Источники электрической энергии: описание, виды и особенности. Виды источников энергииКакие лучше альтернативные источники энергии, их сфера использованияАльтернативные источники энергии – понятие довольно широкое, ведь к нему вполне можно отнести различные по принципу функционирования механизмы. Поэтому для простоты понимания легче выделить несколько основных характеристик, благодаря которым альтернативные источники энергии выделяются на фоне оборудования, продуцирующего электричество: перспектива расширения области применения, отсутствие вреда для окружающей среды, экономичность. Область примененияГлавная особенность, которая характеризует, заключается в том, что подпадающие под данное определение механизмы и процессы являются восстанавливаемыми. Это значит, что данные способы получения энергии неисчерпаемы, так как природные ресурсы и процессы, являющиеся их источниками, по мере расходования возобновляются. Альтернативные источники энергии могут использоваться на объектах разного масштаба и целевого назначения. Даже в бытовых условиях сегодня встречаются умельцы, которые наладили энергоснабжение всего дома и второстепенных построек с использованием нетрадиционной энергетики. Все зависит от того, использование каких ресурсов в каждом из случаев будет наиболее эффективно. Смотрим видео, сфера применения и виды: По мере того, как развиваются технологии, и расширяется производство каждого из нынешних направлений промышленности, требуются все больше ресурсов для обслуживания таких объектов. Поэтому постепенно будет сокращаться доля добываемого топлива и замещаться производной от работы нетрадиционных способов, которые представляют альтернативные источники энергии. Виды и типы источников энергииНесмотря на то, что сегодня еще не пришло время, когда добываемое топливо отойдет на второй план или вовсе исчерпает себя как способ энергоснабжения, существует немало вариантов реализации возобновляемых ресурсов планеты: Солнечное излучение. Альтернативные источники выработки энергии этого вида функционируют при непосредственном участии фотоэлектрических преобразователей или в другом случае – термодинамических установок. Первый вариант подразумевает возможность преобразования энергии световых квантов в электрическую составляющую. Смотрим видео, 10 основных типов основных возобновляемых источников: Альтернативные источники выработки энергии на базе термодинамических установок представляют собой более сложное оборудование, так как цепочка преобразований при этом намного длиннее: сначала солнечное излучение превращается в тепло, затем – в механический, а после этого – в электрический эквивалент. Конструкцией должен быть предусмотрен генератор и турбина. Главные недостаток данного рода техники заключается в ее подверженности погодным условиям (суточный цикл, смена сезонов и прочее).
Альтернативные источники получения энергии из ветровой могут иметь разные формы основной установки. Однако объединяет каждое из исполнений наличие лопастей, способствующих принудительному движению воздушных масс. Один из недостатков такого оборудования опять же заключается в подверженности погодным условиям. Но даже эксплуатация при хорошей погоде не повлияет на увеличение мощности, которая обычно невелика у таких установок.
Альтернативная энергия может вырабатываться и посредством преобразования продуктов гниения биомассы (навоз, погибшие растения и прочее). Эти процессы сопровождаются выработкой большого количества газообразного соединения метана. Именно этот газ представляет собой конечную цель работы подобного оборудования, так как может применяться для обогрева или дальнейшего преобразования, в результате чего на выходе получают электричество. Смотрим видео, энергия приливов: Альтернативная энергия, которая добывается посредством использования прилива. Главный плюс такого способа заключается в том, что задействуются возобновляемые природные ресурсы. Приливные установки задействуют гидротурбины и генератор. В результате альтернативная электрическая энергия преобразуется из механической. Как видно, сегодня созданы различные возможности для получения энергии, которая может быть использована в разных целях. Однако в некоторых случаях удельная мощность установки невелика или требуются огромные площади территории для эффективной работы оборудования. Как подобрать для дома лучший вариантОдним из наиболее популярных способов является преобразование солнечного излучения. Альтернативная энергия, добываемая таким образом, ранее была слишком дорогостоящей, так как солнечные панели предлагались по очень высокой цене. В результате стоимость МВт*ч была неоправданно высокой. Сегодня же, когда производство сопутствующего оборудования, в частности, кремниевых фотоэлементов для работы солнечных панелей упало в цене, у многих пользователей появилась возможность устанавливать такие конструкции для энергообеспечения всего дома. Смотрим видео, современный дом: Стало быть, альтернативная электрическая энергия определяется в первую очередь стоимостью МВт*ч. Чем ниже этот показатель, тем целесообразнее будет использование конкретного вида оборудования для получения электроэнергии на разные нужды. Дополнительно определяются возможности пользователя для реализации плана, при котором альтернативная электрическая энергия будет добываться из возобновляемых природных ресурсов. Имеется ввиду, достаточно ли имеющейся территории для установки ветрогенератора или солнечных панелей.
Альтернативная электрическая энергия является весомым преимуществом для владельцев частных домов, так как в условиях квартиры проблематично наладить длинную цепь преобразований природных ресурсов. В частном доме для каждого способа имеется определенный порог эффективности. Например, ветрогенератор способен обеспечить порядка 70% потребности электроэнергии для обслуживания всех систем жилья. Солнечная батарея в сравнении с ним заметно менее эффективна – всего 30% потребности. Таким образом, альтернативная электрическая энергия сегодня является выходом для мировой энергетики, во многом зависящей от добываемого топлива. Если рассматривать только солнечное излучение, то даже небольшой части от его количества, попадающего на поверхность Земли (более чем в 7 раз превосходящего мировое потребление электроэнергии), хватило бы для обеспечения всего человечества электричеством на несколько тысячелетий вперед. Огромным плюсом подобных способов является их абсолютная безвредность для окружающей среды, а также высокая степень экономичности. generatorvolt.ru Источники электрической энергии: описание, виды и особенностиИсточники электрической энергии в каждой местности различаются по способу её получения. Так, в степях целесообразнее использовать силу ветра или преобразовывать тепло после сжигания топлива, газа. В горах, где есть реки, строятся плотины и вода приводит в движение гигантские турбины. Электродвижущую силу получают практически повсеместно за счет других природных энергий. Откуда берется питание потребителейИсточники электрической энергии получают напряжение после преобразования силы ветра, кинетического движения, потока воды, результата ядерной реакции, тепла от горения газа, топлива или угля. Широко распространены теплоэлектростанции, гидроэлектростанции. Постепенно сокращается количество атомных станций как не совсем безопасных для проживающих поблизости людей.
