Что такое альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика в наше время является одним из самых популярных направлений для активной деятельности инновационных компаний и их разработок. В этой сфере ведётся огромное количество исследований, здесь заняты тысячи учёных, работающих в разных странах мира. А как же обстоят дела с альтернативной энергетикой в России? Если вы хотите знать ответ на данный вопрос, тогда эта статья может быть вам интересна.

Что такое альтернативная энергетика?

Прежде чем понять, что представляет собой альтернативная энергетика в России, необходимо разобраться с тем, что называется альтернативной энергетикой. Если говорить кратко, то альтернативная энергетика – это комплекс мер и способов, позволяющих получать энергию, используя для этого возобновляемые ресурсы.

Что не так с АЛЬТЕРНАТИВНОЙ энергией? | Дмитрий Побединский

К возобновляемым источникам энергии относится:

• Солнечная;
• Энергия вод;
• Ветровая;
• Приливная;
• Геотермальная энергия и многие другие источники энергии.

Ускоренные темпы развития являются характерной чертой для современной альтернативной энергетики во многих странах мира. Причина заключается в попытке снизить зависимость человечества от невозобновляемых источников энергии. Хорошей демонстрацией текущей зависимости человечества от нефти, газа и других подобных ресурсов стало такое известное событие, как нефтяной кризис 1973 года, который во многом способствовал поиску новых решений в сфере альтернативной энергетики.

Что касается положения России, то долгое время она не торопилась вести активные исследования в этой сфере, так как обладает большим количеством невозобновляемых источников энергии. На данный момент Россия обладает опытом в создании электростанций, которые используют в своей работе альтернативные источники энергии. Главной проблемой в этом направлении является отсутствие необходимой поддержки со стороны государства.

Виды альтернативной энергетики

На данный момент существует большое количество видов альтернативной энергетики.

Био

Биомасса (энергоносители растительного происхождения) может быть успешно использована для получения энергии. Важно отметить, что некоторая часть биомассы относится к традиционным источникам энергии (древесина, опилки, стружка и т. д.). Что же касается альтернативных источников энергии, то к понятию «биомасса» относятся растения, сельскохозяйственные отходы. Для сжигания биомассы используются два основных подхода:

• Использование котлов высокого давления (КПД такого процесса составляет 40–50%);
• Использование газовых турбин (КПД такого процесса составляет 93%);

Чтобы сжигание биомассы было экономически выгодным, необходимо выполнять её переработку вблизи источников сырья. По той причине, что источником сырья чаще всего выступают фермы и сельскохозяйственные предприятия, большая часть объектов, занимающихся переработкой биомассы, располагается вблизи них. Такой подход позволяет получить довольно большое количество энергии по небольшой цене.

Что касается России, то наиболее подходящими регионами для переработки биомассы являются Черноземье, Краснодарский край, Центральная часть России, Юг Сибири.

Ветровая

Ветер успешно используется для получения энергии. По целому ряду причин, наиболее выгодным местом для размещения ветряков является береговая линия (не меньше чем в 10 км от моря). В случае с Россией, наиболее подходящими местами для размещения ветряных электростанций является прибрежная линия Крайнего Севера, а также Дальний Восток.

Водородная

Альтернативная энергия из водорода может быть получена несколькими методами:

• Из природного газа;
• Из лёгкой нефти;
• Методом разложения воды на составляющие элементы (водород и кислород);
• Из микроорганизмов;
• Из ферментов;

Следует отметить, что водородный двигатель по эффективности превосходит стандартный двигатель внутреннего сгорания примерно в 2–3 раза, что делает альтернативную энергию, полученную из водорода, очень перспективным направлением как во всём мире, так и в РФ.

Геотермальная

Геотермальный способ получения альтернативной энергии позволяет использовать тепло земной коры. Использование геотермальной энергетики актуально лишь в определённых местах планеты, где это будет экономически целесообразно. На данный момент больше всего геотермальных электростанций находится на территории Италии, США, Ирландии и Новой Зеландии.

Мировое производство энергии с использованием геотермальных источников составляет 19,3 тыс. МВт. Россия производит порядка 10% все геотермальной энергии мира. Однако геотермальная энергетика в России должна развиваться и дальше, так как её потенциал очень велик. По оценке некоторых экспертов, только Камчатка способна производить порядка 5 тыс.

