Расчет радиаторов отопления на квадратный метр

Содержание

1. Расчет радиаторов отопления
2. Стандартный расчет радиаторов отопления
3. Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр
4. Пример расчета секций алюминиевых радиаторов отоплениия на квадратный метр
5. Расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр
6. Пример расчета
7. Вычисление по объему
8. Тепловая мощность 1 секции
9. Полезное видео
10. Методика расчета секций радиаторов отопления
11. Помещения со стандартной высотой потолков
12. Помещения с высотой потолков более 3 метров
13. Читайте также:

 

Расчет радиаторов отопления

При планировании капитального ремонта в вашем доме или же квартире, а так же при планировке постройки нового дома необходимо произвести расчет мощности радиаторов отопления. Это позволит вам определить количество радиаторов, способных обеспечить теплом ваш дом в самые лютые морозы. Для проведения расчетов необходимо узнать необходимые параметры, такие как размер помещений и мощность радиатора, заявленной производителем в прилагаемой технической документации. Форма радиатора, материал из которого он выполнен, и уровень теплоотдачи в данных расчетах не учитываются. Зачастую количество радиаторов равно количеству оконных проемов в помещении, поэтому, рассчитываемая мощность разделяется на общее количество оконных проемов, так можно определить величину одного радиатора.

Следует помнить, что не нужно производить расчет для всей квартиры, ведь каждая комната имеет свою отопительную систему и требует к себе индивидуальный подход. Так если у вас угловая комната, то к полученной величине мощности необходимо прибавить еще около двадцати процентов. Такое же количество нужно прибавить, если ваша система отопления работает с перебоями или имеет другие недостатки эффективности.

Расчет мощности радиаторов отопления может осуществляться тремя способами:

Стандартный расчет радиаторов отопления

Согласно строительным нормами и другими правилами необходимо затрачивать 100Вт мощности вашего радиатора на 1метр квадратный жилплощади. В таком случае необходимые расчеты производятся при использовании формулы:

К — мощность одной секции вашей радиаторной батареи, согласно заявленной в ее характеристике;

С — площадь помещения. Она равна произведению длины комнаты на ее ширину.

К примеру, комната имеет 4 метра в длину и 3.5 в ширину. В таком случае ее площадь равна:4*3.5=14 метров квадратных.

Мощность, выбранной вами одной секции батареи заявлена производителем в 160 Вт. Получаем:

14*100/160=8.75. полученную цифру необходимо округлить и получается что для такого помещения потребуется 9 секций радиатора отопления. Если же это угловая комната, то 9*1.2=10.8, округляется до 11. А если ваша система теплоснабжения недостаточно эффективна. то еще раз добавляем 20 процентов от первоначального числа: 9*20/100=1.8 округляется до 2.

Итого: 11+2=13. Для угловой комнаты площадью 14 метров квадратных, если система отопления работает с кратковременными перебоями понадобиться приобрести 13 секций батарей.

Примерный расчет — сколько секций батареи на квадратный метр

Он базируется на том, что радиаторы отопления при серийном производстве имеют определенные размеры. Если помещение имеет высоту потолка равную 2.5 метра, то на площадь в 1.8 метров квадратных потребуется лишь одна секция радиатора.

Подсчет количества секций радиатора для комнаты с площадью в 14 метров квадратных равен:

14/1.8=7.8, округляется до 8. Так для помещения с высотой до потолка в 2.5м понадобится восемь секций радиатора. Следует учитывать, что этот способ не подходит, если у отопительного прибора малая мощность (менее 60Вт) ввиду большой погрешности.

Объемный или для нестандартных помещений

Такой расчет применяется для помещений с высокими или очень низкими потолками. Здесь расчет ведется из данных о том, что для обогрева одного метра кубического помещения необходима мощность в 41ВТ. Для этого применяется формула:

К- необходимое количество секций радиатора,

О -объем помещения, он равен произведению высоты на ширину и на длину комнаты.

Если комната имеет высоту-3.0м; длину – 4.0м и ширину – 3.5м, то объем помещения равен:

3.0*4.0*3.5=42 метра кубических.

Расчитывается общая потребность в тепловой энергии данной комнаты:

42*41=1722Вт, учитывая, сто мощность одной секции составляет 160Вт,можно расчитать необходимое их количество путем деления общей потребности в мощности на мощность одной секции: 1722/160=10.8, округляется до 11 секций.