Может использоваться химическая реакция, эти явления мы наблюдаем в аккумуляторах автомобилей и бытовых приборов. Батарейки к телефонам работают по тому же принципу. Ветровики применяются в местах с постоянным ветром, где источники электрической энергии содержат в конструкции обычный генератор высокой мощности. Для питания целого города порой одной станции недостаточно, и источники электрической энергии комбинируются. Так, на крышах домов в теплых странах устанавливаются солнечные батареи, которые питают отдельные помещения. Постепенно экологически чистые источники заменят станции, загрязняющие атмосферу. В автомобиляхАккумуляторная батарея на транспорте - не единственный источник электрической энергии. Цепи автомобиля спроектированы с таким расчетом, что при движении начинается процесс преобразования кинетической энергии в электрическую. Это происходит благодаря генератору, в котором вращение катушек внутри магнитного поля порождает появление электродвижущей силы (ЭДС).
В сети начинает протекать ток, заряжающий аккумуляторную батарею, длительность работы которой зависит от её ёмкости. Зарядка начинается сразу после старта двигателя. То есть энергия вырабатывается за счет сжигания топлива. Последние разработки автомобилестроения позволили использовать ЭДС источника электрической энергии для движения транспорта. В электромобилях мощные химические батареи вырабатывают ток в замкнутой цепи и служат источником питания. Здесь наблюдается обратный процесс: ЭДС вырабатывается в катушках приводной системы, что заставляет колеса крутиться. Токи во вторичной цепи огромные, пропорциональные скорости разгона и весу автомобиля. Принцип работы катушки с магнитомПротекающий ток через катушку вызывает появление переменного магнитного потока. Он, в свою очередь, оказывает на магниты выталкивающую силу, которая заставляет рамку с двумя разнополярными магнитами крутиться. Таким образом, источники электрической энергии служат узлом для движения авто.
Обратный процесс, когда рамка с магнитом вращается внутри обмоток, за счет кинетической энергии позволяет преобразовывать переменный магнитный поток в ЭДС катушек. Далее в цепи установлены стабилизаторы напряжения, обеспечивающие требуемые показатели питающей сети. По этому принципу вырабатывается электричество в гидроэлектростанциях, теплоэлектростанциях. ЭДС в цепи появляется и в обычной замкнутой цепи. Она существует до тех пор, пока к проводнику приложена разность потенциалов. Электродвижущая сила нужна для описания характеристики источника энергии. Физическое определение термина звучит так: ЭДС в замкнутой цепи пропорциональна работе сторонних сил, осуществляющих перемещение одиночного положительного заряда через всё тело проводника. Формула E = I*R — сопротивление учитывается полное, складывающееся из внутреннего сопротивления источника питания и результатов сложения сопротивления питаемого участка цепи. Ограничения на установку подстанцийЛюбой проводник, по которому течет ток, вырабатывает электрическое поле. Источник энергии является излучателем электромагнитных волн. Вокруг мощных установок, на подстанциях или вблизи генераторных устройств оказывается влияние на здоровье человека. Поэтому были приняты меры по ограничению строящихся объектов вблизи жилых зданий.
На законодательном уровне установлены фиксированные расстояния до электрических объектов, за пределами которых живой организм находится в безопасности. Запрещены постройки мощных подстанций вблизи домов и на пути следования людей. Мощные установки должны иметь ограждения и закрытые входы. Высоковольтные линии монтируются высоко над постройками и выносятся за пределы поселений. Для исключения влияния электромагнитных волн в жилой зоне источники энергии закрываются заземленными металлическими экранами. В простейшем случае используется сетка из проволоки. Единицы измеренияКаждая величина источника энергии и цепи описывается количественными значениями. Это облегчает задачу проектирования и расчет нагрузки под конкретное питание. Единицы измерения связаны между собой физическими законами. Для величин источников питания установлены следующие единицы:
Построение последовательных и параллельных схем питанияРасчет цепи усложняется, если используется соединение источников электрической энергии нескольких типов. Учитывается внутренние сопротивление каждой ветви и направление тока через проводники. Для измерения ЭДС каждого источника в отдельности потребуется разомкнуть цепь и непосредственно на выводах питающей батареи замерить потенциал прибором — вольтметром. При замкнутой цепи прибор покажет падение напряжения, которое имеет меньшую величину. Для получения необходимого питания часто требуется несколько источников. В зависимости от задачи может использоваться несколько видов соединений:
Омы питающей сетиВнутреннее сопротивление источника электрической энергии учитывается для определения результирующей ЭДС. В общем виде электродвижущая сила рассчитывается по формуле E = I*R + I*r. Здесь R - сопротивление потребителей, а r - внутреннее сопротивление. Падение же напряжения высчитывают по следующей зависимости: U = E - Ir.