МВт энергии, используя геотермальные источники.

Солнечная

Солнечная энергетика является одним из самых перспективных направлений, так как Солнце – это мощнейший источник энергии, который способен полностью решить все энергетические проблемы нашей планеты. Кроме того, солнечная энергетика является полностью «зелёной», она не причиняет никакого вреда экологии.

На данный момент солнечная энергия производится во многих страна с использованием специальных фотоэлементов. Они устанавливаются на крышах зданий, солнечные батареи установлены на космических объектах. Специальные гелиостанции устанавливаются в местах с большим количеством солнечных дней.

Одной из основных проблем солнечной энергетики является низкий КПД используемых фотоэлементов, который в лучшем случае достигает 23%. Это не касается солнечных батарей, развернутых в космосе: от них КПД очень высок. Среди других недостатков также следует отметить непостоянный объём производства энергии, а также необходимость большого количества свободной территории для установки фотоэлементов.

В Российской Федерации лучшими местами для строительства гелиостанций являются Краснодарский край, Кубань, Приморье и Восточная Сибирь.

Термоядерная

Одним из самых многообещающих направлений в альтернативной энергетике является контролируемый термоядерный синтез, при помощи которого может быть полностью решена энергетическая проблема не только конкретных стран, но и всего человечества.

Среди главных преимуществ термоядерной энергетики нельзя не отметить:

• Неиссякаемые источники;
• Экологическую безопасность;
• Экономическую эффективность.

На данный момент ещё не удалось создать станций термоядерного синтеза, которые были бы экономически выгодными. Однако в этом направлении ведутся активные работы.

У истоков контролируемого термоядерного синтеза стоят известные учёные Илья Тамм, Игорь Курчатов и Андрей Сахаров. Первые исследования в этом направлении начали вестись ещё в 1950-е годы в СССР.

Одним из самых перспективных проектов в этом направлении является международный проект ITER, который должен дать первые серьёзные результаты, по прогнозам, в 2040–2050-е годы. Россия, как и многие другие страны, является участником этой программы.

Состояние альтернативной энергетики в России

В 90-е годы, в связи с определёнными событиями (распад СССР), многие программы по исследованиям в сфере альтернативной энергетики были частично или полностью прекращены. Затем были попытки вновь начать исследования в этом направлении, и даже определились регионы Российской Федерации, в которых развитие данной сферы особенно перспективно. Но несмотря на это в 2000-е годы исследования в этой сфере были практически прекращены.

Одной из причин прекращения работы в данной сфере стала высокая цена на нефть, что, в свою очередь, отбило желание у государства вкладывать средства в поиски новых способов получения энергии.

Достижения России в альтернативной энергетике

На данный момент исследования в направлении «зеленой» энергетики в России практически не ведутся, однако государство имеет определённые достижения в этой сфере.

Среди таких достижений можно отметить наличие целого ряда ветряных электростанций, а также наличие геотермальных станций.

Развитие солнечной энергетики в России также даёт свои определённые плоды, на территории страны работает несколько солнечных станций. Определённое развитие получила и приливная энергетика.

Проблемы

Одной из главных проблем для всех занимающихся альтернативной энергетикой в России является отсутствие господдержки, а также отсутствие нормативно-правовой базы для этого рода деятельности.

Среди других проблем следует отметить отсутствие выгоды от вложений в эту сферу, а также неконкурентоспособность электростанций, использующих альтернативные источники энергии, по сравнению с использующими традиционные.

Следует отметить, что в период с 2000 до 2010 год процент использования возобновляемых источников в российском энергетическом балансе увеличился. Однако причиной этого стало большее использование традиционно возобновляемых источников – таких, как отходы деревообрабатывающей промышленности.

Ещё одним серьёзным недостатком является отсутствие необходимой инфраструктуры для развития альтернативной энергетики, а также недостаток кадров, способных работать в этом направлении, особенно высококвалифицированных. Причины этого заключаются в том, что инвестиции в эту сферу пока что невыгодны, поэтому их практически нет. Даже несмотря на то, что альтернативные источники энергии в России имеются в большом достатке. Данную проблему способна решить господдержка, хотя бы на ранних стадиях проектов, пока они не достигнут окупаемости.

