Альтернативные источники энергии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Альтернативные источники энергии

Автор: учитель географии Орлова Т.А.

Аннотация

Наряду с широким использованием традиционных источников энергии в современном мире предпринимаются попытки вовлечь в хозяйственный оборот ресурсы так называемой нетрадиционной (или альтернативной) энергетики. В данной статье рассмотрены виды альтернативных источников энергии и их преимущества и недостатки при применении к климатическим и географическим условиям местности.

Ключевые слова: альтернативные(нетрадиционные) источники энергии, полезные ископаемые, окружающая среда, экология.

Развитие человеческого общества всегда базировалось на эксплуатации различных природных ресурсов. «Минувшее столетие человеческой истории прошло под знаком углеводородов -- ископаемого сырья. Электрический свет, автомобильный транспорт, теплый дом, авиация и многие другие воспринимаемые нами как естественные и обычные жизненные блага появились благодаря тому, что человек научился извлекать энергию из природных ресурсов с высоким энергетическим содержанием (угля, нефти, природного газа). С ее помощью люди преобразовали Землю до неузнаваемости и создали для определенной части человечества современное «общество всеобщего благоденствия». [1] Но основные источники энергии, такие как нефть и газ,постепенно оскудевают,так как 80% всей производимой энергии на планете получают путем сжигания чего либо, в большей части полезных ископаемых .Но использование традиционных видов энергии несет планете огромные экологические проблемы, которые особенно остро стали заметны в новом тысячелетии. За всю историю существования человечества на Земле экологии планеты было нанесено больше всего вреда в 20 столетии, когда человек особенно интенсивно использовал традиционные источники энергии, основанные на применении минеральных ресурсов.

Наряду с широким использованием традиционных источников энергии в современном мире предпринимаются попытки вовлечь в хозяйственный оборот ресурсы так называемой нетрадиционной ( или альтернативной) энергетики. Альтернативные источники энергии - это солнце. ветер, океанические приливы, тепло земных глубин, морские течения. Эти неисчерпаемые ресурсы вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Альтернативная энергетика - это методы, которые позволяют получать энергию более экологически чистым способом и приносят меньше вреда окружающей среде. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том,что двуокись углерода (СO2),высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечения работы транспортных средств, оказывает влияние на теплообмен планеты с окружающим пространством, эффективно блокируя переизлучамое тепло, и таким образом участвует в формировании так называемого парникового эффекта. [2] У любого вида энергии есть свои достоинства и недостатки при применении к различным климатическим и географическим условиям местности. В данной статье рассмотрены основные виды нетрадиционных источников энергии.

Солнечная энергия является одним из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Эту энергию больше всего преобразуют в электричество солнечными батареями. Энергия, которую Солнце посылает на нашу планету за один день достаточно на весь год. Значит основное преимущество этой энергии ее изобилие и возобновляемость, а так же экономичность и универсальность. Однако, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки солнечной энергетики заключаются в дороговизне и малой мощности, сложном процессе аккумуляции энергии, а так же зависимости от погоды и времени суток. Для развития гелиоэнергетики прекрасно подходят страны расположенные в тропических поясах, ведь там бывает до 300 солнечных дней в году. В современном мире лидерами в эксплуатации солнечных электростанций являются США и Франция. В Крыму с 2015 года построено шесть солнечных электростанций Крым является уникальным регионом России, в котором 5% всех потребностей в электроэнергии покрывается за счёт солнечной энергии и ветра.

Для северных стран вырабатывать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, в них применяются редкие материалы .Для высокой выработки солнечной энергии требуются огромные площади .В Италии, Японии, Индии, Бразилии ведутся работы по использованию солнечных батарей,их устанавливают на беспилотные автомобили и самолеты, обычные калькуляторы и часы,а так же космические станции и спутники.

Солнечная энергетика применяется больше там, где она дешевле обычной.

Ветроэнергетика

С давних времен человеку служила энергия ветра. Еще две тысячи лет назад в Китае, Египте и Индии применяли примитивные ветровые двигатели.

Запасы энергии ветра превышают в 100 раз запасы энергии всех рек на Земле. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное преимущество ветровой энергии - чистота К достоинствам этого вида энергии относится и ее возобновимость, эргономичность и экономичность.

Ветроэнергетика хорошо развита в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. Во Франции, США, Нидерландах ведутся работы по конструированию ветровых установок на новой технологической основе. К началу 2016 года мощность всех ветровых генераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики. Ветровая возобновляемая энергия в России представлена немного хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Больше всего установок - в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее - «Адыгейская ВЭС».

Главный недостаток ветровой энергии в том, что сила ветра непостоянна, а значит может быть маломощной и достаточно дорогой. Ветровые генераторы очень сильно «шумят», создавая низкочастотные звуки, которые отрицательно влияют на животных и человека,поэтому одним из условий является их удаленность от населенных пунктов. Строительство ветроэнергетических станций возможно в труднодоступных местах: горах, арктических островах.

