Главное меню

Нетрадиционные источники электроэнергии


Альтернативная энергия | источники, виды, использование

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

 

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.


Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.


Ресурсы возобновляемой энергии


 

Альтернативные виды энергии


1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

 

2. Ветроэнергетика

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

 

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

 

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

 

5. Энергия приливов и отливов

Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

 

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

 

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

 

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

 

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

 

Плюсы и минусы альтернативной энергии

Главная перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.


Преимущества:



Недостатки и проблемы:


 

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.


Германия


40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.


Исландия


У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.


Швеция


После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.


Китай


В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

 

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

 

Виды возобновляемой энергии в России


Солнечная энергия


Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.


Ветровая энергетика


Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».


Гидроэнергетика


Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».


Геотермальная энергетика


За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.


Биотопливо


Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

 

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.


First Solar Inc.


Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.


Vestas Wind Systems A/S


Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.


Atlantica Yield PLC


Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.


ABB Ltd. Asea Brown Boveri


Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.


Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?


что это такое, виды, в России, плюсы и минусы

Когда запасы традиционных источников энергии, таких как нефть, газ и уголь, неумолимо уменьшаются и их стоимость достаточно высока, а использование приводит к образованию парникового эффекта на планете, все большее количество стран в своей энергетической политике, обращают свои взоры в сторону альтернативных источников энергии.

Что это такое

Содержание статьи

Альтернативные источники энергии – это экологически чистые, возобновляемые ресурсы, при преобразовании которых, человек получает электрическую и тепловую энергию, используемую для своих нужд.

К таким источникам относятся энергия ветра и солнца, воды рек и морей, тепло поверхности земли, а также биотопливо, получаемое из биологической массы животного и растительного происхождения.

Виды альтернативной энергетики

В зависимости от источника энергии, который в результате преобразования позволяет получать человеку электрическую и тепловую энергии, используемые в повседневной жизни, альтернативная энергетика классифицируется на несколько видов, определяющих способы ее генерации и типы установок служащих для этого.

Энергия солнца

Солнечная энергетика основана на преобразовании энергии солнца, в результате которого получается электрическая и тепловая энергии.

Получение электрической энергии основано на физических процессах, происходящих в полупроводниках под воздействием солнечных лучей, получение тепловой – на свойствах жидкостей и газов.

Для генерации электрической энергии комплектуются солнечные электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели), изготавливаемые на основе кристаллов кремния.

Основой тепловых установок — служат солнечные коллекторы, в которых энергия солнца преобразуется в тепловую энергию теплоносителя.

Мощность подобных установок зависит от количества и мощности отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций.

Энергия ветра

Ветровая энергетика основана на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями.

Основой ветровых установок служит ветровой генератор.Ветровые генераторы различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции: с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различным типом и количеством лопастей, а также по месту их расположения (наземное, морское и т.д.).

Сила воды

Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии водных масс в электрическую энергию, которая также используемую человеком в своих целях.

К объектам данного вида относятся гидроэлектростанции различной мощности, устанавливаемых на реках и иных водных объектах. В таких установках, под воздействием естественного течения воды, или путем создания плотины, вода воздействует на лопасти турбины вырабатывающей электрический ток. Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций.

Еще один способ получения электрической энергии путем преобразования энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства приливных станций. Работа таких установок основана на использовании кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов, происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной системы.

Тепло земли

Геотермальная энергетика, основана на преобразовании тепла, излучаемого поверхностью земли, как в местах выброса геотермальных вод (сейсмически опасные территории), так и в иных регионах нашей планеты.

Для использования геотермальных вод используются специальные установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в тепловую и электрическую энергии.

Использования теплового насоса позволяет получать тепло из поверхности земли, вне зависимости от места его расположения. Его работа основана на свойствах жидкостей и газов, а также законах термодинамики.

Тепловые насосы различаются по мощности и своей конструкции, зависящей от первичного источника энергии, определяющей их тип, это системы: «грунт-вода» и «вода-вода», «воздух-вода» и «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух», «фреон-вода» и «фреон-воздух».

Биотопливо

Виды биотоплива различаются по способам его получения, его агрегатному состоянию (жидкое, твердое, газообразное) и видам использования. Объединяющим все виды биотоплива показателем, служит то, что основой для их производства служат органические продукты, посредством переработки которых получается электрическая и тепловая энергии.

Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель.

Плюсы и минусы использования

Как у каждого конкретного источника энергии, вне зависимости от того, к какому типу он относится, традиционному или альтернативному, свойственны относящееся именно к нему достоинства и недостатки использования.

Кроме этого, в каждой группе энергоресурсов свойственны общие плюсы и минусы. Для альтернативных источников, к таковым относятся:

Альтернативные источники энергии в России

В нашей стране, как и во многих технически развитых странах мира, использованию альтернативных источников энергии уделяется особое внимание. Это обусловлено большими территориями, на которых и в настоящее время нет централизованных источников энергии, а также общемировой тенденцией, связанной с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива.

В разных регионах страны получили развитие разные виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением и возможностью использования того или иного первичного источника получения энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции в настоящее время, получают все большее распространение среди различных слоев населения, как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии.

В промышленных масштабах, данный вид энергетики, также присутствует в нашей стране.

Общая установленная мощность солнечных электростанций превышает 400,0 МВт, из них наиболее крупными являются:

На стадии разработки проектной документации и различных этапах строительства, находятся более 50 объектов солнечной генерации, расположенных в различных регионах, от Дальнего Востока и Сибири, до центральных и южных областей нашей страны.

Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

Ветровые энергетические установки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, также существуют на территории нашей страны, хотя их доля, в общей мощности энергетической системы, значительно ниже, чем солнечных электростанций.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет немногим больше 100,0 МВт, из них наиболее мощные, это:

На стадии проектирования и строительства, находятся 22 ветровые энергетические установки, общей мощностью более 2500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Этот вид альтернативной энергетики наиболее распространен на территории России. В настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС установленными на реках, в разных регионах страны, превышает 20,0 % от общей генерации всей энергосистемы РФ.

Суммарная установленная мощность гидроэлектростанций, на начало 2017 года, составляет 48085,94 МВт, а их количество – 191объект генерации, различной мощности и конструкции.

Энергию приливов также используют в нашей стране, для производства электрической энергии. В Мурманской области со второй половины ХХ века работает Кислогубская приливная электростанция, которая в 2007 году была реконструирована и в настоящее время, ее установленная мощность составляет 1,7 МВт.

В настоящее время ведется разработка экономического обоснования и проектной документации по строительству подобных станций в Охотском (Пенжинская и Тугурская ПЭС) и Белом (Мезенская) морях.

Геотермальная энергетика

Энергия недр нашей планеты, ее тепло, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. В нашей стране, этот вид энергетики, в силу ее особенностей, распространен на Дальнем Востоке.

В настоящее время успешно работает 5 геотермальных электрических станций установленной мощностью 80,1 МВт, три из которых расположены на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская) и по одной на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Использование биотоплива

Данный вид энергоресурсов не так широко распространен, как традиционные виды топлива или гидроэнергетика. Тем не менее, в связи с тем, что в нашей стране развита лесная и деревообрабатывающая промышленности и большие территории заняты выращиванием сельскохозяйственных культур, то и на этот вид энергетики обращается все большее внимание.

