Возобновляемая энергия

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возобновляемая энергия

энергия ветер прилив геотермический

Традиционные источники энергии начинают создавать все больше и больше проблем в современном мире. Добыча подземных энергетических ресурсов приводит к повышению смертности среди людей вследствие несчастных случаев связанных с опасностью этого процесса. Загрязнение окружающей среды стало постоянным спутником угля и нефти. А избыток этих ресурсов превратился в причину для многонациональных конфликтов. Эти старые, опасные источники энергии эпохи индустриального прогресса уже отживают свое. И человечество все чаще начинает задумываться об альтернативах энергетики.

Планета Земля - это бесконечный источник энергии. Для того чтобы извлечь энергию из Земли, совсем не обязательно копаться в ее недрах. Энергия окружает нас со всех сторон, она повсюду. Стоит только немного присмотреться, и вы увидите, что энергия не настолько невидима. Солнце, ветер, вода - это все источники энергии. И главная их особенность состоит в том, что энергия этих природных явлений никогда не иссякнет. Человечеству незачем тратить свои материальные и моральные силы на источники, которые не могут оправдать всех надежд, которые в ближайшее будущее исчезнут, которые забирают человеческие жизни. Человек должен обратить свое внимание на природу, которая вполне способна обеспечить жителей планеты Земли необходимой им энергии. Возобновляемая или регенеративная энергия - энергия из источников, которые по человеческим масштабам являются неисчерпаемыми. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения.

Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов - таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота - которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путем). В 2006 году около 18 % мирового потребления энергии было удовлетворено из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины. Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии.

Использование энергии ветра растет примерно на 30 процентов в год, по всему миру с установленной мощностью 196600 мегаватт (МВт) в 2010 году, и широко используется в странах Европы и США. Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году. Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании. Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт. Крупнейшей в мире геотермальной установки установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт. Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника. Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе. Топливный этанол также широко распространен в США.

Энергия ветра. Ветроэнергетика

Эта отрасль энергетики, специализируется на использовании энергии Солнца - электромагнитных волн, которые излучаются Солнцем по причине протекания в нём термоядерной реакции. Это излучение достигает атмосферы Земли и преобразуется в кинетическую энергию движения газа в атмосфере. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2010 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 196 гигаватт.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10-12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти.

Гидроэнергия. Гидроэнергетика

На этих электростанциях, в качестве источника энергии используется потенциальная энергия водного потока, первоисточником которой является Солнце, испаряющее воду, которая затем выпадает на возвышенностях в виде осадков и стекает вниз, формируя реки. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища. Также возможно использование кинетической энергии водного потока на так называемых свободно поточных (бесплотинных) ГЭС.

Особенности:

Себестоимость электроэнергии на ГЭС существенно ниже, чем на всех иных видах электростанций

Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии

Возобновляемый источник энергии

Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций

Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое

Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей

Водохранилища часто занимают значительные территории

Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства.

На 2010 год гидроэнергетика обеспечивает производство до 76 % возобновимой и до 16 % всей электроэнергии в мире, установленная гидроэнергетическая мощность достигает 1015 ГВт. Лидерами по выработке гидроэнергии на гражданина являются Норвегия, Исландия и Канада. Наиболее активное гидростроительство на начало 2000-х ведёт Китай, для которого гидроэнергия является основным потенциальным источником энергии, в этой же стране размещено до половины малых гидроэлектростанций мира.

Энергия приливов и отливов. Приливная электростанция

Электростанциями этого типа являются особым видом гидроэлектростанции, использующим энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками - высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в единой энергосистеме с другими типами электростанций.

Энергия солнечного света. Солнечная энергетика

По прогнозам ученых-аналитиков, после исчерпания на Земле органических видов топлива (нефти, газа и угля) наибольшим источником энергии для человечества останется Солнце, которое прослужит цивилизации, по меньшей мере, 3-4 млрд. лет. И еще одна цифра - годовое количество энергии, поступающей от Солнца, почти в 15 тыс. раз превышает количество энергии, расходуемой населением Земли для обеспечения всей жизнедеятельности.

Солнце - это, пожалуй, самый мощный известный человечеству источник энергии. Одни сутки солнечного света способны обеспечить нашу планету энергией на целый год. Современные научные достижения позволяют нам пользоваться солнечными батареями, которые не только являются более безопасными в экологическом плане, но и более продуктивными, нежели старые источники. 10 солнечных батарей общей площадью в 10 кв. м способны обеспечить энергией среднюю виллу Зимой.

Сегодня в мире вырабатывается 16,5ГВт солнечной энергии в год. А это уже дает серьезное основание полагать, что солнечная энергия имеет свое будущее.

Геотермальная энергия. Геотермическая энергия

Геотермальная энергетика - направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.

Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.

Биоэнергетика

Жизнедеятельность живых организмов приводит к непрерывному образованию различного вида биомассы, аккумулирующей энергию. Общий прирост биомассы на Земле достигает 130 миллиардов тонн сухого вещества в год. Это соответствует 660 000 ТВтч в год. Мировое потребление биоэнергии составляет 15 000 ТВтч в год, это примерно 15% мирового энергопотребления. Выбросы углекислого газа (CO2) от сжигания биотоплива не изменяют содержания углекислого газа в атмосфере до тех пор, пока сжигаемое количество не превышает ежегодный прирост биомассы. Это происходит потому, что деревья и растения потребляют углекислый газ для своего роста. Большие перспективы в плане преобразования биомассы в биоэнергию имеют также: биологические отходы в сельском хозяйстве, сельскохозяйственные технические культуры (рапс и др.), органические бытовые и промышленные отходы, сточные воды.

Инвестиции

Во всём мире в 2008 году инвестировали $51,8 млрд в ветроэнергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки - $30 млрд, Китай - $15,6 млрд, Индия - $4,1 млрд.

В 2009 году инвестиции в возобновляемую энергетику во всём мире составляли $160 млрд, а в 2010 году - $211 млрд. В 2010 году в ветроэнергетику было инвестировано $94,7 млрд, в солнечную энергетику - $26,1 млрд и $11 млрд - в технологии производства энергии из биомассы и мусора.

Современный энергетический кризис дает нам понять, что пора уже изменить свое отношение к традиционной энергетике. Зачем бороться за источники, которые приносят столько бед, если перед нашими глазами находятся природа, имеющая возможность обеспечить нас всем необходимым, в том числе и электрической энергией. Природные, экологически чистые источники энергии могут не только наладить нормальное цивилизованное существование человека, но и улучшить качество его жизни.

Литература

1. В. Володин, П. Хазановский "Энергия, век двадцать первый".

2. А. Голдин "Океаны энергии".

3. Канарев Ф.М. Вода - новый источник энергии.

Размещено на Allbest.ru