Если выбраны радиаторы, которые не делятся на секции, от общее число нужно поделить на мощность одного радиатора.

Округлять полученные данные лучше в большую сторону, так как производители иногда завышают заявленную мощность.

Пример расчета секций алюминиевых радиаторов отоплениия на квадратный метр

Мало знать, что алюминиевые батареи обладают высоким уровнем теплоотдачи.

Перед их установкой обязательно нужно произвести расчет, какое именно их количество должно быть в каждом отдельном помещении.

Только зная, сколько алюминиевых радиаторов нужно на 1 м2, можно с уверенностью покупать необходимое количество секций.

Расчет секций алюминиевых радиаторов на квадратный метр

Как правило, производителями заранее просчитаны нормы мощности батарей из алюминия. которые зависят от таких параметров, как высота потолков и площадь помещения. Так считается, что на то, чтобы нагреть 1 м2 комнаты с потолком до 3 м высоты потребует тепловая мощность в 100 Вт.

Эти цифры приблизительны, так как расчет алюминиевых радиаторов отопления по площади в данном случае не предусматривает возможных теплопотерь в помещении или более высокие или низкие потолки. Это общепринятые строительные нормы, которые указывают в техпаспорте своей продукции производители.

1. Немалую важность играет параметр тепловой мощности одного ребра радиатора. Для алюминиевого обогревателя она составляет 180-190 Вт.
2. Температура носителя так же должна учитываться. Ее можно узнать в управляющем тепловом хозяйстве, если отопление централизованное, либо измерить самостоятельно в автономной системе. Для алюминиевых батарей показатель равен 100-130 градусам. Разделив температуру на тепловую мощность радиатора, получается, что для обогрева 1 м2 потребуется 0.55 секций.
3. В том случае, если высота потолков «переросла» классические стандарты, то необходимо применять специальный коэффициент:
   • если потолок равен 3 м, то параметры умножаются на 1.05;
   • при высоте 3.5 м он составляет 1.1;
   • при показателе 4 м – это 1.15;
   • высота стены 4.5 м – коэффициент равен 1.2.
4. Можно воспользоваться таблицей, которую предоставляют производители к своей продукции.

Сколько нужно секций алюминиевого радиатора?

Расчет количества секций алюминиевого радиатора производится по форме, подходящей для обогревателей любого типа:

• S – площадь помещения, где требуется установка батареи;
• k – коэффициент корректировки показателя 100 Вт/м2 в зависимости от высоты потолка;
• P – мощность одного элемента радиатора.

При расчете количества секций алюминиевых радиаторов отопления получается, что в помещении площадью 20 м2 при высоте потолка 2.7 м для алюминиевого радиатора с мощностью одной секции 0.138 кВт потребуется 14 секций.

Q = 20 х 100 / 0.138 = 14.49

В данном примере коэффициент не применяется, так как высота потолка менее 3 м. Но даже такой секций алюминиевых радиаторов отопления не будут верными, так как не взяты во внимание возможные теплопотери помещения. Следует учитывать, что в зависимости от того, сколько в комнате окон, является ли она угловой и есть ли в ней балкон: все это указывает на количество источников теплопотерь.

Делая расчет алюминиевых радиаторов по площади помещения, следует в формуле учитывать процент потери тепла в зависимости от того, где они будут установлены:

• если они закреплены под подоконником, то потери составят до 4%;
• установка в нише моментально увеличивает этот показатель до 7%;
• если алюминиевый радиатор для красоты прикрыть с одной стороны экраном, то потери составят до 7-8%;
• закрытый экраном полностью, он будет терять до 25%, что делает его в принципе малорентабельным.

Это далеко не все показатели, которые следует учесть при установке алюминиевых батарей.

Пример расчета

Если рассчитывать, сколько секций алюминиевого радиатора надо на комнату площадью 20 м2 при норме 100 Вт/м2, то так же следует вносить корректировочные коэффициенты потери тепла:

• каждое окно добавляет к показателю 0.2 кВт;
• дверь «обходится» в 0.1 кВт.

