Как выработать электричество: Как получить бесплатное электричество (мы нашли четыре способа)

Содержание

Потребление электроэнергии в ЕЭС России в 2020 году уменьшилось на 2,4 % по сравнению с 2019 годом

По оперативным данным АО «СО ЕЭС» потребление электроэнергии в Единой энергосистеме России в 2020 году составило 1033,7 млрд кВт•ч, что на 2,4 % меньше объема потребления в 2019 году. Потребление электроэнергии в целом по России в 2020 году составило 1050,4 млрд кВт•ч, что на 2,3 % меньше, чем в 2019 году.

Без учета влияния дополнительного дня 2020 високосного года электропотребление по ЕЭС России и по России в целом уменьшилось на 2,7 % и 2,6 % соответственно.

Выработка электроэнергии в России в 2020 году составила 1063,7 млрд кВт•ч, что на 3,0 % меньше, чем в 2019 году. Электростанции ЕЭС России выработали 1047,0 млрд кВт•ч, что на 3,1 % меньше, чем в 2019 году. Без учета влияния дополнительного дня високосного года снижение выработки электроэнергии составило 3,4 % по ЕЭС России и 3,3 % по России в целом.

Основную нагрузку по обеспечению спроса на электроэнергию в ЕЭС России в 2020 году несли тепловые электростанции (ТЭС), выработка которых составила 555,5 млрд кВт•ч, что на 9,9 % меньше, чем в 2019 году. Выработка ГЭС за 2020 год составила 207,4 млрд кВт•ч (на 9,0 % больше, чем в 2019 году). АЭС в 2020 году выработано 215,5 млрд кВт•ч, что на 3,3 % больше объема электроэнергии, выработанного в 2019 году. Электростанции промышленных предприятий за 2020 год выработали 65,2 млрд кВт•ч (на 3,1 % больше, чем в 2019 году).

Данные за 2020 год

ОЭС

Выработка, млрд кВт•ч

Относительно 2019 года, %

Потребление, млрд кВт•ч

Относительно 2019 года, %

Востока

43,9

0,2

40,7

1,0

Сибири

207,0

-0,8

209,4

-1,0

Урала

246,8

-7,1

246,3

-5,4

Средней Волги

109,4

-0,8

104,6

-4,2

Центра

230,8

-2,3

239,9

-0,8

Северо-Запада

106,3

-5,7

92,2

-2,9

Юга

102,9

-0,2

100,7

-0,6

Потребление электроэнергии в Единой энергосистеме России в декабре 2020 года составило 103,3 млрд кВт•ч, что на 2,2 % больше объема потребления за декабрь 2019 года. Потребление электроэнергии в декабре 2020 года в целом по России составило 104,9 млрд кВт•ч, что так же на 2,2 % больше, чем в декабре 2019 года.

В декабре 2020 года выработка электроэнергии в России в целом составила 106,6 млрд кВт•ч, что на 2,0 % больше, чем в декабре 2019 года. Электростанции ЕЭС России в декабре 2020 года выработали 104,9 млрд кВт•ч электроэнергии, что так же на 2,0 % больше выработки в декабре 2019 года.

Основную нагрузку по обеспечению спроса на электроэнергию в ЕЭС России в декабре 2020 года несли ТЭС, выработка которых составила 60,7 млрд кВт•ч, что на 2,6 % меньше, чем в декабре 2019 года. Выработка ГЭС за декабрь 2020 года составила 17,1 млрд кВт•ч (на 4,0 % больше, чем в декабре 2019 года), выработка АЭС – 20,8 млрд кВт•ч (на 15,2 % больше, чем в декабре 2019 года), выработка электростанций промышленных предприятий – 6,1 млрд кВт•ч (на 1,0 % больше показателя декабря 2019 года).

Максимум потребления электрической мощности в ЕЭС России в декабре 2020 года зафиксирован 25 декабря в 17:00 по московскому времени. Его значение составило 150 434 МВт, что на 1227 МВт (0,8 %) меньше аналогичного показателя 2019 года.

Величина декабрьского максимума потребления мощности является также и максимумом потребления в 2020 году.

Среднемесячная температура воздуха в декабре 2020 года по ЕЭС России составила -10,4 °C что на 4,5 °C ниже ее значения в том же месяце 2019 года.

Данные за декабрь 2020 года

ОЭС

Выработка, млрд кВт•ч

Относительно декабря 2019 года, %

Потребление, млрд кВт•ч

Относительно декабря

2019 года, %

Востока

4,7

-1,0

4,5

-1,0

Сибири

20,5

0,8

20,6

1,2

Урала

23,7

-3,2

23,7

-1,6

Средней Волги

10,4

-0,3

10,5

2,4

Центра

25,4

11,3

24,5

6,1

Северо-Запада

10,1

-6,0

9,1

0,9

Юга

10,2

8,8

10,4

7,1

Суммарные объемы потребления и выработки электроэнергии в целом по России складываются из показателей электропотребления и выработки объектов, расположенных в Единой энергетической системе России, и объектов, работающих в технологически изолированных территориальных энергосистемах (Таймырского автономного округа, Камчатского края, Сахалинской области, Магаданской области, Чукотского автономного округа). Фактические показатели работы энергосистем технологически изолированных территорий представлены субъектами оперативно-диспетчерского управления указанных энергосистем.

Новак сравнил цены на электроэнергию в России и Европе | Новости | Известия

Цена электроэнергии в России сейчас в 20 раз ниже, чем в Европе. Об этом заявил в пятницу, 24 декабря, российский вице-премьер Александр Новак в эфире телеканала «Россия 24».

Он рассказал, что выработка электроэнергии в России вырастет на 6% по итогам текущего года, потребление — на 5%.

По его словам, стоимость электроэнергии в Европе выросла в 4–5 раз из-за газового кризиса «и это не предел». Он отметил, что когда в европейских странах начнет использоваться газ по новой стоимости, энергоцены могут вырасти еще.

Новак подчеркнул, что «искусственное давление, в том числе и политическое», привело к ситуации, за которую теперь «вынуждено расплачиваться прежде всего население», проживающие в европейских странах, где цены на электроэнергию «сегодня тоже зашкаливают».

Вице-премьер добавил, что сейчас в Европе создается искусственное давление для отказа от традиционных источников энергии в пользу «зеленых».

«Сегодня европейские политики хотят единовременно решить вопрос, чтобы перейти на солнце и ветер, отказаться от традиционных источников энергии. Это невозможно. И сегодняшняя ситуация, которая сложилась на газовом рынке еще раз это подтверждает и подчеркивает, что нельзя искусственно отказаться от традиционных источников энергии», — сказал он.

По данным пресс-службы оператора всех российских атомных электростанций концерна «Росэнергоатом» на 24 декабря, АЭС России досрочно выполнили план этого года по выработке электроэнергии в объеме 217,674 млрд кВтч. До конца года планируется выработать не менее 219,933 млрд кВтч.

По итогам 2020 года АЭС России поставили абсолютный рекорд по объему выработанной электроэнергии, нарастив ее до 215,746 млрд кВтч против 208,78 млрд кВтч годом ранее.

В этом году страны Европы столкнулись с энергокризисом. Рост цен на газ начался в конце августа. 6 октября на лондонской бирже ICE стоимость ноябрьского фьючерса TTF на газовом хабе в Нидерландах превысила $1,9 тыс. за 1 тыс. куб. м, установив новый исторический максимум, но потом понизилась. 20 декабря цена газовых фьючерсов в Европе снова побила исторический рекорд, поднявшись выше $2 тыс. По данным торгов на 24 декабря, цены газовых фьючерсов показывают коррекционное снижение, понижаясь до $1293 за тысячу кубометров.

В конце октября бывший министр иностранных дел Австрии Карин Кнайсль заявила, что европейцы создали энергокризис своими руками. Она назвала чересчур амбициозным план Европы по переходу на новый тип энергии, отметив, что нельзя отказаться от чего-то, не заменив это другим.

В середине октября президент России Владимир Путин сообщил, что рост цен на газ в Европе стал следствием дефицита электроэнергии, а не наоборот. По его словам, многие европейские игроки летом не спешили восстанавливать запасы в подземных хранилищах газа. Он опроверг предположение, что высокие котировки на руку производителям сырья.

