Альтернативные источники энергии: типы, их плюсы и минусы

источник http://electricpeople.net

Альтернативная энергетика сейчас не только модный термин, но и актуальный и перспективный метод добычи энергии, поэтому предлагаю познакомиться с основными направлениями альтернативной энергетики и узнать основные сегодняшние тенденции.

Что же такое альтернативная “зеленая” энергия? И какие альтернативные источники энергии? Это энергия, которую получаем из легкодоступных и безвредных для окружающей среды источников:

Солнечная энергия – солнечные батареи впитывают энергию солнечных лучей и превращают ее в электроэнергию.

Энергия ветра – энергия воздушных масс, крутящая лопасти турбины, превращается в электричество.

Биоэнергия – в специализированных энергоблоках, в результате биохимических процессов выделятся энергия. Ее еще называют энергией биомассы, потому что изпользуется растительная масса (дерево, растения), сельские и коммунальные отходы.

Гидроэлектроэнергия – механическая энергия текущей воды, дает надежный источник света и тепла.

Геотермическая энергия – еще один источник альтернативной энергии. Из названия понятно, что источник этой энергии тепло земли. Горячая вода и пар, согреваемый в недрах земли, может быть использован для отопления и генерации электроэнергии. 

Солнечная энергия

Самый мощный из возобновляемых источников энергии. Щедрое солнце, по теоретическим расчетам, может дать в тысячу раз больше энергии чем другие источники питания. Несмотря на это, этот источник питания используется меньше всего. Солнечная энергия используется для получения электроэнергии и нагрева воды. Для нагрева воды необходимы солнечные коллекторы.

Чаще всего солнечные коллекторы устанавливают на крышах. Для большей эффективности важна их ориентация на юг, угол установки коллектора и, конечно же, его площадь. Чем больше площадь тем больше энергии он может впитать. Для генерации электричества используются фотоэлементы. Световые фотоны, бомбардируя пластинки фотоэлементов, генерируют в них электрическую энергию. Это происходит не только в солнечный день, но и когда облака затянули все небо. Плюсы такой энергии: бесплатный, безвредный, безграничный источник энергии, особенно выгодно в местах куда провода электросетей еще не добрались. Минусы: такой источник питания не постоянный – мощность генерации зависит от погодных условий и от времени дня. Сами устройства дорогие, эффективность довольно низкая и они занимают много площади.

Уже сейчас, создаются проекты, которые бы позволили избавиться от этих минусов.

Одна из таких идей - это орбитальный спутник с большой батареей солнечных элементов. Такая космическая станция могла бы накопившуюся энергию с помощью с помощью луча микроволновых волн передавать на передачик находящийся на земле. А в нем энергия микроволн уже бы превращалась в электроэнергию. В таком случае, исчезает зависимость от времени суток и метеорологических условий. Но это пока только идея.

На практике, если ученым получится увеличить эффективность фотоэлементов или хотя бы уменьшить стоимость их производства, этот источник энергии может оставить место аутсайдера, пока же он уныло плетется (особенно в наших широтах) в хвосте.

Энергия ветра

Этот вид энергии издавна знаком человеку. Еще в древние времена наш помощник-ветер помогал крутить крылья ветряных мельниц, а отважным мореплавателям наполнял паруса. В наше время на него накинули хомут ветряных генераторов. Строго говоря, ветряная энергетика растет самыми большими темпами. Ветряки вырастают тут и там, различных моделей и размеров и мощностей. Поскольку, чем больше высота, тем сильнее ветер, ветряные генераторы стараются делать повыше. Для увеличения мощности отдельные ветряки обьединяют в парки ветровых генераторов. Лучшие места для таких парков – вершины холмов (гор), равнины и берега моря или океана. Все больше ветряных генераторв ставят прямо в открытом море в некотором отдалении от берега – ведь ветер намного сильнее, а значит и экономическая отдача выше.

Минус такого  источника энергии: зависимость от метеорологических условий и структуры передающих электросетей. Ведь до каждого ветряного генератора нужна силовая линия. 

Биоэнергетика

Один из самых распространенных источников альтернативной энергии. Из общего ряда он выделяется тем, что использует накопленную солнечную энергию. Из бОльшей части биомассы на сегодняшний день добывают тепло. При этом, производитель сжигает древесину, солому, щепки, растения, торф, коммунальные и другие горючие отходы. Кроме тепла и электричества, этот источник энергии дает нам и биотопливо. Основные виды: биоэтанол – производится из сахаросодержащего (сахарный тросник и сахарная свекла) и крахмалосодержащего (картошка, зерновые) сырья, биодизель – делается из растительного масла (рапсового, льняного, подсолнечного) и алкоголь. 

Биодизель, кстати, может использоваться в обычных двигателях. Если у вас в машине дизельный мотор, можете смело заливать биодизель! Электростанции, сжигающая мусор и отходы жизнедеятельности человека, уже не самый чистый вид энергии, но отопление и электричество возле таких станций будет дешевле. Для таких обьектов важна географическая ориентация – важно высчитать ветер какого направления чаще всего бывает в этой местности и ставить станцию в месте, где ветер будет уносить продукты горения от города. Немаловажна и качественная эксплуатация таких обьектов. Какие бы хорошие фильтры не стояли их время от времени надо менять. В противном случае, от такой станции будет больше вреда окружающей среде, чем пользы.  

Гидроэнергетика

Энергия текучей воды, спокойная и неторопливая в тихих речушках, грозная и рокочущая в редких водопадах. Человек уже не первый век использует эту энергию. Раньше польза от нее ограничивалась вращением водяных мельниц, теперь речное течение крутит огромные турбины на плотинах и тем самым обеспечивает нас нужной электроэнергией. Принцип работы гидроэлектростанции очень простой. Цепь гидротехнических сооружений обеспечивает необходимый напор воды, который крутит лопасти гидротурбины, приводя в действие генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Напор воды, традиционно, нагнетают с помощью плотины.

Плюсы: бесплатный, возобновляемый, мощный источник энергии, никаких вредных выбросов в атмосферу.

Минусы: Затопление пахотных земель, географическая зависимость таких электростанций, определенный вред некоторым видам речной живности. 

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия — это энергия земляных недр. Извержение вулканов наглядно свидетельствует об огромном жаре внутри нашей планеты Ученые оценивают температуру ядра Земли в тысячи градусов Цельсия Эта температура постепенно снижается от горячего внутреннего ядра где как полагают металлы и породы могут существовать только в расплавленном состоянии до поверхности Земли.

Чаще всего геотермальную энергию используют двумя способами — для выработки электроэнергии и для обогрева домов. В редких случаях, в рекреационных целях, где в построенных на горячих источниках санаториях, залечивают болячки довольные отдыхающие. Для какой из этих целей она будет использоваться зависит от формы в которой она поступает в наше распоряжение. Иногда вода вырывается из-под земли в виде чистого "сухого пара", а иногда на небольшой глубине обнаруживают источник теплой воды. Все чаще в геотермальные отопительные системы используются в индивидуальных строительствах. 

В этой статье мы рассмотрели наиболее крупные источники альтернативной энергии. В действительности, уже сейчас этих источников намного больше и прогресс не стоит на месте. На данный момент, можно смело сказать, что технологии альтернативной энергетики быстро развиваются и спрос на них есть. Что же, остается только надеяться, что в будущем мы сможем произвести себе столько энергии сколько надо, при этом бережно храня и не загрязняя наши маленькую голубую планету.