Виктор Пестриков - Современный дачный электрик
• Максимальный объем отапливаемого помещения – 50 м3.
• Мощность тепловая – 4 кВт.
• Масса – 58 кг.
• Размеры – 370x500x620 мм.
• Объем топки – 41 л.
• Диаметр дымохода – 80 мм.
Условия эксплуатации: на открытом воздухе и в помещении, при температуре от -45 до +45 °C. Сроки эксплуатации при соблюдении инструкции не менее 10 лет.
При современном уровне развития энергосберегающих технологий эта мощность обеспечивает весь необходимый для цивилизованной жизни набор электрических устройств. Разработка проекта осуществлена компанией "Термофор" совместно с компанией "Криотерм".
По результатам лабораторных и полевых испытаний электрогенератор печи выходит на стабильный режим через 6–8 минут после зажигания топлива в печи.
Энергопечь полезна в загородном доме в аварийных ситуациях, при длительном отсутствии электричества в доме. Вырабатываемого печью тока достаточно для подключения 2–3 энергосберегающих лампочек, зарядки аккумуляторов ноутбука, мобильного или спутникового телефона, фото– или видеокамеры, подключения портативного телевизора, радиоприемника, DVD-проигрывателя и других портативных энергосберегающих устройств.
В энергопечи источником электроэнергии является универсальный термоэлектрический генератор B25-12 (М) компании "Криотерм" (рис. 2.29).
Рис. 2.29. Внешний вид универсального термоэлектрического генератора B25-12 (М) компании «Криотерм»
В универсальном термоэлектрическом генераторе B25-12 (М) компании «Криотерм» использованы термогенераторные модули, которые преобразуют тепловую энергию в электрическую. Получается альтернативный источник электроэнергии, позволяющий получать до 50 Вт электроэнергии.
Основные технические характеристики ТЭГ В25-12(М):
Размеры – 252x252x170 мм.
Вес – не более 8,5 кг.
Выходное напряжение, – 12 В.
Выходная мощность – не менее 25 Вт.
Режим работы – стационарный.
Температура установочной поверхности – не более 300 °C.
Обязательное условие работы термогенератора – наличие нагретой поверхности размерами 20x25 см. Термогенератор В25-12(М) обеспечивает непрерывную круглосуточную работу без постоянного наблюдения за его работой. Средний срок службы ТЭГ В25-12(М) не менее 10 лет. Стоимость термогенератора B25-12 (М) в компании " Криотерм" составляет 17 700 руб.
Преимущества энергопечи по сравнению с другими источниками электроэнергии:
• Универсальность – возможность получать электрическую энергию, отапливать помещение и готовить пищу;
• независимость от погодных условий;
• не требует дорогостоящего топлива;
• не требует сервисного обслуживания;
• экологически безопасна;
• бесшумна.
Для расширения возможностей энергопечи к ней можно подключить контроллер заряда/разряда аккумуляторной батареи, аккумуляторную батарею и инвертор.
2.8. Солнечные батареи
2.8.1. Общая информация
Сегодня в России все больше обращают внимание на солнечную энергию. Бытует мнение, что солнечная энергия может эффективно использоваться только в южных странах, а Россия после распада Советского Союза стала считаться северной страной, где солнечного излучения недостаточно.
Последние исследования и разработки специалистов Института высоких температур Российской академии наук (ИВТ РАН) доказывают несостоятельность такой точки зрения. В Лаборатории возобновляемых источников энергии и энергосбережения ИВТ РАН разработан "Атлас распределения ресурсов солнечной энергии по территории России", создана климатическая база данных, ориентированная на исследования в области солнечной энергетики. Составлены карты поступления солнечной радиации на неподвижные поверхности, ориентированные различным образом в пространстве для всех регионов за определенные периоды года (рис. 2.30) [25].
Рис. 2.30. Среднегодовые суммы солнечной радиации, поступающей на оптимально ориентированную поверхность за год
Для эффективного преобразования энергии Солнца важно выбрать оптимальный угол наклона солнечного коллектора, при котором суммарное поступление энергии солнечного излучения на приемную поверхность за рассматриваемый период работы максимально. Оптимизация угла позволяет в 1,3–1,5 раза увеличить сбор энергии по сравнению с ее поступлением на горизонтальную поверхность.