Если предполагается, что радиатор будет размещен под подоконником, то корректирующий коэффициент составит 1.04, а сама формула будет выглядеть следующим образом:

Q = (20 х 100 + 0,2 + 0,1) х 1,3 х 1,04 / 72 = 37,56

• первый показатель – это площадь комнаты;
• второй – стандартное количество Вт на м2;
• третий и четвертый указывают на то, что в комнате по одному окну и двери;
• следующий показатель – это уровень теплоотдачи алюминиевого радиатора в кВт;
• шестой – корректирующий коэффициент касаемо расположения батареи.

Все следует разделить на теплоотдачу одного ребра обогревателя. Его можно определить из таблицы от производителя, где указаны коэффициенты нагрева носителя по отношению к мощности устройства. Средний показатель для одного ребра равен 180 Вт, а корректировка – 0.4. Таким образом, умножив эти цифры, получается, что 72 Вт дает одна секция при нагреве воды до +60 градусов.

Так как округление производится в большую сторону, то максимальное количество секций в алюминиевом радиаторе конкретно для этого помещения составит 38 ребер. Для улучшения работы конструкции, ее следует разделить на 2 части по 19 ребер каждая.

Узнайте полезную информацию об алюминиевых батареях на нашем сайте:

Вычисление по объему

Если производить подобные вычисления, то потребуются обратиться к нормативам, установленным в СНиП. В них учитываются не только показатели радиатора, но и то, из какого материала построено здание.

Например, для дома из кирпича нормой для 1 м2 будет 34 Вт, а для панельных строений – 41 Вт. Чтобы рассчитать количество секций батареи по объему помещения, следует: объем помещения умножить на нормы теплозатрат и разделить на теплоотдачу 1 секции.

1. Чтобы высчитать объем комнаты площадью 16 м2, нужно умножить этот показатель на высоту потолков, например, 3 м (16х3 = 43 м3).
2. Норма тепла для кирпичного здания = 34 Вт, чтобы узнать какое требуется количество для данной комнаты, 48 м3 х 34 Вт (для панельного дома на 41 Вт) = 1632 Вт.
3. Определяем, сколько требуется секций при мощности радиатора, например, 140 Вт. Для этого 1632 Вт/ 140 Вт =11.66.

Округлив этот показатель, получаем результат, что для комнаты объемом 48 м3 требуется алюминиевый радиатор из 12 секций.

Тепловая мощность 1 секции

Как правило, производители указывают в технических характеристиках обогревателей средние показатели теплоотдачи. Так для обогревателей из алюминия он составляет 1.9-2.0 м2. Чтобы высчитать, какое количество секций потребуется, нужно площадь помещения разделить на этот коэффициент.

Например, для той же комнаты площадью 16 м2 потребуется 8 секций, так как 16/ 2 = 8.

Эти расчеты приблизительные и использовать их без учета теплопотерь и реальных условий размещения батареи нельзя, так как можно получить после монтажа конструкции холодную комнату.

Чтобы получить самые точные показатели, придется рассчитать количество тепла, которое необходимо для обогрева конкретной жилой площади. Для этого придется учитывать многие корректирующие коэффициенты. Особенно важен такой подход, когда требуется расчет алюминиевых радиаторов отопления для частного дома.

Формула, необходимая для этого выглядит следующим образом:

КТ = 100Вт/м2 х S х К1 х К2 х К3 х К4 х К5 х К6 х К7

1. КТ – это то количество тепла, которое требуется данному помещению.
2. S – площадь.
3. К1 – обозначение коэффициента для остекленного окна. Для стандартного двойного остекления он равен 1. 27, для двойного стеклопакета – 1.0, а для тройного – 0.85.
4. К2 – это коэффициент уровня утепления стены. Для неутепленной панели он = 1.27, для кирпичной стены с кладкой в один слой = 1.0, а в два кирпича = 0.85.
5. К3 – это соотношение площади, занимаемой окном и полом.Когда между ними:
   • 50% — коэффициент составляет 1.2;
   • 40% — 1.1;
   • 30% — 1.0;
   • 20% — 0.9;
   • 10% — 0.8.
6. К4 – это коэффициент, учитывающий температуру воздуха по СНиП в самые холодные дни года:
   • +35 = 1.5;
   • +25 = 1.2;
   • +20 = 1.1;
   • +15 = 0.9;
   • +10 = 0.7.
7. К5 указывает на корректировку при наличии наружных стен.Например:
   • когда она одна, показатель равен 1.1;
   • две наружные стены – 1.2;
   • 3 стены – 1.3;
   • все четыре стены – 1.4.
8. К6 учитывает наличие помещения над комнатой, для которой производятся расчеты. При наличии:
   • неотапливаемого чердака – коэффициент 1.0;
   • чердак с обогревом – 0.9;
   • жилая комната – 0.8.
9. К7 – это коэффициент, который указывает на высоту потолка в комнате:
   • 2.5 м = 1.0;
   • 3.0 м = 1.05;
   • 3.5 м = 1.1;
   • 4.0 м = 1.15;
   • 4.5 м = 1.2.

