Как выбрать электростанцию

Как правильно выбрать электростанцию

Обычно неопытный покупатель обращает внимание лишь на следующие показатели: мощность устройства и его стоимость. Изредка также интересуются, какое количество электроэнергии потребляет генераторное оборудование, какова его масса и много ли шума оно создает при работе. В том случае, если оборудование нужно для дома, уточняют, трехфазное ли оно. Несмотря на то, что в 80% случаев однофазная будет функционировать лучше.

Главное не в том, чтобы просто выбрать станцию – дешевую, дорогую или даже эксклюзивную, а в том, чтобы выбор был осознан. Наша задача – дать объективную информацию о том, что предлагает рынок, что обычно покупают и какие генераторы рекомендуют специалисты.

Ответим по порядку на следующее вопросы:

Разновидности электростанций

В состав любого генерирующего оборудования входит генератор и двигатель. Запустить двигатель можно ручным способом (посредством специального шнура), при помощи электростартера (просто повернув ключ), автоматически (станция запускается самостоятельно в случае прекращения работы основной электросети). Подробнее о типах запуска

Чем качественнее двигатель станции, тем дольше она прослужит. При выборе необходимо помнить о том, что приборы, работающие на дизельном топливе, отмечаются экономичностью и надежностью, однако стоимость их выше, чем у бензиновых.

Дизельные двигатели

2-тактные:
Для их заправки используют бензо-масляную смесь. Серьезные изготовители устанавливают только на приборы с наиболее малой мощностью и компактными размерами. Средняя продолжительность работы между ремонтами составляет максимум 500 часов.
4-тактные:
Производит их большое количество компаний, однако по-настоящему качественное оборудование принадлежит Briggs&Stratton (США) и Honda/Robin (Япония).

Бензиновые двигатели

С системой охлаждения посредством воздуха
Эти устройства занимают промежуточную позицию между бензогенераторами и мощными дизельными станциями. Маломощные устройства следует приобретать только при наличии значимых причин, в противном случае лучше рассмотреть бензиновую модель с качественным двигателем, т.к. она практически не создает шума при работе.
С системой охлаждения на основе жидкости
Отличаются гарантированной исправностью и надлежащим сроком службы (до первого ремонта отработают около 40000 ч), применяются для генерирующего оборудования индустриального класса, так как оснащены разнообразными дополнительными функциями и комплектующими). Какую систему охлаждения выбрать?

Для длительного использования (приблизительно 8 часов в сутки) подходят двигатели профессиональной линейки, клапаны которых расположены сверху (OHV). Они снабжены особой системой, которая автоматически останавливает установку при снижении уровня масла до критической отметки. Для установок большой мощности (9-15 кВА) применяют особые V-образные модели, снабженные двумя цилиндрами и обладающие несколько большим ресурсом.

Если выбирать между двигателями с низкими оборотами (1 500 в минуту) и устройствами с большим числом (3 000 в минуту), которые создают гораздо больше шума, то следует отметить, что достоинствами «быстроходных» устройств являются низкая цена и компактные размеры. Очень важно помнить, что круглосуточно работать на протяжении всего года может только установка с числом оборотов 1 500 в минуту.

Наверх

Генератор переменного тока

Выделяют синхронные и асинхронные приборы.

Синхронные

отличаются более сложной конструкцией. На их роторе расположены катушки индуктивности.
чаще всего имеют класс защиты IP 23.
менее точны, однако прекрасно подходят для обеспечения аварийного питания бизнес-центров, холодильного оборудования, частного жилья, дачных построек, различных стройобъектов. Данные приборы с легкостью снабжают электроэнергией инструменты и двигатели, нагрузка которых не превышает 65% относительно номинала.

Асинхронные

Имеют "закрытую конструкцию", благодаря чему более устойчивы к воздействию загрязнителей, пыли, воды.
обычно встречается класс защиты IP 54.
очень точно поддерживают напряжение в основной электросети, благодаря чему к ним можно подключать оборудование, которое чувствительно к перепадам уровня напряжения (особенно актуально в медицине). К таким генераторам можно подключить электрооборудование и двигатели, мощность которых составляет 30% относительно номинала.

Наверх

Классы защиты

Для каждого прибора характерен определенный класс защиты, обозначаемый 2 буквами (IP) и 2 цифрами.

Значение первой цифры

0 - защита полностью отсутствует,
1 - прибор защищен от предметов, диаметр которых более 50 мм,
2 - устройство защищено от предметов, диаметр которых более 12 мм,
3 - существует защита от предметов, диаметром более 2,5 мм,
4 - предметы до 1 мм не нанесут прибору вреда,
5 - устройству не страшна даже пыль.

Значение второй цифры

0 – защита отсутствует,
1 – устройство защищено от капель жидкости, падающих вертикально,
2 – прибор защищен от капель жидкости, которые падают под углом 15 градусов по отношению к вертикали,
3 – существует защита от брызг жидкости, которые падают под углом в 60 градусов к вертикальной поверхности,
4 – защита от водяной пыли, которая оседает с разных сторон,
5 – защищено от струй воды, которые могут исходить с любой стороны.

Наверх

Сколько фаз выбрать?

Число фаз станции следует выбирать с особым вниманием. Однофазные модели на 220 В используют при наличии однофазных электрических проводок и однофазных бытовых приборов.

Трехфазные ДГУ на 380 В можно применять не только в промышленности, но и для коттеджного жилья с трехфазной разводкой электросети. Более того, необходимо принимать во внимание, что между нулем и фазой снимается 220 В (что и требуется), а между фазами- 380 В.

! Используя трехфазные модели следует придерживаться следующего правила: мощности потребителей разных фаз должны быть приблизительно равны. Для надлежащего функционирования установки разница между электрическими мощностями на разных фазах не должна быть более 20-25 %. Трехфазные модели на 220 В пригодны лишь для организации освещения (между нулем и фазой Вы снимете 127 В, между фазами – 220 В).