Источник: ekoenergia.ru

Водоросли, приливы, тепло Земли, водород и другие: пять преимуществ и шесть недостатков альтернативных источников энергии

Топить печь можно даже рыбой. Когда-то так делали в российских регионах, где много водоемов, но мало леса — в тундре на севере Сибири, в низовьях Дона и Волги. В качестве топлива использовали щуку, чехонь и воблу, считая их малоценными пищевыми продуктами на фоне рыбного изобилия. Этот старинный способ получения энергии сегодня назвали бы альтернативным и даже возобновляемым, но вряд ли такой источник удовлетворит энергетические нужды хотя бы небольшого современного города. Какие еще альтернативные источники энергии есть у человечества и в чем их особенности — разбиралась «Энергия+».

Биотопливо

До сих пор почти 40% населения Земли используют дрова для обогрева жилья и приготовления пищи. Но если просто рубить дрова там, где их много, например на Севере и в Сибири, то для современных потребностей экономики леса может не хватить и в таких регионах. Кроме того, заготовка дров — трудно механизируемый процесс. Он требует большого количества рабочих рук, человеко-часов работы, что в современных условиях также не годится.

Есть и другие виды биотоплива. Например, торф: он используется с первобытных времен. Но сегодня сжигать его нерационально — из торфа можно извлекать множество полезных продуктов для медицины, косметологии, химической промышленности. Поэтому его можно считать значимым участником энергетики только в регионах, где его много.

К биотопливу относятся и побочные продукты лесной и сельскохозяйственной промышленности: древесная щепа, опилки, ветки, пни, ботва, солома, навоз — все это можно измельчать и прессовать в древесные топливные брикеты и гранулы (пеллеты) или перегонять в жидкое топливо — биодизель, биоэтанол, газ. Для производства этих видов топлива также выращивают рапс, подсолнечник, масличную пальму, сахарный тростник. В регионах с обилием ресурсов сельского хозяйства, в том числе в России, эти источники могут закрыть до 20–30% местных потребностей в энергии. Но плодородных земель на планете и даже в нашей стране не так уж много, население растет, а потому площади охотнее отдают под пищевые культуры.

Автомобиль может ездить и на спирте, который тоже делается из растительного сырья. Именно на этом топливе работал один из первых автомобилей, разработанный Генри Фордом, пока спиртовые двигатели не были вытеснены более эффективными бензиновыми.

Перспективный вид биотоплива — микроводоросли, которые можно выращивать в естественных или искусственных водоемах. Микроводоросли — это одноклеточные организмы, которые очень быстро размножаются: клетки делятся каждые 20 минут, за это время происходит двукратное увеличение их общей массы, за час — восьмикратное. Если бы на Земле не было поедающих водоросли организмов, мороза и засухи, микрозелень покрыла бы «ковром» всю поверхность планеты за сутки-двое. В реальности с поверхности одного пруда площадью в один гектар можно снимать сотни тонн водорослей в год — это на порядки выше, чем у самой продуктивной сельхозкультуры на суше.

Но естественное ограничение масштабного развития водорослевой энергетики — климат. Далеко не везде их можно выращивать круглый год, и не везде они могут давать такие высокие урожаи даже летом. В открытых водоемах сырье для перспективного топлива поедают рыбы, насекомые и моллюски, а выращивать водоросли в закрытых бассейнах — с принудительной подачей воздуха, искусственным поддержанием температурного и светового режима, — слишком накладно.

Дыхание Мирового океана

Почему на морских берегах возникают приливы? Это действие сил притяжения Луны и Солнца. В местах с высокими приливными волнами можно строить плотины, примерно такие же, как плотины гидроэлектростанций, с вращаемыми водой турбинами. Мощность такой станции прямо пропорциональна площади залива и квадрату средней высоты прилива. В России эта средняя высота максимальна в узких заливах Охотского и Белого морей и составляет около 6 метров.