Первый ветровой парк в Ростовской области начал работать в марте 2020 года. Всего в регионе работают три ветровых парка, они уже поставляют энергию в сеть. Всего они вырабатывают 300 мегаватт. До конца 2020 года начнут работать ещё два ветровых парка, а в 2022 году их станет восемь с общим объёмом 700 мегаватт. Для сравнения - один блок АЭС вырабатывает 100 мегаватт [3]

Геотермальная энергия или энергия земных недр еще один нетрадиционный ресурс альтернативной энергетики. На сегодняшний день технические возможности позволяют использовать энергию земных недр на тех территориях,где есть естественные выходы горячего пара и термальных вод с перепадом температур 80-100 градусов. Геотермальные станции. ставят так же в вулканических районах, где вода находится у поверхности или добраться до неё можно пробурив скважину (от 3 до 10 км.).Извлекаемая вода отапливает здания напрямую или через теплообменный блок. Ещё её преобразуют в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором. Преимущества этой энергии в том, что геотермальные станции экологичны, возобновляемы, они имеют свой собственный цикл восстановления, и они постоянны. К недостаткам геотермальной энергии можно отнести токсичность вод, из-за этого обычный сброс воды в наземные водоемы не осуществляется. По этой же причине приходится усложнять процесс возобновимости цикла .В основном геотермальные источники находятся в сейсмически активных местах планеты, следовательно такое «месторождение» может в один момент «захлопнуться». Геотермальная энергия очень хрупкая энергия, но ее активно используют на геотермальных станциях западных регионов США, Италии, Мексики,Исландии, Новой Зеландии, Японии. В России этот вид энергетики распространён на Камчатке. за счёт обилия вулканов Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. Ученые оценивают потенциал Камчатки в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

Энергия приливов и отливов. Эту энергию берут от естественного подъёма и спада уровня воды. Электростанции ставят только вдоль берега, а перепад воды должен быть не меньше 5 метров. Энергия приливов является возобновляемой и помогает восполнять энергетические затраты жителям прибрежных поселений. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины. Но установка одной такой станции требует огромных затрат. Мощность приливной электростанции (ПЭС) сильно меняется в течение суток из -за того что приливы непостоянны. Дороговизна и переменная мощность это еще не самые основные недостатки приливных станций. ПЭС наносят вред экологической среде, они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды, а так же условия жизни морской флоры и фауны. Впервые ПЭС была построена во Франции в 1967 году,а в 2011 году самая мощная ПЭС появилась в технологичной Южной Корее. Приливные электростанции эксплуатируются в: Великобритании; Норвегии; Канаде; Китае; Индии; США. В России энергия приливов и отливов используется на Кислой Губе в Баренцевом море. Мезенская ПЭС, проектируемая в Архангельской области, имеет шанс стать самой мощной приливной электростанцией в мире. На этапе проектирования находится Северная ПЭС на Кольском полуострове. Данная электростанция будет обладать мощностью 12 МВт при годовой выработке энергии 23,8 млн к Вт· ч. «Морские ветряные электростанции существенно дороже береговых по капитальным затратам на единицу мощности, но они способны вырабатывать больше энергии». [1] солнечный ветроэнергетика альтернативный

Гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами строят на реках с сильным потоком для преобразования движения падающей воды в электрическую энергию. Потенциальные запасы энергии рек в мире ценны тем, что они являются возобновляемым источником энергии, используются круглогодично. Способ получения такой энергии является экологически чистым, потому что не выделяет парниковые газы в атмосферу, которые в значительной степени способствуют загрязнению окружающей среды и глобальному потеплению.

Строительство ГЭС неэффективно в равнинных районах. Засуха резко снижает и даже прерывает производство электроэнергии на ГЭС. Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы, но эта проблема решаема, путем сооружения рыбоподъемников в плотине или перемещением рыбы в места нереста с помощью ловушек и сетей. Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества. Крупнейший производитель гидроэнергетики в мире сегодня это Китай, затем Бразилия, США, Россия. Огромный гидроэнергетический потенциал планеты используется сегодня в мире всего лишь на 1/5 часть.

Экономический гидроэнергетический потенциал земли по регионам мира

Экономический гидроэнергетический потенциал России составляет 850 млрд к Вт. ч. причем на европейскую часть страны приходится 15%,а на азиатскую часть страны -85%. По прогнозам ученых гидроэнергетик, из -за своего изобилия, будет доминирующим энергетическим ресурсом в мире на многие годы вперед.

Бесспорно, что у любого вида энергии есть свои достоинства и недостатки. «Совершенно очевидно, что мы достигли внешних пределов, до которых может расти глобальная экономика, построенная на базе нефти и других видов ископаемого топлива». Но альтернативная энергия будет развиваться еще больше в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля. Экологические преимущества при образовании тепла и электричества у альтернативного топлива Одной из главных задач разработчиков станций для выработки альтернативной энергии является снижение себестоимости установок. Используя альтернативную энергию человечество не только сохранит планету для будущих поколений, но и сможет значительно улучшить ее экологию.

Библиографический список

1. Сидорович В. Мировая энергетическая революция: Как возобновляемые источники энергии изменят наш мир / Владимир Сидорович -- М.: Альпина Паблишер, 2019. -- 208 с.

2. Kiehl, J. T., Kevin E. Trenberth, 1997: Earth's Annual Global Mean Energy Budget. Bull. Amer. Meteor. Soc., 78, 197-208.

3. Пресс-служба «Агентства инвестиционного развития Ростовской области» 2 мар. 2020 /https://www.donland.ru/news/8097 /

4. Безруких, П. П. Справочник ресурсов возобновляемых источников энергии России и местных видов топлива. Показатели по территориям / П. П. Безруких. -- Москва : Энергия, Институт энергетической стратегии, 2007. -- 272 c.

5. Германович, В. Альтернативные источники энергии и энергосбережение. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы / В. Германович, А. Турилин. -- Санкт-Петербург: Наука и Техника, 2014. -- 320 c.

6. Удалов, С. Н. Возобновляемые источники энергии: учебное пособие / С. Н. Удалов. -- Новосибирск: Новосибирский государственный технический университет, 2014. -- 460 c.

Размещено на Allbest.ru