대체 에너지 원으로서의 태양 에너지 : 태양계의 유형 및 특징

태양 에너지 개발의 역사

그들은 아르키메데스 시대에 태양을 "길들이기" 위해 노력했습니다. 오늘날까지 거대한 거울의 도움으로 배를 태우는 전설이 살아 남았습니다. Syracuse 주민들은 적 함대에 집중된 광선을 보냈습니다.

태양 에너지 개발의 역사에서 태양 에너지 사용에 대한 사실이 있습니다.

• 석조 궁전 난방용;
• 바닷물을 증발시켜 소금을 만드는 것.

Lavoisier가 렌즈를 사용하여 적외선을 집중시키면 온수기가 향상되었습니다. 철은 이렇게 제련되었습니다. 나중에 프랑스인들은 기계적으로 인쇄 장비를 구동하기 위해 증기 상태로 가열된 물을 사용하기 시작했습니다. 과학자들은 반도체가 만들어진 후 태양 에너지의 전망에 대해 이야기하기 시작했습니다. 이를 기반으로 첫 번째 광전지가 만들어졌습니다.

비전통적 소스 개발

비전통적인 에너지원에는 다음이 포함됩니다.

• 태양 에너지;
• 풍력 에너지;
• 지열;
• 조수와 파도의 에너지;
• 바이오매스;
• 환경의 낮은 잠재적 에너지.

대부분의 종의 유비쿼터스 분포로 인해 개발이 가능하며 환경 친화성과 연료 구성 요소에 대한 운영 비용이 없음을 확인할 수 있습니다.

그러나 산업적 규모에서 사용을 방해하는 몇 가지 부정적인 특성이 있습니다. 이것은 낮은 자속 밀도로, 시간이 지남에 따라 변동성뿐만 아니라 넓은 지역의 "차단"설치를 강제로 사용합니다.

이 모든 것이 이러한 장치의 재료 소비가 높기 때문에 자본 투자도 증가한다는 사실로 이어집니다. 음, 기상 조건과 관련된 임의의 요소로 인해 에너지를 얻는 과정은 많은 문제를 야기합니다.

다른 가장 중요한 문제는 이 에너지 원료의 "저장"입니다. 기존의 전기 저장 기술로는 대량으로 이를 수행할 수 없기 때문입니다. 그러나 국내 상황에서는 가정용 대체 에너지원이 점점 대중화되고 있으므로 개인 소유로 설치할 수 있는 주요 발전소에 대해 알아 보겠습니다.

지열 에너지

탐구되지 않은 유형의 대체 에너지원이 지구 깊숙이 숨어 있습니다. 인류는 자연 현상의 강도와 규모를 알고 있습니다. 하나의 화산 폭발의 위력은 인공 발전소와 비교할 수 없습니다.

안타깝게도 이 거대한 에너지를 어떻게 활용해야 하는지 사람들은 아직 잘 모르고 있지만, 지구의 자연적 따뜻함이나 지열 에너지는 무궁무진한 자원이기 때문에 과학자들의 관심을 끌고 있습니다.

우리 행성은 매년 엄청난 양의 내부 열을 방출하는 것으로 알려져 있으며, 이는 지구의 지각에 있는 동위원소의 방사성 붕괴로 보상됩니다. 지열 에너지원에는 두 가지 유형이 있습니다.

지하 수영장

이들은 온수 또는 증기-물 혼합물(열수 또는 증기-열원)이 있는 천연 수영장입니다. 이 소스에서 자원은 시추공을 통해 추출되고 에너지는 인류의 필요에 사용됩니다.

바위

뜨거운 암석의 열은 물을 데우는 데 사용할 수 있습니다. 이를 위해 에너지 목적으로 추가 사용을 위해 지평선으로 펌핑됩니다.

이러한 유형의 에너지의 단점 중 하나는 약한 집중입니다.그러나 100미터마다 잠수할 때마다 온도가 30~40도 상승하는 조건에서는 경제적인 사용을 보장할 수 있습니다.

유망한 "지열 지역"에서 이 에너지를 사용하는 기술에는 다음과 같은 분명한 이점이 있습니다.

• 고갈되지 않는 매장량;
• 생태적 청결;
• 소스 개발에 큰 비용이 들지 않습니다.

에너지 분야의 신기술 도입 없이는 문명의 발전이 불가능합니다. 이 길에는 인류가 아직 해결하지 못한 난해한 과제가 있습니다.

그럼에도 불구하고 이 방향의 개발은 중요한 역할을 하며 오늘날에는 자원을 크게 절약할 수 있는 장비가 이미 존재합니다.전통 및 대체 에너지원이 이에 대한 훌륭한 대안입니다. 그러한 아이디어를 구현하려면 인내심, 숙련된 손, 약간의 기술과 지식이 필요합니다.

