Что такое возобновляемые источники энергии

Введение

Вся современная мировая экономика зависит от богатств, накопленных еще во времена динозавров: нефти, газа, угля и прочих видов ископаемого топлива. Большинство действий в нашей жизни: от поездки в метро до подогревания чайника на кухне, в конечном итоге, требуют сжигания этого доисторического наследства. Основная проблема в том, что эти легкодоступные энергетические ресурсы не возобновляются. Рано или поздно человечество выкачает из земных недр всю нефть, сожжет весь газ и выкопает весь уголь. На чем тогда будем греть чайники?

Не стоит также забывать и об отрицательном экологическом воздействии сжигания топлива. Увеличение содержания парниковых газов в атмосфере приводит к увеличению средней температуры на всей планете. Продукты сгорания топлива загрязняют воздух. Жители крупных городов особенно хорошо на себе это чувствуют.

Все мы задумываемся о будущем, пусть даже это будущее наступит не при нас. Мировое сообщество уже давно осознало ограниченность запасов ископаемого топлива. И отрицательное воздействие их использования на экологию. Ведущие государства уже сейчас внедряют программы постепенного перехода на экологически чистые и возобновляемые источники энергии.

По всему миру человечество ищет и постепенно внедряет замену ископаемому топливу. Уже давно во всем мире работают солнечные, ветряные, приливные, геотермальные и гидроэлектростанции. Казалось бы, что мешает прямо сейчас обеспечить с их помощью все потребности человечества?

На самом деле у альтернативной энергетики много проблем. Например, проблема географического распределения энергетических ресурсов. Ветряные электростанции строятся только в районах, где часто дуют сильные ветра, солнечные – где минимальное количество пасмурных дней, гидроэлектростанции – на крупных реках. Нефть, конечно, тоже есть не везде, но ее доставить проще.

Вторая проблема альтернативной энергетики – нестабильность. На ветряных электростанциях выработка зависит от ветра, который постоянно меняет скорость или вообще затихает. Солнечные электростанции плохо работают в пасмурную погоду и вообще не работают ночью.

Ни ветер, ни Солнце не учитывают нужды потребителей энергии. В тоже время выработка энергии тепло- или атомной электростанции постоянна и легко регулируется. Решить данную проблему может только строительство огромных хранилищ энергии, для создания резерва на случай низкой выработки. Однако это очень сильно удорожает всю систему.

Из-за этих и многих других сложностей замедляется развитие альтернативной энергетики в мире. Сжигать ископаемое топливо по-прежнему проще и дешевле.

Однако если в масштабах мировой экономики альтернативные источники энергии и не дают большой выгоды, то в рамках отдельного дома они могут быть весьма привлекательны. Уже сейчас многие ощущают на себе постоянное увеличение тарифов на электроэнергию, тепло и газ. С каждым годом энергетические компании все глубже залазят в карман обычных людей.

Эксперты международного венчурного фонда I2BF представили первый обзор рынка возобновляемой энергетики. По их прогнозам, через 5–10 лет технологии альтернативной энергетики станут конкурентоспособнее и получат массовое распространение. Уже в настоящее время разрыв в стоимости альтернативной и традиционной энергии быстро сокращается (www.active-house.ru).

Под стоимостью энергии подразумевается цена, которую хочет получить производитель альтернативной энергии, чтобы за время жизни проекта компенсировать свои капитальные расходы и обеспечить доходность в 10% на вложенный капитал. В эту цену также будет включена стоимость долгового финансирования, так как большинствовлечением серьезного рычага заемных средств.

Приведенный график иллюстрирует оценку различных видов альтернативной и традиционной энергетики во II квартале 2011 г. (рис. 1).

 
Рис. 1. Оценка различных видов альтернативной и традиционной энергетики

По приведенным цифрам самой низкой стоимостью из всех видов альтернативной энергетики обладает геотермальная энергия, а также энергия, образующаяся при сжигании мусора и свалочного газа. По сути, они уже могут напрямую конкурировать с традиционной энергетикой, но лимитирующим фактором для них служит ограниченное количество мест, где можно реализовать эти проекты.

Для тех, кто хочет получить независимость от капризов энергетиков, кто хочет внести свой вклад в развитие альтернативной энергетики, кто просто хочет немного сэкономить на энергии, и написана эта книга.

