Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Энергия воды как альтернативный источник энергии


Вода - источник энергии.

Иногда так бывает, что появляется хорошее настроение или вдохновение при встрече с интересным человеком и в особенности после общения с ним. Вот и в этот раз, после рассказа Анастасии о прекрасно проведенных выходных днях, о незабываемых впечатлениях, сразу же появилось желание написать о воде, как источнике энергии.

Но в начале, ее короткий рассказ.

«Река Южный Буг - сердце украинского Подолья. Катамаран, две байдарки и чудесная команда, с которой мы прошли в сплаве более 46 км. Я никогда не могла подумать, что Винницкая область может быть настолько красивой: могущественная река, гранитные скалы, что стоят на его защите и лес, который живет в гармонии с маленькими селами и их жителями.

Последняя стоянка была в поселке Печоры, где когда-то Константин Потоцкий (1816 - 1857) построил невероятный красоты парк и мельницу.

Мы общались с чудесными людьми Всеволодом и его внуком Алешей, которые живут в семейном доме, и развивают зеленый туризм. Что особенно приятно, Алеша приглашает молодежь попробовать пожить в селе. Значит, есть перспектива с созданием рабочих мест переселения городского населения в сельские районы. В это место хочется приехать снова не только из-за природы, но и за сокровищами, которые оставила семья Потоцких».

Среди разнообразия альтернативных видов энергии, особое место занимает вода, как источник энергии. И не случайно, эволюция развития человеческого общества напрямую связано с использованием энергии воды. Человек давно понял, что можно использовать энергию движущейся и падающей воды.

Развитие всей цивилизации обязано этим возможностям, а вначале на берегах рек и у водопадов стали строить мельницы, лесопилки и другие сооружения, которые в своей работе использовали силу водных потоков. Но по мере развития технического прогресса, с изобретением электричества, необходимость в строительстве сооружений у источников воды отпало. В механизмах, в качестве привода стали использовать электрическую энергию.

Однако, с ростом потребления электрической энергии начались интенсивные поиски наиболее дешевого его производства. И человек понял, что самой природой созданы условия для сооружения гидроэлектростанций, преобразующих энергию воды в электрический ток. Занимаясь строительством больших гидростанций, мы незаслуженно забыли малую гидроэнергетику.

И только энтузиасты, изобретатели и самоучки, которые хотели получить независимый источник электрической энергии в своем доме, неустанно совершенствовали конструкции механизмов на использовании энергии малых рек. Об одном из немногих таких энтузиастов я писал в этом материале.

Находясь в постоянном поиске чего-то нового и интересного в направлении малой энергетики, для обеспечения еще одним альтернативным источником энергии частного домовладения я познакомился с материалами компании AGRO-T, который соответствовал моим поискам. В этом материале как раз идет речь о домашней электростанции.

Что мне особенно понравилось, так это детальный анализ применения малых гидротурбин. Их уникальность в сравнении с другими альтернативными источниками энергии солнца и ветра. Привязка таких агрегатов к конкретным условиям. Технические характеристики и производимая электрическая мощность от скорости водяного потока. Даны расчеты и чертежи. Все это подтверждает, что материал представляет интерес исходя из практического опыта и применения.

Судите сами.

« Малые Гидро Турбины (250 - 5000W) предоставляют индивидуальным пользователям интересные бизнес модели.

Пользователи имеют доступ к использованию собственной микро гидроэлектростанции - турбине, получению собственной электроэнергии, а в случае ее излишков, передача ее простыми методами в общую электрическую сеть.

Модель привлекательна в отдаленных районах и не только для стран, которые имеют проблемы с электроэнергией, но и для стран, которые имеют электроэнергию в достатке. Питание в этих отдаленных районам может быть обеспечено из автономной сети, которая не является такой дорогостоящей, как строительство других, более крупных гидросооружений и гидросистем. Малые гидроэлектростанции и микротурбины не являются конкурентами для крупных гидроэлектростанций, они обеспечивают экономически и экологически разумной альтернативной энергией объекты в отдаленных районах.

Все больше и больше индивидуальных пользователей начинают получать электроэнергию через солнечные батареи, ветровые турбины, гидроэлектростанции. Наши Микрогидроэлектростанции использующие воду как источник энергии, могут быть объединены с альтернативными источниками для того, чтобы позволить пользователю создать индивидуальные электрические системы.

Конкуренция в сравнении с солнечными панелями PV (photovoltaic) и дизель-электрическим генератором

Затраты на производство кВт.ч энергии различаются в зависимости от скорости реки амортизационного времени установки.

В целом установка предназначена для 10 лет жизненного цикла.

• Стоимость использования дизельного топлива для получения электроэнергии 0,30 Euro/кВт.ч

• Солнечные панели становятся конкурентоспособными с 0,17 Euro/kВт.ч

• Малая гидроэнергетика наиболее конкурентоспособна с 0,10 до 0,15 Euro/kВт.ч

• Малые гидроэлектростанции могут быть объединены с солнечными панелями и дизельгенераторами

Рынок, где могут применяться такие мини ГЭС по сегментам (приоритет по размеру рынка).

• децентрализованная электрификация (пример: дома расположенные недалеко от водоема)

• модульные установки в системе каналов разных стран

• зеленая электроэнергия при подключении к общей сети

• сельскохозяйственный рынок (с дизельным приводом ирригационных насосов для поливных ситем, фермы, пастбища)

• мобильные и временные сооружения (для работы удаленных антенных комплексов, зарядных станций и оборудования, службы быстрого реагирования MЧС)

Выпускаемая продукция - минитурбины до 5 kВт, для рек с течением от 1,0 м/с

Преимущества использования.

• Выпускается в двух вариантах: "плавающий" с поплавками для работы на поверхности и "углубленный" в воде с креплением якорями ко дну реки, канала или чеков

• Возможность масштабирования, модульная система, т.е. использование нескольких агрегатов по 5kВт. До 1000 мВт,в одной системе.

• Один агрегат позволяет в год произвести до 42.000 kВт.ч, больше чем соответствующие ветровые и солнечные установки

• В отличии от других гидросистем строительство не разрушает ландшафт и экосистему водоема и не меняют русло реки

• Получаемый постоянный или переменный ток может поступать как общую сеть, так и использоваться для зарядки блоков акуумуляторных батарей

• В ночное время, при малом использовании электроэнергии, ее избыток может передаваться для работы других потребителей

• Оборудование недорогое, легко транспортируется и перемещается в случае необходимости, легко собирается в рабочий комплект и просто в эксплуатации

• Оборудование успешно работает на малых реках, где невозможно и неэффективно строительсво обычных гидросооружений с плотинами

• Оборудование позволяет обеспечить электроэнергией места где отсутствует общая сеть, например сельскохозяйственные сооружения, небольшие поселения, удаленные туристические комплексы, выносные пункты питания

• Оборудование легко развертывается для применения во время чрезвычайных ситуаций, эффективно заменяет дизельные электростанции (использование гидротурбин в 2-5 раз дешевле использования дизельэлектростанций, не требуется подвоз дизельного топлива, масел)»

Источник – компания AGRO-T

Опыт компании подтверждает, что применение малых турбин позволяет использовать воду как источник энергии весьма эффективно и вполне финансово доступно. Это вызовет несомненный интерес у жителей, домостроения которых находятся вблизи малых рек. Такие технологии доступны многим людям, как тем, которые не имеют близко расположенных электрических сетей, так и тем, кто хочет иметь независимый источник электроснабжения.