Американские ученые добыли электричество из магнитного поля электропроводки

Ученые из Университета штата Пенсильвания создали магнитоэлектрический преобразователь, способный извлекать энергию из магнитных полей вокруг сетевых кабелей. Статья с описанием открытия была опубликована в журнале Energy & Environmental Science. Полученную энергию можно без труда использовать для питания небольших IoT-устройств — например, цифрового будильника.
Проблема энергоэффективности и экологичности IoT-устройств становится все более острой по мере развития технологий. Чем более сложными становятся системы, тем большее количество энергии требуется для их обеспечения. Встроенные батареи имеют ограниченный запас ресурсов, а для бесперебойного функционирования высокопроизводительного оборудования сроки службы должны составлять месяцы и годы. В связи с этим на первый план выходят «зеленые технологии» и сбор свободной энергией — то есть добыча ресурсов из внешних источников, например, тепла, вибрации или света.
Именно такой подход использовали в своем изобретении пенсильванские ученые. В качестве добывающего элемента выступила многослойная тонкая пластинка, состоящая из слоя пьезоэлектрика и слоя из магнитострикционного материала. Попадая в магнитное поле электропроводки такая пластинка начинает вибрировать и деформирует приклеенную к ней пластину из пьезоэлектрика. В результате такой деформации по проводам, подключенным к пластине, начинает течь электрический ток.
Сам магнитострикционный материал при этом вырабатывает до 16% электричества. Остальную выработку дает колебание постоянного магнита в электромагнитном поле. Ученые утверждают, что элемент позволяет генерировать напряжение до 80 Вт в поле силой 300 мкТл. Такого заряда достаточно, чтобы обеспечить прямое питание будильника или часов на расстоянии до 20 см от электропроводки.
«Преимущество такого подхода в том, что магнитное поле, создаваемое вокруг электропроводки — это вездесущая и дешевая энергия. Она есть везде: в наших домах, офисах, автомобилях. Возможность собирать этот фоновый шум и преобразовывать его в полезное электричество может обогатить наш подход к архитектуре «зеленой» энергии», — отмечает один из авторов исследования, инженер Шашанк Прия.

Источник: https://www.electronicsweekly.com/news/research-news/milliwats-electricity-mains-magnetic-field-2020-04/

Финны научили материал вырабатывать электричество из трех источников

University of Oulu / YouTube

Исследователи из Университета Оулу в Финляндии представили материал, способный вырабатывать электричество из трех источников: света, тепла и механической энергии. Это исследование стало продолжением предыдущей работы, опубликованной в феврале, но теперь ученые немного изменили состав и продемонстрировали образцы материала и его свойства. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.

При движении человек выделяет большое количество энергии, проявляющейся в виде тепла и энергии движения тела. Существуют разработки, которые позволяют извлекать часть этой энергии и использовать ее для работы носимых устройств, таких как механические часы с автоподзаводом или современные умные часы и браслеты. Но такие генераторы электричества используют либо один источник энергии, либо комбинируют несколько материалов и конструкций.

Ученые из Университета Оулу решили создать один материал, который сможет вырабатывать электричество от различных источников, тем самым получая больше энергии и диверсифицируя ее. Они решили использовать перовскит состава (K0.5Na0.5)NbO3, легированный двумя процентами Ba(Ni0.5Nb0.5)O3−δ. Известны кристаллы со структурой перовскита, которые проявляют фотоэффект, обладают пироэлектрическими или пьезоэлектрическими свойствами. Но ученым впервые удалось объединить их в одном материале.

Ученые продемонстрировали свойства материала, присоединив к нему электроды, подключенные к измерителю тока. Материал подвергался всем трем типам воздействий поочередно: на него светила лампа, дул горячий воздух из промышленного фена, и ученый нажимал пальцем на образец. Во всех трех случаях в образце начинал протекать электрический ток. Необходимо отметить, что на данный момент материал способен показывать плотность тока не более нескольких наноампер на квадратный сантиметр, поэтому пока применения материала сильно ограничены.


В 2016 году американские ученые представили материал, способный вырабатывать электричество из прикосновений, и создали на его основе клавиатуру и дисплей, которым для работы хватает энергии прикосновений пальцев. А в 2017 году та же исследовательская группа обнаружила в материале обратный эффект — преобразование электрической энергии в механические колебания, и создала флаг с тонким динамиком внутри.

Григорий Копиев

Как вырабатывать электричество крутя педали?

На первом фото немецкие связисты времен первой мировой войны вырабатывают электричество для походной радиостанции. Такие девайсы были в ходу в начале 20-го века.

Актувльны такие устройства и сейчас. Когда нефть и газ закончится у всех, электричество можно будет получать только из динамо-машин с педальным приводом ;). Поэтому предлагаю всем немедленно наладить производство такой электроэнергии.

Как вырабатывать электричество крутя педали? Для получения киловатт-часа энергии необходимо вращать педали примерно 10 часов. Нет никакого смысла говорить о промышленных масштабах производства электроэнергии с помощью педальных генераторов. Тем не менее такой способ получения электрического тока требуется достаточно часто, потому что с помощью мускульной силы мы можем вырабатывать электричество где угодно без потребления топлива, днём и ночью. Оборудование дешёвое и практически не требует технического обслуживания.

В основном они требуются в двух случаях:

— Для подзарядки батарей для мобильных устройств во время путешествий на велосипеде.
— Для выработки как можно большего количества электроэнергии на стационарных педальных генераторах.

Внутреннее устройство двигателя втулки

Педальные велогенераторы предназначены для получения электричества в отдалённых районах, где неудобно использовать солнечные батареи неудобны. Генератор для велосипеда может вырабатывать до 300 Вт электроенерги (в среднем 40-150 Вт в зависимости от велосипедиста).

В интернете дано много рекомендаций, как своими руками сделать велосипедный генератор, работающий за счёт вращения педалей. Самодельные генераторы не лучший выбор, так как они содержат много редких ненужных деталей или требуют много работы по адаптации генератора к велосипеду, страдают от проблем с трением, проскальзыванием ремня и быстрого износа.

С ростом популярности электрических велосипедов купить педальный втулочный электрогенератор стало проще. Сейчас хороший выбор вело-мотор-генераторов китайского производства, которые уже можно купить менее чем за 100 евро. В них магниты перенесены на ротор, а медная обмотка неподвижна. Достаточно неплохие динамо-машины.

Как правильно выбрать велогенератор.

Мотор устанавливается на неподвижный велосипед — это задний втулочный мотор (переднее колесо неподвижного велосипеда не вращается).

Для хорошей производительности в моторе должны использоваться современные редкоземельные постоянные магниты, велогенератор должен быть бесщёточной конструкции. Для получения хорошего эффекта инерции, он должен быть тяжёлым и представлять собой электрическое велосипедное колесо. Для уменьшения механических потерь мотор должен быть прямоприводным/не использовать передач на шестерёнках.

Чтобы человек мог справится с педалированием в течении длительного времени, мотор должен давать мощность не менее 200 Вт. Чем больше — тем лучше (снижаются потери, возрастает масса). Напряжение мотора должно превышать заданное выходное напряжение, чтобы оно не падало ниже критического значения, даже во время педалирования не на полную мощность.

На втором фото показано внутреннее устройство мотор-колеса, исполненного в виде втулочного генератора на 24 В, 500 Вт производства Golden Motor / Jiangsu, заряжающего аккумулятор 12 В.

Установка генератора на велосипед.

Найдите велосипед — любую рухлядь, но с работающими передней осью, педалями, цепью, седлом и желательно задним переключателем. Замените заднее колесо на втулочный мотор. Установите велосипед на опору так, чтобы заднее колесо могло свободно вращаться. Также можно подвесить зад велосипеда, чтобы он совсем не касался земли, взять подставку из металлических кронштейнов, установленных на деревянное основание.

Вернуть велосипед в его исходное состояние можно очень быстро — нужно лишь снять с опоры и поставить колесо назад.

Электрическая схема подзарядки аккумуляторов с помощью педального генератора. Мотор-генератор расположен слева схемы, выходящее напряжении (+/-12 В) — справа. К выходу можно подсоединить любую нагрузку: лампочки, люминесцентные лампы, светодиодное осветительное оборудование, радио, портативное зарядное устройство для мобильного телефона, телевизор, спутниковый ресивер, инвертор. Все подключённые устройства должны быть рассчитаны на 12 В.

Схема мощного педального генератора

Разберём схему более детально. Велосипедный генератор производит 3-трёхфазный переменный ток, который перед использованием необходимо преобразовать в постоянный. Трёхфазный выпрямитель можно сделать из шести диодов или приобрести в готовом виде (используется в ветроэнергетике). Он выглядит как обычный мостовой выпрямитель, только снабжён пятью клеммами вместо четырёх. Выпрямитель должен быть рассчитан не меньше чем на 100 В и 35 А. Каждый из диодов должен выдерживать такое же напряжение, но только половину тока (20 А). Для выпрямителя требуется некоторое охлаждение — поэтому прикрепите его к большой металлической детали.

Выходная мощность выпрямителя не может напрямую подаваться на лампочку или телевизор, так как при педалировании не вырабатывается стабильное напряжение. Оно будет колебаться между нулём и максимумом и может повредить оборудование. Данная проблема решается подсоединением аккумулятора параллельно к выходу выпрямителя, который будет поглощать лишнюю мощность вырабатываемую генератором и заполнять промежутки времени, когда генератор не вырабатывает достаточно мощности или даже останавливается на короткое время. Аккумулятор не обязательно должен быть большим или каким-то особенным — подходит любой свинцово-кислотный аккумулятор. Если он имеет большую ёмкость это тоже неплохо. Можно использовать старый аккумулятор компьютерного ИБП на 12 В 16 А·ч. Для домашнего применения рекомендуются герметичные аккумуляторы, не выделяющие газов.

На схеме есть и другие компоненты. Один из них это плавкий предохранитель, который нужен на случай короткого замыкания. Аккумулятор производит настолько сильный ток, что даже может воспламенится кабель. Рекомендуется кабель 2.5 мм2 и плавкий предохранитель на 30 А. Также на схеме есть два измерительных прибора (нет на фотографии). Один вольтметр (со своим плавким предохранителем) и один амперметр. Несмотря на то что педальный генератор работает и без них, вольтметр крайне рекомендуется ради исправности аккумулятора. Лучше брать цифровой вольтметр. Как только на нём высветится 14 В (для систем на 12 В) нужно прекратить вращать педали. Никогда не превышайте 15 В. Напряжение также не должно падать ниже 10.5 В. Аналоговый амперметр (с нулевой отметкой в середине шкалы) не очень важен, но он показывает идёт ли закачка энергии в аккумулятор (в итоге ведущая к полной зарядке аккумулятора) или потребление (ведущее к разряду аккумулятора). В схеме не может использоваться цифровой амперметр, так как ток меняется слишком часто, что не позволяет стабильно считывать показания. Диапазон амперметра зависит от отводимого нагрузкой тока. Лучше всего купить с диапазоном +/- 20 А.

Прочитать больше

Электричество можно добыть из снега / Хабр


Каждый, кто хоть раз помогал «прикурить» севший от сильного холода автомобильный аккумулятор, знает, что мороз и электричество не сочетаются. Однако исследовательская компания Nanotech Energy придумала способ добычи электричества из снега. Доклад об этом появился в журнале Nano Energy в июне 2019 года, но с приближением зимы тема становится как нельзя более актуальной.

Ещё в 1960-х годах учёные заметили, что у снега есть интересное свойство: он несёт положительный заряд. Соответственно, при взаимодействии с материалом, несущим отрицательный заряд, из снега можно извлечь энергию. Эту особенность и взяли на вооружение исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), создав небольшой

силиконовый датчик-генератор

, способный получать электричество прямо из снега.

«Снег уже имеет заряд, и мы подумали, почему бы не взять другой материал с противоположным зарядом и не попробовать создать электричество?»

— Махер Эль-Кади, технический директор исследовательской компании Nanotech Energy.

Устройство получило название Snow TENG (снежный трибоэлектрический наногенератор). Как видно из названия, работает оно за счёт трибоэлектрического эффекта (появления электрических зарядов в материале в результате трения). Подобные устройства используются для создания генераторов малой мощности, получающих энергию от движения тела, прикосновений к поверхности или шагов человека по полу.


Команда UCLA крепила устройство на подошвы ботинок и шины велосипедов

Почему устройство силиконовое? Исследователи протестировали разные материалы, включая тефлоновую и алюминиевую фольгу. Но силикон оказался эффективнее. Этот дешёвый материал лучше всего справился с «захватом» электронов.

Snow TENG легко изготовить с помощью 3D-принтера. На пластиковый электрод, способный «захватывать» статическое электричество, наносится слой силикона. Готовое устройство получается прочным, гибким, водостойким и лёгким. При этом оно не требует никаких дополнительных элементов питания. Учитывая, что в основе технологии лежит силикон, Snow TENG вполне реально превратить в прозрачный водонепроницаемый спрей.

Это интересная возможность, ведь тогда его можно нанести на солнечные батареи, чтобы они могли работать в удалённых заснеженных районах и генерировали энергию даже в метель. Snow TENG можно использовать для создания энергонезависимых метеостанций. Или вообще покрыть им стены зданий. Это, с одной стороны, повысит уровень гидроизоляции, а с другой — во время снегопада здание станет огромным электрогенератором.


Энергии хватит, чтобы подзарядить арктическую метеостанцию или «умные» часы

Где подвох?

Ложка дёгтя, конечно, есть. Проблема в малой удельной мощности устройства, которая составляет 0,2 мВт на квадратный метр. То есть напрямую к электросети подключать Snow TENG бессмысленно. А вот для питания небольших устройств технология вполне подходит. Так что вполне вероятно, что вскоре появится носимая электроника для зимних видов спорта, способная подзаряжаться от движения лыж или ботинок по снегу.

Энергичная утилизация: как превратить отходы в энергию | Альтернативная энергетика

По традиции во Всемирный день окружающей среды, который ежегодно отмечается 5 июня, рассказываем о проектах в сфере экологии.

Центральная тема нацпроекта «Экология» – решение проблемы с утилизацией мусора. В этой глобальной реформе системы обращения с отходами активное участие принимает Ростех в лице своей дочерней структуры «РТ-Инвест». Компания выступает оператором сразу в двух важнейших проектах – строительстве специальных комплексов по переработке отходов (КПО) и возведении заводов по энергетической утилизации мусора.

Первый инновационный КПО Ростех сдал в эксплуатацию в октябре прошлого года. Совсем скоро в подмосковной Кашире откроется уже третий такой комплекс. Современный КПО может дать «вторую жизнь» примерно 50% отходов, а то, что переработке не подлежит, станет топливом для заводов проекта «Энергия из отходов». На данный момент «РТ-Инвест» строит несколько таких заводов, и как уверяют в компании, на сроках ввода объектов не скажется даже ситуация с COVID-19.

О том, как новые технологии позволяют без ущерба для экологии решить проблему мусорных полигонов и свалок, – в нашем материале.

«Экология» национального масштаба

Национальный проект «Экология», наряду с другими 11 нацпроектами, был утвержден указом Владимира Путина в мае 2018 года. Его цель – улучшить экологическую обстановку в России и создать комфортные условия для жизни в стране. Работа ведется по пяти направлениям: отходы, вода, воздух, природа и животные, наилучшие доступные технологии.

Проблема утилизации отходов стала одной из центральных тем нацпроекта. По данным Совета при президенте по развитию гражданского общества и правам человека, в нашей стране насчитывается около 15 тыс. только официальных свалок, которые занимают общую площадь, равную 4 млн гектаров. Это сопоставимо с территорией целой страны, например, Швейцарией.


Каждый год в России образуется примерно 70 млн тонн твердых коммунальных отходов (ТКО). Практически все это вывозится на полигоны, санкционированные и несанкционированные свалки, закапывается в землю самым примитивным образом. Растущие горы мусора ежегодно «завоевывают» новые земли.

Программа «Комплексная система обращения с твердыми коммунальными отходами» национального проекта «Экология» включает среди прочего следующие целевые показатели: к 2024 году доля обрабатываемого мусора должна увеличиться с 12% до 60%, перерабатываемого – с 7% до 36%, а также планируется ввести в эксплуатацию объекты по обработке отходов общей мощностью 37,1 млн тонн.

«Умная» сортировка: как извлечь из мусора полезное

Создание современных КПО, где из мусора извлекают максимально возможное количество полезных фракций, является одним из важнейших этапов системы утилизации отходов. На сегодняшний день «РТ-Инвест» запустила уже два таких комплекса по переработке отходов – в Коломенском и Сергиево-Посадском городских округах. Скоро откроется третий – в подмосковной Кашире. Четвертый объект будет сдан в эксплуатацию в конце года в Можайском городском округе.

Инновационный КПО может обеспечить эффективную переработку примерно 50% от общего объема отходов. Причем процесс сортировки отходов на таких комплексах практически полностью автоматизирован, как говорят местные сотрудники: «Здесь вкалывают роботы». Персонал  работает лишь на контрольном участке отбора крупных фракций, для исключения их попадания на ленты сортировки. Далее «умная» техника сама выбирает из потока полезные фракции и превращает их в брикеты. Стоит отметить, что доля локализованного оборудования на КПО «РТ-Инвест» превышает уже 70%. 


