Вопросы и ответы по альтернативной энергетике

Вы можете задать любой вопрос здесь
Мы ответим на него в самое ближайшее время.

Что такое альтернативная энергия?
Каковы перспективы альтернативной энергетики?
Какая доля альтернативных источников энергии в общем объеме вырабатываемой электроэнергии в мире?
Почему альтернативную энергетику не использовали раньше?
Кому нужна альтернативная энергия?
Почему растёт интерес к альтернативным источникам энергии?
Чем хорош светодиод?
Чем определяется срок службы светодиода?
“Портится” ли цвет светодиода с течением времени?
Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Почему светодиодные светильники светят в 4 раза ярче чем лампы ДРЛ при одной и той же потребляемой мощности, хотя в характеристиках ламп ДРЛ указан световой поток больше, чем у светодиодных ламп?

Термины

Автономные системы жизнеобеспечения
Биогаз
Биоэтанол
Биодизель
Ветроустановка
Комфортность дома (благоустроенность, уют)
Рекуперация тепла
Светодиод
Система управления и контроля дома
Солнечная архитектура
Солнечная водонагревательная установка
Солнечные коллекторы
Солнечные фотоэлектрические установки
Тепловые аккумуляторы (ТА)
Тепловой насос (ТН)
Эффективные теплоизоляционные материалы

Что такое альтернативная энергия?
Альтернативная энергия – это энергия (тепловая, электрическая и т.д.), получаемая из возобновляемых, неисчерпаемых источников энергии – ветра, солнца, биомассы, внутреннего тепла земли и т.д. Для получения альтернативной энергии используют специальные установки: ветрогенераторы, солнечные батареи, солнечные коллекторы, биогазовые реакторы и т.д.

Каковы перспективы альтернативной энергетики?
Благоприятные. Причём во всех странах и уголках Земли. Стоимость традиционных энергоресурсов (нефти, газа, угля) постоянно растёт. Стоимость установок, работающих на альтернативном топливе (энергии ветра, солнца и т.д.) постоянно снижается ввиду технического и технологического прогресса. Ещё 20 лет назад стоимость традиционного и “альтернативного” кВт/ч отличалась в десятки раз, то сегодня это уже в 3-5 раз.

Какая доля альтернативных источников энергии в общем объеме вырабатываемой электроэнергии в мире?
По разным оценкам эта доля в мире составляет 1-3% (без учёта большой гидроэнергетики и атомной энергетики). В абсолютных цифрах это сопоставимо со всей электроэнергетикой России. Доля альтернативных источников в производстве электроэнергии существенно различается по странам.

Почему альтернативную энергетику не использовали раньше?
Использовали, причём очень активно. Но в середине ХХ в. “традиционная” электроэнергетика (тепловые электростанции больших размеров) практически полностью вытеснила нетрадиционную (альтернативную). В настоящее время вопросов к большой энергетике всё больше: экологическое давление, изношенность инфраструктуры и т.д.

Кому нужна альтернативная энергия?
Как правило, установки, вырабатывающие альтернативную энергию, являются небольшими. Поэтому основными потребителями альтернативной энергии являются домохозяйства (отдельные частные дома или даже квартиры, коттеджные посёлки, фермы). Также активно используют небольшие энергетические установки туристы, рыбаки, охотники, армия.

Почему растёт интерес к альтернативным источникам энергии?
Всё хорошее когда-нибудь заканчивается. Конечно, нефть и газ на Земле кончатся ещё не скоро. Но вот дешёвые нефть и газ уже подходят к концу. А тут ещё и быстрорастущие новые рынки в лице Китая, Индии и прочих развивающихся стран. Топливные ресурсы в дефиците, поэтому они растут в цене, за ними дорожает всё остальное, прежде всего электроэнергия.
В развитых странах задумываются о здоровье людей: чем они дышат, какую воду пьют, в какой среде живут. Забота об окружающей среде – вторая важная причина роста интереса к альтернативным источникам энергии.
Эксплуатация собственной энергетической установки позволяет существовать автономно и независимо от тепловых и электрических сетей и их технического состояния или применять такую установку как резервный источник энергии. Это третья причина.

Чем хорош светодиод?
В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Действительно, светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым для некоторых приложений. Далее, светодиод излучает в узкой части спектра, его цвет чист, что особенно ценят дизайнеры, а УФ- и ИК-излучения, как правило, отсутствуют. Светодиод механически прочен и исключительно надежен, его срок службы может достигать 100 тысяч часов, что почти в 100 раз больше, чем у лампочки накаливания, и в 5 - 10 раз больше, чем у люминесцентной лампы. Наконец, светодиод - низковольтный электроприбор, а стало быть, безопасный.

Чем определяется срок службы светодиода?
Считается, что светодиоды исключительно долговечны. Но это не совсем так. Чем больший ток пропускается через светодиод в процессе его службы, тем выше его температура и тем быстрее наступает старение. Поэтому срок службы у мощных светодиодов короче, чем у маломощных сигнальных, и составляет в настоящее время 80 - 100 тысяч часов.

“Портится” ли цвет светодиода с течением времени?
Старение светодиода связано не только со снижением его яркости, но и с изменением цвета. В настоящее время нет стандартов, которые позволили бы выразить количественно изменение цвета светодиодов в процессе старения и сравнить с другими источниками.

