энергоэффективные и энергосберегающие технологии

Вспомогательная энергетическая система. Естественная конвекция воздуха.Здания с трансформи-рованными конструктивными элементамиСтена-коллектор (аккумулятор); термопрудыМинимум северных фасадов, размещение вспомогательных помещений на северной стороне зданияПланировочные мероприятия. Термоизоляция. Массивные ограждения. Термальный массив. Вспомогательная энергетическая система. Естественная конвекция воздуха.Активные системыЗдания со специальными устройствами в их структуреПлоские коллекторы (водяные и воздушные) аккумуляторыКомпактность объема; размещение коллекторов на южном скате крыши или на южной стенеНаличие специальных аккумуляторов тепла:- емкости с водой при водяном отоплении;- емкости с гравием при воздушном отоплении.Здания с отдельно стоящими устройствамиПлоские коллекторы, концентраторы, аккумуляторыКомпактность объема. Дома обычного типа без ограничений, связанных с использованием солнечного отопленияНаличие бойлеров, специальной системы разводки тепла. Механическое побуждение при разводке тепла.Для преобразования солнечной энергии в тепловую используются специальные конструкции – геолиприемники со стеклянной или пластиковой поверхностью. В них используется принцип «парникового эффекта», т.е. свойство стекла удерживать инфракрасное излучение, при этом повышая температуру внутри объема, который огражден стеклом. Применение систем одного типа не всегда оправдано. Для того чтобы уменьшить теплопотери и снизить потребности здания в энергии, более оправдано использовать системы, которые сочетают в себе лучшие качества пассивных и активных систем.На данный момент есть два основных направления в гелиоэнергетике: солнечные установки теплоснабжения (солнечные коллекторы) и фотоэлектронная технология. Солнечные коллекторы используются для подогрева воды и для обеспечения отопления. Фотоэлектронные генераторы предназначены для получения электроэнергии.Очевидное преимущество фотоэлектрических генераторов солнечной энергии перед другими видами получения энергии –их экологическая безопасность. Генераторы нуждаются в минимальном обслуживании и не требуют больших эксплуатационных затрат. Для них не нужны огромные конструкции, которые занимали бы большие территории, они достаточно надежны и не издают шума. Для того, чтобы установка солнечной панели была экономически оправдана, в этом районе солнечная активность должна составлять 100-250 кДж/см2. В районах с высокой солнечной активностью установка может окупиться в срок от 2 до 5 лет. При этом ее срок службы – 50 лет. Каждые 10 лет установка теряет только 1% своей мощности. Не стоит забывать, что в пасмурные дни и, конечно же, в ночное время, солнечные установки не работают.Системы солнечного теплоснабжения (ССТ) получили популярность во многих странах, особенно в Европе. Там ежегодный прирост оборота этой отрасли составляет примерно 11-12%. В Испании новые здания не принимают в эксплуатацию, если на крыше нет солнечного коллектора.Основная область применения солнечной энергии – подогрев воды и воздуха. В районах с холодным климатом требуется отапливать здания, а также есть необходимость в горячем водоснабжении. В промышленных зданиях тоже требуется большое количество горячей воды. В Австралии для подогрева жидкости до температуры ниже 100°С потребляется почти 20% всей энергии. По этой причине во многих странах, например в Австралии, Израиле, Японии, США, получили развитие солнечные нагревательные системы.Рис. 13. Схема работы солнечной водонагревательной установки5.2. Применение энергии ветраВетровые электрические установки (ВЭУ)–это не обязательно большие мегаваттные системы, стоящие в поле. Для того чтобы обеспечить электроснабжение частного дома или другого объекта, производится оборудование для «ветряков» небольшой мощности. В европейских странах установлено 75% от всех ветроагрегатов. Многие страны, например, Германия, Испания, Дания поддерживают строительство ветряных электростанций с помощью различных льгот.Стоит упомянуть, что использовать энергию ветра начали ужа давно. Одним из примеров являются мельницы. Но потом уголь, нефть и другие твердые и жидкие источники энергии пришли на замену энергии ветра.Ветряной установки мощностью 300 Вт хватает для того, чтобы обеспечить электричеством дачу, 2-5 кВт – для обеспечения коттеджа, 10 кВт – для большого частного дома со своей территорией, 20 кВт – для маленького поселка. Простой и небольшой ветрогенератор вообще можно собрать и запустить самостоятельно.В состав ветровой электрической установки входит:1.Башня (мачта) высотой примерно 10-20 метров.2.Ветроколесо (лопасти) диаметров 5-10 метров, изготовленные из прочного материала, например, фибергласса.3.Турбина (электрогенератор).4. Аккумуляторы в виде отдельных модулей.5. Инвертор.6.Система автоматического контроля и регулирования работы всей системы.Для того чтобы система работала, необходима скорость ветра от 2 до 28 м/сек. Расчетная скорость составляет 9-10 м/сек. При превышении скорости агрегат сам отключается для безопасности. Кроме того, автоматическая система регулирует скорость вращения лопастей, отслеживает направление ветра и поворачивает лопасти в нужном направлении.Некоторые владельцы ветрогенераторов практически полностью обеспечивают свои дома энергией с помощью ветряных агрегатов, но чаще ветряки вырабатывают для дома дополнительную энергию, благодаря которой удается экономить, например, на освещении участка.6. Перспективы развития энергоэффективных зданий в РоссииСегодня работа по применению технологий энергосбережения в строительстве сталкивается с множеством проблем. Это происходит по причине того, что сейчас Россия пытается за два-три года пройти путь, который другие страны проходили за 30-40 лет.