В Британии изобретен инновационный двигатель, который имеет все шансы стать очередным экологически-чистым и экономически-выгодным мотором для автомобиля. Изобретение называется Dearman, и оно в состоянии конкурировать водородными топливными элементами и электрическими батареями, так как работает на «жидком» воздухе.

Инженеры, создавшие Dearman, уверяют, что построить такой мотор дешевле, чем производить электрические батареи для электромотора. При этом, «воздушный» двигатель вырабатывает большое количество энергии, безопасен, а заправка автомобиля с ним не будет долгой и трудоемкой. Конструктивно, Dearman мало отличается от традиционного двигателя внутреннего сгорания. Здесь нет свечей зажигания, однако есть поршни, которые двигаются за счет расширения криогенной жидкости. Она остается жидкой только при температуре -160ºС. Температура окружающей среды перегревает ее и превращает в газ. Газ, в свою очередь, расширяясь, толкает поршень, как традиционная бензиновая смесь, а «выхлоп» у такого двигателя — просто холодный воздух.

Эту технологию в будущем предлагается задействовать для производства экологически чистых двигателей для автомобилей, мотоциклов, кораблей, горного оборудования и т.д. Среди преимуществ технологии называется невысокая стоимость внедрения Dearman. Во-первых, воздуха в атмосфере предостаточно, а во-вторых, криогенные жидкости уже производятся и реализуются в огромных количествах во всех странах, в том числе в России. Кроме того, сжиженный воздух хранится при низком давлении и не может загореться, поэтому производство резервуаров для его хранения также не должно быть затратным в отличие от резервуаров для хранения водорода.

Критики же считают, что как у автомобильного, у такого двигателя мало перспектив, и есть очевидные сложности внедрения: вещества с предельно низкой температурой проблематично хранить, особенно в движущемся автомобиле.

http://mirdobra.com.ua/index.php?option=com_myblog&show=n-n-n-n-n-n-n-n-on-n-n-n-n-o-n-n-.html&Itemid=93

Хазан Павло Вікторович — український громадський та політичний діяч, заступник голови Партії Зелених України з 2009 року, представник Партії Зелених України у Європейській Партії Зелених (European Green Party) з 2010 року, голова Дніпропетровської обласної організації Партії Зелених України з 2008 року ,а також автор наукових та популярних праць у галузі сталого розвитку, екології та зелених технологій, автор музичних творів для гітари та фортепіано, пісень та романсів, співавтор міжнародного музичного компакт-диску «Source» (Freiburg, 1995), співавтор фільму «Коли ударять дзвони…» (Дніпропетровськ, 1999), присвяченого проблемам екологічної катастрофи в Україні, автор поетичної збірки «С-moll» (2010) і взагалі просто відома та талановита людина відзначає сьогодні свій 37 день народження!

Шановний Павле Вікторовичу!

Вітаємо Вас З днем народження!

Ви завжди відрізняєтесь від інших своїм оптимізмом і життєвим тонусом, Людяністю та чудовим настрієм, завжди наче сонце випромінюєте навколо себе щось гарне добре світле та позитивне!

Тиснемо Вашу міцну руку та бажаємо щастя, любові і здоров’я
як нашому найкращому другові, колезі та людині яка щиро кохає Україну та пілкується про її майбутнє.

Нехай люди завжди бачать і цінують Ваш рівень самовіддачі і нехай нас всіх і надалі вражають Ваші та наші спільні успіхи і допомагає вдача!

Нехай світлих смуг буде більше, ніж сірих, а у Вашому серці нехай завжди живуть надія і віра!

З найкращими побажаннями і повагою,
Олексій Ангурець, Яніна Лонська, Сердюковський Леонід, Кирило Івлев, Острогорська Валентина, Вірхоробіна Єлена, та всі Ваші інші колеги та однопартійці з усієї Дніпропетровськох області

То, что делает Apple – Mac, iPhone и iPad – это очень эстетичные, красивые вещи. Но не только. Есть еще одна, существенная, деталь. То, что делает Apple – делается для человека, с заботой о человеке и его удобстве. Удобство, комфорт – разумеется, это не фетиш. Для самого человека стремление к собственному удобству, тем более всепоглощающее такое стремление – ну, с этим понятно. «Попечение о плоти не превращайте в похоти» (Рим. 13, 13). А забота о другом человеке и о его удобстве – это вполне необходимая христианская вещь.

Мне кажется, что характерное для западной цивилизации беспокойство о том, чтобы сделать человеку красиво, уютно и вкусно – это остатки, след того христианского мира, из которого родился современный Запад. Без иллюзий, конечно: не хлебом единым жив человек. Не хлебом единым, «но всяким словом, исходящим из уст Божиих» (Мф 4, 3-4). А слово Божие, то которое в Новом Завете – оно о человеке и для человека.