Ток, протекающий в цепи, рассчитывают согласно закону Ома полной цепи: I = E/(R + r). Внутреннее сопротивление способно оказывать влияние на силу тока. Чтобы такого не происходило, источник подбирают под нагрузку по следующему правилу: внутреннее сопротивление источника должно быть намного меньше полного общего сопротивления потребителей. Тогда учитывать его величину совсем необязательно из-за малой погрешности. Как измерить Омы питающей сети?Так как источники и приемники электрической энергии должны быть согласованы, то сразу возникает вопрос: как измерить внутреннее сопротивление источника? Ведь омметром не подключишься на контакты с имеющимися на них потенциалами. Для решения вопроса используется косвенный метод снятия показателей — потребуются значения дополнительных величин: ток и напряжение. Расчет производится по формуле r = U/I, где U - падение напряжения на внутреннем сопротивлении, а I - ток в цепи под нагрузкой. Падение напряжения измеряется непосредственно на зажимах источника питания. В цепь подключается резистор известного номинала R. До проведения замеров следует зафиксировать вольтметром ЭДС источника при разомкнутой цепи — E. Далее подключают нагрузку и фиксируют показания — U нагр. и тока I. Искомое падение напряжения на внутреннем сопротивлении U = E − U нагр. В итоге рассчитываем искомую величину r = (E − U нагр.)/I. fb.ru Альтернативные виды энергии | SAVENERGY.INFO
Трудно себе представить современного человека, не знакомого с проблемой загрязнения земной атмосферы продуктами сжигания углеводородов. Ряд международных документов и прежде всего Киотское соглашение (1997г. – 1999г.) свидетельство тому, что международная общественность и администрации многих стран обеспокоены количеством выбросов парниковых газов в атмосферу и предлагают сдерживающие факторы. Таким фактором по сокращению сжигания первичных источников есть замена их на альтернативные виды энергии. Аварии на атомных станциях : 1979 г. АЭС Три-Майл-Айленд, Пенсильвания, США; 1986 г. Чернобыльская АЭС, Украина; 2011 г. АЭС «Фукусима-1», Япония, выявили новую глобальную проблему для экологии и человека, и она так же решается за счет альтернативной энергетики. В качестве примера. Правительство Германии не будет использовать ядерную энергию в ближайшие 9 лет. Альтернативой становится ветровая энергия прибрежных Баренцево и Северного морей, солнечная энергии и энергия биомассы. Из альтернативных и возобновляемых источников энергии, в настоящее время, наиболее востребованы, – жидкое биотопливо, твердое биотопливо, биогаз, солнечная и ветровая энергия. Жидкое биотопливо.
Топливо из растительного или животного сырья и промышленных отходов. Биотопливо необходимо для двигателей внутреннего сгорания (этанол, метанол, биодизель и др.), то есть его можно использовать на дорожном транспорте. Основным производителем жидкого биотоплива являются США и Бразилия, по 45% всего объема производства в мире. Не будем описывать технологические процессы производства и особенности получения жидкого биотоплива, приведу лишь из располагаемой мною информации, их положительные и отрицательные характеристики. Основными недостатками при развитии биотопливной индустрии эксперты считают: – Сокращение посевных площадей под продовольственные культуры и перераспределение в пользу топливных, а значит сокращение кормовой базы для птицы и скота.– В результате роста производства биотоплива число голодающих людей на планете может увеличиться более 1 млн. человек. Главным достоинством при сжигании биотоплива считается экологический эффект. Использование биотоплива рассматривается как «углерод-нейтральная технология»: сначала атмосферный углерод (в виде СО2) связывается растениями, а потом выделяется при сжигании веществ, полученных из этих растений. Следует оговориться, что в сумме количество СО2, выделяющегося при изготовлении и использования такого биотоплива, почти такое же, как при использовании традиционного ископаемого топлива, но для определенного вида растений. Следующим положительным фактором можно считать использование земель сельскохозяйственных угодий, выведенных из оборота. Выращивание на этих землях сырья для производства биотоплив позволит увеличить долю биотоплива на транспорте от 10% до 25%. В США и Европе существует стандарт на биотопливо — горючее Е85 (85 % этанола и 15 % бензина). В ряде Европейских стран уже сейчас смесь этилового спирта и бензина на 25 % дешевле чистого бензина. Правительства рядя стран, вводит налоговые льготы на продажу автомобилей, работающих на биотопливе. 1.Исходя из экологических и экономических преимуществ биотоплива, как вы думаете, имея личное транспортное средство, выгодно ли в нем использовать биотопливо? Твердое биотопливо.  [SCM]actwin,0,0,0,0;ScreenshotCaptor12/22/2012 , 6:46:24 PMДрова, древнейшее топливо которым пользуется человек. В настоящее время выращиваются специальные энергетические леса, состоящие из быстрорастущих пород растений, которые в результате дальнейшей переработки используются как твердое биологическое топливо. Кроме дров, топливные гранулы и брикеты это прессованные изделия из древесных отходов опилок, щепы, коры, отходы лесозаготовок и др. Солома, отходы сельского хозяйства (лузги подсолнечника, ореховой скорлупы, навоза, куриного помета) и другой биомассы, все это твердое биотопливо. На рынке много предложений по продаже, как твердотопливных котлов для отопления, так и топлива для них в виде древесных топливных гранул (пеллеты). В качестве примера подтверждающего выгодность использования твердого биотоплива приведу следующий интересный факт. Сейчас в Европе и в частности в Украине с 2010 года выращивается энергетическая Шведская верба. У вербы высокий прирост биомассы, растет как на заболоченных местах, так и на свежей пашне. При сжигании низкая зольность. По теплоте сгорания щепа вербы уступает природному газу на 28%, зато в 2,5 – 4 раза дешевле. Котлы, использующие брикетированные отходы вербы работают в автоматическом режиме и достигают до 75% экономии, в сравнении с газовым отоплением. Номенклатура котлов от 21 кВт до 1000 кВт, и предназначены для частного дома, дачи, коттеджа и промышленных объектов. 2. Скажите, в эпоху роста цен на уголь, газ и электроэнергию, нужна ли нам альтернативная энергия в виде твердого биотоплива? Биогаз.
