Альтернативная энергия

4 Vikocell TSM64TN

Экономичный комплект для разноплановых задач Цена на Алиэкпресс: от 1087,72 руб. Рейтинг (2021): 4.7

Экономичный набор панелей для создания солнечной панели. Блюда довольно качественные. В Китае они отлично упакованы, поэтому, несмотря на хрупкость, товар доставляется в целости и сохранности, без сколов и царапин. Но если вам нужна система, например 12 В, то такого комплекта будет недостаточно. Требуется 36 предметов. Учитывая размер одного 156 * 156 мм, общая площадь аккумулятора получается довольно большой. Перед покупкой нужно все хорошо просчитать.

Эти солнечные батареи подходят только людям с «прямыми» руками. У них нет покрытия, они являются своеобразным полуфабрикатом. Еще один нюанс: панели очень тонкие и хрупкие (толщиной около 2 мм), избежать отказов при таких параметрах практически невозможно, поэтому запас плит необходим. Но сообразительные покупатели этого не боятся. Многие считают аккумулятор лучшим приобретением за такие деньги.

Обзор лучших моделей монокристаллических солнечных батарей для дома с Алиэкспресс

Изготовление монокристаллических солнечных панелей осуществляется с использованием очищенного кремния. Внешний вид батареи напоминает конструкцию из отдельных ячеек – сот, что обусловлено шестиугольной формой кремниевых заготовок. Батареи этого типа идеальны для применения в солнечных регионах и демонстрируют высокую эффективность под прямым солнечным светом. В числе достоинств моделей монокристаллической группы – компактные размеры, стабильная работа и сравнительно высокий КПД – до 22%.

Overfly Solar Panel 5V/6V/12V

Модель, бьющая все рекорды популярности. Недорогая солнечная батарея с Алиэкспресс, демонстрирующая высокую скорость преобразования солнечной энергии в электрическую. Представлена в нескольких модификациях, отличающихся различными параметрами и уровнем мощности. Главное преимущество – высокое качество, о котором говорят многочисленные отзывы потребителей. Благодаря продуманной упаковке и аккуратной транспортировке покупатель получает батарею без дефектов и сколов поверхности заливки панелей. Единственная проблема, встречающаяся достаточно часто, – отправка продавцом панели с меньшей мощностью, чем отмечено в заказе.

DOKIO FFSP-80W

Сочетание компактных размеров портативной батареи с высокой мощностью. Монокристаллическая батарея в алюминиевой основе защищена специальным водостойким стеклом. Батарея не боится осадков, но приходит в негодность при погружении в воду. Модель предназначена для установки и эксплуатации на открытом пространстве для обеспечения электроэнергией небольшого дома. КПД панели составляет около 18%, вес – чуть более 3кг. В комплекте поставляется контроллер и сумка-чехол для транспортировки. В числе недостатков большинство покупателей называет небольшую длину кабеля регулятора.

ECO-WORTHY L02M100-1

Основной компонент высококачественной электростанции на солнечных батареях. Рекомендуется для покупки тем, кто желает отказаться от энергосети в пользу альтернативного электроснабжения. Батарея гарантирует стабильное и качественное питание, которого будет вполне достаточно для садового домика. Для более крупных объектов понадобится до 10 единиц модели. Панель рекомендуется устанавливать на крыше независимо от климатических условий, поскольку она не боится осадков и не подвержена коррозии. Облегченная рама имеет антибликовое покрытие.

EPSOLAR 4.5W

Представляет собой оптимальное соотношение доступной стоимости и высокого качества. Предназначена для эксплуатации в условиях полноценного солнечного освещения, при уменьшении его интенсивности работа устройства значительно ухудшается. Добиться выдающихся рабочих характеристик позволяет установка под прямыми солнечными лучами, падающими перпендикулярно на поверхность панели. В отзывах покупатели отмечают стабильность и безотказность устройства, но отмечают предел мощности в 4,5В. Для ее повышения необходимо дополнительно приобрести аккумулятор или преобразователь. Модель достаточно хрупкая, поэтому ее транспортировка практически не обходится без незначительных повреждений боковых поверхностей панелей.

5 Cewaal 55279

Лучший выбор для зарядки уличного освещения Цена на Алиэкпресс: от 79,75 руб. Рейтинг (2021): 4.6

Маленькие и компактные аккумуляторы Cewaal 55279 позиционируют себя как лучший выбор для зарядки мобильных гаджетов и уличных фонарей. Их можно соединить с светильниками на участке, террасе или в беседке. Мощность каждой панели составляет 1 Вт при 6 В. Синтетический кремний обеспечивает КПД 17-20%. Огромное преимущество миниатюрных панелей — вы можете прикрепить их к стеклу прямо в квартире и заряжать небольшую технику емкостью до 1000mAh.

Отзывы об этих «малышках» положительные, но пользователи предупреждают, что им нужно много солнца. Они заряжаются медленно, но этого достаточно, чтобы плеер, телефон или павербанк не зависели от электричества в солнечный день. Аппараты продаются в магазине с лучшей репутацией. И они довольно дешевые — можете попробовать!

Альтернативная энергетика в странах мира: успехи развития

Переход на возобновляемые источники энергии стал своеобразным трендом среди современных развитых государств. Так, согласно Парижскому соглашению, к целый ряд стран достигнет нулевого процента выброса углерода в атмосферу. На данный момент ситуация развивается следующим образом:

Австрия. В государстве полностью откажутся от традиционных источников энергии к 2030.
Великобритания. Стало известно, что 2020 стал самым экологичным для королевства со времен начала промышленной революции! Так, Англия 67 суток смогла обходиться без угля, а полностью отказаться от невозобновляемых источников электроэнергии планирует уже к .
Евросоюз. ЕС развивает грандиозный проект Green Deal, главная цель которого — сформировать на территории Старого Света углеродно-нейтральное пространство уже к 2030. Для этого планируется сократить объемы выбросов парниковых газов на 40 % и увеличить долю возобновляемых источников энергии до 30 %. Чтобы достичь этого, требуется ежегодные вложения на сумму от 260 млрд евро.
Индия. С государство развивает возобновляемую энергетику за счет популяризации солнечных батарей и ветрогенераторов.
Испания. В стране активно развивается солярная энергетика — в два раза скорее, чем в Германии.
Китай. Всего 10 лет потребовалось этой стране, чтобы стать признанным лидером в поставках оборудования для альтернативной энергетики! КНР — крупнейших производитель солярных батарей: 7 из 10 компаний-изготовителей зарегистрированы тут. Китайское правительство объявило, что республика станет полностью углеродно-нейтральной к 2060.
Россия. Как показывают исследования, страна может получать из всей необходимой для ее нужд энергии: 10 % — от ветрогенераторов, 15 % — от солнечных батарей. В РФ не развита альтернативная энергетика ввиду доступности таких невозобновляемых источников, как нефть и газ. Тем не менее, первые шаги уже предпринимаются: запуск Центра альтернативной энергетики в Химках (2017), ветропарк в Мурманске (2019-2021), который планирует выйти на мощность в 200 МВт.
Саудовская Аравия. К 2030 году здесь будут получать 50 % электрической энергии из возобновляемых источников.
США. Джо Байден вернул Штаты в Парижское соглашение и объявил, что государство к 2050 будет использовать 100 % экологичную энергию. Этот же срок объявляют для себя Новая Зеландия, Южная Корея и Япония.
Шотландия. В 2020 году 97 % электричества здесь добыли из «зеленых» источников энергии — им удалось обеспечить 7 млн домохозяйств. Страна объявляет, что станет 100 % углеродно-нейтральной к 2030.

Как свидетельствует Bloomberg, среди мировых лидеров по инвестированию в альтернативную энергетику выделяются (в млрд): КНР — $83,6, США — $49,3, Япония — $19,3, Великобритания — $16,2 и Нидерланды — $14,3. Перечисленные страны развивают не только солнечную и ветровую энергетику, но и заинтересованы в таких источниках, как биотопливо, биоэнергия, использование отходов, малая гидроэнергетика.

Важно выделить и успехи отдельных городов мира в переходе на альтернативную энергию. Так, согласно сведениям CDR, 100 из 570 мегаполисов уже получают 70 % электричества из возобновляемых источников:

Базель (Швейцария). Первый город списка, кто полностью живет на альтернативной энергетике: 90 % — ГЭС, 10 % — ветрогенераторы.
Берлин (Германия). В мегаполисе осуществляется эко-план Masterplan Solarcity, согласно которому он станет климатически нейтральным к 2050 — главным образом, за счет солярной энергетики.
Берлингтон (США). Город на 100 % экологичен — энергию дарит Солнце, ветер, вода и биомасса.
Рейкьявик (Ирландия). Вся электроэнергия столицы получена от ГЭС и геотермальных источников. К 2040 весь местный транспорт будет работать на эко-топливе.

В плане «зеленой» энергетики самыми экологичными считаются города: Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота.

Энергия из ДНК

Оказалось, что органические молекулы тоже преобразуют солнечную энергию в электричество. В 2021 году немецкие ученые сумели супрамолекулярную — то есть более сложную, чем обычная молекула — систему на основе ДНК.

Структура супрамолекулы

(Фото: frontiersin.org)

Основа системы — фуллерен, «футбольный мяч» из 60 атомов углерода. К нему крепится краситель, который поглощает солнечный свет и отдает получившуюся энергию фуллерену. Но возникает проблема: если не упорядочить такие супрамолекулы, ток между ними будет протекать с трудом, а со временем и вовсе затухнет.

Ученые предложили такое решение: закрепили супрамолекулы на основе фуллеренов и красителя на спирали ДНК. Так движения электронов становятся упорядоченными, а электрический ток не затухает.

Как это применять: исследователи не обещают, что в скором времени на всех крышах появятся солнечные батареи из ДНК, но развивать это направление планируют. По их прогнозам, технология будет дешевле, прочнее и долговечнее, чем солнечные батареи на основе кремния.

Альтернативные источники в России

Понятно, что в России, пока традиционные источники сравнительно доступны, а капиталовложения в новые технологии минимальны, ждать альтернативы можно долго. Кроме того, районов со стабильно высокой солнечной и ветряной активностью у нас в стране крайне мало.

Поэтому предлагаю применительно к России изменить терминологию и взгляды на вещи.

Считаю, что альтернативная электроэнергия – это энергия, поступающая не от централизованного электроснабжения, а от иных источников. Как правило, в России эти источники индивидуальные, имеющие небольшую мощность.

Эти источники являются прежде всего аварийными, помогающими пережить “black out”, когда из районной подстанции пошел дым или злобные Терминаторы захватили контроль над сетью «Скайнет».

Фото Терминатора не нашлось, поэтому в качестве иллюстрации — ТП и дом с высоким током КЗ:

Не исключено, что из-за истории с Терминаторами в будущем останется только один источник энергии:

… и еще 10 малоизвестных альтернативных источников энергии

Помимо всем известных ветряков и солнечных панелей, люди научились извлекать энергию, кажется, из всего сущего:

Турникеты в метро и на ж/д станциях. Многочисленные пассажиры наступают на установку — вырабатывается энергия.
Умная тротуарная плитка. Генерирует электричество из кинетической энергии гуляющих пешеходов.
«Лежачие полицейские», освещающие улицы. Принцип тот же, только на рампу воздействует вес проезжающих машин.
Энергия вулкана. Электричество помогает вырабатывать пар, выделяющийся при испарении соленой воды.
Мяч-зарядник. Достаточно 30 минут поиграть Soccket в футбол, как он будет способен питать собой лампу в вашем доме в течение нескольких часов.
Водоросли. Ученые выяснили, что 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, достаточно, чтобы получать 150 000 кубометров биогаза в год.
Тепло человеческого тела. Такого источника вполне хватит, чтобы подзарядить фитнес-браслет или умные часы.
Велосипед, подзаряжающий смартфоны и планшеты. Крутя педали Siva Cycle Atom, можно попутно подзарядить свои гаджеты.
Сточные воды. Ученые уже выяснили, как создавать на основе жидких нечистот топливные элементы.
Бумажная энергия. Гении из Sony установили, что производить энергию можно даже из мелко нарезанного гофрированного картона.

… и все это — только начало!

1 BUHESHUI 1W-RX

Гибкие тонкопленочные панели Цена на Алиэкпресс: от 808,77 руб. Рейтинг (2021): 4.9

Солнечные батареи этого типа имеют неплохой внешний вид. Если первые аморфные модули проработали только до 10 лет, модель, представленная в оценке, прослужит намного дольше. По мощности он составит конкуренцию кристаллическим батареям. Еще одно преимущество — стабильная работа при повышении температуры. Модуль теряет мощность при нагреве намного меньше, чем классические кремниевые панели в той же ситуации.

Устройство может генерировать энергию даже в условиях рассеянного света. Панели идут без брака, это подтверждают отзывы на Алиэкспресс. Но КПД у них невысокий, а для аморфных солнечных элементов это норма. Кроме того, за недостатком скрывается множество преимуществ.

Классика. Традиционные источники электроэнергии

Для обывателя традиционная энергия – это электроэнергия, которая приходит к нам в жилище по проводам.

Более 60% традиционной энергии вырабатывается за счет тепловой генерации, которая происходит за счет сжигания газа и угля. Остальную долю электроэнергии вырабатывают атомные и гидроэлектростанции.

Основной плюс этих источников – производство энергии давно отлажено, генерация стабильна и легко регулируется, тепловые и атомные станции можно располагать почти в любой точке планеты. Было бы топливо.

А вот как раз топливо – основной минус традиционных источников. Нефти и газа осталось на несколько десятков лет, атомное «топливо» опасно, его сложно получать и утилизировать, реки иссякают. Другой минус – большое отрицательное влияние на природу.

И вот, казалось бы, найден выход –

4 Dgsunlight RGN32-100

Самый мощный поликристаллический комплект 300 Вт с контроллером Цена на Алиэкпресс: от 5506,43 руб. Рейтинг (2021): 4.7

Один из самых мощных универсальных комплектов на Алиэкспресс заслуживает того, чтобы его причислить к лучшим. На выбор предлагаются 3 конфигурации: 100, 200 или 300 Вт. А также с системой подключения или без нее. Установленный КПД находится в диапазоне 21-23%. В этом случае панели изготовлены из монокристаллического кремния и закреплены на силиконе. Их можно установить на автомобиль, на крышу дома или на фургон. Также в планировке инфраструктуры они нашли применение: для питания осветительных приборов на улице. Одним словом, набор, достойный внимания при большом расходе энергии.

Слабым местом этих солнечных панелей является включенный контроллер. Он может плохо сочетаться с самими энергоносителями. Иногда в отзывах указывается, что приближается свадьба и совсем не подключается к батареям. Но среди аналогов на Алиэкспресс этот недостаток кажется совершенно незначительным. Остальные пользователи вполне довольны качеством. Ведь главное, чтобы они на 100% соответствовали заявленным характеристикам%.

Соль-Илецкая солнечная электростанция

Соль-Илецкая СЭС была введена в эксплуатацию в мае 2017 года. Электростанция располагается на территории Оренбургской области неподалеку от села Томар-Уткуль в Соль-Илецком районе. Площадь объекта составляет 100 Га. На ней расположены 201 080 фотоэлектрических модулей. Пиковая мощность каждого из них составляет 120 Вт. Модули были изготовлены на заводе Hevel Solar в Новочебоксарске.

Высокая эффективность использования возобновляемого источника энергии в России на Соль-Илецкой СЭС обусловлена новой микроморфной тонкопленочной технологией. Изготовленные модули преобразовывают не только видимый, но и инфракрасный спектр солнечного излучения. Это повышает выработку электроэнергии на 30%. Установленная мощность Соль-Илецкой СЭС составляет 25 МВт. Она связана с энергосистемой Оренбургской области по воздушной линии электропередачи 35 кВ.

Энергия ветра.

Практически неисчерпаема, возобновляема и связана с перемещением воздушных масс. Уже на текущий момент суммарная выработка ветрогенераторов превысила значение в 600 Гвт.ч. Лидерами генерации являются Германия, Италия, Испания, Дания, Великобритания, США и Китай.

Недостатки ветряной энергетики очевидны: высокая себестоимость генерации (связана с дороговизной применяемого оборудования и работ по монтажу). Стоимость генерации напрямую зависит от скорости ветра. Чем она выше, тем больше мощности может выдать установка в сеть.

К тому же добавляется проблема с зависимостью генерации от погодных условий. Данный недостаток можно компенсировать, устанавливая ветрогенераторы в офшорную (прибрежную) зону или добавляя аккумуляторные станции, которые будут запасать электроэнергию с последующей подачей из резерва в безветренное время.

«Алея ветряков», Дания

«Ветряки» в Германии

«Ветряки» в США

«Алея ветряков», Дания

Сочетание солнечной и ветряной энергетики в комплексе выглядит весьма перспективным и привлекательным.

Главные причины перехода на альтернативную энергетику

Можно выделить сразу несколько оснований для обращения человечества к «зеленой» энергии:

Глобально-экологические. Традиционные источники энергии (включая ядерные и термоядерные) оказывают пагубное воздействие на планету, что может привести к глобальной катастрофе в течение считанных десятилетий.
Экономические. Цена на альтернативную энергию уже сегодня ниже стоимости традиционной. Та же тенденция наблюдается и по части окупаемости оборудования.
Политические. То государство, которое первым на планете полностью перейдет на альтернативную энергетику, заслужит мировое первенство и право диктовать цены в данном сегменте.
Социальные. Так как численность и плотность населения с каждым годом увеличивается, становится все труднее найти участки для строительства ГРЭС и АЭС, где это было бы рентабельным и безопасным.

Не нужно забывать и об эволюционно-исторической причине — развитие традиционной энергетики с этого угла оказывается тупиковым.

3 DOKIO FFSP-80W

Портативная складная модель высокой мощности Цена на Алиэкпресс: от 7 493,38 руб. Рейтинг (2021): 4.8

Эта панель в монокристаллической алюминиевой рамке ценится за удобный футляр для переноски и включенный контроллер. Но некоторым кажется, что длина кабеля регулятора слишком мала. Отзывы называют этот момент главным недостатком. Солнечная панель предназначена для использования на открытом воздухе.

Вес устройства 3,2 кг. Максимальный ток — 4,44 А, напряжение — до 18 В, КПД — около 17%. Эффективность работы не зависит от температуры окружающей среды, диапазон достаточно широкий — от -20 до +40 градусов по Цельсию. Силиконовые пластины защищены закаленным стеклом. Водонепроницаемость средняя: опустить панель в воду нельзя, но и осадков она не боится. Очистить пластины от пыли и грязи можно мягкой тканью. Для домашнего использования это одна из лучших моделей.

Виды альтернативных источников энергии

Строго говоря, существует много видов альтернативной энергии. Опять же, здесь определения заходят в тупик, потому что в прошлом «альтернативной энергетикой» называли методы, использование которых не считали основным или разумным. Но если взять определение в широком смысле, в него войдут некоторые или все эти пункты:

Гидроэлектроэнергия. Это энергия, вырабатываемая гидроэлектрическими плотинами, когда падающая и текущая вода (в реках, каналах, водопадах) проходит через устройство, вращающее турбины и вырабатывающее электричество.

Ядерная энергия. Энергия, которая производится в процессе реакций замедленного деления. Урановые стержни или другие радиоактивные элементы нагревают воду, превращая ее в пар, а пар крутит турбины, вырабатывая электричество.

Солнечная энергия. Энергия, которая получается напрямую от Солнца; фотовольтаические ячейки (обычно состоящие из кремниевой подложки, выстроенные в крупные массивы) преобразуют лучи солнца напрямую в электрическую энергию. В некоторых случаях и тепло, производимое солнечным светом, используется для производства электричества, это известно как солнечная тепловая энергия.

Энергетика не всегда чиста.

Энергия ветра. Энергия, вырабатываемая потоком воздуха; гигантские ветряные турбины вертятся под действием ветра и вырабатывают электричество.

Геотермальная энергия. Эту энергию вырабатывает тепло и пар, производимые геологической активностью в земной коре. В большинстве случаев в грунт над геологически активными зонами помещаются трубы, пропускающие пар через турбины, таким образом вырабатывая электричество.

Энергия приливов. Приливное течение у береговых линий тоже может использоваться для выработки электричества. Ежедневное изменение приливов и отливов заставляет воду протекать через турбины назад и вперед. Вырабатывается электроэнергия, которая передается на береговые электростанции.

Биомасса. Это относится к топливу, которое получают из растений и биологических источников — этанола, глюкозы, водорослей, грибов, бактерий. Они могли бы заменить бензин в качестве источника топлива.

Водород. Энергия, получаемая из процессов, включающих газообразный водород. Сюда входят каталитические преобразователи, при которых молекулы воды разбиваются на части и воссоединяются в процессе электролиза; водородные топливные элементы, в которых газ используется для питания двигателя внутреннего сгорания или для вращения турбины с подогревом; или ядерный синтез, при котором атомы водорода сливаются в контролируемых условиях, высвобождая невероятное количество энергии.

Биоэнергия.

Речь идёт о получении энергии из растительного или животного сырья, а также продуктов их жизнедеятельности. В биоэнергетике источником является твёрдое (пеллеты из дров, щепок, стружки, спрессованной соломы), жидкое (биодизель, метанол, этанол) или газообразное (водород, биогаз, метан, этан) биотопливо.

Получают топливо из насыщенных жирами и углеводами сельскохозяйственных культур (сои, бобов, свеклы, тростника), травы, древесины и древесных отходов, а также водорослей. Последняя разновидность на текущий момент является наиболее перспективной и привлекательной, т.к. характеризуется высокой отдачей и не занимает земельных ресурсов.

Биотопливо может использоваться для заправки автотранспорта (биодизель, водород и прочие органические соединения, полученные в ходе комплекса биохимических реакций), отопления жилых и нежилых объектов (пеллеты, топливные гранулы, газ), а также генерации электрической энергии (водород, биогаз).

К недостатку данного направления можно отнести необходимость использования плодородных площадей для нужд энергетики, что ведёт к повышению цен на продукты питания. Исключение — водоросли, массовое применение свойств и полезных качеств которых ожидается в будущем. Подробнее об этом читайте в нашей .

Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.

Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).

Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.