Чистая энергетика

Вопросы экологии с каждым годом интересуют всё большее количество людей, и парк-отель «Риверсайд» не остался в стороне. Нашим девизом является «Наедине с природой», и потому при строительстве было заложено использование альтернативных источников энергии, таких как солнце и ветер. Желаете взглянуть на экологически чистые источники энергии? Приезжайте к нам в «Риверсайд»!

А это видео — про нас!

Что такое альтернативные источники энергии? Это возобновляемый ресурс, заменяющий традиционные источники энергии на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют углекислый газ. Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с:

  • экологической чистотой;
  • отсутствием потребности в топливе;
  • отсутствием отходов.

Солнечные коллекторы

Летним днем окунуться с головой в бассейн под шелест листвы — что может быть лучше? Окунуться в него ещё весной и осенью! Бассейн в парк-отеле «Риверсайд» подогревается, и обеспечивают это сверкающие панели на крыше террас рядом.

Солнечный коллектор это устройство, прямо преобразующее солнечную энергию в тепловую. Принцип работы прост: по нагреваемой солнечными лучами установке циркулирует материал-теплоноситель (например, вода, воздух или масло), постепенно нагреваясь. После он передает тепло в бак-аккумулятор с водой, откуда та попадает в водопроводные краны, бассейн и систему отопления.

Простота сделали солнечный коллектор самым известным приспособлением, применяющим энергию ближайшей звезды. Сам метод нагрева воды и помещений с помощью Солнца известен несколько тысяч лет: черные поверхности нагреваются под лучами сильнее, тогда как светлые — меньше. Это свойство и используется в солнечных коллекторах, система которых начала разрабатываться около двухсот лет назад. Начало положил швейцарский ученый по имени Гораций де Соссюр в 1767 году. Он разработал плоский коллектор, состоящий из деревянной коробки, плоского стекла и нагревающего слоя, дав конструкции характеристику «маленькая, дешёвая и простая». В 30-х годах ХIX столетия его изобретением воспользовался для приготовления пищи сэр Джон Гершель во время своей экспедиции в Южную Африку.

В 1908 году технология солнечных коллекторов достигла уровня, близкого к современному. Это был коллектор с теплоизолированным корпусом и медными трубками, изобретенный Вильямом Бейли из американской «Carnegie Steel Company». К концу Первой мировой войны было продано 4 000 таких коллекторов, а к 1941 году — почти 60 000. Во время Первой мировой войны в США было введено нормирование меди, что привело к резкому падению рынка таких обогревателей.

Солнечные коллекторы пребывали в забвении до 1973 года, когда грянул нефтяной кризис 1973 года, пробудивший интерес к альтернативным источникам энергии. С тех пор развитие солнечной энергетики не замедляется, а эффективность систем солнечного отопления постоянно возрастает.

Солнечные батареи

Кроме воды и тепла требуется электричество. Его получают с помощью коллекторов, но это большие солнечные термальные электростанции, в которых энергию вырабатывает паровые турбины, движимые паром от нагретой воды.

Поэтому мы используем солнечные батареи, сверкающие и отражающие небо. Во всей красе их увидеть в «Риверсайд» несколько затруднительно они на крыше главного корпуса. Посмотрите видео с дрона — оно увлекательно само по себе!

Солнечные панели

Их работа посложнее. Современные солнечные батареи состоят из цепи фотоэлементов полупроводников, преобразующих солнечную энергию в электрический ток. Когда на него падают лучи, фотоэлемент нагревается, частично поглощая энергию. Её приток высвобождает электроны внутри полупроводника. К фотоэлементу прилагается электрическое поле, которое направляет свободные электроны, заставляя их двигаться в определенном направлении. Этот поток электронов и образует электрический ток, который можно направить, если приложить металлические контакты.

Процесс преобразования называется фотоэлектрическим эффектом. И хотя использование солнечной энергии выглядит неким прорывом последних десятилетий, воплощением идей футуристов, данное явление открыли около 200 лет назад.

Использование линз и зеркал для фокусировки солнечных лучей, например, для нагрева воды, использовалось с древних времен. Существует даже легенда о том, как Архимед сжег корабли захватчиков, приплывшие к берегам его родной Сицилии.

Открытие совершил французский физик Александр Эдмон Беккерель в 1842 году. Спустя четыре десятилетия изобретатель Чарль Фриггс создает рабочую модель на основе селена её КПД составлял всего 1%. Батареи на базе этих элементов были установлены на крышах Нью-Йорка в 1884 году, но маленькое КПД вместе с высокой стоимостью препятствовало использованию их для энергоснабжения. Зато селеновые батареи нашли другие применения, например, в качестве датчиков освещенности в фотоаппаратах, где они были широко распространены в 1960-х годах. Первые прототипы солнечных батарей были созданы итальянским фотохимиком Джакомо Луиджи Чамичаном.

Не обошлось в этой истории без Альберта Эйнштейна, подробно описавшим и объяснившим фотоэлектрический эффект. В 1921 году он получил Нобелевскую премию за «вклад в теоретическую физику, и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта».

Как таковая, солнечная энергетика родилась 25 марта 1948 года, когда специалисты компании Bell Laboratories заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния, эффективность которых составляла 6%. Вскоре ранние солнечные панели были использованы для питания спутников, вращающихся вокруг Земли. 17 марта 1958 года США запустили в космос спутник Авангард-1, снабженный шестью солнечными батареями мощностью около 1 Вт. 15 мая 1958 года полетел спутник от СССР — Спутник-3.

Как и в случае с солнечными коллекторами, на развитие повлиял нефтяной кризис 1973 года, подстегнувший людей вкладывать деньги в исследования солнечной энергии. Сейчас солнечные батареи всё чаще можно увидеть на крышах домов, а электростанции такого типа огромные поля батарей, сверкающие под ясным небом. Так что будущее солнечных батарей видится точно таким же светлым, как само солнце.

Ветряки

Солнце, воздух и вода наши лучшие друзья гласит присказка. Гидроэлектростанцию на Дону нам не построить, приливную тоже, так что пришлось держать нос по ветру. Или лопасти. А ещё запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

Если пойти вдоль берега на запад от «Риверсад», то вскоре можно увидеть три ветрогенератора, предназначенных для превращения кинетической энергии ветра в механическую энергию ротора, а затем — в электрическую. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Как они работают? Сила ветра приводит в движение лопасти, которые через специальный привод заставляют вращаться ротор. Благодаря наличию статорной обмотки, механическая энергия превращается в электрический ток. Аэродинамические особенности винтов позволяют быстро крутить турбину генератора. Дальше сила вращения преобразуются в электричество, которое аккумулируется в батарее. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее крутятся лопасти, производя больше энергии.

Прообраз ветрогенератора, конечно, ветряная мельница. Они использовались для размола зерна в Персии уже в 200-м году до н. э., а по Европе были распространены возвращавшимися с Ближнего Востока крестоносцами. В XVI веке начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя и ветряной мельницы. В засушливых районах ветряные мельницы применялись для орошения полей. А вот в Нидерландах они отвоевали землю у моря, осушая области. С тех пор ветряные мельницы являются неотъемлимым элементом видов Нидерландов.

Первая ветряная электростанция была построена в 1887 году в Шотландии профессором Джеймсом Блитом и использовалась для обеспечения его дома светом. Это был первый в мире дом, которые использовал электричество от энергии ветра. Блит предложил избыточную электроэнергию со своей «мельницы» жителям родного Мэрикирка для освещения главной улицы, но получил отказ, поскольку те считали, что электроэнергия — происки нечистых сил.

Впоследствии электромельницу Блита сочли просто экономически нецелесообразной, и следующая появилась в Великобритании только в 1951 году. В Дании же развитие шло семимильными шагами: в 1890 году была построена первая ветроэлектростанция, а к 1908 году насчитывалось уже 72.

В России ветрогенераторы отсчитывает свою историю с 1920-х годов, когда Центральный аэрогидродинамический институт разработал первые ветровые установки для сельского хозяйства. Мощности подобного «крестьянского ветряка» хватало на освещение 150-200 дворов. А в 1931 году в Ялте был построен генератор с горизонтальной осью. Он стал предшественником всех современных ветрогенераторов, являющихся горизонтально-осевыми.

С 1940-х по 1970-е годы ветроэнергетика переживает упадок в связи с интенсивным развитием передающих и распределительных сетей, дававших независимое от погоды энергоснабжение за умеренные деньги. А интерес вернулся, как уже нетрудно догадаться, в связи с нефтяным кризисом 1973 года, и с тех пор развитие ветроэнергетики не замедляется. Стройные белые башни с лопастями возникают на горизонте тут и там, а ветер, как неисчерпаемый источник экологически чистой энергии, находит все более широкое применение.