Пока у нас в стране нет осознания, что для решения проблемы уменьшения энергетических затрат необходим комплексный подход. Если улучшать только отдельные элементы, то это не даст возможности сильно снизить энергопотребление.В последнее время в России налажен выпуск конструкций и материалов для энергосберегающих зданий. Запущено производство светопрозрачных конструкций. На данный момент их объем выпуска уступает только Китаю и США. Также запущено производство теплоотражающих стекол, выпуск теплоизоляционных материалов.К сожалению, в строительстве чаще всего используются дешевые и неэффективные материалы.Чтобы в России начали более эффективно внедряться технологии энергосбережения, нужно опираться на опыт зарубежных стран. Можно выделить следующие направления:-нужно учитывать опыт разработки федеральных законов в области энергосбережения;-нужно разработать программу-аналог ЕС «20-20-20»;-необходимо признать положительный опыт энергетической экспертизы проектов и аудита существующих зданий, а также подготовить критерии для оценки эффективности новых проектов и реконструкции существующих зданий;-нужно оценить целесообразность применения новых разработок в области энергосбережения.Также на данный момент стоит необходимость сформировать органы, которые будут контролировать выполнение застройщиками требований энергоэффективности.На пути достижения результатов энергоэфективности в строительстве встречаются преграды: мало информации, мотивации, навыков проектирования, финансов, опыта эксплуатации и т.д.Следует отметить, что потенциал энергосбережения в России очень велик. Но нам необходимо выработать бережное отношение к своим ресурсам, а также нужно осознать, что сберегать энергию не просто выгодно, но и необходимо с экономической точки зрения. ЗаключениеВ данной работе мы познакомились с историей возникновения и с хронологией развития энергосберегающих технологий, узнали, как люди с древних времен использовали силу воды и ветра для замены физического труда. Также мы рассмотрели примеры успешных проектов энергоэффективных зданий, изучили воздействие наружного климата на тепловой баланс энергоэффективного здания, познакомились с энергетическими возможностями наружного климата.Люди на протяжении всей истории постоянно сталкиваются с тем, что природные ресурсы ограничены. Но это до сих пор не привело нас к четкому осознанию последствий, которые возникают по причине такого бесконтрольного потребления. Показатель природоемкости не используется ни на одном уровне экономики. На данный момент остро стоит вопрос сбережения природных ресурсов. Этой цели можно достичь, развивая и поддерживая энергоэффективные технологии во всех сферах жизни, особенно – в строительстве.На сегодняшний день построено множество энергоэффективных зданий. Но эти здания так и не стали образом архитектуры конца XXвека. Одну из главных ролей в поддержке и финансировании энергоэффективного строительства играет государство, ведь реализация таких проектов связана с защитой окружающей среды, повышением качества жизни человека, сохранением природных ресурсов и богатств. От инженеров проектирование энергоэффективных зданий требует индивидуального подхода и дополнительных знаний в разных областях. Инвесторы в свою очередь хотят построить здание как можно быстрее и продать его как можно дороже. Но благодаря конкуренции, которая возникла между инвесторами в последние годы, появляется необходимость делать более привлекательные здания с точки зрения покупателей. Такие здания должны быть более экономичны в эксплуатации, более комфортны для проживания людей, должны обладать повышенными показателями безопасности.Изучив мировой опыт в области энергосбережения, познакомившись с удачными примерами реализации энергоэффективных зданий, можно смело сделать вывод, что за этими новыми технологиями стоит будущее. По всему миру есть множество реализованных проектов, разработано большое количество инновационных технологий в сфере энергоэффективности. Во многих странах для выработки энергии используется сила солнца и ветра.Сегодня в России эта область начинает развиваться все активнее. Нам нужно перенимать опыт других стран в сфере энергоэффективного строительства. В этот процесс должны быть вовлечены не только все уровни власти, но и все организации и граждане. Программы развития энергосбережения должны получить высокий статус, наравне или даже выше, чем у программ по развитию коммунальных систем, так как эти две программы можно будет развивать параллельно.Увеличение мощности энергоснабжения и снижение потребления энергоресурсов – связанные друг с другом процессы. Они должны рассматриваться одновременно при любом энергетическом планировании.Список литературы1.Табунщиков Ю.А., Бородач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 200 с. ил.2.Федеральный закон от 26.03.2003 №35-ФЗ «Об электроэнергетике».3.Федеральный закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».4.Москалёва Е. Г., Чегодайкина Ю. А., Шукшина М. А. Проблемы и перспективы развития энергосбережения в российской строительной отрасли // Молодой ученый. - 2015. - №8. - С. 585-587.5. X.Б. Умяров. Великий шёлковый путь: вихри в колодцах // Техника молодежи. - 2008. - № 8 - с. 20-23.[Электронный ресурс]: URL:https://moluch.ru/archive/88/17125/6.Девликамова А. С., Петулько К. А. Энергоэффективные технологии в строительстве // Молодой ученый. - 2016. - №8. - С. 1268-1271.[Электронный ресурс]: URL:https://moluch.ru/archive/112/28759/7.Энергетическая стратегия России на период до 2030 года // Министерство энергетики Российской Федерации. [Электронный ресурс]: URL:http://minenergo.gov.ru/aboutminen/energostrategy/8. Энергоэффективный дом с нетрадиционными и возобновляемыми источниками энергии. / Кряклина И. В., Шешунова Е. В., Грек И. Л.[Электронный ресурс]: URL: http://cyberleninka.ru/article/n/energoeffektivnyy-dom-s-netraditsionnymi-i-vozobnovlyaemymi-istochnikami-energii