수집기의 난방 시스템 설계

우선 배터리와 집전체의 구조와 기능의 차이점에 대해 자세히 다루겠습니다.

패널은 비전도성 에너지 재료로 만들어진 프레임에 연결된 여러 개의 태양 전지로 구성됩니다.

광전지 변환기는 특성과 목적이 다른 일종의 판 샌드위치 인 매우 복잡한 구조입니다.

태양광 모듈 및 특수 패스너 외에도 시스템은 다음 요소로 구성됩니다.

• 에너지 저장용 배터리;
• 배터리의 충전 정도를 모니터링하는 컨트롤러;
• 인버터 - 직류를 교류로 변환합니다.

수집기는 진공 및 평면의 두 가지 유형이 있습니다.

진공 수집기는 내부에 에너지 흡수 장치를 포함하는 더 작은 직경의 튜브가 있는 속이 빈 유리 튜브로 구성됩니다. 더 작은 튜브는 냉각수에 연결됩니다. 그들 사이의 자유 공간에는 열을 유지하는 진공이 있습니다.

태양열 집열기의 작동 원리

평판 수집기는 프레임과 광흡수층이 있는 강화 유리로 구성됩니다. 흡수층은 냉각수와 함께 튜브에 연결됩니다.

이 두 시스템은 모두 열교환 회로와 축열기(액체 탱크)로 구성됩니다.

탱크에서 물은 펌프를 사용하여 난방 시스템으로 들어갑니다. 열 손실을 방지하려면 탱크를 잘 단열해야 합니다.

이러한 설치는 지붕의 남쪽 경사면에 위치해야 합니다. 경사각은 30-45도이어야합니다. 집의 위치 또는 지붕 구조로 인해 지붕에 태양 전지 패널을 설치할 수 없는 경우 특수 강화 프레임이나 벽에 고정된 랙에 설치할 수 있습니다.

일년 중 다른 시기에 방출되는 태양 에너지의 양은 크게 다릅니다. 거주지의 일사량 계수 값은 태양 활동 지도에서 찾을 수 있습니다. 일사량을 알면 필요한 모듈 수를 계산할 수 있습니다.

예를 들어, 8kW/h의 에너지를 소비하고 일사량은 평균 2kW/h입니다. 태양 전지판 전력 - 250W(0.25kW). 계산을 해봅시다: 8 / 2 / 0.25 \u003d 16개 - 이것은 필요한 패널 수입니다.

바이오가스 플랜트

가스는 가금류 및 동물의 폐기물 처리의 결과로 형성됩니다. 재활용 폐기물은 가정에서 토양을 비옥하게 하는 데 사용됩니다.이 과정은 분뇨에 서식하는 박테리아와 관련된 발효 반응을 기반으로 합니다.

가축의 분뇨는 최고의 바이오가스 공급원으로 간주되지만 새나 다른 가축의 배설물도 적합합니다.

발효는 산소에 접근하지 않고 발생하므로 생물 반응기라고도 하는 밀폐 용기를 사용하는 것이 좋습니다. 덩어리를 주기적으로 저어주면 반응이 활성화되는데, 이 수작업이나 다양한 전기 기계 장치를 사용하기 때문입니다.

또한 중온성 및 호열성 박테리아의 활동과 반응에 대한 참여를 보장하기 위해 설비의 온도를 30도에서 50도까지 유지해야합니다.

건설 제조

가장 단순한 바이오가스 플랜트는 뚜껑이 있는 교반 배럴입니다. 배럴의 가스는 호스를 통해 탱크로 들어가고이 목적을 위해 뚜껑에 구멍이 있습니다. 이 디자인은 하나 또는 두 개의 가스 버너에 가스를 제공합니다.

대규모 가스를 얻기 위해 철근 콘크리트로 만들어진 지상 또는 지하 벙커가 사용됩니다. 시간이 지남에 따라 반응이 일어나도록 전체 용기를 여러 구획으로 나누는 것이 좋습니다.

용기는 질량으로 완전히 채워지지 않고 약 20% 정도 나머지 공간은 가스를 축적하는 역할을 합니다. 두 개의 튜브가 용기 뚜껑에 연결되어 하나는 소비자에게 연결되고 다른 하나는 물이 채워진 용기인 물개에 연결됩니다. 이것은 가스 정화 및 건조를 보장하고 고품질 가스가 소비자에게 공급됩니다.

모든 것이 그렇게 순조롭습니까?

민간 주택의 전원 공급을 위한 그러한 기술은 에너지를 제공하는 전통적인 중앙 집중식 방법에 의해 시장에서 오랫동안 쫓겨났어야 하는 것처럼 보입니다. 왜 이런 일이 일어나지 않습니까? 대체 에너지에 찬성하지 않는다는 여러 주장이 있습니다. 그러나 그 중요성은 개별적으로 결정됩니다. 일부 시골집 소유자의 경우 일부 단점은 관련이 있고 나머지는 전혀 관심이 없습니다.