Из книги В. Германович, А. Турилин «Альтернативные источники энергии. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы».

Продолжение читайте здесь

9) Гидроэлектроэнергия

Гидроэлектростанции очень популярны во всем мире. Примечательно, что в некоторых странах гидроэлектростанции обеспечивают население 75 процентами необходимой энергии.

Например, гидроэлектростанция в Итайпу (Парагвай) обеспечивает 90 процентов потребностей страны в энергии. Кроме того, эта станция обеспечивает энергией Бразилию, поставляя 20 процентов электричества необходимого всей Бразилии. Мощность гидротурбин составляет 10 процентов от всей мощности гидроэлектростанций во всем мире. 

Первая крупная ГЭС открылась на Ниагарском водопаде на американо-канадской границе в 1879 году. С помощью плотины обеспечивается более экологически чистая выработка энергии. 

В настоящее время, стоимость энергии ГЭС это менее половины стоимости энергии добываемой от солнечных батарей и в три раза меньше, чем себестоимость тепловой энергии.

Также гидроэнергия имеет КПД выше, чем при сжигании угля и газа. Например, КПД ископаемых углеродов составляет 50 процентов, когда как КПД ГЭС равняется 90 процентам. Кроме того, почти вся используемая вода для работы электрических турбин, возвращается в запасные хранилища. 

Геотермальные электростанции

Температура тем выше, чем глубже буровая скважина. Однако в сейсмически опасных зонах температура при погружении в скважину поднимается быстрее в силу разрыва тектонических плит. Высокое значение геотермического градиента удешевляет добычу энергию, так как приходится бурить не так глубоко. Лучший вариант — гейзеры, у которых воды на поверхности и так достигают необходимой температуры.

Устройство и конструкция

Схему электростанции можно представить так: воду закачивают в недры Земли, жидкость, просачиваясь в трещины, нагревается до появления водяного пара, а после поднимается по второй скважине, расположенной параллельно.

Нагревшуюся воду доставляют на станцию, энергию перерабатывают в элетрическую с помощью генератора и турбин.

По устройству эти электростанции бывают:

  • на парогидротермах — для добычи энергии эксплуатируют нагретую еще в природе воду;
  • двухконтурная на водяном паре — специальный парогенератор создает дополнительный пар.

Принцип работы

В геотермальной энергетике используется несколько способов работы.

  • Прямой способ. Для этого метода берут сухой пар, который поступает через турбину;
  • Непрямой способ. Метод подразумевает работу с водяным паром при температуре выше 180 градусов Цельсия. Вызываемое давление заставляет воду течь через скважину, а последующее его уменьшение приводит к образованию пара в турбине. Остатки водного ресурса стекает обратно в скважину;
  • Бинарный (смешанный) способ. Воды применяют с дополнительной жидкостью, к примеру, хладагентом.

Энергия Луны

Мужские жизненные ритмы очень часто сбивают нас с верной колеи, уводят от нашего истинного пути. Живя и работая в социуме наравне с мужчинами, мы, конечно же, волей-неволей подчиняемся и их ритмам жизни.

Потому-то так часто мы теряемся под напором этой жизни, потому мечемся, суетимся, вечно куда-то спешим, опаздываем и никак не находим минутки вспомнить о себе — о себе истинных, о том настоящем, природном, что еще осталось в нас при всем бешеном ритме нашей жизни.

Наша внутренняя вселенная всегда ждет нас — она ждет, когда мы, наконец, заглянем в нее, соприкоснемся со своей душой, вспомним о своей истинной природе — и начнем жить в гармонии с ней. В этой внутренней вселенной, как вы уже поняли, есть и Луна, и Солнце, чей свет протекает в виде энергий инь и ян по нашему телу.

Есть внутри нас и другие различные типы энергетики, соответствующие разным планетам. Очень разная это энергетика:

  • энергетика Марса — воинственная, агрессивная,
  • Венеры — нежная, женственная,
  • Юпитера — грозная, величественная, царственная…

И от того, какие типы энергии преобладают в нас в данный момент, зависит и наше будущее.