Надеюсь, данная информация пришлась многим по вкусу, и удалось узнать новое и интересное в части использования энергии воды. Все замечания и предложения можете оформить в комментариях или поделиться в соцсетях, нажав кнопки ниже.

Если вам понравился материал - поделитесь с друзьями, кликнув на одну из кнопок!

Альтернативная энергия | источники, виды, использование

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

 

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.


Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.


Ресурсы возобновляемой энергии


  • Солнечный свет
  • Водные потоки
  • Ветер
  • Приливы
  • Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
  • Геотермальная теплота (недра Земли)

 

Альтернативные виды энергии


1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

 

2. Ветроэнергетика

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

 

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

 

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

 

5. Энергия приливов и отливов

Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

 

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

 

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

 

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

 

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

  • Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.
  • Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).
  • Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

 

Плюсы и минусы альтернативной энергии

Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.


Преимущества:


  • Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.
  • Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.
  • Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

Недостатки и проблемы:


  • Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.
  • Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.
  • Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.
  • Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.

 

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.


Германия


40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.


Исландия


У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.


Швеция


После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.


Китай


В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

 

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

 

Виды возобновляемой энергии в России


Солнечная энергия


Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.


Ветровая энергетика


Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».


Гидроэнергетика


Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».


Геотермальная энергетика


За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.


Биотопливо


Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

 

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.


First Solar Inc.


Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.


Vestas Wind Systems A/S


Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.


Atlantica Yield PLC


Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.


ABB Ltd. Asea Brown Boveri


Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.


Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?


Энергия воды

 Вода – источник жизни на земле. Это одно из самых уникальных и удивительных явлений на нашей планете, обладающее множеством уникальных свойств, использование которых может быть очень выгодно и полезно для человека. Энергия воды, ровно как и энергия солнца или воздуха, является возобновляемым источником энергии, так необходимым в сложившихся условиях. Все прекрасно понимают, что внутренние Земные ресурсы не безграничны и рано или поздно они закончатся (причем, учитывая постоянно растущий «аппетит» человечества, это произойдет скорей рано, чем поздно). Поэтому проблема поиска альтернативных источников энергии так важна сегодня, а вода предлагает нам одно из решений этой проблемы.
 Итак, энергия воды, пожалуй, одна из первых энергий, которую люди научились использовать в своих целях. Вспомнить хотя бы первые речные мельницы. Принцип их работы прост и в то же время гениален: движущийся поток воды вращает колесо, преобразуя кинетическую энергию воды в механическую работу колеса. По сути все современные гидроэлектростанции работают именно так же. С одним важным дополнением: далее механическая энергия преобразуется в электрическую.


Энергию воды грубо можно разделить на три типа по ее виду, в котором она преобразовывается:
      1. Энергия приливов/отливов. Вообще само явление отлива очень интересно и долгое время оно никак не могло быть объяснено. Большие массивные (и разумеется близкие к Земле) космические объекты, такие как Луна или Солнце, действием своей гравитации приводят к неравномерному распределению воды в океане, создавая «горбы» из воды. Из-за вращения земли начинается движение этих «горбов» и их перемещение к берегам. Но из-за того же вращения Земли, положение океана относительно Луны изменяется, уменьшая тем самым действие гравитации.
      Во время прилива заполняются специальные резервуары, располагающиеся на береговой линии. Резервуары образуются благодаря дамбам. Во время отлива вода начинает свое обратное движение, которое и используется для вращения турбин и преобразования энергии. Важно, чтобы разница высот во время прилива и отлива была как можно больше, иначе подобная станция просто не сможет себя оправдывать. Поэтому приливные электростанции создаются, как правило, в узких местах, где высота приливов достигает хотя бы 10 метров. Например приливная станция во Франции в устье реки Ранее.
Но такие станции имеют и свои минусы: создание дамбы приводит к увеличению амплитуды приливов со стороны океана, а это влечет за собой затопление суши соленой водой. Как следствие – изменение флоры и фауны биологической системы, причем не в самую лучшую сторону.
      2. Энергия морских волн. Несмотря на то, что природа этой энергии весьма схожа с вышеописанной, ее все же принято выделять в отдельную ветвь. Данный вид энергии обладает довольно высокой удельной мощностью (приблизительная мощность волнения океанов достигает 15 кВт/м). Если высота волны будет около двух метров, то это значение может увеличиться до 80 кВт/м.  Разумеется, это идеализированные данные, потому что перевести всю энергию волнения в электрическую не удастся, но все же коэффициент преобразования довольно высок – 85%.
На сегодняшний день использование энергии морских волн не особо распространено из-за ряда сложностей, возникающих при создании установок. Пока эта сфера находится только на стадии экспериментальных исследований.
      3. Гидроэлектростанции. А этот вид энергии стал доступным для человека благодаря совместной «работе» трех стихий: воды, воздуха и, конечно же, солнца. Солнце испаряет с поверхности озер, морей и океанов воду, образуя облака. Ветер перемещает газообразную воду к возвышенным областям, где она конденсируется и, выпадая в виде осадков, начинает стекать обратно к своим первоисточникам. На пути этих потоков ставятся гидроэлектростанции, которые перехватывают энергию падающей воды и преобразуют ее в электрическую. Мощность, вырабатываемая станцией, зависит от высоты падения воды, поэтому на ГЭС стали создаваться дамбы. Они так же позволяют регулировать величину потока. Разумеется создание такого огромного сооружения стоит очень дорого, но ГЭС полностью себя окупает благодаря неисчерпаемости используемого ресурса и свободного доступа к нему.
      У данного типа энергии, по аналогии с остальными, имеются как плюсы, так и минусы. Так же как в случае использования энергии приливов, создание ГЭС приводит к затоплению большой площади и нанесению непоправимого ущерба местной фауне. Но даже с учетом этого обстоятельства можно говорить о высокой экологичности ГЭС: они наносят только локальный ущерб, не загрязняя атмосферу Земли. В попытках уменьшить ущерб, наносимый станциями разрабатываются все более новые методы их работы, постоянно совершенствуется конструкция самих турбин. Одним из предложенных методов стало «накачивание» аккумуляторов. Вода, прошедшая через турбины не утекает дальше, а накапливается в больших резервуарах. Когда нагрузка на ГЭС становится минимальной, за счет энергии атомной или тепловой станции сохраненная вода перекачивается обратно вверх и все повторяется. Этот метод выигрывает как по экологическим, так и по экономическим показателям.
Еще одну очень интересную область придумали эксперты Комиссии по атомной энергетике в Гренобле, Франция. Они предлагают использовать энергию падающего дождя! Каждая падающая капля обладает своим воздействием. Попадая на пьезокерамический элемент, она воздействует на него физически, что приводит к возникновению электрического потенциала. Далее электрический заряд видоизменяется (так же как в микрофонах электрических сигнал преобразуется в колебания). Благодаря многообразию своих форм, вода обладает поистине громадным энергетическим потенциалом.
На сегодняшний день гидроэнергетика уже весьма развита и составляет 25% от мирового производства электроэнергии, а учитывая темпы ее развития можно смело говорить, что она является весьма перспективным направлением.

Энергия воды. История изобретений и техники

Людям повезло, что на нашей планете находятся достаточно большие залежи полезных ископаемых, способных стать источниками энергии. Но запасы эти не безграничны и постепенно истощаются. Очевидно, что когда-то месторождения природного газа, угля и нефти могут иссякнуть.

Поэтому к самым значительным изобретениям в области энергетики относятся те, которые связаны с открытием новых источников энергии, позволяющих экономить запасы природного сырья. За это их и называют альтернативными источниками энергии. В наши дни такими источниками могут послужить как известные ранее — энергия солнца, текущей воды, ветра, приливов и отливов, подземного тепла (геотермальная энергия), так и открытые сравнительно недавно — энергия плазмы, химических процессов, атома.