큰 시골집의 경우 대체 에너지 설치의 효율성이 너무 높지 않은 것이 문제가 될 수 있습니다. 자연히 국지적 태양광, 히트펌프, 지열 설비는 가장 오래된 수력 발전소, 화력 발전소 등 원자력 발전소의 생산성과 비교할 수 없지만 2~3개 설치하면 이러한 단점을 최소화하는 경우가 많다. 더 많은 전력을 사용하는 시스템. 이것의 결과는 또 다른 문제가 될 수 있습니다. 설치를 위해서는 더 큰 면적이 필요하며 이는 모든 주택 프로젝트에 할당할 수 없습니다.

현대 가정에 친숙한 여러 가전 제품과 난방 시스템을 중단 없이 공급하려면 많은 전력이 필요합니다. 따라서 프로젝트는 그러한 전력을 생산할 수 있는 소스를 제공해야 합니다. 그리고 이것은 견고한 투자가 필요합니다. 장비가 더 강력할수록 더 비쌉니다.

또한 경우에 따라(예: 풍력 에너지를 사용하는 경우) 소스가 에너지 생산의 불변성을 보장하지 않을 수 있습니다. 따라서 모든 통신에는 저장 장치가 장착되어 있어야 합니다.일반적으로 배터리와 수집기가 이러한 목적으로 설치되므로 동일한 추가 비용과 집에 더 많은 평방 미터를 할당해야 합니다.

가정에서 태양광 발전소의 작동 원리

태양광 발전소는 패널, 인버터, 배터리 및 컨트롤러로 구성된 시스템입니다. 태양 전지판은 복사 에너지를 전기로 변환합니다(위에서 언급한 대로). 직류가 컨트롤러에 들어가 전류를 소비자(예: 컴퓨터 또는 조명)에 분배합니다. 인버터는 직류를 교류로 변환하고 대부분의 가전 제품에 전원을 공급합니다. 배터리는 밤에 사용할 수 있는 에너지를 저장합니다.

비디오 설명

자율 전원 공급 장치를 제공하는 데 필요한 패널 수를 보여주는 계산의 좋은 예는 다음 비디오를 참조하십시오.

태양 에너지를 사용하여 열을 생성하는 방법

태양열 시스템은 물 난방 및 가정 난방에 사용됩니다. 난방 시즌이 끝나도 집주인의 요청에 따라 난방을 제공하고 집에 무료로 온수를 제공할 수 있습니다. 가장 간단한 장치는 집 지붕에 설치된 금속 패널입니다. 그들은 에너지와 따뜻한 물을 축적하여 그 아래에 숨겨진 파이프를 순환합니다. 모든 태양계의 기능은 구조적으로 서로 다를 수 있음에도 불구하고 이 원리에 기반합니다.

태양열 집열기는 다음으로 구성됩니다.

• 저장 창고;
• 펌핑 스테이션;
• 제어 장치
• 파이프라인;
• 피팅.

건설 유형에 따라 플랫 및 진공 수집기가 구별됩니다.전자에서는 바닥이 단열재로 덮여 있고 액체가 유리 파이프를 통해 순환합니다. 진공 수집기는 열 손실을 최소화하기 때문에 매우 효율적입니다. 이 유형의 수집기는 개인 주택의 태양열 난방을 제공할 뿐만 아니라 온수 시스템 및 난방 수영장에 사용하는 것이 편리합니다.

태양열 집열기의 작동 원리

인기있는 태양 전지 패널 제조업체

대부분의 경우 Yingli Green Energy와 Suntech Power Co.의 제품이 진열대에서 발견됩니다. HiminSolar 패널(중국)도 인기가 있습니다. 그들의 태양 전지판은 비가 오는 날씨에도 전기를 생산합니다.

태양전지 생산도 국내 제조사에 의해 확립됐다. 다음 회사가 이를 수행합니다.

• Novocheboksarsk의 Hevel LLC;
• Zelenograd의 "Telecom-STV";
• 모스크바의 Sun Shines(자율 조명 시스템 LLC);
• JSC "금속 세라믹 장치의 Ryazan 공장";
• CJSC "Termotron-zavod"및 기타.

항상 가격에 적합한 옵션을 찾을 수 있습니다. 예를 들어 모스크바에서 가정용 태양 전지판의 경우 비용은 21,000에서 2,000,000 루블로 다양합니다. 비용은 장치의 구성과 전원에 따라 다릅니다.

태양 전지판은 항상 평평한 것은 아닙니다. 한 지점에 빛을 집중시키는 여러 모델이 있습니다.

