Виды альтернативные источники энергии – Альтернативные источники энергии для дома своими руками. Виды и проблемы альтернативных источников энергии

Содержание

Альтернативные источники энергии: виды и использование

В связи с развитием производственных технологий и значительным ухудшением экологической ситуации во многих регионах земного шара, человечество столкнулось с проблемой поиска новых источников энергии. С одной стороны, количество добываемой энергии должно быть достаточным для развития производства, науки и коммунально-бытовой сферы, с другой стороны, добыча энергии не должна отрицательно сказываться на окружающей среде.

Данная постановка вопроса привела к поиску так называемых альтернативных источников энергии — источников, соответствующих вышеуказанным требованиям. Усилиями мировой науки было обнаружено множество таких источников, на данный момент большинство из них уже используется более или менее широко. Предлагаем вашему вниманию их краткий обзор:

Солнечная энергия

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах, они преобразуют солнечную энергию в электрическую. Существуют разные способы такого преобразования и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи. Большинство крупнейших фотоэлектрических установок мира находятся в США.

Энергия ветра

Ветроэнергетические установки (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии, а также в некоторых западноевропейских странах (например в Дании, где 25% всей электроэнергии добывают именно таким способом). Ветроэнергетика является весьма перспективным источником альтернативной энергии, в настоящее время многие страны значительно расширяют использование электростанций данного типа.

Биотопливо

Главными преимуществами данного источника энергии перед другими видами топлива являются его экологичность и возобновляемость. К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии. Альтернативное биотопливо бывает твердым (торф, отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидким (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Энергия приливов и волн

В отличие от традиционной гидроэнергетики, использующей энергию водного потока, альтернативная гидроэнергетика пока не получила широкого распространения. К главным минусам приливных электростанций относятся высокая стоимость их строительства и суточные изменения мощности, их за которых электростанции этого типа целесообразно использовать только в составе энергосистем, использующих также и другие источники энергии. Основные плюсы — высокая экологичность и низкая себестоимость получения энергии.

Тепловая энергия Земли

Для разработки этого источника энергии используются геотермальные электростанции, использующие энергию высокотемпературных грунтовых вод, а также вулканов. На данный момент более распространенной является гидротермальная энергетика, использующая энергию горячих подземных источников. Петротермальная энергетика, основанная на использовании «сухого» тепла земных недр, на данный момент развита слабо; основной проблемой считается низкая рентабельность данного способа получения энергии.

Атмосферное электричество

(Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты)

Грозовая энергетика, основывающаяся на захвате и накоплении энергии молний, пока находится в стадии становления. Главными проблемами грозовой энергетики являются подвижность грозовых фронтов, а также быстрота атмосферных электрических разрядов (молний), затрудняющая накопление их энергии.

xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

что это такое, виды, в России, плюсы и минусы

Когда запасы традиционных источников энергии, таких как нефть, газ и уголь, неумолимо уменьшаются и их стоимость достаточно высока, а использование приводит к образованию парникового эффекта на планете, все большее количество стран в своей энергетической политике, обращают свои взоры в сторону альтернативных источников энергии.

Что это такое

Содержание статьи

Альтернативные источники энергии – это экологически чистые, возобновляемые ресурсы, при преобразовании которых, человек получает электрическую и тепловую энергию, используемую для своих нужд.

К таким источникам относятся энергия ветра и солнца, воды рек и морей, тепло поверхности земли, а также биотопливо, получаемое из биологической массы животного и растительного происхождения.

Виды альтернативной энергетики

В зависимости от источника энергии, который в результате преобразования позволяет получать человеку электрическую и тепловую энергии, используемые в повседневной жизни, альтернативная энергетика классифицируется на несколько видов, определяющих способы ее генерации и типы установок служащих для этого.

Энергия солнца

Солнечная энергетика основана на преобразовании энергии солнца, в результате которого получается электрическая и тепловая энергии.

Получение электрической энергии основано на физических процессах, происходящих в полупроводниках под воздействием солнечных лучей, получение тепловой – на свойствах жидкостей и газов.

Для генерации электрической энергии комплектуются солнечные электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели), изготавливаемые на основе кристаллов кремния.

Основой тепловых установок — служат солнечные коллекторы, в которых энергия солнца преобразуется в тепловую энергию теплоносителя.

Мощность подобных установок зависит от количества и мощности отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций.

Энергия ветра

Ветровая энергетика основана на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями.

Основой ветровых установок служит ветровой генератор. Ветровые генераторы различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции: с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различным типом и количеством лопастей, а также по месту их расположения (наземное, морское и т.д.).

Сила воды

Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии водных масс в электрическую энергию, которая также используемую человеком в своих целях.

К объектам данного вида относятся гидроэлектростанции различной мощности, устанавливаемых на реках и иных водных объектах. В таких установках, под воздействием естественного течения воды, или путем создания плотины, вода воздействует на лопасти турбины вырабатывающей электрический ток. Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций.

Еще один способ получения электрической энергии путем преобразования энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства приливных станций. Работа таких установок основана на использовании кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов, происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной системы.

Тепло земли

Геотермальная энергетика, основана на преобразовании тепла, излучаемого поверхностью земли, как в местах выброса геотермальных вод (сейсмически опасные территории), так и в иных регионах нашей планеты.

Для использования геотермальных вод используются специальные установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в тепловую и электрическую энергии.

Использования теплового насоса позволяет получать тепло из поверхности земли, вне зависимости от места его расположения. Его работа основана на свойствах жидкостей и газов, а также законах термодинамики.

Тепловые насосы различаются по мощности и своей конструкции, зависящей от первичного источника энергии, определяющей их тип, это системы: «грунт-вода» и «вода-вода», «воздух-вода» и «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух», «фреон-вода» и «фреон-воздух».

Биотопливо

Виды биотоплива различаются по способам его получения, его агрегатному состоянию (жидкое, твердое, газообразное) и видам использования. Объединяющим все виды биотоплива показателем, служит то, что основой для их производства служат органические продукты, посредством переработки которых получается электрическая и тепловая энергии.

Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель.

Плюсы и минусы использования

Как у каждого конкретного источника энергии, вне зависимости от того, к какому типу он относится, традиционному или альтернативному, свойственны относящееся именно к нему достоинства и недостатки использования.