Наверх

Точный расчет потребляемой мощности

При выборе генерирующих устройств следует детально рассмотреть большое количество параметров. Для этого нужно предварительно ответить на следующие вопросы:

Будет ли установка генерировать электроэнергию для целого дома либо можно только определить особенно важные точки?
Для этого потребуется проведение дополнительных работ по созданию разводок и перекоммутации нагрузок.
Присутствуют ли в числе потребителей приборы, сложные для функционирования станции?
К примеру, у каждого электрического двигателя, любого насосного оборудования и т.п. имеются пусковые токи, вызывающие увеличение потребляемой мощности в 4-5 раз на короткий срок.
Будут ли в последующем подключены дополнительные потребители энергии?

Кроме того следует рассмотреть прочие специфические моменты, которые влияют на оценку мощности агрегата.

Правильно ответить на все эти вопросы поможет квалифицированный специалист. Он не только изучит объект и даст рекомендации относительно мощности, но и выберет оптимальное место для размещения ДГУ, а также определит ее возможности.

Приблизительно определить нужную мощность Вы можете воспользовавшись калькулятором расчета мощности на нашем сайте. Однако, за более точной оценкой следует обращаться к специалистам!

Наверх

Большое разнообразие опций – дополнительные возможности

Устройство может быть снабжено огромным количеством дополнительных функций, что конечно же отражается на его цене. Базовые опции позволяют получить именно ту станцию, которая необходима потребителю. Добавочные функции имеют как бензиновые, так и дизельные электростанции. Естественно, наибольшее число опций у высококачественных дизель-генераторов, снабженных жидкостной системой охлаждения (6 кВт – 1 мВт).

Дополнительные опции чаще всего представлены:

системой запуска устройства в автоматическом режиме,
системой контроля основных показателей, которые отображаются как на ЖК-дисплее, так и удаленно на компьютере,
увеличенными баками для топлива,
разнообразной защитой (от перегрузок и прочих неполадок электрической сети, атмосферных воздействий и т.д.),
приспособлениями для перехода на сжиженный газ в роли топлива,
защитными и шумоизоляционными кожухами,
добавочными глушителями,
арктическими контейнерами, обеспечивающими использование прибора при экстремально низких температурах (от минус 60 oС).

Наверх

Автоматика для генерирующего оборудования

Устройство контроля и автоматики, снабженное программируемой системой автоматического запуска, необходимо для регулирования параметров питающей электросети и защиты пользователей от опасных перепадов напряжения. К тому же посредством него осуществляется автозапуск установки в том случае, когда напряжение опускается ниже допустимого уровня.

Основное назначение устройства контроля и автоматики:

Самостоятельный запуск оборудования непосредственно после падения/повышения параметров напряжения сети относительно допустимого уровня;
Прекращение функционирования установки при нормализации работы основной электросети и подключению к последней потребителя;
Непрерывное наблюдение за параметрами электросети и работающей станции и оперативное их включение/выключение;
Регулярные осмотры генерирующего оборудования, сопровождающиеся проведением различных тестов;
Возможность задать длительность ожидания таймера перед включением электрогенератора, время остановки электрогенератора, промежутки между запусками, программирование самого старта, учет числа неудавшихся запусков;
Отображение параметров основной сети, разнообразных отклонений и рабочих режимов;
Данное устройство обеспечивает полную независимость электростанции при невозможности получать электропитание от основной сети (даже при отсутствии пользователей в месте размещения генераторной установки).

Наверх

Как выбрать производителя?

Серьезные компании обычно предоставляют покупателям правдивые данные о своей продукции в полном объеме. Иногда такая информация выглядит менее заманчиво в сравнении с приукрашенными сведениями не слишком честных изготовителей. Именно поэтому одни и те же приборы могут отличаться по своим характеристикам в различных организациях.

Существует ряд параметров, позволяющих убедиться в честности и компетентности продавцов:

Мощность электрогенератора
Измеряют ее в киловольт – амперах (кВА) либо в киловаттах (кВт). Соотношение кВА и кВт с коэффициентом 0,8 называют коэффициентом мощности (к примеру, 20 кВА = 16 кВт). Бывали случаи, когда консультанты завышали полезную мощность установки, заменяя кВА на кВт. Необходимо помнить об этом, так как мощность, необходимую для работы бытовых приборов, чаще всего указывают в кВт.
Уровень шума
Зачастую производитель умалчивает, какому расстоянию соответствует указанное значение (в соответствии со стандартами измерения проводят на расстоянии в 1, 4, 7, 15 метров) и какой нагрузке (холостому ходу либо номиналу). Для простоты и удобства используют абсолютные единицы LWA (обычно их используют для буклетов и обозначений на самих установках).
Как уменьшить уровень шума?
Средняя длительность работы прибора до первого ремонта
По статистике бензиновые двигатели, недорогие и просто устроенные, нуждаются в первом капитальном ремонте спустя 500 часов работы (к ним же относят продукцию китайских производителей, изготовленных под Honda и Yanmar, ведь при этом повторяется лишь их конструкция, а технология и сырье во многом уступают оригиналам), полупрофессиональные – через 1200 часов, а профессиональные – через 3000 часов.

Дизельные электростанции с воздушной системой охлаждения способны безотказно проработать около 5000 часов, с жидкостной системой охлаждения (имеющие максимальный ресурс и работающие на пониженных 1500 оборотах в минуту) – около 40000 часов.
Расход топлива
Некоторые компании указывают потребление при нагрузке, составляющей 75 % от номинального значения, некоторые – при нагрузке, равной 100%, т.е. номинальной. Если использовать установку при нагрузке, меньшей, чем номинальная, потребление топлива снизится максимум на 30-40%.

На данный момент лидерами на рынке данной продукции являются немецкие, японские, французские, испанские и великобританские компании, которые предлагают наилучший ассортимент, качественное сервисное обслуживание, оптимальное сочетание цены и качества.

Ознакомиться с рейтингом производителей

Наверх

Различные типы электростанций

Электроэнергия - это источник жизненной силы современного мира. Все, от часов до автомобилей, теперь работает на электричестве.

Чтобы выразить нашу зависимость от электричества в цифрах, мы видим, что в 2008 году потребление электроэнергии в США составляло 2 989 ТВтч (тера ватт-часов). Перенесемся в 2019 год и видим, что он увеличился до 3971 ТВтч . ТВтч, равное 1000000000 кВтч.

СВЯЗАННЫЙ: КАК РАБОТАЕТ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ?

