На главную

Статьи, публикации, архив номеров  

«     2018     2017  |   2016  |   2015  |   2014  |   2013  |   2012  |   2011  |   2010  |   2009  |
«     Январь  |   Февраль  |   Март  |   Апрель  |   Май  |   Июнь  |   Июль  |   Август  |   Сентябрь  |   Октябрь  |   Ноябрь  |   Декабрь     »

Семинары

01.07.2009 Диод света в темном царстве

 

Диод света в темном царстве

 

С каждым годом человечеству нужно все больше электроэнергии, тепла, воды и других ресурсов. Поддержание такой динамики энергопотребления требует освоения новых месторождений энергоресурсов, разработка которых приводит к существенным дополнительным затратам. Между тем практика показывает, что каждая единица денежных средств, направленных на проведение энергосберегающих мероприятий, дает вдвое больший эффект, чем та же сумма, затраченная на увеличение объемов производства энергии.

Вопросам энергосбережения был посвящен семинар «Энергооптимизация и энергозамещение. Возобновляемые источники энергии. Необходимость внедрения энергосберегающих технологий», проходивший на базе Международного экологического парка «Волма». В центре внимания специалистов оказались перспективы солнечной энергетики и преимущества светодиодного освещения.

 

Несколько лет назад один белорусский ученый предположил, что на протяжении 2–3 месяцев в году некоторые потребители могут получать электроэнергию только благодаря солнцу. Тогда, вспоминает кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Института тепло- и массообмена им. Лыкова НАН Беларуси Леонид Виноградов, его сочли чудаком. Однако время все расставило по местам, и сегодня с солнечной энергетикой связывают самые смелые перспективы.

Солнце поставляет на планету излучение, в 7 тыс. раз превышающее нынешнее потребление энергии во всем мире. Только в Беларуси каждый год излучается до 1,2 МВт•ч на 1 м2 территории, что эквивалентно 60 л нефти. Но всем преимуществам солнечной энергии противопоставляется один существенный недостаток – это малая (ограниченная) плотность энергии. Следовательно, гелиоустановки для переработки солнечного излучения в электроэнергию требуют значительных площадей. Однако это не стало препятствием для широкого использования гелиотехники – во многих странах в распоряжение солнечных систем предоставлены поверхности крыш.

«Вначале энергия Солнца применялась в простейших технологических процессах для сушки сельскохозяйственной продукции, но с развитием техники процессы и установки для получения энергии из солнечного излучения стали усложняться, – рассказывает Л. Виноградов. – Сегодня более 90 % рынка гелиоустановок – солнечные фотоэлектрические установки. Их КПД в среднем составляет 15–17 %. Огромное количество людей на Земле не имеет возможности получать электроэнергию традиционным способом. Если они не могут воспользоваться линиями электропередачи, на помощь приходит фотоэлектроэнергетика. В условиях средних широт фотоэлектрические преобразователи солнечной энергии могут производить 120–200 кВт•ч/м2 энергии в год. При этом стоит помнить, что в Беларуси даже больше солнечных дней, чем в Польше или, скажем, Германии».

Основной преградой на пути масштабного использования фотоэлектрических преобразователей сегодня является высокая стоимость получаемой электроэнергии. Но если в 1980 г. стоимость 1 Вт превышала 30 долл., то к 2005 г. она снизилась почти в 10 раз – до 3,4 долл. По прогнозам ученых, к 2010 г. 1 Вт электроэнергии, полученной от солнечного излучения, будет стоить не дороже 2,5 долл., а при должной работе может снизиться еще наполовину.

Процесс получения кремния «солнечного» качества – основного сырья для фотоэлектроустановок – длительный, сложный и достаточно энергоемкий. Правда, речь идет о традиционных способах его получения. В последние годы появилась так называемая технология «кипящего слоя», позволяющая увеличить производительность «солнечного» кремния и значительно удешевить весь процесс. Кстати, этот процесс уже применяется и в лаборатории Института тепло- и массообмена. Лабораторная установка с реактором «кипящего слоя» прошла испытания по всем правилам. По сравнению с тем же традиционным SIEMENS-процессом получен просто поразительный результат.

Более 70 стран мира сегодня активно развивает фотоэлектроэнергетику. В Беларуси общий потенциал солнечной энергии оценивается в 2,7•106 млн т у.т. в год, а технически возможный – в 0,6•106 млн т у.т. ежегодно. КПД преобразования при этом равен 12 %.

Примером успешного внедрения солнечной фотоэлектрической установки в нашей стране является фотоэлектрическая система, действующая на базе МГЭУ им. Сахарова в Международном экологическом парке «Волма». Установка мощностью 1,75 кВт ежедневно (в солнечные дни) вырабатывает 15,8 кВт•ч электроэнергии. Таким образом, полученные экспериментальные данные и разработка новых технологий получения кремния «солнечного» качества доказывают перспективность использования солнечной энергетики в нашей стране. Правда, только в летнее время.

От перспектив использования солнечного света участники семинара перешли к обсуждению возможностей света искусственного. В частности, специалисты сравнивали работу традиционных ламп накаливания с относительно новыми светодиодными технологиями. В качестве демонстрационного материала свою продукцию предоставила компания «СиЛайт», специализирующаяся на производстве приборов на основе светодиодов.

LED-лампы (Light-Emitting Diode – полупроводниковые диоды) уже используются и для основного бытового освещения. Как показали исследования, средняя потребляемая мощность бытовых светодиодных ламп составляет от 1,2 до 15 Вт. Световая отдача при этом сравнима с работой ламп накаливания мощностью 75–100 Вт. С учетом постоянно растущих цен на электроэнергию экономия от их использования будет ощутимой.

Директор «Центра светодиодных и оптоэлектронных технологий НАН Беларуси» Юрий Трофимов выделяет три основных преимущества светодиодных ламп над традиционными лампами накаливания: экономичность, эргономичность и экологичность.

«Рассмотрим освещение, которое дают нам лампы накаливания.

Видимый свет в их излучении составляет только 5 %, еще 12 % составляет тепло (которое не излучается), зато на долю инфракрасного света – то, что непосредственно греет, – приходится целых 83 %, – поясняет Ю. Трофимов. – В светодиодных лампах доля видимого света возрастает в 3 раза, до 15 %, а неизлучаемое тепло составляет остальные 85 %. Инфракрасное излучение при этом полностью отсутствует. Именно благодаря этому светодиодные лампы вскоре победят не только лампы накаливания, но и самые современные люминесцентные лампы. Потому что в люминесцентных лампах есть один существенный недостаток – в них содержится ртуть, которая при разбивании лампы становится опасной для людей».

Светодиодные светильники уже нашли применение на железной дороге, в системах безопасности дорожного движения в растениеводстве, медицине и т. д.

Что касается традиционного освещения жилых и рабочих помещений, то и здесь выгода от внедрения светодиодных светильников будет очевидна: срок эксплуатации светодиодной лампы в 50 (!) раз больше, чем лампы накаливания. Так, если эксплуатировать светодиодную лампу в течение 24 часов в сутки без перерывов, ее можно не менять в среднем 12 лет.

Еще одной темой, вызвавшей бурные дискуссии среди участников семинара, стало производство энергосберегающих светильников и применение их в жилищно-коммунальном хозяйстве Беларуси.

«Энергосберегающие светильники, как правило, изготавливаются на основе ламп накаливания, сейчас мы переходим и на люминесцентные лампы, – рассказывает директор ЧУП «Вертекс-Брест» Юрий Вересотский. – Мы занимаемся их производством на протяжении уже трех лет. На обычные лампы мы устанавливаем датчики «шум – свет». Сегодня выпускаются светильники трех типов: все они абсолютно пассивны, когда вокруг светло, но в темное время суток светильники первого типа, реагируя на шум, например, шагов, включаются на несколько минут и снова гаснут, когда шум стихает. Светильники второго типа в темное время суток непрерывно работают на четверть от всей мощности, при возникновении шума включаются на полную мощность, а после его прекращения снова переходят в энергосберегающий режим. К третьему типу можно отнести уличные фонари, в которые не встроен шумовой датчик, они реагируют исключительно на окружающее освещение и автоматически включаются в темное время суток».

На одном таком светильнике каждый месяц можно экономить до 38 тыс. руб., однако жилищно-коммунальные хозяйства не спешат брать их на баланс. И главная причина в том, что цена энергосберегающего светильника – не ниже 125 тыс. руб. Это объясняется, прежде всего, высокой стоимостью качественных светодиодов. Кроме того, для таких светильников нужен специальный отвод тепла, что делает невозможным применение простого пластмассового корпуса. Вторая причина, которую выделяют сами производители, – психологическая. Многие покупатели считают, что такие светильники «слепят» глаза, а значит, вредны для здоровья. Их приходится убеждать в том, что энергосберегающие светильники проходят все необходимые проверки.

«Мы работаем над тем, чтобы снизить цену на наши изделия, чтобы получить «рассеянный» свет и не снизить при этом КПД. Однако все наши усилия – это только капля в море, пока мы закупаем светодиоды в России по довольно высокой цене, – признается производитель. – Да, чтобы не «заламывать» цену на светильник, мы вынуждены экономить на корпусе, на других комплектующих. В результате мы получаем оптимальную цену, гарантируем сроки службы, но при этом понимаем, что изделие могло бы работать дольше и лучше».

В ходе семинара обсуждались также необходимость проведения энергоаудита на предприятиях, действующая нормативная база по вопросам энергетики и ряд других вопросов.

 

Наталия СТЕШЕНОК

 

Фотоэлектрическая установка – это устройство, с помощью которого солнечный свет преобразуется в электрический ток. Фотоэлектрическая ячейка – это чаще всего кремниевая пластина, одна сторона которой заряжена отрицательно, а другая – положительно. Когда свет падает на такую ячейку, электроны начинают перемещаться из отрицательной области в положительную. С помощью внешнего соединения электрическая цепь замыкается, возникает постоянный ток.

Почти 95 % всех существующих в настоящее время фотоэлектрических ячеек являются кремниевыми. Кремний добывают из кварцевого песка, который так же неисчерпаем, как и солнечный свет.

 

Контакты

Беларусь: 220121, г. Минск
а/я 72
Тел.: +375 (17) 385-94-44,
385-96-66

Факс: +375 (17) 392-33-33
Gsm: +375 (29) 385-96-66 (Vel)

Е-mail: energopress@energetika.by
E-mail отдела рекламы:
reklama@energetika.by

© ОДО Энергопресс, 2003—2009. Все права защищены.
Мониторинг состояния сайта
Создание сайта Атлант Телеком