Если применить эту формулу, то можно предусмотреть и учесть практически все нюансы, которые могут повлиять на обогрев жилой площади. Сделав расчет по ней, можно быть точно уверенным, что полученный результат указывает на оптимальное количество секций алюминиевого радиатора для конкретного помещения.

Если вы решили установить алюминиевые радиаторы отопления важно знать следующее:

Какой бы принцип расчетов ни был предпринят, важно сделать его в целом, так как правильно подобранные батареи позволяют не только наслаждаться теплом, но и значительно экономят на энергозатратах. Последнее особенно важно в условиях постоянно растущих тарифов.

Полезное видео

 

Методика расчета секций радиаторов отопления

При установке и замене радиаторов отопления обычно встает вопрос: как правильно рассчитать количество секций радиаторов отопления, чтобы в квартире было уютно и тепло даже в самое холодное время года? Сделать расчет самостоятельно совсем несложно, нужно лишь знать параметры помещения и мощность батарей выбранного типа. Для угловых комнат и помещений, имеющих потолки выше 3 метров или панорамные окна, расчет несколько отличается. Рассмотрим все методики расчета.

Расчет количества секций радиаторов отопления

 

Помещения со стандартной высотой потолков

Расчет числа секций радиаторов отопления для типового дома ведется исходя из площади комнат. Площадь комнаты в доме типовой застройки вычисляют, умножив длину комнаты на ее ширину. Для обогрева 1 квадратного метра требуется 100 Вт мощности отопительного прибора, и чтобы вычислить общую мощность, необходимо умножить полученную площадь на 100 Вт. Полученное значение означает общую мощность отопительного прибора. В документации на радиатор обычно указана тепловая мощность одной секции. Чтобы определить количество секций, нужно разделить общую мощность на это значение и округлить результат в большую сторону.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с обычной высотой потолков. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций.

1. Определяем площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
2. Находим общую мощность отопительных приборов 14·100 = 1400 Вт.
3. Находим количество секций: 1400/160 = 8,75. Округляем в сторону большего значения и получаем 9 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Таблица для расчета количества радиаторов на М2

Для комнат, расположенных с торца здания, расчетное количество радиаторов необходимо увеличить на 20%..

Помещения с высотой потолков более 3 метров

Расчет количества секций отопительных приборов для комнат с высотой потолков более трех метров ведется от объема помещения. Объем – это площадь, умноженная на высоту потолков. Для обогрева 1 кубического метра помещения требуется 40 Вт тепловой мощности отопительного прибора, и общую его мощность вычисляют, умножая объем комнаты на 40 Вт. Для определения количества секций это значение необходимо разделить на мощность одной секции по паспорту.

Комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
2. Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
3. Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
4. Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.

Также можно воспользоваться таблицей:

Как и в предыдущем случае, для угловой комнаты этот показатель нужно умножить на 1,2. Также необходимо увеличить количество секций в случае, если помещение имеет один из следующих факторов:

• Находится в панельном или плохо утепленном доме;
• Находится на первом или последнем этаже;
• Имеет больше одного окна;
• Расположена рядом с неотапливаемыми помещениями.

В этом случае полученное значение необходимо умножить на коэффициент 1,1 за каждый из факторов.

Угловая комната с шириной 3,5 метра и длиной 4 метра, с высотой потолков 3,5 м. Расположена в панельном доме, на первом этаже, имеет два окна. Мощность одной секции радиатора – 160 Вт. Необходимо найти количество секций радиаторов отопления.

1. Находим площадь комнаты, умножив ее длину на ширину: 3,5·4 = 14 м 2 .
2. Находим объем комнаты, умножив площадь на высоту потолков: 14·3,5 = 49 м 3 .
3. Находим общую мощность радиатора отопления: 49·40 = 1960 Вт.
4. Находим количество секций: 1960/160 = 12,25. Округляем в большую сторону и получаем 13 секций.
5. Умножаем полученное количество на коэффициенты:

Угловая комната – коэффициент 1,2;

Панельный дом – коэффициент 1,1;

Два окна – коэффициент 1,1;

Первый этаж – коэффициент 1,1.

