Холод. Солнце

На широтах менее 45 градусов огромное количество электроэнергии затрачивается на производство холода, используемого в холодильниках и кондиционерах.
Для сравнения: типовой домашний холодильник потребляет порядка 1 кВт-ч электроэнергии в сутки, а стандартный комнатный кондиционер за сутки потребляет порядка 8 кВт-ч. Есть смысл подумать, как использовать бесплатную солнечную энергию для получения холода и тем самым сократить свои расходы на электроэнергию.
Идея использовать солнечные батареи для работы холодильника заведомо убыточна: низкий КПД, регулярная смена аккумуляторов, естественное старение кремния и высокая стоимость. Что касается солнечных холодильных абсорбционных установок на бромиде лития, то они достаточно неплохо себя зарекомендовали, в том числе и в качестве кондиционеров. Производство таких установок может быть освоено достаточно небольшим производственным предприятием с небольшими финансовыми затратами. Температура в 85‑90 градусов, необходимая для работы бромисто-литиевых установок, может быть получена обычным вакуумным плоским солнечным коллектором. Водоаммиачные абсорбционные холодильные установки гораздо эффективнее, однако для их работы нужна температура порядка 180‑200 градусов.
Разумеется, что такая температура может быть достигнута лишь с применением солнечного концентратора энергии. Если речь идет о солнечном рефлекторе, то необходимо решить вопрос о системе слежения за Солнцем. В стандартном варианте система слежения и рефлектор являются достаточно дорогостоящими изделиями, однако на самом деле это не так.
Например, неплохие солнечные концентраторы можно делать из телевизионных «тарелок», из обычных небольших зеркал, наклеенных на поверхность параболической формы. Так что с концентраторами проблем нет. Кстати, если в фокус полутораметровой «тарелки» поместить литровый чайник, то вода в нем закипает за 8 минут. Создание солнечной кухни – тоже очень перспективное направление, однако это уже совсем другая тема.
Система слежения за Солнцем также может быть очень дешевой, если будет пассивной. То есть рефлектор будет поворачиваться по времени за Солнцем с той же угловой скоростью, что в условиях сегодняшней электроники реализуется элементарно просто и очень дешево.
В любом случае надо стремиться к созданию холодильных установок с участием солнечных концентраторов, поскольку чем больше будет разница температур, тем выше КПД, тем более экономичной окажется установка в целом. Подвод тепловой солнечной энергии может осуществляться при помощи тепловых трубок или теплоносителя. Впрочем, некоторые изобретатели для подвода солнечной энергии используют световоды. Идея эта крайне перспективна, однако над ней нужно основательно поработать. Простейшие холодильники на солнечной энергии можно изготавливать из стандартных абсорбционных холодильников путем замены электронагревателя на солнечную подводку.
Если холод нужен постоянно, а Солнце постоянно не светит, то нагреватель следует дополнить и другими альтернативными источниками энергии. Это может быть ветер, река или морская волна. Как резерв можно использовать и каталитические обогреватели, работающие на газе или бензине. В каталитических обогревателях происходит беспламенное горение топлива. Абсорбционный холодильник объемом 40 литров при каталитическом обогревателе будет потреблять 8‑10 граммов бензина в час. Такие холодильники могли бы найти спрос у автомобилистов и поставщиков продуктов питания. Существующие «сумки-холодильники» на элементах Пельтье работают от автомобильного аккумулятора, а фактически потребляют тот же бензин, только в гораздо большем количестве.
Следует заметить, что абсорбционные водоаммиачные холодильники, выпущенные 50 лет назад, продолжают работать и по сей день и ломаться не собираются, что говорит об их сверхвысокой надежности. Стало быть, если нужно иметь постоянно охлаждаемое помещение, то такую установку можно один раз изготовить и надолго про нее забыть.
Компрессионные холодильные установки по сравнению с абсорбционными более экономичны и более эффективны. В простейшем варианте для перевода холодильного компрессора на альтернативную энергию может быть использован пневмо- или гидродвигатель, который, в свою очередь, будет работать от суммарной энергии Солнца, ветра, реки и т. п.