Андрей Андреев

Картофель Каменский: характеристика и описание, отзывы, фото, урожайность сорта

Месторождения гелия-3 — веское доказательство протекания реакций синтеза в недрах

Существенным доказательством реакций ядерного синтеза во внутреннем ядре Земли, состоящем из гидридов металлов, является распределение концентрации изотопов гелия. Группой профессора Мамырина (Ленинградский физико-технический институт) в 1968 г. при исследовании химсостава газов вулканических выбросов на Камчатке было обнаружено, что отношение 3He/4He в мантии Земли стабильно и в тысячу раз больше, чем в земной коре. Позже эффект истечения 3He из глубоких трещин в земной коре и при извержении вулканов был обнаружен и в других регионах земного шара.

Подчеркнем, что Гелий-3 образуется исключительно при протекании реакций синтеза. Ни при каких реакциях распада тяжелых элементов его образование невозможно.

Следует отметить, что 3He не может быть и «первичным гелием» — остатками вещества сверхновой звезды, из которого образовались планеты, ибо в этом случае максимальная температура Земли при её формировании не должна была превышать 800–1000К, что явно нереально .

Соотношение 3He/4He в земной коре резко уменьшается, так как 3He смешивается с изотопом 4He, в основном образующимся при радиоактивном распаде урана и тория. Далее гелий через разломы в земной коре и вулканы попадает в атмосферу Земли и улетучивается в космос.

Если конец ХХ века и начало ХХI века характеризуются бумом информационных и коммуникационных технологий, то последующие десятилетия будут веком революции в энергетической сфере, и в первую очередь в водородной энергетике, в понимании происхождения потоков водорода из недр Земли, порождённых «квазиядерными» реакциями синтеза. Практическое решение  этих проблем может прийти неожиданно. И та страна (тот коллектив ученых), кому удастся найти это решение, сделает гигантский технологический скачок в будущее, станет законодателем мод не только в науке и технике, но и в политике.

  1. Андерсон (.Anderson Don L.) New Theory of the Earth // Cambridge U. Press, New York, 2007, 384
  2. Лей, Нернлунд, Баффит ( Lay T, Hernlund J. and .Buffett B.A.)  // Nature   geoscience, V.1, 2008, p.25-32.
  3. Терез Э.И., Дабахов И.А. / Реакции синтеза — основной источник внутренней энергии Земли и абиогенного происхождения углеводородов / ResearchGate / 01.2019
  4. Баранов М.И. / Электротехника и электроника. 2010. Т. 6. C. 46–48.
  5. Gando A., Gando Y., Ichimura K., et al. // Nature Geoscience. V. 4. P. 647–651.
  6. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет.М.: Наука, 1983.
  7. Зельдович Я.Б. // Жур. экспер. и теор. физики. – 1957.- т.33. – вып.4. – С.991-993.
  8. Ванг Хонг-цханг (Wang Hong-zhang) // Chin.  Astrophys. 1990. V. 14/4, P. 361
  9. Дабахов И.А. / Земля под нами расширяется / 10.10.2017
  10. Летников Ф.А. Сверхглубинные флюидные системы Земли и проблемы рудогенеза // Глубинный магматизм, магматические источники и проблемы плюмов. Труды 2 Международного семинара, Владивосток, 2002 Иркутск; Владивосток: Изд-во ИрГТУ, 2002. С.5-24.
  11. Мамырин Б.А., Ануфриев Г.С., Хабарин Л.В. и др. / Закономерность распределения концентрации изотопов гелия Земли. / Госреестр открытий СССР. Приоритет № 253 от 2.07.1968.
  • 1
  • 33
  • 5

Читайте также

Пигменты хлоропластов

Что происходит во время фотосинтеза? На молекулярном уровне фотосинтез обеспечивают особые вещества — пигменты, благодаря которым энергия солнечного света становится доступной для биологических систем. У фотосинтезирующих организмов можно выделить три основные группы пигментов:

Хлорофиллы:

  • хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,
  • хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,
  • хлорофилл c — у бурых водорослей,
  • хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.

Каротиноиды:

  • каротины — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот;
  • ксантофиллы — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот

Фикобилины — красные и синие пигменты красных водорослей.

В хлоропластах пигменты ассоциированы с белками с помощью ионных, водородных и других типов связей. Не стоит забывать, что у растений есть множество других пигментов, находящихся не в хлоропластах и не принимающих участие в фотосинтезе — например, антоцианы.

Хлорофилл

Хлорофиллы выполняют функции поглощения, преобразования и транспорта энергии света. Лучше всего хлорофиллы поглощают свет в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра. Зелёную область спектра хлорофиллы эффективно отражают, что придаёт растению зелёный цвет.

