В гармонии с планетой Земля

Корпорация Apple в Калифорнии веден строительство новой штаб квартиры. Уникальность здания в том, что проект выполнен в виде космического корабля — Spaceship Campus. Проект стоимостью 5 млрд $ строится несмотря на критику со стороны общественности, и уже через 3 года здание распахнет двери более чем 14 тысячам своих сотрудников. Общая площадь здания составляет 0,704 км2, четырехуровневый гараж которого вместит 10980 автомобилей. Главное здание в виде круга будет верхом инновационных технологий в отеплении и энергоснабжении. На крыше будет размещено 65030 кв.м солнечных батарей, ветряные турбины, которые позволят полностью обеспечить кампус электричеством. Солнечный свет проникающий через стеклянные стены здания, будет собираться специальной системой и подаваться в нужные части помещения, что позволить сэкономить на электрическом освещении.

Солнечные кремниевые панели, которые мы привыкли видеть по ТВ и в интернете, увы, не могут иметь КПД   выше 33%. Но, по расчетам ученых, наноантенны способны иметь эффективность в 70–80% и стоить в разы меньше. Для создания солнечных панели высокой эффективности, Брайан Уиллис из Коннектикутского университета применил атомно-слоевое осаждение для создания массива выпрямляющих наноантенн.

Наноантенна представляет собой коллектор электромагнитного излучения, предназначенный для поглощения энергии определённой длины волны, пропорциональной размеру наноантенны. Чтобы антенна была эффективна, она должна иметь элементы размером порядка сотен нанометров. Уиллис предложил использовать покрытие обоих электродов атомами меди именно при помощи атомно-слоевого осаждени. В ректенне зазор между электродами должен быть минимальным, около 1,5 нм. При столь малом расстоянии возникает туннельный переход, позволяющий электронам проскочить между двумя электродами и быть использованными для генерации постоянного тока.

Уже создан первый образец солнечной панели высокой эффективности и если испытания, и процесс изготовления оправдают надежды разработчиков, то солнечную энергетику может ждать резкий рывок, как в сторону повышения эффективности, так и в сторону серьезного удешевления самих солнечных панелей.

Источник: http://uconn.edu

Находящаяся на северо-востоке Германии солнечная электростанция Solarpark Lieberose, является  одной из самых больших на планете. Разработкой проекта солнечной электростанции занималась компания Juwi Group, производящая тонкопленочные модули First Solar. Кстати, эти панели, считаются на сегодняшний день одними из самых эффективных.
Возвели солнечную электростанцию на месте бывшего военного полигона, нужно ли говорить об ужасном экологическом состоянии данной территории. На расчищенном участке в 2009 году и построили электростанцию мощностью в 52 790 кВт. Солнечный парк занимает площадь в 162 га и состоит из 700 000 гибких солнечный панелей. Сейчас Solarpark Lieberose обеспечивает энергией около 15 000 домов. Реализация данного экологический проекта обошлась в 160 000 000 евро.
Считаю Solarpark Lieberose – это отличный пример того, как хорошая идея получила качественную реализацию. Вспоминается сколько в нашей стране полигонов, да и просто никому не нужной земли простаивает.

В пустыне Мохаве, что находится в США, строится самая большая в мире солнечная электростанция. Строительство электростанции началось еще в 2010 году, запуск в эксплуатацию планируется в 2013 году. Солнечная электростанция состоит из трех независимых солнечных теплоэлектростанций, в состав которых входит 170 тысяч зеркал - гелиостатов. Гелиостаты направляют лучистую энергию Солнца на бойлеры, расположенные на вершинах башен высотой 137 метров. Вода в бойлерах нагревается до высокой температуры и превращается в пар, который вращает турбины электрогенераторов. Все 170 тысяч солнечных панелей будут иметь датчик GPS и систему поворота, так что каждые десять секунд они смогут немного продвигаться вокруг своей оси вслед за Солнцем. Заявленная мощность новой электростанции составляет 392 МВт, этого достаточно для обеспечения энергией 140 тысяч домохозяйств. Ввод в строй электростанции в пустыне состоится в 2013 году и позволит США увеличить производство солнечной электроэнергии в два раза. Проектный срок эксплуатации станции составляет 30 лет, а численность обслуживающего персонала 86 человек. Уже известно, что в 2013 году будет запущена лишь первая очередь электростанции. Согласно планов правительства США, всю пустыню Мохаве превратят в солнечную электростанцию в течение 30 лет. 

Проектированием и строительством эко домов с солнечными батареями занимаются многие архитекторы и строительные фирмы во всем мире. Эко дом с солнечными батареями позволяет более экономно расходовать природные ресурсы, которые ежегодно уничтожаются на освещение и обогрев домов. Немецкие студенты Технического университета в Дармштадте разработали проект эко дома с солнечными батареями, которые способны полностью удовлетворить потребности домовладельцев в электроэнергии. Этот проект завоевал престижную премию на конкурсе домов с системой использования солнечной энергии. Двухэтажный кубический эко дом полностью покрыт фотоэлементами, как на стенах, так и на крыше здания. Более того, дом  оснащен специальный системой шторок для предотвращения нежелательного прироста энергии. Солнечная энергия вырабатывается в таком количестве, что может быть использована для нужд дома, гаража и мастерской. Возможно это один из вариантов массовых бюджетных домов будущего.

Китай является одной из самых загрязняющих природу стран в мире, так как в стране продолжает развиваться промышленное производство. На государственном уровне предпринимаются шаги к экологической стабилизации. Первым серьезным проектом Китая в настоящее время является, строительство экспериментального эко-города Sino-Singapore Tianjin Eco City, который включает в себя умные и зеленые технологии, широко использующиеся во всей инфраструктуре. Работы в рамках данного демонстрационного проекта подошли к завершающей стадии благодаря совместным усилиям специалистов из Сингапура и Китая. Эксперты смогли смоделировать и эффективно устранить потенциальные проблемы, с которыми может столкнуться проект подобного масштаба. Им удалось минимизировать негативные эффекты высокой стоимости электроэнергии, чрезмерного использования воды и проблем пробок на дорогах. В Tianjin Eco City уже заселились первые жители. Согласно задумкам проектировщиков, жители также должны вносить свой вклад в развитие города и нормализацию экологической обстановки, через использование общественного транспорта и сортировки бытового мусора для дальнейшей переработки.

Многие элементы данного проекта спонсируются крупными компаниями, такими как General Motors, которая будет испытывать свой автомобиль, способный самостоятельно прокладывать маршрут и двигаться без участия водителя. Philips будут тестировать системы освещения с малым потреблением энергии. Градостроители также рассматривают возможность установки в городе мусорных контейнеров производства шведской компании Envac, способных самостоятельно перерабатывать отходы. Более того, планируется реализация технологии очистки загрязненной воды от тяжелых металлов. Большая часть технологий, направленных на повышение экологической обстановки в городе, уже была протестирована в других местах и пользуется заслуженной популярностью, таких как геотермальное энергоснабжение зданий, технология сбора дождевой воды и обогрев за счет солнечной энергии. Но главной идеей является не только повышение экологичности города, а создание общей концепции города, которую можно применить в других городах Китая. Площадь, на которой в настоящее время строится Sino-Singapore Tianjin Eco City, составляет примерно половину площади Манхеттена, хотя всего три года назад это был большой пустырь, с сильным химическим загрязнением от находящегося рядом завода. С помощью новейших методов и технологий, китайские власти сумели очистить территорию и начать реализацию проекта умного города.  

Когда речь заходит о возобновляемых источниках энергии и в частности о ветрогенераторах, то все мы привыкли рисовать у себя в голове картинку генератора с тремя лопастями.

Но кроме данной – горизонтальной схемы, есть еще и вертикальная схема устройства ветрогенератора. Более того у вертикального ветрогенератора есть ряд преимуществ перед, так привычным для нас, горизонтальным. Вертикальные ветрогенераторы почти не нуждается в обслуживании, так как в них минимальное количество движущих частей, к тому же эти части независимо заменяемы. Срок службы в 2-3 больше чем у горизонтальных ветрогенераторов. Вертикальным ветрогенарторам не страшны перепады температур, снег, обледенение, штормовые ветра. В отличие от других источников энергии, ветрогенераторы не вредят окружающей среде, вырабатывая при этом устойчивые потоки электрического тока, достаточного для функционирования коммуникаций. Прежде всего, работа таких установок бесшумна, почти полностью отсутствует вибрация, они безопасны для птиц.

Вертикальным генераторам не требуется хвостовое оперение, стабилизаторы, тормозная система и регулировка лопастей. Вертикальный ветрогенератор вращается вне зависимости от направления ветра, и начинается вращение с самого тихого бриза. Ветрогенератор вертикальный имеет высокое КПД крыла. Наращивание номинальной выходной мощности ветрогенератора в процессе эксплуатации достигается путем добавления модулей. Ветрогенератор требует минимум места для размещения. Ветрогенератор вертикальный не имеет ограничений по защите расстоянием при установке вблизи жилья, т.к. шумовая нагрузка находится в пределах до 20 ДБ, не имеет магнитного излучения и вибрации. Важно и то, что вертикальные генераторы можно монтировать на крышах домов и на индивидуальных столбах с целью создания ветропарков.

В современном мире вся промышленность и наш с вами быт построены на использовании ископаемых углеводородов. Нефть, природный газ и уголь занимает ведущие места в мировом топливно-энергетическом балансе и производстве технических продуктов: масел, топлива, растворителей, пластмасс и т.д. Но, если учитывать, что это не возобновляемые ресурсы, то цены на нефть, газ и уголь всегда будут стремиться к росту. И наступят времена, когда углеводороды будут очень дороги и их будет очень мало. Следует обратить внимание и на экологические последствия от использования углеводородов, за период их активной добычи и использования, техногенное воздействие на окружающую среду во всем мире привело к почти катастрофическим последствиям. В любом случае, использование углеводородного сырья со временем будет уменьшаться вследствие возрастания применения атомной и иных (альтернативных) видов энергии. Давайте разберемся, какие альтернативные источники энергии нам предлагают и что они из себя представляют. Альтернативным источником энергии называют способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Основной целью поиска альтернативных источников энергии является получение её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Не маловажны такие характеристики, как  экологичность и экономичность.

Ветроэнергетика специализируется на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования. Крупные ветряные электростанции включаются в общую сеть, более мелкие используются для снабжения электричеством труднодоступных районов. В отличие от углеводородов, энергия ветра практически неисчерпаема, повсеместно доступна и более экологична. Основная сложность распространения ветряных электростанций сопряжена непостоянством ветровых потоков.

( Collapse )