На рис. 2.30 приведено среднегодовое распределение ресурсов энергии солнечной радиации, поступающей в среднем за день на 1 м2 площадки южной ориентации с оптимальным углом наклона к горизонту (для каждой географической точки это свой угол, при котором суммарное за год поступление энергии солнечной радиации на единичную площадку максимально). Как видно из карты, наиболее «солнечными» являются не районы Северного Кавказа, как предполагают многие, а регионы Приморья и юга Сибири (от 4,5 до 5,0 кВт ч/м2 в день). Интересно, что Северный Кавказ, включая известные российские черноморские курорты (Сочи и др.) по среднегодовому поступлению солнечной радиации относятся к той же зоне, что и большая часть Сибири, включая Якутию (4,0–4,5 кВт·ч/м2 в день). Более 60 % территории России, в том числе и многие северные районы, характеризуются среднегодовым поступлением от 3,5 до 4,5 кВт·ч/м2 в день. Все это говорит о перспективности применения солнечных батарей для снабжения электроэнергией загородных домов.
2.8.2. Принцип действия
Солнечная батарея, как известно, представляет собой установку для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую. В коммерческих целях солнечная батарея в виде фотоэлектрического элемента на основе монокристалла кремния была использована в 1952 году в лаборатории «Белл» для электропитания телефонной станции [26].
Современная солнечная батарея состоит из нескольких фотоэлектрических солнечных модулей. Основной материал для изготовления фотоэлектрических элементов – кремний. Кремний с примесью фосфора относится к полупроводнику типа п, с примесью бора – типа p. Когда в зону соприкосновения двух полупроводников попадает солнечная радиация, создается электродвижущая сила, которая может перемещать электрический ток во внешнем контуре, подключенном к n– и p-областям (рис. 2.31).
Рис. 2.31. Устройство и принцип действия кремниевого фотоэлектрического элемента
Солнечный модуль состоит из нескольких пластин монокристаллического кремния, закрепленных на каркасе и покрытых специальным стеклом. Элементы модуля, соединенные электрически, являются базовой основой солнечных модулей. Модули способны вырабатывать электрическую энергию, необходимую для питания бытовых электроустройств, а также могут быть использованы как базовые элементы больших энергосистем.
В зависимости от предназначения солнечные модули могут иметь различные конструктивные решения и разные выходные мощности. Например, компания "ЛМВ ветроэнергетика" (http://ovis.khv.ru/) выпускает три серии солнечных модулей:
• солнечные модули в алюминиевом каркасе – серия MSW, 32 типа в диапазоне мощностей от 3 до 120 Вт;
• бескаркасные солнечные модули – серия "Лира", 16 типов в диапазоне мощностей от 1,7 до 24 Вт;
• солнечные модули на металле – серия MSWm, 16 типов в диапазоне мощностей от 1,7 до 24 Вт.
При подсоединении в параллельные или последовательные цепи большого количества фотоэлементов можно получить приемлемые значения напряжения и силы тока, несмотря на относительно небольшой КПД, не превышающий 24 %. Солнечные модули из отдельных полупроводниковых кремниевых элементов размещают обычно на крыше жилого дома. Толщина пластинки кремния не превышает 0,2–0,3 мм. При покупке солнечного модуля необходимо знать, что 1 м2 пластинки кремниевого элемента дает напряжение 0,5 В, если нагрузка составляет 1 кВт м2. Средний КПД солнечной батареи около 14 %, а срок службы 25 лет. К достоинствам солнечных панелей можно отнести механическую простоту (отсутствие движущихся частей), бесшумность и отсутствие загрязнения окружающей среды. Солнечные энергетические установки бывают двух видов: установки автономного энергоснабжения и установки, отдающие излишки генерации в центральную сеть. В последнем случае можно накапливать электроэнергию в аккумуляторных батареях и через инвертор преобразовывать в напряжение 220 В для подключения стандартных бытовых приборов.
2.8.3. Система электроснабжения на солнечных батареях
При создании системы электроснабжения на солнечных батареях для загородного дома, как и в случае с ветроэнергетическими установками, возможны различные варианты. Одна схема автономного электроснабжения может быть построена с наличием низковольтной сети постоянного тока с напряжением 12 В для освещения (рис. 2.32). При этом загородный дом оборудуется для освещения энергосберегающими лампами 12 В, а для питания бытовой техники на 220 В используется инвертор, подключенный к аккумулятору. Цена энергосберегающих ламп ELS NAPS мощностью 5 Вт на напряжение 12 В (рис. 2.33) составляет 650 руб. [27].