В самом начале своего «превращения» вторсырье проходит через «барабанный грохот» – гигантское сито. Оно помогает разделить отходы на фракции различных размеров: крупные (больше 30 см), средние (от 7 см) и мелкие (меньше 7 см).

Мелкий мусор вместе с органическими отходами направляется в цех компостирования. Здесь тоже все автоматизировано: раз в три дня машины ворошат так называемые бурты с органикой, для переработки которой добавляют термофильные бактерии. Это ускоряет процесс разложения – если в обычных условиях это занимает в среднем 2-3 месяца, то здесь срок сокращается до двух недель. В результате получается технический грунт, который пригоден для пересыпки и рекультивации полигонов, а также отсыпки дорог.

Неорганический мусор, пройдя «барабанный грохот», двигается своим путем – через различные сепараторы. Вначале оптический сепаратор выделяет все полимеры, то есть пластик, которые отправляют на дополнительную сортировку. Магнитный сепаратор отбирает из потока черные металлы. Также здесь работает устройство для отбора цветных металлов. Все эти высокоточные сборщики практически не оставляют вторсырью никаких шансов проскочить мимо. Каждая фракция собирается на своей конвейерной ленте, а затем прессуется в брикеты массой от 200 кг до 1 тонны.

Сжигая «хвосты»: отходы как источник энергии

Благодаря такой слаженной работе КПО объем входящих отходов сокращается примерно вдвое. На выходе остается только то, что переработать нельзя, или так называемые «хвосты». Именно они и будут отправляться на термическую переработку, то есть на заводы. И речь идет не о классических мусоросжигательных заводах, а совершенно новом подходе к переработке отходов. Он базируется на том, что мусор может стать возобновляемым источником энергии. Сегодня существует даже специальный термин Waste-to-Energy (WtE). Именно такие современные предприятия по утилизации отходов строит «РТ-Инвест», поэтому этот проект и получил одноименное название – «Энергия из отходов».

На сегодняшний день компания уже возводит четыре пилотных завода на территории Московской области (в Воскресенском, Наро-Фоминском, Солнечногорском и Богородском округах), а также в Республике Татарстан. Ближе всех к открытию завод в Воскресенском районе – сейчас здесь ведется монтаж крупногабаритного котельного оборудования. В Наро-Фоминске уже начались работы, в Солнечногорском и Богородском округах проводится процедура по выбору генподрядчика и заключению договора. В Татарстане также приступили к подготовительному этапу строительных работ. Как отмечают в «РТ-Инвест», несмотря на ограничения в связи с пандемией коронавируса, в целом все идет по плану. Заводы должны быть сданы в эксплуатацию к концу 2022 года.


Инфографика: Проект «Энергия из отходов»

Но на пилотном строительстве нескольких заводов проект «Энергия из отходов» не завершится. В России появятся еще как минимум 25 таких предприятий по переработке мусора в энергию. Соответствующее соглашение недавно заключили государственные корпорации Ростех, Росатом и ВЭБ.РФ. По предварительным подсчетам, это позволит предотвратить возникновение более 80 новых мусорных полигонов, закрыть 25 действующих и сохранить около 60 тыс. гектаров земель.

Безусловно, утилизация отходов – главная цель такого современного завода, а электроэнергия – побочный продукт, но при этом экономически весьма ощутимый. Один завод может выработать электроэнергию, которой хватит для работы самого предприятия, а помимо этого сеть может получить дополнительные миллионы киловатт в год. К примеру, одна тонна отходов дает 690 кВт⋅ч «зеленой» электроэнергии. Таким образом, только первые пять пилотных заводов суммарно могут выдать до 2,2 млрд кВт⋅ч электроэнергии в год.

Сверхсовременное предприятие, а не «керосинка»

Проект по созданию новых заводов «Энергия из отходов» уже получил положительные заключения государственной экологической экспертизы, тем не менее остается под пристальным вниманием экологов.

Основные мифы об опасности мусоросжигания относятся к заводам старых поколений, где температура сжигания не превышает 800 градусов. Новые заводы – не «керосинки», которые пагубно влияют на экологию, а сверхсовременные предприятия с передовыми технологиями. Здесь температура сжигания достигает 1260 °C, что обеспечивает полный распад опасных веществ. При этом используется совершенная система фильтрации – выбросов от такого завода меньше, чем от проезжающих по любой федеральной трассе автомобилей.


В итоге, после того как отходы термически уничтожены при очень высоких температурах, а киловатты электроэнергии пополнили сеть, остаются шлак и зола. Шлак – это четвертый класс опасности отходов, то есть практически безвредный. Его, после выбора содержащихся в нем металлов, применяют, к примеру, в дорожном строительстве. Так, в Японии с его помощью насыпают в океане острова (что говорит о многом, учитывая ответственное отношение японцев к экологии).

Зола относится к третьему классу опасности отходов. Она образуется на фильтрах, которые установлены для очистки дымовых газов сжигания. Летучая зола будет составлять всего около 3% от общего объема переработанных отходов, тем не менее рассматриваются различные способы ее применения. Например, существует британская технология под названием Carbon8, которая успешно превращает золу в различные блоки, бордюры, плитку и даже в цемент.

Сегодня в разных странах мира функционируют более 1500 заводов по утилизации отходов в электроэнергию. В настоящее время строительство заводов Waste-to-Energy ведется в Швейцарии, Великобритании, Финляндии, Сербии, Сингапуре, ОАЭ, Турции, Австралии, Мексике, на Мальте, Шри-Ланке и других странах. Только в Евросоюзе сейчас строится более 30 аналогичных предприятий.

Фото: Официальный сайт мусоросжигательного завода Amager Bakke в Копенгагене

О безопасности данной технологии говорит только тот факт, что во многих европейских странах такие предприятия располагают прямо в черте города, как, например, в Париже. Они есть также в Вене, Копенгагене, Амстердаме, Лондоне и других городах. Порядка 200 из европейских заводов построены по технологиям швейцарско-японской компании Hitachi Zosen Inova – мирового лидера в области термической переработки отходов. По всему миру эта компания построила под ключ более 600 таких объектов. Именно Hitachi Zosen Inova выступает техническим партнером «РТ-Инвест».

Как считают в «РТ-Инвесте», переход к новой системе обращения с отходами требует информационной открытости. Недоверие к строительству новых заводов и к отрасли в целом зачастую вызвано нехваткой информации, и компания планирует исправить такое положение дел. В частности, данные мониторинга состава веществ на выходе из трубы каждого завода будут доступны в режиме онлайн для всех. Ну а в будущем каждый желающий сможет, так сказать, все увидеть своими глазами, – заводы могут стать не просто частью экологической инфраструктуры, но и объектами индустриального туризма.

13.7: Космос и культура: NPR

Скунсовый медведь NPR Ютуб

Слушатель NPR (возможно, с лучшим никнеймом в Твиттере — Буки МакРидерпантс) спросил, может ли дом питаться от велосипедного генератора.

Интересный выпуск об энергетике и современном мире.И короткий ответ исходит от простого прогона чисел.

Типичный дом в США потребляет около 1000 киловатт-часов энергии в месяц. Итак, отвечая на вопрос Буки МакРидерпанца, можете ли вы самостоятельно генерировать столько энергии на велотренажере?

Нет.

Даже не близко.

При езде на велосипеде в разумном темпе генерируется около 100 Вт мощности. Это та же самая энергия за время, используемая 100-ваттной лампочкой. Таким образом, если вы крутите педали по восемь часов каждый день в течение 30 дней (без выходных), то, посчитав, вы выработаете 24 киловатт-часа (кВтч) энергии.Обратите внимание, что я не беспокоюсь об эффективности задействованных электрических систем, что приведет к снижению числа ближе к 16 кВтч.

Это всего лишь 2,4 процента энергии, потребляемой вашим домом каждый месяц из-за освещения, мытья посуды, работы кондиционера и видеоигр на PS4 (например, Deus Ex: Mankind Divided).

А теперь остановись и хорошенько подумай об этом.

Езда на велосипеде, полный рабочий день, каждый день, без выходных, в течение четырех недель дает вам лишь несколько процентов вашего месячного потребления энергии.Несоответствие между тем, что вы лично можете создать, и тем, что вы лично используете, многое говорит о том, что произошло с цивилизацией и планетой за последние пару столетий.