Последние годы построено большое количество заводов по переработке отходов древесины, из которых изготавливаются топливные брикеты и гранулы (пеллеты). Брикеты и пеллеты, в свою очередь, используются в качестве топлива для различного типа котлов в результате сжигания которых, вырабатывается тепловая и электрическая энергии.

Из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо для дизельных двигателей и установок, где они сжигается, в результате чего осуществляется производство тепловой и электрической энергий.

Данный вид топлива не получил широкого распространения в нашей стране, но тем не менее перспективы его развития, достаточно обширны и успешны.

Использование для частного дома

Использование альтернативных источников для отопления загородного дома или дачи, а также для его электроснабжения, может быть осуществлено достаточно успешно. В этом случае все зависит от региона проживания пользователя и места расположения объекта потребления энергии.

Способность вырабатывать электрический ток солнечными станциями и ветровыми установками зависит от активности солнца и скорости ветра в месте их размещения, а также прочих погодных явлений, характеризующих этот регион.

Устройство микро ГЭС возможно только при наличии вблизи объекта потребления реки или иного водоема, а геотермальной станции – при присутствии близко расположенных к поверхности земли геотермальных вод.

Биотопливо в виде дров и продуктов отходов деревопереработки, возможно в регионах страны богатых лесами, с развитой промышленностью данного направления.

Получение биогаза и жидкого топлива — доступно там, где большие территории отведены под выращивание сельскохозяйственных культур, что позволяет иметь большой запас биомассы, используемой для производства этих видов топлива.

Можно ли сделать своими руками в домашних условиях

При наличии свободного времени, желания, а также умения работать ручным инструментом, можно создать установки, с помощью которых использовать альтернативные источники для своих нужд, как в виде электрической, так и тепловой энергии.

Это касается всех выше перечисленных видов альтернативной энергетики, так для:

Нетрадиционные источники энергии

Структура нетрадиционных источников энергии и обоснованная необходимость в их применении

Определение 1

К нетрадиционным (альтернативным) источникам энергии относят:

Интерес к этим источникам энергии постоянно возрастает, поскольку во многих отношениях они неограниченны, экономически выгодны, оказывают на природную среду щадящее воздействие.

Предпосылками необходимости найти нетрадиционные источники энергии, чистые, безопасные, дешевые, стали углубляющийся энергетический кризис, ухудшение экологической ситуации, вызванное, в том числе, и потреблением традиционных источников энергии.

Солнечная энергетика

По экономическим, экологическим, ресурсным критериям, а также по показателям безопасности солнечная энергия в ряду альтернативных источников занимает одно из первых мест, ее использование имеет долгосрочную перспективу.

Замечание 1

Подсчитано, что объем солнечной энергии, поступающей в течение трех дней на территорию РФ, превышает объем энергии, сопоставимый с выработкой электроэнергии в масштабах страны за год.

К преимуществам солнечной энергетики относятся: возобновляемость, огромный потенциал, неисчерпаемость, доступность, бесшумность, экономичность, небольшие расходы при эксплуатации. Особенно важно, что производство и использование солнечных электростанций сопровождается минимальными (почти что нулевыми) по сравнению с традиционными источниками энергии выбросами в природную среду.

Энергия ветра

Ветровые электростанции – перспективный способ получения энергии, особенно в тех местах, где направление ветра постоянно.

Способ получения такой энергии не загрязняет природную среду. Однако прослеживается зависимость от непостоянства направлений и силы ветра. Хотя эту зависимость есть возможность частично сгладить установкой маховиков и разнообразных аккумуляторов.

Но строительство, содержание, ремонт ветровых электростанций обходится недешево. К тому же эксплуатация их сопровождается шумом, мешает птицам и насекомым, отражает радиоволны вращающимися частями.

Энергия воды

В структуру гидроэнергетики, использующей энергию водных ресурсов, входят гидроэлектростанции, малые гидроэлектростанции, приливные электростанции, волновые электростанции.

Для работы гидроэлектростанций необходимо сооружение плотины и водохранилища (гарантия обеспеченности водой). Основное преимущество гидроэнергетики – использование возобновляемой энергии.

Эксплуатация гидроэлектростанций не загрязняет природную среду, однако под водохранилища отчуждаются земли (часто плодородные). Плотины часто перекрывают рыбам путь к нересту.

Геотермальная энергия (тепло Земли)

Представляет практический интерес применение геотермальной энергии, использующей тепло Земли, в виде геотермальных станций. Кроме этого, подаваемые горячие подземные воды могут обогревать здания, теплицы. Для получения геотермальной энергии не нужно сжигать топливо, поскольку природный пар непосредственно используется для получения электроэнергии.

Геотермальная электростанция может вырабатывать электроэнергию из тепловой энергии гейзеров и других подземных источников. Гидроэлектростанции могут составить конкуренцию в регионах, где отпускная цена на электроэнергию высокая.

Водородная энергетика

Водородная энергетика, интерес к которой возрос за последнее время, основана на использовании водорода в качестве топлива.

Очевидно преимущество выбора водорода в качестве энергоносителя: экологическая безопасность (продукт его сгорания – вода), он не токсичен, не представляет опасности для человека и животных.

К недостаткам относятся:

Замечание 2

Следуя современным технологиям, возможно получать качественное топливо, имеющее высокий коэффициент теплоотдачи. Перспектива за разработкой проектов современных водородных электростанций и установок на топливных элементах.

Биоэнергетика

Сегодня большинство биоэлектростанций напоминает тепловые электростанции.

Основное отличие от традиционных ТЭЦ – применение биотоплива, которое получают в процессе переработки биологических отходов.

В стадии разработки проекты, использующие в качестве биотоплива целлюлозу, органические отходы, осадки канализационных стоков, продукты жизнедеятельности животных (навоз) и газ метан, выделяющийся при переработке отходов животноводческих хозяйств. На практике сегодня биоэлектростанции используют чаще всего отходы древесины.

Альтернативная энергия. Как найти альтернативные источники энергии

В связи с глобальным потеплением и загрязнением экологии, природных источников энергии становится все меньше. К тому же цены на газ, нефть и прочее регулярно повышаются. Приходится искать альтернативные источники энергии. Что это такое альтернативная энергия и как она работают — мы раскроем вам в этой статье.

Альтернативные источники энергии — альтернативная энергия во всем мире

Альтернативная энергетика (альтернативная энергия) — отрасль по добычи и использовании энергии в совокупности перспективных способов ее получения. Их применение не так широко, как применение традиционных способов, однако представляют интерес благодаря выгодности и наименьшем причинении вреда окружающей среде.

Альтернативная энергия — нестандартные источники

Летающий ветрогенератор (альтернативная энергия)

Buoyant Airborne Turbine (BAT) — это очень большой аэростат с ветряной турбиной, который набирает высоту до 600 метров. На данной высоте скорость ветра значительно выше, чем у поверхности земли, и это позволяет удвоить выработку энергии.