Биогаз получают метановым (анаэробным, то есть без доступа воздуха) брожением биомассы, которая разлагается в результате воздействия трех видов бактерий. Это гидролизные, кислотообразующие и метанобразующие бактерии, причем питанием каждому следующему виду бактерий служат продукты жизнедеятельности предыдущего. В результате брожения происходят сложные органические соединения и под воздействием бактерий преобразуются в метан СН4 и углекислый газ СО2. Сырьем для получения биогаза является органические отходы: навоз, птичий помет, зерновые и растительные отходы. В сыром биогазе содержится в среднем 65% метана и 35% СО2, влаги и других примесей. Так же, как и природный газ, то есть газ, извлекаемый из недр, перед применением в двигателе внутреннего сгорания биогаз подвергается обогащению (до уровня содержания метана в газе 95%), очистке, осушке и сжатию. Физико-химические и экологические свойства очищенного биогаза и природного газа практически идентичны, поэтому для них применяется одна и та же топливная аппаратура. Биогаз, в качестве топлива используется в отопительных котлах и в генераторах для получения механической и электрической энергии. Важным фактором биогазовой технологии по переработке навоза крупного рогатого скота, куриного помета, свиного навоза и других органических отходов сельского хозяйства, есть образование биоудобрений. Биоудобрение содержит все необходимые компоненты удобрений (азот, фосфор, калий, макро- и микроэлементы) в растворенном, сбалансированном виде в соотношениях необходимых для растений, а также активные биологические стимуляторы роста, повышающие урожайность в два и более раз. Сегодня интенсивно внедряются биогазовые установки в аграрном секторе, как альтернативный источник топлива, и особенно на частном подворье. Пример получения биогаза в домашних условиях (Липецкая обл. Россия). Хозяин своего подворья вырыл большую яму. Выложил ее бетонными кольцами, затем накрыл железным колоколом. 1,5 т навоза смешать с 3,5 т отходов — сгнившая листва, ботва и т.п. Смесь заложить в яму. Добавил воду в таком количестве, чтобы получилось влажность примерно 60-70 процентов. Змеевиком, нагрел смесь до 35 градусов. Под действием температуры смесь начинала бродить и при отсутствии поступления воздуха температура поднималась до 70 градусов. Процесс производства занял 2 недели. Он принял необходимые меры для предотвращения взрыва – установив противовес к куполу, с помощью тросов и периодически выпускал газ. В сутки получил около 40 кубических метров биогаза. Газ использовал для отопления дома. Пяти тонн смеси ему хватило для работы установки в течение полугода. Отходы, полученные в результате работы установки, — прекрасное удобрение для огорода. 3. Если у вас есть личное хозяйство, скот и птица или ваши родственники, или знакомые располагают частным подворьем, и район, где вы проживаете, нужно газифицировать, к какому решению вы придете по созданию системы отопления своего жилья? Солнечная энергия.
Повсеместное использование солнечной энергию для бытовых нужд (освещение, обогрев домов, воды и т. д.) это давно состоявшийся факт для многих развитых государств. Стремительное развитие солнечной энергетики на базе новых технологий заставляют нас переосмысливать перспективу энергоснабжения нашего жилья. Энергия солнца – это экологически чисто, сравнительно недорого и главное, навсегда. Подробности построения солнечных коллекторов своими руками, мы с вами рассматривали в статье http://savenergy.info/page/solnechnaja-batareja-sdelaju-sam. Солнечная батарея, сделаю сам[/url]». Сегодня особенно радует тот факт, что солнечной энергией и ее использованием для нужд быта интересуются наши дети. Вот что пишет из России Башкирский школьник, который смастерил макет дома с солнечной батареей: «Использование электроэнергии от солнечных батарей выгодно не только из-за дешевизны, но и тем, что они не вредят окружающей среде. Но Россия и в частности Башкирия имеет мало солнечных дней в году. Поэтому для большей пользы природе и экономики актуально использовать комбинированные источники энергии, то есть солнечную энергию, сегодня следует рассматривать как дополнение к топливным, гидравлическим и ядерным энергоресурсам. Моей мечтой является создание мегаполиса, получаемого питание только от солнечной энергии. Через космическую станцию, направляющую лучи солнца в определенную точку на Земле». Будучи в гостях у друзей, они живут в Киеве в многоэтажном жилом доме новой постройки, я подметил один интересный факт. На уровне крыши 22-х этажного здания сделана площадка, огороженная барьером. На этой площадке в специальных горшках посажены зеленые декоративные деревца, наверно туя. Зачем это сделано я не знаю, и узнать мне не удалось. Во время моего пребывания у друзей на 4 часа отключали электроэнергию (дом не газифицирован). Электроплита, электрочайник, горячая вода, отопление, телевизор, освещение, все отключено! Что делать, если это продолжительное время? У меня сразу возникла мысль, но почему рядом с зелеными насаждениями на крыше не установить солнечные батареи (площадь крыши 20 – 50 кв.м.) и в моменты отключения, электроснабжение жильцов осуществлять по аварийной схеме согласованной с мощностью солнечной батареи и накопителей. 4. Как, по вашему мнению, применимы ли предложенные мною решения по установке солнечных батарей на крышах современных зданий или нет? Энергия ветра.