Подумайте об этом. За всю человеческую историю количество энергии, которое среднестатистический человек должен был тратить каждый день, равнялось силе одного человека.

Дух.

И сколько это было в пересчете на энергию? Ну, наш пример с маленьким велосипедом дает нам хорошую оценку: восемь часов езды на велосипеде в день дают 800 Втч (0.8 кВтч). Таким образом, с момента зарождения нашего вида 300 000 лет назад 0,8 кВтч было энергией, доступной почти всем каждый день. Если бы вы лично хотели больше энергии, вам нужно было бы купить чью-то личную силу в виде слуг или, что еще хуже, порабощенного населения.

Но открытие ископаемого топлива сделало нечто удивительное. Если мы посмотрим на пример с нашим домом, то увидим, что энергия, поступающая в наши дома от некоторых удаленных электростанций, эквивалентна тому, что около 40 человек крутят для нас велосипеды.Те маленькие розетки в стене, в которые мы втыкаем свои вещи, дают нам мощность 40 слуг. (Если я включу неэффективность электричества, это число увеличится примерно до 50 слуг.)

Мы все буквально живем как короли.

Но, как мы знаем, использование такого количества энергии имеет последствия для планеты в виде изменения климата. Хитрость теперь заключается в том, чтобы понять, как поддерживать разумный уровень мощности, доступный для всех, используя источники энергии, которые имеют меньшую планетарную обратную связь.

Адам Франк — соучредитель блога 13.7, профессор астрофизики Рочестерского университета, автор книг и самопровозглашенный «евангелист науки». Вы можете быть в курсе того, что думает Адам, на Facebook и Twitter: @adamfrank4

способ. Подпишитесь на Skunk Bear , научный канал NPR на YouTube, чтобы увидеть больше ответов.

Производство электроэнергии: ископаемое топливо | Давайте поговорим о науке

Ископаемое топливо в Канаде

Ископаемое топливо является распространенным источником энергии для производства электроэнергии в Канаде. В 2016 году Канада получала около 9,3 % своей электроэнергии из угля, 9,6 % из природного газа и 0,5 % из нефти и дизельного топлива. Большая часть электроэнергии в Альберте, Саскачеване, Новой Шотландии и Нунавуте производится за счет ископаемого топлива. Другие провинции также используют ископаемое топливо для выработки электроэнергии. Более 60% мира используют уголь, нефть и природный газ для производства электроэнергии.

Загрузка…

График — текстовая версия

На круговой диаграмме показано производство электроэнергии в Канаде по видам топлива в 2016 году. На долю гидроэнергетики приходилось 58,8% производства электроэнергии, за ней следуют атомная энергия 14,6%, уголь 9,3%, природный газ 9,6%, ветер 4,7%, биомасса 2%, нефть и дизельное топливо 0,5%. и 0,5% солнечной энергии.

Знаете ли вы?

В 2003 году 25% электроэнергии в Онтарио вырабатывалось за счет сжигания угля. Последняя угольная электростанция в Онтарио закрылась в 2014 году.

Что такое ископаемое топливо?

Ископаемое топливо – остатки мертвых растений и животных.За миллионы лет тепло и давление превращают эти вещества в нефть, природный газ и уголь. На нашей планете ограниченное количество ископаемого топлива. Это делает его невозобновляемым ресурсом . Если мы продолжим использовать большое количество ископаемого топлива, оно закончится.

Как мы используем ископаемое топливо для производства электроэнергии?

Мы сжигаем или сжигаем ископаемое топливо для выработки электроэнергии. Термин для сжигания вещества для выработки электрической энергии составляет тепловой генерации .Электричество не производится из самого сгорания. Сжигание угля или нефти нагревает гигантские котлы , заполненные водой. Это превращает жидкую воду в пар . Пар создает много давления в котле. Давление приводит во вращение паровую турбину . Это приводит в действие генератор для производства электроэнергии.

Процесс выработки электроэнергии на электростанции, работающей на угле (Let’s Talk Science с использованием общедоступного изображения Управления долины Теннесси через Wikimedia Commons).

 

Процесс немного отличается на газовых установках . На заводах, работающих на природном газе, вместо паровых турбин используются газовые турбины . В газовой турбине природный газ сгорает в присутствии воздуха. Нагретый воздух расширяется и заставляет турбину вращаться.

Вращение турбины приводит в движение генератор . Это генератор, который производит электричество.Другие движущиеся объекты, такие как ветер и вода, также могут вращать турбины.

Генераторы — это устройства, преобразующие механическую энергию в электрическую энергию . Во-первых, давление от нагретого воздуха делает оборот ротора . Ротор представляет собой вал, расположенный в центре генератора. Ротор соединяется с катушкой провода . Провод вращается внутри фиксированного магнита вокруг него, называемого статором . Магнитное поле толкает электроны вдоль провода.Это формирует электрический ток. Название этого процесса — электромагнитная индукция.

Части генератора (Let’s Talk Science с использованием изображения Graphic_BKK1979 через iStockphoto)

Сколько энергии может генерировать ископаемое топливо?

Люди используют ископаемое топливо, потому что оно более энергоемкое, чем другие источники.Например, 1 килограмм природного газа содержит 53,1 мегаджоуля энергии. 1 килограмм древесины содержит всего 19,8 мегаджоулей. Это означает, что 1 кг природного газа может генерировать намного больше электроэнергии, чем такое же количество древесины.

Знаете ли вы?

Джоуль — единица измерения энергии. Он назван в честь Джеймса Прескотта Джоуля. Он изучал взаимосвязь между теплом, электричеством и механической работой.

Энергосодержание различных источников энергии (©2020 Let’s Talk Science.Источник данных: Институт Брукингса). < /p>Изображение — текстовая версия

Энергоемкость природного газа составляет 53,1 МДж на килограмм, энергоемкость бензина и дизельного топлива составляет 45,8 МДж на килограмм, энергоемкость древесного угля составляет 34,7 МДж на килограмм, энергоемкость угля составляет 30,2 МДж на килограмм, Энергоемкость древесины составляет 19,8 мегаджоулей на килограмм, а энергоемкость литий-ионной батареи равна 0.5 мегаджоулей на килограмм.

 

325 кг угля необходимо для питания одной 100-ваттной лампочки накаливания в течение 24 часов в сутки в течение года. Стандартная угольная электростанция мощностью 500 МВт ежегодно производит около 3,5 миллиардов киловатт-часов. Этой энергии достаточно для питания 4 миллионов лампочек 24 часа в сутки в течение одного года.

Преимущества ископаемого топлива для производства электроэнергии

Использование ископаемого топлива является недорогим методом производства электроэнергии. Это связано с тем, что добывать уголь, природный газ и нефть из-под земли несложно.Ископаемое топливо легко хранить и транспортировать из-за его высокой плотности энергии. Вещи, необходимые для извлечения, транспортировки и использования ископаемого топлива, уже существуют. Это делает их еще более дешевыми в использовании. Ископаемое топливо также не зависит от таких вещей, как погода. Эти факторы делают ископаемое топливо надежным источником энергии.

Угольная шахта в Альберте (Источник: bgsmith через iStockphoto).

 

Недостатки ископаемого топлива для производства электроэнергии

Благодаря простоте использования и дешевизне ископаемое топливо кажется хорошим источником электроэнергии. Тем не менее, стоимость ископаемого топлива для общества намного выше, чем его нынешняя цена. Сжигание ископаемого топлива способствует изменению климата . Это связано с тем, что он выбрасывает в воздух углекислого газа и других парниковых газов .Производство электроэнергии является одним из основных источников парниковых газов. На его долю приходится около 25 % глобальных выбросов. При сжигании угля для производства электроэнергии выделяется большое количество парниковых газов. В 2016 году 67,8 % выбросов парниковых газов при производстве электроэнергии в Канаде приходилось на уголь. Но только 9,3% электроэнергии в Канаде приходится на уголь.

Загрузка…

График — текстовая версия

Круговая диаграмма, иллюстрирующая выбросы парниковых газов по видам топлива в 2016 г. На уголь приходится 67,8% выбросов в Канаде при производстве электроэнергии, за ним следуют 28%.9% из природного газа 3,2% из нефти и дизельного топлива.