배터리 설치 단계

1. 패널을 설치하려면 가장 조명이 밝은 장소가 선택됩니다. 대부분 건물의 지붕과 벽입니다. 장치가 가능한 한 효율적으로 작동하도록 하기 위해 패널은 수평선에 대해 특정 각도로 장착됩니다. 영역의 어둠 수준도 고려됩니다. 그림자를 만들 수 있는 주변 물체(건물, 나무 등)
2. 패널은 특수 고정 시스템을 사용하여 설치됩니다.
3. 그런 다음 모듈이 배터리, 컨트롤러 및 인버터에 연결되고 전체 시스템이 조정됩니다.

시스템 설치를 위해 상황의 모든 기능, 즉 설치 수행 방법을 고려한 개인 프로젝트가 항상 개발됩니다. 태양 전지 패널 집의 지붕, 가격 및 조건. 작업 유형 및 범위에 따라 모든 프로젝트는 개별적으로 계산됩니다. 클라이언트는 작업을 수락하고 보증을 받습니다.

태양광 패널 설치는 전문가가 안전 조치를 준수하여 수행해야 합니다.

결과적으로 - 태양광 기술 발전의 전망

지구에서 태양 전지판의 가장 효율적인 작동이 어느 정도 태양 복사를 산란시키는 공기에 의해 방해를 받는다면 우주에서는 그러한 문제가 없습니다. 과학자들은 하루 24시간 작동하는 태양 전지판을 갖춘 거대한 궤도 위성 프로젝트를 개발하고 있습니다. 그들로부터 에너지는 지상 수신 장치로 전송됩니다. 그러나 이것은 미래의 문제이며 기존 배터리의 경우 에너지 효율을 높이고 장치 크기를 줄이는 데 노력을 기울이고 있습니다.

지열 에너지

탐구되지 않은 유형의 대체 에너지원이 지구 깊숙이 숨어 있습니다. 인류는 자연 현상의 강도와 규모를 알고 있습니다. 하나의 화산 폭발의 위력은 인공 발전소와 비교할 수 없습니다.

안타깝게도 이 거대한 에너지를 어떻게 활용해야 하는지 사람들은 아직 잘 모르고 있지만, 지구의 자연적 따뜻함이나 지열 에너지는 무궁무진한 자원이기 때문에 과학자들의 관심을 끌고 있습니다.

우리 행성은 매년 엄청난 양의 내부 열을 방출하는 것으로 알려져 있으며, 이는 지구의 지각에 있는 동위원소의 방사성 붕괴로 보상됩니다. 지열 에너지원에는 두 가지 유형이 있습니다.

지하 수영장

이들은 온수 또는 증기-물 혼합물(열수 또는 증기-열원)이 있는 천연 수영장입니다. 이 소스에서 자원은 시추공을 통해 추출되고 에너지는 인류의 필요에 사용됩니다.

바위

뜨거운 암석의 열은 물을 데우는 데 사용할 수 있습니다. 이를 위해 에너지 목적으로 추가 사용을 위해 지평선으로 펌핑됩니다.

이러한 유형의 에너지의 단점 중 하나는 약한 집중입니다. 그러나 100미터마다 잠수할 때마다 온도가 30~40도 상승하는 조건에서는 경제적인 사용을 보장할 수 있습니다.

유망한 "지열 지역"에서 이 에너지를 사용하는 기술에는 다음과 같은 분명한 이점이 있습니다.

• 고갈되지 않는 매장량;
• 생태적 청결;
• 소스 개발에 큰 비용이 들지 않습니다.

에너지 분야의 신기술 도입 없이는 문명의 발전이 불가능합니다. 이 길에는 인류가 아직 해결하지 못한 난해한 과제가 있습니다.

그럼에도 불구하고 이 방향의 개발은 중요한 역할을 하며 오늘날에는 자원을 크게 절약할 수 있는 장비가 이미 존재합니다.전통 및 대체 에너지원이 이에 대한 훌륭한 대안입니다. 그러한 아이디어를 구현하려면 인내심, 숙련된 손, 약간의 기술과 지식이 필요합니다.

대체 에너지의 종류

변환의 결과로 사람이 일상 생활에서 사용되는 전기 및 열 에너지를 받을 수 있게 하는 에너지원에 따라 대체 에너지는 생성 방법과 제공되는 설비 유형을 결정하는 여러 유형으로 분류됩니다. 이것.

태양의 에너지

태양 에너지는 전기 및 열 에너지로 이어지는 태양 에너지의 변환을 기반으로 합니다.

전기 에너지의 생산은 태양광의 영향을 받는 반도체에서 발생하는 물리적 프로세스를 기반으로 하고 열 에너지의 생산은 액체 및 기체의 특성을 기반으로 합니다.

