Практика - комплексная электростанция на территории парка

Энергия солнца и ветра

Практика - комплексная электростанция на территории парка

На территории природного парка "Долина реки Сходня в Куркино" Вы можете встретить наружное освещение из 30 (тридцати) фонарей, для работы которых необходимо электричество. Для потребителей существует основной способ получения электрической энергии – «от электросети» (КТП, скрутка, штепсель в розетку). Тем не менее, иногда этот способ не возможен по ряду причин: электросети может просто не быть, или она работает неудовлетворительно, а подключение к ней дорогое и потребует много времени. Тогда существует возможность самостоятельно получить необходимое электричество от природных источников, таких как Солнце и ветер, воспользовавшись системами преобразования энергии от компании «Свободная Энергия».

Для обеспечения электричеством освещения парка, сотрудниками Департамента природопользования и охраны окружающей среды города Москвы был выбран нетрадиционный, автономный способ получения электрической энергии, который является ещё и экологически чистым. В нем задействованы два вида преобразования энергии:

  1. Преобразование кинетической энергии движения воздушных масс в электрическую, используя Ветроэнергетическую установку (ВЭУ) – Ветряк;
  2. Преобразование энергии светового потока от Солнца в электрическую, используя Фотоэлектрические модули – Солнечные батареи.

Давайте подробнее рассмотрим работу каждого из этих способов.

Ветер и ветроэнергетическая установка (ВЭУ).

При проведении ветроэнергетических расчетов использовались данные климатических справочников, в которых скоростные режимы заданы в виде эмпирических кривых повторяемостей скоростей ветра. Эмпирическая повторяемость скоростей показывает какую часть времени в течение рассматриваемого периода были ветры с той или иной скоростью. С помощью этой характеристики мы выявляем энергетическую ценность ветра и находим основные показатели, определяющие эффективность и целесообразность использования энергии ветра.

Далее для преобразования энергии ветра в электрическую мы используем ветроэнергетическую установку (ВЭУ) с горизонтальной осью вращения, параллельной направлению ветрового потока. ВЭУ выполнена в виде ветроколеса с тремя лопастями, расположенными по радиусам и под углом к плоскости вращения, и синхронного генератора переменного электрического тока.

Для данной ветроэлектростанции генерируемая мощьность
составляет 1000 Ватт = 1 кВт при скорости ветра v= 8,5 м/с. При увеличении скорости ветра до 12 м/с мощность данной ВЭУ достигнет своего максимального значения 2000 Вт = 2 кВт. В дальнейшем, если скорость ветра будет увеличиваться более 12 м/с, то, вследствие аэродинамических законов, мощность ВЭУ больше увеличиваться не будет, а наоборот сократится до нуля.

В московском регионе практически все ветра находятся в диапазоне скоростей от 0 до 12 м/с, что позволяет нам получить достаточное количество электричества при помощи ВЭУ от компании «Свободная Энергия».

Однако, как видно из графика, при скоростях ветра менее 3 м/с мы имеем малую мощность ветрогенератора, а, следовательно, и не большое количество электроэнергии. И в этом случае мы можем воспользоваться другим неиссякаемым источником энергии: нашим небесным светилом – Солнцем.

Солнце и солнечные батареи (фотоэлектрические модули)


В основе второго способа получения электричества лежит солнечный свет, названный в учебниках как: солнечное излучение, солнечная радиация, световой поток или поток элементарных частиц – Фотонов. Для нас он интересен тем, что, так же как и движущийся воздушный поток, световой поток обладает энергией! На расстоянии в одну астрономическую единицу (149 597 870,66 км) от Солнца, на котором и располагается наша Земля, плотность потока солнечного излучения составляет 1360 Вт/м. А пройдя через земную атмосферу, поток теряет свою интенсивность из-за отражения и поглощения, и у поверхности Земли уже равен ~ 1000 Вт/м.

Здесь и начинается наша работа: использовать энергию светового потока и преобразовать её в необходимую нам в быту энергию – электрическую.

Представленная перед Вами Солнечная электростанция, состоит из шести фотоэлектрических панелей (солнечных батарей), каждая из которых вмещает в себя 72 последовательно соединенных ФЭПа. В итоге данная Солнечная станция принимает световой поток площадью около семи квадратных метров и выдает нам готовое электричество.

Солнечные батареи Квант КСМ-180 своим произведением напряжения на силу тока выдают по 180 Ватт каждая. На объекте установлено шесть солнечных батарей, поэтому, умножая на шесть и на время яркого безоблачного сияния Солнышка над ними, мы получим энергию, которую они способны произвести. В ясный солнечный день солнечные батареи выработают примерно 6,5 килоВатт-часов электроэнергии, а за летний месяц её может накопиться уже более двухсот кВтч.

Электростанция.

Итак, мы с Вами рассмотрели два способа генерации или производства электричества в домашних условиях. Количество произведенной нами электрической энергии, несмотря на то, что в единой системе единиц СИ энергия измеряется в Джоулях [Дж], для нашего удобства мы будем определять в килоВатт-часах [кВтчас]. Для справки: 1 кВт-час = 3 600 000 Дж.

После того, как наша Солнечно-ветряная энергетическая система произвела некое количество электричества или килоВатт-часов, нам надо полученное электричество сразу же использовать или куда-нибудь сложить, чтобы сохранить до момента использования. В данном случае потребление электрической энергии приходится на вечернее время суток для работы наружного освещения в парке, и поэтому хранение электричества происходит на удивительных и не менее сложных устройствах под названием – аккумуляторы.

На строении и принципах работы аккумуляторов мы останавливаться не будем, однако, следует принять на веру, что именно аккумуляторы являются центром построения энергетических систем, базирующихся на альтернативных источниках энергии. Это происходит оттого, что ветряк производит переменный ток и напряжение с постоянно меняющимися показателями амплитуды и частоты, зависящими от скорости ветра, солнечные фотоэлектрические модули, хотя и выдают постоянный ток и напряжение, но тоже с изменяющимися по времени электрическими параметрами (U;I), в зависимости от солнечного освещения (иногда бывают облачка и тучки, да ещё и ночка).

Вот тут и приходит на помощь, во всём этом состоянии непостоянства и неопределенности с параметрами на выходе с генерирующих устройств, творение разума и рук человеческих – аккумулятор! Он заставляет нас привести электричество к одному знаменателю, в данной системе это постоянный ток с напряжением 48 Вольт. Происходит это приведение с участием зарядных устройств (ВЗУ и СЗУ – ветровое и солнечное ЗУ, соответственно). Называются эти устройства – контроллеры заряда.

После того как мы испекли на ВЭУ и СФЭМ и сохранили в аккумуляторах наше тепленькое электричество, нам необходимо взять его оттуда и потребить, но прежде преобразовать к знакомым с детства значениям: переменному току, напряжению – 220 Вольт с частотой 50 Герц. Эту завершающую процедуру выполняет инвертор. Инвертор выдает электричество к потреблению в тех параметрах, в которых произведены практически все бытовые электроприборы. Далее всё зависит от матушки-природы: основного источника неиссякаемой энергии.

Более наглядно представить полную сбалансированную генерирующую электростанцию, использующуюся в парке для производства и подачи электричества к освещению, можно взглянув на схему (рис. 3). Для удобства восприятия и полноты ощущения электрической нагрузки на схеме фонарные столбы заменены домиками, где точно также можно применить вышеуказанные способы получения электрической энергии.

Основным преимуществом данной энергетической станции, генерирующей электричество, является независимость, автономность и свобода в своем волеизъявлении от любой политической и экономической формации.

Божков Сергей Александрович.

Поделиться статьёй с друзьями:

Другие статьи раздела "Практика применения":

  1. 13.03.14 Изготовление и применение солнечной батареи - Тверская обл
  2. 03.10.13 Как расчитать солнечную панель и спаять её
  3. 29.08.13 Самодельный вертикальный ветряк из РП Миродолье
  4. 13.07.13 Практика - комплексная электростанция на территории парка
  5. 06.07.13 Практика - система бесперебойного питания ( Мытищинский район МО)
Страница: 01 02 03 04 05 06