Теплопостачання з відновлюваних джерел енергії

Теплопостачання з відновлюваних джерел енергії (Помилка скрипту: Не існує модуля «lang».) – сфера діяльності з виробництва, транспортування, постачання споживачам екологічно чистої теплової енергії. виробленої із застосуванням енергії Сонця, вітру, термальних підземних вод, тепла довкілля тощо.

Загальна характеристика теплопостачання з відновлюваних джерел енергії[ред.]

Для теплопостачання з відновлюваних джерел енергії використовуються теплові насоси, водяні та повітряні сонячні колектори, сонячні термальні електростанції тощо. Системи виробництва теплової енергії є актуальним напрямком розвитку відновлюваної енергетики. При раціональному підході відновлювані джерела енергії (сонячне випромінювання, вітер, теплова енергія довкілля, енергія термальних вод) можуть бути використані в теплопостачанні набагато ефективніше, ніж в електропостачанні, так як виробництво теплової енергії, у порівнянні з виробництвом електричної енергії, хоча і потребує проміжного подвійного перетворення енергії, проте вимоги до якості отриманої електричної енергії, що використовується для отримання тепла не такі жорсткі. як при спрямуванні її в об'єднану електричну мережу. А з урахуванням екологічних факторів теплогенеруючі системи відновлюваної енергетики є, навіть, більш ефективними, ніж їх аналоги, які працюють на згоранні органічного палива.

Види систем теплопостачання[ред.]

Теплові насоси[ред.]

Теплові насоси використовують для виробництва теплової енергії тепло довкілля. Головна перевага теплових насосів - висока економічність та екологічна безпека. Тепловий насос витрачає електричну енергію більш ефективно, ніж інше енергетичне обладнання. По оцінкам розробників при використанні 1 кВт·год електричної енергії виробляється (3…4) кВт·год теплової енергії. Впровадження таких систем для виробництва тепла та гарячого водопостачання дозволяє на 70% знизити потреби в газі. Впровадження теплових насосів характеризується високими початковими капіталовкладеннями, великими площами, необхідними для укладання теплообмінного тюбінгу та низькою температурою на виході системи. Технологічний процес відбору тепла насосами з довкілля не є екологічно чистим та бездоганним. Буріння глибоких свердловин та відбирання тепла з довкілля є суттєвими порушеннями екології довкілля, так як у процесі буріння свердловин та функціонування насосів порушується природний баланс, що склався у певному екологічному просторовому об’ємі: під землею, в повітрі чи у водоймі.

Системи сонячної енергетики[ред.]

Системи сонячної енергетики - найбільш обіцяючий вид відновлюваних технологій, який дозволить у майбутньому отримувати величезну кількість «чистої» і сталої енергії. Сьогодні ж, попри необмежені можливості використання сонячного випромінювання, системи геліоенергетики виробляють тільки незначну частину енергії в підсумковому балансі споживаної електричної та теплової енергії. З сонячних систем найбільший розвиток отримали водяні та повітряні сонячні колектори, а також концентраторні теплові сонячні електростанції.

У конструкції водяних та повітряних сонячних колекторів використовується активний спосіб сонячного опалення (охолодження) будівель, основою якого є водяний чи повітряний площинний поглинач сонячної енергії, який працює на використанні парникового ефекту. Конструктивно тепловий приймач включає прозоре для випромінювання вікно, систему з мідних трубок (тюбінг), заповнену тепловідвідною рідиною, та основу (підкладку). Сонячний колектор сприймає потоки сонячного випромінювання, інтенсивність яких не перевищує значення сонячної константи 1250 Вт/м², тому він використовується для створення малопотужних низькотемпературних систем теплопостачання і не може бути застосований у якості базового елемента систем теплопостачання через низьку енергетичну ефективність.

В останні десятиліття реалізовано та знаходяться в стадії реалізації десятки проектів концентраторних термодинамічних сонячних електростанцій, в яких енергія сонячного випромінювання використовується як джерело тепла в термодинамічному циклі перетворення теплової енергії в механічну за допомогою сонячного парогенератора, а потім в електричну, частина тепла з сонячної електростанцій йде на обігрів будівель та споруд. По особливостям побудови фокусуючих елементів концентраторні теплові сонячні електростанції поділяються на тарілкові (a), параболо-циліндричні кюветні (b) та вежові (c). Вадами та обмеженнями сонячних систем теплопостачання є нестабільність виробництва енергії, обмежені періоди та кліматичні зони виробництва енергії. необхідність використання високоємних електричних акумуляторів для живлення споживачів при відсутності Сонця, необхідність застосування складних систем слідкування за Сонцем.

Вітряні теплоелектростанції[ред.]

В місцевостях з обмеженою кількістю сонячної радіації раціонально використовувати вітротурбінні системи виробництва, накопичення та постачання тепла населеним пунктам. Основу цих систем складають вітрові енергетичні установки та акумулятори тепла. У вітряну погоду електрична енергія, що виробляється вітроенергетичними установками, за допомогою електронагрівачів перетворюється у Джоулеву теплоту і нагріває до високої температури певний об'єм теплоносія, що зберігається у спеціальних термоізольованих резервуарах. Надалі накопичене тепло відбирається за допомогою теплообмінного контуру й використовується для теплопостачання, гарячого водопостачання житлових будівель, комунальної інфраструктури, промислових та агропромислових об'єктів.

Важливими напрямками розвитку систем теплопостачання державою визначені наступні: реалізація схем теплопостачання міст та інших населених пунктів країни на основі оптимального поєднання централізованих та децентралізованих систем теплопостачання; пріоритетне використання нетрадиційних і поновлюваних джерел енергії, у тому числі енергії Сонця, вітру, біогазу, геотермальних вод, відходів виробництва; впровадження високоефективного теплоенергетичного обладнання і матеріалів у новостворених та діючих системах теплопостачання; зниження втрат при транспортуванні теплової енергії в магістральних та розподільчих теплових мережах.

Див. також[ред.]

Література[ред.]

Сидоров В. І. Вітротурбінні технології та системи теплопостачання / у кн. Технології гідро- та вітроенергетики. — Черкаси: Вертикаль, видавець Кандич С. Г., 2016. — 166 с.
Сидоров В. І. Вітрові теплоелектростанції // Промислова електроенергетика та електротехніка. – 2018. – №1. – С. 28–36.