Окна, способные генерировать электричество, почти стали реальностью

Поделиться



Исследователи из Университета Миннесоты и Университета Бикокка сделали на шаг ближе появление окон, которые могут эффективно поглощать солнечную энергию благодаря высокотехнологичным наночастицам кремния.

Исследователи создали технологию для встраивания наночастиц кремния в так называемые эффективные люминесцентные солнечные концентраторы (LSCS). Данные концентраторы являются ключевым элементом для создания окон, которые могут эффективно собирать солнечную энергию. Когда свет проходит сквозь их поверхность, нужные частоты света оказываются в ловушке внутри и направляются к краям, где начинают работать небольшие солнечные элементы, которые захватывают солнечную энергию.





Данное исследование опубликовано в научном журнале Nature Photonics.

Окна, которые могут собирать солнечную энергию, называются фотоэлектрическими окнами. Они являются следующей ступень в области технологий возобновляемых источников энергии, так как имеют большой потенциал, способный в значительной степени увеличить поверхность зданий, подходящих для производства электричества, при этом не влияя на их внешний вид, что особенно важно для крупных городов. Фотоэлектрические окна не требует каких-либо громоздких дополнительных несущих конструкций и не выделяются ничем необычным на фоне рамы.

Идея солнечных концентраторов и солнечных батарей, интегрированных в проектируемые здания, была ТОП-темой в течение многих десятилетий, но это исследование отличается одним ключевым моментом – кремниевыми наночастицами. В случае предыдущих наработок использовались либо слишком редкие и дорогие, либо токсичные вещества, такие как кадмий и свинец. Кремний повсеместно встречается в окружающей среде и нетоксичен. Он также работает более эффективно работает  за счет поглощения света при различных длинах волн. Тем не менее, кремний в своей обычной объемной форме не прозрачен.

Поэтому ученые в своей лаборатории уменьшили размер кристаллов кремния до нескольких нанометров, то есть примерно одной десятитысячной диаметра человеческого волоса. При таких габаритах свойства кремния изменяются, и он становится эффективным излучателем света с важным свойством – он не поглощает собственное свечение.





Это ключевая особенность, которая делает наночастицы кремния идеально подходят для применения в LSCS.

Исследователи говорят, что оптические характеристики наночастиц кремния и их почти идеальная совместимость с промышленными полимерными LSCS — путь к созданию эффективных фотоэлектрических окон, которые смогут поглощать более 5% энергии солнца при крайне низких денежных затратах. Наночастицы кремния образуются во время высокотехнологичного процесса  с использованием плазменного реактора и формуются в порошок.

Каждая частица состоит из менее чем двух тысяч атомов кремния. Порошок превращается в раствор, а затем добавляется в полимер: в виде гибкого листа пластикового материала или наносится на поверхность тонкой пленкой.  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: solarpanels.com.ua/news/okna-sposobnye-generirovat-elektrichestvo-pochti-stali-realnostyu/

Инновационные контейнеры для мусора, работающие от солнечной энергии

Поделиться



В городе Финикс, что в Аризоне, установили инновационные контейнеры для мусора, работающие от солнечной энергии. Электроэнергия бакам нужна для того, чтобы сжимать отходы, таким образом упростив переработку мусора.





По словам чиновников, новые баки – прекрасный шаг для решения проблемы скопления отходов на полигоне. Бакам под названием Bigbellys хватит всего лишь четверти часа зарядки на солнце для того, чтобы весь день спрессовывать мусор. Таким образом в контейнерах будет оставаться больше места для отходов. Чиновники заверяют, что новые баки могут вместить в себя в восемь раз больше мусора, нежели обыкновенные.





— С точки зрения сбора мусора данные устройства и правда очень эффективны. Мы очень рады, что у нас такие появились, ведь полигоны с отходами давно не выдерживают количества мусора, который производит город, — отметили управленцы.

По словам чиновников, жители города до сих пор не научились разбирать мусор перед выбрасыванием отходов на органический и неорганический.





В связи с этим возникает масса проблем. Сообщается, что контейнеры не только будут прессовать мусор, но и оповещать сотрудников коммунальных служб о том, что место для отходов закончилось, и бак нужно очистить. Несомненным плюсом для экологии является использование солнечной энергии. К тому же это позволяет переносить баки в любую точку города, ведь их работа не зависит от сити. опубликовано  

 

Источник: solarpanels.com.ua/news/v-ssha-poyavilis-baki-dlya-pererabotki-musora-rabotayushchie-ot-solnechnoj-energii/

5 мифов о солнечной энергетике

Поделиться



Несмотря на растущую популярность, солнечная энергетика остается незнакомой для многих людей. Поскольку использование возобновляемых источников энергии становится темой для различных дискуссий, потребителям может пригодиться полезная информация о солнечной энергии.

Миф 1: Солнечная энергетика является новой, перспективной технологией.

Солнечные технологии были известны еще в 1885 году, когда Чарльз Фритц построил первый солнечный элемент, используя селен. В 1954 году исследователи из Bell Labs изучили фотоэлектрический эффект на кремнии, чем заложили основы для современной солнечной технологии. С тех пор, солнечная энергетика активно работает на благо освоения космоса, на нефтяных вышках, сотовых вышках, для бизнеса и дома.





Миф 2: Солнечная энергия подходит только для теплого климата.

На самом деле это совершенно не так. Подобно тому, как люди не требуют очень яркого солнечного света, чтобы увидеть, солнечные панели не требуют огромного количества солнечного света для производства электроэнергии. Германия, страна с самой большой установленной солнечной мощностью, получает солнечную радиацию в таком же количестве, как один Сиэтл.
Миф 3: Все солнечные панели создаются одинаковыми.

Потребители должны знать, что различия в качестве материалов и сборки могут оказывать влияние на количество произведенной энергии. Опасайтесь солнечных панелей, изготовленных на плохо проверяемых малоизвестных заводах с сомнительным контролем качества, охраной труда и экологической практикой. Лучше брать солнечные панели от известного производителя, который может гарантировать самую высокую выработку электроэнергии и даст гарантию на 25 лет.



Миф 4: Фотопанели выглядят непривлекательно.

Для того чтобы удовлетворить спрос клиентов на привлекательные фотоэлектрические установки, несколько компаний предлагают по-настоящему черные панели солнечные батареи, чтобы они хорошо сочетались с крышами жилых домов. Панели изготавливаются из самых мощных солнечных элементов, а это означает, что домовладелец может производить больше электроэнергии с меньшим количеством панелей. Также многие фирмы предлагают «солнечную» черепицу или панели, замаскированные под природные материалы.

Миф 5: Солнечные установки слишком дорогие.

Благодаря техническому прогрессу и привлекательным скидкам, солнечные системы для жилых домов являются более доступными, чем когда-либо. Во многих странах домовладельцы могут использовать программы финансирования для снижения первоначальных затрат и получить рассрочку на 20 или более лет.  опубликовано  

 

Источник: solarpanels.com.ua/news/5-mifov-o-solnechnoj-energetike/

60% китайских производителей солнечных панелей закроются в 2017 году

Поделиться



2017 год станет сложным для солнечной энергетики. Аналитики предсказывают, что в Китае 60% компаний-производителей солнечных панелей будут вынуждены уйти с рынка. Аналогичная непростая ситуация складывается и во всем мире.

В этом году Китай стал безоговорочным лидером в солнечной энергетике — за год суммарная мощность солнечных станций в Китае повысилась более чем на 7 ГВт. Но аналитики предсказывают китайским производителям солнечных панелей сложности в новом году.



Эти компании имеют достаточно большие долги, спрос на солнечные панели в 2017 году начнет сокращаться, а цена на возобновляемую энергию за последние 8 лет упала на 94%.Совокупность этих факторов приведет к тому, что 60% компаний-производителей солнечных панелей будут вынуждены покинуть рынок в 2017 году.

Производство таких панелей в Китае значительно увеличилось за последнее время, но внутреннего спроса недостаточно, чтобы найти применение всей выпущенной продукции. А при продаже ее на европейских рынках цена устанавливается в районе 0,40 евро, что намного ниже минимальной цены импорта, принятой в Европейском союзе — 0,56 евро.





Но подобную проблему предсказывают не только китайским компаниям. Согласно аналитике GTM Research, такая же ситуация складывается во всем мире — не все производители солнечных панелей смогут выжить на рынке в 2017 году. В новом году рост солнечной энергетики остановится, а устаревшие законодательные нормы, к примеру, в США не дают развиваться этому рынку достаточно быстро. опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2016/12/26/PV-makers

Солнечная энергия стала дешевле ветряной

Поделиться



В исследование вошли 58 стран, включая Китай, Индию и Бразилию. Выяснилось, что в 2016 году в этих странах капитальные расходы в расчете на 1 МВт мощности при строительстве ветряных электростанций впервые в истории превысили расходы на создание солнечных ферм — $1,66 млн против $1,65 млн.

В этом году уровень цен на энергию солнца уже несколько раз опускался до рекордно низких отметок. Так, первый рекорд был поставлен еще в январе, когда на аукционе в индийском Раджастхане была предложена цена $64 за МВт/час солнечной энергии. Затем, в августе энергетическая компания SunEdison на аукционе в Чили предложила цену $29,1 за МВт/ч, а уже в сентябре этот рекорд был побит в Абу-Даби — $24,2 за МВт/ч энергии.





Интересно, что лидерство в сфере инвестиций в чистую энергетику, и энергию солнца, в частности, продолжают удерживать развивающиеся страны: если страны, входящие в Организацию экономического сотрудничества и развития в 2015 году потратили на развитие этой сферы $153,7 млрд, то на развивающихся рынках этот показатель составил $154,1 млрд. Лидируют Китай, Чили, Бразилия, Индия, ЮАР и Уругвай.

Согласно прогнозам Bloomberg, после того, как в течение ближайших нескольких месяцев будет закончено строительство всех солнечных электростанций, начавшееся в 2016 году, общий объем произведенной энергии солнца также впервые превысит объем ветряной энергии — 70 ГВт против 59 ГВт соответственно.





По словам представителя Bloomberg New Energy Finance Этана Зиндлера, большую роль в этом играет Китай, который «стремительно устанавливает солнечные панели». В начале декабря стало известно, что Китай стал лидером в сфере солнечной энергетики: на данный момент совокупная мощность солнечных станций в этой стране превышает 50,3 ГВт (в Японии этот показатель составляет 42,41 ГВт, а в США — 40,61 ГВт). опубликовано  

 

Источник: hightech.fm/2016/12/20/solar-energy-price

Солнечное отопление частного дома: варианты и схемы устройства

Поделиться



Большую часть года мы вынуждены тратить деньги на отопление своих домов. В такой ситуации любая помощь будет не лишней. Энергия солнца подходит для этих целей как нельзя лучше: абсолютно экологически чистая и бесплатная. Современные технологии позволяют осуществлять солнечное отопление частного дома не только в южных районах, но и в условиях средней полосы.

 

Что могут предложить современные технологии

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года. В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.



Современные гелиосистемы способны эффективно работать в пасмурную и холодную погоду до -30°С  Задача использования энергии солнечной радиации с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи.

Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты.

Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.



Эффективность солнечного отопления в наших широтах довольно низка, что объясняется недостаточным количеством солнечных дней для регулярной работы системы

Плюсы и минусы от использования энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс — это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. Солнечные батареи и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году.



Существенный недостаток отопления, основанного на применении солнечных коллекторов, заключается в отсутствии возможности накапливать тепловую энергию. В схему включен только расширительный бак Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель. В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.



Солнечные коллекторы открытого типа не способны справиться с отоплением частного дома. Из-за отсутствия изоляции теплоноситель быстро остывает. Их используют в летнее время в основном для нагрева воды в душевых или бассейнах У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД.  Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых. Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.





Самый простой солнечный коллектор с теплоприемником, сделанным из бухты полимерных труб, обеспечит поставку подогретой воды на даче для полива и бытовых нужд

Трубчатые солнечные коллекторы

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.





Трубчатый коллектор имеет модульную структуру. Основным элементом является вакуумная трубка, количество трубок варьируется от 18 до 30, что позволяет точно подобрать мощность системы Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.



Специальное многослойное покрытие создает своего рода оптическую ловушку для солнечных лучей. На схеме частично показана внешняя стенка вакуумной колбы отражающая лучи на стенки внутренней колбы По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.



При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.



Свое название система получила от перьевого абсорбера, который плотно обхватывает тепловой канал из теплопроводящего металла Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe).

Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.



Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20° Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении.

В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.





При прямоточном подключении давление в системе не может быть высоким, так как внутри колбы технический вакуум Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель.

Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Плюсы и недостатки трубчатых коллекторов

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:

  • низкие теплопотери;
  • способность работать при температуре до -30⁰С;
  • эффективная производительность в течение всего светового дня;
  • хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
  • низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
  • возможность производства высокой температуры теплоносителя.
Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность. Обладает следующими недостатками:

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • высокая стоимость.
Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.



Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления

Плоские закрытые солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.

С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.



Плоские солнечные коллекторы отличаются максимальной производительностью и простой конструкцией. КПД их увеличен за счет применения абсорбера. Они способны улавливать рассеянное и прямое солнечное излучение В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

  • простота конструкции;
  • хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
  • возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
  • способность самоочищаться от снега и инея;
  • низкая цена.
Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

  • высокие теплопотери;
  • большой вес;
  • высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
  • ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.
Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов

Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.



Значения КПД зависят от качества изготовления солнечного коллектора. Цель графика показать эффективность применения разных систем в зависимости от разницы температуры При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

  • коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
  • коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
  • общая и апертурная площадь;
  • КПД.
Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема подключении теплового коллектора

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

Летний вариант для горячего водоснабжения Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без циркуляционного насоса, используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.



Зимой при отрицательных температурах прямой нагрев воды не возможен. По закрытому контуру циркулирует специальный антифриз, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор.

Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.





Чтобы ночью коллектор не превратился в радиатор охлаждения необходимо прекращать циркуляцию воды принудительно По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй — на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора. Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе.

В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Схема подключения солнечной батареи

Было бы заманчиво применить схожую схему подключения солнечной батареи к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.



При снижении мощности электрического тока от солнечной батареи блок АВР (автоматическое включение резерва) обеспечивает подключение потребителей к общей элетросети С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Как посчитать необходимую мощность коллектора

При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

  • обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
  • обеспечение отопительной системы не более 30%.
Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м2 земли называется инсоляцией. Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример расчета:

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная — 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м2

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м2 в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч

Необходимо отметить, что это очень приблизительный расчет. Количество вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д. опубликовано  





Источник: sovet-ingenera.com/eco-energy/eko-dom/solnechnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Солнечные панели на крышах обеспечат США 25% необходимого электричества

Поделиться



Каждый день солнце посылает на Землю в 10 раз больше энергии, чем используется на планете сейчас. Но мы пока так и не научились обрабатывать ее — человечество еще находится в самом начале своего пути по освоению солнечной энергии.

Согласно данным исследовательского института National Renewable Energy Laboratory (NREL), около 25% потребности в электроэнергии США может быть обеспечено с помощью солнечных панелей на крышах домов.





Действительно, солнечные панели на крышах остаются самым привлекательным вариантом для тех, кто решил перейти на использование энергии Солнца. Но встает вопрос в масштабировании этой технологии: как много домов действительно сможет получать энергию таким способом?

Возможность установки на крыше здания солнечной панели зависит от многих факторов, в том числе от длины светового дня в регионе и количества солнечных лучей, которые могут беспрепятственно попадать на крышу. В NREL проанализировали, какой процент домов может быть пригоден для таких целей. Они сделали вывод, что в совокупности такие крыши смогут производить до 1118 ГВт электроэнергии. В 2008 году эти цифры были равны 664 ГВт — 800 кВт⋅ч.



Тем не менее, проблемы с внедрением солнечных панелей в реальность по-прежнему остаются. Связано это и с экономическими, и технологическими факторами. Цена на солнечные панели продолжает снижаться, что, по прогнозам аналитиков, приведет к уходу некоторых игроков с рынка. Чтобы компании могли получить положительный экономический эффект, ученые продолжают думать над удешевлением технологии создания панелей. И тема солнечной энергетики, несмотря ни на что, остается популярной — Илон Маск и его SolarCity имеют неизменный успех в сети, а в октябре этого года компания представила солнечные панели, которые выполнены в виде черепицы. опубликовано  

 

Источник: hightech.fm/2016/12/13/solar-rooftop

Как сделать солнечную печь

Поделиться



Успешное использование солнечных печей (плит) отмечалось в Европе и Индии уже в 18-м веке. Солнечные плиты и духовые шкафы поглощают солнечную энергию, превращая ее в тепло, которое накапливается внутри замкнутого пространства. Поглощенное тепло используется для варки, жарки и выпечки. Температура в солнечной печи может достигать 200 градусов Цельсия.

Ящичные солнечные печи

Ящичные солнечные печи состоят из хорошо изолированной коробки, окрашенной внутри в черный цвет, в которую помещают черные кастрюли с едой. Коробка накрывается двухслойным «окном», которое пропускает солнечное излучение в ящик и удерживает тепло внутри. Вдобавок к нему крепится крышка с зеркалом на внутренней стороне, которая, будучи откинутой, усиливает падающее излучение, а в закрытом виде улучшает теплоизоляцию печи.





Основные преимущества ящичных солнечных печей: 

  • Используют как прямое, так и рассеянное солнечное излучение. 
  • В них можно нагревать одновременно несколько кастрюль. 
  • Они легки, портативны и просты в обращении. 
  • Им не нужно поворачиваться вслед за Солнцем. 
  • Умеренные температуры делают помешивание не обязательным. 
  • Еда остается теплой целый день. 
  • Их легко изготовить и отремонтировать, используя местные материалы. 
  • Они относительно недороги (по сравнению с другими типами солнечных печей).
Присущи им, конечно, и некоторые недостатки: 

  • С их помощью можно готовить только в дневное время. 
  • Из-за умеренной температуры на приготовление пищи требуется продолжительное время. 
  • Стеклянная крышка приводит к значительным потерям тепла. 
  • Такие печи «не умеют» жарить.
Благодаря своим преимуществам, солнечные печи-ящики являются наиболее распространенным видом солнечных печей. Они бывают разных видов: промышленного производства, кустарные и самодельные; формой могут напоминать плоский чемоданчик или широкий низкий ящик. Бывают и стационарные печи, сделанные из глины, с горизонтально расположенной крышкой (в тропических и субтропических районах) или наклонной (в умеренном климате). Для семьи из пяти человек рекомендуются стандартные модели с площадью апертуры (входной площади) около 0,25 м2. В продаже встречаются и более крупные варианты печей — 1 м2 и более.

 

Рекомендации для строительства солнечной печи

Так как тепло, поглощенное внутренней поверхностью коробки, должно передаваться кастрюлям, лучший материал для коробки — алюминий, обладающий высокой теплопроводностью. К тому же, алюминий не подвержен коррозии. Например, стальной ящик, даже с гальваническим покрытием, не может долго противостоять горячей и влажной среде внутри печи в процессе приготовления пищи. Листовая же медь слишком дорога.

Снаружи коробки нельзя прикреплять металлические детали, которые могут создать тепловые мостики. Теплоизоляционным материалом может служить стекло, синтетическая вата или какой-нибудь природный материал (шелуха арахиса, кокосовых орехов, риса, кукурузы и т. д.). Какой бы материал ни использовался, он должен оставаться сухим.

Крышка печи может состоять из одного или двух стекол с воздушной прослойкой. Расстояние между двумя слоями стекла обычно составляет 10-20 мм. Исследования показали, что использование прозрачного материала с ячеистой структурой, который делит внутреннее пространство на маленькие вертикальные ячейки, может существенно уменьшить теплопотери печи, таким образом увеличивая ее эффективность. Внутреннее стекло подвергается термическому воздействию, поэтому часто используется закаленное стекло; или же оба слоя могут состоять из обычного стекла толщиной около 3 мм.

Внешняя крышка солнечной печи является отражателем, который усиливает падающее излучение. Отражающей поверхностью может служить обычное стеклянное зеркало, пластмассовый лист с отражающим покрытием или небьющееся металлическое зеркало. В крайнем случае, можно использовать фольгу от сигаретных пачек.

Внешняя коробка солнечной печи может быть изготовлена из дерева, стеклопластика или металла. Стеклопластик легок, недорог и водостоек, но не очень долговечен в условиях непрерывного использования. Древесина прочнее, но тяжелее и более подвержена порче из-за влажности. Алюминиевые листы в сочетании с деревянными креплениями образуют наиболее качественную поверхность, устойчивую к механическим воздействиям, перепадам температуры и влажности. Армированная алюминием деревянная коробка наиболее прочная, но она стоит дороже и достаточно тяжелая, к тому же ее изготовление требует времени.

Производительность стандартной солнечной печи с площадью апертуры 0.25 м2 достигает около 4 кг пищи в день, т.е. достаточна для семьи из пяти человек.

Пиковая температура внутри солнечной печи может достигать более 150 оC в солнечный день в тропиках; это примерно на 120 оC выше температуры окружающего воздуха. Так как вода, содержащаяся в продуктах питания, не нагревается выше 100 оC, то температура внутри наполненной печи всегда будет соответственно ниже.

Температура в солнечной печи резко понижается, когда в нее помещают посуду с пищей. Важно и то, что температура остается значительно ниже 100 оC большую часть времени приготовления. Но температура кипения 100 оC не нужна для приготовления большинства овощей и каш.

Среднее время приготовления пищи в солнечной печи составляет 1-3 часа в хороших солнечных условиях и умеренной загрузки. Использование тонкостенных алюминиевых кастрюль значительно сокращает время приготовления по сравнению с посудой из нержавеющей стали. Кроме того, влияют и такие факторы: 

  • Время приготовления сокращается в условиях большой освещенности, и наоборот. 
  • Высокая температура окружающего воздуха сокращает время приготовления, и наоборот. 
  • Небольшой объем пищи за одно приготовление снижает время готовки — и наоборот. 
     
Зеркальные печи (с отражтелем)

Простейшая зеркальная печь представляет собой параболический рефлектор и подставку для кастрюли, расположенную в фокусе печи. Если печь выставлена на Солнце, то солнечный свет отражается от всех рефлекторов в центральную точку (фокус), нагревая кастрюлю. Рефлектор может представлять собой параболоид, изготовленный, например, из листовой стали или отражающей фольги. Отражающая поверхность обычно изготовлена из полированного алюминия, зеркального металла или пластика, но может состоять также из множества маленьких плоских зеркал, прикрепленных к внутренней поверхности параболоида. В зависимости от нужного фокусного расстояния, рефлектор может иметь форму глубокой миски, в которую полностью погружается кастрюля с едой (короткое фокусное расстояние, посуда защищена от ветра) или мелкой тарелки, если кастрюля устанавливается в фокусной точке на определенном расстоянии от рефлектора.

Все печи-отражатели используют только прямое солнечное излучение, и поэтому должны постоянно поворачиваться за Солнцем. Это усложняет их эксплуатацию, так как ставит пользователя в зависимость от погоды и регулирующего устройства.





Преимущества зеркальных печей: 

  • Способность достигать высоких температур и, соответственно, быстрое приготовление пищи. 
  • Относительно недорогие модели. 
  • Некоторые из них могут служить также для выпечки.
Перечисленным достоинствам сопутствуют и некоторые недостатки: 

  • В зависимости от фокусного расстояния, печь должна поворачиваться за Солнцем примерно каждые 15 минут. 
  • Используется только прямое излучение, а рассеянный солнечный свет теряется. 
  • Даже при небольшой облачности возможны большие потери тепла. 
  • Обращение с такой печью требует определенного навыка и понимания принципов ее действия. 
  • Отраженное рефлектором излучение очень ярко, слепит глаза, и может привести к получению ожога при контакте с фокальным пятном. 
  • Приготовление пищи ограничивается дневными часами. 
  • Повару приходится работать на жарком солнце (за исключением печей с фиксированной фокусировкой). 
  • Эффективность печи в большой степени зависит от изменяющейся силы и направления ветра. 
  • Блюдо, приготовленное днем, к вечеру остывает.
Сложность обращения с этими печами в сочетании с тем фактом, что повар вынужден стоять на Солнце, является главной причиной их невысокой популярности. Но в Китае, где приготовление еды традиционно требует высокой температуры и мощности, они широко распространены.

 

Тепловая мощность

Тепловая мощность солнечной печи определяется количеством солнечной радиации, рабочей поглощающей поверхностью печи (обычно между 0,25 м2 и 2 м2) и ее термическим КПД (обычно 20-50%). В таблице сравниваются типичные значения площади, эффективности и мощности для ящичной печи и печи-отражателя.

Стандартные значения площади, эффективности и производительности ящичной печи и печи-отражателя

  Площадь, м2

Средний КПД, %

Мощность, Вт при освещенности 850 Вт/м2

Время на кипячение 1 литра воды, мин.

Отражатель

1,25

30

320

17

Ящичная печь

0,25

40

85

64

 

Как правило, печи-рефлекторы имеют гораздо большую рабочую поверхность, чем ящичные. Следовательно, они намного мощнее, на них можно кипятить больше воды, готовить больше еды, или обрабатывать сопоставимые количества за меньший промежуток времени. С другой стороны, их тепловая эффективность ниже, потому что посуда остывает под воздействием атмосферы.

В тропических и субтропических странах можно рассчитывать на ясную погоду и нормальную ежедневную освещенность почти круглый год. Около полудня, когда суммарная солнечная освещенность достигает 1000 Вт/м2, вполне реально рассчитывать на тепловую мощность в 50-350 Вт, в зависимости от типа и размера плиты. Количество излучения утром и в дневные часы, естественно, ниже и не может полностью компенсироваться системой слежения за Солнцем.

Для сравнения: сжигание 1 кг сухой древесины производит приблизительно 5000 Вт, помноженные на термический КПД плиты (15 % для примитивного очага и 25-30 % для улучшенной кухонной плиты, используемой в развивающихся странах). Тепловая мощность, фактически достигающая посуды, составляет, таким образом, 750-1500 Вт.

Количество солнечной радиации резко снижается при облачности и в сезон дождей. В условиях нехватки прямого излучения солнечная печь непригодна ни для чего, кроме хранения готовой еды в теплом виде. Слабым местом солнечных печей (независимо от их типа) является то, что в облачные и дождливые дни (2-4 месяца в год для большинства развивающихся стран) пищу приходится готовить при помощи обычных средств: на дровах, газовой или керосиновой горелке.

 

Солнечное излучение и печи

Главной предпосылкой успешного использования солнечной печи является адекватная освещенность с небольшим числом облачных дней в течение года. Продолжительность и интенсивность солнечного излучения должны позволять использование солнечной печи в течение длительных периодов. В то время как в Центральной Европе приготовление пищи с использованием солнечной энергии возможно в солнечный летний день, для солнечной печи желательно минимальное количество солнечной энергии 1500 кВт·ч/м2 в год (что соответствует средней ежедневной инсоляции 4 кВт·ч/м2). Но среднегодовые показатели могут иногда вводить в заблуждение. Существенное условие для пригодности солнечной печи — это стабильная летняя погода, то есть регулярные, предсказуемые периоды безоблачных дней.

Ресурсы солнечной энергии в разных странах существенно отличаются даже в пределах тропического пояса в странах третьего мира. К примеру, солнечное излучение в большинстве регионов Индии считается очень хорошим с точки зрения использования солнечной энергии. Среднее количество солнечной энергии составляет от 5 до 7 кВт·ч/м2 в день в зависимости от региона. На большей части территории страны освещенность достигает минимума в течение сезона дождей и почти так же мала в течение декабря и января.

Климат и солнечный потенциал Кении благоприятны для использования солнечных печей. Кения расположена близко к экватору и поэтому имеет тропический климат. В столице страны Найроби количество солнечной энергии составляет от 3,5 кВт·ч/м2 в день в июле до 6,5 кВт·ч/м2 в день в феврале, а в других областях остается практически неизменной (6,0 — 6,5 кВт·ч/м2 в день в провинции Лодвар). Солнечная радиация в Найроби позволяет готовить пищу с помощью солнечной энергии девять месяцев в году (кроме июня-августа). С другой стороны, в облачные или туманные дни приходится полагаться на традиционные виды топлива. Однако, в провинции Лодвар солнечными печами можно пользоваться круглый год.

 

Солнечные печи для развивающихся стран

Цель использования солнечных печей, несомненно, заключается в экономии энергии в условиях двойного энергетического кризиса: кризис бедных слоев населения, заключающийся в возрастающей нехватке дров, и кризис национальной энергетики — возрастающее давление на ее платежный баланс.

По сравнению с другими странами, развивающиеся страны потребляют очень мало энергии. К примеру, норма потребления энергии на душу населения в Индии в 1982 году — 7325 ГДж — была одной из наименьших в мире. Но уровень потребления энергии этой страны растет почти в два раза быстрее, чем ее валовой национальный продукт. То же самое происходит и в других развивающихся странах.

Большинство жителей развивающихся стран получает основную часть потребляемой ими энергии из некоммерческих источников: из традиционных местных ресурсов энергии, за счет своего физического труда. Они просто не могут позволить себе купить нужное количество коммерчески производимой энергии.

Логическое следствие этого — относительная нехватка топлива для бедных слоев населения, чей уровень жизни в результате еще далее ухудшается. Солнечные печи — это шаг на пути к улучшению условий их жизни.

Из всего «бедного большинства» жителей стран третьего мира, солнечные печи должны в первую очередь использоваться сельским населением.

 

Сколько нужно энергии для приготовления пищи

Ежедневная потребность в топливе зависит от того, какая пища готовится и от ее количества. Житель развивающейся страны сжигает, в среднем, 1 тонну дров в год. Типичной индийской семье нужны 3-7 кг дров в день; в более прохладных регионах ежедневное количество дров для одной семьи составляет почти 20 кг зимой и 14 кг летом. На юге Мали среднестатистическая семья (состоящая из 15 человек) сжигает около 15 кг дров в день. Исследование, проведенное в лагере афганских беженцев в Пакистане, показало, что ежедневная потребность в дровах там составляет до 19 кг на семью. Более половины дров в типичном домашнем хозяйстве уходит на выпечку хлеба, остальные — на приготовление другой пищи. Зимой, естественно, дров требуется больше.

Несмотря на то, что количество энергии, необходимое для приготовления пищи, является разным, солнечные печи дают значительную экономию энергии. Первоочередная задача солнечных печей — снижение потребности в дровах, которые до сих пор являются важнейшим топливом для приготовления пищи. Проблема заключается в том, что древесина недорога по сравнению с керосином, баллонным газом и электричеством. Возрастающая неконтролируемая вырубка деревьев для собственных нужд и на продажу является основной причиной исчезновения лесов, расширения пустынь, эрозии почвы, снижения уровня подземных вод, и оказывает долгосрочное неблагоприятное воздействие на экологический баланс. Скудные остатки лесов в Пакистане и безудержная вырубка лесов в Кении служат доказательством того, что страхи по этому поводу не преувеличены. 

В целом, солнечные печи вряд ли могут внести большой вклад в национальную энергетику. Однако они могут весьма существенно улучшить условия жизни бедняков, помочь им преодолеть личный энергетический кризис.

Солнечные печи бывают разных форм и размеров. Приведем несколько примеров: духовой шкаф, печь-концентратор, рефлектор, солнечный пароварочный аппарат и т.д. При всем разнообразии моделей, все печи улавливают тепло и удерживают его в теплоизолированной камере. В большинстве моделей солнечный свет непосредственно воздействует на пищу. 