Просто поразительно видеть, насколько мы сейчас зависим от электричества в нашей повседневной жизни.Но откуда взялась вся эта сила?

Ответ - электростанции. Они производят электричество для использования во всем мире.

В мире существуют различные типы электростанций, которые работают вместе, чтобы удовлетворить растущую потребность в электроэнергии. Давайте узнаем подробнее, как работают эти электростанции.

Гидроэлектростанции - одни из самых эффективных и экологически чистых из всех электростанций. На гидроэлектростанции электричество получают из воды.

В частности, потенциальная энергия воды преобразуется в электрическую. Когда воду заставляют падать с высоты на турбину, она раскручивает якорь, соединенный с генератором.

Когда турбина вращается, генератор начинает вырабатывать электричество. Затем это электричество направляется на все различные подстанции для распределения электроэнергии.

Самая большая в мире гидроэлектростанция - это гидроэлектростанция под названием «Плотина Три ущелья». Плотина создает поразительную мощность 22 500 МВт .

Это достигается за счет использования генераторов 34 . Плотина настолько огромна, что после ее строительства плотина в одиночку замедлила вращение Земли.

Одним из преимуществ гидроэлектростанции является отсутствие отходов, образующихся при производстве энергии.

Атомные электростанции также возглавляют список электростанций, которые могут производить огромное количество энергии. Атомная электростанция работает путем преобразования ядерной энергии в электричество.

Тепло ядерного реактора используется для преобразования воды в пар. Затем сжатый пар используется для вращения турбин, подключенных к генератору.

В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомной электростанции не нужно ничего сжигать для получения тепла. Весь процесс основан на ядерном делении.

Окатыши низкообогащенного урана загружаются на АЭС. Затем атом Урана расщепляется, создавая ядерное деление. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии.

Преимущество атомной электростанции в том, что им не нужно ничего сжигать для получения энергии. Следовательно, выбросы углерода от атомной электростанции очень низкие.

Недостатками атомной электростанции являются ядерные отходы, которые она создает, и высокая стоимость их строительства. Ядерная энергия составляет более 10% мировых потребностей в энергии.

Самая большая атомная электростанция в мире - это электростанция Кашивадзаки-Карива, расположенная в Японии.Он способен производить 7 965 МВт энергии с использованием семи реакторов с кипящей водой.

Первые две электростанции, которые мы обсуждали, имеют низкий углеродный след. Электростанции, работающие на угле, - полная противоположность. У них большой углеродный след, однако на угольные электростанции приходится почти 40% мировых потребностей в энергии.

Угольные или угольные электростанции сжигают уголь для преобразования воды в пар. Затем этот пар используется для вращения турбин, которые вырабатывают электричество с помощью генератора.

A 1000MW угольная электростанция сжигает 9000 тонн угля в сутки. Этот процесс выбрасывает в воздух очень большое количество загрязняющих веществ.

Когда мы смотрим на потребление угля для выработки электроэнергии, ни одна страна не может сравниться с Китаем. Восемь из одиннадцати мощных (более 5ГВт ) находятся в Китае.

Более того, Китай является крупнейшим источником выбросов CO2 в мире!

Электростанция Датанг-Туокетуо - крупнейшая в мире тепловая электростанция мощностью 6 штук.7GW . Эта угольная электростанция использует более 21 миллиона тонн угля в год для удовлетворения энергетических потребностей Китая.

Угольные электростанции относятся к категории тепловых электростанций. Дизельные электростанции и электростанции, работающие на природном газе, - это два других типа тепловых электростанций, которые обычно используются для производства электроэнергии.

С развитием производства энергии у нас теперь есть больше, чем просто тепловые, атомные и гидроэлектростанции.Их называют нетрадиционными электростанциями.

Эти электростанции способны производить чистую энергию (или зеленую энергию). Давайте узнаем, что они собой представляют!

Солнечные электростанции: Солнечные электростанции используют энергию солнца для производства электроэнергии. Солнечные панели улавливают солнечный свет с помощью фотоэлементов и преобразуют его в электричество.

Сегодня все большее число стран обращаются к солнечной энергии, чтобы компенсировать свою зависимость от ископаемого топлива.Tengger Desert Solar Park в настоящее время является крупнейшей в мире солнечной электростанцией по мощности. Он способен производить 1,547 МВт энергии.

Ветровые электростанции: Ветровые электростанции преобразуют энергию ветра в электрическую с помощью ветряных турбин. Они также очень эффективны при производстве чистой энергии.

Набор ветряных мельниц, расположенных на территории, называется ветровой фермой. Ветряная электростанция Ганьсу в Китае, год завершения которой - 2020, считается самой большой ветряной электростанцией в мире.

Геотермальная электростанция: Геотермальные электростанции похожи на паротурбинные электростанции, которые мы обсуждали ранее. Однако вместо сжигания ископаемого топлива геотермальные электростанции используют тепло ядра Земли для создания пара.

Крупнейшая геотермальная электростанция - Комплекс Гейзеров, расположенный в США. Она способна производить 1520 МВт энергии. Самым большим ограничением геотермальной энергии является то, что есть только несколько мест на земле, где ее можно установить.Кроме того, стоимость бурения и строительства установок может быть довольно высокой.

Приливная электростанция: Приливные электростанции используют приливные заграждения или приливные заграждения, чтобы использовать силу приливов. Темпы внедрения приливных электростанций были низкими, так как существуют некоторые критические ограничения на внедрение приливных электростанций.

На протяжении многих лет мы наблюдаем устойчивый рост спроса на энергию во всем мире.И, двигаясь вперед, нет никаких признаков того, что эта модель в ближайшее время замедлится! Ежегодный рост уровней загрязнения свидетельствует о тревожных темпах потребления ископаемого топлива.

СВЯЗАННЫЙ: ЭНЕРГЕТИКА ЯДЕРНОГО СЛИЯНИЯ В 21 ВЕКЕ

Однако мы можем отказаться от источников энергии с высоким содержанием углерода, таких как ископаемое топливо, и перейти на возобновляемые источники энергии. Различные компании и страны приложили огромные усилия, чтобы воплотить это видение в жизнь.