Сейчас на Земле действует около десятка приливных станций и строится ряд новых, в том числе в России. Сложности развития приливной энергетики связаны с малым числом мест, где приливы высокие, большой стоимостью строительства и опасениями экологического характера: если перегораживать плотинами морские заливы, как это подействует на экосистемы?

Тепло глубин Земли и инерция лета

Специалисты по разведке и добыче нефти и газа знают, что недра на больших глубинах сильно разогреты — на 3–4 километрах температура жидкости и газа достигает ста градусов Цельсия и выше. Дальше еще горячее — это действие теплового потока из земных глубин. В зонах разломов земной коры, в горных и сейсмически активных районах на поверхность выходит горячая вода или перегретый пар, которые можно использовать для отопления и выработки электроэнергии.

Есть хорошие примеры развития геотермальной энергетики на Камчатке и на Кавказе — в этих регионах тепло из недр Земли выходит на поверхность. К сожалению, таких мест на планете не настолько много, чтобы геотермальная энергетика стала одним из лидеров в генерации энергии. Добывать же тепло с глубин в несколько километров можно, но это дороже и сложнее технологически, чем с поверхности.

Еще один источник энергии — тепло верхних слоев земной коры, которые прогреваются солнцем. Летом оно прогревает породу до некоторой глубины, а зимой на этой глубине тепло сохраняется — слои грунта выступают в роли аккумулятора. В средней полосе России зимой земля промерзает обычно на глубину 0,5–1 метра, ниже теплее: земля по инерции сохраняет летнее тепло, которое можно использовать для обогрева помещений. Сложность использования такого источника — в балансе, который возможен не везде: летом должно быть достаточно жарко, чтобы грунт хорошо прогрелся, а зимой не слишком холодно, чтобы он остался теплым.

Водородная энергетика

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной: 89% всех атомов — это атомы водорода. Много его и на Земле: крупнейший доступный нам «склад» водорода — морская вода, в ней «хранится» больше 10 23 тонн водорода, или сто миллионов миллиардов тонн. При сгорании единицы массы водорода генерируется втрое больше тепла, чем при сгорании природного газа, и теоретически водорода только из Мирового океана хватит для удовлетворения всех наших потребностей в энергии в течение миллионов лет, поэтому сейчас о «водородной экономике» говорят много. Увы, пока только говорят.

Дело в том, что весь водород на Земле находится в связанном состоянии. Его надо «отцепить» от кислорода в молекуле воды или от углерода в молекуле природного газа, а этот процесс оставляет углеродный след и требует больших затрат энергии. В результате ценность и чистота водорода, полученного на выходе, меньше, чем энергетические вложения на его «освобождение».

Водородная энергетика будет оправдана при наличии дешевой и экологически чистой электроэнергии. Например, водород можно вырабатывать методом электролиза воды, используя энергию гидростанций, ветровых и солнечных станций. Это нестабильные источники, они дают слишком много энергии в определенные периоды — и тогда излишек можно направить на выработку водорода. С помощью электролиза сегодня получают лишь 5% водорода в мире, остальные 95% извлекают из угля или природного газа, что сопряжено с выбросами парниковых газов и загрязняющих веществ в атмосферу. Кроме того, и газ, и уголь — готовое топливо, и выгоднее использовать его непосредственно.

Другой путь — найти много свободного водорода в естественном состоянии, например, выходящего из глубин Земли. Такой водород раньше находили случайно: в 1987 году в Мали у села Буракебугу бурили скважины для поиска питьевой воды и обнаружили чистый водород, который сейчас используется для выработки энергии для села.

В последние 10–15 лет чистый водород начали искать целенаправленно. Сложность в том, что у него нет ни цвета, ни запаха. Выходя на земную поверхность, он, будучи легче воздуха, быстро улетучивается. Поиски пока не дали ощутимых результатов.

С водородом связана и другая отрасль энергетики — атомная. Более полувека ученые всего мира бьются над созданием управляемого термоядерного синтеза (УТС).

Это слияние двух атомов водорода с образованием атома гелия, которое дает колоссальный энергетический эффект: 10 граммов смеси изотопов водорода (дейтерия и трития) дают столько же энергии, сколько один килограмм урана в атомном реакторе. Главная сложность связана с тем, что реакция синтеза протекает при температуре в миллионы градусов. Вещество сначала нужно нагреть, потратив колоссальное количество энергии, а затем — удержать в вакууме, чтобы оно не соприкоснулось со стенками реактора для синтеза и не уничтожило их. Пока эти задачи решены лишь частично, в исследовательских установках.

Необычные углеводороды

Необычные углеводороды — это те же углеводороды, что составляют нефть и газ, но находятся в более сложных условиях залегания, например в мелко-трещиноватой породе, из которой их трудно и дорого извлекать. Плюс в том, что таких углеводородов, возможно, на порядок больше, чем «обычных» — осталось лишь разработать технологии, делающие их добычу рентабельной и экологичной.

Источники энергии, о которых мы рассказали, могут быть использованы в тех или иных пропорциях в разных регионах в зависимости от их конкретных условий. Нет ничего, что можно сбросить со счетов как бесполезное и бесперспективное. В то же время, ничто не может стать панацеей, решающей все энергетические задачи человечества без помощи других источников.

Пока примерно 80% своих потребностей в энергии человечество обеспечивает за счет угля, нефти и газа. За последние 50–60 лет эта доля существенно не изменилась, и в обозримом будущем именно ископаемые углеводороды будут составлять основу нашего энергетического «рациона», а остальное будет добавляться к ним, как салаты, гарниры или десерты к основному блюду.

Источник: e-plus.media

Виды энергетики: традиционная и альтернативная. Энергия будущего

Все существующие направления энергетики можно условно разделить на зрелые, развивающиеся и находящиеся в стадии теоретической проработки. Одни технологии доступны для реализации даже в условиях частного хозяйства, а другие могут использоваться только в рамках промышленного обеспечения. Рассматривать и оценивать современные виды энергетики можно с разных позиций, однако принципиальное значение имеют универсальные критерии экономической целесообразности и производственной эффективности. Во многом по этим параметрам сегодня расходятся концепции применения традиционных и альтернативных технологий генерации энергии.

Традиционная энергетика

Это широкий пласт сформировавшихся отраслей тепло- и электроэнергетики, обеспечивающей порядка 95% мировых потребителей энергии. Генерация ресурса происходит на специальных станциях – это объекты ТЭС, ГЭС, АЭС и т. д. Они работают с готовой сырьевой базой, в процессе переработки которой происходит выработка целевой энергии. Выделяют следующие стадии производства энергии:

• Изготовление, подготовка и доставка исходного сырья на объект выработки того или иного вида энергии. Это могут быть процессы добычи и обогащения топлива, сжигание нефтепродуктов и т. д.
• Передача сырья к узлам и агрегатам, непосредственно преобразующим энергию.
• Процессы преобразования энергии из первичной во вторичную. Эти циклы присутствуют не на всех станциях, но, к примеру, для удобства доставки и последующего распределения энергии могут использоваться разные ее формы – в основном тепло и электричество.
• Обслуживание готовой преобразованной энергии, ее передача и распределение.

На завершающем этапе ресурс отправляется конечным потребителям, в качестве которых могут выступать и отрасли народного хозяйства, и рядовые домовладельцы.

Тепловая электроэнергетика

Самая распространенная отрасль энергетики в России. Тепловые электростанции в стране производят более 1000 МВт, используя в качестве перерабатываемого сырья уголь, газ, нефтепродукты, сланцевые залежи и торф. Вырабатываемая первичная энергия в дальнейшем преобразуется в электричество. Технологически у таких станций масса преимуществ, которые и обуславливают их популярность. К ним можно отнести нетребовательность к условиям эксплуатации и легкость технической организации рабочего процесса.

Объекты тепловой энергетики в виде конденсационных сооружений и теплоэлектроцентралей могут возводиться прямо в районах добычи расходного ресурса или местах нахождения потребителя. Сезонные колебания никак не влияют на стабильность функционирования станций, что делает такие источники энергии надежными. Но есть и недостатки у ТЭС, к которым можно отнести применение исчерпаемых топливных ресурсов, загрязнение окружающей среды, необходимость подключения больших объемов трудовых ресурсов и др.

Гидроэнергетика

Гидротехнические сооружения в виде энергетических подстанций предназначены для выработки электричества в результате преобразования энергии потока воды. То есть, технологический процесс генерации обеспечивается сочетанием искусственных и природных явлений. В ходе работы станция создает достаточный напор воды, которая в дальнейшем направляется к турбинным лопастям и активизирует электрогенераторы. Гидрологические виды энергетики различаются по типу используемых агрегатов, конфигурации взаимодействия оборудования с естественными потоками воды и т. д. По рабочим показателям можно выделить следующие разновидности гидростанций:

• Малые – вырабатывают до 5 МВт.
• Средние – до 25 МВт.
• Мощные – более 25 МВт.

Также применяется классификация в зависимости от силы напора воды:

• Низконапорные станции – до 25 м.
• Средненапорные – от 25 м.
• Высоконапорные – выше 60 м.

К достоинствам гидроэлектростанций относят экологическую чистоту, экономическую доступность (бесплатная энергия), неисчерпаемость рабочего ресурса. В то же время гидротехнические сооружения требуют больших начальных затрат на техническую организацию аккумулирующей инфраструктуры, а также имеют ограничения по географическому размещению станций – только там, где реки обеспечивают достаточный напор воды.

Атомная энергетика

В некотором смысле это подвид тепловой энергетики, но практически производственные показатели работы ядерных станций на порядок выше ТЭС. В России используют полные циклы выработки атомной электроэнергии, что позволяет генерировать большие объемы энергетического ресурса, но имеют место и огромные риски использования технологий обработки урановой руды. Обсуждением вопросов безопасности и популяризации задач данной отрасли, в частности, занимается АНО «Информационный центр атомной энергетики», имеющий представительства в 17 регионах России.

Ключевую роль в исполнении процессов генерации ядерной энергии играет реактор. Это агрегат, предназначенный для поддержания реакций деления атомов, которые, в свою очередь, сопровождаются выделением тепловой энергии. Существуют разные типы реакторов, отличающиеся применяемым видом топлива и теплоносителем.

Чаще используется конфигурация с легководным реактором, использующим в качестве теплоносителя обычную воду. Основным ресурсом переработки в ядерной атомной энергетике выступает урановая руда. По этой причине АЭС обычно проектируются с расчетом на размещение реакторов вблизи от месторождений урана. На сегодняшний день в России действует 37 реакторов, совокупная мощность выработки которых составляет около 190 млрд кВт*ч/год.

Характеристика альтернативной энергетики

Практически все источники альтернативной энергии выгодно отличаются финансовой доступностью и экологической чистотой. По сути, в данном случае происходит замена перерабатываемого ресурса (нефти, газа, угля и т. д.) на природную энергию. Это может быть солнечный свет, потоки ветра, тепло земли и другие естественные источники энергии за исключением гидрологических ресурсов, которые сегодня рассматриваются как традиционные. Концепции альтернативной энергетики существуют давно, однако по сей день они занимают небольшую долю в общем мировом энергообеспечении. Задержки в развитии данных отраслей связаны с проблемами технологической организации процессов выработки электричества.

Но чем обусловлено активное развитие альтернативной энергетики в наши дни? В немалой степени необходимостью снижения темпов загрязнения окружающей среды и в целом проблемами экологии. Также в скором будущем человечество может столкнуться с истощением традиционных ресурсов, используемых в производстве энергии. Поэтому, даже несмотря на организационные и экономические препятствия, все больше внимания уделяется проектам развития альтернативных форм энергетики.

Геотермальная энергетика

Один из самых распространенных способов получения энергии в бытовых условиях. Геотермальная энергия вырабатывается в процессе аккумуляции, передачи и преобразования внутреннего тепла Земли. В промышленных масштабах обслуживаются подземные породы на глубинах до 2-3 км, где температура может превышать 100°С.

Что касается индивидуального применения геотермальных систем, то чаще задействуются поверхностные аккумуляторы, располагаемые не в скважинах на глубине, а горизонтально. В отличие от других подходов к выработке альтернативной энергии, практически все геотермальные виды энергетики в производственном цикле обходятся без этапа преобразования. То есть первичная тепловая энергия в этой же форме и поставляется конечному потребителю. Поэтому используется такое понятие, как геотермальные системы отопления.

Солнечная энергетика

Одна из старейших концепций альтернативной энергетики, задействующая в качестве аккумулятивного оборудования фотоэлектрические и термодинамические системы. Для реализации фотоэлектрического метода генерации используют преобразователи энергии световых фотонов (квантов) в электричество. Термодинамические установки более функциональны и за счет солнечных потоков могут вырабатывать как тепло с электричеством, так и механическую энергию для создания приводного усилия.

Схемы достаточно простые, но есть немало проблем при эксплуатации такого оборудования. Связано это с тем, что солнечная энергетика в принципе характеризуется целым рядом особенностей: нестабильностью из-за суточных и сезонных колебаний, зависимостью от погоды, низкой плотностью потоков света. Поэтому на этапе проектирования солнечных батарей и аккумуляторов много внимания уделяется исследованию метеорологических факторов.

Волновая энергетика

Процесс выработки электричества из волн происходит в результате преобразования энергии прилива. В основе большинства электростанций такого типа находится бассейн, который организуется или в ходе отделения устья реки, или за счет перекрытия залива плотиной. В образованном барьере устраиваются водопропускные отверстия с гидротурбинами.

По мере изменения уровня воды во время приливов происходит вращения турбинных лопастей, что и способствует выработке электричества. Отчасти этот вид энергетики схож с принципами работы гидроэлектростанциями, но сама механика взаимодействия с водным ресурсом имеет существенные отличия. Волновые станции могут использоваться на побережьях морей и океанов, где уровень воды поднимается до 4 м, позволяя вырабатывать мощность до 80 кВт/м. Недостаток таких сооружений связан с тем, что водопропускные сооружения нарушают обмен пресной и морской воды, а это негативно сказывается на жизни морских организмов.

Ветровая энергетика

Еще один доступный для применения в частном хозяйстве способ получения электричества, отличающийся технологической простотой и экономической доступностью. В качестве обрабатываемого ресурса выступает кинетическая энергия воздушных масс, а роль аккумулятора выполняет двигатель с вращающимися лопастями. Обычно в ветровой энергетике применяют генераторы электрического тока, которые активизируются в результате вращения вертикальных или горизонтальных роторов с пропеллерами. Средняя бытовая станция такого типа способна генерировать 2-3 кВт.

Энергетические технологии будущего

По оценкам экспертов, к 2100 г совокупная доля угля и нефти в мировом балансе составит около 3%, что должно отодвинуть термоядерную энергетику на роль второстепенного источника энергетических ресурсов. На первое же место должны встать солнечные станции, а также новые концепции преобразования космической энергии, основанной на беспроводных каналах передачи. Процессы становления энергии будущего должны начаться уже к 2030 г., когда наступит период отказа от углеводородных источников топлива и перехода к «чистым» и возобновляемым ресурсам.

Перспективы российской энергетики

Будущее отечественной энергетики преимущественно связывается с развитием традиционных способов преобразования природных ресурсов. Ключевое место в отрасли должна будет занять ядерная энергетика, но в комбинированном варианте. Инфраструктуру атомных станций должны будут дополнять элементы гидротехники и средства переработки экологически чистого биотоплива.

Не последнее место в возможных перспективах развития отводится и солнечным батареям. В России и сегодня этот сегмент предлагает немало привлекательных идей – в частности, панели, которые могут работать даже в зимнее время. Аккумуляторы преобразуют энергию света как такового даже без тепловой нагрузки.

Заключение

Современные проблемы энергетического обеспечения ставят крупнейшие государства перед выбором между мощностью и экологической чистотой выработки тепла и электричества. Большинство освоенных альтернативных источников энергии при всех своих плюсах не способны в полной мере заменить традиционные ресурсы, которые, в свою очередь, могут использоваться еще несколько десятилетий. Поэтому энергию будущего многие специалисты представляют как некий симбиоз различных концепций генерации энергоресурсов. Причем новые технологии ожидаются не только на промышленном уровне, но и в бытовом хозяйстве. В этой связи можно отметить градиент-температурные и биомассовые принципы энергетической выработки.

Источник: fb.ru