3.1.3. Возобновляемые источники энергии

Плоские солнечные коллекторы – гелиоустановки – улавливают энергию прямых и рассеянных лучей. Они состоят из светопрозрачного защитного слоя, теплоприемника, поглощающего и преобразующего солнечную энергию, труб или коробов для теплоносителя, слоя теплоизоляции и защитного короба, который может быть элементом коллектора или здания. Теплоту выводит из коллектора воздушный или жидкий теплоноситель. КПД таких установок в зависимости от используемых материалов достигает 0,95. Достаточно мощные гелиоустановки (от 1 МВт) требуют больших площадей и целесообразны для распространения в районах с большим уровнем инсоляции. Гелиоустановки могут собираться на фотоэлектрических элементах. Современные фотопреобразователи солнечного излучения имеют КПД около 0,15…0,20, давая ток около 200 mА/м² при напряжении 120 В [54]. При хорошем освещении стоимость выработанной преобразователями электроэнергии не превышает 15-20 центов за киловатт.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) содержит ветродвигатель, редуктор, преобразователь механической энергии, аккумулятор и потребитель [10, 55]. Ветродвигатель преобразует энергию ветра в механическую и далее в электрическую энергию. Промышленность выпускает в основном ветроэнергетические агрегаты с крыльчаткой на вертикальной оси вращения. КПД составляет 0,3….0,5. Мощность ВЭУ обычно не превышает десятков кВт, причем она существенно зависит от скорости перемещения воздушных масс. Целесообразно устанавливать в местах с ограниченным доступом к традиционным ТЭР.

Геотермальные электростанции (ГТЭС), в основе работы которых лежит освоение глубинной теплоты земных недр, работают по принципу ТЭЦ, но не требуют переработки топливных ресурсов. Мощность ГТЭС зависит от температуры подземных вод и их количества и достигает 10…20 МВт. В настоящее время суммарная электрическая мощность действующих в мире ГТЭС составляет около 10 ГВт, а тепловая мощность геотермальных систем теплоснабжения оценивается в 17 ГВт.

Конверторы биомассы – различные по сложности химико-физические комплексы, в основе которых лежит химическая реакция взаимодействия углеродсодержащих отходов с кислородом в процессе фотосинтеза, термохимической, биохимической или агрохимической обработки.

Перечисленные источники энергии являются основными компонентами централизованных и автономных систем энергоснабжения, в которые в качестве подсистем входят системы электро-, тепло– и водоснабжения. На некоторых объектах к ним добавляются системы снабжения воздухом, оснащенные средствами разделения воздуха (на кислород, азот и др.), кондиционирования, хладоснабжения и др.

Поставщиками первичных энергоносителей и ТЭР являются системы снабжения холодной водой, природным газом и жидкими нефтепродуктами. Вода и получаемый из нее пар являются энергоносителем в подавляющем большинстве систем центрального и автономного теплоснабжения. Природный газ идет в основном на отопление, технологические нужды и бытовое применение. Нефть и жидкие нефтепродукты централизованно транспортируются до перерабатывающих заводов и крупных потребителей.

Водозабор, централизованные поставки холодной и горячей воды, газа и жидких нефтепродуктов осуществляются по магистральным и разветвленным сетям транспортных трубопроводов.