Волновая электростанция (альтернативная энергия)

Волновая электростанция

Oyster выглядит, как желтый поплавок — надводная часть насоса, сам же он находится на 15-метровой глубине на расстоянии пол километра от берега. Oyster (перевод «Устрица») основывается на использовании энергии волн. Он перегоняет воду на обычную гидроэлектростанцию, расположенную на суше. Так работает система этого насоса, выробатывая до 800 кВт электроэнергии, которой хватает обеспечить светом и теплом до 80 домов.

Биотопливо на основе водорослей (альтернативная энергия)

Биотопливо на основе водорослей

Поскольку водоросли содержат до 75% натуральных масел, быстро растут и не нуждаются в пахотных землях — это хороший альтернативный источник энергии. Без необходимости полива с одного акра (4047 кв. м.) водорослей выходит от 18 до 27 тысяч литров биотоплива в год. По сравнению с сахарным тростником, который дает всего 3600 литров биоэтанола, при тех же исходных данных, это хороший результат.

Солнечные батареи в оконных стеклах (альтернативная энергия)

Солнечные батареи в оконных стеклах

Принцип действия: стандартные солнечные батареи преобразуют энергию Солнца в электричество. Эффективность такого преобразования 10−20%, к тому же они весьма затратны в эксплуатации. Однако, не так давно ученые из университета Калифорнии разработали прозрачные панели на основе относительно недорогого пластика. Эти батареи вбирают в себя энергию из инфракрасного света и могут даже заменить привычные оконные стекла.

Энергосберегающий дом — секреты строительства. Или как построить дом, который сам экономит

Вулканическое электричество (альтернативная энергия)

Вулканическое электричество

Принцип работы геотермальной электростанции такой же, как и у теплоэлектростанции, за исключением угля, вместо которого используется используется тепло земных недр. Для добычи этого вида энергии нужна определенная местность, например районы с высокой вулканической активностью, поскольку там магма подходит близко к поверхности.

Сферическая солнечная батарея (альтернативная энергия)

Сферическая солнечная батарея

Инновационная разработка, независящая от яркого солнца и погодных условий. Стеклянный шар Betaray и в облачный день работает в четыре раза эффективнее обычной солнечной батареи. Благодаря такому простому компоненту, как жидкость, которой заполнена сфера. Даже ночью, при ясной луне, шар способен извлекать энергию из лунного света.

Вирус М13 (альтернативная энергия)

Вирус М13

На первый взгляд трудно представить, что вирус-бактериофаг способен вырабатывать электричество. Однако ученым Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния) удалось это сделать. Модифицировав вирус-бактериофаг М13 таким образом, что он создает электрический заряд при механической деформации материала, ученые добились вывести новый авльтернативный вид энергии. Достаточно нажать на кнопку или провести пальцем по дисплею, чтобы получить электричество. Впрочем, сила разряда не так велика, пока наибольший результат, который удалось получить вирусным способом, равносилен возможностям четверти микропальчиковой батарейки.

Торий (альтернативная энергия)

Альтернативная энергия — торий

Торий — радиоактивный металл, схожий с ураном, но способный давать в 90 раз больше энергии при распаде. К тому же, в отличие от урана, торий в природе встречается в 3-4 раза чаще, а всего один грамм вещества по количеству выделяемого тепла эквивалентен 7400 галлонам (33640 литрам) бензина. Всего 8 грамм тория будет достаточно для того, чтобы обычный автомобиль проехал более 100 лет или 1,6 млн км без дозаправки. Компания Laser Power Systems объявила о начале работ над ториевым двигателем.

Микроволновый двигатель (альтернативная энергия)

Микроволновый двигатель

Всем нам известно, что космический корабль получает импульс для взлета за счет выброса и сгорания ракетного топлива. Перехитрить основы физики попытался Роджер Шойер. Он изобрел двигатель EMDrive, не нуждающийся в горючем, создавая тягу с помощью микроволн, которые отражаются от внутренних стенок герметичного контейнера. Конечно в этой разработке потенциала еще очень мало, ведь силы тяги данного мотора не хватает и для минимума действий.

Международный экспериментальный термоядерный реактор (альтернативная энергия) 

Международный экспериментальный термоядерный реактор

Предназначение ITER— воссоздать процессы, происходящие внутри звезд. Как альтерантива расщеплению ядра, здесь можно говорить о безопасном и безотходном синтезе двух элементов. От полученных 50 мегаватт энергии, ITER вернет 500 мегаватт — этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 130 000 домов. ITER пока еще не в производстве. Реактор находится на юге Франции и его запуск планируется на начало 2030-х, а подключить его к энергетической сети получится не раньше 2040 года.

Ресурсы возобновляемой энергии

Под понятием «альтернативные источники энергии» подразумевают привычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, вырабатывающиеся естественным образом. Такую энергию ещё называют регенеративной или «зелёной».

К невозобновляемым источникам энергии относят: нефть, природный газ и уголь. Их количество на земном шаре стремительно уменьшается, поэтому требуется замена.Да и экологическое состояние оставляет желать лучшего: выброс углекислого газа, парниковый эффект и глобальное потепление.

Поскольку люди получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций, появляется нужда в более экологичных способах добычи энергии, которые приносят меньше вреда. Альтернативная энергетика нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.

Основные ресурсы:

Альтернативные источники энергии

Солнечная энергия

Альтернативный источник энергии солнца

Является Одним из самых мощных видов альтернативных источников энергии. В основном ее задействуют в работе солнечных батарей. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Хотя, от общего объёма выработка электроэнергии на солнечных электростанциях за год не превышает 2%.

К основные недостаткам относят зависимость от погоды и времени суток. Таким образом, для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции стоят дорого и требуют ухода — вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Им нужны большие площади для высоких показателей.

Лучше всего применят солнечную энергию там, где она стоит дешевле и этот вид распространён: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, такая выработка энергии покрывает нужды обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Ветроэнергетика

Ветряные мельницы для электричества

Имея большие энергетические запасы( в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете)ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию.Их основной инструмент – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Как работают ветряные мельницы для электричества и как их можно использовать

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки забирают часть кинетической энергии, что вызывает радиопомехи и влияет на климат.

Гидроэнергия

Гидроэнергия

Вырабатывается методом преобразования большого потока воды в электричество. Для этого построены гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Как правило, их базируют на реках с сильным течением. Плотины ставят для того, чтобы добиться стабильного напора воды, который заставляет двигаться лопасти гидротурбины, она же в свою очередь, приводит в действие электрогенераторы.

Постройка ГЭС выйдет дороже и сложнее относительно обычных электростанций. А вот цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

Волновая энергетика

Волновая энергетика

Существуют только три эффективно работающих способа генерации электричества из волн. Они различаются по типу установок на воде и представляют собой камеры, нижней частью погруженные в воду, а верхние установки с искусственным атоллом, являются поплавками. Волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу,и уже там она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Однако этот вид практически не используется – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Такое может себе позволить не каждая страна, во-первых: стоимость систем не дешевая, а во-вторых: должен быть удобный выход к воде, который есть далеко не у всех.

