Чунюк Д.Ю., кандидат технических наук, доцент Косарева В. А. Косарева В. А.
(Московский государственный строительный университет)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЦА И ВЕТРА КАК АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ
ЭНЕРГИИ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ
Альтернативные источники в помощь традиционным методам. В статье рассмотрены варианты использования энергии солнца и ветра, как альтернативных источников энергии.
Ключевые слова: солнце, ветер, энергия.
THE USE OF SOLAR AND WIND AS ALTERNATIVE SOURCES OF ENERGY
CURRENTLY
Alternative sources to the tradicional methods. The article describes the options for using solar and wind power as alternative energy sources.
Keywords: sun, wind, energy.
Традиционные энергодобывающие технологии всё больше зарекомендовывают себя, как непригодные для потенциального развития. Это связано с тем, что запасы природных ископаемых, используемых для выработки электроэнергии, ограничены и в скором времени иссякнут. Так же существует ряд и других причин, которые подталкивают нас к отказу от традиционных методов выработки электроэнергии и подталкивают на путь развития альтернативных.
Одним из первых факторов, которые заставляют нас задуматься о целесообразности продолжения развития традиционных способов выработки электроэнергии является пагубное влияние на окружающую среду. Вред природе наносится не только при добыче ископаемых, но и при переработке их. На станциях (в особенности ядерных и термоядерных) помимо пассивных отходов их деятельность так же существует опасность аварии, которая, в свою очередь, нанесет колоссальный ущерб природе и человеку, в частности.
В данной статье рассмотрим альтернативные способы получения электроэнергии в России и за рубежом.
Энергия солнца
В России солнечная энергетика используется в основном для частного сектора, также началась реализация проекта по установке уличных светильников на солнечных батареях. Проведем расчет для частного сектора.
Суммарное потребление электроэнергии в доме в среднем в сутки составляет 5 кВт*час Мощность одной батареи 240Вт. Ее размер 1,65 м2.
Таким образом примем к расчету 6 батарей суммарной мощностью около 1.5кВт. Они способны выдавать в сутки до 9кВт*час. Учитывая количество пасмурных дней в весенний -летний период (около 20 солнечных дней) средняя выработка электроэнергии составит 5кВт*час в сутки. Это требуемая нам мощность. Установив подобные панели, мы занимаем только 1,65*6= 9,9 м2 площади крыши или приусадебного участка. Это значение можно увеличить тем самым увеличив выработку энергии. К установке нам понадобятся так же гелиевые аккумуляторы, использование которых способствует к сохранению энергии для использования ее в пасмурные дни.
Таким образом мы можем констатировать тот факт, что даже при нерациональности использования этого метода массово в масштабах городов частный сект вполне может автономно обеспечить себя электроэнергий с помощью энергии солнца. Единственным минусом
является стоимость подобных панелей. Ввиду своей высокой стоимости данный метод способен полностью окупиться только за 10-12 лет использования.
В России существуют и активно строятся солнечные электростанции.
На территории Республики Саха в поселке Джаргалах (Эвено-Бытантайский улус, Якутия) введена в режим промышленной эксплуатации СЭС, на данный момент мощность составляет 15 кВт, но планируется в 2016 году ее модернизировать и она сможет генерировать мощность 72 кВт.
В Саратовской области будет построен солнечный парк, генерирующая мощность которого составит 50 МВт.
В Алтае построена Кош-Агачская СЭС, мощность которой составляет 5 МВт.
В настоящее время в лидерах по производству электричества по способу преобразования солнечной энергии является ряд стран: Германия, Италия, США, Китай, Япония и т.д. Ниже приведена диаграмма производства энергии с помощью солнца в мире разными странами.
Энергия ветра
В России ветровая энергетика требует ещё больше места, чем солнечная, т.к. занимает ещё и воздушное пространство. Так же как и солнечная энергетика, ветер используется в частном секторе подобные установки давно закрепились и широко используются. Проанализируем выгоду от использования ветрогенератора в Московской области.
Скорость ветра в нашем регионе составляет в среднем 5 м/с.
Рассчитаем мощность ветрового потока.
P = 0,6*S*V3, где S = nR2
Рассмотрим ветрогенератор с D лопастей 3 м. Тогда:
S = 3,14*1,52= 7,065 м2 P = 0,6*7,065*53= 530 Вт.
Мы нашли мощность ветрового потока. Реальная же мощность, вырабатываемая генератором составит 40-50%, т.к. часть энергии теряется на винте, проводниках и т.д. Итого:
Pген= 0,5*530 = 265Вт.
Анализируя полученные значения, мы видим, что нам потребуется несколько генераторов на содержание среднего дома на несколько жителей. Однако в отличие от фотоэлементов данные генераторы не зависят ни от времени суток ни от времени года.
На полуострове Сахалин в районе села Новиково начали строительство двух ВЭУ, общая мощность которых будет составлять 450 кВт.
В Тюменской области в городе Лабытанги введена в эксплуатацию, мощность составляет 250 кВт. На сегодняшний день ряд стран активно развивает ветроэнергетику, как один из основных способов добычи электроэнергии. Лидерами являются Китай, США, Германия, Испания и т.д.
Человечеству необходимо использовать альтернативные способы выработки электроэнергии, т. к. запасы угля, нефти и газа подходят к концу, запасы сырья для АЭС так же ограничены. Но полностью перейти на альтернативные источники не получится так как, альтернативная энергетика зависит от погоды и времени суток, что не позволит круглосуточно вырабатывать нужное количество энергии.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ (грант Президента РФ №14.157.14.6545-НШ).
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурмистров А.А., Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В. Методы расчета ресурсов возобновляемых источников энергии. Издательский дом МЭИ, 2009. с.100-105.
2. Воронин С.М. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Зерноград. ФГОУ ВПО АЧГАА, 2008. с. 197.
3. Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. МРСУ. 2004. с. 154.
4. Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В. Солнечная энергетика. Издательский дом МЭИ, 2008. с.276.
5. Каргиев В.Н. Ветроэнергетика. Руководство по применению ветроустановок малой и средней мощности. Интерсоларцентр. 2001 с.42-62.
6. Кашкаров А.П. Ветрогенераторы, солнечные батареи и другие полезные конструкции. ДМК Пресс. 2011. с. 84-144.
7. Германович, Турилин. Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца. Наука и Техника. 2011.
8. Енговатов И.А., Дубровский В.Б. Строительство атомных электростанций. Москва.2010.
9. Аниськин Н.А., Рассказов Л.Н. Гидротехнические сооружения. Москва.1996.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.