 

Производство электроэнергии с использованием ископаемого топлива также приводит к образованию других загрязняющих веществ . Например, при сжигании угля и нефти выделяется оксидов азота и диоксида серы газа. Эти загрязняющие вещества могут вызывать кислотные дожди , которые наносят вред почвам, лесам, озерам и рекам. При сжигании ископаемого топлива, особенно угля, в воздух также выбрасывается твердых частиц . Твердые частицы могут привести к сердечным приступам, инсультам, раку легких и другим заболеваниям.

Есть много проблем со сжиганием ископаемого топлива. Но сжигание ископаемого топлива привело к большому прогрессу, которого мы достигли как вид. В течение многих десятилетий электричество было возможно только благодаря ископаемому топливу. Ископаемое топливо привело к промышленной революции. И это улучшило качество жизни во всем мире. Многие развивающиеся страны полагаются на ископаемое топливо. Для них ископаемое топливо может сыграть роль в увеличении производства энергии, что приведет к сокращению бедности.

 

Производство электроэнергии / Использование энергии Земли / Энергия Земли / Научные темы / Обучение / Дом

Горячую воду и пар из геотермальных систем можно добывать через пробуренные геотермальные скважины.Электричество вырабатывается за счет использования пара или вторичных жидкостей для привода турбин, которые, в свою очередь, приводят в действие генераторы. Избыток жидкости закачивается обратно в подземный резервуар, чтобы продлить срок службы системы.

Узнайте больше об извлечении тепла.

Сухие паровые электростанции
  • Первый тип геотермальных электростанций (Италия, 1904 г.).
  • Очень эффективен для выработки электроэнергии.
  • Завод
  • использует пар, доступ к которому осуществляется путем бурения непосредственно в подземном источнике.
Электростанции мгновенного испарения
  • Гидротермальный флюид с температурой 240-290°C выталкивается на поверхность высоким давлением в подземном резервуаре.
  • Когда эта очень горячая жидкость достигает поверхности, она попадает в сепаратор, где давление мгновенно падает, и большая часть жидкости превращается в пар.
  • Сила, создаваемая паром, используется для привода турбин и производства электроэнергии.
  • Примеры Новой Зеландии: Вайракей, Охааки, Каверау, Мокай
Бинарные электростанции
  • Геотермальная жидкость из подземного резервуара никогда не вступает в контакт с турбогенераторными установками.
  • Вместо этого горячая геотермальная жидкость подается в теплообменник, где тепло передается «рабочей жидкости» с более низкой температурой кипения, чем у воды (обычно это изобутан или изопентан).
  • Рабочая жидкость превращается в заряженный пар и вращает турбину/генератор, производя электроэнергию.
  • Примеры Новой Зеландии: Вайракей, Таухара

Как атомная электростанция вырабатывает электроэнергию?

Версия для печати

Наука 101 Комиссии по ядерному регулированию: как атомная электростанция вырабатывает электроэнергию?

Как ядерный реактор вырабатывает электричество? Давайте начнем с конца и посмотрим, как все это сочетается друг с другом.

Начнем с электродвигателя. Двигатель состоит в основном из двух основных компонентов: статора , который стоит неподвижно, и ротора , который вращается внутри статора. Когда на двигатель подается электричество, электромагниты внутри статора и ротора толкают и тянут друг друга таким образом, что ротор вращается. Магниты в статоре притягивают к себе магниты в роторе, а затем, когда магниты ротора проходят мимо, реверсируют и отталкивают магниты ротора.Детали расположены так, что тяга и толкание идут в одном направлении, поэтому ротор вращается внутри статора. Электрическая энергия, приложенная к двигателю, приводит к механической энергии в роторе.

Но эту же машину можно использовать и в обратном порядке: если какая-то внешняя сила заставляет ротор вращаться, взаимодействие магнитов вызывает выработку электричества: «мотор» теперь является «генератором», производящим электрическую энергию в результате механическая энергия, приложенная к его ротору.Это наиболее распространенный способ получения большого количества электроэнергии.

Так как же заставить вращаться ротор? Вот тут-то и появляется ядерный реактор, хотя и косвенно. Напомним, что ядерный реактор вырабатывает тепло. Топливные стержни нагреваются из-за ядерной реакции. Это тепло используется для кипячения воды, а пар от этой кипящей воды используется для вращения ротора. Как мы видели, когда ротор вращается, электричество выходит из статора.
Когда вода кипит, образующийся пар занимает гораздо больше физического пространства, чем вода, которая его произвела.

Итак, если вы прокачиваете воду через какой-либо источник тепла, например, ядерный реактор или угольный котел, который достаточно горяч, чтобы вскипятить воду, выходящий пар будет двигаться намного быстрее, чем входящая вода. пар проходит через машину, называемую турбиной, которая действует как очень сложная ветряная мельница. Физическая структура сильно отличается от ветряной мельницы, и большая турбина может быть гораздо более мощной, чем любая когда-либо созданная ветряная мельница, но эффект отчасти тот же: пар или ветер заставляет часть машины вращаться, и эта вращающаяся часть может быть подключена к генератору для производства электроэнергии.

Пар, выходящий из турбины, собирается в устройстве, называемом конденсатором — по сути, это металлическая коробка размером с дом, через которую проходят тысячи труб. По трубам течет холодная вода, а пар от турбины охлаждается и конденсируется обратно в воду. Затем вода прокачивается обратно через нагреватель, и цикл продолжается.

Теперь вернемся к ядерному реактору. . . Мы видели, как реактор вырабатывает тепло, и мы видели, как тепло используется для производства пара и как пар затем приводит в действие турбину, которая вращает генератор, производящий электричество.Последняя часть головоломки — это то, как тепло ядерной реакции генерирует пар.

Топливные стержни подвешены в водяной бане, содержащейся в большом металлическом контейнере, похожем на гигантскую скороварку. Типичный «корпус реактора» может иметь диаметр 15 футов и высоту 20 футов, а некоторые из них намного больше. В некоторых типах реакторов вода закипает, а тепло, выделяющееся в топливных стержнях, уносится паром. Их называют «реакторами с кипящей водой» (или «BWR»).В других вода находится под очень высоким давлением — порядка 2000 фунтов на квадратный дюйм. (Кстати, это более чем в 60 раз превышает давление в шинах обычного автомобиля.) В такой ситуации вода не может расширяться и не может кипеть.

Вода в этом типе реактора уносит тепло, оставаясь жидкой, и это тепло затем передается в другую водную систему, где происходит кипение. Эта передача происходит в устройстве, метко названном «парогенератором». Их называют «реакторами с водой под давлением» (или «PWR»).Небольшой PWR может иметь два парогенератора. В большом может быть четыре. У некоторых три. Пар от всех парогенераторов обычно объединяется в один «главный паропровод», по которому пар поступает к турбине, поэтому реактор и все парогенераторы действуют вместе как единый источник пара.

Вода из конденсатора перекачивается непосредственно в корпус реактора для BWR или в парогенераторы для PWR.

Итак, вот оно: ядерная реакция нагревает топливо, топливо нагревает воду для производства пара, пар вращает турбину, турбина вращает генератор, а генератор производит электричество.

Комиссия по ядерному регулированию США является независимым федеральным правительственным органом, ответственным за регулирование коммерческого использования ядерных материалов. Этот документ не защищен авторскими правами и может быть воспроизведен в образовательных целях.

Страница Последнее изменение/редактирование Четверг, 19 марта 2020 г.

Можете ли вы генерировать собственную энергию?

от Феликса Дэйви

Что приходит на ум, когда вы думаете о возобновляемых источниках энергии? Возвышающиеся ветряные турбины, видимые за мили вокруг? Или ряды и ряды солнечных батарей, тянущиеся насколько хватает глаз?

Возобновляемые источники энергии, безусловно, переживают бум.Десять лет назад 7% электроэнергии в Великобритании производилось из низкоуглеродных источников. В 2018 году этот показатель составлял 33%. А в 2019 году впервые после промышленной революции мы произвели больше энергии из возобновляемых источников, чем из ископаемого топлива.

Как вы понимаете, большая часть этой низкоуглеродной энергии производится ветряными и солнечными электростанциями. Но не обязательно делать это в таком масштабе. Вырабатывать собственную энергию из возобновляемых источников энергии в домашних условиях вполне возможно. Вот что вам нужно знать…

Солнечная

Солнечные батареи являются наиболее распространенным возобновляемым источником энергии.Возможно, вы уже видели их на крышах в вашем районе.

Известные как фотогальваника (PV), солнечные панели улавливают солнечную энергию с помощью фотогальванических элементов. Им не нужен прямой солнечный свет для работы (к счастью для нас в Великобритании). Но в идеале вам понадобится крыша, выходящая на юг (более или менее) и не затененная.