Использование энергии ветра происходит в ветрогенераторах с получением электрической энергии. Этот источник энергии коренным образом отличается от первичных источников энергии, так как отсутствует сырье, и нет отходов. Единственное важное требование для ветроагрегата – высокий среднегодовой уровень ветра. Исходя из возможностей рынка, можно за вполне умеренные деньги приобрести ветряную установку и обеспечить на долгие годы энергонезависимость своему дому. Задача автономного или почти автономного электроснабжения жилья от энергии ветра все-таки сложна. Для выполнения такой задачи, пропеллер ветроагрегата должен быть диаметром порядка 20 м. Поэтому, использование ветрогенератора в домашнем хозяйстве должен рассматриваться в плане существенной экономии затрат на производство тепла и снижение потребления электроэнергии от сети. И все-таки, чтобы окончательно сформировать мнение о возможности применения ветряных установок в быту, приведу некоторые цифры. По данным ЮНЕСКО для уверенного и комфортного жилья в загородном доме, расход электроэнергии должен быть не менее 2 кВт.ч. в сутки. По мнению специалистов, которые проводили мониторинг электропотребления нескольких десятков семей, реальное потребление электроэнергии семьи из трех человек составляет 3, 5 кВт.ч. в сутки (освещение, телевизор, компьютер, насос, холодильник). Ветроустановки, серийно выпускаемые различными изготовителями мощностью 1000Вт – 2000 Вт при средней скорости ветра 5м/с способны вырабатывать от 8 кВт.ч. до 15 кВт.ч. в сутки. То есть, вполне могут обеспечить минимальное независимое электроснабжение загородного дома. 5.Как вы считаете, стоит ли заниматься установкой ветрогенератора, как независимого источника электроснабжения, своего дома, при нынешнем росте цен на электроэнергию? Проблемы с экологией и все возрастающий темп роста цен на нефть, уголь и природный газ заставляют нас искать пути их решения. Альтернативные виды энергии, это реальность сегодняшнего дня. Почти все зависит от нашего понимания и от наших дальнейших действий. Я верю в позитивные результаты увеличения использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, в том числе, и в быту, это доказано практикой. Уважаемый читатель, я не случайно выбрал схему статьи в виде опроса. Очень надеюсь, что прочитав изложенные мною мысли, вы выскажете свое мнение в комментариях по одному из направлений или по всем. От вашего понимания, ответной реакции зависит дальнейшая тематика моих публикаций. Без вас мне такой информации не собрать. Желаю каждому и всем успехов в своих делах при полном здравии. savenergy.info Альтернативные виды энергии для дома: классификация и характеристикиЕсли вникнуть в суть происхождения запасов недр земли, то они действительно могут закончиться. Человечество то и дело получает пугающие заявления от ученых, что запасы того или иного полезного ископаемого вот-вот закончатся. При этом наводятся факты, цифры, от которых мурашки по коже. Нет смысла погружаться в рассуждения, почему так происходит – за все свое существование человечество уже порядком истратило запасы Земли. Солнечные батареи на крыше домаВажно разобраться в том, какие есть альтернативные виды энергии и настолько они эффективны. И кто знает, наступит ли действительно тот момент, когда не станет газа или нефти, но лучше быть предусмотрительным. Многие страны мира уже пошли этим путем: ветряки и солнечные батареи, добыча биогаза и постройка геотермальных станций – этим уже не удивишь. Хотя многие разработки требуют усовершенствования в такую сторону, чтобы максимально удешевить альтернативный источник энергии и сделать его доступным. Классификация альтернативной энергетикиВиды альтернативных источников энергии имеют довольно широкий список. Ветровые мельницы, гидроэлектростанции, солнечные батареи и многое другое – все это представители альтернативной энергетики. Саму же альтэнергетику можно поделить на следующие виды:
Ветровая энергетикаВетер был «приручен» довольно давно. Судя по историческим летописям, силу ветра для превращения ее в энергию, использовали еще до нашей эры, причем задолго. Паруса на кораблях и ветровые мельницы – самые древние примеры использования силы ветра. Позже, в средние века, европейцы начали строить ветровые мельницы для откачки воды. Еще позже, в Новое время, начинаются разработки по внедрению ветровых электростанций, которые весьма успешно ведутся до сегодняшних дней. Использование силы ветра имеет много преимуществ и определенные особенности. Так, к примеру, не в каждом регионе можно использовать ветровой вид энергии по природным, естественным причинам – отсутствие постоянства ветров или их малое течение. Однако это не дает нам права утверждать, что использование ветровой силы и превращение ее в энергию определенного типа не имеет будущего. Наоборот, будущее у ветроэнергетики колоссальное. Китай, по состоянию на 2013 год с помощью ветряных электростанций получил 91425 МВт мощности. Если взять более меньше по площади страну, то эффективность не уменьшится: Германия – 34250 МВт, Великобритания – 10530 МВт, Индия – 20150 МВт, Швеция – 4470 МВт (все данные за 2013 год). Как видно, переход на ветряные электростанции вполне логичен и закономерен – даже те страны, которые располагают огромнейшими запасами традиционных видов топлива, все больше обращают внимание на ветровую энергию. Логика есть определенно: немыслимо даже представить, что ветер может исчезнуть. Нефть – да, уголь – да, природный газ – да, но ветер вряд ли. Тем более, воодушевляют цифры: ветрогенератор с мощностью 1 МВт за 20 лет своей работы позволяет сэкономить ни много ни мало 30 тысяч тон угля или 90 тысяч тон нефти. И это только один ветряной генератор! Конечно же, нельзя не вспомнить о некоторых побочных эффектах. Ветрогенератор с мощностью 1 МВт за один год работы выбрасывает в атмосферу почти 2000 тон углекислого газа, а это парниковый эффект, а это глобальное потепление. Также надо отметить, что массовое использование ветрогенераторов способно замедлить течение ветра. Следовательно, снижается охлаждение региона, а значит за несколько десятков или сотен лет возможно изменение климата. Это повлечет за собой глобальные последствия, к сожалению, необратимые: вымирание некоторых видов животных, изменение в количестве представителей флоры, высушивание грунта и т.