Энергия приливов и отливов

Энергия приливов и отливов

Такой вид энергии получают от естественного подъёма и спада уровня воды. Работает с помощью электростанций. Их ставят исключительно, чтобы перепад воды был не меньше 5 метров. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Этот альтернативный источник энергии изучен лучше других и более предсказуем. Но освоение технологий, изучение принципа их работы было длительным и имеет небольшую долю в глобальном производстве. Потому, что приливные циклы часто не соответствуют норме потребления электричества.

Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

Энергия жидкостной диффузии

Энергия жидкостной диффузии

Новый способ добычи альтернативного источника энергии. Описание ее работы состоит в следующем: осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Вращение гидротурбин обеспечивает выравнивание концентрации солей дающее избыточное давление. В настоящее время такая энергетическая установка находится только в Норвегии.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия

Геотермальные станции качают внутреннюю энергию из недр Земли. Ее источники – горячая вода и пар. Такие станции оборудуют в вулканических районах, где вода находится у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).

Взятая оттуда вода отапливает здания напрямую либо через теплообменный блок. Так же её можно переработать в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: что характерно — цена, а так же угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Наибольшее количество геотермальных станций в: США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

Биотопливо

Биотопливо

Биоэнергетика перерабатывает электричество и тепло из топлива трех видов поколений.

Биотопливо первого поколения получить легче всего, особенно в сельской местности. Там жители ставят биогазовые установки, в которых биомасса бродит под нужной температурой.

Для наших просторов самый доступный и понятный способ топлива это – дрова. Для их без перебойного производства сажают специальные леса из быстрорастущих деревьев.

Россия, как страна альтернативных источников энергии

Поскольку Россия входит в число одних из самых технически развитых стран мира, большое внимание уделяется добыче и использованию альтернативных источников энергии. На просторах больших территорий, к сожалению в настоящее время нет централизованных источников энергии. К том уже мы еще не втянуты в общемировую тенденциею, связанную с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива.

Россия

В каждом, отдельно взятом регионе нашей страны, применяются подходящие этому региону виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением. А так же возможностью использования того или иного первоисточника получения энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции в настоящее время, получают все большее распространение среди различных слоев населения, как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии.

Данный вид энергетики так же применяется в промышленности в нашей стране.

Наиболее крупными солнечными электростануциями, мощностью в 400,0 МВт являются:

Еще на стадии разработки можно насчитать более 50 объектов солнечной генерации на различных этапах строительства. Их место расположения от Дальнего Востока и Сибири, до центральных и южных областей нашей страны.

Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

Ветряки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, в нашей стране не достигают таких больших масштабов, как солнечные электростанции.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет чуть больше чем 100,0 МВт. Самые мощные из них это:

Также на стадии проектирования и строительства у нас есть 22 ветровые энергетические установки. Их общая мощность более 2500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Как раз самый распространенный вид альтернативной энергетики на территории России. На настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС в разных регионах страны на реках, превышает 20,0 %. Отчет идет от общей генерации всей энергосистемы РФ.

Геотермальная энергетика

Это энергия тепла недр всей планеты, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. У нас данный вид энергетики расположен на Дальнем Востоке, в меру особенностей этого региона.

Их мощность 80,1 МВт. В настоящее время успешно работает 5 геотермальных электрических станций. Из них три расположены на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская), остальные две — на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Использование биотоплива

Использование биотоплива

Наша страна числится в лидерах по экспорту биотоплива на европейский рынок. У нас же это не самый распространенный вид энергоресурсов, как традиционные виды топлива.Однако, в связи с развитием лесной и деревообрабатывающей промышленности, большие территории заняты под сельскохозяйственные культуры, что сподвигло обратить внимание на этот вид энергетики.

Последние годы было построено большое количество заводов по переработке отходов древесины. Из них изготавливаются такие материалы, как топливные брикеты и гранулы (пеллеты).

Брикеты и пеллеты, в свою очередь, используются в качестве топлива для различного типа котлов в результате сжигания которых, вырабатывается тепловая и электрическая энергии.

А из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо. Оно подходит для применения в двигателях и дизельных установках, там их сжигают, в результате чего производится тепловая и электрическая энергия.

Хоть биотопливо пока не имеет широкого распространения в нашей стране, тем не менее перспективы его развития, достаточно обширны и успешны.

Достоинства и недостатки альтернативных источников энергии в мире

Альтернативные источники энергии — альтернативная энергия во всем мире

Альтернативные источники энергии — преимущества



Альтернативные источники энергии — недостатки и проблемы


Заключение

В современном модернизированном обществе существует большой выбор альтернативных видов энергии. Как правило выбор этот зависит от ресурсов, доступности, географического места расположения, финансовой возможности оплатить установку и дальнейшую эксплуатацию. Для своих частных нужд при наличии свободного времени и умения владеть ручным инструментом, можно создать установки, с целью использования альтернативных источников энергии как электрической, так и тепловой. С описанием и принципами работы альтернативных источников энергии вы уже ознакомились. Каждый из видов достоин внимания и развития для пользы всего человечества и сохранения природы в планетарном масштабе.

виды, значение, преимущества и недостатки — Природа Мира

Альтернативные, или нетрадиционные источники энергии - это ресурсы природы, которые можно использовать для получения электричества. Сюда относятся солнце, ветер, и даже энергия земли, биомасс, сточных вод и отходов. По прогнозам, с помощью биогенного горючего можно получать до 49% электроэнергии, а также 16-22% - от энергии ветра и воды.

Читайте также: Возобновляемые источники энергии

Виды, преимущества и недостатки разных альтернативных источников энергии

У каждого типа нетрадиционной энергетики есть свои плюсы и минусы, а также особенности организации процесса для получения электричества.

Солнечная энергия

Преобразование энергии солнца происходит с помощью особых технологий. Сложность обработки солнечной энергии выступает в качестве недостатка этого источника:

Среди преимуществ можно выделить абсолютную экологическую безопасность солнечной энергии и отсутствие вмешательства в геологию Земли.

На солнечной энергии работают космические станции и спутники. Широкое распространение получили солнечные панели в некоторых странах – ими оснащают крыши домов.

Геотермальная энергетика

Геотермальный метод получения энергии построен на принципе преобразования тепла мантии и ядра Земли (чаще всего источником служат пароводяные резервы). Преобразование природного пара – процесс трудоемкий, так как требуется строительство труб и турбин, проводящих его с глубины от 2-3 км. Однако стоимость электроэнергии на выходе получается не слишком высокой.

Недостаток метода – вероятность оседания грунта и повышения сейсмической активности, поэтому в опасных районах этот источник альтернативной энергии неприменим.

Ветровая энергетика

Для реализации метода требуется ветряная электростанция. Одно из преимуществ такого источника энергии – это дешевое оснащение. Но недостаток – сильная зависимость от погодных условий, требуется постоянный контроль состояния. А еще ветровые электростанции могут создавать помехи для радиоволн.

Важно! Обширное использование ветряных электростанций может стать причиной недостаточной вентиляции промышленных районов, что приведет к ухудшению экологической обстановки.

