Альтернативная энергетика

 

Альтернативная энергетика — совокупность нетрадиционных способов получения, распространения и использования энергии, выгодных из-за низкого риска причинения вреда окружающей среде.

Количество видов альтернативных источников энергии постоянно увеличивается. Энергетическая и сырьевая проблемы становятся все более острыми, поэтому специалисты данной сферы пытаются создать механизмы, которые переводят возобновляемые источники энергии в электричество.

Энергия Солнца

Принцип использования солнечной энергии основан на получении энергии в каком-либо виде из непосредственного солнечного излучения. В основном солнечную энергию используют двумя методами – посредством фотохимических реакций или в виде тепловой энергии с непосредственным применением различных термосистем. Коллекторы – устройства, преобразующие непосредственно солнечную энергию в тепло. В основном солнечные коллекторы применяются в низкотемпературных процессах: для сушки сельскохозяйственных продуктов, для работы прачечных, для пастеризации продуктов в пищевой промышленности. Самым эффективным методом преобразования солнечной энергии в электричество является использование фотоэлементов. Это светочувствительные пластины, выполненные из кремния, селена, арсенида галлия и т.д., которые и представляют собой солнечные
батареи. Принцип их работы основан на поглощении полупроводником частиц света (фотонов) и перевода их в электрический ток – фотоэлектричество.
Основные проблемы солнечной энергетики – высокая стоимость оборудования и зависимость от светового дня и сезонов года.
Одним из положительных примеров использования энергии солнца является крупная солнечная электростанция, расположенная в Белгородской области номинальной мощностью 0,1 МВт.

Энергия ветра

Движущиеся воздушные массы несут в себе огромную энергию. Ветровая энергия – один из перспективных и неисчерпаемых источников энергии. Принцип работы генератора ветра очень прост. Сила ветра используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора. Ветряные станции дают довольно много энергии, но только в совокупности.
К недостаткам такого вида получения энергии можно отнести непостоянство силы ветра. К тому же, установки с ветрогенератором издают шум, что исключает расположение вблизи жилых районов. Самое большое количество энергии с помощью ветра выделяет Останинская Ветровая Электростанция, находящаяся в республике Крым.

 

Геотермальная энергия

Огромное количество тепловой энергии хранится в недрах Земли, ведь температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканы, горячие источники воды или пара. Энергию геотермальных источников так же можно использовать в качестве альтернативного источника энергии. Самые крупные российские геотермальные электростанции расположены на территории Камчатки, суммарный электропотенциал которых оценивается в 1 ГВт рабочей электрической мощности.
Одни геотермальные источники используют непосредственно для теплоснабжения, а другие – для вырабатывания электричества. Но стоит заметить, что термальные воды сильно минерализированы, а иногда и токсичны. Кроме того, ученые предупреждают, что любое вмешательство в недра Земли может спровоцировать сейсмическую активность, то есть землетрясения.

 

 

Энергия океана

Известно, что ветровые и приливные волны имеют высокую разрушительную силу, а значит могут являться и источником энергии. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Запасы волн очень велики, но до конца еще не изучен весь потенциал этого способа получения энергии. Для преобразования энергии океана в электричество используют приливные электростанции. Их принцип действия заключается в попадании мощных волновых потоков в особый резервуар. Своей силой волны приводят в движение турбину, вырабатывающую электроэнергию. В России энергия приливных волн приводит в движение мельницу, которая находится на побережье Белого моря.

 

Биогаз

Использование биомассы в качестве источника энергии вызывает огромный интерес у энергетиков и экологов. Необходимое условие использования биогаза как альтернативного источника энергии — очистка от примесей и влаги. Только после этого он становится полноценным заменителем сжатого природного газа. Биомасса берется в основном на муниципальных очистных сооружениях, промышленных объектах по переработке отходов, свалках. Биометан может применяться, к примеру, в работе теплоэлектростанций и котельных. Кроме того, его можно перегонять по трубопроводам с природным газом, а также использовать сжатый и сжиженный биометан в качестве автомобильного топлива. Правда, для использования биогаза в качестве автомобильного топлива нужно устанавливать дополнительные системы его очистки. С учётом того, что цены на топливо быстро растут, заправка биогазом придётся как нельзя к месту. На данный момент использование энергии биогаза в России недостаточно популярно, хотя его потенциал и велик. Ежегодно 800 тонн отходов сельского хозяйства могли бы дать примерно 70 миллиардов кубометров биогаза и обеспечить электроэнергией, размером около 110 млрд кВт/часов.

 

 

Заключение

Данные о мировых энергетических ресурсах не остаются постоянными и все время изменяются. Продолжается изучение недр Земли. Это приводит к открытию новых месторождений угля, нефти, природного газа. Но невозобновляемость этих ресурсов ставит задачу развития альтернативной эклектроэнергетики. Общими плюсами для нее являются возобновляемость и экологичность. Минусами являются дороговизна, привязаность к определенным типам местности и относительно малая мощность. По этим причинам пока реально возможно только комбинированное использование альтернативных и традиционных источников. Это позволит на некоторое время снизить потребности в нефти, угле и газе, уменьшить или просто остановить рост темпов их добычи, что отсрочит энергетический кризис.

После изучения источников электроэнергии и тенденций развития электроэнергетики я выделила основные задачи, которые предстоит решить для оптимального развития электроэнергетического хозяйства: обеспечение повсеместного перехода на энерго- и электросберегающие технологии, определение реальных потребностей страны и ее регионов в электроэнергии, с учетом максимальной экономии потребления электроэнергии; осуществление модернизации энергетического оборудования; выработка научных основ комплексной эксплуатации электростанций разных видов и мощностей; реализация действенных мер по охране природы и рациональному природопользованию.

Литература

 

1. Брызгалов В.И. Гидроэлектростанции: учеб. пособие/ Брызгалов В.И., Гордон Л.А.. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2002. - 413с.

2. Шишулькин С.Ю. Виды энергетических ресурсов и источников энергии: учебное пособие/ С.Ю. Шишулькин, С.Л. Буянтуев, И.В. Старинский, А.С. Кондратенко. – Улан-Удэ: Издательство Бурятского госуниверситета, 2017. – 152 с.

3. Енгоян О.З. Солнце, ветер, биогаз! Альтернативные источники энергии: экологичность и безопасность/ Енгоян О.З., Кондрашова Т.В., Федянин В.Я.— Барнаул: Изд-во Фонда «Алтай — 21 век», 2005. — 174 с.

4. Антоненко С.С. Конспект лекций по курсу «Источники энергии» / Антоненко С.С., Руденко А.А. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2006. - 88 с.

5. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учеб. пособие / Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю.– Москва: Кнорус, 2012. – 228 с.

6. Денк С. О. Возобновляемые источники энергии. На берегу энергетического океана / С. О. Денк. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. – 286 с.

7. Дамбиев Ц. Ц. Теоретические основы энергосбережения и использования возобновляемых источников энергии / Ц. Ц. Дамбиев.– Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2008. – 195 с.

8. Башнина Г.Л. Пособие по физике для поступающих в ВУЗы / Башнина Г.Л., Колесников Ю.Л., Колесникова Т.Д. – Санкт-Петербург: Изд-во Феникс, 2011. – 218 с.

9. http://elemo.ru/article/teplovye_jelektrostancii.html

10. https://neftegaz.ru/tech_library/view/4043-Gidroelektrostantsiya-GES

11. http://www.rosatom.ru/about-nuclear-industry/powerplant/