п. Шум, создаваемый ветрогенераторами, часто превышает человеческий болевой порог восприятия. Некоторые страны даже установили режимы работы своих ветрогенераторов в дневное и ночное время. Но самый главный недостаток ветрогенераторов – непостоянство производительности. Ветер – величина нестабильная и рассчитывать на эффективность и высокий КПД не стоит. БиотопливоАльтернативные виды энергии представлены также биотопливом – относительно новым видом. Источником для биотоплива служат органические отходы животного или растительного происхождения, а также продукты жизнедеятельности человека. Биотопливо названо новым видом альтэнергии не просто так – его промышленное производство началось относительно недавно, на рубеже ХХ и ХХI столетий. Экологичные топливные гранулыБиотопливо представлено газообразным, жидким и твердым разновидностями. Брожение органики выделяет определенное количество топлива, которое при определенной доработке (например очистке) представляет собой качественное топливо. Настолько качественное – можно судить с примера. В марте 2013 года был совершен перелет по курсу Амстердам – Нью-Йорк на Боинге, заправленным биотопливом. Преимущества биотоплива сложно переоценить: производство позволяет утилизировать, а перед этим эффективно использовать то, что и так должно было быть утилизированным. Согласитесь, получить энергию из мусора – это практически предел мечтаний в поисках новых видов энергии. Но, конечно, есть и другая сторона медали. Критики этого вида источника энергии в один голос заявляют о пренебрежении достоинства человека и его права на нормальное существование. Их доводы аргументированы цифрами: чтобы произвести 100 литров этанола, потребуется почти 200 килограмм кукурузы, а это примерно годовая часть для пропитания представителя стран так называемого третьего мира. Выращивая сахарный тростник как основной источник сырья для производства этанола, Бразилия ежегодно увеличивает площади посева этой культуры в ущерб уменьшения площади сельхозугодий. Такой подход и в других странах подвергается жесткой критике. В основном критикующие – это сами представители стран третьего мира и потому такое отношение понятно и логично обоснованно. ГелиоэнергетикаКто помнит старый добрый фильм «Три плюс два», тот должен и вспомнить момент, когда с помощью зонта и зеркал преподаватель физики умудрился нагреть воду в котелке и довести ее до кипения. Сейчас солнечными кухнями сложно удивить – энергия Солнца практически неиссякаема. Использование энергии Солнца может показаться практически неисчерпывающим. По крайней мере, его запасов хватит еще на миллионы лет, если верить исследователям. Солнечные батарее, которые постепенно начинают входить в быт простых обывателей, и промышленные термовоздушные электростанции – самые яркие примеры использования солнечного тепла. Учеными подсчитано, что на каждый квадратный метр приходится около 300 Вт в сутки энергии Солнца. Понятное дело, что речь идет о тех местах, где солнечные лучи имеют максимальные потоки. Солнечные панели во двореДостоинство использования этого вида энергии неоспоримо – в условиях постоянного подорожания всех доступных видов традиционного топлива использования солнечной энергии кажется весьма удачной альтернативой. Однако нужно вспомнить о недостатках:
Следовательно либо приходится использовать вырубку флоры, либо она будет претерпевать затемнение. ГидроэнергетикаИспользование течения воды рек велось с незапамятных времен. Водяное колесо – существенный сдвиг в промышленности и характерная черта перехода древнего времени в эпоху средневековья – тому пример. Сооружение ГЭС в новое и новейшее время позволяет получить энергию огромных запасов. Судите сами по таблице:
Конечно, использовать непрерывное течение воды заманчиво, но и несет определенные недостатки:
Однако многие эти недостатки перечеркиваются самым главным преимуществом – дешевизной энергии. Также стоит отметить, что работа ГЭС не сопряжена с выбросом в атмосферу вредных веществ, что также немаловажно. Разновидности нового типа – приливные и волновые электростанции – дают огромное количество энергии и практически не имеют негативных последствий. Грозовая энергетикаПоймать молнию – разве это может быть возможным? Мечтания перешли в реальные действия и уже в 2006 году начинаются активные разработки станций, которые смогут уловить молнию в прямом смысле этого слова, чтобы потом пустить энергию на нужды хозяйства. Поскольку молнию практически невозможно предугадать (время и место – все относительно), то такая альтернатива может показаться бессмысленной затеей. Но подогревают азарт ученых цифры – за одну сильную грозу (хотя это понятие тоже относительное) освобождается такое количество энергии, которой бы хватило на обеспечение 20 минут жизнедеятельности половины России. На Земле существуют участки, где постоянно фиксируются многочисленные разряды молнии, направленные на сушу земли. Однако перспективы не определены до конца. Никто не может гарантировать, что спустя N-ое количество времени на этих участках прекратятся молнии. А ведь громоздкие установки демонтировать и перенести не представится возможным. Космическая энергетикаС названия стает понятной суть: запускаем спутник с необходимым оборудованием, получаем солнечную энергию и передаем ее на Землю. Впервые об этом заявлялось еще на заре космонавтике. Не успел человек приземлиться, как уже начали подумывать о таком способе получения энергии. Но в то время оборудование имело высокую стоимость, знаний было недостаточно, а традиционной энергии было достаточно. Однако теперь об этом не только начали задумываться, но и действовать. Преимущества неоспоримы: постоянство (количество спутников дает возможность осветить Солнцем хоть минимальное их число, но постоянное), полное отсутствие риска экологических катастроф (в космосе нет атмосферы, флоры и фауны). Вот только затраты при потреблении этого вида энергии колоссальные: чтобы доставить на орбиту все необходимое оборудование, то эта затея окупится примерно за 40 лет. Вместо заключенияДействительно, следует задуматься над тем, как мы будем получать энергию в будущем. Дом, дача, квартира – все это напичкано множеством приборов, агрегатов и устройств, потребляющих электроэнергию. Вот только от нас, рядовых граждан, мало что зависит. Мы ждем появления альтернативы, оцениваем ее преимущества и недостатки и только тогда решаем, достойная ли это затея или нет. Но некоторыми альтернативными источниками питания уже можно пользоваться сейчас или, по крайней мере, рассмотреть как вариант. energomir.biz Виды и источники энергии нетрадиционныеИзвестны источники альтернативной энергии вызванные ветром, солнцем, биотопливом, гидроэлектростанциями, станциями приливов и волн, но мать-природа обеспечивает бесконечные источники энергии нетрадиционные помимо тех, которые мы используем сегодня. Много чистых и зеленых ресурсов и различные виды энергии вокруг нас в мире природы и ученые только начали отвечать на вопрос о том, как использовать её. Вот источники энергии нетрадиционные, о которых вы, вероятно, никогда не слышали: Осмотическая или энергия соленой водыОсмотическая или энергия соленой воды один из наиболее перспективных новых источников возобновляемой энергии, еще не используемой в полной мере. Также, как необходимо огромное количество мощности для опреснения воды, взаимодействие создается, когда происходит обратное и соленая вода добавляется к пресной воде. Через процесс, называемый реверсивный электродиализ электростанции могут захватить эту силу взаимодействия в лиманах во всем мире. Построена опытная электростанция в Норвегии которая использует разность концентрации соли в пресной и соленой воде. Из-за явления осмоса, вода устремляется в ту часть где концентрация соли выше. Биотехнология как фотосинтезЭтот нетрадиционный источник энергии представляет революционный процесс генерирующий на углеводородной основе топливо путем объединения солоноватой воды, питательных веществ, фотосинтетических организмов, двуокиси углерода и солнечного света. Эта биотехнология представляет фотосинтез который производит топливо непосредственно в виде этанола или углеводородов. По существу, метод использует естественный процесс фотосинтеза для производства готового к использованию топлива. Явление пьезоэлектричества для получения ресурсовЧеловеческое население мира превысило колоссальные 7 миллиардов. Кинетическая составляющая человеческого движения может стать источником реальной силы. Пьезоэлектричество представляет способность некоторых материалов для создания электрического поля в ответ на приложенное механическое воздействие. Размещая плитки из пьезоэлектрического материала вдоль пешеходных троп или даже на подошвы обуви, электричество может вырабатываться с каждым шагом. Заставив людей ходить получится микроэлектростанция, выдающая определенные ресурсы. Преобразование тепловой энергии океанаПреобразование тепловой энергии океана представляет гидроэнергетику с преобразованием системы, которая использует разницу температур воды на разных глубинах для питания теплового двигателя. Эти ресурсы могут быть использованы путем создания платформ или на барже, воспользовавшись тепловыми слоями, найденными между глубинами океана. Человеческие сточные водыДаже сточные воды могут использоваться для создания электричества или топлива. Разрабатываются экспериментальные планы по оснащению общественных автобусов в Осло (Норвегия) топливом благодаря сточным водам. Электричество также может быть создано из сточных вод с использованием микробных топливных элементов, которые используют био электрохимические системы и используют бактериальные взаимодействия, встречающиеся в природе. Конечно сточные воды, также могут быть использованы в качестве удобрения. Нагревание водыНовый тип геотермальной энергии, которая образуется путем протекания холодной соленой воды в скале, которая нагревается от мантии Земли и распада радиоактивных элементов в земной коре. Когда вода нагревается, созданное тепло может быть преобразовано в электричество паровой турбины. Преимуществом этого типа ресурсов является то, что горячую воду можно легко контролировать, и это может обеспечить ресурсами круглосуточно. Испарительная энергияИзучив рост растений ученые изобрели синтетический «лист», который может собирать электричество от испарения воды. Пузырьки воздуха могут быть накачаны в «листья», производство электросилы порождает разницу в электрических свойствах между водой и воздухом. Это исследование может открыть более грандиозные источники энергии нетрадиционные, как созданные от испарения. Вихревая индуцированная вибрацияВихревая индуцированная вибрация форма возобновляемой энергии, которая черпает мощность через медленные течения. Данный принцип вдохновлен движением рыб. Движение может быть использовано когда вода течет мимо сети стержней. Вихри или завихрения, чередуются в необъяснимом порядке, толкают и вытягивают объекты вверх или вниз из стороны в сторону, чтобы создать механическую силу. Принцип основан так, как будто что то скользит между вихревыми датчиками создавая индуцированную вибрацию. Добыча ресурсов ЛуныГелий-3 —нерадиоактивный изотоп, который имеет огромный потенциал для создания относительно чистой силы за счет ядерного синтеза. 