전기 에너지를 생성하기 위해 태양 광 발전소가 완성되며, 그 기초는 실리콘 결정을 기반으로 만들어진 태양 전지 (패널)입니다.

열 설치의 기본은 태양 에너지가 냉각수의 열 에너지로 변환되는 태양열 집열기입니다.

이러한 설비의 전력은 화력 및 태양열 발전소의 일부인 개별 장치의 수와 전력에 따라 다릅니다.

풍력 에너지

풍력 에너지는 기단의 운동 에너지를 소비자가 사용하는 전기 에너지로 변환하는 것을 기반으로 합니다.

풍력 터빈의 기본은 풍력 발전기입니다. 풍력 발전기는 수평 및 수직 회전 축, 다양한 유형 및 수의 블레이드, 위치(육지, 해상 등)와 함께 기술적 매개변수, 전체 치수 및 설계가 다릅니다. ).

수력

수력 발전은 물 덩어리의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 것을 기반으로 하며, 이는 인간도 자신의 목적을 위해 사용합니다.

이 유형의 대상에는 강 및 기타 수역에 설치된 다양한 용량의 수력 발전소가 포함됩니다. 이러한 설비에서 물의 자연적 흐름의 영향을 받거나 댐을 만들어 물이 전기를 생성하는 터빈 블레이드에 작용합니다. 수력 터빈은 수력 발전소의 기초입니다.

물의 에너지를 변환하여 전기 에너지를 얻는 또 다른 방법은 조력 스테이션 건설을 통해 조력 에너지를 사용하는 것입니다. 이러한 시설의 작동은 태양계 물체의 영향으로 바다와 바다에서 발생하는 조수 동안 바닷물의 운동 에너지 사용을 기반으로 합니다.

대지의 온기

지열 에너지는 지열수가 방출되는 장소(지진 위험 지역)와 지구의 다른 지역 모두에서 지구 표면에서 복사되는 열의 변환을 기반으로 합니다.

지열수 사용을 위해 지구의 내부 열이 열 및 전기 에너지로 변환되는 특수 설비가 사용됩니다.

열 펌프를 사용하면 위치에 관계없이 지구 표면에서 열을 얻을 수 있습니다. 그의 작업은 열역학 법칙뿐만 아니라 액체와 기체의 특성을 기반으로 합니다.

바이오 연료

바이오 연료의 유형은 얻는 방법, 응집 상태(액체, 고체, 기체) 및 사용 유형이 다릅니다.모든 유형의 바이오 연료를 통합하는 지표는 생산의 기초가 전기 및 열 에너지를 얻는 처리를 통해 유기 제품이라는 것입니다.

바이오연료의 고체는 장작, 연탄 또는 펠릿, 기체는 바이오가스와 바이오수소, 액체는 바이오에탄올, 바이오메탄올, 바이오부탄올, 디메틸에테르, 바이오디젤이다.

태양광 발전소의 장점과 단점

장점:

• 태양 에너지는 재생 가능한 에너지 원입니다. 동시에 공개적으로 사용 가능하며 무료입니다.
• 태양열 설비는 사용하기에 매우 안전합니다.
• 이러한 발전소는 완전히 자율적입니다.
• 그들은 경제적이고 빠른 투자 회수 기간을 가지고 있습니다. 주요 비용은 필요한 장비에만 발생하며 미래에 최소한의 투자가 필요합니다.
• 또 다른 구별되는 특징은 작업의 안정성입니다. 그러한 스테이션에는 전력 서지가 거의 없습니다.
• 그들은 유지 보수가 기발하지 않으며 사용하기 쉽습니다.
• 또한 SPP 장비의 경우 긴 작동 시간이 특징입니다.

결점:

• 에너지 원으로서 태양계는 기후, 기상 조건 및 시간에 매우 민감합니다. 그러한 발전소는 밤이나 흐린 날에 효율적이고 생산적으로 작동하지 않습니다.
• 성수기가 있는 위도에서는 생산성이 낮습니다. 일년 중 맑은 날의 수가 100%에 가장 가까운 지역에서 가장 효과적입니다.
• 태양열 설비를 위한 매우 높고 접근 불가능한 장비 비용.
• 오염으로부터 패널과 표면을 주기적으로 청소할 필요가 있습니다.그렇지 않으면 더 적은 방사선이 흡수되고 생산성이 떨어집니다.
• 발전소 내부의 공기 온도가 크게 증가합니다.
• 넓은 지역이 있는 지형을 사용해야 합니다.
• 서비스 수명이 끝난 후 식물 구성 요소, 특히 광전지를 폐기하는 과정의 추가 어려움.

모든 산업 분야와 마찬가지로 태양 에너지 처리 및 변환에는 장단점이 있습니다.