В ближайшие годы мы можем надеяться увидеть больше электростанций, работающих на экологически чистой энергии, а не фабрик по производству CO2.

Как работает солнечная электростанция?

Солнечная электростанция - это любой тип объекта, который преобразует солнечный свет либо напрямую, например, фотоэлектрические установки, либо косвенно, например, солнечные тепловые электростанции, в электричество.

Они бывают разных «вкусов», в каждом из которых используются отдельные методы, позволяющие использовать силу солнца.

В следующей статье мы кратко рассмотрим различные типы солнечных электростанций, которые используют животворный солнечный свет для производства электроэнергии.

1. Фотогальваника

Фотогальванические электростанции используют большие площади фотогальванических элементов, известных как фотоэлектрические или солнечные элементы, для прямого преобразования солнечного света в полезную электроэнергию. Эти элементы обычно изготавливаются из кремниевых сплавов и являются технологией, с которой большинство людей знакомо - есть вероятность, что у вас есть один на вашей крыше.

Сами панели бывают разных форм:

- Кристаллические солнечные панели - как следует из названия, эти типы панелей сделаны из кристаллического кремния.Они могут быть монокристаллическими, поли- или поликристаллическими. Как показывает практика, монокристаллические версии более эффективны ( около 15-20%, ), но дороже, чем их альтернативы (как правило, имеют эффективность 13-16%, ), но со временем прогресс сокращает разрыв между ними.

- Тонкопленочные солнечные панели. Эти типы панелей состоят из ряда пленок, которые поглощают свет в различных частях электромагнитного спектра. Как правило, они изготавливаются из аморфного кремния (aSi), теллурида кадмия (CdTe), сульфида кадмия (CdS) и диселенида меди, индия (галлия).Этот тип панелей идеально подходит для применения в качестве гибких пленок на существующих поверхностях или для интеграции в строительные материалы, такие как кровельная черепица.

Эти типы станций вырабатывают электроэнергию, которая затем, как правило, напрямую подается в национальную сеть.

ФЭ-панель в Марке, Италия. Источник: CA 'Marinello 1 / Flickr

Эти типы электростанций обычно состоят из следующих основных компонентов: -

- Солнечные панели, преобразующие солнечный свет в полезное электричество.Они, как правило, генерируют постоянный ток напряжением до 1500 В ;

- Этим предприятиям нужны инвесторы для преобразования постоянного тока в переменный ток

- У них обычно есть какая-то система мониторинга для контроля и управления заводом и;

- Они напрямую подключены к какой-либо внешней электросети.

- Если установка вырабатывает более 500 кВт и , они обычно также используют повышающие трансформаторы.

1.1 Как работает солнечная фотоэлектрическая электростанция?

Солнечные фотоэлектрические электростанции работают так же, как небольшие бытовые фотоэлектрические панели или крошечные фотоэлектрические панели на вашем калькуляторе, но на стероидах.

Большинство солнечных фотоэлектрических панелей изготавливаются из полупроводниковых материалов, обычно из кремния. Когда фотоны от солнечного света попадают на полупроводниковый материал, генерируются свободные электроны, которые затем могут проходить через материал, создавая постоянный электрический ток.

Это известно как фотоэффект в физике. Затем постоянный ток необходимо преобразовать в переменный ток (AC) с помощью инвертора, прежде чем его можно будет напрямую использовать или подавать в электрическую сеть.

Фотоэлектрические панели отличаются от других солнечных электростанций, поскольку они используют фотоэффект напрямую, без необходимости использования других процессов или устройств.Например, не нужен жидкий теплоноситель, такой как вода, как в солнечных тепловых установках.

Фотоэлектрические панели не концентрируют энергию, они просто преобразуют фотоны в электричество, которое затем передается в другое место.

2. Солнечные тепловые электростанции

Солнечные тепловые электростанции, с другой стороны, фокусируют или собирают солнечный свет таким образом, чтобы генерировать пар для питания турбины и выработки электроэнергии. Солнечные тепловые электростанции также можно разделить на три различных типа: -

2.1 Линейные, параболические желобные солнечные тепловые и солнечные электростанции

Это наиболее распространенная форма солнечной электростанции, которая характеризуется использованием полей либо линейных U-образных параболических желобных коллекторов, либо солнечных тарелок. Эти типы объектов обычно состоят из большого «поля» параллельных рядов солнечных коллекторов.

Обычно они состоят из трех дискретных типов систем:

2.1.1. Системы параболических желобов

В параболических желобах используются отражатели в форме параболы, которые способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100-кратных нормальных уровней солнечного света.Этот метод используется для нагрева особого типа жидкости, которая затем собирается в центральном месте для генерирования перегретого пара под высоким давлением.

Эти системы наклоняются, чтобы следить за солнцем в течение дня. Благодаря своей параболической форме отражатели такого типа способны фокусировать на коллекторе от 30 до 100 раз нормальной интенсивности солнечного света.

Самая долго действующая солнечная тепловая электростанция в мире, система производства солнечной энергии (SEGS) в пустыне Мохаве, Калифорния, является одной из таких электростанций.Первая установка, SEGS 1, была построена в 1984 году и проработала до 2015 года, вторая, SEG 2, работала с 1984 по 2015 годы.

Пример системы параболического желоба. Источник: USA.Gov/Wikimedia Commons

Последняя построенная электростанция, SEGS IX, с мощностью производства электроэнергии 92 мегаватт (МВт) , была введена в эксплуатацию в 1990 году. Сегодня в настоящее время существует семь действующих станций SEGS с общей мощностью. 357 МВт - это делает его одной из крупнейших солнечных тепловых электростанций в мире.

2.1.2. Как это работает?

Эти солнечные тепловые электростанции работают за счет фокусирования солнечного света от длинных параболических зеркал на приемные трубки, которые проходят по длине зеркала в их фокусной точке. Эта концентрированная солнечная энергия нагревает жидкость, которая непрерывно течет по трубкам.

Эта нагретая жидкость затем направляется в теплообменник для кипячения воды в обычном паротурбинном генераторе для выработки электроэнергии.

2.2. Линейные концентрирующие системы

Линейные концентрирующие системы, иногда называемые отражателями Френеля, также состоят из больших «полей» зеркал, отслеживающих солнце, которые, как правило, выровнены в направлении север-юг для максимального улавливания солнечного света.Эта установка позволяет рядам зеркал отслеживать солнце с востока на запад в течение дня.

2.2.1. Как это работает?

Подобно своим собратьям с параболическими зеркалами, линейные концентрирующие системы собирают солнечную энергию с помощью длинных прямоугольных U-образных зеркал. Однако, в отличие от параболических систем, в линейных системах отражателей Френеля приемная труба размещается над несколькими зеркалами, чтобы обеспечить большую мобильность зеркал при отслеживании солнца.

В этих типах систем используется эффект линзы Френеля, который позволяет использовать большое концентрирующее зеркало с большой апертурой и коротким фокусным расстоянием.Такая установка позволяет подобным системам фокусировать солнечный свет примерно в 30 раз нормальной интенсивности.

2.3. Солнечные тарелки и двигатели

В солнечных тарелках также используются зеркала для фокусировки солнечной энергии на коллекторе. Они, как правило, состоят из очень больших спутниковых антенн, покрытых мозаикой из маленьких зеркал, которые фокусируют энергию на приемнике в фокусной точке.

2.3.1. Как это работает?

Подобно параболической и линейной системам, зеркальная поверхность в форме тарелки направляет и концентрирует солнечный свет на тепловом приемнике в фокусе антенны.Этот ресивер передает выделяемое тепло двигателю-генератору.

Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга. Нагретая жидкость из приемника посуды используется для перемещения поршней в двигателе для создания механической энергии.

Эта механическая энергия затем поступает в генератор или генератор переменного тока для выработки электроэнергии.

Солнечные антенны / двигатели всегда направлены прямо на солнце и концентрируют солнечную энергию в фокусе антенны.Коэффициент концентрации солнечной тарелки намного выше, чем у линейных концентрирующих систем, и она имеет температуру рабочей жидкости выше 749 градусов Цельсия .

Электростанция с линейным отражателем Френеля. Источник: energy.gov

Электрогенерирующее оборудование можно установить либо непосредственно в центральной точке антенны (отлично подходит для удаленных мест), либо собрать ее с множества тарелок и выработать электричество в центральной точке.

У.S. Army разрабатывает систему 1,5 МВт на складе армии Туэле в штате Юта с 429 солнечными батареями двигателя Стирлинга.

3. Башни солнечной энергии

Башни солнечной энергии представляют собой интересный метод, в котором от сотен до тысяч плоских зеркал, отслеживающих солнце (гелиостатов), отражают и концентрируют солнечную энергию на центральной башне. Этот метод позволяет концентрировать солнечный свет в 1500 раз , чем это обычно возможно только от прямых солнечных лучей.

Интересный пример такого типа электростанции можно найти в Юлихе, Северный Рейн-Вестфалия, Германия.Комплекс расположен на площади 18000 квадратных километров , на которой размещается более 2000 гелиостатов , которые фокусируют солнечный свет на центральной башне высотой 60 метров и высотой .

Министерство энергетики США и другие электроэнергетические компании построили и эксплуатировали первую демонстрационную солнечную электростанцию недалеко от Барстоу, Калифорния, в 1980-х и 1990-х годах.

Некоторые в настоящее время также находятся в разработке в Чили.

Башня солнечной энергии Иванпа. Источник: Aioannides / Wikimedia Commons

Сегодня в США.С., в эксплуатации находятся три солнечные электростанции. Это объект солнечной энергии 392 МВт, Ivanpah в Айвенпа-Драй-Лейк, Калифорния, проект солнечной энергии 110 MW Crescent Dunes в Неваде и 5 MW Sierra Sun Tower в пустыне Мохаве, Калифорния.

3.1. Как это работает?

Концентрированная солнечная энергия используется для нагрева воздуха в градирне до 700 градусов Цельсия . Тепло улавливается котлом и используется для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.

Некоторые башни также используют воду в качестве теплоносителя. В настоящее время исследуются и испытываются более совершенные системы, в которых будут использоваться соли нитратов из-за их более высоких свойств теплопередачи и хранения по сравнению с водой и воздухом.

Возможность аккумулирования тепловой энергии позволяет системе производить электроэнергию в пасмурную погоду или ночью.

Эти солнечные электростанции идеально подходят для работы в районах с неблагоприятными погодными условиями.Они используются в пустыне Мохаве в Калифорнии и выдерживают град и песчаные бури.

4. Солнечный пруд

Солнечные пруды Солнечные электростанции используют бассейн с соленой водой, который собирает и накапливает солнечную тепловую энергию. Он использует технику, называемую технологией градиента солености.

Этот метод действует как тепловая ловушка в пруду, которую можно использовать напрямую или хранить для дальнейшего использования. Такая электростанция используется в Израиле на электростанции Бейт-ха-Арава с 1984 года.

Есть и другие примеры в Бхудже в Индии, которые были завершены в 1993 году.

Источник: Quora

4.1. Как это работает?

Солнечные пруды используют большой объем соленой воды для сбора и хранения солнечной тепловой энергии. Соленая вода естественным образом образует вертикальный градиент солености, известный как галоклин, с водой низкой солености наверху и водой высокой солености внизу.

Уровни концентрации соли увеличиваются с глубиной, и, следовательно, плотность также увеличивается от поверхности до дна озера, пока раствор не станет однородным на заданной глубине.

Принцип довольно прост. Солнечные лучи проникают в пруд и в конечном итоге достигают дна бассейна.

В обычном пруду или водоеме вода на дне водоема нагревается, становится менее плотной и поднимается вверх, создавая конвекционное течение. Солнечные водоемы предназначены для того, чтобы препятствовать этому процессу, добавляя соль в воду, пока нижние уровни не станут полностью насыщенными.

Поскольку вода с высокой соленостью не смешивается легко с водой с низкой соленостью над ней, конвекционные потоки содержатся в каждом отдельном слое, и между ними происходит минимальное перемешивание.

Этот процесс концентрирует тепловую энергию и снижает потери тепла из водоема. В среднем вода с высокой соленостью может достигать 90 градусов Цельсия , а слои с низкой соленостью поддерживают около 30 градусов Цельсия .

