завод тесла

Альтернативная энергия — это как?

Альтернативной называют всю энергию, которая не поступает от традиционных источников: нефти, газа или угля. Также она известна как восстановительная, или «зеленая», поскольку ее получают из возобновляемых ресурсов. Эти ресурсы или существуют постоянно, или периодически появляются в природе, например, энергия солнца, ветра или воды. Альтернативная энергетика не имеет вредных отходов и не разрушает экосистему.

Почему традиционным источникам энергии ищут замену?

Пока неизвестно, когда человечество исчерпает последние месторождения нефти и газа, но в 2018-м нефтегигант British Petroleum объявил, что мировых запасов нефти хватит до 2070-го года.
Также традиционная энергетика наносит значительный ущерб окружающей среде.
Теплоэлектростанции выбрасывают в воздух углерод, диоксиды серы и азота, которые вызывают парниковый эффект. Также ТЭЦ выделяют ртуть и мелкие частицы золы, загрязняющих воду и почву вокруг станции.

CO2 - газ

Атомные электростанции несут огромные риски при эксплуатации и перевозке легковоспламеняющихся урана и плутония. Также они требуют много воды для того, чтобы отделить необходимое для генерации энергии уран от руды, в которой он находится. После переработки урановой руды остается много ядовитых отходов, попадающих в искусственные озера или низины возле станций. Радиоактивные тритий, углерод, стронций, цезий, плутоний, ксенон и аргон выводятся вместе с отработанным воздухом и водой. Они могут проникать в почву, накапливаться годами, а затем попадать в организм человека и вызывать онкозаболевания.

Какие бывают источники альтернативной энергии?

Самые распространенные альтернативные источники энергии — это солнечные лучи, ветер, вода и биотопливо.
Солнечные электростанции используют энергию светового потока и превращают ее в электрическую или тепловую. Лучи попадают на специальные панели с фотоэлементами, которые собирают энергию. Далее она направляется в солнечный инвертор, который преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока (электрическую). К сожалению, солнечные батареи работают только днем ​​и в солнечную погоду: если на улице пасмурно, панели не генерируют энергию.

энергоконструкция
Ветровые энергетические установки превращают кинетическую энергию ветра в электрическую, а несколько таких установок формируют ветровую электростанцию.
Они занимают мало места, поэтому их воздействие на поверхность является минимальным. Как правило, такие установки размещают на холмах, полях или у моря. Они не причиняют неудобств фермерам, которые могут обрабатывать землю и пасти вблизи скот, однако имеют высокий уровень шума. У самой установки он составляет около 105 децибел.
Это можно сравнить со звуком мощной газонокосилки. Именно поэтому ветряные турбины размещают минимум в 300 метрах от ближайшего жилья.

ветряки 2
Энергию воды получают за счет течений рек, океанических или морских приливов. Для этого надо лишь установить генератор с турбиной. Турбина превратит кинетическую энергию воды в механическую, а генератор — в электрическую. Также в процессе тестирования находится еще один тип генератора — он будет работать за счет энергии морских волн. Хотя гидроэлектростанции не так вредны, как ТЭС или АЭС, они могут затапливать территории, выводить из хозяйственного использования большие площади земель, менять естественное течение рек. Впрочем, если строить небольшие по размерам гидроэлектростанции, значительному разрушению естественного ландшафта можно будет избежать. То есть, такой вид энергетики будет актуальным для маленьких городов или поселений у воды.

Геотермальные станции используют энергию, которая содержится в недрах земли.
В вулканических районах подземные воды нагреваются выше 100 градусов по Цельсию и поднимаются к поверхности под давлением. Геотермальные станции, это когда бурят скважины в подземные воды.  В следствие чего пар от горячей воды поднимается в специальные резервуары с турбинами, которые питают генераторы. В процессе пар охлаждается, конденсируется и закачивается обратно под землю.

Твердое и жидкое биотопливо делают из возобновляемых органических материалов: растений, отходов животноводства и промышленности. В качестве твердого топлива используют отходы деревообрабатывающего сырья, а для жидкого нужно переделать животный жир, навоз, морские водоросли или сельскохозяйственные культуры. Чтобы изготовления топлива было дешевым, выбирают наиболее распространены и неприхотливые растения, например, сахарный тростник, рапс, сою, кукурузу. Растения поглощают солнечные лучи, которые нужны им для фотосинтеза. Солнечная энергия не используется полностью и постепенно накапливается в растениях.
Если оставить их в темном и теплом месте, они начинают бродить, и постепенно их масса начинает по составу напоминать метан (CH4).

Существуют ли другие перспективные виды альтернативной энергетики?

Источники энергии можно найти в космосе, ядерных отходах и даже бактериях. Космическая солнечная энергетика предполагает использование энергии Солнца.
Для этого необходимо вывести на орбиту Земли или Луны специальную энергетическую станцию ​​и установить на ней большие зеркала, отражать солнечные лучи на специальные коллекторы. Далее собранная энергия будет передаваться на Землю с помощью микроволновых или лазерных пучков. Поскольку в космосе нет атмосферы, которая рассеивала солнечные лучи, собирать энергию можно круглосуточно и с большим коэффициентом эффективности.

