Alternativnaya i vozobnovlyaemaya_energetika_свидовой fc

1. Альтернативная и возобновляемая
энергетика
Выполнил:
Студент гр. М41б
Свидовой М. Г.
1

2. Содержание
 Экономические задачи
 Альтернативные источники энергии
 Возобновляемые источники энергии
 Среднегодовое энергосодержание, приходящееся на 1 кв. м.
поверхности
 Сколько энергии требуется?
 Расход электроэнергии в Германии в 2009 году
 Супераддитивные энергетические системы
 Локальные (местные) сети
 20-футовый контейнер с солнечными и ветряными установками
 Энергонакопитель
 Экономические преимущества локальных сетей
 Контакт с фирмой
2

3. Экономические задачи
 Важнейшими экономическими задачами в
настоящее время для всех развитых стран
является развитие альтернативной и
возобновляемой энергетики.
 Опаздывание – более 30 лет.
(Вывод, сделанный Dennis и Donella Meadows,
авторами монографии «Пределы роста»).
3

4. Aльтернативная энергия:
 ветра, солнца,
 гидравлическая (плотины и
стоки),
 морских волн, морских
течений,
 земного тепла, гейзеры.
Эта энергия „предоставляется“
природой бесплатно.
4

5. Возобновляемые источники
(сохраняющие природный баланс СО2):
 древесина,
 продукты и отходы
сельскохозяйственного производства.
Получение этого вида энергии требует
определенных энергетических и
трудовых затрат.
5

6. Среднегодовое энергосодержание,
приходящееся на 1 кв. м.
поверхности
Годовое
Источник Географическое
энергосодержание
энергии положение
(кВч/м2)
Солнечная
Европа 800 – 1200
энергия
Солнечная Солнечный пояс
2.300 – 2600
энергия (зона экватора)
В зависимости
Энергия
от региона 300 – 2000
ветра
планеты
6

7. Сколько требуется энергии?
 Сейчас по статистике в Германии
расход энергии на семью в год
составляет в среднем 3891 кВтч.
 (тепловая и электрическая
энергия).
7

8. Расход электроэнергии в Германии
в 2009 году
Общий расход Промыш- Домашнее Ремесленики,
Транспорт
энергии в ленность хозяйство торговля,
кВтч
кВтч кВтч кВтч сервис кВтч
2537 x 109 735,4 x 109 715,8 x 109 695,5 x 109 390 x 109
Источник: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen.
 Доля возобновляемой энергии в приведенном
балансе составила 8,7%.
8

9. Супераддитивные энергетические
системы
 Проблема надежного и бесперебойного
электроснабжения индивидуальных и коллективных
пользователей от альтернативных источников энергии
особенно актуальна для регионов со слаборазвитой
инфраструктурой.
 Это касается в особенности средней полосы и северных
регионов России.
 За счет внедрения супераддитивных энергетических
систем эта проблема может быть решена.
9

10. Супераддитивная энергетическая система
(Superadditive Energiesystem SES)
Другие
альтернативные
источники энергии
Например: биогаз
Солнечная силовая
Ветросиловая установка установка
Инвертер
Энергонакопитель
Электронное управление
Электрический
ток в локальную
сеть
Тепло/холод Электрический
для домашего ток для домаш-
потребления него хозяйства
10

11. Локальные сети
Биогазовая установка
ИшщBiogasanlage
Биогазовая установка
Biogasanlage
Биогазовая
Малая
установка
гидроэлектростанция
Biogasanlage
Центральная Крупный потребитель
сеть
SES Локальная сеть Подсоединение к центральной сети
11

12. Возможные пути постепенного перехода на
альтернативные и возобновляемые
источники энергии
Путь № 1.
 Большие парки ВЭУ мощностью в десятки и сотни
мегаватт + большие парки солнечных установок также
на сотни мегаватт и запитка этой энергией центральной
электросети.
12

13. Возможные пути постепенного перехода на
альтернативные и возобновляемые
источники энергии
Путь №2.
 Отдельные ВЭУ мощностью 3 – 20 кВт и отдельные
солнечные силовые установки мощностью в 10 – 20 кВт,
объединенные локальной сетью.
 Локальная сеть, на наш взгляд, должна принадлежать
местной власти.
 В эту же сеть подают энергию и другие альтернативные
и возобновляемые источники.
 Цена электроэнергии зависит, в первую очередь, от
стоимости установок.
13

14. Возможные пути постепенного перехода на
альтернативные и возобновляемые
источники энергии
Путь №3.
 Oбъединение локальных и центральных сетей в единую
сеть энергоснабжения. В этом случае целесообразнее,
на наш взгляд, если центральные сети принадлежат
государству.
14

15. В чем заключаются преимущества
супераддитивных энергетических систем?
Возможности:
 Применение существующих технологичных систем поточного
массового производства. Результат – значительное снижение
стоимости установленной мощности и соответственное
снижение отпускной цены электроэнергии.
 Размещение всего оборудования в 20-футовом контейнере.
Применение:
 Надежное электропитание ретрансляционных и
коммуникационных систем.
 Электроснабжение в местах чрезвычайных ситуаций.
 Электроснабжение пограничных районов и удаленных
воинских частей.
 Аварийное питание больниц и др. аналогичных учреждений.
15

16. Преимущества локальных сетей:
 Небольшие инвестиции, распределенные на
продолжительный срок.
 Малые потери в сети.
 Низкая отпускная цена на электроэнергию.
 Выравнивание различий по размерам
потребления в пределах локальной сети.
 Использование возможностей биогазовой
установки в качестве энергонакопителя.
 Избыточная электроэнергия может
поставляться в центральную сеть по запросу
сети.
16

17. 20-футовый контейнер с солнечными и
ветряными установками
Помимо ветросиловой установки и концентраторов
солнечного излучения, монтируемых вне контейнера, в
контейнере установлены:
 Паросиловая установка.
 Энергонакопитель.
 Система электронного управления.
 Адсорберционный холодильник.
 Тепловой насос.
 Система водоочистки.
 Опреснитель.
Наружный монтаж и проверка работоспособности всей
установки занимают 6 - 8 часов.
Вес контейнера в зависимости от варианта применения
составляет 4 – 6 тонн.
17

18. Энергонакопитель
 С введением альтернативных источников
электропитания резко возрастет необходимость в
энергонакопителях повышенной емкости. Они должны
быть в состоянии перекрывать, как минимум, недельную
безветренную и облачную погоду.
 Из разработанных к настоящему времени
энергонакопителей наиболее рациональным показал
себя пневматический энергонакопитель.
Пневматический энергонакопитель:
 4 стандартных стальных баллона с давлением по 300
бар и емкостью по 100 л каждый запасают 10 кВтч.
 Практически все необходимые компоненты для такого
накопителя уже выпускаются серийно.
18

19. 19

20. 20

21. 1 9
1 4
0 2
1
2
0 1
3
19
1
8
1
4
1
1 6
5 1 5
1
2 7
8 6
1 7
3
21

22. Экономические преимущества широкого
внедрения локальных сетей, запитываемых от
оснащенных системой SES - контейнеров
 Известно, что для развития экономики необходимо
обеспечить опережающий прирост производства
электроэнергии. При этом себестоимость производства
электроэнергии является определяющей. В настоящее
время наиболее низкую себестоимость электроэнергии
могут обеспечить локальные сети, запитываемые от SES-
контейнеров.
В производстве контейнеров и их агрегатного
оснащения предусмотрено применение технологии
массового производства, как это осуществляется в
автомобилестроении.
22

23. 23

24. 24

25. 25

26. 26

27. Все установки и оборудование,
необходимые для нормальной
жизнедеятельности и комфортного
самочувствия людей, могут быть
размещены в 20-футовом контейнере.
27

28. Техническое усовершенствование малых
ветросиловых установок и паровых
силовых установок, работающих на
солнечном тепловом излучении
Применение концентраторов энергии для
ветросиловых установок и солнечных силовых
установок.
 Критерии:
Применение концентраторов оправдывается
только в том случае, если прирост энергии
превышает прирост стоимости установки.
Это может быть достигнуто за счет оптимального
конструктивного решения и выбора
соответствующих материалов.
28

29. Концентраторы воздушных потоков
29

30. 30

31. Крылевой вариант двухроторной ветроустановки
1
2
3
4
5
A
A
6
7
A
-
A
8
4 9
1
1
7
5
0
1
1
.
g
i
F
31

32. 1 7
2
1 2
7
3
3
Q
G
T
4
4 G
5
T
6 5
6
32

33. Концентратор солнечного излучения
 Если предусмотреть 40 – кратную
концентрацию солнечного излучения
при помощи зеркальных полос шириной
меньше 100 мм на стальной трубе
диаметром 100 мм, то мы можем иметь
нагрев свыше 1000 оС и получать
перегретый водяной пар для привода
паровой машины (по аналогии с
существующими установками в
Калифорнии и Испании).
33

34. Вывод
 Увеличивающееся загрязнение
окружающей среды, нарушение
теплового баланса атмосферы
постепенно приводят к глобальным
изменением климата. Дефицит энергии и
ограниченность топливных ресурсов с
всё нарастающей остротой показывают
неизбежность перехода к
нетрадиционным, альтернативным
источникам энергии. Они экологичны,
возобновляемы, основой их служит
энергия Солнца и Земли.
34