Миниатюрная электрогенерирующая установка на основе энергии дождя, ветра и солнца

Дата публикации: 1 ноября 2019

Содержание

«Миниатюризация оказывает важное воздействие на личность и культуру, ведь если машины малы и не портят окружающий пейзаж, то можно вновь прислушаться к словам ветра и читать великий замысел Единосущего, запечатленный в коре деревьев, ощутить ритмы, пробуждающиеся в кончиках собственных пальцев…». ( Джин Хьюстон)

В последние несколько лет  стремительно развивается микроэнергетика и особенно та ее часть, которая связана с  альтернативной энергетикой. Во всех развитых западных странах принято специальное законодательство, стимулирующее развитие альтернативных источников энергии путем создания целой системы льгот как для производителей, так и для потребителей экологически чистой энергии, особенно частных домохозяйств.

Среди альтернативных источников энергии особенно активно развивается ветроэнергетика и солнечная энергетика.  В то же время весьма перспективными для  микроэнергетики представляются энергетические системы на базе микрогидрогенераторов электрической энергии, использующих энергию осадков. Интенсивность осадков в европейской части Евразийского континента в среднем составляет 80л/с на площади 1 Га или 29 л/час. За сутки при дожде средней интенсивности на  крыше площадью 100 кв.м. дома высотой 10м образуется запас  энергии более 1000 Квт. До настоящего времени эта энергия не используется.

При этом хотелось бы иметь энергоустановку, которая одновременно использует   энергию и солнца, и дождя, и ветра.    До сих пор такой гибрид никому не удалось создать. Если взять  солнечные элементы, то при дожде они почти бесполезны. Можно конечно их покрыть  специальными химическими составами,  которые генерируют ток, вступая в реакцию с дождевыми каплями. Но эффект настолько незначителен, а затраты столь велики, что игра не стоит свеч. К тому же химия отравляет природу.  Ветряки вообще  не дружат ни с какими посторонними  энергоисточниками. Они предпочитают стоять особняком, подальше от крыш домов, высоко в небо задрав свои головы с огромными пропеллерами, занимая большую территорию и изрядно портя пейзаж.  Решение подсказала микроэнергетика.  В России запатентованы устройства,  позволяющие преобразовывать в электричество одновременно энергию осадков, ветра и солнца (патент РФ 2672540, авторы Коваленко А.А., Коваленко А.Н. ).  Устройства предназначены для размещения на крышах частных домохозяйств и могут использоваться как в качестве дополнительных , так и в качестве автономных источников электроэнергии.

Основу конструкции запатентованного устройства составляют миниатюрные  генераторы, которые работают от потоков дождевой воды (или тающего снега),  потоков воздуха и солнечного излучения. Вся конструкция представляет собой модуль размерами 300 мм x 250 мм x 35 мм  (LxSxH). Модульная конструкция позволяет  состыковывать друг с другом несколько однотипных устройств, создавая батареи. Можно бесконечно наращивать батарею, насколько позволит поверхность крыши.

Используя смешанное электрическое соединение нескольких устройств, можно получить суммарный ток и напряжение с необходимыми параметрами. Чем больше устройств смонтировано на крыше, тем большее количество электроэнергии будет получено. Расчеты показывают, что несколько десятков таких устройств способны обеспечить потребности в электроэнергии любого частного дома.

Разработаны несколько модификаций устройств:

  • М 1  — используется только энергия дождя;
  • М 2 — используется энергия дождя и ветра;
  • М 3 — используется энергия дождя, снега и ветра;
  • М 4 — используется энергия дождя, снега, ветра и солнца.

Характеристики устройств различных модификаций представлены в ниже приведенных таблицах:

Производительность (Ватт/час)  одного модуля различных модификаций при мощности генератора 5 Ватт

Производительность (Ватт/час)  одного модуля различных модификаций при мощности генератора 25 Ватт

Модули модификаций М1-М3 могут служить эффективным дополнением к уже используемым ВИЭ. Модули  М4 могут заменить любые из уже используемых ВИЭ  и обеспечить большую эффективность. Необходимое количество модулей в зависимости от требуемой потребляемой мощности рассчитывается с помощью ниже приведенной диаграммы:

Потенциальными потребителями предложенных устройств могут стать домохозяйства   в Европе, Индокитае, России, странах СНГ. В Европе  особенно хорошо развита сфера возобновляемых источников энергии (ВИЭ используют  75-80 % домохозяйств) и население готово тратить (и реально тратит!) от 20 000 до 30 000 евро на приобретение энергоустановок ВИЭ. В основном в качестве ВИЭ используются солнечные батареи и ветряки. ВИЭ, производящих электричество одновременно используя энергию дождя, ветра, снега и солнца на рынке нет. Этот сегмент рынка  абсолютно свободен.

Объем рынка в Европе можно оценить исходя из количества фермерских хозяйств. Сегодня их более 12 млн. И почти каждое оснащено ВИЭ. Таким образом, только сегмент фермерских хозяйств Европы, при цене комплекта предлагаемых модулей  5000-10 000 евро,  образует потенциальный рынок сбыта в Европе 60 — 120 млрд. евро. Это не считая индивидуальных домов, не принадлежащих фермерам и домов на несколько семей, малых отелей и т.п.

При этом потребители,  приобретая такие устройства, получают ряд преимуществ по сравнению с известными ВИЭ. Это такие, как:

  1. Возможность комплексного использования энергии дождя, снега, ветра и солнца
  2. Простота изготовления — все элементы изготавливаются из пластика и не требуют дорогостоящего производства
  3. Простота монтажа и эксплуатации — не требуется специальных знаний и навыков
  4. Экологичность — не создают шума , вибраций, вредных выбросов, безопасны для фауны
  5. Компактность — не требуют отдельного пространства
  6. Малый вес — в несколько раз легче солнечных панелей
  7. Долговечность
  8. Модульность — любой элемент устройства заменяем
  9. Возможность самостоятельно проводить апгрейд — легкость перехода от одной модификации к более совершенной
  10. Дешевле всех известных устройств возобновляемых источников энергии

В заключение следует отметить, что в отличие от всех существующих автономных энергосистем, предложенная микроэнергетическая система  не портит окружающий пейзаж!

Авторы: Коваленко Алена Андреевна, Коваленко Андрей Николаевич

Наверх
Adblock
detector