Таким образом, получаем: 13·1,2·1,1·1,1·1,1 = 20,76 секций. Округляем их до большего целого числа – 21 секция радиаторов отопления.

При расчетах следует иметь в виду, что различные типы радиаторов отопления имеют разную тепловую мощность. При выборе количества секций радиатора отопления необходимо использовать именно те значения, которые соответствуют выбранному типу батарей .

Для того чтобы теплоотдача от радиаторов была максимальной, необходимо устанавливать их в соответствии с рекомендациями производителя, соблюдая все оговоренные в паспорте расстояния. Это способствует лучшему распределению конвективных потоков и уменьшает потери тепла.

Читайте также:

• Расход дизельного котла отопления
• Биметаллические радиаторы отопления
• Как сделать расчет тепла на отопление дома
• Расчет арматуры для фундамента

Источники: http://aquagroup.ru/articles/raschet-radiatorov-otopleniya.html, http://netholodu.com/elementy-otopleniya/radiatory/alyuminievye/raschet-sektsij.html, http://stroyvopros.net/vodosnab_otopl/raschet-kolichestva-sektsiy-radiatorov-otopleniya. html

 

 

Как вам статья?

Тепло в каждый дом – Управляющая компания домспб

Тепло в каждый дом – Управляющая компания домспб

• Главная
• Информация
• Статьи
• Тепло в каждый дом

Приближается новый отопительный сезон, а значит, вновь становится актуальным вопрос: достаточно ли квартира прогревается? Если с прошлой зимы у вас остались нарекания к радиаторам отопления в доме, то самое время решить проблему.

Помочь разобраться с этим сложным вопросом мы попросили мастера сантехнических работ мультисервисной компании ДОМСПБ Дениса Сударского.

– Денис, как понять, нужно ли менять батареи?

– В большинстве квартир до сих пор стоят чугунные батареи. Средний срок службы таких батарей достигает 35 лет, хотя в моей практике встречались и исключения – 50 лет без единой протечки. Но если батареям более 30 лет, они плохо нагревают помещение, периодически происходит течь, либо, если вы заметили, что температура стояка выше, чем температура батареи, то самое время вызвать мастера для замены радиатора отопления.

– В какое время года стоит производить замену?

– По этому вопросу специалисты разделились на два лагеря. Одни мастера советуют менять батареи отопления в квартире по возможности летом. Главное – до момента включения отопления. Другие настаивают на замене батарей в отопительный период. И те и другие в чем-то правы.

В первом случае нельзя сразу проверить, насколько качественно сделаны работы. Система находится не под давлением, и в момент подключения дома к отоплению может образоваться протечка.

Это возможно, когда работы проведены дилетантом или начинающим сантехником.Опытный мастер установит все как положено, даст гарантию и не убежит от ответственности, если совершит ошибку.

При замене батарей в период включения отопления сложность заключается в том, что на время работ придется отключать отопление во всех квартирах, связанных одним стояком. Поэтому обычно при работах на системе отопления в отопительный период соседи бросают на инициатора косые взгляды и высказывают недовольство.

– Какой радиатор отопления лучше всего выбрать?

– На рынке большой ассортимент радиаторов отопления: и привычные всем стальные или чугунные, и современные алюминиевые или биметаллические. Выбирая батареи самостоятельно, помните о нормативах: одна секция должна приходиться на два квадратных метра жилья и дополнительно еще одна секция – на всю площадь помещения. То есть для комнаты площадью двенадцать квадратных метров потребуется приобрести семисекционный радиатор. Кроме этого, нужно будет купить трубы, запорные краны, герметик.

– А как менять?

– Самостоятельно или вызвать мастера. Но без нужных умений и навыков своими силами вряд ли кто-то справится. Советую обратиться к специалисту, и легче всего это сделать с помощью мастеров мультисервисной компании ДОМСПБ по телефону 8 (812) 207-00-37. Наши мастера помогут выбрать радиатор, согласуют все работы с управляющей организацией, приобретут нужные расходники, произведут работы в короткий срок и с гарантией пять лет.