Не вреден ли светодиод для человеческого глаза?
Спектр излучения светодиода близок к монохроматическому, в чем его кардинальное отличие от спектра солнца или лампы накаливания. Хорошо это или плохо - доподлинно не известно, потому что, насколько я знаю, серьезных исследований в этой области нигде не проводилось. Какие-либо данные о вредном воздействии светодиодов на человеческий глаз отсутствуют.

Почему светодиодные светильники светят в 4 раза ярче чем лампы ДРЛ при одной и той же потребляемой мощности, хотя в характеристиках ламп ДРЛ указан световой поток больше, чем у светодиодных ламп?
Измерение светового потока проводится в шаре, в котором свет распространяется во все стороны, а в реальности светильник на основе этой лампы светит с углом раскрытия не более 120 градусов. Так что даже с отражателем коэффициент светового потока светодиодных светильников в 5-6 выше, чем у ламп ДРЛ.

Автономные системы жизнеобеспечения – набор инженерного оборудования, обеспечивающий комфортные условия для проживания и независимость от централизованных коммуникаций. Состоят из систем отопления, вентиляции, подготовки питьевой воды, канализации, электрообеспечения, автоматизированного управления и контроля.

Биогаз – это смесь газов. Его основные компоненты: метан (CH4) - 55-70% и углекислый газ (CO2) - 28-43%, а также в очень малых количествах другие газы, например - сероводород (H2S). В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка. Биогаз получают в процессе разложения продуктов органики как растительного, так и животного происхождения.

Биоэтанол - вид топлива, спирт, получаемый в процессе переработки растительного сырья: сахарного тростника, свеклы, пшеницы, картофеля, соломы, опилок, кукурузы и т.д. Биоэтанол является заменителем бензина, широко используется в виде моторного топлива, например, в Бразилии.

Биодизель - вид биотоплива, может производиться из любого натурального жира, растительного или животного. Очищенный от глицерина с помощью этилового спирта продукт аналогичен обычному дизелю. Он может использоваться в чистом виде или в смеси с обычным дизельным топливом.

Ветроустановка, ветряк, ветрогенератор – установка, используемая для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Ветроустановка наиболее эффективна при среднегодовой силе ветра от 5 м/сек.

Комфортность дома (благоустроенность, уют) – оптимальное для человека состояние среды в доме, обеспечивающее здоровье и работоспособность. Полный комфорт достигается балансом теплового, воздушного, светового и шумового комфорта. Комфорт в определенной степени субъективное понятие, но существует диапазон величин, наиболее благоприятный для человека. Летом – температура воздуха 20-25°С, относительная влажность 30-60%, скорость воздуха не более 0,25 м/с. В холодное время года соответственно: 20-22°С, 30-45%, 0,1-0,15 м/сек. Часто в понятие комфортных условий включают и социально-экономические показатели.

Рекуперация тепла – метод сокращения потерь тепла через систему вентиляции (через нее происходят основные потери тепла при хорошей теплоизоляции дома). Для сокращения тепловых потерь используются теплообменники, в которых теплый воздух, выходящий из помещения, нагревает входящий холодный воздух. Рекуперация позволяет возвращать до 70% выходящего тепла.

Светодиод – это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. По-английски светодиод называется light emitting diode, или LED.

Система управления и контроля дома – автоматизированная система управления оборудованием дома, оптимизирующая работу систем дома в зависимости от изменения внешних погодных условий. Экономит до 20% энергоресурсов.

Солнечная архитектура – специальные элементы конструкции дома и решения, позволяющие максимально использовать солнечную энергию для обогрева дома (особенность ориентации дома относительно сторон света, использование солнечных коллекторов, пристроенные теплицы и т.д.). Оборудование может быть выполнено как конструктивный элемент дома либо смонтировано как самостоятельная система.

Солнечная водонагревательная установка – предназначена для эффективного нагрева воды путем преобразования солнечной энергии в тепловую и сохранения нагретой воды длительное время для последующего ее использования в хозяйственных нуждах.

Солнечные коллекторы – преобразуют энергию солнечного излучения в тепловую. Зачерненная поверхность коллектора поглощает солнечную энергию, нагревает теплоноситель (воздух, вода). Полученное тепло используется для обогрева помещений или других хозяйственных нужд.

Солнечные фотоэлектрические установки, солнечные батареи – преобразуют энергию, излучаемую солнцем, в электрическую.

Тепловые аккумуляторы (ТА) – предназначены для аккумулирования преобразованной в тепло солнечной энергии и последующего ее использования для обогрева дома. Наиболее распространены ТА в виде массивов грунта, щебня (гравия), емкостей с водой. Второй тип ТА использует фазовый переход для накапливания тепла (в качестве рабочего вещества часто используется парафин). Третий, наиболее эффективный и перспективный тип ТА, использует обратимые химические реакции с поглощением и выделением тепла.

Тепловой насос (ТН) – предназначен для перекачки тепла из большого источника энергии при его относительно низкой температуре (например, из окружающего воздуха, грунта, подземных вод, реки) в помещение. Принцип действия ТН такой же, как у бытового холодильника. Для осуществления преобразования тепла используется электроэнергия. Тепловой насос на 1 кВт потребленной им электроэнергии производит примерно 3 кВт тепловой энергии.

Эффективные теплоизоляционные материалы – материалы с низким объемным весом. Наиболее эффективными являются пенопласт (пенополистирол), различные виды минеральной ваты. Из естественных эффективных утеплителей наилучшими в условиях России являются солома ржи и камыш.