ГЕЛИОУСТАНОВКА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Вопросы энергообеспечения следует рассматривать с позиции негативного влияния энергетики на окружающую среду и, в первую очередь, связывать с экономией традиционных видов топлив путём использования нетрадиционных восполняемых источников энергии таких видов, как солнца, ветра, близлежащих пластов Земли и так далее.
Солнечную радиацию можно отнести к низкопотенциальному энергетическому потоку у поверхности Земли. Те технические решения, которые в настоящее время разрешают эту задачу, в основном предназначены для получения горячей воды, воздуха и для других вспомогательных целей. Для получения электроэнергии известные технические решения, основанные на прямом преобразовании солнечной радиации в электроэнергию, из-за дороговизны или низком КПД не нашли какого-либо промышленного применения, а методы, основанные на концентрации солнечной радиации до больших величин, достаточно сложны, неудобны в эксплуатации и дают электроэнергию с достаточно высокой себестоимостью.
Нам известен другой путь, позволяющий более простым и эффективным способом преобразовывать солнечную радиацию в электрический вид энергии, причём используя уже известные узлы, механизмы и агрегаты.
Область применения: нефтяные и морские промыслы, где необходимо уйти от проблем линий электропередач (ЛЭП) и подводных кабелей, добыча питьевой воды в засушливых районах из-под земли, когда ранее добыча была нерентабельной; снабжение электроэнергией поселения людей численностью от 1000 до 10000
человек, отдельных заводов и фабрик.Сравнительные технические характеристики:
|
№ п.п. |
Основные характеристики |
Известная гелиоустановка |
Новая гелиоустановка |
|
1. |
КПД преобразования солнечной радиации в электрическую энергию |
Около 0,3 |
Выше 0,7 |
|
2. |
Наличие солнечных концентраторов и фотоэлектрических панелей |
Да |
Нет |
|
3. |
Работа в облачную погоду |
Нет |
Да |
|
4. |
Принцип работы |
Прямое или косвенное преобразование |
Комбинированное преобразование низкопотенциального тепла |
|
5. |
Основное назначение |
Получение горячей воды |
Получение электрической энергии |
Наша гелиоустановка (ГУ) (мировых аналогов нет) позволяет не только нагревать воду, получать холод, кондиционировать воздух, но и вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах. При этом не требуется ни фотоэлектрических панелей, ни солнечных концентраторов. Гелиоустановка работает и в пасмурные дни, но с меньшей производительностью. КПД около 70 % (самые лучшие существующие гелиоустановки имеют КПД 30 %, а средние - 16-20 %). Существующие гелиоустановки настолько хуже, насколько самолет быстрее пешехода.
Мы полностью отказались от традиционной схемы использования солнечного излучения (слишком много минусов: большие площади, занимаемые под солнечные панели, снижение эффективности преобразования солнечного излучения из-за запыленности солнечных панелей, низкий КПД преобразования). Применен принципиально новый термодинамический цикл, превосходящий циклы Карно, Ранкина, Брайтона; уже поданы 1 заявка на патент, еще 2 заявки готовы для подачи; используется тепло окружающей среды. Нет проблем для промышленного внедрения: токарно-фрезерные станки, сверлильное оборудование, газо- и электросварка. Работа установки проверялась на макетах для отдельных новых узлов, не выпускаемых промышленностью.
По мере увеличения мощности ГУ удельная мощность, приходящаяся на единицу массы, будет увеличиваться и при мощности 200 кВт может составить 1,5
ё2 кВт на 1 кг массы. По своей технической сущности наша ГУ является двигателем 2- го рода, энергоносителем для которого является низкотемпературное тепло окружающей среды - воздух, вода и т. д. О возможности создания установок, использующих тепло окружающей среды, в 30-х годах говорил физик Вавилов, а в начале 70-х годов академик Ожегов.Основой ГУ является:
а. специальный компрессор адиабатного сжатия воздуха с большим КПД = 0,99, стремящимся к 1;
б. тихоходный турбодетандер с КПД = 0,98
ё0,99 (мы создали такой);в. воздушный вентилятор для принудительного нагнетания воздуха в специальный компрессор;
г. электрогенератор с пультом контроля и регулирования
;д.
специальное устройство для поддержания собственной работы;е. устройство обратной положительной связи - трубопроводы, запорная арматура, регуляторы.
Стоимостные показатели:
а. Стоимость ГУ для отопления коттеджей составит порядка US $2,5ё3 тыс. (в российском варианте использования)
б. Стоимость ГУ в режиме производства избыточной механической энергии мощностью, например, 100 кВт для грузовых транспортных средств (грузового, железнодорожного, тракторов) составит порядка US $4 тыс.
в. Стоимость ГУ в режиме производства электрической энергии мощностью, например, 100 МВт составит порядка US $20 млн.
г. Стоимость ГУ в режиме производства механической энергии для железнодорожного транспорта мощностью, например, 5ё10 МВт составит порядка US $2ё3 млн.
д. Для с/х тракторов стоимость составит US $ 1,0ё1,5 тыс.
Область применения чрезвычайно широка: троллейбусный парк, Агропром, авиация в качестве замены спутников не только в дневное, но и в ночное время и в зоне недосягаемости сигналов и т. д.
Стоимость единицы электроэнергии к стоимости оборудования: вышеприведенные цифры: 100 кВт/$4 тыс., 10 МВт/$3 млн., 100 МВт/$20 млн. за минусом затрат на энергоносители (уголь, мазут, газ, бензин, горючие сланцы).
Техническое обслуживание заключается в осмотре техники 1 раз в месяц, а сопутствующие затраты складываются из обычных затрат: аренда земли, здания, налоги и т. д.
Предложенное изобретение в области возобновляемой энергетики в случае серийного производства имеет налоговые льготы в высокоразвитых странах и повышенную ставку оплаты за электроэнергию государством, но только не в России. ГУ органично вписывается в программу США "Миллион солнечных крыш" и в программу Германии "Сто тысяч солнечных крыш".
Срок окупаемости составляет 1 год, исполнение - 0,35 года, инвестиции –
US $1 миллион, оплата ноу-хау - US $5 миллионов.