Эту горячую соленую воду можно откачать для использования в производстве электроэнергии, через турбину или в качестве источника тепловой энергии.

Электростанция: переменный ток - как работают электросети

Однофазное питание - это то, что есть у вас дома. Обычно вы говорите о бытовой электросети как об однофазной сети переменного тока на 120 вольт. Если вы воспользуетесь осциллографом и посмотрите на мощность обычной розетки на стене, вы обнаружите, что мощность на стене выглядит как синусоидальная волна , и эта волна колеблется между -170 вольт и 170 вольт. . Пики действительно составляют 170 вольт; это эффективное (среднеквадратичное) напряжение, равное 120 вольт.

Частота колебаний синусоиды составляет 60 циклов в секунду. Такая колебательная мощность обычно обозначается как переменный ток или переменного тока. Альтернативой переменному току является постоянный ток или постоянный ток . Батареи вырабатывают постоянный ток: постоянный поток электронов течет только в одном направлении, от отрицательного полюса аккумулятора к положительному.

Объявление

AC имеет как минимум три преимущества перед постоянным током в распределительной сети:

Большие электрические генераторы вырабатывают переменный ток естественным образом, поэтому преобразование в постоянный ток потребует дополнительных действий.
Для работы трансформаторы должны иметь переменный ток, и мы увидим, что распределительная сеть зависит от трансформаторов.
Преобразовать переменный ток в постоянный легко, но дорого преобразовать постоянный ток в переменный, поэтому, если вы собираетесь выбрать тот или иной переменный ток, будет лучшим выбором.

Таким образом, электростанция вырабатывает переменный ток. На следующей странице вы узнаете о мощности переменного тока, производимой на электростанции. В частности, он производится в три этапа.

Как выбрать блок питания ПК

Один из наименее интересных, но наиболее важных компонентов ПК - это блок питания. Конечно, ПК работают на электричестве, и оно не подается напрямую от стены к каждому компоненту в корпусе ПК. Вместо этого электричество переходит от переменного тока (AC), поставляемого энергокомпанией, в постоянный ток (DC), используемый компонентами ПК, с требуемым напряжением.

Заманчиво купить любой блок питания для работы вашего ПК, но это не лучший выбор.Источник питания, который не обеспечивает надежное или чистое питание, может вызвать множество проблем, в том числе нестабильность, которую трудно определить. Фактически, отказ источника питания часто может вызвать другие проблемы, такие как случайные перезагрузки и зависания, которые в противном случае могут оставаться загадочными.

Таким образом, вы захотите уделить выбору источника питания столько же времени и внимания, сколько вашему ЦП, графическому процессору, ОЗУ и вариантам хранения. Правильный выбор блока питания обеспечит максимальную производительность и поможет продлить срок службы.

Обсуждаемые цены и доступность продуктов были верными на момент публикации, но могут быть изменены.

Выходная мощность: сколько вам нужно?

Несмотря на то, что при выборе источника питания следует учитывать несколько важных факторов, как и в случае с любым другим компонентом ПК, определить один из наиболее важных факторов невероятно просто. Вам не нужно проводить тесты или читать обзоры, чтобы узнать, какая мощность вам нужна.Вместо этого вы можете использовать такой инструмент, как калькулятор блоков питания Newegg , чтобы точно определить, сколько мощности требуется для вывода вашего нового блока питания.

Чтобы использовать инструмент, вам необходимо выбрать компоненты из раскрывающихся списков для каждой категории. Приведенный выше инструмент обновлен с использованием новейших опций для центрального процессора (ЦП), материнской платы, графического процессора (ГП), оперативной памяти (ОЗУ) и многого другого. Хотя инструмент не детализирует детали каждого компонента, он делает это там, где это необходимо, и исключает догадки при принятии решения о том, сколько энергии вам нужно.

Например, если вы собираете (или покупаете) ПК с процессором серии Ryzen7, графическим процессором Nvidia GeForce RTX 2060, 16 гигабайт (ГБ) оперативной памяти, состоящей из двух флешек по 8 ГБ, твердотельного накопителя на 256 ГБ (SSD) ) и жесткий диск (HDD) емкостью 1 ТБ 7200 об / мин, тогда рекомендуется мощность 576 Вт. В целях безопасности вы можете выбрать блок питания на 600 Вт, а покупка подходящего варианта осуществляется одним нажатием кнопки.

Предвидеть обновления при покупке блока питания

Конечно, вы можете захотеть запустить несколько сценариев, чтобы убедиться, что вы справитесь со своими долгосрочными потребностями.Например, при обновлении до Nvidia GeForce RTX 2080 рекомендуемая мощность повышается до 631 Вт, в то время как удвоение ОЗУ увеличивает рекомендацию до 582 Вт. Если со временем вы сможете сделать и то, и другое, то вам понадобится как минимум 637 Вт.

Вы поняли. Не планируйте только сегодня, чтобы удовлетворить свои потребности, вместо этого посмотрите немного в будущее и подумайте, какие изменения вы, возможно, захотите внести позже. А если вы покупаете готовый ПК, то вам нужно знать, какой блок питания он использует, чтобы убедиться, что он может справиться со всем, что вы можете добавить, или что его достаточно легко заменить в какой-то момент. .

Важное замечание относительно мощности: длительная мощность и пиковая мощность - разные вещи. Как правило, показатель «максимальная мощность» блока питания относится к непрерывной (стабильной) мощности, которую блок питания будет постоянно выдавать, в то время как пиковая мощность относится к повышенной максимальной (импульсной) мощности, которую может выдавать блок питания, хотя и за очень короткое время. времени (например, 15 секунд). При покупке блока питания убедитесь, что его постоянная мощность соответствует вашим потребностям, иначе у вас могут возникнуть проблемы, когда ваш компьютер будет работать с полной нагрузкой.

Наконец, не беспокойтесь о том, что покупка блока питания с более высоким номиналом означает, что вы обязательно будете использовать больше энергии. Блок питания будет потреблять только электроэнергию, необходимую для компонентов вашего ПК, поэтому, хотя покупка блока питания большей мощности, чем вам нужно, может оказаться пустой тратой денег, вам не придется больше платить за работу с ПК из-за Это.