Интересно, что строение молекулы хлорофилла схоже со строением гемоглобина, но центром молекулы хлорофилла является ион магния, а не железа.

Основными хлорофиллами высших растений являются хлорофилл a и хлорофилл b, они входят в состав реакционных центров фотосистем и светособирающих комплексов мембран тилакоидов хлоропластов. Светособирающие комплексы улавливают кванты света и передают энергию к фотосистемам I и II. Фотосистемы — это пигмент-белковые комплексы, играющие ключевую роль в световой фазе фотосинтеза.

Каротиноиды

Каротиноиды — это жёлтые, оранжевые или красные пигменты. В зелёных листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в листьях хлорофилла. При разрушении хлорофилла осенью именно каротиноиды придают листьям характерную жёлто-оранжевую окраску. 

Функции каротиноидов:

Антенная — входят в состав светособирающих комплексов, улавливают энергию света и передают её на хлорофиллы. Каротиноиды играют роль дополнительных светособирающих пигментов в той части солнечного спектра (450—570 нм), где хлорофиллы малоэффективны

Особенно это важно для водных экосистем, в которых волны оптимальной для хлорофиллов длины быстро исчезают с глубиной.
Защитная функция (антиоксидантная) — обезвреживание агрессивных кислородных соединений (активных форм кислорода) и избытка хлорофилла в возбуждённом состоянии при слишком ярком освещении.

Каротиноиды химически представляют собой 40-углеродную цепь с двумя углеродными кольцами по краям цепи. В строении ксантофиллов, в отличие от каротинов, присутствуют спиртовые, эфирные или альдегидные группы.

Учите биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду BIO72020 вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 7 класса, в котором изучается тема фотосинтеза.

Изменение уровня сахара в организме

Если в пище присутствует крахмал, это не приводит к масштабным изменениям сахара в крови, поскольку процесс гидролиза полисахарида протекает достаточно долго. Если доза сахара оставляет порядка 15-200 граммов, наблюдается резкое повышение его содержания в крови. Этот процесс называют алиментарной или пищевой гипергликемией. Избыточное количество сахара выводится почками, поэтому в моче содержится глюкоза.

Из организма почки начинают выводить сахар в том случае, если его уровень в крови достигает диапазона 0,15-0,18 %. Подобное явление возникает при единовременном употреблении существенного количества сахара, достаточно быстро проходит, не приводя к серьезным нарушениям обменных процессов в организме.

Если нарушается внутрисекреторная работа поджелудочной железы, возникает такое заболевание, как сахарный диабет. Оно сопровождается существенным увеличением количества сахара в крови, что приводит к потере печенью способности удерживать глюкозу, в итоге сахар выводится с мочой из организма.

Существенное количество гликогена может откладываться в мышцах, здесь он востребован при осуществлении химических реакций, происходящих в ходе сокращений мышц.

4) Энергия волн

Гидроэнергия океана не ограничивается энергией приливов, отливов и подводных течений. Например, как вам может рассказать любой серфер, что энергия волн это что-то невероятное. И действительно большие волны могут давать неплохую энергию. Волны образуются, когда ветер дует над самой поверхностью воды. 

Для сбора энергии волн используются плавающие устройства, которые по электрическим кабелям передают электричество на берег или в специальные энергетические хранилища, дрейфующие в море. 

В 2008 году Португалия протестировала первую в мире морскую энерго-ферму (плавающее хранилище энергии), расположенную в пяти километрах от береговой линии.

Сжигая мусор, получаем энергию

Еще один способ, который уже применяется в Японии, — это создание мусоросжигательных заводов. Они сегодня построены в Англии, Италии, Дании, Германии, Франции, Нидерландах и США, однако только в Японии эти предприятия стали использоваться не только по назначению, но и для получения электричества. На местных заводах сжигается 2/3 всего мусора, при этом заводы оснащены паровыми турбинами. Соответственно, они снабжают теплом и электричеством близлежащие территории. При этом по затратам построить такое предприятие гораздо выгоднее, чем возвести ТЭЦ.

Более заманчивой выглядит перспектива использования тепла Земли там, где сосредоточены вулканы. В таком случае не понадобится бурить Землю слишком глубоко, поскольку уже на глубине 300-500 метров температура будет выше точки кипения воды минимум в два раза.

Существует и такой способ получения электроэнергии, как водородная энергетика. Водород – самый простой и легкий химический элемент – может считаться идеальным топливом, ведь он есть там, где есть вода. Если сжигать водород, можно получать воду, которая разлагается на кислород и водород. Само водородное пламя безвредное, то есть вреда окружающей среде наноситься не будет. Особенность этого элемента в том, что у него высокая теплотворная способность.

Эффективность солнечной и ветровой энергии

Эффективность альтернативных источников энергии имеет прямую зависимость от региональных особенностей. Только качественный мониторинг энергетического потенциала позволяет подобрать наиболее оптимальную технологию и рассчитать срок окупаемости. Конечно, стоимость энергонезависимых сооружений с «зелеными» источниками энергообеспечения изначально кажется высокой, но уже через несколько лет эксплуатации они будут приносить значительную финансовую выгоду.

Ветровые станции конкурентоспособны в регионах с постоянными ветрами. Производство ветровой энергии не требует использования топлива, поэтому ее себестоимость не увеличивается, а сами станции можно устанавливать даже в труднодоступных регионах. Благодаря новейшим разработкам эффективность данной отрасли растет с каждым годом.

Ветровые станции производят до 40 раз больше энергии, чем потребляют. У атомных станций данный показатель практически в 3 раза меньше.

Эффективность солнечных батарей также за последние несколько лет выросла. На сегодня рекорд составляет 22,3 процента. При их производстве не требуются дорогостоящие материалы. Срок окупаемости в зависимости от региона может колебаться от 1,5 до 2,5 лет. Солнечные батареи одинаково эффективны, как для домашнего использования, так и больших станций.

Во многих странах жители обеспечивают свои дома только солнечной и ветровой энергией, а также зарабатывают на продаже произведенной энергии государству.

Несомненно, за «зеленой» энергетикой будущее человечества. В данную отрасль уже инвестируются миллиарды долларов, а инженеры и ученые разрабатывают новые способы производства и экономии энергии. Инвестирование в альтернативные источники энергии и энергоэффективные решения – это не только возможность сэкономить, но и улучшить, как свое благосостояние, так и экологическое состояние самой планеты.

Энергия приливов

Приливные электростанции (ПЭС) строятся на побережьях морей и океанов и используют изменение уровня воды во время приливов. Их возведение экономически целесообразно только в районах со значительным колебанием уровня воды. По своей конструкции они схожи с ГЭС, однако имеют существенный недостаток: их мощность непостоянна в течение суток. В результате на сегодня ПЭС не очень распространены.

Самой мощной является Сихвинская электростанция (240 Мвт), расположенная в Южной Корее. Однако на Земле есть места, где можно построить куда более грандиозные ПЭС. Например, существует проект Пенжинской приливной электростанции, чья расчетная мощность составляет 87 ГВт, однако на ее возведение придется потратить 200 млрд долларов.

Солнечная корона

Внешняя часть солнечной атмосферы, корона, — самая разреженная, самая горячая и самая близкая к нам. Она простирается далеко от звезды в виде постоянно движущегося от нее потока плазмы — солнечного ветра. Вблизи Земли его скорость составляет в среднем 400–500 км/с, а порой достигает почти 1000 км/с.

Распространяясь далеко за пределы орбит Юпитера и Сатурна, солнечный ветер образует гигантскую гелиосферу, граничащую с еще более разреженной межзвездной средой. Фактически мы живем, окруженные солнечной короной, хотя и защищенные от ее проникающей радиации надежным барьером в виде земного магнитного поля. Через корону солнечная активность влияет на многие процессы, происходящие на Земле. Кроме того, корона оказалась уникальной естественной лабораторией, в которой можно наблюдать вещество в самых необычных и недостижимых на Земле условиях.

Солнечная корона. Снимок сделан на Маршалловых островах во время солнечного затмения 2009 г.

Главная причина особенностей короны — высокая температура сильно разреженного газа. При температуре свыше 1 млн градусов средние скорости атомов водорода превышают 100 км/с, а у свободных электронов они еще раз в 40 больше. При таких скоростях, несмотря на сильную разреженность вещества (всего 100 млн частиц в 1 см3 , что в 100 млрд раз разреженнее воздуха на Земле), сравнительно часты столкновения атомов, особенно с электронами.

Силы электронных ударов так велики, что атомы легких элементов практически полностью лишаются всех своих электронов и от них остаются лишь «голые» атомные ядра. Более тяжелые элементы сохраняют самые глубокие электронные оболочки, переходя в состояние высокой степени ионизации. В результате образуется высокоионизованная плазма, состоящая из множества положительно заряженных ионов всевозможных химических элементов и чуть большего количества свободных электронов, возникших при ионизации атомов водорода (по одному электрону), гелия (по два электрона) и более тяжелых атомов.

Плотность вещества в солнечной короне убывает с высотой значительно медленнее, чем плотность воздуха в земной атмосфере. Уменьшение плотности воздуха при подъеме вверх определяется притяжением Земли. На поверхности Солнца сила тяжести значительно больше, и, казалось бы, его атмосфера не должна быть высокой. В действительности она необычайно обширна. Силы, действующие против притяжения Солнца, связаны с огромными скоростями движения атомов и электронов в короне, разогретой до температуры 1–2 млн градусов.

На солнечной короне наблюдаются корональные дыры — области с более низкой температурой и плотностью плазмы. Они могут сохраняться до нескольких месяцев.

В короне наблюдается большое количество деталей: корональные лучи, всевозможные «дуги», «шлемы» и другие сложные образования, четко связанные с активными областями. Но главной ее особенностью является лучистая структура. Корональные лучи имеют самую разнообразную форму: иногда они короткие, иногда длинные, бывают лучи прямые, а иногда они сильно изогнуты.

Общая яркость и форма солнечной короны меняются. В эпоху максимума солнечных пятен она имеет сравнительно округлую форму. Когда же пятен мало, корональные лучи образуются лишь в экваториальных и средних широтах, форма короны становится вытянутой, а у полюсов появляются характерные короткие лучи, так называемые полярные щеточки, при этом общая яркость короны уменьшается. Эта интересная особенность короны, по-видимому, связана с постепенным перемещением в течение 11-летнего цикла зоны преимущественного образования пятен.

Между структурой короны и отдельными образованиями в атмосфере Солнца существует определенная связь. Например, над пятнами и факелами обычно наблюдаются яркие и прямые корональные лучи, в сторону которых изгибаются соседние лучи. В основании корональных лучей яркость хромосферы увеличивается. Эта возбужденная область хромосферы горячее и плотнее соседних областей. Над пятнами в короне наблюдаются яркие сложные образования. Протуберанцы также часто бывают окружены оболочками из корональной материи.

Энергоэффективность и энергосбережение

Энергоэффективность и энергосбережение – это одни из ключевых понятий, показывающих эффективность, как всего государства, так и отдельных представителей бизнеса. Промышленность самой первой страдает от неоптимального использования энергетических ресурсов, что негативно отражается на произведенной продукции. Любой бизнес базируется на соотношении доходов и издержек, в которые обязательно включается потребляемая энергия. Формула простая – чем меньше издержки, тем больше прибыль бизнеса и совокупный ВВП всей страны.

Например, если на территории офиса, площадью в 1 тысячу квадратных метров, установить светодиодное освещение вместо люминесцентного, то за 5 лет удастся сэкономить до половины средств, которые уходили на оплату электроэнергии и замену неисправных лампочек.

Расчет энергоэффективности производится по следующим параметрам:

1. Экономия потребления – соотношение потребляемой энергии и объема выполненных работ.

2. Эффективность транспортировки – количество потерь энергии при ее передаче от производителя к потребителю.

3. Энергоемкость производства – энергетические затраты на основные и второстепенные технологические процессы.

Альтернативные источники энергии для частных домов

Владельцы частных домов, благодаря использованию альтернативных источников энергии, могут существенно снизить расходы по коммунальным счетам или полностью отказаться от услуг поставщиков газа, электричества и тепла.

Солнечные виды энергетики

Если вы живете в относительно солнечном регионе (не жарком, а солнечном, к таковым может относится даже северный регион), вы можете поставить себе солнечную батарею или биоустановку. Тогда вы обеспечите себя электричеством и теплом.

Так, например, солнечная батарея площадью 1,4 м2 при хорошей освещённости выдаёт 24 В при мощности порядка 270 Вт.