1 тонна гелия 3 (гелион -два протона и один нейтрон) содержит ресурсов как 20 млн тонн нефти. Единственное это то, что это редкий на земле, но обильный на Луне радиоизотоп Гелий-3. Например Российская Ракетно-Космическая Корпорация (РКК) объявила, что она считает лунный гелий-3 как потенциальный экономический ресурс будущего. На основе использования космической солнечной энергииТак как энергия солнца имеется в космосе 24-часа цикл день и ночь, все сезоны рассматриваются предложения для размещения солнечных панелей на орбите и направление пучка мощности вниз для использования на земле. Технологический прорыв здесь включает передачу беспроводной мощности, которая может быть выполнена на микроволновой частоте. beelead.com Кратко об источниках электрической энергииЭлектрическая энергия производится из многих различных источников электрической энергии. Некоторые из этих источников возобновляемые, а другие невозобновляемые. ЭлектростанцииБольшая часть электричества, используемого в мире производится от электростанций, которые сжигают ископаемое топливо для создания пара. Основной вид топлива является уголь, потому что он позволяет большое количество электроэнергии производить в одном месте. С помощью угля в настоящее время вырабатывается свыше 50 процентов электричества. Оно вырабатывается через угольные электростанции. Уголь является невозобновляемым источником, что означает, что он будет в конечном итоге сгорать. Важно сохранить ресурсы угля и искать более экологически чистые способы производства электроэнергии. Кратко о сути возобновляемых источников электроэнергииЕсть другие способы генерации электричества с использованием природных ресурсов, которые могут быть заменены или возобновлены без ущерба окружающей среды или способствовать парниковому эффекту. В настоящее время 70 процентов электричества создается на основе сжигания ископаемых видов топлива: 50 процентов от угля и 20 процентов из природного газа. Возобновляемые источники энергии используется для создания 30 процентов электричества. Из этих источников возобновляемой энергии гидроэнергетика является крупным донором, обеспечивая около 10 процентов общего объема электроэнергии. 15% обеспечивают атомные электростанции.При этом доля атомных электростанций в мире различна от 77 % во Франции до 2,5 % в Китае. В России доля атомной энергетики порядка 18%. 5 % приходит на смесь источников, включая ветер, биоэнергию и солнечные батареи на крыше. Конечно большинство людей хотели бы видеть экологическое сочетание превращающееся в электрические ресурсы, но в настоящее время источники ископаемого топлива являются основой электроэнергии в мире. Сочетание и доля источников электрической силы с течением времени видоизменяются и появляются необычные источники энергии. Гидро Электричество из воды накапливается в огромных плотинах. Сила, созданная водой из этих плотин превращается в электричество гидро электрическими турбинами и генераторами. Самые известные источники гидроэлектрической энергии находятся на крупных реках. Это дешевле, чем добыча ископаемого топлива и не способствует парниковому эффекту. Солнце При генерации электроэнергии с помощью солнца предотвращает выброс в атмосферу парниковых газов. Ветер Перемещение воздуха, который создается, когда солнце нагревает и охлаждение воздуха движет его. Это вызывает ветер. Через века люди научились использовать силу ветра. Как солнце она может также использоваться для создания электроэнергии. Ветер генерирует менее 1% электроэнергии в мире, но больше ветровых электростанций строятся каждый год. Биомасса Энергия, которая поступает из свалки – или мусорные свалки. Она включает в себя образование горючего газа и тепла от материи животных и растений. Свалочный газ создается, когда выбрасываются отходы и начинается загнивание (или разложение) в земле. Этот газ, как правило, просто будет просачиваться через землю в атмосферу, способствуя экологическим проблемам, как парниковый эффект. Однако может быть захвачен и обрабатываться для создания электроэнергии. Газ собирается, сушится (чтобы избавиться от воды) а затем фильтруется (чтобы избавиться от любых отходов и частиц). Затем подается через трубы к газовому генератору, который сжигает газ для создания электроэнергии. Геотермальная энергия Ресурсы от тепла земли. Она была использована тысяч лет в некоторых странах для горячей воды, отопления и приготовления пищи. Она также может генерировать электричество с помощью пара производимого из тепла, найденного под поверхностью земли. Это не распространено во многих странах, но хотя экспериментально геотермальная электроэнергия изучается в малонаселенных районах и используется в некоторых частях Новой Зеландии, Европе, Камчатке (Россия), а Исландия получает более 50 % своих энергетических ресурсов из геотемальных видов. Источники электрической энергии в настоящее время являются неотъемлемой частью нашей жизни. Многие вещи работают только с помощью электричества и значение которой мы резко не изменим. Эти изменения не будут восприниматься как положительные большинством людей. Для поддержки технологии, лежащей в производстве электричества с использованием возобновляемых и невозобновляемых ресурсов работают ученые из многих областей исследования, в том числе химии, геологии, физики и биологии. Аргументы в пользу более возобновляемых источников электрической энергии включают в себя:
Противоположные аргументы для использования невозобновляемых ресурсов включают:
beelead.com
userdocs.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Альтернативные источники получения энергии, принцип действия которых основан на преобразовании кинетической составляющей передвижения воздушных масс. Основные узлы конструкции подобного оборудования: двигатель, приводящий в движение ветровую установку, которая чем-то отдаленно напоминает мельницу, но с небольшим количеством лопастей; узел автоматики, ответственный за управление оборудованием; электрогенератор, задача которого – преобразовывать энергии одного вида в другой.
Намного чаще встречается использование тепла глубоких слоев почвы или грунтовых вод. Альтернативные геотермальные источники выработки энергии функционируют на базе нескольких различных схем:
Из существующих способов в России обычно используются солнечные батареи, тепловые насосы геотермального типа и ветровые установки. Более того, для повышения эффективности данные виды могут комбинироваться, например, используется так называемый солнечный коллектор и ветрогенератор или тепловой насос наряду с солнечной батареей.