Категории

• Дом и уют10
• Просто о сложном10
• Старший по дому2

Как рассчитать площадь поверхности, необходимую для солнечных панелей

27 мая 2013 г. Основы, Солнечная энергияОбласть, Эффективность, Электромагнитная волна, Излучение, Солнечная энергия, Солнечная панель Ясир Ахмед (он же Джон)

Вы оценили необходимый размер солнечной системы и готовы приобрести на рынке оборудование для ее установки. Но подождите, вы уверены, что у вас достаточно места в саду, на заднем дворе или на крыше для установки солнечных батарей? Как вы можете сделать приблизительную оценку площади, необходимой для солнечных батарей? Вот быстрый и простой способ сделать это.

Фотогальванические панели на крыше

Предположим, вы хотите установить 10 солнечных панелей мощностью 100 Вт каждая и с эффективностью преобразования 18%. Полная выходная мощность солнечной системы может быть рассчитана как:

Полная выходная мощность = Общая площадь x Солнечное излучение x Эффективность преобразования

Солнечная радиация для поверхности, перпендикулярной солнечным лучам на уровне моря в ясный день, составляет около 1000 Вт/м 9 .0015 2 , а эффективность преобразования составляет 18%. Подставляя эти числа в приведенное выше уравнение, мы получаем:

1000 Вт = общая площадь x 1000 Вт/м ² x 0,18

или

общая площадь = 1000/180 м = 5,56 012

Если вы собираетесь установить все панели в одну линию, вам потребуется пространство примерно 1 м x 5,56 м (каждая панель имеет размер 1 м x 0,556 м) на крыше. Ну вот. У вас есть приблизительная оценка пространства, необходимого для солнечных панелей вашей системы.

Примечание:

1. Помните, что солнечные батареи обычно устанавливаются под углом к ​​поверхности земли, и это может несколько изменить результаты. Пример подробного расчета смотрите в следующем посте.

2. Приборы обычно работают от переменного напряжения, в то время как солнечная панель вырабатывает постоянное напряжение, а батарея также работает от постоянного тока. Поэтому для преобразования постоянного тока в переменный необходим инвертор, а при преобразовании могут быть значительные потери.

3. Представьте, что солнечная панель имеет КПД преобразования 100%, т.е. она преобразует всю солнечную энергию в электрическую, тогда все, что вам нужно, это 1 м ² солнечная панель для производства 1000 Вт электроэнергии :).

Автор: Ясир Ахмед (он же Джон)

Более 20 лет опыта работы в различных организациях в Пакистане, США и Европе. Работал научным сотрудником в группе мобильных и портативных радиостанций (MPRG) Технологического института Вирджинии и был одним из первых исследователей, предложивших пространственно-временные блочные коды для восьми передающих антенн. Сотрудничество с MPRG продолжалось даже после получения степени MSEE и привело к 12 исследовательским публикациям и книге по беспроводным коммуникациям. Работал в Qualcomm USA в качестве инженера с ключевой ролью тестирования производительности и соответствия модемов UMTS. Qualcomm является изобретателем технологии CDMA и владеет патентами, критически важными для стандартов 5G и 4G.

5,00 сред. рейтинг ( 95 % баллов) – 3 голосов

Сколько солнечной энергии потребуется для питания США?

Критики утверждают, что в США просто недостаточно земли для солнечной энергии, чтобы обеспечить страну энергией. Хотя это не сразу практический вопрос, над ним все же интересно подумать. Итак, игнорируя практические ограничения, такие как технологии хранения и энергосистемы, давайте посмотрим, сможем ли мы разместить достаточное количество солнечной энергии, чтобы электрифицировать США. солнечных часов в году. К сожалению, этот подход дает совершенно разные ответы в зависимости от предположений. Лучшим подходом является просмотр реальных данных, полученных с реальных солнечных батарей, и просто экстраполяция оттуда.

Исходя из некоторых консервативных предположений из отчета Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) за 2013 год, мы знаем, что для выработки гигаватт-часа электроэнергии в год требуется в среднем 3,4 акра солнечных батарей. Учитывая, что США потребляют около 4 петаватт-часов электроэнергии в год, нам потребуется около 13 600 000 акров или 21 250 квадратных миль солнечных панелей, чтобы удовлетворить общие потребности США в электроэнергии в течение года.

Площадь желтого квадрата составляет примерно 21 000 квадратных миль. Карта предоставлена ​​Google Maps.

Сколько стоят 21 250 квадратных миль?

Это может показаться непрактично большим количеством земли, но только не в перспективе. 21 250 квадратных миль — это квадрат со стороной около 145 миль. В США 3 797 000 квадратных миль земли. Только около половины процента от этого потребуется, чтобы обеспечить достаточное количество солнечной энергии для питания страны.

Вот еще несколько примеров землепользования в диапазоне десятков тысяч квадратных миль:

• 40 223 квадратных миль — это размер земли, арендуемой нефтегазовой промышленностью (по данным Бюро земельных ресурсов США). Управление).
• 18 500 квадратных миль — количество федеральных земель, переданных в аренду нефтегазовой отрасли только в 2017 году.
• 13 000 квадратных миль – территория США, затронутая открытой добычей угля ^[1]
• 49 300 квадратных миль – земля, используемая для выращивания кукурузы для производства этанола (по данным Министерства сельского хозяйства США, в 2021 году на 91 миллионе акров сельскохозяйственных угодий было произведено 14,99 миллиарда бушелей кукурузы, из которых 5,2 миллиарда бушелей было использовано для производства спирта)
• 17 120 квадратных миль — расчетная площадь дорог США (8,8 миллиона полос движения при средней ширине 10 футов).
• 49 400 квадратных миль — общая площадь земель США, используемых под газоны (НАСА сообщает, что в США 128 000 квадратных километров газонов).
• 22 000 квадратных миль — размер пустыни Мохаве, расположенной на юго-востоке Калифорнии.
• 2200 квадратных миль — количество лесов Аппалачей, которые были расчищены для добычи угля на вершинах гор к 2012 году.
• 3 590 квадратных миль — лучшее предположение о том, сколько земли используется для парковки.

На самом деле, нам, вероятно, нужно только около 10 000 квадратных миль

К счастью, нам не нужно использовать все 21 250 квадратных миль. У NREL есть еще один отчет, в котором консервативно оценивается, что только солнечная энергия на крыше может генерировать 34% всех потребностей США в электроэнергии.

Кроме того, солнечные батареи в исследовании NREL 2013 года имели уровень эффективности 13-14%. Эффективность современных солнечных панелей составляет в среднем 16-17%, а широкодоступные модели легко превышают 20%. При пересмотре оценок с использованием более высокой эффективности и включая покрытие крыш требуется всего 10 000 квадратных миль.

Размер синего квадрата составляет приблизительно 100×100 миль или 10 000 квадратных миль. Карты предоставлены Google Maps.

Интересно, что Илон Маск поделился почти идентичным показателем во время выступления перед Национальной ассоциацией губернаторов.

«Если вы хотите обеспечить электроэнергией все США с помощью солнечных батарей, вам понадобится довольно маленький уголок Невады, Техаса или Юты; вам нужно только около 100 миль на 100 миль солнечных батарей, чтобы обеспечить питанием все Соединенные Штаты. Батареи, которые вам нужны для хранения энергии, чтобы быть уверенным, что у вас есть питание 24/7, имеют размер 1 миля на 1 милю. Одна квадратная миля. Вот и все.” — Илон Маск

Илон Маск выступает перед Национальной ассоциацией губернаторов в 2017 году

Перспектива высвобождения энергии

Между землей и крышами более чем достаточно места, чтобы построить все солнечные батареи, необходимые для питания Соединенных Штатов. Однако на самом деле будущее чистой энергии не будет полностью зависеть от солнечной энергии. Гидроэнергетика, геотермальная энергия и особенно ветер также внесут свой вклад. Но если мы хотим двигаться быстро, солнечная энергия — это самый быстрый путь к чистой энергии. Его можно установить как небольшие проекты, которые легче финансировать. Его можно построить быстрее, чем любой другой вид энергии. Небольшие проекты Solar легче реализовать, и их можно разместить на большем количестве мест. В отличие от ветра и гидроэнергетики, солнечную энергию можно построить практически в каждом штате, городе и округе страны. А поскольку стоимость аккумуляторных батарей продолжает снижаться, быстро станет возможным накапливать дневную солнечную энергию для использования ночью.

Дополнительное чтение

• Компания LandArt проанализировала количество солнечной энергии, необходимой для питания мира, и создала отличную инфографику (см. здесь).
• Исходный анализ NREL (здесь).