Использование альтернативных источников энергии

Сейчас основные источники энергии на Земле - нефть, газ, каменный уголь, торф и ядерное топливо. Их запасы исчерпаемы. К тому же, их использование сильно загрязняет окружающую среду. Поэтому люди стремятся найти новые, экологически чистые источники энергии, способные производить электричество и обеспечивать работу различных механизмов. Источники такой энергии - прежде всего вода, ветер, солнце, и внутреннее тепло Земли.

Энергия воды используется в речных и приливных гидроэлектростанциях. В приливных электростанциях высокая приливная вода удерживается дамбами и во время отлива через турбины сбрасывается обратно в море. Гидроэлектростанции вырабатывают более 6% всей энергии, потребляемой сегодня в мире.

Эти источники энергии почти не загрязняют окружающую среду, но оказывают нежелательное воздействие на природные экосистемы: изменяют климат, перегораживают реки, затопляют и подтопляют берега, активизируют абразию берегов, вызывают заиление, нарушают миграционные пути рыб, места их нереста и т.д.

Издавна сила ветра использовалась для движения кораблей(парус), помола зерна(ветряные мельницы), подъема и перекачивания воды, снабжения механической энергией небольших промышленных производств. Мощность ветра на земном шаре в 500 раз больше потребляемой напланете энергии. В XX веке энергию ветра стали использовать в ветровых турбинах для выработки электричества. Сейчас ветровые турбины работают в 95 странах мира. Их около 3 миллионов. Но, к сожалению, их не везде можно использовать. Они громоздкие и шумные. Но хороши для небольших населенных пунктов, в районах со средней скоростью ветра 6,5- 11 м/с (горные перевалы, морские побережья). Однако, к началу XXI века в некоторых развитых странах ветроэнергетика будет добывать до 10-30% всей электроэнергии. В южных районах, где много солнечных дней, наиболее перспективно использование солнечной радиации. Созданы и работают гелиоустановки (солнечные энергетические установки). Они преобразуют энергию солнечной радиации в тепловую или электрическую. Громадные зеркала фокусируют солнечный свет на емкость с водой, обычно расположенную на верху высокой башни. Солнечная энергия позволяет получить высокую температуру. Вода нагревается, и образуется пар. Под высоким давлением он вращает турбины и вырабатывает электричество. В Южной Калифорнии (США) 5 гелиоустановок обеспечивают энергией 10 000 домов. Стоимость 1 кВт соответствует его стоимости на новой АЭС.

Солнечные водонагреватели используются для обеспечения горячего водоснабжения и для получения пресной воды из морской путем выпаривания.

Солнечные батареи прямо преобразуют энергию солнечной радиации в электрическую. Солнечные батареи используются в космических аппаратах, наручных часах, автоматических устройствах, переносных радиостанциях и радиоприемниках, для освещения домов и питания различной бытовой техники. Изготовлены опытные образцы автомобилей, работающих на солнечных батареях. В 1981 году через пролив Ла- Манш совершил перелет первый в мире самолет с таким двигателем (262 км за 5,5 ч).

Геотермальная энергия- внутреннее тепло Земли широко используется в вулканических районах мира (Исландия, Италия, Индонезия, США и др.) Здесь в земных недрах температура очень высокая. В некоторых местах струи кипящей воды и пара вырываются на поверхность, образуя фонтанирующие гейзеры. Эту воду используют для горячего водоснабжения, отопления домов и теплиц, для выработки электричества. В Исландии, не имеющей собственных горючих полезных ископаемых (нефти и угля), большая часть тепловой и электрической энергии поступает именно из этого источника. В Новой Зеландии (Северный остров) эта доля составляет 11%, а для Италии- 3 %. У нас на Камчатке в 1966 году построена экспериментальная геотермальная электростанция небольшой мощности.

Горячим водоснабжением на основе термальных скважин обеспечивается треть жилого фонда Тбилиси, Махачкалы, Грозного и др. В будущем наиболее экологически чистым и безопасным источником энергии мог бы стать газообразный водород, вырабатываемый из воды. Его предполагается использовать для автомобилей, отопления домов и выработки электроэнергии. При сгорании водорода образуется водяной пар и не происходит загрязнения воздуха. Уже сейчас существует более 20 опытных автомобилей, работающих на водородном топливе. Однако широкого развития водородная энергетика пока получить не может, так как современные технологии получения водорода еще несовершенны, очень дороги, требуют большого расхода энергии и не исключают загрязнения окружающей среды.

Энергосбережение и энергоэффективность Экологически чистых источников энергии достаточно много, но они либо дорого стоят, либо могут использоваться лишь в определенных районах Земли.

Поэтому  сейчас необходимо, с одной стороны, искать пути экономии получаемой энергии- энергосбережения, а с другой стороны- пути получения большего количества энергии при меньшем расходе топлива, повышения энергоэффективности существующих источников энергии.

Энергосбережение достигается:

• Хорошей теплоизоляцией домов;

• Более полным испрльзованием солнечного света и тепла;

• Меньшим расходом воды и электричества, бензина на 1 км пробега автомобиля;

• Использованием велосипедов и пешего способа передвижения;

• Уменьшением использования личного транспорта;

• Расширением использования общественного транспорта- поездов, автобусов, трамваев и троллейбусов.

Энергоэффективность достигается совершенствованием уже существующих технологий получения энергии из традиционных источников (угля, нефти, торфа). Она зависит во многом и от нас самих. Так, например, жители Японии, Швеции и большинства стран Западной Европы потребляют, в среднем на 30% и даже на 60% меньше энергии на душу населения, чем американцы! Это объясняется тем, что в Японии и Европе больше внимания уделяется вопросам повышения энергоэффективности автотранспорта, различных энергетических установок и т.п.