Экологически чистые источники энергии: Что означает переход к экологически чистой энергии и какая роль в нем отводится ядерной энергетике

1. Солнечная энергия

Солнечная энергия — это просто использование солнечного излучения для производства энергии. Солнце производит очень большое количество солнечного излучения, и огромное количество этого излучения достигает земли и рассеивается по всей земле.

С незапамятных времен солнце использовалось как источник энергии, помогающий в домашнем хозяйстве при сушке тканей и тому подобном.

Только недавно, после разработки коммерческих солнечных панелей, которые помогают улавливать и преобразовывать солнечную энергию в солнечную энергию Чарльзом Фриттсом в 1881 году, солнечная энергия была действительно использована для производства электроэнергии.

Солнечная энергия является одним из самых популярных экологически чистых источников энергии, популярность которого растет с каждым годом, ее приемлемость для стран и организаций, помимо того, что этот источник энергии является экологически чистым.

Это также дешево и может быть установлено в чьем-то здании, что делает его доступным для потребителей, таких как частные лица, предприятия и организации. Солнечная энергия является важным источником возобновляемой энергии. Ниже приведены некоторые типы систем солнечной энергии;

• Фотоэлектрические системы
• Тонкопленочные солнечные элементы
• Солнечные системы нагрева воды
• Солнечные электростанции
• Пассивное солнечное отопление

Есть некоторые факторы, которые сделали солнечную энергию более приемлемой;

1. Солнечная энергия относительно дешевле в долгосрочной перспективе.
2. Солнечная энергия помогает очищать наш воздух.
3. Солнечная энергия помогает обеспечивать питание наших домов во время отключений электроэнергии.

Хотя все, кажется, переходят на солнечную энергию, есть некоторые отставания, которые есть у этой экологически чистой энергии, и они есть;

1. Место может быть лишено солнечного света в течение нескольких дней, и это приводит к обесточиванию из-за отсутствия солнечного света, отсутствия электричества.
2. Солнечные панели занимают много места, особенно если производство энергии предназначено для коммерческого использования.
3. Хранить солнечную энергию дорого из-за задействованных батарей.
4. Солнечные панели могут повредить крышу вашего дома для потребителей.

Энергия ветра, хотя и является важным экологически чистым источником энергии, обычно классифицируется как разновидность солнечной энергии.

Это связано с тем, что скорость и направление ветра контролируются разницей температур между местами, в основном за счет солнечной радиации. Энергия ветра описывает вид энергии, получаемой от использования ветра с помощью ветряной турбины.

Ветряная турбина преобразует кинетическую энергию от вращения турбины в механическую энергию для питания генератора для преобразования механической энергии в электричество.

Энергия ветра является одним из самых быстрорастущих экологически чистых источников энергии из-за того, что цены на экологически чистые источники энергии резко снижаются, потому что мир открывает потребность в этих экологически чистых источниках энергии.

Ниже приведены виды энергии ветра.

• Энергия ветра в коммунальном масштабе
• Оффшорная ветроэнергетика
• Распределенная или «малая» энергия ветра

Есть некоторые факторы, которые сделали энергию ветра более приемлемой;

• Энергия ветра экономически выгодна
• Энергия ветра помогает в создании рабочих мест
• Ветряные турбины могут быть построены на существующих фермах.

Хотя популярность энергии ветра, кажется, растет очень быстро, есть некоторые недостатки, которые есть у этой экологически чистой энергии, и они есть;

• Ветрогенераторы занимают огромное пространство земли
• Ветряк убивает птиц, которые летают в этом районе.
• Движение ветряных турбин вызывает шум и эстетическое загрязнение.

Гидроэнергетика – это производство электроэнергии за счет механического движения воды.

Когда вода движется, она генерирует кинетическую энергию, которая используется для привода турбин, приводящих в действие генератор, преобразующий потенциальную энергию падающей или быстро движущейся воды в механическую энергию.