Также для ветряных станций требуются большие площади, поэтому реализация в густонаселенных регионах затруднена. Однако ветряные источники энергии используются в некоторых странах Европы и Америки для снабжения небольших поселений.

Волновая энергетика

В этом способе для получения электричества используется энергия волн. В отличие от альтернативных источников, описанных выше, волновая энергия отличается большей ударной мощностью. Это самый многообещающий способ получения энергии в перспективе освоения океанов.

Важно! Все виды естественной энергии – ветер, солнце, волны – относятся к возобновляемым источникам.

Самый яркий пример традиционного использования волновой энергии – гидроэлектростанции, но он не единственный. Целесообразно строительство волновых станций в районах с мощными приливами (колебание больше 4 м).

Среди недостатков можно выделить небольшую мощность, строительство только возле побережья, а также цикличность работы – всего 2 раза в сутки. Экологическая безопасность такого способа получения энергии под вопросом, ведь станции нарушают баланс соленой и пресной воды, что несет угрозу морской жизни.

Новейшая технология получения энергии волновым путем – аэро ГЭС. Они работают по принципу конденсации влаги из атмосферы, однако до внедрения этой технологии в жизнь еще далеко.

Градиент-температурная энергетика

В основе этого метода лежит баланс температур. Для строительства станций требуется морское побережье. Поглощая до 70% солнечной энергии, мировой океан становится отличным источником температурных ресурсов. Однако нагрев и выделение углекислой кислоты при обработке морской воды нарушают экологическую обстановку. Среди преимуществ можно выделить только то, что ресурс крайне обширен.

Биомассовая энергетика

Под этим понятием скрывается процесс гниения биологических отходов и ресурсов – в результате выделяется биологический газ с большим содержанием метана. Его можно использовать для обогрева помещений и выработки электричества.

Больше всего такой источник энергии используется в сельскохозяйственных предприятиях. Это безотходное производство, так как гниющие продукты потом используются для удобрения. Кроме растений и навоза, можно использовать быстрорастущие водоросли.

Главный недостаток теплового источника – КПД не превышает 6% и для обеспечения нужд мегаполиса энергией такой метод не подойдет.

Энергия молнии

Один из самых новых альтернативных методов получения электричества – сбор энергии молний, попадающих в землю. Пока что проект находится на стадии разработки – установки для улавливания молнии еще не готовы.

Это дорогостоящий, но окупающийся метод, ведь 1 молния способна обеспечить целый район крупного города энергией на некоторое время. Но уже сейчас можно выделить главный недостаток – зависимость от частоты гроз.

Роль и значение альтернативной энергетики

Поиск альтернативных источников энергии – одна из самых актуальных задач, так как человечество чудовищными темпами поглощает газ, нефть и другие виды топлива, чтобы производить энергию. Научная «мечта» - получение альтернативы электричеству, но она пока что недостижима. Кризис топливных ресурсов неизбежен, и нетрадиционные источники энергии должны помочь предотвратить его.

Альтернативные источники энергии в России

В России в разных регионах интегрируется практическое использования следующих альтернативных источников энергии:

Альтернативные источники энергии – один из вопросов сохранения окружающей среды и ресурсов планеты, который изучается тысячами специалистов. Каждый день ищутся новые решения и разрабатываются методы для получения энергии из ветра, солнца, воды. Но сфера изучена недостаточно и многие задачи только предстоит решить.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

нетрадиционная энергетика для частного дома, виды энергии своими руками

На сегодняшний день существует множество альтернативных источников энергии, которые применяются как в быту, так и на производствах

К нетрадиционным источникам энергии относят энергию солнца, ветра, а также ту, которая вырабатывается мускульными усилиями человека. Подробности узнаем ниже.

Практичная альтернативная энергетика: виды

Альтернативные источники энергии – это разнообразные перспективные способы получения, а также передачи полученной электроэнергии. При этом такие источники энергии, возобновляемые, и приносят минимальный вред окружающей среде. К таким источникам энергии относятсясолнечные панели и солнечные станции.

Они в свою очередь подразделяются на 3 типа получения энергии с помощью:

Популярно использование систем зеркал, которые нагревают воду до высоких температур, в результате чего получается пар, который, проходя через систему труб, крутит турбину. Ветряки и ветряные станции дают ток за счет энергии ветра, который крутит специальные лопасти, соединенные с генераторами.

Популярно использование энергии волн, а также приливов и отливов.

Как показывали опыты, такие электростанции способны вырабатывать около 15 кВт, что значительно превосходит по мощности солнечные и ветровые электростанции.

Из геотермальных источников горячая вода широко используется для вырабатывания электроэнергии. Интересно использование кинетической энергии в некоторых помещениях, например, в спортивных залах, где движущиеся части тренажеров соединены с помощью тяг с генераторами, которые, в результате движения людьми, вырабатывают электроэнергию.

Нетрадиционные источники энергии: способы получения

Нетрадиционные источники энергоснабжения – это в первую очередь получение электроэнергии с помощью ветра, солнечного света, энергии волн приливов и отливов, а также с использованием геотермальных вод. Но, помимо этого, есть и другие способы с использованием биомассы и других методов.

А именно:

  1. Получение электричества из биомассы. Такая технология подразумевает под собой производство из отходов биогаза, который состоит из метана и углекислого газа. Некоторые экспериментальные установки (гумиреактор от Михаэль) перерабатывают навоз, солому, что позволяет получить из 1 т материала 10–12 м3 метана.
  2. Получение электричества термальным способом. Преобразование тепловой энергии в электричество путем нагрева одних соединенных между собой полупроводников, состоящих из термоэлементов и охлаждения других. В результате разницы температур, получается электрический ток.
  3. Водородная ячейка. Это устройство, которое из обычной воды путем электролиза позволяет получить достаточно большое количество водородно-кислородной смеси. При этом расходы на получение водорода минимальны. Но такое получение электроэнергии пока только лишь находится в стадии экспериментов.

Еще одной разновидностью получения электроэнергии является специальное устройство, которое называется двигатель Стирлинга. Внутри специального цилиндра с поршнем находится газ или жидкость. При внешнем нагреве объем жидкости или газа увеличивается, поршень двигается и заставляет работать в свою очередь генератор. Далее газ или жидкость, проходя по системе труб, охлаждается и двигает поршень обратно. Это довольно грубое описание, но дает понять, как работает данный двигатель

Варианты альтернативной энергии

В современном мире из-за некоторого ограничения природных ресурсов тепла и электроэнергии, некоторые люди используют альтернативные источники энергии. Одними из основных направлений альтернативной энергетики является поиск и использование нетрадиционных видов и источников.

Источники, с помощью которых можно получить электричество:

Оснащение пъезоэлементами высокой мощности турникетов в метро и на железнодорожных станциях позволяет, при наступлении на специальные пластины, от давления человеческого веса вырабатывать электроэнергию. Такие действующие установки в качестве эксперимента установлены в некоторых городах Китая и Японии.

Зеленая энергетика – получение биогаза, которым впоследствии можно отапливать дома из морских водорослей. Установлено, что с 1 га водной поверхности, занятой зелеными водорослями, можно получить до 150 000 м3 газа. Использование энергии спящих вулканов, вода закачивается в вулкан, под воздействием тепла и высоких температур, превращается в пар, который по специальным трубам поступает к турбине и крутит ее. В настоящее время в мире действует всего 2 таких экспериментальных установки. Использование сточной воды с помощью специальных ячеек, в которых находятся особенные бактерии, которые окисляют органику, приводит к тому, что в ходе химических процессов, происходит выработка электронов и, как следствие, электричества.

Источники энергии дома: варианты

В связи с ростом тарифов на энергию многие люди начинают задумываться не только об экономии энергии, но и об дополнительных источниках энергии. Некоторые люди предпочитают сделать самоделки своими руками, а некоторые предпочитают какие-либо готовые решения, к которым могут относиться определенные варианты.

А именно:

  1. Установка на стекла солнечных панелей, которые обладают высокой прозрачностью, благодаря чему их можно размещать даже в многоэтажных домах. Но при этом их КПД даже в солнечную ясную погоду не превышает 10%.
  2. Для освещения некоторых участков помещения используются светодиоды и светодиодные лампы на небольших аккумуляторах соединенных с солнечной панелью. Достаточно в течение дня заряжать, таким образом, аккумулятор чтобы вечером получить освещение.
  3. Установка традиционных солнечных панелей, которые позволяют заряжать аккумуляторы и от них уже через инвертор частично питать домашние приборы и лампы. Можно также вырабатывать горячую воду в теплое время года путем установки вакуумного насоса и теплового коллектора на крышу.

У жителей, проживающих в городских условиях, к сожалению, выбор дополнительных источников энергии ограничен, в отличие от тех, кто проживает в загородных домах. В частном доме гораздо больше возможностей сделать автономное электроснабжение. А также сделать для загородного дома или на даче автономные независимые системы обогрева.

Отопление для частного дома: альтернативные источники энергии

Среди наиболее распространенных способов получения электроэнергии является движущая сила ветра. Достаточно поставить около загородного дома высокую мачту с движущимися лопастями, соединенными с генератором, чтобы получать электрический ток и заряжать аккумуляторы.

Для получения тепла, можно использовать тепловые насосы, при их использовании, можно брать тепло практически из любого места:

Принцип их работы, как в холодильнике, только при прокачивании через насос воздуха или воды, получается тепло. Самодельные конструкции, ничуть не уступают промышленным. В домашних условиях можно самостоятельно изготовить подобные конструкции достаточно найти чертежи и изготовить ветряк, чтобы получить дешевое электричество буквально из воздуха. Есть и другие виды и возможности получить электроэнергию и отопление для частного дома.

Эффективно использование обыкновенного генератора, особенно в северных регионах России, так как, при недостатке солнечного света, панели просто бесполезны.

То же самое касается и тепловых конвекторов, которые предназначены для нагрева воды. Несколько проще для получения тепла использование котла на биотопливе, в качестве материала для топки используются прессованные опилки, гранулы, в том числе и из соломы и торфа. Но такие котлы на биотопливе стоят несколько дороже, чем работающие на газе.

Ток и тепло своими руками: альтернативная энергетика для дома

Дармовая электроэнергетика для квартиры или частного дома всегда интересовала людей, так как в последние годы тарифы на отопление и электроэнергию только лишь растут. И для экономии, многие люди стараются найти варианты получения тепла и энергии даром. Для этого изготавливают разные системы, в том числе пытаются изобрети вечный источник, и придумывают необычные и новые способы получения тока и тепла.

Относительная бесплатная энергетика (сборка солнечных панелей своими руками):

Безтопливная халявная энергетика получается из электромагнитных волн – любые колебания можно преобразовать в электричество. Правда КПД таких схем очень мал, но, тем не менее, с помощью специально сделанных приборов можно заряжать телефоны и прочую мелкую бытовую технику.

Правда зарядка займет довольно длительное время.

Для получения тепла, некоторые умельцы используют метан, который в свою очередь получают из навоза животных и прочих отходов. Правильно сделанная система является хорошим вариантом для получения тепловой энергии и обогрева дома, а также для приготовления пищи.

Солнце и ветер, как альтернативные виды энергии

Альтернатива получения, как тепла, так и электричества, для многих людей является актуальной Малая солнечная энергетика – это использование солнечных батарей на основе кремния, количество получаемой энергии зависит от количества батарей, широты местонахождения дома или иного помещения.

Интересна технология получения энергии с помощью генераторов, достаточно к генератору подключить контроллер заряда, и соединить всю схему с аккумуляторами, так можно получить достаточное количество энергии.

Актуально использование специальных термоэлектрических преобразователей энергии тепла в электричество, проще говоря, использование термопары из полупроводников. Одна часть пары нагревается, вторая охлаждается, в результате этого возникает свободная электроэнергия, которую можно использовать в быту. Можно использовать в качестве выработки энергии детей, достаточно соединить на детской площадке качели с динамо-машиной с тем, чтобы получать небольшой процент электроэнергии, который может использоваться для освещения детской площадки.

Бесплатная электроэнергия своими руками (видео)

Альтернатор или, проще говоря, генератор электроснабжения на сегодняшний день является наиболее привычным способом получения электрической энергии. Но, несмотря на это, находится достаточно много возможностей для получения электроэнергии с использованием альтернативных источников по всему земному шару.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Очерк традиционных и нетрадиционных источников энергии

Топливо играет важную и незаменимую роль в человеческом развитии. С тех пор, как человек открыл топливо и способы использования энергии, производимой этим топливом, человеческое трудолюбие стремительно росло.

До сих пор мы используем топливо, которое мы открыли много веков назад. Теперь человек пытается изобрести и искать лучшие, более чистые и безграничные источники энергии. Но что такое обычные источники энергии? Что такое нетрадиционные источники энергии?

Краткий обзор

Транспортные средства, которыми мы ездим, такие как автомобили, скутеры, общественный транспорт, например автобусы, рикши, локомотивы дальнего следования, все еще работают на ископаемом топливе.Ископаемое топливо образуется естественным образом, когда органические вещества, такие как деревья, растения и другая растительность, останки животных и т. Д., Разлагаются под сильным давлением.

Энергия, содержащаяся в этих остатках, преобразуется в горючие твердые частицы, которые затем преобразуются в топливо, которое мы используем ежедневно, например: бензин, дизельное топливо. Бензин и дизельное топливо являются наиболее широко используемыми традиционными видами топлива, поскольку все транспортные средства предназначены для работы на этих видах топлива.

Хотя большинство отраслей перешло на электричество, все еще существуют машины, работающие на дизельном топливе.Генераторы, которые мы используем в качестве резервных, полностью работают на дизельном топливе. Эти генераторы имеют решающее значение, поскольку они используются в больницах, офисах и т. Д. В качестве резервного источника электроэнергии.

Они играют свою роль в таких ситуациях, как, например, когда выполняется сложная операционная процедура и отключается электричество. Однако обычные источники энергии не ограничиваются автомобильным топливом. Мы пользуемся ими уже давно и с тех пор используем сейчас.

«Чула» или деревянные печи, которые использовали люди, также являются обычным источником энергии.Хотя они ушли в прошлое, "чула" все еще используется в сельских районах Индии и других местах. Другие нетрадиционные источники включают керосин, различные виды масел, которые используются в качестве источников освещения.

Раньше, до появления электричества, масляные лампы мы использовали в качестве источников света на улицах, в домах и т. Д. Электричество может быть традиционным или нетрадиционным источником энергии, в зависимости от способа его производства.

Электроэнергия, произведенная путем сжигания угля, классифицируется как нетрадиционная, а электроэнергия, произведенная с использованием таких способов, как приливная энергия, гидротурбины, ядерная энергия, классифицируется как нетрадиционная энергия.

Нетрадиционные источники - это новые источники топлива, которые были созданы для сокращения использования ископаемого топлива. Почему мир был вынужден изобретать новые источники энергии? Есть ли какие-либо отрицательные эффекты от обычных источников?

Побочные эффекты и решение

Обычные источники, в основном, включают топливо, которое необходимо сжигать для выработки энергии. Как и все, что сгорает, топливо выделяет дым и другие побочные продукты. Эти остатки обычно вредны для нас и окружающей среды.

Автомобили выделяют вредный угарный газ, который оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Было замечено, что люди, работающие на деревянных печах или «чулах», страдают респираторными заболеваниями после воздействия вредного дыма и частиц, оставшихся после сжигания дров. Чтобы исправить это, мы работали над нетрадиционными источниками энергии.

Эти источники чистые, легко доступны и безграничны. Обычные источники включают энергию солнца или солнечной энергии, энергию ветра, энергию, генерируемую волнами, называемую приливной энергией, ядерной энергией и т. Д.Эти источники постоянно исследуются и используются.

Их единственное ограничение заключается в том, что они сравнительно дороже традиционных источников, таких как бензин и дизельное топливо. Но после развертывания это разовые вложения. Например, после установки солнечной панели вам больше не нужно о ней беспокоиться, поскольку она постоянно использует солнечную энергию и вырабатывает электричество. То же самое и с ветроэнергетикой.

После того, как вы установите ветряную мельницу, она будет постоянно обеспечивать вас энергией.Ядерные реакторы вызывали споры, поскольку аварии, происходящие на АЭС, могут быть катастрофическими.

Примером может служить авария на Чернобыльской АЭС , когда произошел расплавление реактора, вызвавшее разрушение на большой территории. Чернобыль и близлежащие города по-прежнему недоступны из-за радиации.

У обоих источников энергии есть свои преимущества и недостатки. Но поскольку традиционные источники исчерпываются, для нас стало важным сделать нетрадиционные более безопасными и доступными.

.

Семь основных источников электроэнергии, о которых вы должны знать

Само представление о мире без электричества кажется невозможным. Это один из величайших даров, которые наука дала человечеству. Почти все в нашем мире сегодня зависит от электроэнергии.

Ожидается, что электрическая зависимость со временем будет только расти. По оценкам, в 2018 году мировой спрос на электроэнергию вырос до 23000 ТВтч, и это число, вероятно, будет увеличиваться с каждым годом.Этот стремительно растущий спрос отвечает за половину роста потребностей в энергии и составляет 20% от общего потребления энергии во всем мире.

СВЯЗАННЫЕ: 3+ РАЗЛИЧНЫХ ТИПА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ, ГЕНЕРИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ ДЛЯ США

Эти статистические данные ясно показывают, что электричество - это генератор будущего. Тем не менее, как мы можем генерировать такое ошеломляющее количество электроэнергии для удовлетворения постоянно растущих потребностей? Давайте узнаем!

Определение электричества

Электричество можно определить как форму энергии, которая вырабатывается в результате потока электронов из положительных и отрицательных точек внутри проводника.Мы рассматриваем электричество как вторичный источник энергии.

Это связано с тем, что он не поставляется в виде готового продукта, а должен быть получен из первичных источников, таких как ветер, солнечный свет, уголь, природный газ, реакции ядерного деления и гидроэнергетика.

Вот несколько основных способов, с помощью которых мы можем производить электричество, и как это можно сделать!

1. Электричество через трение

Первые наблюдения электрических явлений были сделаны в Древней Греции.Это произошло, когда философ Фалес Милетский (640–546 гг. До н.э.) обнаружил, что когда янтарные бруски натирают о загорелую кожу, они приобретают привлекательные характеристики, которыми раньше не обладали.

.

Обычный и нетрадиционный ресурс - Energy Education

Обычные ресурсы и Нетрадиционные ресурсы - это два очень разных, отдельных набора ресурсов, которые потенциально могут быть извлечены. Оба относятся к некоторому количеству ископаемого топлива, которое могло бы внести вклад в запасы, если бы их можно было добывать экономически. Различие между ресурсом и запасом исследуется с помощью диаграммы, известной как ящик Мак-Келви. Разница между обычным и нетрадиционным топливом относительно проста и в основном связана с легкостью, с которой можно добыть топливо.

Обычная нефть или газ поступает из пластов, которые «нормальны» или из которых легко добывать продукт. Извлечение ископаемого топлива из этих геологических формаций может осуществляться стандартными методами, которые можно использовать для экономичного удаления топлива из месторождения. Обычные ресурсы, как правило, проще и дешевле производить просто потому, что они не требуют специальных технологий и могут использовать общие методы. [1] Из-за этой простоты и относительной дешевизны традиционные нефть и газ, как правило, являются одними из первых объектов промышленной деятельности.

В отличие от этого, нетрадиционных ресурсов нефти или газа добыть намного сложнее. Некоторые из этих ресурсов задерживаются в коллекторах с плохой проницаемостью и пористостью, что означает, что нефть или природный газ чрезвычайно трудно или невозможно протекать через поры в стандартную скважину. [4] Чтобы иметь возможность производить добычу из этих сложных резервуаров, используются специальные методы и инструменты. Например, добыча сланцевой нефти, плотного газа и сланцевого газа должна включать в себя этап гидроразрыва пласта, чтобы создать трещины для прохождения нефти или газа. В нефтеносных песках месторождений на месте необходимо использовать гравитационный дренаж с помощью пара, чтобы можно было извлекать толстый битум из подземных отложений. Все эти методы более дорогостоящие, чем те, которые используются для добычи ископаемого топлива из традиционного резервуара, но такая стимуляция позволяет добывать нефть и газ из ресурсов, добыча которых ранее была экономически невыгодной.Эти ресурсы становятся резервами, когда их можно использовать экономно.

Нетрадиционный ресурсный потенциал

Нетрадиционные ресурсы используются все больше и больше, поскольку десятилетия добычи нефти и природного газа привели к широкому использованию традиционных ресурсов. Из-за этого постоянно внедряются новые технологии, которые позволяют более экономично добывать нетрадиционные нефть и газ, которые ранее было невозможно получить. Разработка этих нетрадиционных ресурсов имеет значительный экономический потенциал, поскольку большая часть ресурсов нефти и газа, по оценкам, находится в нетрадиционных месторождениях. [5] Согласно оценкам, запасы нефти в Канаде составляют 174 миллиарда баррелей нефти, из которых 169 миллиардов находятся в нефтеносных песках - типе нетрадиционных ресурсов. [1] Аналогичным образом, в нетрадиционных месторождениях гораздо больше природного газа, чем в традиционных.