Стив Джобс жил и творил в том мире, который красоту и пользу – монетизирует, пересчитывает на проценты годовых. Apple – это, конечно, творчество. Но творчество, во многом измеряемое деньгами, выраженное языком денег. Это отравляет впечатление, особенно для того, кто мечтает об идеальном – и ни разу в обозримой истории не реализованном – теократическом обществе.

Стив Джобс жил и творил в рамках цивилизации потребления, во многом играя по ее правилам. И как бы ни был неприятен или неприемлем этот факт – но стоит ли Джобса за него судить?

Стив Джобс не только играл по правилам. Он пытался эти правила преодолеть – и своим стилем работы, и отношением к подчиненным, и, что важно – самой идеологией Apple, которая вполне соответствует их главному рекламному слогану «Think Different» – будь другим. Пафос Apple – это и протест против офисного рабства, против рамок привычек, за свободу от стереотипов. Против скуки и уныния. В том числе.

На этом и можно было бы поставить точку и поблагодарить гениального творца за дорогие игрушки. Если бы не его Стэндфордская речь.

Эта вещь требует прочтения, и я не буду ее пересказывать. Это слова человека, про которого мне совершенно не известно, христианин ли он, и известно совершенно точно, что если и христианин, то – не православный. И это безусловно слова, из которых, по заповеди моего чудаковатого крестного, можно – нет, необходимо – взять хорошее. И в случае со Стивом Джобсом это совершенно не сложно.

Первая история, которую рассказывает Джобс («О соединении точек») – о том, что ищущий – обрящет. О том, что жизнь по правде приводит человека к истине…

Вторая («О любви и потере») – о доверии Богу. Джобс по-американски «политкорректен», он не говорит прямо о Боге, точнее, с вопросительной интонацией перечисляет в одном ряду «Бога, Судьбу, Жизнь, Карму». Надо сделать скидку и на среду, и на, вероятно, мировоззрение… Но здесь Джобс говорит о понятных, знакомых вещах: о том, что успех – это тяжкое бремя; и о том, что провал карьеры – катастрофа с точки зрения внешнего мира, на самом деле дает внутреннее освобождение и чувство легкости. И когда «жизнь будет бить вас ключом по голове» – он призывает не терять веры.

Третья же часть («О смерти») – уже совершенно «наша».

«Когда мне было 17 лет, я прочитал мысль о том, что «Если будешь проживать каждый день, как если бы он был последним – однажды наверняка окажешься прав». Это произвело на меня сильное впечатление, и с тех пор вот уже 33 года я каждое утро смотрюсь в зеркало и спрашиваю себя: «Если бы сегодня был последний день моей жизни, захотел бы я заниматься тем, чем собираюсь заняться»? И всякий раз, когда отвечаю себе «Нет» слишком много дней подряд, я понимаю, что нужно что-то менять».

Наверное, такое мог бы написать святой – Игнатий Брянчанинов, например – если бы жил в XXI веке… А дальше Стив Джобс говорит об очень важном.

«Ваше время ограниченно, так что не тратьте его, проживая чью-то чужую жизнь. Не попадайтесь в ловушку догмы – не живите чужими мыслями. Не давайте шуму чужих мнений заглушать собственный внутренний голос…»

Кому-то может показаться, что это совсем «не по-православному» – тому, кто знает Православие не как преимущественно личный опыт, но как, скорее, систему извне принятых идей и правил, как следование за другим человеком, в общем потоке. Он будет прав – но только отчасти.

Потому что это только этап. Потому что то Евангелие, то откровение о Божьем, которое многие из нас принимают поначалу под влиянием авторитета священника, традиции, Церкви – оно должно родиться в нас заново, со временем, уже как свое собственное, лично от Бога дарованное знание, подкрепленное персональным опытом. Знание, не извне, а изнутри… Об этом знал и митрополит Антоний Сурожский, но нет времени идти за цитатой… Этот необходимый принцип рождения свободной личности, оказывается, был открыт и Стиву Джобсу. И вряд ли он знал о митрополите Антонии и Игнатии Брянчанинове. Бог – Он широк и для всех. И с каждым Стивом, Майком и Сергеем Он готов поделиться своим Откровением.

…Вот так вот причудливы «Бог, Судьба, Жизнь и Карма», как говорил Джобс: старый любимый MacBook, на котором я печатаю этот текст, работает под Windows 7 – я так и не смог вполне стать think different. А внутри, в его толково и с любовью сделанных недрах – фотографии чудного духовника, который заповедовал везде, где только возможно, брать хорошее, и не обращать внимание на плохое.

