Солнечный концентратор

Типы

Они делятся на два семейства:

Концентрации . Они основаны на концентрации солнечного излучения в одной точке, как правило, через параболический отражатель. В этот момент ставится кастрюля, в которой будет готовиться еда. Они генерируют высокие температуры и позволяют жарить пищу или кипятить воду

Поскольку он работает аналогично газовой плите, достигающей высоких температур, пользователю необходимо проявлять должную осторожность и использовать необходимый тип защиты.

Духовка или ящик . Печь или солнечный бокс — это теплоизолированный бокс, предназначенный для улавливания солнечной энергии и сохранения тепла внутри. Материалы, как правило, имеют низкую теплопроводность, что снижает риск ожогов пользователей и исключает возможность возгорания как на кухне, так и в месте ее использования. Кроме того, пища не пригорает и не проходит, что сохраняет ее вкус и пищевую ценность. Каким-то образом их можно использовать в бедных ресурсами регионах, таких как Индия или Южная Америка.

Скафандры для лечения людей, портативные пылесосы и другие полезные «космические» изобретения

Камера в вашем телефоне, изоляция в стенах и тот удобный матрас, которым вы наслаждаетесь по ночам, – за это и многое другое вы можете поблагодарить космическую отрасль. Она оказала большее влияние на нашу повседневную жизнь, чем вы думаете.

Хотя миссия таких корпораций как РОСКОСМОС и агентств, вроде НАСА , – космические путешествия, исследования и изучение, некоторые из их изобретений стали неотъемлемой частью нашего быта. Большинство из нас не попадет в космос в течение своей жизни и не узнает, каково это – покинуть Землю ради Вселенной , но отрасль в буквальном смысле может прикоснуться к нам. В этой области по-прежнему остается много вопросов, на которые нет ответов.

Несмотря на то что мы никогда не почувствуем, чем пахнет космическое пространство и не увидим нашу крошечную планету издалека своими глазами (но вы можете посмотреть на эти фотографии Земли из космических глубин), прямо в вашем доме может находиться небольшой кусочек космоса, о котором вы даже не знали.

Сейчас мы поделимся с читателями информацией о вещах, первоначально разработанных для космической отрасли, но нашедших применение в обычной жизни, как отечественне лечебные костюмы «Адели» или всем известные солнечные батареи, разработанные советскими инженерами.

Классификация по температурным показателям

Гелиосистемы классифицируются по различным критериям

Но в приборах, которые можно изготовить самостоятельно, следует обратить внимание на вид теплоносителя. Такие системы можно разделить на два типа:

использование различных жидкостей;
воздушные конструкции.

Первые применяются чаще всего. Они более производительные и позволяют напрямую подключить коллектор к отопительной системе. Также распространена классификация по температуре, в пределах которой может работать устройство:

Солнечная батарея своими руками Part11

Последний вид гелиосистем работает благодаря очень сложному принципу передачи солнечной энергии. Оборудованию требуется много места. Если разместить его на загородной даче, тогда оно займет преобладающую часть участка. Для производства энергии понадобится специальное оборудование, поэтому сделать такую солнечную систему самостоятельно будет практически невозможно.

Как работают СЭС

Принцип работы модулей основан на явлении внутреннего фотоэффекта. Под действием света в полупроводниках образуются свободные носители заряда – «дырки» и электроны – под действием электрических полей начинающие упорядочено двигаться. Это и есть постоянный ток.

Схема работы станции 10 кВт такова: в ясную солнечную погоду электроснабжение здания осуществляется от солнечных батарей. Счетчик электроэнергии в это время стоит, так как потребление энергии из общей сети прекращается. Если же освещенности для выработки тока недостаточно, потребление из общей сети возобновляется.

Переключение автономной сети с одного источника питания на другой в автоматическом режиме осуществляет сетевой инвертор. Основное его назначение – преобразование постоянного тока в ток переменный, с теми же характеристиками (частотой и действующим напряжением).

Выбираем солнечный коллектор

Конструкция солнечного коллектора

Для эффективной работы отопления с помощью солнечной энергии рекомендуется установка коллекторов. Они представляют собой систему трубопроводов, по которым протекает теплоноситель. Для защиты и лучшего фокусирования солнечной энергии конструкция защищена прозрачной стеклянной панелью.

Для повышения эффективной работы оборудования в нем можно использовать различные типы теплоносителя, которые не изменят своих свойств под воздействием отрицательных температур

Это важно для регионов с холодной зимой. Кроме этого необходимо тщательно проанализировать предложения на рынке и выбрать оптимальную конструкцию

В настоящее время производители предлагают несколько способов организации отопления частного дома солнечными коллекторами:

Вакуумные коллектора. Оптимальный вариант для организации пассивной системы солнечного отопления. Характеризуются практически полным отсутствием тепловых потерь;
Плоские коллектора. Экономный вариант солнечного отопления. Представляют собой систему труб, защищенных прозрачным материалом. Чаще всего используются для горячего водоснабжения в летний период. Применение для комбинированного солнечного отопления требует учета графика температур в зимний период и тщательный выбор теплоносителя.

Выбор во многом определяется предварительными расчетами – требуемой мощности и периодичностью работы теплоснабжения. В качестве эконом варианта можно рассматривать возможность самостоятельного изготовления плоских коллекторов для отопления солнечной энергией своими руками.

Вакуумные коллекторы для отопления

Конструкция вакуумного солнечного коллектора

Одной из проблем эксплуатации солнечных радиаторов для отопления дома являются большие тепловые потери. Они обусловлены особенностями эксплуатации – панель должна находиться вне отапливаемого помещения для поглощения солнечной энергии. Для решения этого вопроса был разработан вакуумный солнечный коллектор для системы отопления.

Конструкция вакуумных коллекторов состоит из внешнего корпуса и внутренней системы стеклянных труб. Для лучшей изоляции трубопроводы отделены от внешней среды вакуумной прослойкой с разряженным воздухом. Фактически вся установка представляет собой большой прозрачный термос.

Специфика вакуумного солнечного коллектора в системе отопления заключается в следующем:

Использование в качестве теплоносителя специальной жидкости с низким порогом закипания. При этом происходит более эффективная передача тепловой энергии через теплообменник основному теплоносителю отопления – воде;
Нанесение на внутреннюю поверхность специального покрытия, увеличивающего поглощательную способность тепловой солнечной энергии;
Независимость работы от внешней температуры воздуха.

Для нормального функционирования системы потребуется обеспечить надежную теплоизоляцию теплообменника. Также следует утеплить трубопровод в местах прохождения через неотапливаемые помещения – чердак, кровельный пирог. Для расчета солнечного коллектора для отопления можно применять стандартные схемы. Но нужно учитывать, что его работа будет неэффективной при снижении температуры теплоносителя в контуре до +22°С.

Плоские солнечные коллекторы для отопления

Плоский солнечный коллектор

Для создания солнечной системы отопления частного дома с минимальными затратами чаще всего устанавливают плоские коллектора. Они отличаются от вакуумных упрощенной конструкцией. Однако при этом увеличиваются требования к их эксплуатации.

Плоский коллектор также имеет внутреннюю систему трубопроводов. Однако она изготавливается из медных или полимерных труб. Для защиты используется поликарбонат или каленое стекло. Внутренняя поверхность изолируется утеплителем – минеральной ватой или пенопластом. Под воздействием солнечных лучей происходит нагрев трубок и как следствие – повышение температуры теплоносителя.

Для плоского солнечного коллектора в системе отопления существуют жесткие эксплуатационные ограничения:

В качестве теплоносителя можно использовать только антифриз. В противном случае произойдет замерзание воды и разрушение трубопровода;
Для лучшей циркуляции при передаче тепла необходим монтаж насоса;
При температуре ниже -10°С эффективность работы системы сильно падает.

Из-за последнего фактора не рекомендуется организация теплоснабжение дома солнечной энергией с помощью плоских коллекторов в регионах с низкими температурами в зимний период. Поэтому чаще всего делают плоский солнечный коллектор для отопления своими руками для горячего водоснабжения летом, весной или осенью.

Разновидности жидкостных автономных отопительных систем

Отопительные системы обогрева индивидуального дома с использованием в качестве теплоносителя воды и незамерзающих жидкостей (антифризов) отличаются по ряду признаков, основные различия:

По типу используемого топлива. Самыми популярными видами энергии для нагрева теплоносителей являются электричество, газ, жидкие горючие углеводородные смеси (дизельное топливо, мазут, масло, керосин), большое количество твердых горючих материалов – дрова, уголь, торфяные брикеты и пеллеты различного состава. Электроэнергия может быть получена как от энергетических компаний, так и самостоятельно при использовании солнечных батарей, ветровых или гидравлических генераторов.

По виду тепловых генераторов. В современных отопительных системах для передачи энергии теплоносителю используют нагревательные котлы, имеющие конструктивные особенности и различия между аналогами для каждого вида топлива. При недостатке средств многие умельцы собирают автономное отопление своими руками, используя вместо заводских котлов самостоятельно собранные конструкции преимущественно на твердом топливе, типичный пример – металлическая печка в жилом помещении с расширительным баком на чердаке и стальной трубопроводной системой с радиаторами.

Рис. 7 Принцип работы и основные узлы газового конвектора

По материалу трубопровода. Полимерные трубы из полипропилена ПП, сшитого полиэтилена и металлопласта РЕХ постепенно вытесняет изделия из металлов, на объектах старой постройки по-прежнему используются наружные стальные трубопроводы для подводки воды к радиаторам. Некоторые домовладельцы при наличии значительных финансовых средств делают подводку теплоносителя через медные трубопроводы полностью или на отдельных участках. Современные продвинутые системы монтируют из специальных тонкостенных стальных труб по обжимной технологии соединения элементов сантехнической арматуры с помощью фитингов.

По методу подачи теплоносителя к теплообменникам. Существуют 2 основных способа подачи нагретой жидкости к патрубкам радиаторов отопления – однотрубный и двухтрубный, иногда используется комбинированное подключение. Для подсоединения трубопровода теплых полов применяется коллекторная разводка, позволяющая подключать к одному распределительному узлу несколько контуров, системы из большого числа радиаторов подсоединяют через гидрострелки или радиаторное коллекторы. При подключении теплообменных радиаторов используют различные схемы разводки трубопроводов – лучевую, тупиковую, попутную, специальную горизонтальную (ленинградка).

Также существуют различные способы подключения входных и выходных патрубков теплообменных радиаторов к тепловой магистрали – вертикальный, горизонтальный, диагональный, нижний.

Рис. 8 Схемы разводки труб

По расположению накопительного бака. Расширительный бак, являющийся важным элементом любой отопительной системы, может быть герметичного типа заводского изготовления (гидроаккумулятор красного цвета) и вмонтирован в контур в любом удобном месте – такие системы называют закрытыми, так как к теплоносителю не имеется прямого доступа. Перемещение жидкости по трубопроводу в системах данного типа осуществляется с помощью циркуляционного электронасоса, устанавливаемого внизу недалеко от котла рядом с гидроаккумулятором.

У другой разновидности отопительных систем, называемых самотечными, накопительный бак устанавливается вверху на чердаке, трубопроводы имеют небольшой уклон при подходе к радиаторам, на их выходе малый угол наклона выдержан в сторону котла. Циркуляция жидкости в системе происходит самотечным методом за счет того, что нагретая вода или антифриз имеют меньшую плотность и поэтому выталкиваются вверх более плотными холодными слоями.

Рис. 9 Открытая отопительная система

Актуальность организации гелиосистемы

Монтаж солнечных батарей

Перед приобретением или самостоятельным изготовлением преобразователя следует узнать – будет ли отопление частного дома солнечными батареями достаточно эффективным. Для этого необходимо провести детальный анализ всех факторов, влияющих на КПД будущей системы.

Для начала определяется показатель солнечной инсоляции. Это количество солнечной энергии, падающей на поверхность земли в конкретном регионе. От этого будет зависеть степень нагрева теплоносителя или объем генерируемого тока. Солнечные радиаторы для отопления дома в идеальном варианте должны работать независимо от сезона. Однако фактически это получается далеко не всегда.

Солнечная инсоляция

Также пассивная система солнечного отопления может изменять свою эффективность работы из-за угла наклона панели. Он же зависит от сезона. Для определения теоретически возможной энергии можно воспользоваться данными из таблицы.

Уже на основе этих данных можно сделать расчет солнечного коллектора для отопления с учетом его технических и эксплуатационных характеристик. Но кроме этого следует учитывать такие факторы:

Местонахождение дома. Падению солнечных лучей не должны препятствовать природные или искусственные объекты – горы, высокие дома, высокий лес и т.д;
Место для установки. Комбинированное солнечное отопление потребует большого пространства – от 2 до 10 м². Чаще всего для этого используют крышу дома. При этом она должна быть адаптирована для монтажа коллекторов или солнечных батарей;
Требуемая тепловая мощность. Зачастую солнечные системы отопления частного дома используются в качестве вспомогательных.

Значения солнечной энергии (кВт/ч) для регионов России

Только после этого анализа можно приступать к выбору определенной схемы альтернативного теплоснабжения дома. Предварительно рассчитываются тепловые потери в доме, определяется оптимальный тепловой режим работы отопления. Если солнечный коллектор в системе отопления будет вспомогательным – к его номинальной мощности прибавляется этот же показатель основной системы теплоснабжения.

При расчете нужно учитывать массу оборудования. Поверхность кровли должна выдержать эту нагрузку.

Солнечные пруды.

Солнечные пруды – особый тип концентраторов, где аккумуляция тепла сопровождается ростом температуры в придонном слое жидкости, который имеет высокую концентрацию солей. Работа такого пруда основана на концентрации солнечного тепла в объеме жидкости. Такая идея по производству электроэнергии появилась, когда выяснилось, что в отдельных соленых озерах температура в глубинных слоях равняется 70С. Это пробовали объяснить наличием большого количества бактерий или подземных источников, но настоящая причина оказалась в специфическом поглощении солнечной энергии, связанном с большим содержанием солей.

Излучение в таких прудах беспрепятственно попадает на дно через небольшой пресноводный слой и превращается в тепло. КПД такого превращения энергии составляет до 20%. Поверхность водоема служит определенным экраном, который сохраняет тепло и понижает его потери. В простых озерах солнце нагревает лишь верхние слои, они очень быстро охлаждаются ночью или в ненастную погоду из-за теплообмена с холодным воздухом. В солнечном пруду мутная придонная вода повышает поглощение энергии, температура в нижних слоях может достигать 100С.

https://youtube.com/watch?v=Xmrj2xsZG0Y

Практическое применение солнечных концентраторов

Собственно, основная задача любого солнечного концентратора – собрать излучение солнца в единый энергетический пучок. А уж воспользоваться этой энергией можно различными путями. Можно даровой энергией нагревать воду, причем, количество нагретой воды будет определяться размерами и конструкцией концентратора. Небольшие параболические устройства можно использовать в качестве солнечной печи для приготовления пищи.

Параболический концентратор в качестве солнечной печи

Можно использовать их для дополнительного освещения солнечных батарей, чтобы повысить выходную мощность. А можно использовать в качестве внешнего источника тепла для двигателей Стирлинга. Параболический концентратор обеспечивает в фокусе температуру порядка 300°С – 400°С. Если в фокусе такого сравнительно небольшого зеркала поместить, например, подставку для чайника, сковороды, то получится солнечная печь, на которой очень быстро можно приготовить пищу, вскипятить воду. Помещенный в фокусе нагреватель с теплоносителем позволит достаточно быстро нагревать даже проточную воду, которую затем можно использовать в хозяйственных целях, например, для душа, мытья посуды.

Простейшая схем нагрева воды солнечным концентратором

Если в фокусе параболического зеркала поместить подходящий по мощности двигатель Стирлинга, то можно получить небольшую тепловую электростанцию. Например, фирма Qnergy разработала и пустила в серию двигатели Стирлинга QB-3500, которые предназначены для работы с солнечными концентраторами. В сущности, правильнее было бы их назвать генераторами электрического тока на базе двигателей Стирлинга. Этот агрегат вырабатывает электрический ток мощностью 3500 ватт. На выходе инвертора – стандартное напряжение 220 вольт 50 герц. Этого вполне достаточно, чтобы обеспечить электричеством дом для семьи из 4 человек, дачу.

Кстати, используя принцип работы двигателей Стирлинга, многие умельцы своими руками делают устройства, в которых используется вращательное или возвратно-поступательное движение. Например, водяные насосы для дачи.

Основной недостаток параболического концентратора заключается в том, что он должен быть постоянно ориентирован на солнце. В промышленных гелиевых установках применяются специальные системы слежения, которые поворачивают зеркала или рефракторы вслед за движением солнца, обеспечивая тем самым прием и концентрацию максимального количества солнечной энергии. Для индивидуального использования вряд ли будет целесообразным применять подобные следящие устройства, так как их стоимость может значительно превышать стоимость простого рефлектора на обычной треноге.

Солнечные электростанции, использующие фотобатареи (СЭС, использующие фотобатареи)

СЭС этого типа в настоящее время очень распространены, так как в общем случае СЭС состоит из большого числа отдельных модулей (фотобатарей) различной мощности и выходных параметров. Данные СЭС широко применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов (частные коттеджи, пансионаты, санатории, промышленные здания и т. д.). Устанавливаться фотобатареи могут практически везде, начиная от кровли и фасада здания и заканчивая специально выделенными территориями. Установленные мощности тоже колеблются в широком диапазоне, начиная от снабжения отдельных насосов, заканчивая электроснабжением небольшого посёлка.

Солнечные электростанции тарельчатого типа (СЭС тарельчатого типа)

Данный тип солнечных электростанций (СЭС) использует принцип получения электроэнергии, схожий с таковым у Башенных СЭС, но есть отличия в конструкции самой станции. Станция состоит из отдельных модулей. Модуль состоит из опоры, на которую крепится ферменная конструкция приемника и отражателя. Приемник находится на некотором удалении от отражателя, и в нем концентрируются отраженные лучи солнца. Отражатель состоит из зеркал в форме тарелок (отсюда название), радиально расположенных на ферме. Диаметры этих зеркал достигают 2 метров, а количество зеркал — нескольких десятков (в зависимости от мощности модуля). Такие станции могут состоять как из одного модуля (автономные), так и из нескольких десятков (работа параллельно с сетью).

Развитие солнечной энергетики в России и мире

Солнечная энергия все более широко используется для производства электроэнергии при помощи фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) и солнечных энергоустановок с термодинамическим преобразованием энергии.

В 1985 году все установленные мощности мира составляли 0,021 ГВт. В 2005 году производство фотоэлементов в мире составляло 1,656 ГВт. В 2012 году общая мощность мировых гелиоэнергетических установок выросла на 31 ГВт, превысив 100 ГВт, а общая мировая мощность фотоэлементной солнечной энергетики составляла лишь около 0,1 % общемировой генерации электроэнергии. В 2013 году глобально было установлено 39 ГВт фотоэлектрических мощностей. Лидером по установленной мощности является Евросоюз, среди отдельных стран – Китай. По совокупной мощности на душу населения лидер – Германия. В 2010 году 2,7 % потребляемой электроэнергии в Испании и 3 % потребляемой электроэнергии в Италии было получено из солнечной энергии.

В мире ежегодный прирост энергетики за последние пять лет составлял в среднем около 50 %. Полученная на основе солнечного излучения энергия гипотетически сможет к 2050 году обеспечить 20–25 % потребностей человечества в электричестве и сократит выбросы углекислоты. Как полагают эксперты Международного энергетического агентства (IEA), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем уровне распространения передовых технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов — или 20—25 % всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд тонн ежегодно.

Бытующее мнение о том, что Россия, расположенная преимущественно в средних и высоких широтах, не располагает значительными ресурсами солнечной энергии для ее эффективного энергетического использования, не соответствует действительности.

Рис. 7.4. Распределение годовых среднедневных поступлений солнечной энергии по территории России, кВт ч/м2день

На рис. 7.4 приведены годовые среднедневные суммы солнечной радиации на неподвижные наклонные поверхности южной ориентации с оптимальным углом наклона к горизонту, обеспечивающим максимальный «сбор» солнечного излучения. Территория России разбивается преимущественно на 4 окрашенных разными цветами зоны, наиболее «солнечными» районами России оказываются Приморье, юг Иркутской области, Бурятия, Тыва.

Наиболее солнечные регионы России по количеству поступающей солнечной радиации практически не уступают считающимся благоприятными для эффективного использования солнечной энергии европейским странам. Безусловно, Россия характеризуется гораздо более холодным климатом, что накладывает некоторые ограничения и дополнительные требования к солнечным установкам.

Солнечные двигатели

Использование солнечной энергии восходит к глубокой древности, но оно не было до тех пор , в XIX — го века , что первые солнечные двигатели появляются. Наиболее известны солнечные двигатели Огюстена Мушо и Джона Эрикссона , последний стремится связать солнечную энергию с двигателем горячего воздуха , в некоторых случаях более эффективным, чем паровой двигатель .

Солнечные двигатели преобразуют энергию солнца в механическую энергию, которая затем преобразуется в электрическую или любую другую энергию. Солнечные двигатели работают либо с горячим воздухом, либо с водяным паром. В обоих случаях они концентрируют солнечную энергию для нагрева рабочей жидкости (воздуха или воды), которая является движущей силой.

Эксперимент №3

Общая схема такова:

Нагрев происходит следующим образом: лучи от солнечного концентратора (1) через стекло проникают внутрь банки теплоприемника (2), где, попадая на черную поверхность, нагревают ее. Вода, соприкасаясь с поверхностью банки, поглощает тепло. Стекло плохо пропускает инфракрасное (тепловое) излучение, поэтому потери на излучение тепла минимизированы. Поскольку со временем стекло прогревается теплой водой, и начинает излучать тепло, было применено двойное остекление. Идеальный вариант, если между стеклами будет вакуум, но это труднодостижимая задача в домашних условиях. С обратной стороны банка теплоизолирована пенопластом, что также ограничивает излучение тепловой энергии в окружающую среду.

Теплоприемник (2) с помощью трубок (4,5) подключается к бачку (3) (в моем случае пластиковая бутылка). Дно бачка находится на 0.3м выше нагревателя. Такая конструкция обеспечивает конвекцию (самоциркуляцию) воды в системе.

В идеале расширительный бак и трубки должны быть тоже термоизолированы. Эксперимент проводился около 7 часов утра в середине июня. Результаты эксперимента таковы: Мощность 96.8 Ватт, что соответствует примерно 342 Ватт/м.кв.

Т.е. эффективность системы улучшилась более, чем в 3 раза только за счет оптимизации конструкции теплоприемника!

При проведении экспериментов 1,2,3 нацеливание параболы на солнце делалось вручную, «наглазок». Парабола и нагревательные элементы удерживались руками. Т.е. нагреватель не всегда был в фокусе параболы, поскольку руки человека устают и начинают искать более удобное положение, которое не всегда правильное с технической точки зрения.

Как вы могли заметить, с моей стороны были приложены усилия для обеспечения отвратительных условий для проведения эксперимента. Далеко не идеальные условия, а именно:
— не идеальная поверхность концентраторов
— не идеальные отражающие свойства поверхностей концентраторов
— не идеальное ориентирование на солнце
— не идеальное положение нагревателя
— не идеальное время для эксперимента (утро)

не смогли помешать получить вполне приемлемый результат для установки из подручных материалов.

Эксперимент №2

0.6 м

Парабола имела большее фокусное расстояние (фокус за пределами чаши параболы).

Это дало возможность спроецировать лучи на одну поверхность нагревателя и получать в фокусе большую температуру. Парабола без труда прожигает лист бумаги за несколько секунд. Эксперимент проводился около 7 часов утра в начале июня. По результатам эксперимента с тем же объемом воды и той же тарой получил мощность 28 Ватт., что соответствует примерно 102 Ватт/м.кв. Это меньше, чем в первом эксперименте. Это объясняется тем, что солнечные лучи от параболы ложилось на круглую поверхность банки не везде оптимально. Часть лучей проходили мимо, часть падали по касательной. Банка охлаждалась свежим утренним ветерком с одной стороны, в то время как подогревалась с другой. В первом эксперименте за счет того, что фокус был внутри чаши, банка прогревалась со всех сторон.

Преимущества использования

Главным плюсом преобразователей света в электрическую энергию можно считать то обстоятельство, что для их эксплуатации не требуется специальных знаний – станция 10 кВт работает в автоматическом режиме.
Кроме того, несомненным достоинствам следует считать неисчерпаемость источника энергии для работы станции. Расчеты ученых свидетельствуют: Солнце будет излучать около 5 млрд лет.
Долговечность и надежность работы электростанции на солнечных батареях объясняются тем, что эти батареи практически не изнашиваются и крайне редко выходят из строя, так как не содержат движущихся частей. Аккумуляторы солнечной энергии служат не менее 26 лет (некоторые источники свидетельствуют о полувековом сроке службы аккумуляторов), что подтверждают не только расчеты, но многолетняя практика использования.
Еще один немаловажный плюс мощность установки можно изменять, увеличивая или уменьшая количество батарей в схеме.
Электрическая энергия от таких электростанций мощностью 10 кВт достается владельцу совершенно бесплатно (не считая единовременной суммы, потраченной на приобретение самой станции) и является экологически чистой.
Подключение не требует больших временных затрат.
Если СЭС работает параллельно с традиционным электроснабжением, она может выступать в роли источника бесперебойного питания, и это тоже несомненный «плюс» в пользу установки 10 кВт.

Термодинамические солнечные электростанции

Исследовательский проект в Фон-Ромё — Одейо , Франция. Двигатель Стирлинга находится в фокусе параболы

Системы производства энергии позволяют концентрировать солнечную энергию в определенной точке, которая затем может достигать значительной температуры . В этом случае производство электроэнергии возможно, в том числе с помощью паровых турбин или других тепловых двигателей.

Для этого параболические коллекторы нагревают теплоноситель (воду, расплавленные соли, синтетические масла или непосредственно пар), циркулирующий в трубах, расположенных в их геометрической фокусной точке.

Неравномерность, присущую солнечной энергии, можно обойти, либо сохраняя тепло (с помощью резервуара с горячей жидкостью), либо путем гибридизации солнечных концентраторов с традиционной тепловой электростанцией (котел и солнечное тепло питают одну и ту же турбину паром).