Кроме этого, в каждой группе энергоресурсов свойственны общие плисы и минусы. Для альтернативных источников, к таковым относятся:

  • Плюсами использования являются:
  • Возобновляемость альтернативных источников энергии;
  • Экологическая безопасность;
  • Доступность и возможность использования в широком спектре применения;
  • Низкая себестоимость энергии, получаемой в результате преобразования.
  • Минусы использования:
  • Высокая стоимость оборудования и значительные материальные затраты на этапах строительства и монтажа;
  • Низкий КПД установок;
  • Зависимость от внешних факторов, как-то: погодные условия, сила ветра и т.д.;
  • Относительно не большая установленная мощность генерирующих установок, за исключением гидроэлектростанций.

Альтернативные источники энергии в России

В нашей стране, как и во многих технически развитых странах мира, использованию альтернативных источников энергии уделяется особое внимание. Это обусловлено большими территориями, на которых и в настоящее время нет централизованных источников энергии, а также общемировой тенденцией, связанной с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива.

В разных регионах страны получили развитие разные виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением и возможностью использования того или иного первичного источника получения энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции в настоящее время, получают все большее распространение среди различных слоев населения, как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии.

В промышленных масштабах, данный вид энергетики, также присутствует в нашей стране.

Общая установленная мощность солнечных электростанций превышает 400,0 МВт, из них наиболее крупными являются:

  • Орская им. А. А. Влазнева, установленной мощностью 40,0 МВт в Оренбургской области;
  • Бурибаевская, мощностью 20,0 МВт и Бугульчанская, мощностью 15,0 МВт, в Республике Башкортостан;
  • На полуострове Крым функционирует более десяти солнечных электростанций мощностью 20,0 МВт каждая.

На стадии разработки проектной документации и различных этапах строительства, находятся более 50 объектов солнечной генерации, расположенных в различных регионах, от Дальнего Востока и Сибири, до центральных и южных областей нашей страны.

Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

Ветровые энергетические установки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, также существуют на территории нашей страны, хотя их доля, в общей мощности энергетической системы, значительно ниже, чем солнечных электростанций.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет немногим больше 100,0 МВт, из них наиболее мощные, это:

  • Зеленоградская ветровая установка, мощностью 5,1 МВт, расположенная в Калининградской области;
  • Останинская (25,0 МВт), Тарханкутская (22,0 МВт) и Сакская (20,0 МВт) – на полуострове Крым.

На стадии проектирования и строительства, находятся 22 ветровые энергетические установки, общей мощностью более 2500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Этот вид альтернативной энергетики наиболее распространен на территории России. В настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС установленными на реках, в разных регионах страны, превышает 20,0 % от общей генерации всей энергосистемы РФ.

Суммарная установленная мощность гидроэлектростанций, на начало 2017 года, составляет 48085,94 МВт, а их количество – 191объект генерации, различной мощности и конструкции.

Энергию приливов также используют в нашей стране, для производства электрической энергии. В Мурманской области со второй половины ХХ века работает Кислогубская приливная электростанция, которая в 2007 году была реконструирована и в настоящее время, ее установленная мощность составляет 1,7 МВт.

В настоящее время ведется разработка экономического обоснования и проектной документации по строительству подобных станций в Охотском (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом (Мезенская) морях.

Геотермальная энергетика

Энергия недр нашей планеты, ее тепло, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. В нашей стране, этот вид энергетики, в силу ее особенностей, распространен на Дальнем Востоке.

В настоящее время успешно работает 5 геотермальных электрических станций установленной мощностью 80,1 МВт, три из которых расположены на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская) и по одной на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Использование биотоплива

Данный вид энергоресурсов не так широко распространен, как традиционные виды топлива или гидроэнергетика. Тем не менее, в связи с тем, что в нашей стране развита лесная и деревообрабатывающая промышленности и большие территории заняты выращиванием сельскохозяйственных культур, то и на этот вид энергетики обращается все большее внимание.

Последние годы построено большое количество заводов по переработке отходов древесины, из которых изготавливаются топливные брикеты и гранулы (пеллеты). Брикеты и пеллеты, в свою очередь, используются в качестве топлива для различного типа котлов в результате сжигания которых, вырабатывается тепловая и электрическая энергии.

Из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо для дизельных двигателей и установок, где они сжигается, в результате чего осуществляется производство тепловой и электрической энергий.

Данный вид топлива не получил широкого распространения в нашей стране, но тем не менее перспективы его развития, достаточно обширны и успешны.

Использование для частного дома

Использование альтернативных источников для отопления загородного дома или дачи, а также для его электроснабжения, может быть осуществлено достаточно успешно. В этом случае все зависит от региона проживания пользователя и места расположения объекта потребления энергии.

Способность вырабатывать электрический ток солнечными станциями и ветровыми установками зависит от активности солнца и скорости ветра в месте их размещения, а также прочих погодных явлений, характеризующих этот регион.

Устройство микро ГЭС возможно только при наличии вблизи объекта потребления реки или иного водоема, а геотермальной станции – при присутствии близко расположенных к поверхности земли геотермальных вод.

Биотопливо в виде дров и продуктов отходов деревопереработки, возможно в регионах страны богатых лесами, с развитой промышленностью данного направления.

Получение биогаза и жидкого топлива — доступно там, где большие территории отведены под выращивание сельскохозяйственных культур, что позволяет иметь большой запас биомассы, используемой для производства этих видов топлива.

Можно ли сделать своими руками в домашних условиях

При наличии свободного времени, желания, а также умения работать ручным инструментом, можно создать установки, с помощью которых использовать альтернативные источники для своих нужд, как в виде электрической, так и тепловой энергии.

Это касается всех выше перечисленных видов альтернативной энергетики, так для:

  • Солнечных электростанций – можно самостоятельно изготовить солнечные батареи, используя фотоэлементы заводского производства, а также собрать контроллер заряда и инвертор, являющиеся элементами таких установок.
  • Ветровых установок – также, как и для солнечных станций, электронные устройства (контроллер, инвертор) собираются достаточно просто с использованием существующих электрических схем и из элементов заводского производства. Самый важный элемент, ветрогенератор – можно изготовить из имеющихся запасных частей и материалов.
  • Микро ГЭС – изготовить и смонтировать может каждый, если есть река или водоем, где можно соорудить плотину. Конструкция и вид гидротурбины, зависят от типа водоема и рельефа местности.
  • Биогазовую установку – создать не составит труда любому сельскому жителю, условиями для этого будут – наличие необходимого количества биомассы и температура окружающего воздуха, позволяющая происходить процессу ее брожения.

alter220.ru

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали

Для решения проблемы ограниченности ископаемых видов топлива исследователи во всем мире работают над созданием и внедрением в эксплуатацию альтернативных источников энергии. И речь идет не только о всем известных ветряках и солнечных батареях. На смену газу и нефти может прийти энергия от водорослей, вулканов и человеческих шагов. Recycle выбрал десять самых интересных и экологически чистых энерго-источников будущего.

Джоули из турникетов

Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии. Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами. Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.

Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или дверей-турникетов. Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери-генераторы уже появились. Каждая из них производит около 4600 киловатт-час энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит неплохим примером альтернативной технологии по выработке электричества.

Водоросли отапливают дома

Водоросли стали рассматриваться в качестве альтернативного источника энергии относительно недавно, но технология, по мнению экспертов, очень перспективна. Достаточно сказать, что с 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза. Это приблизительно равно объёму газа, который выдает небольшая скважина, и достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в содержании, быстро растут и представлены множеством видов, использующих энергию солнечного света для осуществления фотосинтеза. Всю биомассу, будь то сахара или жиры, можно превратить в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизельное топливо. Водоросли — идеальное эко-топливо, потому что растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, обладают высокой продуктивностью и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году глобальный оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 млрд долларов. Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге. Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, служащими единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

«Лежачие полицейские» освещают улицы

Концепцию выработки электроэнергии при помощи так называемых «лежачих полицейских» начали реализовывать сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а скоро технология дойдет и до России. Все началось с того, что британский изобретатель Питер Хьюс создал «Генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Рампа представляет собой две металлические пластины, немного поднимающиеся над дорогой. Под пластинами заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. 

В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт в течение времени, пока автомобиль проезжает рампу. Такие рампы в качестве аккумуляторов способны питать электричеством светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. В Великобритании технология работает уже в нескольких городах. Способ начал распространяться и на другие страны — например, на маленький Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно будет увидеть и в России. Студент из Тюмени Альберт Бранд предложил такое же решение по уличному освещению на форуме «ВУЗПромЭкспо». По подсчетам разработчика, в день по «лежачим полицейским» в его городе проезжает от 1000 до 1500 машин. За один «наезд» автомобиля по оборудованному электрогенеретором «лежачему полицейскому» будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вред окружающей среде.

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей компании Uncharted Play, мяч Soccket может за полчаса игры в футбол сгенерировать электроэнергию, которой будет достаточно, чтобы несколько часов подпитывать LED-лампу. Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которые нередко используются жителями малоразвитых стран.

Принцип аккумулирования энергии мячом Soccket довольно прост: кинетическая энергия, образуемая от удара по мячу, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор. Генератор производит электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. Сохраненная энергия может быть использована для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Генерирующий энергию мяч уже завоевал признание мирового сообщества: получил множество наград, был высоко оценен организацией Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на известной конференции TED.

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в освоении вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Испытуемым» стал спящий вулкан в штате Орегон. Соленая вода закачивается глубоко в горные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергию.

На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии. Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить 50% необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи. Рядом с вулканическими недрами они обнаружили подземный резервуар воды с аномально высокой температурой. Супер-горячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.

Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.

Энергия из тепла человека

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на разнице температур, известен давно. Но лишь несколько лет назад технологии стали позволять использовать в качестве источника энергии тепло человеческого тела. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластинку.

Такой гаджет позволит фитнес-браслетам подзаряжаться от тепла человеческой руки — например, в процессе бега, когда тело сильно нагревается и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливат энергии при температуре кожи в 31 градус Цельсия.

Похожую технологию взяла за основу молодая Энн Макосински, придумавшая фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенностью является способность вырабатывать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой стороны.

В итоге фонарик Энн производит довольно яркий свет, но не требует батарей-акуумуляторов. Для его работы необходима лишь температурная разница всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в комнате.

Шаги по «умной» тротуарной плитке

На любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день. Идея использовать пешеходный поток для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британской Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, генерирующую электроэнергию из кинетической энергии гуляющих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создаёт энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо сохраняются в литиевом полимерном аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин магазинов и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали специального сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена из использованных шин, благодаря этому плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время проведения летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы.

Велосипед, заряжающий смартфоны

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства. 

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB. Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов. Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 поцентов.

Компания Nokia в свою очередь тоже представила широкой публике гаджет, присоединяемый к велосипеду и позволяющий переводить кручение педалей в способ получегия экологически безопасной энергии. Комплект Nokia Bicycle Charger Kit имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию от вращения колес велосипеда и подзаряжает ей телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, распространенный в большинстве телефонов Nokia.

Польза от сточных вод

Любой крупный город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы гигантское количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная нечистотами вода уже никому не может пригодиться, но это не так — ученые открыли способ создавать на ее основе топливные элементы.

Одним из пионеров идеи стал профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция весьма сложная для понмания неспециалиста и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных ячеек и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органическое вещество в сточных водах и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток.

Для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала – не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производств в виноделии, пивоварении и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся потоков жидкости.

«Бумажная» энергия

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистых продуктов био-генератор, способный производить электроэнергию из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара глюкозы, которая находится в зеленых растениях) необходим гофрированный картон.

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся от этого глюкоза подвергается обработке другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и свободные электроны. Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электроэнергии. Предполагается, что подобная установка в ходе переработки одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может выработать около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек AA).

Метод является экологически чистым: важным достоинством такой «батарейки» является отсутствие металлов и вредных химических соединений. Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электричества вырабатывается достаточно мало – его хватает лишь на питание небольших портативных гаджетов.

Смотреть далее: 10 самых красивых ветряных электростанций мира

recyclemag.ru

Использование альтернативных источников энергии

Традиционные источники энергии становятся неактуальными. Множество причин заставляет человечество отказываться от них. Сегодня основное внимание направлено на альтернативные способы, уже применяющиеся на практике и планируемые на будущее. Исследования продолжаются, поэтому наука движется вперёд, не останавливаясь на достигнутых результатах. Сейчас можно оценить некоторые достижения, уже давшие первые результаты, чтобы понять, насколько выгодными станут новые направления через несколько лет.

 

Содержание статьи

Виды альтернативной энергии

Альтернативная энергия продолжает распространяться. Причиной являются её явные преимущества перед традиционными источниками, которые сложно опровергнуть. В некоторых странах правительство ведёт сложные государственные программы с колоссальными денежными вложениями для постепенной замены, но пока результаты остаются незначительными.

Какие основные виды можно выделить?

  • Энергия солнца;
  • Энергия ветра;
  • Энергия воды;
  • Энергия земли;
  • Энергия молнии;
  • Энергия атома.

Бесконечные исследования позволяют сопоставить возможности, предлагаемые природой. Человечество продолжает искать новые направления, которые в будущем наверняка превратятся в идеальную замену традиционных источников. Подробное описание даст общую информацию, а также укажет, какие виды уже нашли применение в повседневной жизни населения планеты.
Вернуться к содержанию
 

Энергия солнца

Энергия солнца используется человеком давно. Первоначальные попытки делались в древние времена, когда посредством направленного луча люди зажигали дерево. Современные способы основываются на использовании больших площадей батарей, собирающих потоки для последующей обработки и накопления в аккумуляторах.

При помощи такой энергии летают все космические станции и спутники. На орбите доступ к звезде открыт, но и на Земле некоторые страны активно пользуются новым источником. Одним из примеров являются целые «поля» батарей, обеспечивающие небольшие городки. Хотя намного интереснее рассмотреть новые небольшие автономные источники, где площадь поверхности не превышает крыши маленького дома. Они устанавливаются в частном порядке по всему миру, чтобы осуществлять отопление без лишних затрат.

Вернуться к содержанию
 

Энергия ветра

Энергия ветра используется человечеством испокон веков. Лучшим примером этого являются парусники, двигающиеся за счёт постоянного воздушного потока. Теперь научные исследования позволили создать специальные генераторы, обеспечивающие электричеством целые города. Причём они работают по двум принципам:

  • Автономно;
  • Параллельно с основной сетью.

В обоих случаях удаётся постепенно заменять традиционный источник, сокращая пагубное воздействие на окружающую среду. Сейчас можно оценить достигнутые результаты, подтверждающие правильность выбора. Данные подсказывают, что в Дании 25% получаемой энергии приходится именно на ветряные электростанции. Многие страны стараются постепенно перейти на новые источники, но это возможно только на открытых пространствах. Из-за чего в отдельных районах использование лучшего варианта остаётся недоступным.
Вернуться к содержанию
 

Энергия воды

Энергия воды остаётся незаменимой. Раньше она применялась на простых мельницах и кораблях, а сейчас огромные турбинные ГЭС поставляют электричество в целых регионах. Последние разработки предлагают человечеству познакомиться с фантастическим будущим, которое будет построено на новейших источниках. Какие альтернативы уже используются странами?

  • Приливные электростанции;
  • Волновые электростанции;
  • Микро и мини ГЭС;
  • Аэро ГЭС.

Приливные электростанции используют энергию приливов. Их высота и мощь зависит от воздействия Луны, поэтому стабильность подачи остаётся некоторой проблемой. Хотя во Франции, Индии, Великобритании и нескольких других государствах проект воплощён в жизнь и успешно используется в качестве незаменимой поддержки.

Волновые электростанции строятся на берегах океанов, где мощь регулярных ударов о побережье превышают мыслимые пределы. В этом случае ограничением становится недостаточная сила. Она не позволяет получить достаточное количество энергии.

Микро и мини ГЭС подходят для узких горных рек. Их небольшие размеры позволяют свободно найти время, а их мощность подходит для обеспечения маленьких поселений. Опытные модели проверены, поэтому сейчас строятся действующие объекты, обладающие неплохими показателями.

Аэро ГЭС – новейшая технология, которая пока ещё проходит проверку. Она основана на конденсации влаги из атмосферы. Действующие установки пока остаются призрачной мечтой, но есть определённые показатели, подтверждающие целесообразность вложения денежных средств в разработки.

Вернуться к содержанию
 

Энергия земли

Геотермальная энергия остаётся распространённой. Такой альтернативный источник используется несколькими различными способами. Он остаётся одним из самых интересных для определённых регионов, поэтому отказ от неё не имеет смысла. Единственной проблемой является высокая стоимость установок, что ограничивает их количество. Какие варианты возможны?

  • Тепловые электростанции;
  • Грунтовые теплообменники.

Тепловые электростанции построены на принципе забора энергии у нагретых грунтовых вод. Их технология строительства хорошо изучена и широко применяется в Исландии и на Филиппинах. Посредством этих электростанций удаётся обеспечить стабильную подачу, а при необходимости также переориентировать получаемое тепло в системы отопления.

Грунтовые теплообменники работают с использованием тепла грунта. Их применение остаётся на стадии опытных образцов, так как пока невозможно оценить мощность, чтобы узнать целесообразность вложения средств в строительство. Хотя в будущем они рассматриваются в качестве полезного источника.
Вернуться к содержанию
 

Энергия молнии

Энергия молнии – новое веяние. Это направление только начинает разрабатываться, но учёные утверждают, что есть возможность использования доступных гигаватт. Они теряются впустую, уходя в грунт. Американская компания приступила к исследованиям, которые ориентированы на создание специальных установок для улавливания гроз.

Энергия молнии – мощный источник, способный обеспечить электроэнергией крупный район мегаполиса. Ориентировочные денежные затраты на строительство должны окупаться в течение 5─7 лет, так что целесообразность подобных вложений остаётся неоспоримой. Остаётся только дождаться окончания исследований для внедрения новой технологии в широкий обиход.

Вернуться к содержанию
 

Энергия атома

Энергия атома используется человечеством десятилетиями. Поначалу она рассматривалась исключительно в качестве идеального источника для электростанций, где применяются управляемые реакции распада. После этого учёные приступили к массовым разработкам, позволившим значительно уменьшить размеры. В результате были выпущены ядерные реакторы, которые до сих пор устанавливаются на подводных лодках и кораблях.

Использование энергии ядерного распада – сложная технология. Учёные хорошо изучили её, но все равно смогли прикоснуться только к части бесконечного мира атома. В нём таятся неисчерпаемые запасы тепла, но его нужно научиться использовать во благо. Сложность разработок заставляет продолжать исследования, чтобы исключить катастрофические случайности.
Вернуться к содержанию
 

Тенденции развития альтернативной энергии

Альтернативная энергия – отличный выбор для многих стран. Традиционные источники остаются неприемлемыми по разным причинам. Крупные исследовательские группы продолжают разработки для получения дешёвого электричества. Они остаются сложными и медленно дают нужные результаты, но в ближайшем будущем можно ожидать осуществления планов. Какие причины побуждают к продолжению исследований?

  • Экологическая чистота;
  • Возобновляемые ресурсы;
  • Выгодность вложений.

Экологическая чистота новых источников электроэнергии – главный показатель. Традиционные станции годами наносят непоправимый вред окружающей среде, постепенно разрушая и атмосферу, и гидросферу, и биосферу. Если не остановить этот процесс, через несколько десятилетий планета станет непригодной для жизни.

Возобновляемые ресурсы давно привлекают внимание исследователей. Полезные ископаемые постепенно теряют актуальность, поэтому их себестоимость продолжает расти. Для некоторых стран подобные расходы остаются недопустимыми, и им приходится искать новые варианты, разрабатывая совершенные конструкции.

Выгодность вложений остаётся под сомнением. Запланированное строительство новых крупномасштабных объектов требует огромных денежных вложений. Хотя исследователи провели необходимые расчёты, подтвердив быструю окупаемость каждой электростанции. Причём длительный срок эксплуатации подсказывает, что пора уже вкладывать средства в будущее своих детей, которым не придётся искать полезные ископаемые или продолжать разработки источников.

Альтернативные источники электроэнергии – будущее всего человечества. Планета постепенно исчерпывает свои ресурсы, поэтому через несколько столетий придётся отказаться от традиционных способов добычи электричества. Сегодня исследовательским группам удалось добиться хороших результатов, но их недостаточно для обеспечения всех домов. В городах расход продолжает расти, поэтому с каждым днём потребности населения увеличиваются. Из-за чего проекты постепенно воплощаются в реальность для оценки мощности и размера требующихся денежных вложений.

Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

akbinfo.ru

Просто о сложном: что такое альтернативная энергетика?

Экология потребления.Наука и техника:В то время как большинство концепций альтернативной энергетики не новы, только за последние несколько десятилетий этот вопрос стал, наконец, актуальным. Благодаря усовершенствованию технологий и производства, стоимость большинства форм альтернативной энергии понижалась, в то время как эффективность росла.

За последние годы альтернативная энергетика стала предметом пристального интереса и ожесточенных дискуссий. Под угрозой изменения климата и того факта, что средние мировые температуры продолжают расти с каждым годом, стремление найти формы энергии, которые позволят сократить зависимость от ископаемого топлива, угля и других загрязняющих окружающую среду процессов, естественным образом выросло.

В то время как большинство концепций альтернативной энергетики не новы, только за последние несколько десятилетий этот вопрос стал, наконец, актуальным. Благодаря усовершенствованию технологий и производства, стоимость большинства форм альтернативной энергии понижалась, в то время как эффективность росла. Что же такое альтернативная энергетика, если говорить простыми и понятными словами, и какова вероятность того, что она станет основной?

Очевидно, остаются некоторые споры касательно того, что означает «альтернативная энергия» и к чему эту фразу можно применить. С одной стороны, этот термин можно отнести к формам энергии, которые не приводят к увеличению углеродного следа человечества. Поэтому он может включать ядерные объекты, гидроэлектростанции и даже природный газ и «чистый уголь».

С другой стороны, этот термин также используется для обозначения того, что в настоящее время считается нетрадиционными методами энергетики — энергии солнца, ветра, геотермальной энергии, биомассы и других недавних дополнений. Такого рода классификация исключает такие методы добычи энергии, как гидроэлектростанции, которые существуют больше сотни лет и представляют собой довольно распространенное явление в некоторых регионах мира.

Другой фактор в том, что альтернативные источники энергии должны быть «чистыми», не производить вредных загрязняющих веществ. Как уже отмечалось, это подразумевает чаще всего двуокись углерода, однако может относиться и к другим выбросам — моноксиду углерода, двуокиси серы, окиси азота и другим. По этим параметрам ядерная энергия не считается альтернативным источником энергии, поскольку производит радиоактивные отходы, которые высоко токсичны и должны храниться соответствующим образом.

Во всех случаях, однако, этот термин используется для обозначения видов энергии, которые придут на смену ископаемому топливу и углю в качестве преобладающей формы производства энергии в ближайшее десятилетие.

Виды альтернативных источников энергии

Строго говоря, существует много видов альтернативной энергии. Опять же, здесь определения заходят в тупик, потому что в прошлом «альтернативной энергетикой» называли методы, использование которых не считали основным или разумным. Но если взять определение в широком смысле, в него войдут некоторые или все эти пункты:

Гидроэлектроэнергия. Это энергия, вырабатываемая гидроэлектрическими плотинами, когда падающая и текущая вода (в реках, каналах, водопадах) проходит через устройство, вращающее турбины и вырабатывающее электричество.

Ядерная энергия. Энергия, которая производится в процессе реакций замедленного деления. Урановые стержни или другие радиоактивные элементы нагревают воду, превращая ее в пар, а пар крутит турбины, вырабатывая электричество.

Солнечная энергия. Энергия, которая получается напрямую от Солнца; фотовольтаические ячейки (обычно состоящие из кремниевой подложки, выстроенные в крупные массивы) преобразуют лучи солнца напрямую в электрическую энергию. В некоторых случаях и тепло, производимое солнечным светом, используется для производства электричества, это известно как солнечная тепловая энергия.

Энергия ветра. Энергия, вырабатываемая потоком воздуха; гигантские ветряные турбины вертятся под действием ветра и вырабатывают электричество.

Геотермальная энергия. Эту энергию вырабатывает тепло и пар, производимые геологической активностью в земной коре. В большинстве случаев в грунт над геологически активными зонами помещаются трубы, пропускающие пар через турбины, таким образом вырабатывая электричество.

Энергия приливов. Приливное течение у береговых линий тоже может использоваться для выработки электричества. Ежедневное изменение приливов и отливов заставляет воду протекать через турбины назад и вперед. Вырабатывается электроэнергия, которая передается на береговые электростанции.

Биомасса. Это относится к топливу, которое получают из растений и биологических источников — этанола, глюкозы, водорослей, грибов, бактерий. Они могли бы заменить бензин в качестве источника топлива.

Водород. Энергия, получаемая из процессов, включающих газообразный водород. Сюда входят каталитические преобразователи, при которых молекулы воды разбиваются на части и воссоединяются в процессе электролиза; водородные топливные элементы, в которых газ используется для питания двигателя внутреннего сгорания или для вращения турбины с подогревом; или ядерный синтез, при котором атомы водорода сливаются в контролируемых условиях, высвобождая невероятное количество энергии.

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Во многих случаях альтернативные источники энергии также являются возобновляемыми. Тем не менее эти термины не полностью взаимозаменяемы, поскольку многие формы альтернативных источников энергии полагаются на ограниченный ресурс. К примеру, ядерная энергетика опирается на уран или другие тяжелые элементы, которые необходимо сперва добыть.

В то же время ветер, солнечная, приливная, геотермальная и гидроэлектроэнергия полагаются на источники, которые полностью возобновляемые. Лучи солнца — самый изобильный источник энергии из всех и, хоть и ограниченный погодой и временем суток, является неисчерпаемым с промышленной точки зрения. Ветер тоже никуда не девается, благодаря изменениям давления в нашей атмосфере и вращению Земли.

В настоящее время альтернативная энергетика все еще переживает свою юность. Но эта картина быстро меняется под влиянием процессов политического давления, всемирных экологических катастроф (засух, голода, наводнений) и улучшений в технологиях возобновляемых энергий.

Например, по состоянию на 2015 год, энергетические потребности мира по-прежнему преимущественно обеспечивались углем (41,3%) и природным газом (21,7%). Гидроэлектростанции и атомная энергетика составили 16,3% и 10,6% соответственно, в то время как «возобновляемые источники энергии» (энергии солнца, ветра, биомассы и пр.) — всего 5,7%.

Это сильно изменилось с 2013 года, когда мировое потребление нефти, угля и природного газа составило 31,1%, 28,9% и 21,4% соответственно. Ядерная и гидроэлектроэнергия составляли 4,8% и 2,45%, а возобновляемые источники — всего 1,2%.

Кроме того, наблюдалось увеличение числа международных соглашений относительно обуздания использования ископаемого топлива и развития альтернативных источников энергии. Например, Директиву о возобновляемой энергии, подписанную Евросоюзом в 2009 году, которая установила цели по использованию возобновляемой энергии для всех стран-участниц к 2020 году.

По своей сути, из этого соглашения следует, что ЕС будет удовлетворять не менее 20% общего объема своих потребностей в энергии возобновляемой энергией к 2020 году и по меньшей мере 10% транспортного топлива. В ноябре 2016 года Европейская комиссия пересмотрела эти цели и установила уже 27% минимального потребления возобновляемой энергии к 2030 году.

Некоторые страны стали лидерами в области развития альтернативной энергетики. Например, в Дании энергия ветра обеспечивает до 140% потребностей страны в электроэнергии; излишки поставляются в соседние страны, Германию и Швецию.

Исландия, благодаря своему расположению в Северной Атлантике и ее активным вулканам, достигла 100% зависимости от возобновляемых источников энергии уже в 2012 году за счет сочетания гидроэнергетики и геотермальной энергии. В 2016 году Германия приняла политику поэтапного отказа от зависимости от нефти и ядерной энергетики.

Долгосрочные перспективы альтернативной энергетики являются чрезвычайно позитивными. Согласно отчету 2014 году Международного энергетического агентства (МЭА), на фотовольтаическую солнечную энергию и солнечную тепловую энергию будет приходиться 27% мирового спроса к 2050 году, что сделает ее крупнейшим источником энергии. Возможно, благодаря достижениям в области синтеза, ископаемые источники топлива будут безнадежно устаревшими уже к 2050 году. опубликовано econet.ru 

 

 

econet.ru

Альтернативные виды энергии для дома: классификация и характеристики

Если вникнуть в суть происхождения запасов недр земли, то они действительно могут закончиться. Человечество то и дело получает пугающие заявления от ученых, что запасы того или иного полезного ископаемого вот-вот закончатся. При этом наводятся факты, цифры, от которых мурашки по коже. Нет смысла погружаться в рассуждения, почему так происходит – за все свое существование человечество уже порядком истратило запасы Земли.




Солнечные батареи на крыше дома

Важно разобраться в том, какие есть альтернативные виды энергии и настолько они эффективны. И кто знает, наступит ли действительно тот момент, когда не станет газа или нефти, но лучше быть предусмотрительным. Многие страны мира уже пошли этим путем: ветряки и солнечные батареи, добыча биогаза и постройка геотермальных станций – этим уже не удивишь. Хотя многие разработки требуют усовершенствования в такую сторону, чтобы максимально удешевить альтернативный источник энергии и сделать его доступным.


Классификация альтернативной энергетики

Виды альтернативных источников энергии имеют довольно широкий список. Ветровые мельницы, гидроэлектростанции, солнечные батареи и многое другое – все это представители альтернативной энергетики. Саму же альтэнергетику можно поделить на следующие виды:



  • ветроэнергетика;
  • биотопливо;
  • гелиоэнергетика;
  • гидроэнергетика;
  • грозовая энергетика;
  • космическая энергетика.

Ветровая энергетика

Ветер был «приручен» довольно давно. Судя по историческим летописям, силу ветра для превращения ее в энергию, использовали еще до нашей эры, причем задолго. Паруса на кораблях и ветровые мельницы – самые древние примеры использования силы ветра. Позже, в средние века, европейцы начали строить ветровые мельницы для откачки воды. Еще позже, в Новое время, начинаются разработки по внедрению ветровых электростанций, которые весьма успешно ведутся до сегодняшних дней.

Использование силы ветра имеет много преимуществ и определенные особенности. Так, к примеру, не в каждом регионе можно использовать ветровой вид энергии по природным, естественным причинам – отсутствие постоянства ветров или их малое течение. Однако это не дает нам права утверждать, что использование ветровой силы и превращение ее в энергию определенного типа не имеет будущего. Наоборот, будущее у ветроэнергетики колоссальное.

Китай, по состоянию на 2013 год с помощью ветряных электростанций получил 91425 МВт мощности. Если взять более меньше по площади страну, то эффективность не уменьшится: Германия – 34250 МВт, Великобритания – 10530 МВт, Индия – 20150 МВт, Швеция – 4470 МВт (все данные за 2013 год).

Как видно, переход на ветряные электростанции вполне логичен и закономерен – даже те страны, которые располагают огромнейшими запасами традиционных видов топлива, все больше обращают внимание на ветровую энергию. Логика есть определенно: немыслимо даже представить, что ветер может исчезнуть.

Нефть – да, уголь – да, природный газ – да, но ветер вряд ли. Тем более, воодушевляют цифры: ветрогенератор с мощностью 1 МВт за 20 лет своей работы позволяет сэкономить ни много ни мало 30 тысяч тон угля или 90 тысяч тон нефти. И это только один ветряной генератор!

Конечно же, нельзя не вспомнить о некоторых побочных эффектах. Ветрогенератор с мощностью 1 МВт за один год работы выбрасывает в атмосферу почти 2000 тон углекислого газа, а это парниковый эффект, а это глобальное потепление. Также надо отметить, что массовое использование ветрогенераторов способно замедлить течение ветра.

Следовательно, снижается охлаждение региона, а значит за несколько десятков или сотен лет возможно изменение климата. Это повлечет за собой глобальные последствия, к сожалению, необратимые: вымирание некоторых видов животных, изменение в количестве представителей флоры, высушивание грунта и т.п.




Шум, создаваемый ветрогенераторами, часто превышает человеческий болевой порог восприятия. Некоторые страны даже установили режимы работы своих ветрогенераторов в дневное и ночное время.

Но самый главный недостаток ветрогенераторов – непостоянство производительности. Ветер – величина нестабильная и рассчитывать на эффективность и высокий КПД не стоит.


Биотопливо

Альтернативные виды энергии представлены также биотопливом – относительно новым видом. Источником для биотоплива служат органические отходы животного или растительного происхождения, а также продукты жизнедеятельности человека. Биотопливо названо новым видом альтэнергии не просто так – его промышленное производство началось относительно недавно, на рубеже ХХ и ХХI столетий.


Экологичные топливные гранулы

Биотопливо представлено газообразным, жидким и твердым разновидностями. Брожение органики выделяет определенное количество топлива, которое при определенной доработке (например очистке) представляет собой качественное топливо. Настолько качественное – можно судить с примера. В марте 2013 года был совершен перелет по курсу Амстердам – Нью-Йорк на Боинге, заправленным биотопливом.

Преимущества биотоплива сложно переоценить: производство позволяет утилизировать, а перед этим эффективно использовать то, что и так должно было быть утилизированным. Согласитесь, получить энергию из мусора – это практически предел мечтаний в поисках новых видов энергии.

Но, конечно, есть и другая сторона медали. Критики этого вида источника энергии в один голос заявляют о пренебрежении достоинства человека и его права на нормальное существование. Их доводы аргументированы цифрами: чтобы произвести 100 литров этанола, потребуется почти 200 килограмм кукурузы, а это примерно годовая часть для пропитания представителя стран так называемого третьего мира.

Выращивая сахарный тростник как основной источник сырья для производства этанола, Бразилия ежегодно увеличивает площади посева этой культуры в ущерб уменьшения площади сельхозугодий. Такой подход и в других странах подвергается жесткой критике. В основном критикующие – это сами представители стран третьего мира и потому такое отношение понятно и логично обоснованно.


Гелиоэнергетика

Кто помнит старый добрый фильм «Три плюс два», тот должен и вспомнить момент, когда с помощью зонта и зеркал преподаватель физики умудрился нагреть воду в котелке и довести ее до кипения. Сейчас солнечными кухнями сложно удивить – энергия Солнца практически неиссякаема.

Использование энергии Солнца может показаться практически неисчерпывающим. По крайней мере, его запасов хватит еще на миллионы лет, если верить исследователям. Солнечные батарее, которые постепенно начинают входить в быт простых обывателей, и промышленные термовоздушные электростанции – самые яркие примеры использования солнечного тепла.

Учеными подсчитано, что на каждый квадратный метр приходится около 300 Вт в сутки энергии Солнца. Понятное дело, что речь идет о тех местах, где солнечные лучи имеют максимальные потоки.


Солнечные панели во дворе

Достоинство использования этого вида энергии неоспоримо – в условиях постоянного подорожания всех доступных видов традиционного топлива использования солнечной энергии кажется весьма удачной альтернативой. Однако нужно вспомнить о недостатках:

  • высокая стоимость всех конструкций, перерабатывающих солнечную энергию – затраты доходят до миллиардов долларов,
  • непостоянство из-за зависимости от погодных условий и времени суток – северные широты и ночь не способствуют преобразованию и даже получению солнечной энергии,
  • значительное повышение температуры над станциями – глобальное потепление только усугубляется,
  • аккумуляция получаемой энергии – такую энергию невозможно использовать в полной мере из-за сезонности,
  • экологические проблемы – солнечные концентраторы занимают огромную площадь.

Следовательно либо приходится использовать вырубку флоры, либо она будет претерпевать затемнение.


Гидроэнергетика

Использование течения воды рек велось с незапамятных времен. Водяное колесо – существенный сдвиг в промышленности и характерная черта перехода древнего времени в эпоху средневековья – тому пример. Сооружение ГЭС в новое и новейшее время позволяет получить энергию огромных запасов. Судите сами по таблице:









СтранаПотребление гидроэнергии (ТВт/ч)
Китай5948
Канада3754
Бразилия3567
США2792
Россия1830
Норвегия1582
Индия1249

Конечно, использовать непрерывное течение воды заманчиво, но и несет определенные недостатки:

  • затопление пахотных земель или земель, имеющих историческую ценность – общеизвестен факт возведения Каховской ГЭС, когда были затоплены огромные площади земли, где когда-то промышляли запорожские казаки,
  • строительство возможно только в тех местах, где наблюдается интенсивное водяное течение – горные районы опасны из-за сейсмической неустойчивости,
  • экологические проблемы – уменьшение популяций разных видов рыб, водорослей, загрязнение водоемов из-за снижения течения ниже по течению от ГЭС.

Однако многие эти недостатки перечеркиваются самым главным преимуществом – дешевизной энергии. Также стоит отметить, что работа ГЭС не сопряжена с выбросом в атмосферу вредных веществ, что также немаловажно. Разновидности нового типа – приливные и волновые электростанции – дают огромное количество энергии и практически не имеют негативных последствий.


Грозовая энергетика

Поймать молнию – разве это может быть возможным? Мечтания перешли в реальные действия и уже в 2006 году начинаются активные разработки станций, которые смогут уловить молнию в прямом смысле этого слова, чтобы потом пустить энергию на нужды хозяйства.

Поскольку молнию практически невозможно предугадать (время и место – все относительно), то такая альтернатива может показаться бессмысленной затеей. Но подогревают азарт ученых цифры – за одну сильную грозу (хотя это понятие тоже относительное) освобождается такое количество энергии, которой бы хватило на обеспечение 20 минут жизнедеятельности половины России.

На Земле существуют участки, где постоянно фиксируются многочисленные разряды молнии, направленные на сушу земли. Однако перспективы не определены до конца. Никто не может гарантировать, что спустя N-ое количество времени на этих участках прекратятся молнии. А ведь громоздкие установки демонтировать и перенести не представится возможным.


Космическая энергетика

С названия стает понятной суть: запускаем спутник с необходимым оборудованием, получаем солнечную энергию и передаем ее на Землю. Впервые об этом заявлялось еще на заре космонавтике. Не успел человек приземлиться, как уже начали подумывать о таком способе получения энергии. Но в то время оборудование имело высокую стоимость, знаний было недостаточно, а традиционной энергии было достаточно. Однако теперь об этом не только начали задумываться, но и действовать.





Преимущества неоспоримы: постоянство (количество спутников дает возможность осветить Солнцем хоть минимальное их число, но постоянное), полное отсутствие риска экологических катастроф (в космосе нет атмосферы, флоры и фауны). Вот только затраты при потреблении этого вида энергии колоссальные: чтобы доставить на орбиту все необходимое оборудование, то эта затея окупится примерно за 40 лет.


Вместо заключения

Действительно, следует задуматься над тем, как мы будем получать энергию в будущем. Дом, дача, квартира – все это напичкано множеством приборов, агрегатов и устройств, потребляющих электроэнергию. Вот только от нас, рядовых граждан, мало что зависит. Мы ждем появления альтернативы, оцениваем ее преимущества и недостатки и только тогда решаем, достойная ли это затея или нет.

Но некоторыми альтернативными источниками питания уже можно пользоваться сейчас или, по крайней мере, рассмотреть как вариант.




energomir.biz

Альтернативные источники энергии. Полный список и описание. | ENARGYS.RU

Абсолютное большинство подстанций оказывают неблагоприятное влияние на окружающую среду, несут опасность и используют невозобновляемые ресурсы. Исходя из всего этого, можно заключить, что необходима модернизация существующих электростанций или введение и поиск новых альтернативных видов источников энергии. Это требует значительных денежных затрат, которые в конечном итоге могут себя не оправдать, поэтому очевидно, что от традиционных видов источников энергии отказываться не нужно, но необходимы поиски новых инновационных и энергосберегающих способов производства энергии.

Существует возможность получения электроэнергии без промежуточного преобразования энергии в механическую, а прямое получение из исходной энергии — электрической

Солнечные батареи

Существует возможность получения электроэнергии без промежуточного преобразования энергии в механическую, а прямое получение из исходной энергии — электрической. Такой способ существует, это фотоэлектрическое преобразование или фотовольтаика, он применяется в солнечных батареях. Основой для производства солнечных батарей является кремний, от производства солнечного кремния зависит высокая стоимость такого источника. Процесс карботермического цикла в результате которого, получают кремний для солнечных батарей очень дорогостоящий. В конструкции солнечных батарей все направлено на долговечность, элементы со временем не теряют своих свойств, они практически вечны. Единственное что влияет на срок службы батареи — это пленка EVAэтиленвинилацетатная пленка, предназначенная для герметизации элементов, по прошествии примерно 25 лет она теряет свою пропускную способность света до 80%, то есть уменьшение вырабатываемой мощности на 20%

Для солнечных батарей необходимо применение аккумулятора, инвертора и контроллера заряда. Аккумулятор служит для накопления электрической энергии в результате работы солнечной батареи. Аккумулятор обладает собственными свойствами, его нельзя перезаряжать, т. е. нельзя подавать большое напряжение, для этого подключается контроллер заряда, он отслеживает точку максимальной мощности. Также к солнечной батарее подключается инвертор, для преобразования постоянного напряжения 12 В в переменное 220В.

Читать больше про солнечную энергетику.

Ветроэнергетика

Одно из перспективных направлений развития возобновляемой энергетики является ветроэнергетика. Она заключается в использовании и преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую, этот процесс осуществляется ветрогенератором. Сегодня в России существует 11 станций преобразующих ветровую энергию с установочной мощностью до 5,6 МВт. Выгодно применение ветрогенераторов в энергетических ветровых зонах, в районах крайнего севера, на побережьях российских морей и еще многих других мест, а также труднодоступных, удаленных деревнях и селах, куда транспортировка энергии затруднена.

Читать больше про ветроэнергетику.

Геотермальная энергетика

Этот вид энергии основан на получении электроэнергии за счет энергии, содержащейся в земных недрах. В основном при использовании тепла, производимого гейзерами. Такой вид энергии имеет неоспоримые плюсы, заключаемые в неиссякаемости энергии и ее полной независимости от окружающей среды и времени года. Существует только необходимость возобновления отработанной воды в водоносном горизонте.

Читать больше про геотермальную энергетику.

Малая гидроэнергетика

Вид энергетики основан на использовании малых водостоков в виде небольших речек или даже ручьев, где можно установить МГЭС (малую ГЭС), это небольшие приплотинные станции с незначительными водохранилищами, и станции использующие скоростную энергию свободного течения и перепады уровней воды. Такие виды источников отличаются экологической безопасностью, а также возможность работы в автономном режиме и в составе централизованного электроснабжения.

Читать больше про гидроэнергетику.

Приливная энергетика

Это совершенно особый вид, электростанции работающий на приливной энергии фактически использующий энергию вращения планеты. Достоинством этого вида энергии является использование возобновляемого и предсказуемого источника – прилива. Экологически чистая работа станции, с передачей океану совершенно незначительного количества тепла. Достаточно простое техническое обслуживание, и возможность установки под водой, в результате чего приливная станция не является помехой для морского судовождения.

Недостатки включают в себя дороговизну строительства, и затруднённое сооружение из-за труднодоступности благоприятных для станции приливно-отливных течений. Негативное влияние на морскую флору, недопустимость совершения ошибок в проектировании, что может привести к наводнению в прибрежных районах.

enargys.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о