장점이 단점을 덮는 것이 매우 중요하며, 이 경우 작업이 정당화됩니다.

오늘날 이 산업의 대부분의 발전은 기존 방법의 기능과 사용을 최적화 및 개선하고 더 안전하고 생산적인 새로운 방법을 개발하는 것을 목표로 합니다.

태양계 사용의 편리성

태양계 - 태양 복사 에너지를 열 에너지로 변환하기 위한 복합체이며, 이는 이후에 열교환기로 전달되어 난방 또는 물 공급 시스템의 냉각수를 가열합니다.

태양열 설비의 효율성은 일사량에 따라 달라집니다. 즉, 태양 광선의 방향에 대해 90° 각도에 위치한 표면의 1제곱미터당 하루 동안 받는 에너지의 양입니다. 표시기의 측정값은 kWh/sq.m이며, 매개변수의 값은 계절에 따라 다릅니다.

온화한 대륙성 기후를 가진 지역의 평균 일사량 수준은 1000-1200kWh/sq.m(연간)입니다. 태양의 양은 태양계의 성능을 계산하는 결정적인 매개변수입니다.

대체 에너지원을 사용하면 전통적인 에너지 비용 없이 집을 데우고 뜨거운 물을 얻을 수 있습니다. 오로지 태양 복사를 통해서만 가능합니다.

태양열 난방 시스템을 설치하는 것은 비용이 많이 드는 작업입니다. 자본 지출이 정당화되기 위해서는 시스템의 정확한 계산과 설치 기술의 준수가 필요합니다.

예시. 한여름 Tula의 평균 일사량 값은 4.67 kV / sq. m * day이며 시스템 패널이 50 ° 각도로 설치되어 있습니다. 면적이 5 sq.m인 태양열 집열기의 성능은 다음과 같이 계산됩니다. 4.67 * 4 = 18.68kW(1일 열량). 이 부피는 17°C에서 45°C로 물 500리터를 가열하기에 충분합니다.

실습에서 알 수 있듯이 태양열 설비를 사용할 때 여름에 코티지 소유자는 전기 또는 가스 온수 난방에서 태양열 방식으로 완전히 전환할 수 있습니다.

신기술 도입의 타당성에 대해 말하면 특정 태양열 집열기의 기술적 특징을 고려하는 것이 중요합니다. 일부는 80W/sq.m의 태양 에너지로 시작하고 다른 일부는 20W/sq.m으로 시작합니다.

남부 기후에서도 난방에만 집열기 시스템을 사용하는 것은 효과가 없습니다. 태양이 부족한 겨울에만 설치를 사용하면 15-20 년 동안 장비 비용이 충당되지 않습니다.

태양열 단지를 최대한 효율적으로 사용하려면 온수 공급 시스템에 포함되어야 합니다. 겨울에도 태양열 집열기는 물 난방에 대한 에너지 비용을 최대 40-50%까지 "절감"할 수 있습니다.

전문가들에 따르면, 가정용으로 태양광 발전 시스템은 약 5년 안에 성과를 냅니다.전기 및 가스 가격 인상으로 단지의 투자 회수 기간이 단축됩니다.

경제적 이점 외에도 "태양열 난방"에는 다음과 같은 추가 이점이 있습니다.

1. 환경 친화. 이산화탄소 배출량 감소. 1년 동안 1제곱미터의 태양열 집열기는 350-730kg의 광산이 대기로 유입되는 것을 방지합니다.
2. 미학. 부피가 큰 보일러나 가스온수기로부터 컴팩트한 욕실이나 주방의 공간을 절약할 수 있습니다.
3. 내구성. 제조업체는 설치 기술을 따르면 단지가 약 25-30 년 동안 지속될 것이라고 주장합니다. 많은 회사에서 최대 3년의 보증을 제공합니다.

태양 에너지 사용에 대한 주장: 뚜렷한 계절성, 날씨 의존성 및 높은 초기 투자.

일사량의 수치적 특성

태양 상수와 같은 지표가 있습니다. 그 값은 1367와트입니다. 이것은 1제곱미터당 에너지의 양입니다. 지구 행성. 이는 대기로 인해 지구 표면에 도달하는 에너지가 약 20-25% 적습니다. 따라서 예를 들어 적도에서 평방 미터당 태양 에너지 값은 1020와트입니다. 그리고 나는 낮과 밤의 변화, 수평선 위의 태양 각도의 변화를 고려합니다.이 수치는 약 3 배 감소합니다.

그러나 이 에너지는 어디에서 오는가? 과학자들은 19세기에 처음 이 문제를 다루기 시작했으며 버전은 완전히 다릅니다. 오늘날 수많은 연구의 결과로 태양 에너지의 원천은 4개의 수소 원자가 헬륨 핵으로 변환되는 반응이라는 것이 확실하게 알려져 있습니다. 이 과정의 결과로 상당한 양의 에너지가 방출됩니다. 예를 들어, 1gr의 변형 중에 방출되는 에너지.수소는 휘발유 15톤이 연소되는 동안 방출되는 에너지와 비슷합니다.

가정 난방용 히트 펌프

열 펌프는 사용 가능한 모든 대체 에너지원을 사용합니다. 그들은 물, 공기, 토양에서 열을 얻습니다. 소량으로 이 열은 겨울에도 존재하므로 히트 펌프가 이를 모아 집 난방으로 리디렉션합니다.

열 펌프는 또한 대체 에너지원(지구, 물, 공기의 열)을 사용합니다.

작동 원리

열 펌프가 매력적인 이유는 무엇입니까? 펌핑에 1kW의 에너지를 소비했다는 사실은 최악의 경우 1.5kW의 열을 받게 되며 가장 성공적인 구현은 최대 4-6kW를 제공할 수 있습니다. 그리고 이것은 에너지가 열을 얻는 데 소비되지 않고 펌핑에 소비되지 않기 때문에 어떤 식 으로든 에너지 보존 법칙과 모순되지 않습니다. 따라서 불일치가 없습니다.

대체 에너지 원 사용을 위한 열 펌프 계획

열 펌프에는 세 가지 작동 회로가 있습니다. 두 개는 외부에 있고 내부에는 증발기, 압축기 및 응축기가 있습니다. 구성표는 다음과 같이 작동합니다.

• 냉각수가 1차 회로에서 순환하여 낮은 전위 소스에서 열을 가져옵니다. 그것은 물로 낮추거나 땅에 묻힐 수 있으며 공기에서 열을 흡수할 수 있습니다. 이 회로에서 도달할 수 있는 최고 온도는 약 6°C입니다.
• 내부 회로는 매우 낮은 끓는점(일반적으로 0°C)을 가진 열매체를 순환시킵니다. 가열되면 냉매가 증발하고 증기는 압축기로 들어가 고압으로 압축됩니다. 압축하는 동안 열이 방출되고 냉매 증기는 +35°C ~ +65°C의 평균 온도로 가열됩니다.
• 콘덴서에서 열은 세 번째 가열 회로에서 냉각수로 전달됩니다. 냉각 증기는 응축된 다음 증발기로 더 들어갑니다. 그런 다음 사이클이 반복됩니다.

난방 회로는 따뜻한 바닥 형태로 가장 잘 수행됩니다. 이를 위해서는 온도가 가장 좋습니다. 라디에이터 시스템에는 너무 많은 섹션이 필요하므로 추악하고 수익성이 없습니다.

열 에너지의 대체 소스: 열을 얻는 위치 및 방법

그러나 가장 큰 어려움은 열을 모으는 첫 번째 외부 회로의 장치에서 발생합니다. 소스는 전위가 낮기 때문에(바닥에 열이 거의 없음) 충분한 양을 수집하려면 넓은 면적이 필요합니다. 등고선에는 네 가지 유형이 있습니다.

• 냉각수와 함께 수도관에 놓인 링. 수역은 강, 연못, 호수 등 무엇이든 될 수 있습니다. 주요 조건은 가장 심한 서리에서도 얼지 않아야한다는 것입니다. 강에서 열을 퍼내는 펌프는 더 효율적으로 작동하며 고인 물에서는 훨씬 적은 열이 전달됩니다. 이러한 열원은 구현하기 가장 쉽습니다. 파이프를 던지고 부하를 묶습니다. 우발적인 손상의 가능성이 높을 뿐입니다.

• 파이프가 어는 깊이 아래에 묻힌 열 필드. 이 경우 많은 양의 토공 공사라는 단 하나의 단점이 있습니다. 우리는 넓은 지역에 걸쳐 심지어 단단한 깊이까지 흙을 제거해야 합니다.

• 지열 온도의 사용. 깊은 깊이의 우물이 많이 뚫려 있고 냉각수 회로가 그 안으로 내려갑니다. 이 옵션의 장점은 공간이 거의 필요하지 않지만 모든 곳에서 깊은 드릴링이 가능한 것은 아니며 드릴링 서비스 비용이 많이 든다는 것입니다. 그러나 드릴링 장비를 직접 만들 수는 있지만 작업은 여전히 ​​​​쉽지 않습니다.

• 공기에서 열 추출.이것이 난방이 가능한 에어컨이 "외부"공기에서 열을 흡수하는 방식입니다. 영하의 온도에서도 이러한 장치는 매우 "깊지 않은"마이너스(최대 -15°C)에서 작동합니다. 작업을 더 집중적으로 수행하기 위해 환기 샤프트의 열을 사용할 수 있습니다. 거기에 냉각수와 함께 몇 개의 슬링을 던져 거기에서 열을 펌핑하십시오.