Использование энергии движущейся воды — древнейшее открытие

Трудно точно сказать, когда люди научились использовать энергию движущейся воды. Считается, что более 2 тыс. лет вода была фактически единственным источником постоянной энергии вплоть до изобретения в XII в. ветряных мельниц. Еще в древние времена человек заметил, что если до половины погрузить в реку колесо с лопастями, то оно начнет вращаться. Тем самым энергия текущей воды даже в примитивной гидроустановке (от греч. «hydor» — «вода») превращалась в механическую энергию. Так, например, существует исторический документ, который утверждает, что на реке Сене (Франция) в 1682 г. была возведена крупнейшая по тем временам гидроустановка. Она состояла из 13 колес диаметром по 8 м и обеспечивала работу более 200 насосов, которые приводили в действие фонтаны в дворцовых парках.

Как работает водяная мельница

Несмотря на то, что эффективность древних гидроустановок была низкой, она все равно была несопоставимо большей по сравнению с тем, на что были способны люди или животные. Кроме того, эта энергия являлась бесплатной и была подарена самой природой.

Одним из самых древних примеров использования человеком энергии воды является водяная мельница. Водяное колесо в ней насажено на вал жернова. Вода вращает колесо — вращается и жернов, мелет зерно.

По мере развития технологии область применения водяных колес расширилась: их стали использовать не только для помола зерна, но и для приведения в действие станков или насосов. До изобретения парового двигателя число гидроустановок неуклонно росло, но затем наступило затишье. Однако в начале XX в. начался период бурного строительства гидростанций, но уже для выработки с помощью движущейся воды электроэнергии.

Эволюция водяного колеса

Главной деталью древней гидроустановки являлось водяное колесо. Струя воды увлекала за собой лопасти колеса. Оно могло быть расположено как вертикально, так и горизонтально. Водяные колеса, вращающиеся только за счет силы, создаваемой потоком воды, получили название подливных.

В результате множества технических усовершенствований в Средние века появились более эффективные верхненаливные колеса, которые вращались за счет действия веса падающей на них воды. Диаметр таких колес мог достигать 10 м, но даже при этом КПД водяного двигателя оставался низким. Вращаясь со скоростью чуть более 10 об/мин, колеса использовали менее двух третей энергии воды, и их мощность редко превышала 10 кВт.

Струйные и радиальные турбины

В современных гидроустановках водяное колесо заменено более скоростной водяной турбиной. За почти двухсотлетнюю историю эксплуатации было изобретено множество подобных устройств, имевших различные конструкции и принципы действия. Наиболее эффективными оказались так называемые струйные и радиальные турбины. По принципу действия струйные турбины схожи с верхненаливными колесами — струя воды под сильным напором ударяла в лопасти турбины и заставляла ее вращаться.

Радиальные турбины чаще используются тогда, когда напор воды невелик, но есть возможность построить плотину и создать перепад по высоте в 10—15 м. В XX в. такие турбины получили широкое распространение в связи с развитием гидроэлектростанций.

Первую гидротурбину подобной конструкции, которая имеет практическое применение, создал французский инженер Бенуа Фурнейрон (1802—1867). В 1832 г. он получил патент на свое изобретение.

В турбине Фурнейрона вода подается в спиральный кожух, по форме напоминающий раковину улитки. Поток воды из кожуха поступает на вогнутые лопатки ротора, расположенного в центре «улитки», и вращает его. Ротором в такой конструкции является рабочее колесо, соединенное с валом турбины. Это колесо и является рабочим органом турбины, преобразующим энергию потока в механическую. Кстати, турбины Фурнейрона были установлены на первой в мире крупной гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде в Канаде.

Энергия приливов и отливов

Еще одним способом извлечения энергии из водных ресурсов планеты являются приливно-отливные станции. Оказалось, что вода морей и океанов, поднимающаяся более чем на десять метров во время приливов, несет с собой практически неограниченный запас энергии. Для ее использования в узких береговых проходах ставят преграду — плотину. Проникая через отверстия в такой плотине, вода вращает колеса или турбины, причем как во время прилива, так и во время отлива.

Существуют также такие гидростанции, на которых во время прилива вода перетекает в закрытый бассейн через шлюзы в дамбе или плотине. Затем шлюзы закрывают, уровень воды в море падает, а задержанная вода, вытекая из бассейна, вращает водяные колеса или гидротурбины.

Это интересно!

Энергию приливов впервые в заметных количествах стали использовать уже во второй половине XVI в. Так, например, жители Лондона (Англия) столкнувшись с перебоями водоснабжения, установили водяные колеса на реке Темзе. Вращаемые то в одну, то в другую сторону приливами, они заставляли работать насосы, закачивающие воду в трубы, по которым она текла в город.

Самая первая и крупнейшая приливно-отливная станция «Ля Ране» была построена в 1966 г. в устье реки Ране (Франция). Протяженность плотины станции составляет 800 м. Благодаря тому, что перепад высот прилива и отлива в этом месте составляет от 12 до 18 м, мощность «Ля Ране» доходит до 240 МВт.

Поделиться ссылкой

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 плюсы 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.

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

Альтернативные источники энергии

Содержание:

Поскольку наиболее распространенных и популярных форм энергии израсходованы быстро, поиск новых источников энергии продолжается. Эти источников энергии должны быть возобновляемыми, , а не , которые вызывают загрязнения , что ископаемое топливо .

Солнечная энергия

Солнце может предоставить нам всю необходимую энергию бесплатно! Основная проблема - собрать и сохранить этой энергии экономичным способом.

Сегодня мы можем захватить энергии Солнца с помощью пластин или ячеек. Коллекторы, установленные на крышах домов и других построек, превращают солнечную энергию в тепло. С помощью этой энергии мы можем нагревать воду или воздух внутри.

Солнечные элементы преобразуют солнечного света непосредственно в электричество . Они используются в небольших предметах, таких как часы и карманные калькуляторы .

В пустынях и других субтропических областях солнечный свет улавливается большими зеркалами, которые превращают его в тепло.Вода, которая в 30 раз горячее, чем точка кипения , затем создает пара , который, в свою очередь, производит электроэнергии .

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия может производиться в местах, где вода вступает в контакт с горячей горной породой под поверхностью земли . Вода, которая достигает этих горячих областей, превращается в пар , который затем производит электричества . В местах, где нет естественных подземных вод , есть , инженеры закачивают в горячую породу пластов .

Геотермальное тепло является важным источником энергии в странах, расположенных в вулканических областях, таких как Исландия, Италия, Новая Зеландия, Калифорния или Филиппины. Гейзеры - это извержений горячей воды, которые выходят на поверхность . Такая вода с естественным подогревом используется для отопления домов и теплиц.

Пар, выходящий из геотермальной электростанции в Исландии - Гретар Ívarsson

Энергия ветра

Ветряные мельницы веками использовались для измельчения зерна и откачки воды из затопленных территорий, таких как Нидерланды или северные районы Германии.

Сегодня большие ветряные генераторы превращают энергию ветра в электричество . Такие устройства , однако, можно использовать только в местах с сильным и постоянным ветром. Однако в настоящее время затраты слишком высоки для производства энергии ветра в больших масштабах .

Приливная энергия

Приливная энергия исходит из движения океанских волн. Один из способов использования силы волн - это перекрыть и залив дамбой.Когда вода входит и выходит из бухты, она включает турбину , которая производит электроэнергии .

В некоторых прибрежных районах мира разница между приливом и приливом составляет до 10 метров и более. В Великобритании, Нидерландах, Германии или Франции есть прибрежные районы, где можно создать такую ​​мощь.

Приливная электростанция на французском атлантическом побережье - Dani 7C3

Ядерный синтез

Fusion может решить все наши энергетические проблемы. Водород атомов объединены и могут производить больших количеств энергии. В отличие от и , расщепляющего атомов , синтез более безопасен и не дает большого количества ядерных отходов .

У нас почти бесконечное количество водорода в наших океанах, но до сих пор ученых еще не придумали способ производить больших количеств такой энергии. На создание такой системы, которая производит дешевую энергию из наших океанов, вероятно, потребуются годы или десятилетий с по , на разработку .

Биомасса

Биомасса - это материал, полученный из растений и животных. Он содержит энергии, которую производит солнце, а при сгорании выделяется тепло. Древесина, растения и сельскохозяйственных культур сегодня являются наиболее важными источниками биомассы.

Биомасса также может быть преобразована в другие формы энергии, такие как газ, этанол или биодизельное топливо. В Бразилии, например, около 20% всех автомобилей работают на этаноле , произведенном из сахарного тростника .Биомасса также является возобновляемым источником энергии, потому что урожай и деревья могут расти всегда.

Загружаемый текст и рабочие листы в формате PDF

Связанные темы

слов

  • сумма = сколько чего-то
  • залив = часть моря, отделенная изгибом береговой линии
  • большой масштаб = здесь: много
  • точка кипения = температура, при которой вода кипит
  • захват = здесь: получить контроль над чем-то
  • причина = ведет к
  • обычный = широко распространенный, нормальный
  • содержат = имеет
  • преобразовать = преобразовать в
  • декада = период в десять лет
  • разработка = здесь: марка, дизайн
  • устройство = машина, которая выполняет специальную работу
  • экономичный = дешевый
  • электричество = мощность, передаваемая в проводах и кабелях; дает нам свет, тепло и заставляет работать машины
  • инженер = техник; кто-то занимается техническими вещами
  • извержение = извержение вулкана
  • этанол = здесь: спирт, полученный из растений
  • ископаемое топливо = формы энергии, такие как уголь или нефть, которые были произведены мертвыми растениями или животными в течение миллионов лет
  • слияние = атомы соединяются вместе для производства энергии
  • генератор = машина, производящая электричество
  • геотермальная энергия = тепло, исходящее изнутри земли
  • гейзер = отверстие в земле, из которого выходит горячая вода и пар
  • зерна = семена таких растений, как кукуруза, пшеница или рис, которые используются в пищу
  • измельчить = измельчить на мелкие кусочки или порошок с помощью машины
  • прилив = время, когда море достигает своей наивысшей точки
  • водород = газ, который образует воду при смешивании с кислородом
  • в отличие от = по сравнению с; как разница
  • слой = материал между двумя объектами
  • отлив = время, когда море достигает своей самой низкой точки
  • движение = когда что-то движется
  • пластина = плоский металлический предмет
  • Карманный калькулятор = небольшая машина, которую вы используете для вычислений
  • загрязнение = когда воздух, вода и другие ресурсы загрязняются, так что вы больше не можете их использовать
  • предоставить = дать
  • возобновляемый = то, что можно использовать снова и снова
  • ученый = человек, имеющий научную подготовку
  • закрыть = чтобы что-то не попало в
  • источник = откуда что-то происходит
  • разделить = разделить на две или более частей
  • пар = горячий газ, который производит вода при нагревании
  • хранить = отложить на более длительный срок
  • сахарный тростник = сахар, произрастающий в тропических регионах
  • припасов = резервы
  • поверхность = верхний слой чего-то
  • прилив = все, что происходит от подъема и падения океанских волн
  • турбина = двигатель, в котором газ или вода вращает колесо вокруг
  • объединить = объединить
  • израсходовать = использовать все что-то
  • отходы = материалы, которые вам больше не нужны или остались более

.

Будущее солнечной энергии как альтернативного источника энергии

Будущее солнечной энергии выглядит многообещающим благодаря недавним разработкам, а также государственным субсидиям, которые используются для продвижения использования солнечных панелей сегодня.

Одна из самых больших проблем, с которыми люди сталкиваются при использовании возобновляемых источников энергии, - это сбор этой энергии. Однако с развитием солнечных панелей эта проблема была легко решена.

СВЯЗАННЫЕ С: 10 КРУПНЕЙШИХ ПРОЕКТОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В МИРЕ

Помимо внутреннего использования возобновляемых источников энергии, существует несколько других крупных энергетических проектов, которые проходят испытания и реализуются по всему миру.Люди во всем мире все больше осознают важность чистой энергии и поэтому прилагают усилия, чтобы стать поборниками возобновляемых ресурсов.

Некоторые интересные примеры масштабных проектов в области возобновляемых источников энергии перечислены ниже:

Asian Renewable Energy Hub (AREH)

Asian Renewable Energy Hub или AREH - это международный консорциум нескольких компаний, работающих с возобновляемой энергией. Здесь они собрались вместе, чтобы разработать гибридные электростанции для использования энергии ветра и солнца из самых разных регионов, от Юго-Восточной Азии через Сингапур и Индонезию до Австралии.

Площадь этого гибридного завода составит 14 000 кв. Км. на северо-западном побережье Австралии. Согласно плану, в нем будет примерно 10 миллионов солнечных панелей и 1200 ветряных турбин.

Суммарная мощность составит 6000 мегаватт, из которых 4000 мегаватт будут приходиться на энергию ветра и 2000 мегаватт на солнечную энергию. Предполагается, что мощность, которую он будет вырабатывать, будет легко обеспечивать электроэнергией более 7 миллионов домохозяйств.

Tidal Lagoon Cardiff

Tidal Lagoon Power или TLP - еще один интересный и инновационный проект, использующий возобновляемые источники энергии и расположенный между Ньюпортом и Кардиффом в Великобритании.Ожидается, что проект обеспечит электричеством более 3 миллионов человек просто за счет мощных приливов.

Предполагаемый бюджет этого проекта составляет 8 миллиардов фунтов стерлингов, и он потребует 108 турбин приливной лагуны.

Проект ветряной электростанции Ганьсу

.

Возобновляемые источники энергии, факты и информация

Солнечная, ветровая, гидроэлектрическая энергия, энергия биомассы и геотермальная энергия могут обеспечивать энергию без воздействия ископаемых видов топлива на нагревание планеты.

Возобновляемые источники энергии 101Использование возобновляемых источников энергии дает много преимуществ, но что именно? От солнца до ветра - узнайте больше об альтернативной энергии, самом быстрорастущем источнике энергии в мире, и о том, как мы можем использовать ее для борьбы с изменением климата.

Избранные кадры любезно предоставлены NASA

Солнечная, ветровая, гидроэлектростанция, биомасса и геотермальная энергия могут обеспечивать энергию без воздействия ископаемого топлива на нагревание планеты.

Возобновляемые источники энергии 101Использование возобновляемых источников энергии дает много преимуществ, но что именно? От солнца до ветра - узнайте больше об альтернативной энергии, самом быстрорастущем источнике энергии в мире, и о том, как мы можем использовать ее для борьбы с изменением климата.

Избранные кадры любезно предоставлены NASA

ОПУБЛИКОВАНО

В любой дискуссии об изменении климата возобновляемые источники энергии обычно возглавляют список изменений, которые мир может осуществить для предотвращения наихудших последствий повышения температуры.Это потому, что возобновляемые источники энергии, такие как солнце и ветер, не выделяют углекислый газ и другие парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.

Чистая энергия может рекомендовать гораздо больше, чем просто быть «зеленой». Растущий сектор создает рабочие места, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Все эти факторы способствовали возрождению возобновляемых источников энергии в последние годы, когда ветер и солнце устанавливают новые рекорды для производства электроэнергии.

В течение последних 150 лет или около того люди в значительной степени полагались на уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива для питания всего, от лампочек до автомобилей и заводов. Ископаемое топливо присутствует практически во всем, что мы делаем, и в результате выбросы парниковых газов при сжигании этого топлива достигли исторически высоких уровней.

Поскольку парниковые газы улавливают в атмосфере тепло, которое в противном случае могло бы уйти в космос, средняя температура на поверхности растет. Глобальное потепление является одним из симптомов изменения климата, этим термином ученые теперь предпочитают описывать сложные сдвиги, влияющие на погодные и климатические системы нашей планеты.Изменение климата включает не только повышение средней температуры, но и экстремальные погодные явления, изменение популяций и мест обитания диких животных, повышение уровня моря и ряд других воздействий.

Конечно, возобновляемые источники энергии, как и любой другой источник энергии, имеют свои собственные компромиссы и связанные с ними дискуссии. Один из них посвящен определению возобновляемой энергии. Строго говоря, возобновляемые источники энергии - это то, что вы могли подумать: они доступны постоянно, или, по выражению Управления энергетической информации США, «практически неисчерпаемы.«Но« возобновляемая энергия »не обязательно означает экологичность, как часто утверждают противники этанола на основе кукурузы или крупных плотин гидроэлектростанций. Она также не включает другие ресурсы с низким или нулевым уровнем выбросов, у которых есть свои сторонники, включая энергоэффективность и ядерная энергетика.

Смотрите все наши видео о возобновляемых источниках энергии здесь.
.

Home - Альтернативные источники энергии

Человеческая цивилизация начала осознавать, какой вред они уже нанесли окружающей среде; а когда дело доходит до борьбы с этими экологическими проблемами, акцент смещается на использование возобновляемых источников энергии. Вы когда-нибудь задумывались о , что такое альтернативные источники энергии? и почему они должны помогать нам поддерживать? Альтернативные источники энергии - это те, которые не вызывают нежелательных последствий для окружающей среды, являются возобновляемыми и бесплатными!

Альтернативные источники энергии могут быть реализованы для домов, автомобилей, заводов и любого другого объекта, который вы можете себе представить.Ученые всего мира проводят исследования по разработке и открытию новых Альтернативных источников энергии , с тем чтобы удовлетворить растущие потребности населения в энергии более легко, безопасно и эффективно. Вот список альтернативных источников энергии, которые помогут нам поддерживать природный баланс, не причиняя ей большого вреда по сравнению с традиционными источниками энергии.

Общеизвестные альтернативные источники энергии

Гидроэнергетика

Потенциальная энергия, запасенная в воде, удерживаемой в плотинах, используется для привода водяной турбины и генератора.Что, в свою очередь, производит электроэнергию. Эта форма выработки энергии называется гидроэлектростанцией. Из всех альтернативных источников энергии в настоящее время наиболее широко применяется именно этот.

Преимущества гидроэнергетики

- Источник гидроэнергетики, т.е. вода бесплатна.
- Плотины могут обеспечивать практически непрерывное производство электроэнергии.
- Вода, используемая для производства электроэнергии, может быть снова использована.
- В процессе производства энергии нет химических процессов, поэтому вырабатываемая энергия чиста и не наносит вреда окружающей среде.

Солнечная энергия

Это энергия, которую Земля получает от Солнца. Это один из самых перспективных альтернативных источников энергии, который будет доступен человечеству на века. Единственной проблемой остается использование солнечной энергии наиболее эффективным способом. Производство солнечной энергии осуществляется с помощью серии фотоэлектрических элементов, в которых солнечные лучи преобразуются в электричество. Помимо производства электроэнергии солнечная энергия также используется для нагрева воды, приготовления пищи и т. Д.

Преимущества солнечной энергии

- Источник энергии абсолютно «бесплатный».
- Солнечная энергия, вырабатываемая в дневное время, может храниться для использования в ночное время.
- Солнечные генераторы энергии могут использоваться для выработки электроэнергии в сельских и отдаленных районах, где нет возможности использовать традиционные формы энергии.
- Производство солнечной энергии совершенно чистое.
- Солнечная энергия - это возобновляемая форма энергии, которая истощится не раньше, чем через тысячи лет.

Энергия ветра

Сила ветра используется для приведения в движение лопастей ветряной турбины, прикрепленной к электрогенератору, для выработки энергии ветра. Энергия ветра является эффективным альтернативным источником энергии в районах с высокой скоростью ветрового потока.

Преимущества энергии ветра

- Энергия ветра - это экологически чистый вид энергии.
- Источник выработки энергии, т. Е. Ветер, бесплатный.
- Энергия ветра - возобновляемый источник энергии.

Энергия биомассы

Это энергия, вырабатываемая из отходов различной деятельности человека и животных, таких как побочные продукты и отходы лесной промышленности, урожая сельскохозяйственных культур, твердых бытовых отходов и т. Д. Из множества альтернативных источников энергия, это тот, который учитывает использование отходов для выработки энергии, тем самым удаляя их рентабельным и эффективным способом.

Преимущества энергии биомассы

- Это экологически чистый способ производства энергии, при котором биологическая масса перерабатывается и повторно используется.
- Биомасса будет продолжать генерироваться и разлагаться как часть естественного биологического цикла. Таким образом, энергия биомассы считается возобновляемым источником энергии.

Новые альтернативные источники энергии

Чтобы ответить на вопрос , какой альтернативный источник энергии был показан заново, вы должны понимать, что по мере того, как вы читаете это, ведутся разработки, чтобы найти все больше и больше альтернативных источников энергии . Помимо общеизвестных альтернативных источников энергии, в последнее время были достигнуты успехи с точки зрения открытия новых альтернативных источников энергии, чтобы добавить их к списку альтернативных источников энергии.

Геотермальная энергия

Это энергия, получаемая из тепла внутри земли. Горячие породы, находящиеся в ядре земли, нагревают воду, которая под давлением излучает поверхность земли в виде пара. Этот сжатый пар может использоваться для запуска паровых турбин для выработки электроэнергии.

Преимущества геотермальной энергии

- Как и другие альтернативные источники энергии, геотермальный источник энергии является бесплатным.
- При наличии надлежащей системы выработки электроэнергии вредные побочные продукты не образуются.

Приливная сила

Поверхность Земли на 71,11% покрыта водными объектами, особенно океанами. Приливы и отливы в воде повышаются и опускаются из-за гравитации солнца и луны. Поскольку мы знаем, как меняется положение Луны, мы можем предсказывать приливы и отливы. Эти приливы и отливы можно использовать, сооружая небольшие дамбы и пропуская воду через турбины для выработки электроэнергии.

Преимущества приливной энергии

- Источник энергии бесплатный и возобновляемый.
- Вырабатываемая энергия чистая и не вызывает загрязнения.

Проблемы, связанные с использованием альтернативных источников энергии

Каким бы многообещающим ни казалось использование альтернативных источников энергии, все еще ведутся исследования относительно того, как получить энергию из этих ресурсов наиболее эффективным и действенным способом. Хотя могут быть внедрены малые системы выработки электроэнергии, производство электроэнергии из этих ресурсов в крупных масштабах все еще является проблемой, за исключением гидроэнергетики.

Многие страны еще не готовы перейти от использования традиционных источников энергии к альтернативным источникам энергии , поскольку это требует огромных затрат на вывод из эксплуатации старой инфраструктуры производства электроэнергии и создание новой инфраструктуры. Таким образом, сдвиг идеален для поэтапного выполнения.

Зачем нужны альтернативные источники энергии?

Альтернативные источники энергии доступны бесплатно и не облагаются налогом на окружающую среду за их использование. Производство электроэнергии из альтернативных источников энергии является экологически чистым и «зеленым».Если мы перейдем на использование энергии, производимой из этих источников, то выбросы углекислого газа из традиционных источников энергии будут значительно сокращены, а проблема глобального потепления будет решена через несколько лет. Кроме того, можно сохранить быстро истощающиеся традиционные источники энергии. Наряду с загрязнением воздуха использование традиционных энергетических ресурсов также вызывает загрязнение почвы и воды, выделяя различные токсины в землю и воду. Этим также можно разумно управлять.

Ущерб, который мы нанесли Земле после промышленной революции, огромен, и мы должны будем немедленно принять меры, если мы хотим сохранить планету устойчивой для наших будущих поколений.Самый большой шаг, который может сделать человечество для предотвращения дальнейшего ущерба, - это начать использовать альтернативные источники энергии.

Подробнее: Последние тенденции возобновляемой энергетики-2019

.

11 различных источников альтернативной энергии

Потенциальные проблемы, связанные с использованием ископаемого топлива, особенно с точки зрения изменения климата, были рассмотрены раньше, чем вы думаете. Шведский ученый Сванте Аррениус еще в 1896 году первым заявил, что использование ископаемого топлива может способствовать глобальному потеплению.

Этот вопрос стал горячей темой в последние несколько десятилетий. Сегодня наблюдается общий сдвиг в сторону экологической осведомленности, и источники нашей энергии становятся предметом более пристального изучения.

Это привело к увеличению количества альтернативных источников энергии. Хотя жизнеспособность каждого из них можно оспаривать, все они вносят положительный вклад по сравнению с ископаемым топливом.

Меньшие выбросы, более низкие цены на топливо и уменьшение загрязнения - все это преимущества, которые часто может обеспечить использование альтернативных видов топлива.

Здесь мы исследуем одиннадцать наиболее известных источников альтернативного топлива и смотрим на преимущества, которые они предлагают, и потенциал для увеличения потребления в ближайшие годы.

Лучшие образцы альтернативных источников энергии

11. Водородный газ

В отличие от других видов природного газа, водород является полностью экологически чистым топливом. После производства водородные газовые ячейки при использовании выделяют только водяной пар и теплый воздух.

Основная проблема, связанная с этой формой альтернативной энергии, заключается в том, что она в основном происходит за счет использования природного газа и ископаемого топлива. Таким образом, можно утверждать, что выбросы, создаваемые для его извлечения, противодействуют выгодам от его использования.

Процесс электролиза, который необходим для расщепления воды на водород и кислород, делает эту проблему менее важной. Однако электролиз по-прежнему уступает ранее упомянутым методам получения водорода, хотя исследования продолжают делать его более эффективным и рентабельным.

10. Приливная энергия

В то время как приливная энергия использует энергию воды для выработки энергии, как и в случае с гидроэлектрическими методами, во многих случаях ее применение имеет больше общего с ветряными турбинами.

Хотя это довольно новая технология, ее потенциал огромен. Согласно отчету, подготовленному в Соединенном Королевстве, приливная энергия может удовлетворить до 20% текущих потребностей Великобритании в электроэнергии.

Наиболее распространенной формой генерации приливной энергии является использование генераторов приливных потоков. Они используют кинетическую энергию океана для питания турбин, не производя отходов ископаемого топлива и не будучи столь же восприимчивыми к элементам, как другие формы альтернативной энергии.

9.Энергия биомассы

Энергия биомассы бывает разных форм. Сжигание древесины использовалось в течение тысяч лет для создания тепла, но в результате недавних достижений также были обнаружены отходы, например, на свалках, и спиртовые продукты, используемые для аналогичных целей.

При сжигании дров выделяемое тепло может быть эквивалентно теплу системы центрального отопления. Кроме того, связанные с этим затраты, как правило, ниже, а количество углерода, выделяемого этим видом топлива, оказывается ниже количества, выделяемого ископаемым топливом.

Однако есть ряд проблем, которые необходимо учитывать при использовании этих систем, особенно если они установлены дома. Важным фактором может быть техническое обслуживание, к тому же вам может потребоваться разрешение местных властей на его установку.

8. Ветроэнергетика

Этот вид производства энергии становится все более популярным в последние годы. Он предлагает те же преимущества, что и многие другие альтернативные источники топлива, поскольку в нем используется возобновляемый источник и не образуются отходы.

Текущие ветроэнергетические установки приводят в действие примерно двадцать миллионов домов в Соединенных Штатах в год, и это число растет. В большинстве штатов страны в настоящее время есть ветроэнергетика в той или иной форме, и инвестиции в эту технологию продолжают расти.

К сожалению, эта форма производства энергии также сопряжена с проблемами. Ветровые турбины ограничивают обзор и могут быть опасны для некоторых видов диких животных.

7. Геотермальная энергия

По сути, геотермальная энергия - это извлечение энергии из земли вокруг нас.Он становится все более популярным, и в 2015 году в этом секторе в целом наблюдался пятипроцентный рост.

По оценке Всемирного банка, около сорока стран могут удовлетворить большую часть своих потребностей в электроэнергии с помощью геотермальной энергии.

Этот источник энергии обладает огромным потенциалом, но мало что делает, чтобы разрушить землю. Однако высокие первоначальные затраты на создание геотермальных электростанций привели к более медленному внедрению, чем можно было ожидать от столь многообещающего источника топлива.

6. Природный газ

Источники природного газа использовались в течение нескольких десятилетий, но благодаря развитию технологий сжатия он становится более жизнеспособным альтернативным источником энергии. В частности, он используется в автомобилях для снижения выбросов углерода.

Спрос на этот источник энергии постоянно растет. В 2016 году 48 нижних штатов США достигли рекордных уровней спроса и потребления.

Несмотря на это, с природным газом все же есть проблемы.Потенциал загрязнения выше, чем при использовании других альтернативных источников топлива, и природный газ по-прежнему выделяет парниковые газы, даже если их количество меньше, чем при использовании ископаемого топлива.

5. Биотопливо

В отличие от источников энергии из биомассы, в биотопливе для производства энергии используются животные и растения. По сути, они представляют собой топливо, которое можно получить из некоторой формы органического вещества.

Они являются возобновляемыми в тех случаях, когда используются растения, так как их можно выращивать ежегодно.Однако им действительно требуется специальное оборудование для добычи, которое может способствовать увеличению выбросов, даже если самого биотоплива нет.

Биотопливо находит все большее применение, особенно в Соединенных Штатах. На их долю приходилось примерно семь процентов потребления топлива транспортным средством по состоянию на 2012 год.

4. Волновая энергия

Вода снова доказывает, что вносит ценный вклад в альтернативные источники топлива с волновыми преобразователями энергии. Они имеют преимущество перед источниками энергии приливов, поскольку их можно размещать в океане в различных ситуациях и местах.

Как и в случае с приливной энергией, преимущества заключаются в отсутствии отходов. Он также более надежен, чем многие другие виды альтернативной энергии, и при правильном использовании имеет огромный потенциал.

Опять же, стоимость таких систем является основным фактором, способствующим замедлению внедрения. У нас также пока недостаточно данных, чтобы выяснить, как преобразователи волновой энергии влияют на природные экосистемы.

3. Гидроэнергетика

Гидроэлектрические методы на самом деле являются одними из самых ранних способов получения энергии, хотя их использование начало сокращаться с ростом использования ископаемого топлива.Несмотря на это, они по-прежнему составляют примерно семь процентов энергии, производимой в Соединенных Штатах.

Гидроэнергетика имеет ряд преимуществ. Это не только чистый источник энергии, что означает, что он не создает загрязнений и множества связанных с этим проблем, но и является возобновляемым источником энергии.

Более того, он также предлагает ряд вторичных преимуществ, которые не сразу очевидны. Плотины, используемые для производства гидроэлектроэнергии, также способствуют борьбе с наводнениями и ирригационным технологиям.

2. Атомная энергетика

Атомная энергия - одна из самых распространенных форм альтернативной энергии. Это создает ряд прямых преимуществ с точки зрения выбросов и эффективности, а также способствует росту экономики за счет создания рабочих мест при создании и эксплуатации заводов.

Тринадцать стран полагались на ядерную энергию для производства не менее четверти своей электроэнергии по состоянию на 2015 год, и в настоящее время в мире насчитывается 450 действующих станций.

Недостаток в том, что когда что-то идет не так с атомной электростанцией, существует вероятность катастрофы.Ситуации в Чернобыле и Фукусиме - тому примеры.

1. Солнечная энергия

Когда большинство людей думают об альтернативных источниках энергии, они склонны использовать в качестве примера солнечную энергию. С годами эта технология претерпела значительные изменения и теперь используется для крупномасштабного производства энергии и выработки электроэнергии для отдельных домов.

Ряд стран выступили с инициативами по развитию солнечной энергетики. «Льготный тариф» Соединенного Королевства является одним из примеров, так же как и «налоговый кредит на инвестиции в солнечную энергию» в Соединенных Штатах.

Этот источник энергии полностью возобновляем, и затраты на установку перевешиваются деньгами, сэкономленными на счетах за электроэнергию от традиционных поставщиков. Тем не менее солнечные элементы склонны к износу в течение длительного времени и не так эффективны в неидеальных погодных условиях.

Заключение

Поскольку проблемы, возникающие в результате использования традиционных ископаемых видов топлива, становятся все более заметными, альтернативные источники топлива, подобные упомянутым здесь, вероятно, будут приобретать еще большее значение.

Их преимущества устраняют многие проблемы, вызванные использованием ископаемого топлива, особенно когда речь идет о выбросах. Однако развитие некоторых из этих технологий замедлилось из-за количества инвестиций, необходимых для их жизнеспособности.

Объединив их все, мы сможем положительно повлиять на такие проблемы, как изменение климата, загрязнение и многие другие.

Пожалуйста, внесите свой вклад в обсуждение ниже и поделитесь с нами своими мыслями об альтернативных источниках энергии в разделе комментариев или поделившись этой статьей в социальных сетях.

Ресурсы

.

Альтернативные источники энергии - ветровые, солнечные, гидроэнергетические и другие альтернативные источники энергии для коммерческих и домашних источников энергии

Введение в Altenergy

10¹⁶ ватт - это примерно количество энергии, имеющееся в распоряжении цивилизации, которая может использовать все падающее на планету солнечное излучение от ее родительской звезды - Тип I по шкале Кардашева. Когда известный астрофизик Николай Кардашев впервые попытался измерить уровень технологического прогресса цивилизации в 1964 году, он остановился на потреблении энергии как на лучшей метрике для измерения прогресса в космическом масштабе.

Во многих отношениях энергия является валютой нашей Вселенной, от одноклеточных организмов, плавающих в первобытных бассейнах, до колоний сурикатов в африканской саванне и огромных мегаполисов, таких как Нью-Йорк, Сидней или Пекин. На заре первого тысячелетия нашей эры население Земли составляло всего 150-200 миллионов человек, а к 1000 году нашей эры достигло 300 миллионов. К началу промышленной революции (середина 1700-х годов) ископаемое топливо способствовало быстрому развитию и расширению человеческой цивилизации, достигнув к 1800 году населения в 1 миллиард человек.

Так что же нам остается сегодня?

Современное общество в настоящее время находится на уровне 0,73 по шкале Кардашева. В то время как у нас есть шанс на Тип 1, неблагоприятные последствия сжигания ископаемого топлива оставили нас в острой необходимости в альтернативе.

Enter, альтернативная энергия - любой источник энергии, альтернативный статус-кво. Возобновляемые источники энергии, не производящие выбросов углекислого газа и других парниковых газов, которые способствуют антропогенному изменению климата.На altenergy.org мы стремимся охватить солнечную энергию, ветер, биомассу, гидроэнергетику, геотермальную энергию и другие углеродно-нейтральные источники энергии, которые помогут человечеству перейти к устойчивому будущему.

Солнечная энергия

Что может быть лучше для достижения статуса Типа I, чем получать энергию прямо из источника - солнечная энергия предполагает использование силы нашего солнца. От фотоэлектрических (PV) элементов, которые захватывают фотоны и преобразуют их в электричество, до солнечной тепловой энергии (STE), использующей солнечное тепло, солнечная энергия является одним из самых многообещающих альтернативных источников энергии на рынке сегодня.

Энергия ветра

Тысячи лет люди использовали ветер, чтобы толкать паруса, измельчать зерно и перекачивать воду. Сегодня ветряные мельницы используют турбины для преобразования энергии вращения в электричество, которое может надежно поступать в сеть. В более крупном масштабе, по прогнозам, к 2030 году ветряные электростанции будут обеспечивать до 20% мирового производства электроэнергии.

Биомасса

и биодизель являются одними из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. В отличие от ископаемого топлива, которое производится геологическими процессами, которые могут длиться миллионы лет, биомасса обычно относится к биотопливу, полученному с помощью биологических процессов, таких как сельское хозяйство и анаэробное сбраживание.Такие виды топлива, как биоэтанол из кукурузы или биодизель из переэтерификации растительных масел, горят чище, чем обычное ископаемое топливо, и могут помочь странам оставаться в рамках своих углеродных бюджетов.

Приливная сила

Приливы и отливы являются устойчивыми и предсказуемыми, что делает приливную силу жизнеспособным альтернативным источником энергии для регионов, где доступны высокие приливные диапазоны. Приливная электростанция Ранс во Франции - первая в мире крупномасштабная приливная электростанция, в которой для выработки электроэнергии используются турбины, во многом аналогичные гидроэлектростанциям для плотины.Совсем недавно CETO, волновая электростанция, подключенная к сети у побережья Западной Австралии, использовала серию буев и донных насосов для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия

Приблизительно 1,4 x 1021 джоулей тепловой энергии течет к поверхности Земли каждый год. Регионы с высоким уровнем геотермальной активности, такие как Исландия и Индонезия, могут использовать эту геотермальную энергию, имеющуюся в магматических каналах и горячих источниках, для вращения турбин, которые вырабатывают электричество или обеспечивают естественное отопление домов.

Мы называем это Альтернативной энергией.

Ежедневно мир производит углекислый газ, который выбрасывается в атмосферу Земли и будет оставаться там через сто лет.

Повышенное содержание двуокиси углерода увеличивает тепло нашей планеты и является основной причиной так называемого «эффекта глобального потепления». Один из ответов на глобальное потепление - заменить и модернизировать существующие технологии альтернативами, которые имеют сопоставимые или лучшие характеристики, но не выделяют углекислый газ.Мы называем это альтернативной энергией

.

К 2050 году одна треть мировой энергии должна будет производиться за счет солнечной, ветровой и других возобновляемых источников. Кто говорит? British Petroleum и Royal Dutch Shell, две из крупнейших нефтяных компаний мира. Изменение климата, рост населения и истощение запасов ископаемого топлива означают, что возобновляемые источники энергии должны будут играть более значительную роль в будущем, чем сегодня.

Альтернативная энергия - это источники энергии, которые не имеют нежелательных последствий, например ископаемое топливо или ядерная энергия.Альтернативные источники энергии являются возобновляемыми и считаются «бесплатными» источниками энергии. Все они имеют более низкие выбросы углерода по сравнению с традиционными источниками энергии. К ним относятся энергия биомассы, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, источники гидроэлектрической энергии. В сочетании с переработкой отходов использование чистых альтернативных источников энергии, таких как использование в домашних условиях систем солнечной энергии, поможет обеспечить выживание человека в 21 веке и далее.

С экологической точки зрения лучше всего подходит солнечная энергия.Фотоэлектрическая система мощностью 1,5 кВт будет удерживать более 110 000 фунтов диоксида углерода, основного парникового газа, в атмосфере в течение следующих 25 лет. Та же самая солнечная система также избавит от необходимости сжигать 60 000 фунтов угля. С солнечной энергией нет ни кислотных дождей, ни городского смога, ни какого-либо загрязнения.

Человечество сошло с ума, что до сих пор не потрудилось использовать солнечную энергию. Подумай об этом. Выйдите на улицу в солнечный день. Свет, падающий на ваше лицо, покинул Солнце всего за 8 минут.За эти 8 минут он проехал 93 миллиона миль. Эти фотоны перемещаются, и когда они ударяются о ваш фотоэлектрический модуль, вы можете преобразовать это движение в электричество. Как технология, фотоэлектрические элементы не так хороши, как этот новый внедорожник, о котором нам говорит телевидение. Но во многих отношениях фотоэлектрическая энергия - гораздо более элегантная и сложная технология.

Будь то для вашего бизнеса или для вашего дома, почему бы не инвестировать в солнечные панели. Сегодняшние солнечные панели являются бомбоустойчивыми и часто имеют гарантию 25 лет или больше.Ваши солнечные батареи могут пережить вас. Они также являются модульными - вы можете начать с небольшой системы и со временем расширять ее. Солнечные панели легкие (весят около 20 фунтов), поэтому, если вы переедете, вы можете взять систему с собой.

Сетевые интерактивные системы и нетто-учет

Некоторые коммунальные предприятия возражают против чистого учета. Обычно вопрос не в деньгах, а в контроле. Они не хотят, чтобы ваш сок попал в их провода, или они не хотят создавать прецедент, который может вернуться и преследовать их. В ближайшее время появятся некоторые технологии распределенной генерации, которые коммунальные предприятия определенно не захотят использовать в чистом счетчике, включая топливные элементы и микротурбины мощностью 50 кВт размером с пивные бочки.Однако в США и Австралии поставщики электроэнергии все больше поддерживают схемы обратного выкупа солнечной энергии. Кроме того, теперь предприятия могут пользоваться преимуществами различных поставщиков как газа, так и электричества и делать покупки для наиболее экономичных.

Solar ратует за критику коммунальных предприятий. Но, несмотря на все недостатки, промышленность протянула невероятное количество проводов. Редко бывает, что американец, австралиец или европеец находится на расстоянии более 50 футов от электрической розетки. Мы считаем это обычным чудом как должное.С инженерной точки зрения сеть - это огромный ресурс. Подключенная к сети фотоэлектрическая система будет более эффективной, возможно, более экологичной и, безусловно, дешевле, чем та, что находится в глуши. Более эффективен, потому что инвертор может отслеживать «кривую максимальной мощности» модулей, а не более низкое напряжение, необходимое для подзарядки батарей. Возможно, более экологичный, потому что вам не нужны батареи, которые содержат едкие химические вещества, выделяют сернистые газы и в конечном итоге изнашиваются. И намного дешевле, потому что с сетью в качестве резервной вам не нужно покупать батареи, контроллер заряда, панель управления или генератор.Здесь вы сколотили до 5000 долларов с типичной автономной системы. Снижение цены имеет решающее значение, потому что никому в энергосистеме не нужна фотоэлектрическая энергия, по крайней мере, не так, как это нужно домовладельцу, не подключенному к сети. У нас уже есть сок. Это может быть атомная бомба, может быть угольная электростанция, это может быть гидроэлектростанция (или «воплощенный лосось»), но он там. Чтобы продавать фотоэлектрические системы, подключенные к сети, вы должны снизить цену, а затем помочь потенциальным клиентам понять, что солнечная энергия для угля, как круассан для Twinkie.На интуитивном уровне многие люди уже понимают ключевое различие между ископаемым топливом и возобновляемой энергией. Один ворует у наших детей, другой - нет.

Текущая стоимость солнечных панелей означает, что сетевые интерактивные системы не окупаются с точки зрения экономии затрат по сравнению с электричеством из сети. Несмотря на это, многие люди с домами, подключенными к электросети, предпочитают устанавливать сетевые интерактивные солнечные системы, поскольку они не создают парниковых газов при выработке электроэнергии, в отличие от электростанций, работающих на угле.Многочисленные исследования показали, что эквивалентное количество электроэнергии, используемой для изготовления солнечной панели, вырабатывается панелью в течение первых двух лет работы, следовательно, солнечная панель погасит свой «долг» по парниковым газам в течение этого времени.

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы уже использовали ветряные мельницы в течение 400 лет к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно.Ветряные мельницы, возможно, были даже созданы в Китае до 1 года нашей эры, но самые ранние письменные документы относятся к 1219 году. Критяне использовали «буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором [для] перекачивания воды для сельскохозяйственных культур и скота».

Сегодня люди осознают , что энергия ветра «является одним из самых многообещающих новых источников энергии», который может служить альтернативой электричеству, произведенному на ископаемом топливе. Стоимость ветроэнергетики снижалась на 15% с каждым удвоением установленной мощности во всем мире, а мощность удваивалась три раза в течение 1990-х и 2000-х годов.По состоянию на 1999 год мировая мощность ветроэнергетики превысила 10 000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, этого достаточно для обслуживания более 5 городов размером с Майами. Пять Майами могут показаться незначительными, но если мы сделаем прогнозируемые шаги в ближайшем будущем, энергия ветра может стать одним из наших основных источников электроэнергии.

Хотя энергия ветра сейчас более доступна, на более доступна и не загрязняет окружающую среду, у нее есть некоторые недостатки.Энергия ветра страдает от того же недостатка плотности энергии, что и прямое солнечное излучение. Тот факт, что это «очень рассеянный источник», означает, что «требуется большое количество ветряных генераторов (и, следовательно, большие площади суши) для производства полезного количества тепла или электроэнергии». Но ветряные турбины нельзя устанавливать повсюду просто потому, что во многих местах недостаточно ветрено для выработки соответствующей энергии. Когда подходящее место найдено, строительство и обслуживание ветряной электростанции может оказаться дорогостоящим. Это «очень капиталоемкая технология.«Если процентные ставки, взимаемые за производство оборудования и строительство завода, высоки, то потребителю придется платить больше за эту энергию». Одно исследование показало, что если ветряные электростанции финансировались на тех же условиях, что и газовые, их стоимость упала бы. почти на 40% ». К счастью, чем больше построено объектов, тем дешевле энергия ветра.

Но все больше энергии вкладывается в поиски многих других альтернативных источников энергии и обеспечение их жизнеспособности, таких как геотермальная энергия, энергия волн и биомасса!

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение