Как альтернативные источники энергии помогают получать тепло и электричество. Что такое альтернативные источники

Источники энергии, отличные от углеводородов, могут быть учтены как альтернативные источники энергии. Он также исключает гидроэлектростанции и приливные станции в океанах и морях.

Альтернативные источники энергии: виды и использование

На протяжении всего развития цивилизации мы пытались найти новые, более эффективные формы энергии. От познания огня до использования контролируемых ядерных реакций на атомных электростанциях — борьба продолжается уже тысячи лет. Поэтому в истории человечества принято выделять различные энергетические революции, состоящие из переходов от одного основного первичного источника энергии к другому. Последствия этих изменений затронули не только сферы власти и экономики, но и социальные и культурные аспекты культуры. В настоящее время мировая энергетическая промышленность находится на перепутье. По мере роста населения планеты экономика требует все больше и больше энергии, а ископаемое топливо, на котором основана традиционная энергетика, не безгранично. Рост стоимости ископаемого топлива усугубляется тем, что массовое использование углеводородов наносит огромный ущерб окружающей среде, что в свою очередь влияет на качество жизни человека. Это означает, что в будущем потребность в энергии, а значит и в новых способах ее получения, будет возрастать. Эпоха углеводородов (нефти и газа) сменится эпохой альтернативной, чистой энергии.

Основные причины важности своевременного перехода на AES:.

Глобальная экология: общеизвестно и доказано, что технологии традиционной энергетики (включая ядерную и термоядерную) оказывают разрушительное воздействие на окружающую среду и их использование неизбежно приведет к катастрофическому изменению климата в первые десятилетия 21 века.

Политически: первая страна, которая полностью освоит технологии альтернативной энергетики, сможет претендовать на мировое лидерство и определять цены на топливо.

Экономически: переход на альтернативные технологии в области производства электроэнергии экономит топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, получаемой из многих альтернативных источников, уже сейчас ниже стоимости энергии из традиционных источников, а срок окупаемости строительства альтернативных электростанций значительно короче. Цена на альтернативную энергию падает, в то время как цена на традиционную энергию неуклонно растет.

СОЦИАЛЬНЫЕ: Численность и плотность населения постоянно увеличивается. В то же время трудно найти такие районы для строительства ГЭС и ГАТ, где производство энергии было бы выгодным и безопасным для окружающей среды. То, что в сфере ГЭС, крупных ГРЭС, топливных компаний и энергетических комплексов возникают онкологические и другие серьезные заболевания, хорошо известно — хорошо известен ущерб, наносимый огромными плоскими ГЭС — все это усиливает социальную напряженность.

Эволюционно-исторический: В связи с ограниченностью топливных ресурсов на планете и экспоненциальным ростом катастрофических изменений в атмосфере и биосфере Земли, существующая традиционная энергетика, похоже, зашла в тупик — для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Будущее энергетического сектора связано с нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ). Мировые научные усилия выявили множество таких источников, большинство из которых уже более или менее широко используются. В настоящее время общий вклад возобновляемых источников энергии в мировой энергетический баланс все еще невелик — около 20% от конечного потребления энергии. При этом биотопливо и гидроэнергия, используемые традиционным способом, составляют наибольшую часть — около 17%, в то время как доля нетрадиционных ВИЭ составляет всего около 3%.

Энергия солнца

Солнечные установки всех видов используют солнечное излучение в качестве альтернативного источника энергии. Солнечное излучение можно использовать как для отопления, так и для производства электроэнергии.

Существуют различные способы преобразования солнечного излучения в тепло и электричество и, таким образом, в различные типы энергетических станций. Наиболее распространенными являются установки, использующие фотоэлектрические инверторы (солнечные батареи) для формирования солнечных панелей.

Солнечные станции активно используются в более чем 80 странах мира. Большинство крупнейших в мире солнечных установок расположены в США.

Преимуществами солнечной энергии являются ее возобновляемость, бесшумное функционирование и отсутствие вредных выбросов в атмосферу при преобразовании солнечного излучения в другие формы энергии.

Недостатками использования солнечной энергии являются высокая стоимость оборудования, зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Другой серьезной экологической проблемой является использование токсичных веществ при производстве солнечных элементов в системах солнечной энергии, вырабатывающих настроение.

Энергия ветра

Одним из наиболее перспективных источников энергии является ветер. Ветряные турбины начали устанавливать в начальных школах. Сила ветра используется для приведения ветрового стекла в движение. Это вращение, в свою очередь, передается на бегунки генератора.

Ветряные турбины (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии и некоторых странах Западной Европы (например, в Дании, где 25% электроэнергии производится таким способом). Энергия ветра является очень перспективным источником альтернативной энергии, и многие страны значительно расширяют использование этого типа электростанций.

Преимущество ветряных турбин заключается в том, что, особенно в ветреных районах, ветер можно рассматривать как неограниченный источник энергии. Кроме того, ветряные турбины не заражены вредными для атмосферы выбросами.

Недостатками устройств для производства энергии ветра являются непостоянство энергии ветра и низкая мощность отдельных ветрогенераторов. Ветряные турбины также печально известны из-за сильного шума, который они вызывают (поэтому их обычно располагают вдали от человеческих домов), досаждения птиц и насекомых, радиоволновых и военных помех.

Существуют различные способы преобразования солнечного излучения в тепло и электричество и, таким образом, в различные типы энергетических станций. Наиболее распространенными являются установки, использующие фотоэлектрические инверторы (солнечные батареи) для формирования солнечных панелей.

Альтернативные виды энергии

Альтернативные источники энергии от солнца

Один из самых мощных видов альтернативного источника энергии. В большинстве случаев она преобразуется в электроэнергию с помощью солнечных батарей. Вся планета может использовать энергию, которую Солнце посылает на Землю каждый день в течение года. Однако солнечные станции производят менее 2% от общего годового производства электроэнергии.

Главный недостаток — время и зависимость от времени. В северных странах добыча солнечной энергии нерентабельна. Структура является точной, а сами элементы солнечной энергии, включая токсичные вещества (свинец, галлий, мен), необходимо «обслуживать». Необходимы огромные площади для высокой производительности.

Солнечная электроэнергия широко распространена на обычных островах, в сельской местности и в местах, где она дешевле, чем на космических станциях. В более теплых странах, где цены на электроэнергию выше, она может удовлетворить потребности обычных домов. В Израиле, например, 80% воды нагревается за счет солнечной энергии.

Батареи также устанавливаются в беспилотных транспортных средствах, самолетах, летательных аппаратах и поездах hyperloop.

Ветроэнергетика

Ветровые турбины

Энергия ветра в 100 раз превышает запасы энергии всех рек на планете. Ветряные турбины помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Основными типами оборудования являются ветрогенераторы (для производства электроэнергии) и ветряные турбины (для получения механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии особенно хорошо развит в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветряных турбин превысила общую установленную мощность атомной энергетики.

Недостатком является то, что их невозможно контролировать (энергия ветра — другое дело). Ветряные турбины могут создавать радиопомехи и влиять на климат, удаляя часть кинетической энергии ветра, но ученые пока не знают, хорошо это или плохо.

Гидроэнергия

Гидроэлектростанции

Для преобразования движения воды в электроэнергию требуются гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Они строятся на реках с сильными водными потоками, которые не осушаются. Плотины строятся для достижения определенной высоты воды. Это заставляет цинк в гидростате двигаться, а турбины — приводить в движение генераторы.

Гидроэлектростанции дороже и сложнее в строительстве по сравнению с обычными станциями, но цена электроэнергии (российские ГЭС) в два раза ниже. Ветряные турбины работают по-разному и могут управлять производством электроэнергии.

В результате такой переработки образуются различные вещества. А именно: метан, двуокись углерода и сероводород. Смесь всех этих веществ называется биогазом. Следует сразу подчеркнуть, что этот вид топлива получают из отходов растительного и животного происхождения. В любом случае, он не поступает из сточных вод.

Плюсы и минусы использования

Каждый конкретный источник энергии, будь то традиционный или альтернативный, имеет свои преимущества и недостатки использования.

Solar7

Кроме того, каждая группа источников энергии имеет свои преимущества и недостатки. Что касается альтернативных источников, то к ним 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 технологически развитых странах мира, особое внимание уделяется использованию альтернативных источников энергии. Это связано с большими территориями, которые пока не имеют центрального источника энергии, а также с глобальной тенденцией к планетарной экологии и борьбе за сохранение традиционных видов топлива.

Solar12

В разных регионах страны разработаны различные виды альтернативных источников энергии. Это связано с их географическим положением и возможностью использования некоторых основных источников энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции получают все большее распространение среди различных слоев населения в качестве альтернативного или резервного источника электроэнергии.

В промышленных масштабах этот вид энергии существует и в нашей стране.

Общая установленная мощность солнечных электростанций превышает 400,0 МВт. Наиболее крупные из них следующие.

  • 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.

Более 50 фотоэлектрических электростанций разработали проекты в разных регионах и на разных стадиях строительства, от Дальнего Востока и Сибири до центральных и южных регионов нашей страны.

Общая мощность проектирования и строительства проекта превышает 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

В нашей стране есть и промышленные ветропарки, но их доля в общей мощности энергосистемы гораздо меньше, чем у солнечных станций.

Общая установленная мощность ветровых турбин составляет чуть более 100,0 МВт, наиболее мощными из которых являются

  • 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.

22 ветропарка на стадии проектирования и строительства, общей мощностью более 22 500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Этот вид альтернативной энергетики является наиболее распространенным на территории России. В настоящее время доля электроэнергии, вырабатываемой электростанциями, установленными на реках в различных регионах страны, превышает 20,0% от общего производства всей электроэнергетической системы Российской Федерации.

На начало 2017 года общая установленная мощность гидроэлектростанций составила 48085,94 МВт, что составляет 191 пункт различной мощности и конструкций.

Энергия приливов также используется для производства электроэнергии в нашей стране. В Мурманской области приливная станция в Кисловской была перестроена в 2007 году из станции конца 20-го века и в настоящее время имеет мощность 1,7 МВт.

В настоящее время проводятся технико-экономические исследования и разрабатывается проектная документация для строительства подобных установок в Охотском море (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом море (Мезенская).

Использование для частного дома

Использование альтернативных источников для отопления коттеджей и уток, а также для получения электроэнергии может применяться с большим успехом. В этом случае все зависит от места проживания пользователя и расположения энергопотребляющих объектов.

Знакомства

Способность солнечных станций и ветряных турбин вырабатывать электроэнергию зависит от активности солнца в данном месте и скорости ветра, а также от других погодных явлений, характерных для данной местности.

Микро-нефтяные электронные станции можно строить только в том случае, если рядом с потребляющим объектом есть река или другой водный объект. Если геотермальная вода находится вблизи поверхности, она находится в геотермальной электростанции.

Биотопливо в виде костра и древесных отходов возможно в тех районах страны, где леса в изобилии и есть развитая промышленность в этом направлении.

Производство биогаза и жидкого топлива — доступно в районах с большими посевными площадями, где большие запасы биомассы позволяют производить эти виды топлива.

Оцените статью
Бизнес блог