Трансформаторы используются для преобразования переменного напряжения, подходящего для генераторов, в более высокое напряжение, подходящее для передачи на большие расстояния.

Гидроэнергетика также называется гидроэнергетикой. Гидроэлектроэнергия является наиболее широко используемой формой экологически чистого источника энергии.

В отличие от энергии ветра и солнца, гидроэлектроэнергия не может использоваться на небольшой или единичной основе, потому что для производства гидроэлектроэнергии необходимо строительство плотины, которая не только занимает огромное пространство, но и должна быть расположена на большая движущаяся вода.

Гидроэлектроэнергия как один из экологически чистых источников энергии используется для массового производства электроэнергии, которая может быть для сообщества или государства.

• Плотины
• Насосное хранилище
• Бег реки
• Приливная сила

• Плотины гидроэлектростанций для производства электроэнергии способны удовлетворить пиковый спрос на электроэнергию.
• Гидроэнергетика хорошо сочетается с другими экологически чистыми источниками энергии.

• Гидроэлектроэнергия стоит дорого, и это связано с дороговизной строительства плотины и других гидроэлектростанций.
• Гидроэнергетика не имеет доступного резервуара для хранения
• Гидроэлектростанции могут подвергаться неблагоприятному воздействию окружающей среды.
• Производство гидроэлектроэнергии зависит от гидрологии местности, которая контролируется погодой и тенденциями осадков.

Проще говоря, геотермальная энергия — это тепло, хранящееся под земной корой. Ядро Земли имеет примерно ту же температуру, что и поверхность Солнца, и это связано с медленным распадом радиоактивных частиц в горных породах в центре Земли.

Большая часть этого тепла обычно уходит из-под земли в виде вулканических извержений и гейзеров.

Но это тепло можно улавливать и преобразовывать в геотермальную энергию, используя глубокие скважины, которые бурятся для транспортировки нагретой подземной воды, которая транспортируется на поверхность и используется для работы турбины для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия как один из экологически чистых источников энергии очень мощная. Этот процесс является естественным и экономически эффективным.

Четыре коммерческих типа геотермальных электростанций:

• Геотермальная система с сухим паром
• Геотермальная система мгновенного пара
• Геотермальная система с бинарным циклом
• Усовершенствованная геотермальная система

• Геотермальная энергия имеет значительный потенциал для водоснабжения
• Поскольку его можно построить под землей, он оставляет очень мало следов на земле.
• Геотермальная энергия — это возобновляемая энергия, поэтому не стоит бояться истощения.

• Хотя процесс производства геотермальной энергии экономически эффективен, строительство геотермальной установки обходится дорого.
• Этот экологически чистый источник энергии подвержен извержениям вулканов, землетрясениям и другим геоэкологическим катаклизмам.

Также известный как биотопливо, это преобразование топлива из растительных материалов для производства электроэнергии.

Биомасса — это органический материал, полученный из отходов, образующихся в результате сельскохозяйственных, промышленных и бытовых процессов, включая растения и животных. Когда биомасса сжигается, химическая энергия производит тепло, которое можно использовать для производства или выработки электроэнергии с помощью паровой турбины.

В результате преобразования сельскохозяйственных, промышленных и бытовых отходов в твердое, жидкое и газообразное топливо биомасса вырабатывает энергию, которая требует очень небольших экономических и экологических затрат.

Хотя производство энергии из биомассы включает сжигание, которое не является экологически чистым, энергия биомассы может служить низкоуглеродным вариантом при определенных обстоятельствах.

Например, опилки и щепа с лесопильных заводов, которые в противном случае быстро разлагались бы и выделяли углерод, могут быть одним из экологически чистых источников энергии.

Биомасса может быть разделена на две отдельные категории:

• Отходы биомассы
• Энергетические культуры

Некоторые из преимуществ энергии биомассы:

• Биомасса всегда и широко доступна в качестве возобновляемого источника энергии.
  Это углеродно-нейтральный.
  Это снижает чрезмерную зависимость от ископаемого топлива.
• Дешевле, чем ископаемое топливо.
• Производство биомассы добавляет производителям источник дохода.
• Меньше мусора на свалках.

Несмотря на множество преимуществ энергии биомассы, есть и некоторые недостатки, в том числе:

• Энергия биомассы не так эффективна, как ископаемое топливо
• это не совсем чисто
• Может привести к вырубке леса.
• Заводы из биомассы требуют много места.

Ядерная энергия – самый чистый вид энергии. Ядерная энергия — это энергия, возникающая в результате расщепления ядра атома или связи, удерживающей атомы вместе в реакторе. Эта энергия очень массивна

Как один из экологически чистых источников энергии, для высвобождения энергии могут произойти два процесса, и они есть; ядерный синтез и ядерное деление.

При ядерном синтезе энергия высвобождается, когда атомы объединяются или сливаются вместе, образуя более крупные атомы. В то время как ядерное деление — это энергия, которая вырабатывается при расщеплении атомов. Атомные электростанции используют ядерное деление для производства электроэнергии.

Ядерный реактор или электростанция — это ряд машин, которые могут управлять ядерным делением для производства электроэнергии. Эта энергия затем используется для нагрева воды в пар, вращения турбины и производства или выработки электроэнергии.

Атомная энергия — это экологически чистый источник энергии с нулевым уровнем выбросов, обеспечивающий электроэнергию 24 часа в сутки 7 дней в неделю и продвигающий наше общество в будущее.

Ядерная энергия предлагает много преимуществ, и ее уникальная ценность не может быть найдена ни в одном другом источнике энергии.

• Ядерная энергетика надежно производит электричество.
• Ядерная энергия является самой чистой формой энергии, не содержащей следов загрязняющих веществ, и, если ее адаптировать, можно было бы компенсировать потери, вызванные разрушающими окружающую среду источниками энергии.
• Благодаря своей надежности ядерная энергия помогает развивающимся странам в достижении целей устойчивого развития.
• Атомная энергия питает электромобили. При питании от безуглеродной ядерной энергии электрифицированный транспорт обещает сократить выбросы углерода.

• Атомные электростанции крупнее и сложнее, чем другие электростанции. Эта сложность приводит к тому, что стоимость атомной электростанции намного выше, чем у других экологически чистых источников энергии.
• Имеют место драматические аварии с высокой смертностью при авариях на электростанциях, хотя это происходит нечасто из-за строгих мер безопасности.
• Атомные электростанции используют много воды для производства энергии.
• При производстве ядерной энергии образуются радиоактивные отходы, которые не являются вредными парниковыми газами, но являются опасными отходами и могут нанести вред человеку.
• Ядерная энергия является невозобновляемой по сравнению с другими экологически чистыми источниками энергии, которые являются возобновляемыми.

Некоторые другие названия экологически чистой энергии:

• Безуглеродная энергия
• Низкоуглеродная энергия
• Экологичная энергия
• Экологически чистая энергия
• Зеленая энергия

Атомная энергия – самый чистый источник энергии. Он имеет нулевой выброс парниковых газов, таких как углекислый газ и метан, что обеспечивает минимальный углеродный след.

• 10 главных экологических проблем и их решения
• 5 способов вести экологически чистый бизнес
• Как сделать свой дом более экологичным
• Go Green: советы для экологически чистой небольшой фермы
• О чем следует помнить при проектировании солнечной системы уличного освещения

Провиденс Амаэти

редактор at Окружающая средаGo! | Providenceamaechi0@gmail.

Страстный эколог в душе. Ведущий автор контента в EnvironmentGo.
Я стремлюсь информировать общественность об окружающей среде и ее проблемах.
Это всегда было о природе, мы должны защищать, а не разрушать.

С меткой Экологически чистый источник энергии, Экологически чистые источники энергии, Зеленая энергия, Возобновляемая энергия, Устойчивая энергетика

Объяснение гидроэнергетики — Управление энергетической информации США (EIA)

• Основы
• +Меню

Гидроэнергия – это энергия движущейся воды

Люди издавна используют силу воды, текущей в ручьях и реках, для получения механической энергии. Гидроэнергетика была одним из первых источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 года гидроэнергетика была крупнейшим источником общего годового производства электроэнергии из возобновляемых источников в США.

В 2021 году на долю гидроэлектроэнергии приходилось около 6,3% от общего объема производства электроэнергии в коммунальных ¹ США и 31,5% от общего объема производства электроэнергии из возобновляемых источников в коммунальном масштабе. Доля гидроэлектроэнергии в общем производстве электроэнергии в США со временем уменьшилась, в основном из-за увеличения производства электроэнергии из других источников.

Гидроэнергетика зависит от круговорота воды

• Солнечная энергия нагревает воду на поверхности рек, озер и океанов, что приводит к испарению воды.
• Водяной пар конденсируется в облака и выпадает в виде осадков — дождя и снега.
• Осадки собираются в ручьях и реках, которые впадают в океаны и озера, где испаряются и снова начинают свой цикл.

Количество осадков, стекающих в реки и ручьи в географической области, определяет количество воды, доступной для производства гидроэлектроэнергии. Сезонные колебания количества осадков и долгосрочные изменения в характере осадков, такие как засухи, могут иметь большое влияние на доступность производства гидроэлектроэнергии.

Источник: Адаптировано из Проекта развития национального энергетического образования (общественное достояние)

Источник: Управление долины Теннесси (общественное достояние)

Гидроэлектроэнергия вырабатывается с помощью движущейся воды

Поскольку источником гидроэлектроэнергии является вода, гидроэлектростанции обычно располагаются на источнике воды или рядом с ним.

На гидроэлектростанциях вода течет по трубе или водоводу , затем толкает и вращает лопасти в турбине, чтобы вращать генератор для производства электроэнергии.

Обычные гидроэлектростанции включают:

• Русловые системы , в которых сила течения реки оказывает давление на турбину. Сооружения могут иметь водослив в водотоке для отвода потока воды к гидротурбинам.
• Системы хранения , в которых вода скапливается в резервуарах, созданных плотинами на ручьях и реках, и выпускается через гидротурбины по мере необходимости для выработки электроэнергии. Большинство гидроэнергетических объектов США имеют плотины и водохранилища.

Гидроаккумулирующие сооружения представляют собой тип гидроаккумулирующей системы, в которой вода перекачивается из источника воды в водохранилище, расположенное на большей высоте, и выпускается из верхнего водохранилища для питания гидротурбин, расположенных ниже верхнего водохранилища. Электроэнергия для перекачки может поставляться гидротурбинами или другими типами электростанций, включая электростанции, работающие на ископаемом топливе, или атомные электростанции. Обычно они перекачивают воду в хранилище, когда спрос на электроэнергию и затраты на ее выработку и/или когда оптовые цены на электроэнергию относительно низки, и выпускают накопленную воду для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса на электроэнергию, когда оптовые цены на электроэнергию относительно высоки. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции обычно используют больше электроэнергии для перекачки воды в верхние водохранилища, чем они производят с накопленной водой. Таким образом, ГАЭС имеют чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии. Управление энергетической информации США публикует выработку электроэнергии на гидроаккумулирующих электростанциях как отрицательную выработку.

Нажмите, чтобы увеличить

История гидроэнергетики

Гидроэнергетика является одним из старейших источников энергии для производства механической и электрической энергии, и до 2019 года она была крупнейшим источником общего годового производства возобновляемой электроэнергии в США. Тысячи лет назад люди использовали гидроэнергию, чтобы вращать гребные колеса на реках для измельчения зерна. До того, как в Соединенных Штатах появились паровая энергия и электричество, зерновые и лесопилки работали напрямую от гидроэнергии. Первое промышленное использование гидроэнергетики для выработки электроэнергии в Соединенных Штатах было в 1880 году для питания 16 дуговых ламп на фабрике стульев Росомахи в Гранд-Рапидс, штат Мичиган. Первая в США гидроэлектростанция по продаже электроэнергии открылась на реке Фокс недалеко от Эпплтона, штат Висконсин, 30 сентября 1882 г.

В США работает около 1450 обычных и 40 гидроаккумулирующих гидроэлектростанций. Старейшим действующим гидроэнергетическим объектом США является электростанция Уайтинга в Уайтинге, штат Висконсин, которая начала работу в 1891 году и имеет общую генерирующую мощность около 4 мегаватт (МВт). Большая часть гидроэлектроэнергии в США производится на крупных плотинах на крупных реках, и большинство этих гидроэлектростанций были построены до середины 1970-х годов федеральными государственными учреждениями. Крупнейшим гидроэнергетическим объектом США и крупнейшей электростанцией США по выработке электроэнергии является гидроплотина Гранд-Кули на реке Колумбия в Вашингтоне с общей генерирующей мощностью 6765 МВт.

¹ Коммунальные электростанции имеют общую чистую электрическую мощность не менее 1 МВт (или 1000 киловатт).

Последнее обновление: 16 марта 2022 г.

• Также в

  Объяснение гидроэнергетики
• Гидроэнергетика
• Где вырабатывается гидроэнергия
• Гидроэнергетика и окружающая среда
• Приливная сила
• Мощность волны
• Преобразование тепловой энергии океана

• Подробнее

• Исторические данные о производстве электроэнергии в США
• Основы гидроэнергетики
• Несколько безводных плотин вдоль реки Огайо будут преобразованы в плотины гидроэлектростанций в 2016 году
• Большинство гидроаккумулирующих электрогенераторов в США были построены в 1970-х годах
• Другие статьи о гидроэнергетике

• Также пояснение по энергетике

• Факты об энергетике США
• Использование энергии
• Электричество в США
• Производство, мощность и продажа электроэнергии

• Часто задаваемые вопросы

• В чем разница между мощностью производства электроэнергии и производством электроэнергии?
• Есть ли у EIA данные о каждой электростанции в США?
• Публикует ли ОВОС информацию о местонахождении электростанций и линий электропередач?

Объяснение биомассы — Управление энергетической информации США (EIA)

Биомасса — возобновляемая энергия растений и животных

Биомасса — это возобновляемый органический материал, полученный из растений и животных. Биомасса была крупнейшим источником общего годового потребления энергии в США до середины 1800-х годов. Биомасса продолжает оставаться важным топливом во многих странах, особенно для приготовления пищи и отопления в развивающихся странах. Использование топлива из биомассы для транспорта и производства электроэнергии увеличивается во многих развитых странах как средство предотвращения выбросов двуокиси углерода при использовании ископаемого топлива. В 2021 году биомасса обеспечила почти 5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​и около 5% от общего потребления первичной энергии в Соединенных Штатах.

Биомасса содержит накопленную химическую энергию солнца. Растения производят биомассу посредством фотосинтеза. Биомасса может быть сожжена непосредственно для получения тепла или преобразована в возобновляемое жидкое и газообразное топливо с помощью различных процессов.

• Древесина и отходы деревообработки – дрова, древесные гранулы и щепа, опилки и отходы лесопильных и мебельных производств, черный щелок целлюлозно-бумажных предприятий
• Сельскохозяйственные культуры и отходы – кукуруза, соевые бобы, сахарный тростник, просо, древесные растения и водоросли, а также отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности, в основном для производства биотоплива
• Биогенные материалы в твердых бытовых отходах — бумажных, хлопчатобумажных и шерстяных изделиях, а также пищевых, дворовых и древесных отходах
• Навоз животных и человеческие сточные воды для производства биогаза/возобновляемого природного газа

Источник: адаптировано из Национального энергетического образовательного проекта (общественное достояние). 0011

• Прямое сжигание (сжигание) для получения тепла
• Термохимическая конверсия для получения твердого, газообразного и жидкого топлива
• Химическая конверсия для производства жидкого топлива
• Биологическая конверсия для производства жидкого и газообразного топлива

Прямое сжигание является наиболее распространенным методом преобразования биомассы в полезную энергию. Всю биомассу можно сжигать непосредственно для обогрева зданий и воды, для производства тепла в промышленных процессах и для выработки электроэнергии в паровых турбинах.

Термохимическая конверсия биомассы включает пиролиз и газификацию . Оба являются процессами термического разложения, при которых сырьевые материалы биомассы нагреваются в закрытых сосудах под давлением, называемых газификаторами , при высоких температурах. В основном они отличаются температурой процесса и количеством кислорода, присутствующего в процессе конверсии.

• Пиролиз включает нагревание органических материалов до 800–900 ^o F (400–500 ^o C) при почти полном отсутствии свободного кислорода. Пиролиз биомассы позволяет производить такие виды топлива, как древесный уголь, бионефть, возобновляемое дизельное топливо, метан и водород.
• Гидроочистка используется для обработки бионефти (полученной путем быстрого пиролиза ) водородом при повышенных температурах и давлениях в присутствии катализатора для производства возобновляемого дизельного топлива, возобновляемого бензина и возобновляемого реактивного топлива.
• Газификация предполагает нагрев органических материалов до 1400–1700 ^o F (800–900 ^o C) с впрыскиванием контролируемых количеств свободного кислорода и/или пара в сосуд для получения газа с высоким содержанием монооксида углерода и водорода, называемого синтез-газом или синтез-газом . Сингаз можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей, для отопления и для выработки электроэнергии в газовых турбинах. Его также можно обрабатывать для отделения водорода от газа, а водород можно сжигать или использовать в топливных элементах. Сингаз может быть дополнительно переработан для производства жидкого топлива с использованием процесса Фишера-Тропша.

Процесс химической конверсии, известный как переэтерификация , используется для преобразования растительных масел, животных жиров и жиров в метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК), которые используются для производства биодизельного топлива.

Биологическая конверсия включает ферментацию для преобразования биомассы в этанол и анаэробное сбраживание для получения возобновляемого природного газа. Этанол используется в качестве автомобильного топлива. Возобновляемый природный газ, также называемый биогазом или биометаном , производится в анаэробных реакторах на очистных сооружениях, а также на молочных и животноводческих предприятиях. Он также образуется на свалках твердых отходов и может быть уловлен ими. Должным образом обработанный возобновляемый природный газ используется так же, как природный газ из ископаемого топлива.

Исследователи работают над усовершенствованием этих методов и разработкой других способов преобразования и использования большего количества биомассы для получения энергии.

Сколько биомассы используется для производства энергии?

В 2021 году биомасса обеспечила около 4 835 триллионов британских тепловых единиц (ТБТЕ), или около 4,8 квадриллионов БТЕ, что составляет около 5% от общего потребления первичной энергии в США. Из этого количества около 2 316 ТБТЕ приходится на биотопливо (в основном этанол), 2 087 ТБТЕ приходится на древесину и биомассу, полученную из древесины, и 431 ТБТЕ приходится на биомассу твердых бытовых отходов и сточных вод, навоз животных и побочные продукты животноводства.

Объемы (в ТБте) и процентные доли от общего потребления энергии биомассы в США по секторам потребления в 2021 году составили:

На промышленный и транспортный сектор приходится наибольшее количество энергии с точки зрения содержания энергии и наибольшая процентная доля от общего годового потребления биомассы в США.