Энергию солнечного ветра можно получать благодаря солнечному парусу и заряженному проводнику. Солнечный ветер состоит из огромного количества заряженных частиц, которые наша звезда излучает с большой скоростью. Предварительный анализ Вашингтонского университета показал, что количество сгенерированной таким образом энергии, по сути, не ограничено и зависит только от размера солнечного паруса. Например, 300 метров медного провода, присоединенного к двухметровому приемнику и 10-метровому парусу, могут производить электроэнергию на 1000 частных домов. Использование солнечного ветра уже стало реальностью: в 2010 году Японское агентство по аэрокосмической разведки запустило проект IKAROS — межпланетный кайт-корабль, который движется благодаря солнечному ветру.

При сжигании водорода выделяется много энергии, а жидкий водород с 1950-х годов используют для запуска шаттлов и ракет на орбиту Земли.
Водородные топливные элементы превращают потенциальную химическую энергию водорода в электрическую, при этом выделяется лишь чистая вода и тепло. Сейчас этот процесс дорогостоящий и используется преимущественно в промышленности, но в перспективе энергию водорода можно будет применять для обеспечения аварийного электричества в домах, для автомобилей и кораблей.

Микробные топливные элементы для генерирования энергии используют «дыхание» бактерий, во время которого органические вещества в этих организмах окисляются до более простых. В процессе высвобождается биоэнергия, которую бактерии используют для размножения, роста и переработки веществ.
Но мы можем подключить дышащие микробы к клеммам аккумулятора и использовать ее в других целях. Сейчас этот метод применяют для питания микророботов.

Бетавольтаика — это энергия, которую можно получить с ядерных отходов. Ядерный материал постоянно распадается и в процессе выбрасывает радиоактивные частицы. Благодаря отходам частиц, образованных радиоактивными материалами, бетавольтные устройства могут захватывать электроны и получать электроэнергию. Одна бетавольтная батарея может обеспечить один ватт энергии непрерывно в течение 30 лет.

Есть ли еще более экзотические способы генерировать энергию?

Некоторые крупные города собирают тепло, которое выделяют тела пассажиров в метро.
Его можно превратить в электроэнергию для местных домов, квартир и предприятий. Например, сейчас на энергии тела работают 500 домов в лондонском районе Ислингтон, офисы параллельно линии метро Стокгольма, один жилой квартал в Париже и торговая Мекка США — Mall of America в штате Миннесота.

Энергию можно получить даже из использованных памперсов. Население Японии быстро стареет, продажи памперсов для взрослых растут, поэтому инновационная система утилизации SFD Super Faiths Inc. решила их собирать, стерилизовать и сушить их в своей запатентованной машине. Полученную биомассу она использует для сжигания в соответствующей печи.
Одна печь может обслуживать 317 килограмм подгузников в день, а этого хватит для нужд нескольких крупных больниц.

Скандинавы получили неожиданное источник энергии с контрабандного алкоголя. В 2014 году Государственная таможенная служба Швеции конфисковала 185 000 галлонов такого груза. Алкоголь решили не выливать в канализацию, и превратили в биогаз на 1000 грузовиков, автобусов и даже поезда.

Если альтернативная энергия так полезна, почему ее так мало используют?

Хотя основные объемы энергетики (63% мировых потребностей) все еще обеспечивает ископаемое топливо, в 2017 году доля альтернативной энергетики в мире составляла 25% от общего объема, а в 2018- году выросла еще на 4%.
Мир не может сразу перейти на возобновляемую энергетику по нескольким причинам. Во-первых, существующие станции нельзя быстро вывести из строя, так как на традиционной энергетике держатся отношения между государствами и компаниями. Во-вторых, традиционные станции обеспечивают много рабочих мест. Например, в Украине на Хмельницкой АЭС есть только два энергоблока, но ее обслуживает 5000 человек. В-третьих, места для установки станций ограничены. Например, работа ветровых станций зависит от силы ветра, поэтому их лучше устанавливать в Карпатах и ​​на побережье Черного и Азовского морей. Энергию воды можно использовать лишь около водных ресурсов, а геотермальную — только в вулканических зонах: на Камчатке, Филиппинах, Японских островах, вблизи Кордильер и Анд.

Где в мире больше всего используют альтернативную энергию?

Исландия, использует гидро- и геотермальные станции, эта страна уже обеспечивает 100% свои потребности в энергии благодаря альтернативным источникам.
Уникальный ландшафт позволил этой стране стать крупнейшим в мире генератором электроэнергии на душу населения. Норвегия производит 98% энергии из возобновляемых источников, среди которых львиная доля принадлежит гидростанциям. Кения производит 93% «зеленой» энергии и планирует довести этот показатель до 100% к концу 2020 года. Здесь присутствует микс из солнечной, ветровой и геотермальной энергетики.

геотермальная станция

Все больше денег в строительство новых станций инвестирует Китай, который сейчас производит 25% альтернативной энергии на свои нужды. На территории страны находится самый мощный ветровой парк мира «Ганьсу» и вторая по мощности солнечная станция «Longyangxia Dam Solar Park».
Еще к лидерам в сфере альтернативной энергии можно отнести Данию, которая покрывает 47% своих потребностей с помощью ветровых станций, а так же Уругвай, Швецию, Германию и США.

(Visited 1 times, 1 visits today)