Защита

Некоторые производители блоков питания встраивают средства защиты, чтобы защитить ваши компоненты от проблем, связанных с питанием.Эти средства защиты часто увеличивают стоимость источника питания, но они также могут обеспечить дополнительное спокойствие.

Первый - это защита от перенапряжения, которая относится к схеме или механизму, отключающим блок питания, если выходное напряжение превышает указанный предел напряжения, который часто выше, чем номинальное выходное напряжение. Эта защита важна, поскольку высокое выходное напряжение может вызвать повреждение компонентов компьютера, подключенных к источнику питания.

Второй - защита от перегрузки и сверхтока.Это цепи, которые защищают блок питания и компьютер путем отключения блока питания при обнаружении чрезмерного тока или силовой нагрузки, включая токи короткого замыкания.

Эффективность имеет значение с блоком питания

Мощность - это лишь мера производительности источника питания. Другой - его рейтинг эффективности, который является мерой того, сколько мощности постоянного тока он посылает на ПК и сколько теряется в основном на тепло. Эффективность важна, потому что от нее зависит, сколько вы потратите на поддержание работы своего компьютера.

В качестве примера рассмотрим ПК, которому требуется мощность 300 Вт. Если вы используете блок питания с КПД 85%, ваш компьютер будет потреблять около 353 Вт входной мощности от вашей энергетической компании. С другой стороны, блок питания с КПД всего 70% потребляет от стены 428 Вт мощности. Выбор более эффективного источника питания сэкономит немного денег на ежемесячном счете за электроэнергию.

В то же время, блок питания с более высоким рейтингом эффективности позволит вашему ПК также работать более прохладно.Каждый компонент ПК выделяет некоторое количество тепла, что, как правило, снижает производительность. Более эффективный источник питания будет рассеивать меньше тепла, что будет означать более тихую систему благодаря вентиляторам, которым не нужно работать так же быстро или долго, большей надежности и более длительному сроку службы.

Что такое сертификация 80 PLUS?

Когда вы будете искать блоки питания, вы увидите многие из них с этикетками сертификации 80 PLUS. 80 Plus - это программа сертификации, которую производители могут использовать, чтобы гарантировать, что их блоки питания будут соответствовать определенным требованиям к эффективности.80 PLUS имеет различные уровни, от базовой сертификации до Titanium, а источники питания оцениваются независимыми лабораториями, чтобы обеспечить следующие уровни эффективности для потребительских систем питания 115 В:

Когда вы покупаете блок питания в Newegg, вы можете выбрать фильтрацию по уровню сертификации 80 PLUS. Это упрощает достижение именно того уровня эффективности, которого вы хотите достичь на своем новом ПК.

Рельсы не только для поездов

Однако мощность - не единственный критерий способности источника питания поддерживать все ваши компоненты.Питание компонентов осуществляется по шинам, и хотя каждая шина напряжения требует внимания, наибольшее внимание следует уделять шине (-ам) +12 В, которые обеспечивают питание наиболее энергоемких компонентов, поскольку процессор и видеокарты PCIe получают питание. их сила от них.

Современный источник питания должен выдавать не менее 18 А (ампер) на шине (ах) +12 В для современного компьютера массового потребления, более 24 А для системы с одной видеокартой класса энтузиастов и не менее 34A, когда речь идет о системе SLI / CrossFire высшего класса.Значение выходной силы тока, о котором мы говорим, является совокупным значением для блоков питания с более чем одной шиной +12 В.

Конечно, вам следует искать это суммарное общее количество выходных сигналов, и вы не всегда можете сложить шины +12 В для расчета комбинированного выхода. Например, блок питания с маркировкой + 12V1 @ 18A и + 12V2 @ 16A может иметь суммарную выходную мощность только 30A вместо 34A. Ищите эту информацию в подробных технических характеристиках элемента или на информационной этикетке блока питания.

Если вы собираетесь использовать конфигурацию SLI / Crossfire, вы должны убедиться, что шина (и) +12 В обеспечивает не менее 34 А. Разные источники питания обозначены по-разному - некоторые показывают максимальную силу тока, обеспечиваемую каждой шиной, а некоторые обеспечивают максимальную общую максимальную мощность, например, 396 Вт, что равно 396 Вт / 12 В = 33 А.

Еще одно важное соображение - это количество шин, по которым блок питания питает свои компоненты. Проще говоря, источник питания может обеспечивать только одну шину +12 В для обеспечения всех компонентов вашего ПК, или он может иметь несколько шин.Использование одной шины означает, что вся мощность доступна для всех подключенных к ней компонентов - это упрощает настройку, поскольку вам не нужно беспокоиться о согласовании компонентов с направляющими, но это также означает, что сбой источника питания, такой как скачок напряжения, повлияет на все компоненты. И наоборот, наличие нескольких направляющих дает некоторую защиту от катастрофического отказа, но требует большей осторожности при настройке.

Форм-фактор - Подойдет ли ваш блок питания?

Следующее соображение очень простое - вам нужно выбрать форм-фактор, который, как вы уверены, физически впишется в ваш корпус.К счастью, в отношении блоков питания есть стандарты, как и в отношении корпусов и материнских плат.

Эта тема может оказаться довольно сложной, но важно помнить, что вам нужно согласовать свой блок питания с корпусом и материнской платой. Ниже приводится общий обзор наиболее важных на сегодняшний день форм-факторов источников питания.

ATX

Несмотря на то, что блоки питания с форм-фактором AT все еще доступны для покупки, блоки питания с форм-фактором AT, несомненно, являются устаревшими продуктами, которые скоро исчезнут.Даже блоки питания более позднего форм-фактора ATX (ATX 2.03 и более ранние версии) теряют популярность. Основные различия между форм-факторами блоков питания ATX и AT:

Блоки питания ATX обеспечивают дополнительную шину напряжения +3,3 В.
ATX используют один 20-контактный разъем в качестве основного разъема питания.
ATX поддерживают функцию мягкого отключения, позволяющую программно отключать питание.