Однако, чтобы создать полноценную систему, не зависящую от внешних факторов, придётся приложить усилия. Необходимо создать целую систему, которая включает в себя: аккумулятор (АКБ) для накопления излишков электроэнергии (задействуется в тёмное время суток и ненастную погоду); контроллер (необязателен, но рекомендован) предназначен для мониторинга уровня заряда АКБ, чтобы не допустить полной разрядки или перезаряда, а также для оптимизации работы солнечных панелей; инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и позволяющий получить напряжение в 220−230 В.

Ветрогенераторы

В основе ветровых установок – также, как и для солнечных станций, электронные устройства. Контроллер и 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. Такие конструкции как правило устанавливают на возвышенностях и на больших открытых пространствах, даже в море.

Использование силы ветра для получения электричества особенно актуально в тех регионах планеты, где нет возможности использовать другие источники энергии

Установка для получения биогаза

Биогаз – один из экологически чистых альтернативных источников энергии, способ получения которого не оказывает большого влияния на окружающую среду. Этот вид топлива получают путём брожения сырья (отходов человека и животных). Они скапливаются в специальном резервуаре, для переработке которых оно населяется специальными бактериями, которые ускоряют процесс.

Этот вид биотоплива один из самых перспективных. Время «раскачки» зависит от объемов сырья и самой конструкции

В результате подобной переработки вырабатывается горючая смесь (60% метана, 35% углекислоты и 5% прочих видов газов), а также сероводород, который является потенциально опасным для человека. Полученный продукт проходит очистку и по трубам поступает к приборам-потребителям (отопительным котлам, газовым печам и т.д.) или при излишках в накопитель (газгольдер).

Биореактор можно приобрести в специализированных компаниях, заказать или сделать своими руками.

Статья по теме:

Геотермальная энергия

Уже из названия понятно, что она представляет собой тепло земных недр. Под земной корой располагается слой магмы, являющийся огненно-жидким силикатным расплавом. Согласно данным исследований, энергетический потенциал этого тепла намного выше энергии мировых запасов природного газа, а также нефти. На поверхность выходит магма — лава. Причем наибольшая активность наблюдается в тех слоях земли, на которых находятся границы тектонических плит, а также там, где земная кора характеризуется тонкостью. Геотермальная энергия земли получается следующим образом: лава и водные ресурсы планеты соприкасаются, в результате чего вода начинает резко нагреваться. Это приводит к извержению гейзера, формированию так называемых горячих озер и подводных течений. То есть именно тем явлениям природы, свойства которых активно используются как неиссякаемый источник энергии.

Объемная плотность электрической энергии

Мировые тенденции использования возобновляемых источников

Начиная с XXI века в мире произошел стремительный рост выработки энергии из возобновляемых источников:

  • в 22 раза за 13 лет выросла ветряная энергетика;
  • в 430 раз за 10 лет выросла солнечная энергетика.

В некоторых регионах приняты государственные программы, призванные увеличить долю энергии, получаемой из возобновляемых источников до 75-100%. Также инициатива исходит от крупнейших корпораций, стремящихся получать 100% из ВИЭ: IKEA, Apple, Google.

Необходимость внедрения ВИЭ

Нетрадиционные виды энергетики призваны заменить действующие, ресурсы которых ограничены. Своевременное внедрение ВИЭ позволит избежать энергетического кризиса, экологических проблем на планете. Некоторые страны способны полностью покрыть свои потребности за счет ВИЭ: Шотландия, Ирландия, Дания. Из-за нестабильного характера источников это не происходит на регулярной основе.

Статистические данные и прогнозы

Прогнозы разных специалистов относительно использования возобновляемых источников регулярно корректируются. Коррекция связана как с развитием нетрадиционных способов, так и традиционных. Одновременно с открытием новых способов выработки энергии, совершенствованием методов, осуществляется разработка и ввод новых месторождений нефти и газа. По одному из прогнозов к 2040 году на ВИЭ придется до половины мирового объема энергетики.

Страны-лидеры по использованию ВИЭ

Дом с солнечной панелью в США

Среди лидеров по применению ВИЭ выделяются как мировые державы, так и малые страны. Среди мировых держав лидеры – США и Китай. Их лидерство выражается в количественном, а не долевом соотношении. Среди малых стран есть те, которые полностью или большей частью обеспечивают себя за счет возобновляемых источников энергии: Исландия, Дания, Уругвай, Коста-Рика, Никарагуа. Высока доля в развитых странах: Великобритании и Германии.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий