3.7.11Энергия толпы
Специальные блоки, используемые для покрытия, деформируются под действием человеческих шагов. Эти вибрации преобразуются в электрическую энергию.
Конечно, если использовать энергию только одного человека, выхлоп будет небольшим. Но представьте, если установить такую систему в местах большого скопления людей – в торгово-развлекательных центрах, на концертных площадках, стадионов и т.п. К примеру, один шаг может на одну секунду заставить гореть 60-ваттную лампочку. Если взять 28.527 шагов, то энергии будет достаточно для одной секунды движения поезда. А если взять 84.162.203 шагов? Тут энергии уже будет достаточно для запуска шаттла.
3.7.12Электростанция под облаками
Тяга, необходимая устройству для того, чтобы вертикально оторваться от земли и подняться на рабочую высоту, обеспечивается мотор-генераторами, присоединенными к турбинам. После набора необходимой высоты система использует для полета силу ветра. Оптимальную ориентацию «воздушного змея» в воздушном потоке обеспечивает компьютерная система, регулирующая скорость вращения отдельных винтов и наклон аэродинамических элементов крыла. В результате устройство движется по круговой траектории. Вырабатываемая электроэнергия передается на землю вдоль армированного композиционного троса, который держит аппарат «на якоре».
Но даже рабочие высоты 500-600 м примерно в 5 раз превышают высоту промышленных ветрогенераторов, что позволяет получить доступ к более ровному и быстрому воздушному потоку. Если турбина будет работать на большей высоте, её производительность увеличится, поскольку скорость ветра имеет тенденцию к возрастанию с увеличением высоты. Вырабатываемый турбинами постоянный ток после передачи на землю будет преобразован в переменный и направлен в сеть энергоснабжения.
Система способна выдержать сильный ветер, а в случае штиля (или урагана) самостоятельно «оценить обстановку» и опуститься на землю, чтобы подождать лучших условий. Если будет оборван удерживающий трос, устройства также сможет безопасно приземлиться, используя заряд аккумуляторов. Конструкция может функционировать и с несколькими неисправными двигателями.
3.7.13Энергетический браслет Dyson
Браслет Dyson получает энергию за счет термоэлектрического эффекта, или эффекта Зеебека: в термопаре – цепи, состоящей из разнородных проводников, - возникает ток, если их контакты находятся при различных температурах. Поверхность, соприкасающаяся с телом человека, имеет более высокую температуру, чем та, которая соприкасается с воздухом. Это становится причиной возникновения разности потенциалов, и благодаря этому начинает заряжаться встроенный аккумулятор. Как только возникнет необходимость подзарядить мобильное устройство, его можно подключить через порт micro-USB и получить в свое распоряжение несколько минут.
3.8Отопление, вентиляция, кондиционирования
3.8.1Антиобледенительные системы
Установка саморегулирующихся систем без терморегулятора приведет к бессмысленной трате энергии, например, если АОС не отключить при температуре наружного воздуха ниже -10…-15 °С, когда осадки маловероятны, а легкий снежок обычно не накапливается и не намерзает на хорошо утепленной кровле. Простейшая система управления, работающая в заранее установленном диапазоне температур, например -7…+3 °С, не обеспечивает экономичную работу АОС, так как не контролирует состояние желобов и наличие осадков, а просто работает в наиболее «опасном» температурном диапазоне. Однако практика показала, что работающие по этому принципу терморегуляторы (например, Devireg™316, производства датской компании DEVI) оказались самыми востребованными для крыш с относительно небольшой установленной мощностью благодаря своей невысокой стоимости.
Более экономичны электронные терморегуляторы с датчиком температуры воздуха и датчиком влажности*, имеющим постоянную настройку на определенную влажность среды. Они относятся к средней ценовой категории.
Для крупных объектов с установленной мощностью 20 кВт и больше следует применять современные системы управления, так называемые метеостанции. Метеостанции включают в себя микропроцессорные терморегуляторы с цифровыми датчиками влажности/температуры. Они позволяют автоматически определять вид осадков (дождь, мокрый или «сухой» снег), контролируя состояние обогреваемых участков, и при этом точно включают систему на время, необходимое для таяния снега. Такие сложные системы управления достаточно дороги, некоторые из них осуществляют многоканальное независимое управление различными зонами.
В качестве примера можно привести терморегулятор Devireg™850, который позволяет независимо управлять обогревом крыши и наземной площадкой одного коттеджа. В одной зоне можно установить несколько датчиков температуры/влажности с различным приоритетом работы. В некоторых разработках предусмотрены возможности для их дальнейшего развития, например, встраивание терморегулятора в компьютерную систему диспетчеризации дома или предприятия.
Другой пример – многофункциональный контроллер PT200E «Теплоскат» (компания ССТ), который состоит из электронного блока управления со встроенными реле и датчиками температуры воздуха и кабеля, осадков, талой воды. Раздельное управление обогревом кровли, водосточных лотков и труб позволяет тратить ровно столько электроэнергии, сколько необходимо для очистки поверхности кровли и водосточных труб от воды.
При использовании метеостанций оптимизация энергопотребления заключается в установке температурного диапазона работы системы и чувствительности датчиков к влажности применительно к конкретному объекту. Наиболее точно это можно сделать только в процессе эксплуатации, на что необходимо обращать внимание заказчика. Необходимость такой «подгонки в ходе эксплуатации» обусловлена практической невозможностью определить степень обогрева кровли «паразитным» теплом самого здания. Этот параметр зависит от большого количества факторов, которые могут к тому же меняться в течение сезона.
Датчик влажности представляет собой резистивный элемент с двумя электродами, оснащенный подогревателем весьма малой (2-5 Вт) мощности. При попадании снега на электроды сопротивление уменьшается, и система получает сигнал о наличии осадков. Для лотков и водостоков оправдано использование датчиков присутствия влаги, основанных на том же принципе. Их применение позволяет определить момент ухода воды с горизонтальных частей кровли, после чего можно отключить встроенный подогреватель.
Даже при таком управлении периоды включения АОС не всегда соответствуют изменяющимся погодным условиям. Это связано не с техническими нюансами, а с самим способом определения наличия осадков. Перекрытие датчика влажности намерзшим снегом или корочкой льда при ветреной погоде и недостаточном подогреве сенсоров датчика может привести к отказу работы всей системы.