Общим недостатком всех приведенных компрессионных схем является то, что сначала мы альтернативную энергию преобразуем во вращение, а в компрессоре вращение преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня. На этом теряется слишком много энергии. Еще одним недостатком является то, что при нарушении уплотнения вала вращения компрессора теряется его герметичность, а следовательно, и работоспособность.
Альтернативную энергию значительно проще преобразовывать в возвратно-поступательное движение при помощи мембранного привода. Мембраны, изготовленные на основе NEOPREN или EPDM, работают в широком диапазоне температур и могут быть использованы как в мембранном пневмоприводе, так и во фреоновом контуре холодильного компрессора. Мембраны могут совершать миллионы циклов, так что на наш век хватит. Главное преимущество мембранного привода заключается в том, что у него нет утечек, нет уплотнения и ему не нужна смазка. Он работает по принципу «Сделал и забыл». Корпус мембранного устройства при серийном производстве делается методом штамповки с невысокой степенью точности. Так что штампованный корпус получится ненамного дороже консервной банки. Он может быть также изготовлен и из полимерных материалов, которые не боятся коррозии.
Все вышеизложенные разработки являются установками с гарантированной работоспособностью, поскольку изготавливаются на базе отработанных серийных агрегатов. Однако это лишь малая часть холодильных установок, которые могут быть предложены к производству. Для изобретателей и инженеров холодильная техника на альтернативных источниках энергии – богатейшее поле для творчества. Холодильная компрессионная машина преобразует механическую энергию в разность температур, холодильная машина, сделанная «наоборот», позволяет разность температур преобразовать в механическую энергию, то есть на ее базе можно изготавливать низкопотенциальные тепловые двигатели, которые, в свою очередь, могут быть использованы для утилизации избыточного тепла или для работы от геотермальных источников энергии. Помимо абсорбционных и компрессионных способов охлаждения, есть и другие очень интересные направления. Так что для изобретателей и инженеров это неисчерпаемый объем работы.
Все установки, описанные в данной статье, являются действующими.
Статья ориентирована на читателей, заинтересованных в налаживании производства данных установок на своем предприятии.
Кабельная арматура, Солнечная батарея , Топливо, Электроэнергия , Энергия ,
Отправить на Email
-
13.02.2021 07:17:14 Елена МИШИНАЭнергетический переход - драйв или слом?
276
Или другими словами: «Что делает частный и государственный бизнес для реализации седьмой цели устойчивого развития (ЦУР): доступность недорогостоящей и чистой энергии?» Международные эксперты ответили на этот вопрос в ходе on-line Global Impact Conference, ключевой темой которой стал вопрос «Устойчивое развитие: где мы сейчас?»
Развитие энергетики, Экология, Атомная энергетика, Водородная энергетика, Топливо
26.01.2021 05:18:31 Славяна РУМЯНЦЕВАВодород из энергии ветра286
«Сименс Энергетика» и «Сименс Гамеса» создадут решения для производства водорода из энергии ветра. Проекты станут первым шагом в области создания промышленной системы, способной производить «зеленый» водород, используя энергию ветра морской ветровой электростанции. Около 120 млн евро за пять лет планируется инвестировать в проекты морских решений для производства водорода из энергии ветра.
Водородная энергетика, Ветроэнергетика, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Топливо
26.01.2021 05:11:27 Славяна РУМЯНЦЕВАСтавка на водород485
Рост конкуренции на мировых рынках среди производителей углеводородов заставляет подключаться к поиску более эффективных источников получения энергии все новые страны, а постоянное развитие технологий становится критически важным фактором сохранения своих позиций. В связи с этим Россия делает ставку на создание фактически новой отрасли — водородной, которая становится одной из приоритетных для российской энергетики. Об этом заявил замес...
Топливо, Водородная энергетика
25.01.2021 23:47:54 Елена ВОСКАНЯНРоссия в тренде энергетической трансформации400
«Не может быть такого, что вчера был один энергетический уклад, а завтра наступил другой, всегда есть переходный период от привычного уклада к новому. В настоящее время мы как раз находимся в таком периоде. Сколько лет он будет, спрогнозировать трудно».
Экология, Возобновляемые источники энергии (ВИЭ), Топливо, Альтернативная энергетика, Развитие энергетики
-
14.01.2015 Евгений ХРУСТАЛЕВАмериканцы научились превращать углекислый газ в бензин
893
Калифорнийская компания Carbon Sciences объявила о прорыве в энергетике, утилизации отходов и деле защиты окружающей среды – якобы она нашла энергетически выгодный процесс превращения CO2 в самое различное углеводородное топливо.
СРО, Генерация, Топливо, Энергия, Кабельная арматура, Электростанция
14.01.2015 Алексей КАЗАКОВЭлектромоторы без противо-ЭДС12345
На сайте www.skif.biz автор встретил описание опыта, проведенного за рубежом: между двумя вращающимися барабанными магнитами установлены пластинки из магнитомягкого материала.
Энергетическая зависимость, Мощность, Напряжение, Сети, Энергия, Кабельная арматура, Провод
14.01.2015 ИА «Азия-Плюс»Через четыре года – независимость905
В течение ближайших четырех лет Таджикистан достигнет энергетической независимости, заявил президент страны Эмомали Рахмон в своем ежегодном послании парламенту страны.
Кабельная арматура
14.01.2015Новое назначение947
Решением внеочередного общего собрания акционеров ОАО «Завод «Сарансккабель» генеральным директором предприятия избран Анатолий Бузлаев.
Электроэнергетика, Кабель, Кабельная арматура
14.01.2015 Алексей БЫЧКОВ, «Инженерный центр ЕЭС»Научные пожелания в энергетике810
Современная энергетика – наукоемкая отрасль. Без внедрения научных достижений невозможно говорить о ее эффективном развитии.
Тарифы на электроэнергию, АЭС, ЕЭС, Кабель, Электроэнергия, Энергия, Кабельная арматура, Провод, Электростанция, Электроэнергетика
-
12.05.2018 05:55:14Цифровизация: от концепции – к практическим решениям
25845
Круглый стол «Цифровые технологии в управлении энергетическими системами», организованный «Энергетикой и промышленностью России» в рамках Российского международного энергетического форума, мы стремились сориентировать на предельно конкретные вопросы. В начале мероприятия модератор – главный редактор «ЭПР» Валерий Пресняков отметил, что участникам предоставляется возможность рассказать о своих практических решениях, так или иначе нацелен...
Инновации
12.06.2018 19:59:26 Славяна РУМЯНЦЕВАЦифровизация энергетики: от «интеллектуальных» турбин до «умных» сетей24431
Никогда прежде мир не был так тесно связан и настолько «оцифрован», как сегодня. Дигитализация уже превратилась в неотъемлемую часть настоящего.
Цифровизация, Smart Grid, Инновации, Турбины
19.06.2018 13:52:08 Павел ШАЦКИЙ, первый заместитель генерального директора ООО «Газпром энергохолдинг»ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей?21746
Философский вопрос о первичности «курицы или яйца» в случае с перспективами российской энергетики звучит так: стимулировать ли инвестиции в энергетику с целью технологического прорыва в целом ряде секторов экономики или сдерживать тарифы, чтобы дать фору для развития несырьевым секторам?
Электроэнергетика, Инвестиции
21.10.2018 06:54:56К обновлению с КОММодом: роли и декорации очередной модернизации14541
ДПМ-2, ДПМ-штрих и, наконец, новое, пока неизвестное широкой отраслевой публике понятие – КОММод, обозначают одну программу, цели и суть которой заключаются в модернизации генерирующих мощностей отечественной энергетики. Все просто и сложно одновременно, поскольку профессиональное сообщество разделилось на тех, кто ждет от грядущей программы прорывных результатов, и на тех, кто осторожно заявляет о назревших рисках.
Модернизация в энергетике
28.06.2018 19:04:06 Зуев А. Г., Главный инженер по технической поддержке ИБППреимущество модульной архитектуры при выборе источника бесперебойного питания (ИБП)12177
Одно из требований, стоящих перед современными ИБП, наряду с качеством электрических параметров оборудования – его надежность и экономические показатели. Попытаемся разобраться с особенностью применения разных типов ИБП, отличающихся архитектурой построения.