PhysicsToys

Сверхдешёвые установки альтернативной энергии

От автора

Любому жителю нашей планеты хочется пользоваться бесплатной экологически чистой энергией, (энергией Солнца, ветра, реки, морской волны и т. д.). Массовому потребителю нужны дешёвые и доступные установки альтернативной энергии (АЭ). Производственным
же предприятиям производить дешёвые установки невыгодно. Государственным структурам также не интересно заниматься дешёвыми проектами в области АЭ, поскольку им нужны большие объёмы и большие прибыли. Они не понимают, что прибыль от внедрения принципиально нового изделия подсчитать невозможно. Представьте, как бы великий Эдисон смог бы посчитать, например, прибыль от внедрения электрической лампочки? До сих пор бы, наверное, сидел и считал бы эту прибыль. К сожалению, исторический опыт у нас ничему не учит, в результате чего, огромный сегмент рынка сверхдешёвых установок АЭ на сегодняшний день оказался практически пустым и представляет собой широчайшее поле деятельности для малых предприятий и индивидуальных предпринимателей.
Данная статья предназначена для предпринимателей, решившим всерьёз заняться производством установок АЭ. В рамках данной статьи рассмотрены только лишь отдельные примеры создания принципиально новых и очень дешёвых установок АЭ. На самом же деле количество этих установок неисчерпаемо!

1. Установки АЭ из готовых узлов и деталей

1.1. Подавляющее большинство самых различных установок, используют для своей работы электрическую энергию. Это холодильники, кондиционеры, опреснители, насосы и многое, многое другое. Если в этих установках электродвигатель заменить двигателем, работающим на альтернативной энергии, то мы получим все те же самые установки, только работающие уже без топлива и электричества. Причём все эти установки получатся с гарантированной работоспособностью, поскольку мы будем использовать заведомо работающие и проверенные конструкции. Установки могут использовать для своей работы только один вид энергии, солнце, ветер, река, или морская волна, или же могут использовать все эти виды энергии одновременно.
1.2. В качестве примера рассмотрим автомобильный кондиционер, который после доработки сможет работать без топлива и электричества в качестве обычного домашнего кондиционера.
В автомобильном кондиционере (рис.1), вращение от автомобильного двигателя при
помощи ременной передачи передаётся на вал холодильного компрессора (рис.2). Для того чтобы этот кондиционер мог работать без топлива и электричества к нему нужно сделать привод, работающий от АЭ. На рис.3 в качестве такого привода используется пневмо или гидродвигатель. Сжатый воздух или напор жидкости, необходимые для их работы, они получают от установок АЭ. В качестве привода могут быть использованы и другие типы двигателей (паровые, электрические и т. д.).
1.3. Изготовление установок АЭ из готовых узлов и деталей, позволяет создавать заведомо работоспособные конструкции. Эти установки не нужно ни конструировать, ни испытывать, что позволяет сделать их очень дешёвыми. Если автомобильный компрессор снять с устаревшего или разбитого автомобиля, то установка получится не только дешёвой, но и сверхдешёвой. Удешевление на этом не заканчивается, поскольку в качестве пневмодвигателя можно, например, использовать автомобильный двигатель от разбитого автомобиля, впрочем, и это далеко не последняя стадия удешевления конструкции.
1.4. Точно по такому же принципу помимо кондиционеров можно изготавливать и холодильники, опреснители, насосы, очистные сооружения и многое, многое другое, и всё
это будет работать без топлива и электричества.
1.5. Создание принципиально новых установок АЭ из готовых узлов и деталей, является чрезвычайно важным и перспективным направлением в области АЭ. Машиностроительная промышленность производит массу различной продукции, которая может быть использована при создании установок АЭ, поэтому производителю установок нужно, прежде всего, создать для себя базу данных о производимой машиностроительной продукции и о её стоимости.
Без такой базы данных начинать работу в области АЭ не имеет смысла. Многие устаревшие
узлы и детали могут быть также использованы при изготовлении установок АЭ, эти детали ещё долгие годы могут работать и приносить прибыль.

Рис.1

Рис.2 Холодильный компрессор

Рис.3 Пневмодвигатель (гидродвигатель)

Схема работы пневмодвигателя

2. Универсальные установки АЭ

2.1. Универсальные установки АЭ могут одновременно выполнять несколько разных видов работ. Одна универсальная установка АЭ, например, может одновременно производить электричество, пресную воду, охлаждать воздух и т. д.
2.2. Солнечный нагреватель воды (рис.5) состоит из солнечного коллектора (поз.1) и водяного бака (поз.2). На южных широтах, он может нагревать воду до 80 град. В начале работы, когда температура воды холодная 10 град., КПД солнечного нагревателя составляет 50% (кривая 1 на графике). По мере нагревания воды, КПД нагревателя начинает резко убывать и при достижении температуры воды 80 град. его КПД станет равным нулю. При рабочей температуре (РТ) воды 50 град. его КПД будет составлять всего 10-15%. После того как температура воды нагреется до максимума, установка уже фактически перестанет работать,
и будет представлять собою ненужное «железо».
Если же солнечный нагреватель воды изготовить на базе солнечного рефлектора (рис.6), то его КПД станет равным нулю при температуре 800 градусов (кривая 2). В начале же работы его КПД будет составлять 80%, а по достижении температуры РТ его КПД упадёт совсем незначительно, и установка будет продолжать работать. По достижении температуры теплоносителя 190-200 град. установка может быть использована для работы абсорбционного холодильника, при температуре более 220 град., для работы кондиционера, электрогенератора,
водяного насоса и т. д. То есть установка на базе солнечного рефлектора станет уже универсальной.


Рис.5		Рис.6

Рис.7

2.3. Установка на базе солнечного рефлектора, должна иметь систему слежения за Солнцем.
Типовая электронная следящая система, является очень дорогостоящей, и её применение сделает установку нерентабельной. Если же использовать пассивную систему слежения, то есть слежение по времени, и изготовить систему из стандартных узлов и деталей, то установка сразу же станет гораздо дешевле. Если стоимость плоского солнечного коллектора площадью
2 м. кв. составляет 200-600 долл., то аналогичная установка на базе рефлектора диаметром
1,6 м. (2 м. кв.) вместе с пассивной системой слежения получится даже дешевле, а по эффективности своей работы, она сможет заменить несколько солнечных коллекторов одновременно. Рефлекторная установка может сначала нагревать воду, затем охлаждать воздух, после этого поливать огород и т. д., поэтому она и является универсальной.
На широтах до 40 градусов на 2 м. кв. в течение суток поступает 12 кВт/час солнечной энергии. Для сравнения, житель средней полосы потребляет на свои нужды до 3 кВт/час в сутки. Исходя из этого, любой желающий может самостоятельно просчитать экономическую целесообразность применения универсальной установки.

3. Ещё дешевле

3.1. Установки АЭ станут ещё дешевле, если их изготавливать из универсальных модулей.
Рефлекторный преобразователь (рис.6) со следящей системой это и есть универсальный модуль. Пневмодвигатель (рис.3) с пневмоприводной системой это ещё один универсальный модуль. Имея набор аналогичных универсальных модулей, можно в кратчайшие сроки собирать множество самых разнообразных установок АЭ, с гарантированной работоспособностью и выполняющих самые различные задачи. Разрабатывать, конструировать или испытывать такие установки не требуется, в результате чего, их себестоимость станет намного дешевле оригинальных образцов.

3.2. Установки АЭ непрерывного действия работают только лишь при наличии источника АЭ.
Установки АЭ периодического действия сначала накапливают энергию от источника АЭ, затем они энергию могут сохранять, а когда понадобится, эту энергию можно будет использовать.
В качестве примера на рис.7 изображена схема пневмоприводной установки периодического действия. В данной установки источники АЭ преобразуются в энергию сжатого воздуха, который через систему обратных клапанов КО, аккумулируется в ресивере. По мере накопления энергии сжатого воздуха нагнетательный клапан открывается и приводит в движение пневмодвигатель.
Помимо сжатого воздуха АЭ может аккумулироваться в виде напора воды, давления жидкого газа, электричества и т. д.
3.3. В подавляющем большинстве случаев, установки АЭ периодического действия намного проще и дешевле установок непрерывного действия, поэтому этим установкам следует отдать предпочтение. К тому же во многих случаях требуется именно периодический режим работы.
Так, например, получать пресную воду из воздуха нужно до восхода Солнца, когда влажность воздуха максимальна, затем установку следует переключить в режим водяного насоса и накачать воду. Далее установка может нагревать воду и охлаждать воздух в помещении. После полудня и до захода Солнца установка может накапливать энергию, а ночью перейти в режим хранения. Когда одна установка выполняет одновременно несколько видов работ и когда она максимально загружена, она может считаться максимально рентабельной.

4. Заключение

4.1. Подводя краткие итоги данной статьи, ещё раз перечислим основные принципы создания сверхдешёвых установок АЭ.
а) Использование готовых узлов и деталей машиностроительного производства.
б) Создание установок АЭ, работающих на нескольких видах АЭ одновременно.
в) Создание универсальных установок АЭ, способных выполнять разные виды работ.
г) Создание модульных установок АЭ, по принципу конструктора.
д) Создание установок АЭ, периодического действия.

Автор: Татауров Олег Леонидович.
Инженер-разработчик, а также изготовитель принципиально новых установок возобновляемой энергии.
Июль 2009 год. Москва.
alamaton@mail.ru