Список литературы

  1. 1.0 1.1 PSAC. (5 июня 2015 г.). Обычные и нетрадиционные ресурсы [Онлайн]. Доступно: http://www.oilandgasinfo.ca/wp-content/uploads/Nov_2013_conv_vs_unconv.pdf
  2. ↑ Wikimedia Commons. (3 июня 2015 г.). Гудрон Песчаник [Онлайн]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Tar_Sandstone_California.jpg
  3. ↑ Wikimedia Commons. (3 июня 2015 г.). Горючий сланец [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Messel_oil_shale_sideritic_laminae.jpg#/media/File:Messel_oil_shale_sideritic_laminae.jpg
  4. ↑ Дж. Бойл, Б. Эверетт, С. Пик, Дж. Рэмидж. (5 июня 2015 г.). Энергетические системы и устойчивость: сила для устойчивого будущего , 2-е изд.Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2012 г.
  5. ↑ Alberta Energy Regulator. (5 июня 2015 г.). Что такое нетрадиционные нефть и газ? [Интернет]. Доступно: https://www.aer.ca/about-aer/spotlight-on/unconventional-regulatory-framework/what-is-unconventional-oil-and-gas
.

Электроэнергия: источники и проблемы | Национальное географическое общество

1. Активируйте предыдущие знания учащихся об источниках электроэнергии.

Покажите круговые диаграммы в Использование электроэнергии в США, 2001-2011 гг. (В карусели мультимедиа; щелкните стрелку загрузки в правом нижнем углу.) Сообщите учащимся, что электричество в США вырабатывается из множества различных источников. Спросите:

Сообщите студентам, что они будут изучать, как производится электричество в 50 штатах.

2. Обсудите роль неопределенности в научном процессе.

Укажите, что наука - это процесс изучения того, как устроен мир, и что ученые не знают «правильных» ответов, когда начинают исследовать вопрос. Покажите учащимся графики Прогноз нагрузки . ( В карусели мультимедиа; щелкните стрелку загрузки внизу справа.) Сообщите им, что на графике они могут увидеть примеры неуверенности ученых в прогнозировании спроса на электроэнергию (нагрузки). Спросите:

Сообщите учащимся, что им будут заданы вопросы о достоверности их прогнозов, и им нужно будет подумать о том, какие научные данные доступны, когда они будут оценивать свою уверенность своими ответами. Поощряйте студентов обсуждать друг с другом научные доказательства, чтобы лучше оценить уровень своей уверенности в своих прогнозах.


3. Предложите учащимся запустить интерактивный курс «Электричество: источники и проблемы».

Предоставьте учащимся ссылку на интерактивный курс «Электричество: источники и проблемы».Разделите учащихся на группы по два или три человека, при этом две группы являются идеальной группой, позволяющей учащимся использовать рабочие места за компьютером. Скажите студентам, что они будут работать с серией страниц данных с вопросами, связанными с данными. Попросите учащихся поработать в интерактивном режиме в своих группах, обсуждая вопросы и отвечая на них по ходу дела.

ПРИМЕЧАНИЕ: Вы можете получить доступ к ключу ответа на вопросы учащихся - и сохранить данные учащихся для онлайн-оценки - через бесплатную регистрацию на странице портала High-Adventure Science.

Скажите учащимся, что это Задание 2 в Каковы наши энергетические решения? урок.

4. Обсудить проблемы.

После того, как учащиеся завершат задание, соберите группы вместе и проведите обсуждение, сосредоточив внимание на следующих вопросах:

  • Как вырабатывается электроэнергия из угля, природного газа и биомассы? (Уголь, природный газ и биомасса сжигаются. Энергия, заключенная в их химических связях, превращается в тепловую.Тепловая энергия используется для нагрева воды до пара. Пар используется для вращения турбины, превращая тепловую энергию в механическую. Вращающиеся магниты турбины генерируют электрический ток в проводах вокруг турбины. Электроэнергия проходит по линиям электропередач в дома и на предприятия.)
  • Какие преобразования энергии происходят, когда в ваш дом приходит электричество? (Электрическая энергия преобразуется в тепловую [электрические обогреватели, тостеры, электрические печи], световую энергию [освещение], звуковую энергию [радио] и механическую энергию [вентиляторы].)
  • Почему спрос на электроэнергию не постоянный? (Спрос на электроэнергию колеблется, потому что люди используют электроэнергию для отопления и охлаждения. Кондиционеры и отопление не используются одинаково во все месяцы года. Даже на ежедневной основе спрос на электроэнергию не является постоянным. ночь, когда большинство людей спит.)
  • Как, по вашему мнению, изменится производство электроэнергии в будущем? (Ответы будут разными.Возобновляемые источники энергии могут увеличиться. Источники ископаемого топлива могут уменьшиться. Ядерная энергия может уменьшиться. Есть много неопределенностей в отношении энергетического ландшафта будущего.)
.

Нетрадиционное электричество | Scientific.Net

Исследование фактического энергетического потенциала возобновляемых источников энергии в Румынии

Авторы: Мариана Чобану, Ионела Габриэла Бучэ, Стефан Раду

Краткое содержание: Румыния была первой страной Восточной Европы, присоединившейся к Партнерству в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности.Потенциал Румынии в области производства зеленой энергии следующий: 65% биомассы, 17% энергии ветра, 12% солнечной энергии, 4% микрогидроэлектростанций, 1% + 1% фотоэлектрических + геотермальных. Максимальное раскрытие потенциала различных категорий зеленой энергии требует серьезных инвестиций и требует предоставления средств инвесторам в этом секторе. Возобновляемые источники энергии могут эффективно способствовать увеличению внутренних ресурсов, что дает им определенный приоритет в энергетической политике.

209

.

Какой источник потребляемой нами электроэнергии?

3.2 Каков источник потребляемой нами электроэнергии?

40% электроэнергии, потребляемой в ЕС, вырабатывается электростанциями, работающими на ископаемом топливе

Около 21% конечной энергии, которую мы потребляем, составляет электричество, поступающее из различных источников. В ЕС в 2018 году 40% потребляемой электроэнергии приходилось на электростанции, работающие на ископаемом топливе, и 33% - на возобновляемые источники энергии, а 26% приходилось на атомные электростанции.Среди возобновляемых источников энергии наибольшая доля потребляемой электроэнергии приходится на ветряные турбины (11%), гидроэлектростанции (13%), биотопливо (5%) и солнечную энергию (4%).

Источники производства электроэнергии в разных государствах-членах различаются: около 90% производства электроэнергии приходится на ископаемое топливо на Кипре и Мальте, в то время как почти три четверти (71%) электроэнергии производятся на атомных электростанциях во Франции, за которыми следуют 55%. в Словакии.В Люксембурге и Австрии около 60% производства электроэнергии приходилось на гидроэлектростанции, а 46% электроэнергии в Дании приходилось на энергию ветра.

.

Смотрите также