____________

RIP – rest in peace, покойся с миром
Think Different – думай по-другому, будь другим

http://www.pravmir.ru/na-smert-poeta-ili-irip/

Зеленые технологии в строительстве
Миф 1. Зеленое строительство уже неактуально

На самом же деле, на мировом рынке денежный оборот от сбыта экологически чистых стройматериалов составляет примерно 20 млрд. долларов в год. При этом прогнозируется ежегодный рост в не менее чем 10%. Это говорит о том, что зеленое строительство только набирает обороты. Украинцам же и вовсе не стоит беспокоиться – перспективы эко-тренда у нас просто огромные. И если на сегодняшний день идея зеленого строительства в Америке реализована на 20%, то в странах постсоветского пространства, (в том числе и на Украине) это всего лишь 8%. Поэтому, у нас есть куда развиваться…

Миф 2. Зеленое строительство – слишком дорогое удовольствие
В действительности же наряду с дорогими экологичными стройматериалами существуют и более дешевые. При строительстве эко-дома очень важно позаботится об установке энергосберегающего оборудования – это поможет снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание постройки. Разумеется, построить тамбур или потратиться на хорошую изоляцию – это дополнительные финансовые расходы, но в итоге экономия будет более значительна, чем первоначальные вложения.

Миф 3. Зеленое строительство – это неэстетично
Дом, построенный по экологичной технологии, не обязательно выглядит как примитивная хижина с соломенной крышей. Эко-дом, как и любая другая постройка, может быть возведен в определенном стиле и иметь собственное «лицо». То же можно сказать и о внутренней отделке стен. Поэтому, использование природных материалов, ничуть не ограничивает существующее многообразие строительного дизайна.

Миф 4. Зеленое строительство неэффективно, это просто дань моде
Первостепенная задача зеленого строительства – это возведение домов с более низким потреблением энергии и менее дорогостоящих в эксплуатации. А если же такой дом моден и красив – ну разве это недостаток?! Время от времени возникают вопросы о качестве «экологичных» стройматериалов. Действительно, по энергоэффективности некоторые эко-материалы уступают обычным. Но решить такой вопрос довольно просто – посредством усиления теплоизоляции. В качестве компенсации Вы получите экологически чистое, более «здоровое» жилье.

http://www.accbud.ua/news/id/mify-zelenogo-stroitelstva

Сжигание углеводородов и применение энергии ядерного распада

дает сегодня 99% всей вырабатываемой электроэнергии в

мире. Однако вокруг полно альтернативных источников — вода,

ветер, земля… Все это может существенно дополнить, а то и

заместить традиционные источники энергии.

На волне кризисных явлений и экологических бедствий тематика «зеленых» технологий затрагивается с завидной периодичностью. Действительно, почему бы не использовать энергоэффективное оборудование или не задействовать «бесплатные» ресурсы природы для получения полезной электрической или тепловой энергии? Однако доля альтернативных источников возобновляемой энергии сейчас не превышает 1% от мировой выработки. Тем не менее в мире уже внедрено множество масштабных проектов на базе самых разных технологий. Каждый подход к организации «зеленых» источников энергии имеет свои технологические особенности. Существенным недостатком экологически чистых источников энергии является ограниченность области их применения. То есть, например, пользу от геотермальных источников можно получать, только установив соответствующее оборудование в непосредственной близости от них, ветряные электростанции требуют больших продуваемых просторов, а солнечные — стабильной безоблачной погоды.

К тому же в каждом случае приходится решать вопросы экономической эффективности различных технологий. Как бы там ни было, но стоимость электроэнергии, полученной от углеводородов и урана, в основном значительно ниже, чем от «зеленых» систем. Но, во-первых, дешевизна сегодня может обернуться серьезными экологическими проблемами завтра (на решение которых придется потратить огромные деньги), а во-вторых, все чаще в локальных проектах альтернативные технологии получения энергии оказываются дешевле традиционных. Кроме того, нефтяные, газовые и ядерные монополии подталкивают компании во всем мире искать независимые источники тепловой и электрической энергии. Крупные проекты, связанные с альтернативной энергетикой, развернуты по всему миру, и год от года их количество, качество и масштаб только увеличиваются.

Гейзеры и подземные воды

Начнем наш обзор с тепловой энергии, заключенной в недрах земли. Бросовое тепло подземных источников горячей воды или гейзеров в некоторых странах является существенным подспорьем в получении тепловой и электрической энергии.

Такие источники тепла находятся вблизи зон вулканической активности, где вода прогревается выше температуры кипения на небольших глубинах и поднимается на поверхность сквозь трещины в земной поверхности, образуя гейзеры (рис. 1). Доступ же к глубинным источникам получают путем бурения скважин. Главным достоинством геотермальной энергии является то, что она практически неиссякаема и независима от условий наземной среды. В то же время конструкция геотермальной станции существенно зависит от температуры воды.

Например, различают прямую (на сухом пару), непрямую (используется перегретый водяной пар) и смешанную (бинарный цикл) схемы производства электроэнергии. В первом случае пар поступает со скважины непосредственно в турбину, приводящую в движение генератор. Непрямая схема подразумевает использование перегретых минеральных подземных растворов с температурой выше 1800С, которые закачиваются в испаритель, где давление понижается и происходит испарение раствора, приводящего в движение турбину. Такая схема позволяет более эффективно использовать энергию пара и вырабатывать электроэнергию с большим КПД. Если же температура подземных вод ниже 1800С — используется смешанная схема, или бинарный цикл. Горячая вода со скважины подается в теплообменник, где нагревает теплоноситель, который, в свою очередь, используется для работы турбины. Учитывая, что теплоноситель циркулирует по замкнутому циклу, а вода не выходит наружу, выбросы в атмосферу тяжелых солей и металлов отсутствуют, поэтому на сегодня данный метод наиболее перспективен.

Термальные воды содержат большое количество солей и тяжелых металлов, поэтому исключен их сброс в водохранилища общего пользования. Здесь требуется обратная закачка воды в подземные водоемы, что усложняет и удорожает цикл работы электростанции. Этот же процесс может стать в дальнейшем причиной снижения мощностей энергокомплекса из-за постепенного снижения температуры подземных вод.

Примером может послужить мощная электростанция (1517 МВт), установленная в крупном геотермальном месторождении The Geysers, расположенном в 116 км к северу от Сан-Франциско в штате Калифорния (США). За период работы пиковая мощность электростанции снизилась с середины 1980-х годов с проектной 2000 МВт до 1517 МВт. На месторождении установлены восемнадцать генераторов. Общая площадь территории, на которой расположены геотермальные источники, составляет 78 кв. км, а электроэнергия, получаемая от их использования, позволяет обеспечить 60% потребности всего северного побережья Калифорнии.

Однако если горячая подземная вода дает возможность получать электроэнергию для ЦОД, то холодная способна ее экономить. Так, дата-центр «Швейцарский Форт-Нокс» компании SIAG, расположенный в глубине Альп, использует ледяную воду подземного озера для систем охлаждения оборудования. Другой пример — DataDock, бывший склад около Страсбурга, который был переоборудован под дата-центр, использует обширный слой грунтовых вод для получения охлаждающей жидкости с температурой 120C. Грунтовая вода нагнетается из скважин, фильтруется во избежание загрязнения труб и используется в теплообменниках ЦОД для охлаждения внутреннего водяного контура, который, в свою очередь, обеспечивает поддержку рабочего диапазона температур ИТ-оборудования.

Что же касается стоимости геотермальной электроэнергии, то на текущий момент заявлена следующая информация: в США планируется в самое ближайшее время получать электроэнергию по стоимости $0,03-0,05 за кВт•час.

Сила света

Решения по использованию энергии солнца присутствуют на рынке уже давно. Наиболее традиционные из них — использование солнечных батарей (рис. 2). В последнее время цены на подобные решения существенно снизились, в то время как КПД, напротив, возрос. Отсутствие движущихся частей и необходимости сложного обслуживания позволяют говорить о высокой надежности решений на базе солнечных батарей. Однако такие системы все еще за гранью приемлемой рентабельности — сроки окупаемости достаточно велики, а КПД, несмотря на все технологические успехи, находится в пределах все еще 20-40%. Также на эффективность применения влияют погодные условия (ниже определенного порога освещенности батареи не работают) и чистота поверхности фотоэлемента. Со временем происходит падение КПД и по причине деградации фотоэлементов. Очень часто солнечные батареи агрегируются с другими источниками электроэнергии, например, ветрогенераторами, и представляют собой гибридные электростанции.

Тем не менее технология развивается. Например, в 2008 году в муниципалитете Ольмедилья-де-Аларкон (Испания) запустили самую большую в мире фотоэлектрическую электростанцию The Olmedilla Photovoltaic мощностью в 60 МВт. В составе комплекса 16,2 тыс. солнечных батарейных панелей. На проект было затрачено $530 млн.

Еще одним примером можно назвать экспериментальную солнечную электростанцию, которую построила компания Intel для своего ЦОД в Рио-Ранчо (штат Нью-Мексико, США). Главная идея этой установки заключается в проверке возможности полностью автономного питания контейнерных ЦОД от солнечных батарей.

Однако самым интересным проектом использования солнечной электроэнергии для дата-центра можно назвать ЦОД американской хостинговой компании AISO.net. Ее вычислительный центр, расположенный в Южной Калифорнии, получает все электропитание (включая обеспечение энергией серверов и систем охлаждения) за счет 120 батарей солнечных панелей. Дата-центр площадью около 186 квадратных метров построен в пустынной деревенской местности, в которой много солнечных дней, но в то же время существуют проблемы с подводом электричества. Именно эти факторы и подтолкнули владельцев к применению подобной концепции. Тот факт, что дата-центр функционирует вот уже девять лет, говорит о правильно выбранной стратегии компании и удачной технической реализации. По заявлению владельцев комплекса, несмотря на то, что первоначальные капитальные затраты примерно на 60% больше, чем в типовом хостинговом дата-центре, за счет низких операционных расходов и высокой энергоэффективности (заявленный PUE=1,14) компания полностью погасила кредиты и преодолела точку безубыточности.

Можно использовать и тепловую составляющую солнечной электроэнергии. Для этого применяются солнечные коллекторы — герметично закрытые емкости с теплоносителем (гидроаккумуляторные баки) и системой зеркал-концентраторов, которые направляют солнечные лучи на эту емкость. Далее аккумулированное тепло в теплоносителе преобразуется в электрическую энергию. Удачным коммерческим проектом в этом направлении стала электростанция Solar Energy Generating Systems (SEGS) мощностью 354 МВт, разработанная и построенная компанией Luz International в США. Комплекс представляет собой распределенную по пустыне Мохава систему из почти тысячи солнечных коллекторов общей площадью 6,5 кв. км.

Отметим, что по состоянию на начало 2010 года суммарная мировая мощность фотоэлементной солнечной энергетики оценивалась в 0,1% общемировой генерации электроэнергии. При этом стоимость электричества, полученного в солнечных коллекторах, составляла $0,09-0,15 за 1 кВт•час, что почти в десять раз больше, чем из традиционных источников, и в 5-8 раз дороже, чем при использовании, например, энергии приливов и отливов.

По воле волн

Отдельным большим направлением в альтернативной энергетике является использование ресурсов мирового океана, таких как энергия приливов и отливов или волн.

Для использования приливной энергии применяются подводные турбины — массивные установки с винтами большого диаметра, которые приводятся в движение потоком воды. Учитывая тот факт, что приливы и отливы являются прогнозируемым явлением, такие установки менее всего зависят от капризов природы и, как следствие, при правильном выборе зоны установки имеют наибольшее время работы в году по сравнению с другими альтернативными источниками электроэнергии. Учитывая массивность установки (ее вес составляет сотни тонн), турбины способны вырабатывать электроэнергию до нескольких мегаватт каждая. Еще один любопытный факт: исследования показали, что приливная турбина, установленная в море, на порядок более «дружелюбна» к морским обитателям, чем традиционные ГЭС. Например, если на гидроэлектростанции гибнет до 90-99% рыбы, то для приливных турбин этот показатель не превышает 10% (благодаря огромным габаритам винтов турбины и небольшой скорости их вращения).

При этом экономическая целесообразность подобных проектов является весьма определенной. Первые проекты предполагали громадные капитальные затраты — вначале строилась плотина, в которой во время прилива вода заполняет искусственный залив, вращая генераторы, а во время отлива поток идет назад в море, опять-таки вращая генераторы (так называемые гравитационные электростанции). Первой такой станцией стал французский проект в провинции Бретань. Приливный бассейн площадью 22,5 кв. км отгораживала плотина длиной почти 800 метров. На ней были смонтированы 24 турбины общей мощностью 240 МВт. При этом стоимость 1 кВт•час сегодня составляет менее $0,02 — в полтора раза дешевле энергии столь популярных во Франции АЭС. Подобные проекты были реализованы и на территории бывшего СССР. Например, в 1968 году в Кислой губе (90 км от Мурманска), недалеко от поселка Ура-Губа, установлена турбина диаметром 3,3 метра и мощностью 400 кВт.

Новейшие системы (так называемые свободнопоточные) позволяют устанавливать турбины на жестких опорах прямо в море и не требуют плотин. Для обслуживания предусматривается возможность подъема турбины на поверхность воды. Первую такую систему мощностью 300 кВт установила около побережья графства Девон (Великобритания) компания Marine Current Turbines (MCT). Агрегат снабжен однонаправленным винтом диаметром одиннадцать метров. Приливное течение вращает его со скоростью до двадцати оборотов в минуту. Развивая проект, компания MCT в августе 2008 года поставила еще одну двухтурбинную станцию мощностью 1,2 МВт (размах каждого из винтов составил шестнадцать метров) у берегов Северной Ирландии, в зоне действия приливного течения залива Стрегфорд Лоу, назвав ее SeaGen (рис. 3).

В 2005 году еще одна британская компания SMD Hydrovision представила вариант турбины, которая размещена на свободновращающейся опоре, что позволяет ей разворачиваться под действием потока воды. Однако коммерческой законченной реализации такие решения пока не получили — единственный строящийся проект Sihwa Lake Tidal Power Plant на озере Сихва в Южной Корее, где предполагается установить десять таких турбин общей мощностью 254 МВт. Станция находится в 40 километрах от Сеула, а само озеро по сути является частью морского залива, перегороженного дамбой. Высота прилива здесь достигает девяти метров. Электростанция позволяет покрыть потребности близлежащего города Ансан (около 0,5 млн. жителей).

В 2010 году близ Оркнейских островов (Шотландия) была введена в эксплуатацию самая крупная в мире турбина с двойным ротором. Ее диаметр составил восемнадцать метров, а вес 1300 тонн. Особенностью проекта стала крайне малая скорость вращения винтов, которая составляет всего 6-8 оборотов в минуту. Стоимость решения оценивается примерно в $5 млн. в расчете на 1 МВт мощности, что примерно на 30% выше, чем проекты на базе ветряных установок. Примечательно, что данная электростанция будет вырабатывать достаточно энергии, чтобы обеспечить питанием крупный дата-центр в северной части Шотландии. Упомянутый ЦОД предназначен для оказания услуг хостинга местным предприятиям, при этом его энергозатраты полностью обеспечиваются за счет приливной станции.

Однако не только приливы и отливы могут использоваться для выработки электроэнергии. Морские волны, которые возникают на водной поверхности, также являются мощным источником энергии. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт на погонный метр. При высоте волн в 2 м она достигает 80 кВт/м. Следует отметить, что волны — это фактически сконцентрированная энергия ветра и, в конечном итоге, солнечной энергии. Энергия, полученная от волнения всех океанов планеты, не может превысить энергию, получаемую от Солнца.

Сейчас наиболее известны два типа волновых генераторов, различающихся по принципу получения электроэнергии: автономные и стационарные.

Первый тип — это полностью автономные капсулы, внутри которых находится свободно перемещающийся по оси массивный поршень, приводящий в движение генератор (принцип «утки Солтера», или преобразователь, отслеживающий профиль волны), или же сочленение секций поплавков, которые изгибаются под действием волны (принцип «контурного плота Коккереля»). Известно также применение в капсулах преобразователей, использующих энергию колеблющегося столба воды.

Компания Google, например, планирует использовать для своих плавучих ЦОД генераторы Wave Power шотландской компании Pelamis (рис.4).

Каждый генератор состоит из четырех секций, соединенных шарнирно, которые под воздействием волн изгибаются, что приводит в действие гидроцилиндры. Они перекачивают масло в гидромоторы приводов генераторов. Электроэнергия передается по кабелю на платформу с ЦОД или же на берег (кабель прокладывается по дну). Масса генератора составляет 700 тонн при длине в 120 метров. Генератор способен производить до 2,25 МВт электроэнергии. Капитальные затраты для такого проекта составляют около $6 тыс. в расчете на киловатт мощности (или $13,5 млн. за электростанцию) при среднегодовом коэффициенте использования системы 0,4 (работает 40% времени в году). По капитальным затратам такие генераторы проигрывают примерно 17% своим «коллегам» — приливным турбинам.

Второй тип волновых генераторов — стационарный. Это фактически большой насос, соединенный трубами со станцией на берегу. При этом непосредственно в генераторе электроэнергия не вырабатывается — он лишь преобразовывает силу волн в энергию движущийся жидкости в замкнутом гидравлическом контуре между волновым генератором и насосной станцией, расположенной на берегу. Станция же содержит преобразователь, использующий движение жидкости высокого давления и превращающий ее в электрическую энергию. При накате волны плечо генератора, размещенного на глубине 10-16 метров, отклоняется, прокачивая некоторый объем воды, который, в свою очередь, приводит в движение электрогенератор. Такой агрегат под названием «Устрица» (Oyster) (рис. 5) был запущен в 2009 году компанией Oyster Wave Energy System.

Проект разработан шотландской Aquamarine Power при участии Европейского исследовательского центра (European Marine Energy Centre). Агрегат пока находится в стадии тестирования, поэтому финансовые показатели не оглашаются. Инвестором данного проекта выступила компания ABB (сумма инвестиций — $13 млн.). Такие установки в дальнейшем предполагается использовать и для питания ЦОД.

Энергия ветра

Ветер на нашей планете является следствием деятельности солнца. Поэтому кинетическую энергию движения воздушных масс в атмосфере принято считать возобновляемым источником. Первые ветровые электростанции появились еще в 1890 году в Дании. Сейчас же на них приходится более 1,3% вырабатываемой мировой электроэнергии. Наибольшая концентрация таких установок — в континентальной Европе, особенно в странах, которые не имеют прямого выхода к океану.

Современный ветрогенератор представляет собой установленный на опоре лопастный вентилятор, соединенный валом с электрическим генератором. Конструктивно он может быть горизонтально-осевым (ось вентилятора параллельно земле, конструкция дешевле, но требуется система слежения за направлением ветра) или вертикально-осевым (ось перпендикулярна земле, конструкция дороже, но работает при любом направлении ветра и при низкой его скорости). Как ни странно, второй вариант практически не применим для больших генераторов — несмотря на явные преимущества, основной проблемой является сложность проектирования и реализации отдельных деталей, в том числе механизма торможения при высокой скорости ветра. Именно поэтому вертикально-осевые вентиляторы применяются лишь для малых мощностей.

Типовый ветрогенератор начинает вырабатывать ток при скорости ветра начиная с 3 м/с и отключается, если это значение превышает 25 м/с. Мощность генератора не имеет прямо пропорциональной зависимости от скорости ветра. Максимальная мощность достигается при ветре в 15 м/с. Если его скорость возрастает с 5 до 10 м/с, то мощность увеличивается в десять раз. Поэтому мощность генераторов в первую очередь выбирается именно в зависимости от среднегодовой скорости ветра. Ориентировочно при 4-5 м/с можно использовать генераторы мощностью более 200 кВт. Но если скорость ветра в регионе составляет 2-3 метра в секунду, то мощность генераторов не превышает 100 кВт. Наиболее перспективным расположением генераторов являются зоны постоянного движения ветровых масс в прибрежных районах.

В качестве наиболее интересных проектов стоит отметить ветрогенератор E-112, прототип которого был построен в августе 2002 года компанией Enercon. (рис. 6) мощностью 4,5 МВт. Диаметр лопастей турбины составляет 126 метров, вес гондолы — 200 тонн, высота башни — 120 метров. В конце 2005 года Enercon увеличила мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт, при этом, диаметр лопастей составил 114 метров, а высота башни — 124 метра. Кроме того, собственную систему мощностью 5,0 МВт предложила и германская компания REpower Systems.

Однако на практике все чаще используются не отдельные генераторы, а целые ветропарки. Например, самый крупный на сегодняшний день комплекс — Roscoe Wind Farm — установлен в 2009 году в штате Техас (США) близ города Роско компаниями E.ON Climate и Renewables. Всего установлено 627 ветроустановок суммарной мощностью 781,5 МВт. Занимаемая площадь составляет примерно 400 кв. км.

Еще одной тенденцией стало размещение ветрогенераторных парков в оффшорных зонах непосредственно на воде в 10-12 км от берега. Стоимость капитальных инвестиций (по сравнению с установкой на суше) возрастает при этом в 1,5-2 раза, однако ряд юридических и экономических преимуществ, связанных с оффшорными зонами, позволяет нивелировать эти расходы за счет других экономических преференций.

В 2009-м самой крупной оффшорной электростанцией стал ветропарк Horns Rev 2 в Северном море у побережья Дании. Проект воплощен датской компанией DONG Energy. Ветропарк состоит из 91-й турбины производства компании Siemens мощностью 2,3 МВт каждая (суммарная мощность почти 210 МВт). Высота ветроустановки — 114,5 м над уровнем моря. До этого пальму первенства удерживал оффшорный ветропарк Lynn and Inner Dowsing, суммарная мощность которого составила около 195 МВт. Этот комплекс из 54 турбин расположен в 5,2 км от береговой линии вблизи города Скегнесс в графстве Линкольншир (Великобритания).

Примером успешного использования ветрогенераторов в сфере дата-центров служит комплекс Green House Data в городе Шайенн (штат Вайоминг, США). При общей площади 930 кв. м ЦОД полностью обеспечивает себя электропитанием за счет возобновляемой ветровой энергии. Компания использует электричество своего партнера — энергетической компании, имеющей ветровые турбины мощностью 30 МВт в Шайенне.

Еще одна американская компания Other World Computing (OWC) с конца 2009 года начала использовать 40-метровую ветровую турбину для обеспечения всей электрической мощности своего здания в городе Вудсток (штат Иллинойс), где находятся штаб-квартира компании и дата-центр, обеспечивающий хостинг и другие интернет-услуги.

Если говорить об экономической эффективности ветрогенераторов, то здесь определяющим фактором является зона размещения. От нее зависит среднегодовая скорость ветра, которая и влияет на энергопроизводительность установки, а значит, и на стоимость электроэнергии. Например, при скорости ветра около 7,1 м/с себестоимость (для США) составляет 4,8 цента/кВт•ч, а при скорости 9,3 м/с она снижается до 2,6 цента/кВт•ч (при том, что стоимость электроэнергии традиционных ТЭЦ, работающих на твердом топливе, составляет 4-6 центов/кВт•ч).

Использование энергии водорода

Использование энергии водорода связано с его распространенностью в природе, высокой удельной теплотой сгорания и экологичностью процесса окисления (продуктом горения является вода). Водород помещается в топливные элементы, в которых он может безопасно храниться для дальнейшего применения в преобразователях тепловой энергии в электрическую. Фактически, в этом случае водород применяется в качестве альтернативы традиционным аккумуляторам, имея такие преимущества, как экологичность, меньшие массогабаритные размеры и отсутствие снижения электрической емкости со временем, а также значительно больший рабочий температурный диапазон (от -30 до +600С) и отсутствие проблем с перезарядкой. В настоящее время водород получают методом паровой конверсии. Однако в дальнейшем планируется использование для синтеза энергии все тех же возобновляемых источников энергии.

Несмотря на то, что топливные водородные элементы были изобретены еще в 1839 году, только через сто лет данная технология начала применяться на практике, а первая попытка использовать стационарную установку для энергоснабжения дата-центра была предпринята компанией Siemens Power Generator в 70-х годах. Современный прототип на базе топливных элементов с твердым электролитом SOFC (Solid Oxide Fuel Cells) мощностью 125 кВт имеет КПД более 80%.

На рынке присутствуют и коммерческие решения, которые предлагаются компаниями UTC Power и APC. Первая ориентирована на аэрокосмическую промышленность (например, известно, что UTC поставляла топливные элементы NASA для программы Apollo). В 2005 году компания Verizon Communications на базе оборудования UTC Power реали зовала самый крупный проект в США с использованием водородных топливных элементов, безвредных для окружающей среды, которые обеспечивают электроэнергией здания Гарден-Сити на Лонг-Айленде в Нью-Йорке.

Решение APC InfraStruXure Fuel Cell (рис. 7) было рассчитано на применение в дата-центрах для обеспечения резервным электропитанием критически важных ИТ-подсистем. Энергетические модули мощностью по 10 кВт можно было объединять в группы по три, обеспечив электропитание оборудования мощностью до 30 кВт. Однако для выхода на полную мощность системе топливных элементов требуется около 20 секунд. Соответственно, на это время все-таки нужен был традиционный ИБП с аккумуляторными батареями. Емкости с водородом хранятся вне здания дата-центра. Одного баллона хватает, чтобы обеспечивать энергопотребление мощностью 10 кВт в течение примерно 80 мин. Производитель позиционировал такую систему как экологически чистую альтернативу автономным дизельным электростанциям.

В августе 2008 года APC объявила о выпуске новых систем FCXR (Fuel Cell Extended Run) для контейнерных дата-центров, разработанных совместно с компанией Hydrogenics. В модулях мощностью 10, 20 и 30 кВт используются блоки PyPM XR, работающие на водородных топливных элементах с полимерной электролитической мембраной PEM, которые способны функционировать при низкой температуре окружающей среды и обладают относительно высоким КПД — до 50% (что является хорошим показателем для систем такого класса).

Мифы и реальность «зеленых» технологий

В заключение хотелось бы развеять несколько распространенных мифов о «зеленых» технологиях. Один из них утверждает, что подобные решения экономически нецелесообразны. Однако время и большое количество проектов в разных странах мира доказали обратное. Энергия природы в различных ее проявлениях огромна, главное — подобрать наиболее эффективный способ ее добычи.

В то же время при существующем уровне развития технологий альтернативная энергетика не способна в будущем полностью заменить традиционные источники электричества и тепла. Если доля «зеленых» энергосистем достигнет хотя бы 20-25% общемирового производства электроэнергии, это может привести к перебоям в мировом масштабе. Дело в том, что большинство экологических источников электроэнергии являются непостоянными и к тому же обладают низким коэффициентом использования. Их эффективность зависит от природных явлений, а значит, не может контролироваться человеком в должной степени.

Отметим также, что распространенное представление о том, что «зеленые» электростанции чрезвычайно дороги, является не совсем корректным. К капитальным затратам традиционных электростанций косвенно добавляются еще и высокие затраты на линии электропередачи, распределительные устройства для подключения к общей энергосистеме и т.д. «Зеленые» электростанции, как правило, локализованы и более приближены к потребителям, и это не требует построения дорогих высоковольтных линий, трансформаторных подстанций. Чтобы сделать сравнение более корректным, надо рассматривать комплекс экономических показателей, а не только первоначальные капитальные затраты.

Безусловно, технико-экономическое обоснование «зеленых» решений значительно более сложное, чем традиционных систем в энергетике. Например, если брать сроки окупаемости, то они достаточно большие (пять и более лет), и многие инвесторы считают риски слишком высокими. В развитых странах проблемы экологии регулируются на государственном уровне, и штрафы за загрязнение окружающей среды значительно снижают прибыльность производства электроэнергии традиционными электростанциями. Не следует забывать, что природные источники электроэнергии являются возобновляемыми, а значит, не зависят от цен на традиционные энергоносители на мировых рынках. Последний аргумент особенно важен для стран, в недрах которых мало полезных ископаемых.

Но, несмотря ни на что, будущее альтернативных энергогенерирующих технологий уже наступило. Надо принять это как должное и задуматься о том, что пришло время менять концепцию мышления и вместо сиюминутных решений вернуться к практике «строить на века», попутно решая экологические проблемы.

Константин КОВАЛЕНКО,

kkovalenko@sitronics.com

http://www.sib.com.ua/arhiv_2011/2011_2/statia_2_4_2011/statia_2_4_2011.htm