히트펌프의 가장 큰 단점은 펌프 자체의 가격이 비싸고 집열장 설치 비용이 저렴하지 않다는 점이다. 이 경우 펌프를 직접 만들고 손으로 윤곽을 놓아 돈을 절약 할 수 있지만 금액은 여전히 ​​​​상당합니다. 장점은 난방이 저렴하고 시스템이 오랫동안 작동한다는 것입니다.

종류

오늘날 다양한 유형의 태양 전지 패널이 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 언뜻보기에 모든 태양 전지 모듈이 동일하게 보일 수 있습니다. 많은 수의 개별 소형 태양 전지가 상호 연결되어 투명 필름으로 덮여 있습니다. 그러나 실제로 모든 모듈은 전력, 디자인 및 크기가 다릅니다. 그리고 현재 제조업체는 태양계를 실리콘과 필름의 두 가지 주요 유형으로 나눴습니다.

가정용으로는 실리콘 광전지가 있는 태양광 패널이 설치됩니다. 그들은 시장에서 가장 인기가 있습니다. 그 중 세 가지 유형도 구별 할 수 있습니다. 이들은 다결정, 단결정이며 이미 기사에서 더 자세히 설명했으며 무정형은 더 자세히 설명합니다.

비정질 - 또한 실리콘을 기반으로 만들어 지지만 유연한 탄성 구조도 있습니다. 그러나 그들은 실리콘 결정으로 만들어지지 않고 실리콘 수소의 또 다른 이름인 실란으로 만들어졌습니다. 비정질 모듈의 특징 중 흐린 날씨에도 탁월한 효율성과 어떤 표면도 반복할 수 있는 능력을 확인할 수 있습니다.그러나 효율성은 훨씬 낮아 5%에 불과합니다.

두 번째 유형의 태양 전지판 - 필름은 여러 물질을 기반으로 생산됩니다.

• 카드뮴 - 이러한 패널은 지난 세기의 70년대에 개발되어 우주에서 사용되었습니다. 그러나 오늘날 카드뮴은 산업 및 가정용 태양광 발전소의 생산에도 사용됩니다.
• 반도체 CIGS 기반 모듈 - 구리 셀렌화물, 인듐으로 개발되었으며 필름 패널입니다. 인듐은 액정 모니터 제조에도 널리 사용됩니다.
• 폴리머 - 태양광 필름 모듈 생산에도 사용됩니다. 한 패널의 두께는 약 100nm이지만 효율은 5% 수준에 머물고 있다. 그러나 플러스에서 그러한 시스템은 저렴한 가격을 가지고 있으며 유해한 물질을 대기로 방출하지 않는다는 것을 알 수 있습니다.

그러나 오늘날에도 덜 부피가 큰 휴대용 모델이 시장에 나와 있습니다. 야외 활동 시 사용하도록 특별히 설계되었습니다. 종종 이러한 태양 전지 패널은 소형 장치, 휴대 전화, 카메라 및 캠코더와 같은 휴대용 장치를 충전하는 데 사용됩니다.

휴대용 모듈은 4가지 유형으로 나뉩니다.

• 저전력 - 휴대 전화를 충전하기에 충분한 최소 충전량을 제공합니다.
• 유연함 - 이로 인해 롤 형태로 접을 수 있고 무게가 작습니다. 이는 관광객과 여행자 사이에서 큰 인기를 끌기 때문입니다.
• 기판에 고정 - 약 7-10kg의 훨씬 더 큰 무게를 가지므로 더 많은 에너지를 제공합니다. 이러한 모듈은 장거리 자동차 여행에 사용하도록 특별히 설계되었으며 시골집에 부분적으로 자율적으로 에너지를 공급하는 데 사용할 수도 있습니다.
• 유니버설 - 하이킹에 필수 불가결 한 장치에는 다양한 장치를 동시에 충전하기위한 여러 어댑터가 있으며 무게는 1.5kg에 이릅니다.

일반 가정에 적합합니까?

• 가정용으로 태양 에너지는 유망한 에너지 유형입니다.
• 주거용 건물의 전기 에너지 원으로 러시아 및 해외의 산업 기업에서 생산하는 태양열 발전소가 사용됩니다. 설치에는 다양한 전원과 완전한 세트가 발행됩니다.
• 열 펌프 사용 - 주거용 건물에 온수를 제공하고 수영장의 물을 가열하고 난방 시스템의 냉각수를 가열하거나 건물 내부의 공기를 가열합니다.
• 태양열 집열기 - 가정 난방 및 온수 시스템에 사용할 수 있습니다. 이 경우 진공관 수집기가 더 효율적입니다.