Завод в Мохаве в Калифорнии , примерно в 1980 году, был новаторским проектом. Несколько забытый с тех пор, этот сектор снова появился в новостях в 2000-х годах (обеспокоенность по поводу глобального потепления и помощи запасам углеводородов) с множеством пилотных проектов в десяти странах.
Термо-солнечная электростанция Nevada Solar One строится с февраля 2006 года в Боулдер-Сити . В 2009 году он был подключен к сети и развил мощность в 64 мегаватта (третья мощность в мире. По замыслу разработчиков, он устраняет загрязнение, эквивалентное миллиону автомобилей, находящихся в обращении в Соединенных Штатах.
В ноябре 2007 года компания Pacific Gas and Electric объявила о строительстве солнечной электростанции в Сан-Луис-Обиспо , которая вырабатывает 177 МВт электроэнергии для 120 000 домов.
Фемиды солнечная электростанция , экспериментальная один, также произвел электроэнергии во Франции в 1980 — е годы , прежде чем он был усыпить « из- за отсутствия рентабельности» перед лицом падения цен на нефть и удешевления атомной электроэнергии. Он находится в процессе преобразования.
У завода Almeria в Испании не было крупного продолжения по тем же причинам.

В 31 марта 2007 г.В 25 км от Севильи была официально открыта солнечная электростанция PS10 с электрической мощностью 11 МВт , ожидаемая выработка которой составляет около 23 ГВтч / год (т.е. полная выработка электроэнергии составляет 2000 часов в год ). Планируются и другие подобные заводы.

В 2011 году , расположенная на Корсике , была первой крупной французской термодинамической солнечной электростанцией, получившей разрешение на строительство на срок более 30 лет.

1000 м высокая солнечная башня , планируется Buronga в Австралии, была один из самых амбициозных проектов на планете для производства альтернативных источников энергии. Это будет станция возобновляемой энергии, которая будет обеспечивать такую же мощность, как небольшой ядерный реактор, но при этом будет более безопасной и чистой.

В двигателе Стирлинга, соединенном с генератором, может быть одинаково хорошо использована параболическая система концентратора или плоские коллекторы теплоносителя, в зависимости от его рабочего температурного градиента.

Датчики циркулирующего воздуха, встроенные в стены и крышу

Когда он встроен в стену (фасад или крышу), такой датчик может выполнять различные архитектурные функции (стена, отделка, источник тени, шумовой барьер и т. Д. ), Обеспечивать тепло и восстанавливать часть потерь тепла из здания. сам.

Такие системы в настоящее время используются индивидуально, но имеют потенциал для интеграции в эко-микрорайоны , в качестве шумовых барьеров , при обновлении энергии или в новых зданиях с помощью подходов типа интеллектуальных сетей, совместных энергетических сетей, таких как предложенные TRI ( третье промышленное предприятие). революция, особенно продвинутая Джереми Рифкин ).

Летом панели могут собирать более прохладный воздух ночью, а днем, по заявлению производителей, конструкция играет роль «изолятора», ограничивающего нагрев; и 5 м 2 SolarWall сэкономят тонну выбросов CO _2./ год в среднем.

В 6 февраля 2014 г.ArcelorMittal объявила, что она будет производить во Франции (в г. Хайронвилль , Мозель ) стальные коллекторы (плоские или изогнутые) для солнечных стен и крыш системы воздушного отопления SolarWall, которая является «дополнительной оболочкой», которая устанавливается на зданиях ( Ориентация юго-восток — юг — юг-запад), чтобы сэкономить от 20 до 50% обычных потребностей в энергии. Маркетинг этого продукта и концепции, разработанной канадской группой « Консервал Инжиниринг », запланирован на 2014 год. Датчики, разработанные по индивидуальному заказу, подходят для каждого индивидуального или коллективного проекта отопления, а также промышленных и сельскохозяйственных сушильных установок и должны устанавливаться кровельщиками / кровельщиками. или гидроизоляции. Ожидаемый срок их службы без обслуживания — 30 лет. Они признаны системой экологической сертификации LEED (дает до десяти « баллов LEED »).