опубликовано  

 

Источник: rea.org.ua/dieret/Solar/solar.html#SOLAR COOKERS

Уличные фонари, заряжающиеся от шагов прохожих, установлены в Лас-Вегасе

Поделиться



Лас-Вегас доказывает, что кинетическая энергия — реальное решение, позволяющее снизить выбросы углекислого газа, установив первые в мире «умные» уличные фонари, питающиеся за счет электроэнергии, вырабатываемой с помощью шагов пешеходов. Расположенная в Нью-Йорке компания EnGoPLANET в сотрудничестве с администрацией города устанавливает уличное освещение, работающее за счет солнечных батарей и кинетических тротуарных плиток на площади Boulder Plaza в районе Arts District.





«Мы хотим гарантировать самый высокий уровень обслуживания, в то же время глядя в будущее и обеспечивая нашу устойчивость», — сказала мэр Лас-Вегаса  Carolyn G. Goodman. — «Благодаря нашим LEED-сертифицированным зданиям, солнечным проектам, рекультивации воды, альтернативному топливу для транспортных средств и устойчивым уличным фонарям Лас-Вегас продолжает прокладывать путь. Лас-Вегас стремится быть на передовой, и этот проект совпадает с планами по развитию инновационного района в нашем центре». 


 По оценкам компании-разработчика, мир тратит более $40 млрд в год на энергию для более чем 300 миллионов традиционных уличных фонарей, которые приводят к выбросу более чем 100 миллионов тонн углекислого газа в год. У солнечно-кинетических уличных фонарей огромные возможности, чтобы помочь правительствам выполнять свои климатические цели, в то время как все большее количество  городов объявляют о планах по сокращению выбросов в атмосферу до нуля и 100%-ом переходе на  возобновляемые источники энергии. Сейчас EnGoPLANET проводит краудфандинговую кампанию на Indiegogo, чтобы собрать деньги для установки солнечно-кинетических фонарей в 10 деревнях в Африке. опубликовано   ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на НАШ youtube канал, что позволяет смотреть онлайн, скачать с ютуб бесплатно видео об оздоровлении, омоложении человека. Любовь к окружающим и к себе, как чувство высоких вибраций — важный фактор оздоровления — .

Ставьте ЛАЙКИ, делитесь с ДРУЗЬЯМИ! www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos 

 P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©  

Источник: www.energy-fresh.ru/tech/gkx/?id=13861

Younicos, Xcel Energy и Panasonic создадут общую систему накопления энергии

Поделиться



Энергетическая компания Younicos, которая специализируется на системах хранения энергии, подписала соглашение с Panasonic для разработки и создания общей системы хранения солнечной энергии в Peña Station NEXT в Денвере, штат Колорадо (США), в котором расположены операционные центры Panasonic Enterprise Solutions Co и Panasonic CityNOW.

Система позволит использовать несколько аккумуляторов Younicos Y.Cube, которые представляют собой «батареи в коробке» от немецко-американского пионера отрасли.



Проект предусматривает, что четыре Y.Cube будут установлены на заводе Panasonic в Денвере. Они способны хранить 1 МВт и будут подключен к энергосистеме Xcel Energy. Работать система будет на программном обеспечении для управления хранением энергии Younicos Y.Q.

Это позволит Panasonic, Xcel Energy и другим заинтересованным получить максимальную выгоду от солнечной электросистемы Xcel Energy, которая расположена на парковке рядом и фотопанелей мощностью с 259 кВт на крыше здания.

— Мы очень рады работать с Panasonic над проектом, который покажет все преимущества нашей системы Y.Cube для коммерческого и промышленного использования. Как и Younicos, Panasonic является технологическим лидером с сильным акцентом на преимущества хранения солнечной энергии в различных областях применения. Они и местная электросеть получать значительную выгоду благодаря этому ресурсу, — заявил Стивен Принс, генеральный директор Younicos.



Y.Cube состоит из двух суб-корпусов: первый — это система преобразования энергии, вторая — блок батарей постоянного тока. Все элементы управления встроены в систему управления и связанны непосредственно с аккумуляторной системой, что позволяет избежать необходимости в дополнительных коммуникационных интерфейсах. Оптимизированная конфигурация дает сверхбыстрое время отклика для повышения эффективности системы управления и расширенные возможности формирования сетки.

Y.Cube доступны в двух вариантах – в модулях по 250 или 500 кВА, которые можно использовать как отдельно, так и соединять в более мощную сеть. Также нет необходимости в дорогостоящем монтаже, что позволяет экономить не только деньги, но и время.

Ожидается, что система будет завершена и сдана в эксплуатацию в апреле 2017 года. опубликовано  

 

Источник: solarpanels.com.ua/news/younicos-xcel-energy-i-panasonic-sozdadut-obshchuyu-sistemu-nakopleniya-energii/