | 가열 전력 - 최대 3.52kW. 가정용 온수 및 난방 시스템과 호환됩니다. |
| 492340 | 실내기. 열원은 공기입니다. 최대 +80°C까지 물을 가열할 수 있습니다. 소음 수준 - 26dB. |
| 348800 | 지열 히트펌프. 난방/냉방 전력 -7.8/7.57kW. 열원으로 물과 토양을 사용하는 것이 허용됩니다. |
대체 에너지원으로서의 풍력 에너지 - 현대 발전기의 특징
| 브랜드/모델 | 평균 가격(2018년 4월 기준), 문지름. | 노트 |
| 73900 | 풍력 발전기는 풍속 10m/s에서 최대 1kW의 전력을 생산합니다. |
| 340000 | 이 기술은 풍속 7~7.5m/s에서 정격 전력(3kW)을 생성합니다. 소음 수준 - 최대 35dB. |
| 284000 | 전력 – 5kW. 시작/공칭 풍속: 2/9m/s. |
바이오가스 생산을 위한 설치
자신의 손으로 개인 주택의 대체 전기를 얻으려면 이 프로젝트를 사용할 수 있습니다. 주요 기능 부품은 표준 제품과 즉석 수단을 통해 제작할 수 있습니다. 추가적으로 바이오매스를 편리하게 적재할 수 있는 방법도 고민해야 합니다. 적합한 보일러를 추가하면 난방 및 온수 준비 문제를 해결할 수 있습니다.
귀하의 정보를 위해!전문 제조업체는 예비 비용 계산을 통해 바이오가스 생산을 위한 맞춤형 키트를 제공합니다.
비전통적인 에너지원에는 태양, 바람 및 인간의 근육 활동으로 생성된 에너지가 포함됩니다. 자세한 내용은 아래에서 알아보세요.
대체 에너지원은 전기를 얻고 전송하는 다양한 유망한 방법입니다. 더욱이, 그러한 에너지원은 재생 가능하며 환경에 최소한의 피해를 줍니다. 이러한 에너지원에는 태양광 패널과 태양열 발전소가 포함됩니다.
이들은 차례로 다음을 사용하여 3가지 유형의 에너지 생산으로 나뉩니다.
- 광전지;
- 태양 전지 패널;
- 결합된 옵션.
널리 사용되는 용도는 물을 고온으로 가열하여 파이프 시스템을 통과하는 증기를 생성하여 터빈을 회전시키는 거울 시스템을 사용하는 것입니다. 풍력 터빈과 풍력 발전소는 발전기에 연결된 특수 블레이드를 회전시키는 풍력 에너지를 사용하여 전류를 생성합니다.
조류의 썰물과 썰물뿐만 아니라 파도 에너지의 사용이 인기가 있습니다.
실험에서 알 수 있듯이 이러한 발전소는 약 15kW를 생산할 수 있으며 이는 태양광 및 풍력 발전소의 전력을 크게 초과합니다.
지열원의 온수는 전기를 생산하는 데 널리 사용됩니다. 운동 장비의 움직이는 부분이 막대를 통해 발전기에 연결되어 사람들의 움직임의 결과로 전기를 생성하는 체육관과 같은 일부 방에서 운동 에너지를 사용하는 것은 흥미 롭습니다.
비전통적인 에너지원: 생산 방법
비전통적인 에너지 공급원은 주로 바람, 햇빛, 해일 에너지를 사용하고 지열수를 사용하여 전기를 생산하는 것입니다. 하지만 이 외에도 바이오매스를 활용하는 방법과 다른 방법이 있습니다.
즉:
- 바이오매스로부터 전기를 생산합니다.이 기술은 메탄과 이산화탄소로 구성된 폐기물로부터 바이오가스를 생산하는 것과 관련이 있습니다. 일부 실험 시설(Michael의 휴미리액터)에서는 분뇨와 짚을 처리하여 1톤의 재료에서 10~12m3의 메탄을 얻을 수 있습니다.
- 열을 이용해 전기를 생성합니다.열전소로 구성된 일부 상호 연결된 반도체를 가열하고 다른 반도체를 냉각하여 열에너지를 전기로 변환합니다. 온도차로 인해 전류가 생성됩니다.
- 수소세포.일반 물에서 전기분해를 통해 상당히 많은 양의 수소-산소 혼합물을 얻을 수 있는 장치입니다. 동시에 수소 생산 비용은 최소화됩니다. 그러나 이러한 전력생산은 아직 실험단계에 불과하다.
