ветровая энергетика
Философия использования ветряков роторного типа Установки, использующие энергию ветра классифицируются по положению оси вращения на: горизонтально осевые и вертикально осевые. Наибольшее практическое распространение получили горизонтально осевые установки. Это обстоятельство связано с бурным развитием вначале 20-х годов ХХ века военной авиации, а затем и военного судостроения. На финансирование развития теоретической базы пропеллера самолета или судового винта в то время были выделены огромные средства в ведущих странах мира США, Великобритании, Германии, Японии и СССР. Это финансирование продолжается на протяжении почти 90 лет и до сегодняшнего дня. Вид современного ветряка продиктован именно этими обстоятельствами, поскольку импеллеры стали побочным продуктом развития теории и практики пропеллеров. Сегодня любой человек, кто интересуется ветряками, скажет, что КПД горизонтально осевого импеллера (лопастного ветряка) находится в пределах 0,6 – 0.7, а «неуклюжих» вертикально осевых – до 0,39. Однако исследования автора этой статьи опровергают данные параметры распространенных ныне ветряков. Вообще-то теоретический КПД лопастного ветряка составляет, по мнению одного из основоположников гидрогазодинамики Е. Жуковского 0,593. Реальный КПД современных ветряков, по мнению независимых экспертов, составляет 0,42 – 0,43, что очень близко к значению 0,39 вертикально осевых ветряков. Но, по мнению автора данной статьи, незавидную судьбу вертикально осевых роторов определило невозможность их использования, прежде всего, в авиации. Для определения правильной формы пропеллеров и их испытаний в лабораторных условиях были созданы аэродинамические трубы. Теоретические погрешности в моделировании в этом случае сводятся к минимуму. Разумеется, пропеллер легко установить в аэродинамической трубе и испытать. Но как испытать вертикально осевой ротор в этой же трубе, который имеет в поперечном сечении не круг, а квадрат или прямоугольник. Не создавать же для испытаний аэродинамический прямоугольный параллелепипед. Это очень дорого! К тому аэродинамические трубы создавали вовсе не для испытаний...
Статьи
Группа творческих людей из Восточной Азии придумала оригинальный способ напомнить миру о необходимости беречь природу и не упускать руки даже тогда, когда кажется, что надежды нет. Они создали первый в своём роде плавающийрекламный щит, который одновременно служит и ярким примером социальной рекламы, и реальным решением для очистки самых загрязнённых рек планеты. В городе Манила, столице Филиппин, есть речка Пасиг. Эта небольшая водная артерия пересекает часть города между озером в глубине острова Лусон и океаном. После Второй мировой войны из-за быстрого роста населения, роста городов региона и строительства большого количества промышленных предприятий, которые зачастую сбрасывали отходы прямо в реку, экологическое состояние Пасига сильно ухудшилось. С 1980-х годов в реке запрещена рыбалка, а последние 25 лет речушка официально признана биологически мёртвой. Наконец, небезразличные к проблеме люди решились на мероприятие по возрождению реки. В феврале 2014 года совместными усилиями «Shokubutsu Hana», «The Pasig River Rehabilitation Commission», «Vetiver Farms Philippines» и «TBWA/SMP» в городской части Пасига был установлен плавающий рекламный щит в виде баржи с особой травой. На эту роль был выбран ветивер (Chrysopogon zizanioides) – именно этот многолетний злак является главной надеждой экологов и «волшебным ингредиентом» проекта. Ветивер довольно высок для травы (он поднимается на высоту до полутора метров), но самое интересное в этом растении – его корни. В отличие от большинства трав, они не образуют ковроподобного дёрна, а уходят в глубину на два или даже четыре метра. За это ветивер и заработал прозвище «гвоздей для почвы» – его корни надёжно предохраняют почву от эрозий и размывания во время сезона дождей. Ветивер, как ничто другое, отпугивает насекомых – включая прогрызающих себе дорогу даже через металл термитов. Всё дело в содержании смертельно опасного для...
![Плавучие ветряные электростанции собирают энергию сильнейших ветров]()
ветровая энергетика
Гонка возобновляемых источников энергии и зеленых технологий продолжает ускоряться, подогревшись в этот раз тремя новыми технологиями плавучих воздушных ферм, которые объединившись планируют уйти в отрыв от наземных собратьев. Самым большим вызовов при разработке плавучих ветряных генераторов является создание системы, которую можно поставить на якорь в самом глубоком месте океана, и она сможет противостоять всем этим сильнейшим ветрам и ураганам, которые в таких местах далеко не редкость. Наградой, в случае успеха, будет возможность собирать энергию от самых мощных ветров на планете. Существующая технология океанических ветряных электростанций заключается в якорении платформы с турбиной ко дну океана, что становится очень дорогим и опасным испытанием при глубине более 40 метров. Principle Power, американская компания, на данный момент находится на передовой среди компаний, ведущих разработку технологии плавучих турбин, со своим вариантом технологии под названием Windfloat. Находящаяся на текущем месте расположения с 2012 года, платформа Windfloat остается второй полноразмерной ветряной турбиной, когда-либо выведенной в море. Верхняя точка лопастей турбины находится в 120 метрах над поверхностью, а сама она уравновешена тремя платформами, соединенными в треугольник, опоры которых уходят на глубину в 20 метров под поверхность океана и наполнены балластной водой, которая перемещаясь внутри конструкций гасит раскачивания. Windfloat сгенерировала более 1 миллиарда кВт*ч электроэнергии со времени своей установки, и она смогла пережить чудовищные условия прошлогодней зимы португальского побережья. Недавно Principle Power получила грант в 50 миллионов долларов США от американского Министерства Энергетики, который поможет в установке пяти турбин, мощностью 6 мВт*ч каждая, около побережья штата Орегон, где глубина достигает 350 метров.С Windfloat за превосходство в технологии плавучих турбин борется первая когда либо установленная плавучая турбина Hywind, компании Statoil, распложенная у побережья города Ставангер, Норвегия. Hywind была установлена...
![Новый рекорд скорости для электрического автомобиля]()
Солнечная энергетика
Группа студентов из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Австралии недавно установила новый мировой рекорд скорости для электромобиля. Автомобиль под названием Sunswift eVe смог проехать расстояние в 500 километров на скорости в среднем более 100 км/ч. Предыдущий рекорд электромобиля на таком же расстоянии составлял 73 км/ч. Запись рекорда была произведена на 4,2-километровом круговом треке в Австралийском Автомобильном Исследовательском центре в Виктории. Согласно информации UNSW, предыдущий рекорд был установлен 26 лет назад. Запись нынешнего рекорда находится на рассмотрении в Международной автомобильной федерации. Электрокар Sunswift eVe является уже пятой версией автомобиля Sunswift. В 2011 году модель под названием Sunswift IVy попала в Книгу рекордов Гиннеса как самый быстрый автомобиль на солнечных батареях, а модель Jaycar Sunswift III в 2007 году установила мировой рекорд по самой быстрой езде на солнечных батареях от Перта до Сиднея. Как утверждает команда, Sunswift eVe может развивать максимальную скорость 140 км/ч, а дальность пробега электромобиля составляет 800 км. На крыше и капоте машины установлены солнечные панели общей мощность 800 Вт, которые питают 60-килограммовый аккумулятор. Правда, во время записи рекорда панели не были использованы, тем не менее, команда показала, что автомобиль полностью готов для практического использования. В настоящее время продолжается работа по приведению характеристик автомобиля на соответствие австралийским требованиям регистрации транспортных средств, которая, как считает команда, завершится к концу текущего года. На видео ниже демонстрируется подготовка к проведению мирового рекорда электрического автомобиля Sunswift eVe....
Солнечная энергетика
Сегодня на рынке солнечных модулей представлено несколько различных образцов. Отличаются они друг от друга технологией изготовления и материалами, из которых их производят. На рисунке ниже приведена классификация солнечных батарей. Солнечные батареи на основе кремния Батареи, основой которым служит кремний, на сегодняшний день являются самыми популярными. Объясняется это широким распространением кремния в земной коре, его относительной дешевизной и высоким показателем производительности, в сравнении с другими видами солнечных батарей. Как видно из рисунка выше кремниевые батареи производят из моно- и поликристаллов Si и аморфного кремния. Монокристаллическая панельМонокристаллические кремниевые батареи представляют собой силиконовые ячейки, объединенные между собой. Для их изготовления используют максимально чистый кремний, получаемый по методу Чохральского. После затвердевания готовый монокристалл разрезают на тонкие пластины толщиной 250-300 мкм, которые пронизывают сеткой из металлических электродов (рис. нарезка). Используемая технология является сравнительно дорогостоящей, поэтому и стоят монокристаллические батареи дороже, чем поликристаллические или аморфные. Выбирают данный вид солнечных батарей за высокий показатель КПД (порядка 17-22%). Поликристаллическая панельДля получения поликристаллов кремниевый расплав подвергается медленному охлаждению. Такая технология требует меньших энергозатрат, следовательно, и себестоимость кремния, полученного с ее помощью меньше. Единственный минус: поликристаллические солнечные батареи имеют более низкий КПД (12-18%), чем их моно «конкурент». Причина заключается в том, что внутри поликристалла образуются области с зернистыми границами, которые и приводят к уменьшению эффективности элементов. В таблице 1 приведены основные различия между моно и поли солнечными элементами. Батареи из аморфного кремния Аморфная панельЕсли проводить деление в зависимости от используемого материала, то аморфные батареи относятся к кремниевым, а если в зависимости от технологии производства – к пленочным. В случае изготовления аморфных панелей, используется не кристаллический кремний, а силан или кремневодород, который тонким слоем наносится на материал подложки. КПД таких...
![Экономный дом в Голландии]()
Пассивные дома
The Riverdale Netzero Project – экономный дом-близнец. Дом построен в Эдмонте, в провинции Альберта. У него уже есть «правнуки», при этом стоимость каждого поколения домов становится все меньше. Это хорошая новость для организаторов инициативы EQuilibrium и для клиентов, предпочитающих такой способ строительства. Двухэтажный дом с подвалом рассчитан на две семьи: площадь каждого сегмента составляет 234 м2. Конструкция – это деревянный каркас из древесины хвойных пород местного происхождения. Стены покрыты изоляцией из минеральной ваты рекордной толщины – 41 см, в окнах установлены трехкамерные стеклопакеты, гаражи в доме расположены на севере, что позволяет свести к минимуму влияние холодных ветров. На крыше установлены солнечные коллекторы (площадь 22 м2) и солнечные батареи (28 модулей мощностью 5,6 кВт). Это дом категории Energy+. Ежегодно он производит 6200 кВт•ч энергии, а его потребность в энергии составляет 6100 кВт•ч. В доме работает принудительная вентиляция с рекуперацией тепла. Обогрев на 40% имеет пассивный характер – солнечное тепло через окна обогревает внутренние помещения дома. Что еще есть внутри? Освещение LED, энергосберегающие приборы с сертификатом Energy Star, сантехническая арматура, позволяющая экономить воду. Использование дождевой воды и растения-ксерофиты в саду, не требующие частого и обильного полива, позволили наполовину снизить расход воды. Сегменты уже нашли своих покупателей, продолжается период наблюдения. Уже проанализированы первые итоги наблюдений за домами EQuilibrium. Результаты не обманули ожиданий. Было замечено, что потенциальные покупатели побаиваются сложных систем и приборов. Это учли. CМHC сформулировало новую цель своей инициативы как Net-Zero Ready, то есть дома должны быть построены так, чтобы быть готовыми к подключению новых приборов. Для этого при их возведении выполняют максимальную изоляцию стен и кровли, разводку труб, подготовку места для резервуара с водой, нагреваемой с использованием солнечной энергии, но...
