Какво е алтернативната енергия?

Влошаването на околната среда и изчерпването на природните ресурси ни кара да мислим как да получим електричество и топлина от възобновяеми източници..

Тази статия говори за това как работи алтернативната енергия и защо много страни избират нея..

Какво е алтернативната енергия??

Енергията е възобновяема (алтернативна) и невъзобновяема (традиционна).

Алтернативните източници на енергия са обикновени природни явления, неизчерпаеми ресурси, които се произвеждат по естествен начин. Тази енергия се нарича още регенеративна или „зелена“.

Невъзобновяеми източници са нефт, природен газ и въглища. Те търсят замяна, защото могат да свършат. Употребата им е свързана и с емисиите на въглероден двуокис, парниковия ефект и глобалното затопляне..
Човечеството получава енергия, главно благодарение на изгарянето на изкопаеми горива и работата на атомните електроцентрали. Алтернативна енергия – това са методи, които дават енергия по по-екологичен начин и правят по-малко вреди. Той е необходим не само за промишлени цели, но и в прости къщи за отопление, топла вода, осветление, електроника.

Възобновяеми енергийни ресурси

• слънчева светлина
• Водни течения
• Вятър
• Приливите и отливите
• Биогориво (гориво от растителни или животински суровини)
• Геотермална топлина (недрата на Земята)

Алтернативни видове енергия

1. Слънчева енергия

Един от най-мощните видове алтернативни източници на енергия. Най-често той се преобразува в електричество от слънчеви панели. Цялата планета има достатъчно енергия за цялата година, която слънцето изпраща на Земята за един ден. От общото годишно производство на електроенергия в соларни централи не надвишава 2%.

Основните недостатъци са зависимостта от времето и времето на деня. За северните страни добиването на слънчева енергия не е изгодно. Структурите са скъпи, те трябва да се „грижат“ и да се изхвърлят навреме самите фотоклетки, които съдържат токсични вещества (олово, галий, арсен). Огромни площи, необходими за високи добиви.

Слънчевото електричество се разпределя там, където е по-евтино от обикновено: отдалечени обитаеми острови и ферми, космически и морски станции. В топлите страни с високи тарифи за електроенергия той може да покрие нуждата от обикновен дом. Например в Израел 80% от водата се нагрява от слънчева енергия..

Батериите се инсталират и на безпилотни превозни средства, самолети, дирижабли, Влакове Hyperloop.

2. Вятърна енергия

Запасите от вятърна енергия са 100 пъти по-големи от енергийните запаси на всички реки на планетата. Вятърните станции помагат да превърнат вятъра в електрическа, топлинна и механична енергия. Основното оборудване са вятърни генератори (за производство на електричество) и вятърни мелници (за механична енергия).

Този вид възобновяема енергия е добре развита – особено в Дания, Португалия, Испания, Ирландия и Германия. Към началото на 2016 г. мощността на всички ветрогенератори надмина общата инсталирана мощност на ядрената енергия.

Недостатъкът е, че не може да се контролира (вятърната енергия е нестабилна). Дори вятърните турбини могат да причинят радиосмущения и да повлияят на климата, защото те поемат част от кинетичната енергия на вятъра – обаче учените все още не знаят дали това е добро или лошо.

3. ВЕЦ

За да се преобразува движението на водата в електричество, са необходими водноелектрически централи (ВЕЦ) с язовири и резервоари. Те са поставени на реки със силен поток, които не изсъхват. Язовирите са изградени, за да се постигне определено налягане на водата – това прави лопатките на хидравлична турбина, а тя задвижва електрически генератори.

По-скъпо е и по-трудно да се изграждат водноелектрически централи спрямо конвенционалните електроцентрали, но цената на електроенергията (в руските ВЕЦ) е два пъти по-ниска. Турбините могат да работят в различни режими на захранване и да контролират производството на електроенергия..

4. Енергия на вълната

Има много начини за генериране на електричество от вълни, но само три работят ефективно. Те се различават по вида на инсталациите върху водата. Това са камери, долната част на които е потопена във вода, поплавки или инсталации с изкуствен атол.

Такива вълнови централи предават кинетичната енергия на морските или океанските вълни по кабел към сушата, където тя се преобразува в електричество на специални станции.

Този тип се използва малко – 1% от цялото производство на електроенергия в света. Системите също са скъпи и се нуждаят от удобен достъп до вода, какъвто не всяка държава има..

5. Енергията на приливите и отливите

Тази енергия се черпи от естественото покачване и спадане на нивото на водата. Електроцентралите са инсталирани само по крайбрежието, а спадът на водата трябва да бъде най-малко 5 метра. Приливни станции, язовири и турбини са изградени за генериране на електричество.

Изливите и потоците са добре разбрани, следователно този източник е по-предсказуем спрямо останалите. Но внедряването на технологии беше бавно и техният дял в световното производство е малък. В допълнение, приливните цикли не винаги отговарят на нормата на потреблението на електроенергия..

6. Енергията на температурния градиент (хидротермална енергия)

Морската вода има различна температура на повърхността и в дълбините на океана. Използвайки тази разлика, те получават електричество.

Първата инсталация, която дава електричество поради температурата на океана, е направена още през 1930 година. Сега в САЩ и Япония съществуват океански централи от затворен, отворен и комбиниран тип.

7. Енергията на дифузия на течност

Това е нов тип алтернативен източник на енергия. Осмотична електроцентрала, инсталирана в устието на реката, контролира смесването на сол и сладка вода и извлича енергия от ентропията на течностите..

Изравняването на концентрацията на сол произвежда свръхналягане, което задейства въртенето на турбината. Докато в Норвегия има само една такава централа.

8. Геотермална енергия

Геотермалните станции поемат вътрешната енергия на Земята – гореща вода и пара. Те са поставени във вулканични райони, където водата е на повърхността или можете да стигнете до нея чрез пробиване на кладенец (от 3 до 10 км.).

Възстановената вода загрява сградите директно или чрез топлообмен. Той също така се преобразува в електричество, когато горещата пара върти турбина, свързана към електрически генератор.

Недостатъци: цена, заплаха за земната температура, емисиите на въглероден диоксид и сероводород.

Повечето геотермални станции в САЩ, Филипини, Индонезия, Мексико и Исландия.

9. Биогориво

Биоенергията получава електричество и топлина от горива от първо, второ и трето поколение.

• Първото поколение е твърди, течни и газообразни биогорива (газ от преработката на отпадъци). Например дърва за огрев, биодизел и метан.

• Второ поколение – гориво, получено от биомаса (остатъци от растителен или животински материал, или специално отглеждани култури).

• Трето поколение – биогориво от водорасли.

Биогоривата от първо поколение са лесни за получаване. Жителите на селските райони създават инсталации за биогаз, където биомасата се върти при правилната температура.

Най-традиционният начин и най-старото гориво са дърва за огрев. Сега за производството им се засаждат енергийни гори от бързорастящи дървета, топола или евкалипт..

Плюсове и минуси на алтернативната енергия

Основната перспектива на алтернативните източници е съществуването на човечеството, дори в условия на силен недостиг на нефт, газ и въглища.

Ползи:

• Достъпност – няма нужда да притежавате нефтени или газови находища. Вярно, това не важи за всички видове. Страните, които не намират земя, не могат да получават вълнова енергия и геотермалните могат да бъдат преобразувани само във вулканични райони.

• Екологичност – когато се генерират топлина и електричество, няма вредни емисии в околната среда.

• Спестяване – получената енергия има ниска цена.

Недостатъци и проблеми:

• Разходи на етап строителство и поддръжка – оборудване и консумативи са скъпи. Поради това крайната цена на електроенергията се повишава, така че не винаги е икономически оправдано. Сега основната задача на разработчиците да намалят разходите за инсталации.

• Зависимост от външни фактори: невъзможно е да се контролира силата на вятъра, нивото на приливите и отливите, резултатът от обработката на слънчевата енергия зависи от географията на страната.

• Ниска ефективност и ниска мощност на инсталациите (с изключение на водноелектрическата централа). Генерираният капацитет не винаги съответства на потреблението.

• Въздействие върху климата. Например търсенето на биогорива е намалило засетите площи за хранителни култури, а язовирите за водноелектрическите централи са променили естеството на риболова.

Възобновяема енергия в света

Основният потребител на възобновяеми енергийни източници е Европейският съюз. В някои страни алтернативната енергия генерира близо 40% от цялата електроенергия. Там вече са се появили различни мерки за подкрепа: тарифи за отстъпки за свързване и възстановяване на пари за закупуване на оборудване. Страните от Изтока и САЩ не изостават.

Германия

40% от електроенергията в Германия идва от възобновяеми източници. Тя е лидер в броя на вятърните турбини, които генерират 20,4% от електроенергията. Оставащият дял пада върху хидроенергията, биоенергията и слънчевата енергия. Германското правителство си е поставило план: до 2050 г. да генерира 80% енергия от алтернативни източници, но все още не иска да затвори атомните централи.

Исландия

Исландия има много топла вода, тъй като се намира в зона на вулканична активност. Страната осигурява 85% от къщите с отопление от геотермални източници и покрива 65% от нуждите на населението от електроенергия. Силата на източниците е толкова голяма, че искат да установят износ на енергия за Обединеното кралство.

Швеция

След петролната криза от 1973 г. страната започва да търси други източници на енергия. Всичко започна с водноелектрическите централи и атомните централи. Шведите често критикуват Greenpeace поради атомните електроцентрали, но делът на енергията от атомните електроцентрали не се е увеличил от края на 80-те години.

От 90-те години Швеция строи морски вятърни централи в морето. Въведен е допълнителен данък за въглеродните емисии в атмосферата и има стимули за производителите на вятърна, слънчева и биоенергия.

Швеция също активно използва енергия от преработката на отпадъци и дори планира да я закупува от съседните страни, за да се откаже от нефта. Някои градове получават топлина от изгаряне.

Китай

В Китай най-мощната водноелектрическа централа в света е Три клисури. Към 2018 г. това е най-голямата сграда по отношение на масовост. Нейният непрекъснат бетонен язовир тежи 65,5 милиона тона. През 2014 г. станцията произведе рекорд за 98,8 милиарда кВтч в света.

Най-големите вятърни ресурси също са тук (три четвърти от тях се доставят в морето). До 2020 г. страната планира да генерира 210 GW с тяхна помощ..

Все пак има 2700 геотермални източници и правят 63% от устройствата за преобразуване на слънчевата енергия. Китай е на трето място по биогорива на базата на етанол.

Алтернативна енергия в Русия

Различното географско разположение на регионите и спецификата на климатичните зони в Русия не позволяват равномерно да се развива тази индустрия. Няма инвестиции и има пропуски в закона.

Видове възобновяема енергия в Русия

Слънчевата енергия

Използва се както в индустриален мащаб, така и сред местното население като резервен или основен източник на топлина и електричество. Капацитетът на всички слънчеви инсталации е 400 MW, от които най-големите в Самарска, Астраханска, Оренбургска области и Крим. Най-мощният SES е Владиславовка (Крим). Все още се разработват проекти за Сибир и Далечния Изток.

Вятърната енергия

Вятърната възобновяема енергия в Русия се представя малко по-лошо от слънчевата, въпреки че има промишлени предприятия. Общият капацитет на ветрогенераторите у нас е 183,9 MW (0,08% от цялата енергийна система). Повечето инсталации са в Крим, а най-мощните са в Адигея – „Адигея вятърна ферма“.

ВЕЦ

Това е най-популярният алтернативен източник на енергия в Русия. Около 200 речни водноелектрически централи генерират до 20% от цялата енергия в страната. От 1968 г. в залива Кислая в района на Мурманск съществува приливна електроцентрала – Kislogubskaya PES. Най-голямата водноелектрическа централа е на река Енисей – „Саяно-Шушенская”.

Геотермална енергия

Поради изобилието от вулкани, този вид енергия е често срещан в Камчатка. Там 40% от консумираната енергия се генерира от геотермални източници. Според учените потенциалът на Камчатка се изчислява на 5000 MW, а само 80 MW енергия се генерира годишно. Има също геотермални станции в Курилските острови, Ставропол и Краснодарския край.

биогориво

Страната ни е един от трите износители на пелети на европейския пазар. В Русия има растения, които създават пелети и брикети от останките на дърва, които се използват за отопление на котли и печки.

Селскостопанските отпадъци се преобразуват в течно гориво и биогаз за дизелови двигатели. Но сметището не се използва изобщо, той просто се изхвърля в атмосферата, причинявайки вреди на околната среда.

Компании за възобновяема енергия

Увеличените инвестиции във възобновяема енергия и държавната подкрепа помагат на много компании да правят бизнес успешно.

Първо слънчево вкл.

Тази американска компания е основана през 1990 г. и стана известна с производството на слънчеви панели. Сега тя е най-голямата компания, която продава соларни модули, доставя оборудване и отговаря за техническото обслужване..

Ветрови системи Vestas A / S

Най-старият производител на вятърни генератори от Дания. Компанията е основана през 1898 г. и днес е успяла да инсталира над 60 хиляди вятърни турбини в 63 държави. Vestas продава индивидуални генератори, интегрирани станции и устройства за услуги.

Atlantica Yield PLC

Базирана в Лондон, тази компания притежава класически електропроводи, слънчеви и вятърни станции в Северна Америка, Испания, Алжир, Южна Америка и Южна Африка..

АББ ООД Асеа кафяво бовери

Шведско-швейцарска компания, известна с автомобилни двигатели, генератори и роботика. От 1999 г. марката се занимава с преобразуването на слънчевата и вятърната енергия. През 2013 г. компанията стана световен лидер в областта на фотоволтаичното енергийно оборудване..

Подобни статии

• Технологията Blockchain и Bitcoin е едно от най-напредналите разработки на човечеството през последните десетилетия..

  Blockchain има най-широки перспективи за приложение в различни индустрии, но биткойн предизвика най-много шум около него. Въпреки развитието на конкурентите и…

• Как роботите помагат на хората в различни области на живота

  В свят, претърпял четвъртата индустриална революция, много става автоматично. Има роботи, които работят във фабрики и опростяват…

• Mozilla изследователи в Интернет

  Много от нас прекарват много работа и лично време в Интернет. Но какво всъщност знаем за световната мрежа? Mozilla изследователи – компании,…