Фотоэлементы преобразуют солнечный свет в электричество, которое можно использовать для бытовой техники и освещения. Вы также можете нагреть горячую воду с помощью солнечной энергии, используя солнечные тепловые системы.

Итак, каковы преимущества? Солнечная энергия на 100% экологична и не выделяет углекислый газ или парниковые газы. Как правило, домашняя солнечная фотоэлектрическая система может сэкономить вам от 1,3 до 1,6 тонны углерода в год (в зависимости от того, где вы живете в Великобритании).

Солнечная энергия также поможет вам сэкономить деньги. Дневной свет абсолютно бесплатный, поэтому ваши счета за электроэнергию будут снижены. Вы также можете воспользоваться финансовыми стимулами. Но какова стоимость установки?

Типичная домашняя солнечная фотоэлектрическая система с 30 м 2 панелей, которая должна подходить для большинства домов и бунгало, может стоить от 5000 до 8000 фунтов стерлингов.

А типичная бытовая солнечная система горячего водоснабжения с 4 м 2 панелей, которая должна обеспечить достаточное количество горячей воды для семьи из четырех человек, может стоить вам от 3000 до 5000 фунтов стерлингов.

Какой размер системы вам нужен? Прежде всего, вы должны подумать о том, сколько энергии вы используете в своем доме и сколько вы хотите генерировать с помощью возобновляемых источников энергии. Узнайте больше в нашем руководстве по фотоэлектрическим солнечным батареям.

Ветер

Как работают ветряные турбины? Когда дует ветер, лопасти вращаются, приводя в движение турбину, вырабатывающую электричество.Чем быстрее ветер, тем больше энергии вырабатывается.

Вот почему бытовая энергия ветра, вероятно, не подходит, если вы живете в застроенном районе. Но если ваш дом находится в незащищенном или изолированном месте, это может принести вам большую пользу.

Энергия ветра, как и солнечная энергия, сократит ваш углеродный след. Типичная домашняя ветряная турбина может сэкономить вам около 3,4 тонны углекислого газа в год.

Это также может уменьшить ваши счета за электроэнергию после того, как вы заплатили за первоначальную установку.Затраты будут зависеть от размера, размера турбины и ее расположения. За типичную бытовую ветряную турбину вы смотрите от 21 000 до 30 000 фунтов стерлингов.

Так что это не дешево, но помните, что вы также можете воспользоваться финансовыми стимулами. Чтобы узнать все, что вам нужно знать, ознакомьтесь с нашим руководством по ветроэнергетике.

Системы биомассы

Другим популярным источником возобновляемой энергии является система отопления на древесном топливе, также называемая системой биомассы.

Он включает сжигание древесных гранул, щепы или бревен для питания вашего центрального отопления и водогрейных котлов.Или вы можете использовать его для обеспечения тепла в одной комнате.

Вам потребуется место для установки системы, поэтому она обычно подходит, если у вас большой дом или вы живете в сельской местности.

Типичная система на биомассе стоит от 9 000 до 21 000 фунтов стерлингов. Но после установки вы сможете значительно сэкономить на счетах за отопление и воспользоваться финансовыми стимулами. Узнайте больше в нашем руководстве по системам биомассы.

Помогаем вам стать экологичнее

Даже если вы не считаете солнечную энергию такой блестящей идеей или вас не вдохновляет идея системы на биомассе, у вас есть множество других вариантов присоединиться к революции в области зеленой энергии.

Вы можете использовать микрокомбинированную теплоэнергетическую установку для одновременного производства тепла и электроэнергии, или вы можете производить более чем достаточно электроэнергии для освещения и бытовых приборов с помощью гидроэнергетики.

Мы прекрасно понимаем, что выработка собственной энергии кажется большим шагом, поэтому Energy Saving Trust здесь, чтобы помочь. Ознакомьтесь со всеми вариантами в нашем руководстве по возобновляемым источникам энергии.

Если вы живете в Шотландии, вы также можете пообщаться с Home Energy Scotland.Их опытные консультанты предложат вам бесплатные и беспристрастные советы о возобновляемых источниках энергии для вашего дома. И они даже помогут вам подать заявку на гранты и кредиты.

Хорошо для вашего кошелька и планеты

Обеспечение собственного дома возобновляемыми источниками энергии не только сэкономит вам деньги на счетах за электроэнергию. Вы также можете воспользоваться довольно приличными финансовыми стимулами.

В рамках правительственной программы поощрения возобновляемой тепловой энергии (RHI) вы можете получать ежеквартальные денежные выплаты в течение семи лет за установку в вашем доме возобновляемых источников тепла, таких как система на биомассе или солнечная система горячего водоснабжения.

Хотите узнать, сколько денег вы могли бы заработать? Вы можете воспользоваться государственным калькулятором платежей RHI и узнать больше о схеме в нашем руководстве.

«Умная экспортная гарантия» (SEG) — еще одна государственная схема. В нем участвуют поставщики энергии, которые платят людям, таким как вы, которые производят небольшое количество возобновляемой энергии за электроэнергию, которую они экспортируют в сеть.

Вы могли бы получить выгоду, если бы экспортировали электроэнергию, используя собственную солнечную фотоэлектрическую систему, ветряную турбину, гидроэнергетическую систему или микрокомбинированную теплоэлектростанцию.

Согласно SEG, поставщики энергии сами решают, сколько платить вам как экспортеру. Нет установленных или минимальных тарифов — единственное требование — тариф всегда должен быть больше нуля.

Подробнее о SEG можно прочитать в нашем руководстве. Наша команда Insight также провела подробное исследование, подсчитав, сколько времени потребуется вам, чтобы окупить стоимость установки вашей солнечной фотоэлектрической системы с использованием тарифов SEG.

Мы могли бы еще многое рассказать о выработке возобновляемой энергии в собственном доме, но у вас наверняка уже есть много вопросов! Надеюсь, наш путеводитель по возобновляемым источникам энергии расскажет вам все, что вы хотите знать.

Подробнее об этом…

Генерация электричества путем перемещения капли ионной жидкости вдоль графена

  • 1

    Delgadoa, A.V. et al. Измерение и интерпретация электрокинетических явлений. J. Коллоидный интерфейс Sci. 309 , 194–224 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • 2

    Гош, С., Суд, А. К. и Кумар, Н. Датчики потока из углеродных нанотрубок. Наука 299 , 1042–1044 (2003).

    КАС Статья Google Scholar

  • 3

    Чжао Ю. и др. Индивидуальные заполненные водой одностенные углеродные нанотрубки как преобразователи гидроэлектроэнергии. Доп. Матер. 20 , 1772–1776 (2008).

    КАС Статья Google Scholar

  • 4

    Лю, Дж., Дай, Л. и Баур, Дж. В. Многостенные углеродные нанотрубки для генерации напряжения, индуцированного потоком. J. Appl. физ. 101 , 064312 (2007).

    Артикул Google Scholar

  • 5

    Крал, П. и Шапиро, М. Электронное торможение нанотрубок в текущих жидкостях. Физ. Преподобный Летт. 86 , 131–134 (2001).

    Артикул Google Scholar

  • 6

    Юань, К. и Чжао, Ю. П. Генерация гидроэлектроэнергии на основе заполненных водой одностенных углеродных нанотрубок. Дж. Ам. хим. соц. 131 , 6374–6376 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 7

    Перссон, Б. Н., Тартальино, Дж. У., Тосатти, Э. и Уэба, Х. Электронное трение и напряжение, вызванное потоком жидкости, в нанотрубках. Физ. Ред. B 69 , 235410 (2004 г.).

    Артикул Google Scholar

  • 8

    Cohen, A. E. Углеродные нанотрубки обеспечивают заряд. Наука 300 , 1235–1236 (2003).

    КАС Статья Google Scholar

  • 9

    Schedin, F. et al. Обнаружение отдельных молекул газа, адсорбированных на графене. Материя Природы. 6 , 652–655 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 10

    Робинсон Дж. Т., Перкинс Ф. К., Сноу Э. С., Вей З. и Шихан П.E. Молекулярные сенсоры из восстановленного оксида графена. Нано Летт. 8 , 3137–3140 (2008).

    КАС Статья Google Scholar

  • 11

    Wehling, T. O. et al. Молекулярное легирование графена. Нано Летт. 8 , 173–177 (2008).

    КАС Статья Google Scholar

  • 12

    Fowler, J.D. et al. Практические химические датчики из химически полученного графена. ACS Nano 3 , 301–306 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 13

    Инь, Дж., Чжан, З. Х., Ли, К. М., Чжоу, Дж. К. и Го, В. Л. Получение энергии от потока воды над графеном? Нано Летт. 12 , 1736–1741 (2012).

    КАС Статья Google Scholar

  • 14

    Дхиман, П. и др. Получение энергии от потока воды над графеном. Нано Летт. 11 , 3123–3127 (2011).

    КАС Статья Google Scholar

  • 15

    Неваз А.К.М., Марков Д.А., Прасаи Д. и Болотин К.И. Графеновый транзистор как зонд для определения потенциала потока. Нано Летт. 12 , 2931–2935 (2012).

    КАС Статья Google Scholar

  • 16

    Нанди Д., Финк А. Д.К., Эйзенштейн, Дж. П., Пфайффер, Л. Н. и Вест, К. В. Экситонная конденсация и совершенное кулоновское торможение. Природа 488 , 481–484 (2012).

    КАС Статья Google Scholar

  • 17

    Горбачев Р.В. и др. Сильное кулоновское торможение и нарушенная симметрия в двухслойном графене. Природа физ. 8 , 896–901 (2012).

    КАС Статья Google Scholar

  • 18

    Вебер, К.П. и др. Наблюдение спинового кулоновского увлечения в двумерном электронном газе. Природа 437 , 1330–1333 (2005).

    КАС Статья Google Scholar

  • 19

    Прайс А. С., Савченко А. К., Нарожный Б. Н., Эллисон Г. и Ричи Д. А. Гигантские флуктуации кулоновского сопротивления в двухслойной системе. Наука 316 , 99–102 (2007).

    КАС Статья Google Scholar

  • 20

    Ян З.и другие. К синтезу монокристаллического графена в виде пластин на медной фольге. ACS Nano 6 , 9110–9118 (2012 г.).

    КАС Статья Google Scholar

  • 21

    Li, X. et al. Синтез высококачественных и однородных графеновых пленок большой площади на медных фольгах. Наука 324 , 1312–1314 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 22

    Ли, Х.и другие. Перенос графеновых пленок большой площади для высокопроизводительных прозрачных проводящих электродов. Нано Летт. 9 , 4359–4363 (2009).

    КАС Статья Google Scholar

  • 23

    Lyklema, J.J., de Keizer, A., Bijsterbosch, B.H., Fleer, G.J. & Cohen Stuart, M.A. Fundamentals of Interface and Colloid Science (Academic, 1995).

    Google Scholar

  • 24

    Крессе, Г.и Фуртмюллер, Дж. Эффективные итерационные схемы для ab initio расчетов полной энергии с использованием базисного набора плоских волн. Физ. Ред. B 54 , 11169–11186 (1996).

    КАС Статья Google Scholar

  • 25

    Kresse, G. & Furthmuller, J. Эффективность ab-initio расчетов полной энергии для металлов и полупроводников с использованием базисного набора плоских волн. Вычисл. Матер. науч. 6 , 15–50 (1996).

    КАС Статья Google Scholar

  • 26

    Пердью, Дж. П., Берк, К. и Эрнзерхоф, М. Простое приближение обобщенного градиента. Физ. Преподобный Летт. 77 , 3865–3868 (1996).

    КАС Статья Google Scholar

  • 27

    Кресс, Г. и Жубер, Д. От ультрамягких псевдопотенциалов к проекторному методу дополненной волны. Физ. Ред. B 59 , 1758–1775 (1999).

    КАС Статья Google Scholar

  • 28

    Kielland, J. Числа химической гидратации. J. Chem. Образовательный 14 , 412–413 (1937).

    КАС Статья Google Scholar

  • 29

    Маков Г. и Пейн М. С. Периодические граничные условия в расчетах ab initio . Физ. Ред. B 51 , 4014–4022 (1995).

    КАС Статья Google Scholar

  • Наши источники энергии, электричество — Национальные академии

    Электричество

    Электричество нельзя добывать из земли, как уголь . Поэтому его называют вторичным источником энергии, что означает, что он получен из первичных источников, включая уголь, природный газ, реакции ядерного деления, солнечный свет, ветер и гидроэнергетику.Наиболее прямое использование первичной энергии ограничивается производством тепла и движения. Электричество, напротив, чрезвычайно универсально, с широким спектром сложных применений. Электричество играет настолько важную роль в современной американской жизни, что его спрос и предложение часто исследуются отдельно от первичных источников, используемых для его производства.

    Управление энергетической информации США (EIA) прогнозирует увеличение производства электроэнергии в США на 11% в период с 2015 по 2040 год, или около 0.4% в год. На практике это означает соответствующее увеличение спроса на уголь и газ, по крайней мере, в ближайшем будущем. Электростанции в настоящее время потребляют почти две пятых энергии США из всех источников, включая около 91% американского угля и 35% природного газа, а также биомассу и свалочный газ. При сжигании этих видов топлива образуется большое количество парниковых газов (ПГ) и других загрязняющих веществ.

    Производство электроэнергии с использованием возобновляемых источников является сложной задачей, но некоторый прогресс уже достигнут.Согласно прогнозам EIA, доля общей энергии, используемой электростанциями из таких источников, как солнечная, ветровая и геотермальная, к 2040 году достигнет 28 %. Однако интеграция энергии из многих из этих возобновляемых источников, вероятно, потребует расширения и улучшения. системы электропередачи, например, добавление дополнительных линий электропередач.

    По прогнозам, к 2040 году доля общей энергии, используемой электростанциями из таких источников, как солнечная, ветровая и геотермальная, вырастет примерно до 28%.

    Постоянные усилия и ускоренное развертывание новых технологий и эффективных возобновляемых источников могут обеспечить больший процент потребностей США в электроэнергии. Конечный результат будет зависеть от выбора потребителей, политики правительства США и рыночных цен на существующие и альтернативные источники энергии.

    Ядерная энергетика не производит парниковых газов в процессе производства электроэнергии и в настоящее время производит 20% электроэнергии в Америке. Однако EIA прогнозирует, что общее производство электроэнергии на атомной энергетике останется неизменным в течение следующих 25 лет.Усилия по увеличению мощности сталкиваются с тремя большими, хотя и не непреодолимыми, препятствиями: высокими капитальными затратами, связанными со строительством новых атомных электростанций; сопротивление со стороны групп граждан, выступающих против ядерной энергетики и хранения радиоактивных материалов; и вопросы международной безопасности. (Как подготовка топлива для ядерных реакторов, так и утилизация топлива для ядерных реакторов после его использования создают возможности для производства материалов, которые можно использовать в ядерном оружии и которые обычно недоступны другими способами.)

    Доставка электроэнергии потребителям может быть такой же сложной задачей, как и ее создание. Генерирующие станции обычно строятся вдали от центров нагрузки, потому что их легче найти и меньше людей беспокоит наличие инфраструктуры. Электроэнергия поставляется сложной высоковольтной системой передачи и распределения («сетью»), состоящей из более чем 19 000 электрогенераторов с более чем 1 миллионом мегаватт генерирующей мощности, подключенных к более чем 450 000 миль линий электропередачи.Он развивался шаг за шагом на протяжении десятилетий, в последние годы подвергался все большему стрессу, и растет беспокойство по поводу его уязвимости. Большинству американцев известно, что массовые отключения электроэнергии вызывают широкомасштабные сбои: например, в августе 2003 г. в результате одного события было отключено электричество примерно для 50 миллионов потребителей от Огайо до Нью-Йорка и Канады, что, по оценкам, привело к потерям в размере около 6 миллиардов долларов. Но немногие из нас знают, что даже в относительно спокойные периоды перебои в подаче электроэнергии обходятся американцам не менее чем в 150 миллиардов долларов в год — около 500 долларов на каждого мужчину, женщину и ребенка, — по данным U.S.С. Министерство энергетики (DOE).

    Модернизация сети США до уровня «умной сети», то есть системы, в которой компоненты системы доставки контролируются и координируются с помощью компьютеризированного удаленного сбора данных и автоматизированных операций, представляет собой значительные инвестиции, но принесет многочисленные преимущества. Новые технологии и оборудование повысят надежность, что приведет к меньшему количеству отказов системы и более быстрому восстановлению подачи электроэнергии в случае отключения электроэнергии. Модернизированная сеть может способствовать увеличению зависимости от возобновляемых и прерывистых ресурсов при условии разработки жизнеспособных методов хранения.А современная сеть позволила бы создать оптовые рынки энергии, лучшие цены для потребителей и более распределенную систему производства электроэнергии.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *