Суббота, 21.10.2017, 17:51



ENERGY - ACTIVE - BUILDINGS 

SOLAR HEATING 

Старт-Ап "Электрогелиопрофиль ФОТОН-Е"

 

Русский  Українська                                                                                         Автор старт-а па

ЭЛЕКТРОГЕЛИОПРОФИЛЬ ФОТОН-Е

ЭНЕРГОАКТИВНОЕ ЗДАНИЕ С СОЛНЕЧНЫМ ОТОПЛЕНИЕМ И СОЛНЕЧНОЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАЦИЕЙ

Цель проекта – теплообеспечение мест продолжительного пребывания человека на длительную историческую перспективу без использования ископаемых источников энергии.

Задачи проекта – создание сборочного производства электрогелиопрофиля «Фотон-Е» (далее «электрогелиопрофиль») с целью его широкого внедрения в конструкции энергоактивных зданий с солнечным отоплением и солнечной электрогенерацией.

Описание проекта.

Энергоактивные здания

Концепция «энергоактивное здание»: Солнечное излучение, поступающее на крышу и фасады энергоактивного здания в течении года (преимущественно в тёплую пору), поглощается и нагревает жидкий теплоноситель. Жидкий теплоноситель передаёт тепло в систему пластиковых теплообменных труб грунтового аккумулятора тепла и нагревает его. В отопительный сезон накопленное тепло передаётся в низкотемпературную (+35°С) систему отопления здания. В установившемся режиме (после 3-х – 4-х лет от начала эксплуатации) температура грунтового аккумулятора изменяется в течении года в пределах +40°С - +60°С. Часть солнечного излучения преобразуется в электроэнергию. Концепция основана на том факте, что на территории проживания почти всего населения Земли количество поступления солнечного излучения на земную поверхность превышает 600 КВт*ч/м² за год. А современные показатели теплопотребления зданий уменьшились до уровня 15-60 КВт*ч/м² отапливаемой площади за год. Такая разница даёт возможность проектировать и строить энергоактивные одно- и многоэтажные здания с солнечным отоплением и солнечной электрогенерацией. При этом учитывая теплопотери через ограждающие конструкции здания и теплопотери грунтового аккумулятора тепла.

Энергоактивное здание отвечает условиям теплопотребления как «пассивные дома» и включает в себя энергоактивные крышу и фасады из электрогелиопрофиля, тепловой насос, сезонный грунтовый аккумулятор тепла, и использует возобновляемые источники энергии: солнечное излучение, тепло грунта и воздуха, в том числе вентиляционного. Для вентиляции используется приточно-вытяжная система с воздушным рекуператором тепла. В системе кондиционирования используются испарительные воздухоохладители, потребляющие электроэнергии в 10-15 раз меньше чем компрессионные кондиционеры и более адаптированные к человеческому организму. В связи с тем, что большая часть солнечно тепла с крыши и фасадов энергоактивного здания отводится теплоносителем, то и нагрузка на систему кондиционирования уменьшается.

Сезонный грунтовый аккумулятор тепла состоит из системы вертикальных пластиковых теплообменных труб «2U» и объёма грунта между ними и вокруг них.

Тепловой насос используется для поддержания норм теплопотребления при неблагоприятных погодных условиях и до выхода системы на установившийся режим работы.

Здания в концепции «энергоактивное здание» могут быть как вновь построенными, так и реконструированными.

Электрогелиопрофиль, который есть внешним конструктивным элементом энергоактивных крыш и фасадов, относительно малогабаритная конструктивная единица для сооружения крыши и фасадов здания. Другие элементы системы энергообеспечения энергоактивного здания размещены внутри её и под ней. Соответственно, масштабируемость мощности системы зависит главным образом от размеров и архитектуры зданий, и их количества. Также, крыша и фасады энергоактивных зданий могут быть спроектированы в соответствии с архитектурными и культурными традициями страны или региона.

Энергоактивные здания будут конструктивными и технологическими сотовыми единицами концепции «сезонный тепловой тиристор»: солнечная энергия поступающая на поверхность зданий сразу передаётся в приповерхностный слой земли и дозировано используется для нужд теплообеспечения. В сочетании с когенерационными установками, работающими на био- и генераторном газах (используются традиционные отходы населённых пунктов), энергоактивные здания составят основу энергоавтономных поселений.

Электрогелиопрофиль

Электрогелиопрофиль – изделие «3 в 1»: конструкционный строительный материал; тепловой солнечный коллектор с жидким и воздушным контурами теплоносителей; солнечная батарея. Используется в конструкции энергоактивных крыши и фасадов энергоактивных зданий. Благодаря частичному охлаждению фотоэлектрических преобразователей в составе электрогелиопрофиля, увеличивается производство «солнечной» электроэнергии.

Расчётные характеристики варианта электрогелиопрофиля: 1) электрическая мощность 45 Вт; 2) тепловая мощность до 350 Вт; 3) длина 3,1 м; 4) ширина монтажная 0,175 м; 5) площадь эффективная 0,51 м².

Наличие жидкого и воздушного контуров теплоносителей позволяет: 1) использовать контур жидкого теплоносителя для аккумуляции тепла в сезонном грунтовом аккумуляторе, отопления и приготовления горячей воды; 2) использовать контур воздушного теплоносителя для воздушного отопления; 3) одновременно использовать жидкий и воздушный контуры теплоносителей и тепловой насос «»вода – вода» для получения тепла от воздуха, в том числе вентиляционного, в облачную погоду и ночью.

Электрогелиопрофиль состоит из профиля-основы (подкладка), плёночных фотоэлектрических преобразователей, фитингов жидкого контура и прозрачной теплоизоляции (стекло, литой поликарбонат).

Профиль-основа изготавливается методом экструзии из алюминиевого сплава и имеет теплопоглощающую поверхность, цилиндрический канал контура жидкого теплоносителя, полость воздушного контура, элементы крепления с соседними электрогелиопрофилями с уплотнителями. На теплопоглощающую поверхность наклеены фотоэлектрические преобразователи. Между ними и прозрачной и прозрачной теплоизоляцией есть зазор.

Сам по себе, профиль-основа есть гелиопрофилем – изделием «2 в 1»: конструкционный строительный материал и тепловой солнечный коллектор с жидким и воздушным контурами теплоносителей. Изготовление профиля-основы размещено на 2-х заводах в Украине. Гелиопрофиль признан лучшим изобретением Украины 2005 года в области энергетики.

К этому времени в Украине построено или строится три здания (Львов, Днепр, предместье Днепра) где используются принципы энергоактивного здания и используется гелиопрофиль.

Реализация проекта

Реализация плана внедрения концепции «энергоактивное здание» с использованием электрогелиопрофиля включает этапы: 1) разработка конструкции электрогелиопрофиля; 2) разработка технологии изготовления и изготовление экспериментальной партии электрогелиопрофиля; 3) натурные испытания и усовершенствование электрогелиопрофиля; 4) разработка технологии монтажа и эксплуатации электрогелиопрофиля и систем с его использованием; 5) создание предприятий по изготовлению электрогелиопрофиля и нестандартных комплектующих; 6) разработка расчётной модели и алгоритма расчёта энергоактивного здания; 7) строительство демонстрационных энергоактивных зданий в различных климатических зонах; 8) создание учебно-производственных центров по проектированию, строительству (реконструкции) и эксплуатации энергоактивных зданий; 9) массовое строительство (соответствующая реконструкция) энергоактивных зданий.

Повсеместное внедрение концепции энергоактивных зданий с использованием электрогелиопрофиля требует решения вопросов по двум аспектам: техническому и административно-финансовому.

Технические аспекты решаются, при обеспечении соответствующего финансирования, на местном уровне с привлечением кооперации научно-производственных предприятий и направлены на: 1) разработка конструкции электрогелиопрофиля; 2) разработка технологии изготовления и изготовление экспериментальной партии электрогелиопрофиля; 3) натурные испытания и усовершенствование электрогелиопрофиля; 4) разработка технологии монтажа и эксплуатации электрогелиопрофиля и систем с его использованием.

Административно-финансовые аспекты включают в себя решение таких основных вопросов; 1) поиск инвесторов по созданию производственных и строительных мощностей для изготовления электрогелиопрофиля и строительства/реконструкции зданий в соответствии с концепцией «энергоактивное здание», а также создание соответствующей инфраструктуры; 2) законодательное создание экономических условий для проведения работ, которые включают соответствующие налоговые преференции, компенсационные механизмы, поощрительные механизмы («зелёный тариф», например), и т.п.

Результаты реализации проекта

Электрогелиопрофиль может быть использован в каждом здании – во вновь построенном или реконструированном здании в соответствии с концепцией «энергоактивное здание». Краткосрочное трансформационное воздействие реализации проекта проявится в постепенном уменьшении зависимости от внешних теплосетей, уменьшении потребления ископаемых теплоносителей и уменьшении соответствующих затрат. Долгосрочное – дополнительно к вышеизложенному, проявится в отказе от централизованного теплообеспечения и связанных с этим теплопотерь, в улучшении экологической безопасности, и устойчивом режиме тепло- и электрообеспечения во временной перспективе. Личная и эксплуатационная безопасность обусловлены принципом работы электрогелиопрофиля и систем с его использованием – энергия где вырабатывается там и потребляется. Сырьевая база позволяет организовать массовое производство электрогелиопрофиля. При соотношении 2м² крыши или фасадов из гелиопрофиля на одного человека, может быть получено до 2*108 МВт*ч электрической и до 7*108 МВт*ч тепловой энергии за год на 1 миллиард населения для климатических условий Средней Европы.

Широкое внедрение энергоактивных зданий приведёт к созданию энергоавтономных населённых пунктов. Сезонная тепловая аккумуляция будет обеспечиваться сезонными грунтовыми аккумуляторами тепла зданий. Роль суточного и сезонного аккумуляторов «солнечной» электроэнергии будет выполнять существующая электрическая сеть страны или региона. При отсутствии внешней электрической сети, в роли суточного аккумулятора «солнечной» электроэнергии могут быть также использованы химические электрические аккумуляторы.

Достижение цели проекта позволит; 1) решить проблему теплообеспечения мест постоянного пребывания человека на длительную историческую перспективу без использования ископаемых источников энергии; 2) значительно увеличить часть «солнечной» электроэнергии в общем балансе энергоресурсов (без использования дополнительных земельных участков для солнечных электростанций соответствующей мощности); 3) уменьшить составляющие на отопление, приготовление горячей воды и электрогенерацию в общем объёме экологического загрязнения окружающей среды.

Повсеместное внедрение концепции «энергоактивное здание» с электрогелиопрофилем, по своим цивилизационным последствиям будет сопоставимо внедрению «мирного атома», но априори безопасное для человечества.

Подробнее здесь

Бизнес Форум MMGP

Форма входа
Поиск