ATX12V

Форм-фактор ATX12V сейчас является наиболее распространенным выбором.Существует несколько различных версий форм-фактора ATX12V, и они могут сильно отличаться друг от друга. Спецификация ATX12V v1.0 добавила по сравнению с исходным форм-фактором ATX 4-контактный разъем +12 В для подачи питания исключительно на процессор, а также 6-контактный вспомогательный разъем питания, обеспечивающий напряжение + 3,3 В и + 5 В. В следующей спецификации ATX12V v1.3, помимо всего прочего, был добавлен 15-контактный разъем питания SATA.

Существенное изменение произошло в спецификации ATX12V v2.0, которая изменила формат основного разъема питания с 20-контактного на 24-контактный, удалив 6-контактный вспомогательный разъем питания.Кроме того, спецификация ATX12V v2.0 также изолировала ограничение тока на 4-контактном разъеме питания процессора для шины 12 В 2 (ток + 12 В разделен на шины 12 В 1 и 12 В 2). Позже спецификации ATX12V v2.1 и v2.2 также повысили требования к эффективности и потребовали различных других улучшений.

Все блоки питания ATX12V имеют такую же физическую форму и размер, что и форм-фактор ATX.

EPS12V, SFX12V и другие

В форм-факторе блока питания EPS12V используется 8-контактный разъем питания процессора в дополнение к 4-контактному разъему форм-фактора ATX12V (это не единственное различие между этими двумя форм-факторами, но для большинства пользователей настольных компьютеров, этого должно быть достаточно).Форм-фактор EPS12V изначально был разработан для серверов начального уровня, но все больше и больше материнских плат для настольных ПК высокого класса теперь оснащены 8-контактным разъемом питания процессора EPS12V, который позволяет пользователям выбрать блок питания EPS12V.

Обозначение малого форм-фактора (SFF) используется для описания ряда меньших блоков питания, таких как SFX12V (SFX означает малый форм-фактор), CFX12V (CFX означает компактный форм-фактор), LFX12V (LFX означает низкопрофильный Форм-фактор) и TFX12V (TFX означает тонкий форм-фактор).Все они меньше, чем стандартные блоки питания форм-фактора ATX12V, с точки зрения физических размеров, и блоки питания малого форм-фактора необходимо устанавливать в соответствующие компьютерные корпуса малого форм-фактора.

Разъемы

Блок питания бесполезен, если он не подключается к каждому компоненту вашего ПК и не питает его. Это означает, что он должен иметь все необходимые типы разъемов.

Первый разъем, который следует рассмотреть, - это главный разъем, питающий материнскую плату.Этот разъем бывает двух типов: 20-контактный и 24-контактный. Последний становится все более популярным, и вполне вероятно, что ваш блок питания предоставит оба варианта. Просто проверьте, чтобы убедиться.

Далее идет разъем питания процессора, который выпускается в 4-контактном и 8-контактном вариантах. Как и в случае с главным разъемом питания, многие современные материнские платы перешли на больший формат. Опять же, убедитесь, что ваш блок питания совместим.

Наиболее часто используемый разъем питания - это 4-контактный разъем Molex.Он используется для множества компонентов, включая старые жесткие диски, оптические приводы, вентиляторы и некоторые другие устройства. Более новые компоненты SATA имеют свой собственный разъем питания SATA, и вы также можете использовать адаптеры Molex для SATA, если они у вас закончились. И вы даже можете использовать кабели-разветвители, чтобы увеличить количество подключаемых компонентов, но помните о верхних пределах вашего источника питания.

Шум вентилятора и удобство кабеля

Теперь, когда мы рассмотрели наиболее важные факторы, связанные с питанием, при выборе источника питания следует учитывать еще несколько моментов.Это не так важно, но они могут повлиять на то, насколько приятным будет источник питания в течение всего срока службы вашего ПК.

Шум вентилятора

Как мы уже говорили, источники питания вырабатывают тепло. Это означает, что они требуют, чтобы вентиляторы оставались прохладными и работали эффективно. Вам нужно подумать о том, насколько тихо вы хотите, чтобы ваш компьютер работал, что во многом будет зависеть от вашей среды. Если ваш компьютер работает в тихом помещении, то более крупные вентиляторы, которые вращаются медленнее для перемещения того же количества воздуха, скорее всего, приведут к более тихому ПК.

Нет никаких реальных стандартов в отношении охлаждения блоков питания, поэтому вам нужно будет сравнить маркетинговые материалы для ваших вариантов блоков питания. Это одна из областей, где подробные обзоры будут особенно полезны, поскольку они, как правило, измеряют, насколько громко работает блок питания на разных уровнях работы, и поэтому предлагают некоторые рекомендации относительно того, насколько громко вы можете рассчитывать на работу вашего ПК.

Кабельная проводка

И, наконец, есть три основных типа кабелей питания. Независимо от того, выберете ли вы проводную, модульную или гибридную систему, будет зависеть, насколько чистым будет внутри вашего корпуса и сколько работы вам потребуется, чтобы ваш компьютер оставался чистым и организованным.

Жесткая кабельная разводка означает, что каждый разъем напрямую подключен к источнику питания и поэтому будет присутствовать независимо от того, нужен он или нет. Преимущество проводных систем - и оно невелико при использовании современных источников питания - состоит в том, что они проще и не требуют дополнительного сопротивления с дополнительными разъемами.

Модульная кабельная разводка означает, что каждый разъем может быть добавлен по мере необходимости. Это облегчает поддержание чистоты и лаконичности вашего корпуса, но также вносит дополнительную сложность - и цену - и некоторое дополнительное сопротивление благодаря дополнительным физическим соединениям.Однако для большинства пользователей это, скорее всего, не имеет значения.

В гибридных системах

есть некоторые кабели, такие как подключение к основному источнику питания, которые физически подключены, а другие являются дополнительными. Гибридная система может представлять собой хороший компромисс, поскольку требуются определенные кабели, и даже если дополнительное сопротивление модульных соединений минимально, этого достаточно легко избежать.

Время включения

Очевидно, что нужно многое выбрать для выбора блока питания, и это важное решение при сборке нового ПК.Но если вы потратите немного времени на то, чтобы убедиться, что ваш блок питания обеспечивает компоненты вашего ПК надежным, стабильным и безопасным питанием, вы сэкономите огромное количество времени в долгосрочной перспективе и помогут сделать ваш компьютер лучше и эффективнее. машина.