또 다른 유형의 발전은 스털링 엔진이라는 특수 장치입니다. 피스톤이 있는 특수 실린더 내부에는 가스 또는 액체가 있습니다. 외부 가열이 발생하면 액체나 기체의 부피가 증가하고 피스톤이 움직이며 결과적으로 발전기가 작동하게 됩니다. 다음으로 파이프 시스템을 통과하는 가스나 액체가 냉각되어 피스톤을 뒤로 이동시킵니다. 이것은 다소 대략적인 설명이지만 이 엔진이 어떻게 작동하는지에 대한 아이디어를 제공합니다.
대체 에너지 옵션
현대 사회에서는 열과 전기 등 천연 자원의 일부 제한으로 인해 일부 사람들은 대체 에너지원을 사용합니다. 대체 에너지의 주요 방향 중 하나는 비전통적인 유형과 에너지원을 검색하고 사용하는 것입니다.
전기를 얻을 수 있는 소스:
- 재생 가능합니다.
- 전통적인 것을 성공적으로 대체할 수 있습니다.
- 우리는 끊임없이 개선, 개발, 연구하고 있습니다.
지하철과 기차역의 개찰구에 고출력 압전 소자를 장착하면 특수 판을 밟을 때 사람의 체중에 따른 압력으로 전기를 생성할 수 있습니다. 이러한 운영 설비는 중국과 일본의 일부 도시에서 실험적으로 설치되었습니다.
녹색 에너지 - 바이오가스를 생산하며, 이는 나중에 해초를 이용해 주택 난방에 사용될 수 있습니다. 녹조류가 차지하는 수면 1헥타르에서 최대 150,000m 3의 가스를 얻을 수 있는 것으로 확인되었습니다. 휴화산의 에너지를 사용하여 열과 고온의 영향으로 물이 화산으로 펌핑되어 증기로 변하고 특수 파이프를 통해 터빈으로 흘러 회전합니다. 현재 이러한 실험적 설치물은 전 세계에 단 2개만 있습니다. 유기물을 산화시키는 특수 박테리아가 포함된 특수 셀을 사용하여 폐수를 사용하면 전자가 생성되고 결과적으로 화학 공정에서 전기가 발생합니다.
가정 에너지원: 옵션
에너지 관세 인상으로 인해 많은 사람들이 에너지 절약뿐만 아니라 추가 에너지원에 대해서도 생각하기 시작했습니다. 어떤 사람들은 DIY를 선호하는 반면, 어떤 사람들은 특정 옵션이 포함될 수 있는 기성 솔루션을 선호합니다.
즉:
- 투명도가 높은 유리 위에 태양광 패널을 설치해 다층 건물에도 설치가 가능하다. 그러나 동시에 화창하고 맑은 날씨에도 효율성은 10%를 초과하지 않습니다.
- 방의 일부 영역을 조명하기 위해 태양광 패널에 연결된 소형 배터리의 LED 및 LED 램프가 사용됩니다. 저녁에 조명을 받을 수 있도록 낮에 배터리를 충전하는 것으로 충분합니다.
- 인버터를 통해 배터리를 충전하고 가전제품과 램프에 부분적으로 전력을 공급할 수 있는 전통적인 태양광 패널 설치. 따뜻한 계절에는 지붕에 진공펌프와 집열기를 설치해 온수를 생산하는 것도 가능하다.
불행하게도 도시 지역에 거주하는 주민들은 시골집에 거주하는 주민들과 달리 추가 에너지원에 대한 선택이 제한되어 있습니다. 개인 주택에서는 자율적인 전원 공급 장치를 만들 수 있는 기회가 훨씬 더 많습니다. 또한 시골집이나 다차를 위한 자율 독립 난방 시스템을 만드십시오.
개인 주택 난방: 대체 에너지원
전기를 생산하는 가장 일반적인 방법 중 하나는 풍력 추진입니다. 전류를 받고 배터리를 충전하려면 시골집 근처의 발전기에 연결된 움직이는 블레이드가 있는 높은 마스트를 배치하는 것으로 충분합니다.
열을 얻으려면 열 펌프를 사용할 수 있으며, 열 펌프를 사용하면 거의 모든 곳에서 열을 얻을 수 있습니다.
- 공기;
- 물;
- 지구.
작동 원리는 냉장고와 동일하지만 펌프를 통해 공기나 물을 펌핑하는 경우에만 열이 발생합니다. 수제 구조물은 산업용 구조물보다 결코 열등하지 않습니다. 집에서 비슷한 구조물을 직접 만들 수 있습니다. 그림을 찾아 풍차를 만들어 말 그대로 허공에서 값싼 전기를 얻으세요. 개인 주택에 전기와 난방을 공급할 수 있는 다른 유형과 기회도 있습니다.
특히 러시아 북부 지역에서는 일반 발전기를 사용하는 것이 효과적입니다. 햇빛이 부족하면 패널이 쓸모가 없기 때문입니다.
물을 가열하도록 설계된 열 대류 장치에도 동일하게 적용됩니다. 바이오연료 보일러를 사용하면 열을 얻기가 다소 용이하며 압축된 톱밥과 짚, 이탄 등의 과립을 연소재료로 사용합니다. 그러나 이러한 바이오 연료 보일러는 가스 보일러보다 약간 더 비쌉니다.
DIY 전류 및 열: 가정용 대체 에너지
최근 몇 년 동안 난방 및 전기 요금이 인상 되었기 때문에 아파트 또는 개인 주택의 무료 전기는 항상 사람들의 관심을 끌었습니다. 그리고 돈을 절약하기 위해 많은 사람들은 열과 에너지를 무료로 얻을 수 있는 방법을 찾으려고 노력합니다. 이를 위해 그들은 영원한 근원을 발명하려는 시도를 포함하여 다양한 시스템을 만들고 전류와 열을 생성하는 독특하고 새로운 방법을 고안합니다.
상대적 자유 에너지(직접 태양광 패널 조립):
- 중국에서 태양전지 부품을 구매할 수 있습니다.
- 모든 것을 직접 수집하세요.
- 일반적으로 각 키트에는 조립 다이어그램이 함께 제공됩니다.
- 이 모든 기능을 통해 특히 아파트 또는 개인 주택의 패널 및 전원 공급 장치 회로를 독립적으로 조립할 수 있습니다.
연료가 필요 없는 자유 에너지는 전자기파로부터 얻어집니다. 모든 진동은 전기로 변환될 수 있습니다. 사실, 이러한 회로의 효율성은 매우 낮지만 그럼에도 불구하고 특별히 제작된 장치를 사용하면 전화기 및 기타 소형 가전 제품을 충전할 수 있습니다.
사실, 충전하는 데 꽤 오랜 시간이 걸립니다.
열을 발생시키기 위해 일부 장인은 메탄을 사용하는데, 이는 동물의 거름과 기타 폐기물에서 얻습니다. 적절하게 설계된 시스템은 열 에너지를 생성하고 집을 난방할 뿐만 아니라 요리에도 좋은 옵션입니다.
대체 에너지 형태인 태양과 바람
열과 전기를 모두 얻는 대안은 많은 사람들에게 관련이 있습니다. 작은 태양 에너지는 실리콘 기반 태양 전지판을 사용하는 것이며, 수신되는 에너지의 양은 배터리 수, 집 위치의 위도 또는 기타 건물에 따라 다릅니다. .
발전기를 이용하여 에너지를 생산하는 기술은 흥미롭습니다. 발전기에 충전 컨트롤러를 연결하고 회로 전체를 배터리로 연결하면 충분하므로 충분한 양의 에너지를 얻을 수 있습니다.
열 에너지를 전기로 변환하는 특수 열전 변환기의 사용, 즉 반도체 열전대의 사용이 관련됩니다. 쌍의 한 부분은 가열되고 두 번째 부분은 냉각되어 일상 생활에서 사용할 수 있는 무료 전기가 나타납니다. 아이들을 위한 에너지를 생성하는 데 사용할 수 있으며, 놀이터를 밝히는 데 사용할 수 있는 적은 양의 전기를 받기 위해 놀이터의 그네를 발전기와 연결하는 것으로 충분합니다.
DIY 무료 전기 (비디오)
교류 발전기, 더 간단히 말하면 전원 공급 장치 발전기는 오늘날 전기 에너지를 생성하는 가장 일반적인 방법입니다. 그러나 그럼에도 불구하고 전 세계적으로 대체 에너지원을 사용하여 전기를 생산할 수 있는 기회는 상당히 많습니다.
