Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии, которую можно преобразовать в электрическую, давно интересуют ученых.
Уникальность этих источников в том, что они возобновляемые, нужно тратить деньги только на их переработку и эффективное использование, а не на добычу, как, например, угля или нефти.
Нефтяные кризисы XX века, крупные энергоаварии начала нынешнего века заставили ученых активно работать в этом направлении. В промышленно развитых странах на развитие альтернативных видов энергетики тратятся миллиарды евро.

Не все ученые придерживаются однозначного мнения, в прошлом возобновляемые источники энергии подвергались резкой критике со стороны выдающихся умов того времени, например, скептически относился к этой идее академик П. Капица. Считалось, что серьезной конкуренции традиционным источникам (уголь, мазут) они не составят, и пока, конечно так и происходит.
Технологии не стоят на месте и в настоящее время пропагандистов альтернативной энергетики, среди них нобелевский лауреат по физике Жорес Алферов.

Конечно, о том, чтобы на альтернативные источники энергии использовались повсеместно и применялись в промышленности сейчас речи нет, но на отдельных участнах и в быту применение таких источников целесообразно и оправданно. К альтернативным источникам принято относить и АЭС - энергетику ядерного распада, но сейчас АЭС, несмотря на все недостатки и опасности, широко используется и развивается, получение энергии таким способом очень дешево - один килограмм изотопов урана равноценен 3,5 тыс. тонн угля.

Наиболее широко используема и перспективна солнечная энергетика.
На открытых пространствах (крышах жилых домов, полях, долинах, даже водоемах), устанавливаются солнечные батареи, содержащие специальные фотоэлектрические элементы, которые, с помощью привода для солнечных батарей, меняют угол наклона, в зависимости от положения солнца, для того, чтобы аккумулировать большее количество солнечных лучей.
Если использовать солнечную энергию не для обогрева, а как электрическую, то для использования она должна будет сначала аккумулироваться в светопоглощающих фотоэлементах, зачем, через инвентор, отправиться к конечному потребителю. В этой цепочке также задействован контроллер. - он следит за зарядкой/разрядкой аккумулятора.

Особенно развита она в странах и регионах с большим количеством солнечных дней в году (Средиземноморье, Индия, страны Африки, Южная Америка и т.п.). Так например в Марокко недавно открыли мощнейшую солнечную электростанцию в 500 МВт, которая должна покрывать половину потребностей этой небольшой страны. В Испании, близ Севильи, открыта мощная солнечная станция на 19,9 МВт с промежуточными накопителями из расплавленной соли, которая может работать и после захода солнца, такие станции, только различной мощности - в зависимости от региона расположены по всей Европе.

Есть они и в России, например в Крыму, а также в Орске, в Абакане (конечно вырабатываемая мощность будет совершенно разная). Крупную станцию солнечной энергетики готовы запустить в Якутии, для таких объектов создаются специальные солнечные модули для пасмурной погоды.

В Европе строятся целые дома, которые освещают и отапливают себя при помощи модулей солнечных фотоэлементов. В Японии есть даже солнечная станция на плаву.

Автомобили, автобусы, поезда - весь этот транспорт уже сейчас может использовать энергию солнца, заряженная батарея позволяет преодолеть несколько десятков километров.

Существуют даже беспилотники на солнечных батареях, они есть на вооружении в европейских странах и в России. Такие аппараты могут продержаться в воздухе до 37 минут и предназначены для патрулировния удаленных объектов.

Сейчас можно самостоятельно изготовить солнечную батарею, купив фотоэлементы, актуаторы и другие комплектующие. В интернете достаточно материалов о том, как ее собрать, установить и подключить.

Другой источник электроэнергии, получающий все большее развитие и финансирование - ветер. Этот способ конечно актуален лишь в тех районах, где бывают сильные и стабильные ветра. 

Ветрогенераторы - ветряки - используются в быту достаточно давно. Классический средневековый пример - ветряная мельница, отдающая свою энергию жерновам, мелющим муку.
Ветряк устроен следующим образом: ветер вращает лопасти вентилятора, и таким образом вырабатывается энергия.
Однако эта установка создает много шума, кроме того вращающиеся лопасти опасны для птиц.
Но прогресс не стоит на места и уже изобрели безлопастные турбины, и уставновки не производяшие много шума и поглашающие вибрации.
Особенно широко этот тип энергии применяется в Европе, в Нидерландах 70% электропоездов используют энергию, вырабатываемую ветряными станциями.
В России по данным 2005 года ветряки вырабатывали 13,3 МВт.

Огромной энергоемкостью обладает мировой океан. Это и энергия волн, и приливов - отливов, и конечно уже используемая энергия течения рек.
Приливные электростанции широко распространены в США, и в странах где продолжительные побережья. Единственная в России Кислогубская ПЭС в Баренцевом море, работает в эксперементальном режиме - там отрабатываются различные новые технологии. Проектируется Северная ПЭС на кольском полуострове.
Большим потенциалом в этом отношении обладает Охотское море, уже есть проект для постройки Пенжинской ПЭС в заливе Шелихова, Тунгурская ПЭС вблизи Шантарских островов,
также спроектировна электростанция в Мезенском заливе Белого моря. Уже успешно прошли испытания опытного образца электроустановки.

В волновой энергетике используется энергия волн, для ее использования применяются специальные гидроуловители, энергомодули, преобразующие волны в элетричество гидроаккумулирующие станции.
Потенциал для такого вида электроснабжения только в странах в выходом к морю. Волновые ГЭС используются в Норвегии, Индии, Португалии, США и др.

Преимуществ масса - это и отствувие вредного влияния на атмосферу, большая мощность в сравнении с другими ВИЭ, невысокая стоимость установки, незаметность в воде.

Недостатки - это нестабильность силы волн, возможность повреждения в случае аномального шторма, их незаметность может составлять проблемы для морской навигации в случае отстутствия сигнальных индикаторов.

Мощный источник энергии, обладающий огромным потенциалом - геотермальная энергия - Под геотермальной энергией подразумевают использование тепла земной коры, энергия от пара нагретой земли и подземных горячих источников, гейзеров и т.п.
Считается, что это наиболее крупный источник энергии, которым обладает человек, но пока сложно найти способ наиболее эффективно его использовать.

Но такие природные условия есть в небольшом количестве стран. Лидерами здесь являются США, Филлипины, Индонезия и другие страны где есть вулканический рельеф.
Первая геотермальная электростанция - ГеоЭС была постоена в Италии в начале века.

Россия также имеет возможности развития этой отрасли, источники такого рода есть на Камчатке, на Курилах и они постепенно осваиваются. Первая ГеоЭС была построена в СССР в 60-е гг. Она функционирует и по сей дени и ее мощность составляет около 12МВт,
на камчатке есть и другие ГеоЭС - Мутновская и Верхне-Мутновская (суммарная мощность 60 МВт). Эти три станции покрывают 25% потребностей энергетики края.
Подобную электростанцию сейчас строят в Чечне.

Мутновская ГеоЭС

фото взято с сайта paul_fish.livejournal.ru

Одним из видов геотермальной энергии является энергия сухих горячих пород, когда соленую
воду закачивают в скважины скаьлной породы, разогретые теплом мантии земли и распада радиоактивных элементов земной коры. И с помощью паровой турбины тепло превращается в электричество.

Но и этот способ имеет недостатки и опасности. Открытых геотермальных выходов не так много, а бурение горных пород может провоцировать землятресения. Кроме того высокая минерадизация подземных вод может приводить к постепенной закупорке скважин.

Еще одной перспективных источников является энергия биомассы, от ее гниения образуется биогаз с высоким водержанием метана, газ сжигается и дает энергию.
Сюда же можно отнести энергию от сжигания торфа и другой твердой биомассы и органических отходов.
Электростанция на биогазе работает в Крыму (там же работают и солнечные и ветряные станции)

Разумеется все альтернативные источники энергии в рамках одной статьи рассмотреть не представляется возможным.
Источников энергии в природе предостаточно, извлечь их гипотеетически можно откудо угодно, но как их использовать, космическая энергия, водородная энергия, энергия градиента солености на эффекте осмоса, перепад температуры воды в мировом океане, градиент- температурная энергетика, вихри и водовороты воды.
К альтернативным источника можно отнести сюда же можно отнести энергию эффекта запоминания формы и пьезоэлектричество - выработка электричества при изменении формы кристаллов некоторых веществ - при сжатии образуется электрический заряд.

Энергопотребление планеты стремительно растет, а экологическая ситуация столь же стремительно ухудшается, поэтому вопрос дополнительных источников не слишком заглязняющих атмосферу всегда актуален.