Енергія Сонця

Тепло Землі

Вітроенергетика

До початку 1990-х років європейська першість утримувала країна - родоначальник вітроенергетики - Данія. Тим не менш у другій половині 1990-х рр.. Данія поступилася його Німеччини, потужності вітроустановок якої в 1999 році досягли 4 млн кВт, а вироблення електроенергії на них - 6 млрд кВт • год До того ж на відміну від Данії, де переважають дрібні автономно працюючі установки, для Німеччини більш характерні великі «вітрові ферми». Найбільше їх на самому «продувається» ділянці її території - узбережжя Північного моря в межах землі Шлезвіг-Гольштейн.У Росії вітроенергетика сьогодні і є малою енергетикою. Тому, що ніяк не субсидується. Велика кількість IT-колективів розробляють теми тихохідних електрогенераторів і високотехнологічних редукторів, придумують різні форми вітро турбін і виробляють окремі екземпляри.

Середній зріст температури поблизу поверхні Землі оцінюється в 20oС на 1 км. вглиб від поверхні. Найбільш достовірні температурні дані відносяться до самої верхньої частини земної кори, розкривається шахтами і свердловинами до максимальних глибин-12 км (Кольська свердловина). Основи геології Н.В.Короновскій, А.Ф.Якушова Перетворення цього тепла в електричну енергію складна і дорога задача. Більшість машин, створених для цієї мети використовують принцип теплових насосів Основна стаття.

Однак, у багатьох регіонах тепло Землі підходить до поверхні так близько, що вимагає порівнянних з традиційною енергетикою витрат на освоєння. Найбільш відомі приклади Курильські острови та Ісландія, яка змогла перетворити альтернативну енергетику в серйозну галузь національної економіки. За різними даними, більше 25% всієї електроенергії в країні виробляється на геліотермальних електростанціях.

В даний час активно розвиваються два напрямки перетворення енергії Сонця в електричну. Це "Фотовольтаніка" і "Концентрована сонячна енергія".

Перший напрямок прийнято ототожнювати з сонячними батареями - пластинами, що несуть на собі на собі безліч фотоелементів, що перетворюють падаюче світло в електричний імпульс. Цей напрямок активно розвивається - ККД "сонячних батарей" постійно зростає, а вартість знижується, і вони все частіше застосовуються в побуті та на виробництві, покриваючи все більше дахів в Західній Європі. У цього напряму з'явився альтернатива - набір "наноспіралей", об'єднаних на тонких плівках - інфрачервоне випромінювання відразу перетвориться в електричний імпульс

"Концентрована сонячна енергетика" CSP - більш давній спосіб добування енергії Сонця - використовує принцип концентрації і напряму променів Сонця на елементи, в якому теплоносій набуває більш високу температуру (наприклад нагрівається газ), або змінює фізичний стан (наприклад закипає вода) і далі енергоносій надходить в розширювальну машину, в якій віддає свою енергію електрогенератори (схема). В цих технологіях є окремі напрямки:

- Застосування сонячних колекторів - наборів скляних трубок з задньої дзеркальною поверхнею, возвращающей промені на трубку з теплоносієм, що знаходиться всередині скляної трубки (як правило у вакуумі). Цей напрямок активно розвивається - колектори стають все надійніше, доступнішими за ціною і складають активну конкуренцію пластинам з фотоелементами. Лідерство у виробництві сонячних колекторів міцно тримає Китай

- Застосування дзеркал. Існує безліч форм сучасних малих і великих установок, в яких сонячні промені концентруються дзеркалами найрізноманітнішої форми на точкові або трубчасті носії газу, що нагрівається або рідини. Величезне увагу цьому напрямку сонячної енергетики приділяється в Іспанії, яка стала тут визнаним лідером Бізнес-Іспанія 2010

- Лінзи та інші, поки малозастосовні варіанти.

Розвиток технологій часто призводить до різкого здешевлення раніше дорогих методів. На сьогодні перші два напрями найбільш застосовні. Фотовольтаніка має явну перевагу, особливо цінне для малої енергетики - безпосереднє отримання електроенергії на малих установках, без будь-яких трудомістких перетворень. Напрямок CSP перетворює енергію Сонця зазвичай в перегріта пара, який потім направляється на турбіну для обертання електрогенераторів. Висока ціна турбін поки стримує цей напрямок в малій енергетиці, проте безліч Європейських програм розвитку науки і техніки час від часу пропонують гранти за створення "малопотужних парового двигуна для пристроїв Концентрованої Сонячної Енергетики" Cordisместах.

Нетрадиційні та відновлювальні джерела енергії

Нетрадиційні та відновлювані джерела енергії стали останнім часом одним із важливих критеріїв сталого розвитку світової спільноти. Здійснюється пошук нових і вдосконалення існуючих технологій, виведення їх до економічно ефективного рівня та розширення сфер використання. Головними причинами такої уваги є очікуване вичерпання запасів органічних видів палива, різке зростання їх ціни, недосконалість та низька ефективність технологій їхнього використання, шкідливий вплив на довкілля, наслідки якого все більше і більше турбують світовому спільноту.

Використання традиційних вуглеводнів шляхом спалювання супроводжується загальними втратами енергії до 80-90% і тому вже на сьогодні розроблено технології електрохімічного їх перетворення, які зменшують втрати до 10 % та є більш екологічно безпечними.

Альтернативна енергетика стає одним із базових напрямів розвитку технологій у світі, разом із інформаційними та нанотехнологіями вона стає важливою складовою нового постіндустріального технологічного укладу.

До НВДЕ будемо відносити гідроелектростанції (великі, середні та малі), геотермальну, сонячну, фотоелектричну та теплову енергію, енергії припливів, хвиль океану, вітру, тверду біомасу, гази з біомаси, рідкі біопалива та відновлюванні муніципальні відходи (ці види енергії за визначенням МЕА – відновлювані джерела енергії), а також теплоенергію „створювану” завдяки тепловим насосам, торф, шахтний метан та вторинні джерела енергії, такі як: скидне тепло, муніципальні промислові відходи, тиск доменного газу та природного газу під час його транспортування.

На сьогодні частка НВДЕ у виробництві енергії у світі ще не є значною (близько 14 %), але їх потенціал на кілька порядків перевищує рівень світового споживання паливно-енергетичних ресурсів. Темпи зростання обсягів виробництва енергії НВДЕ також значно перевищують аналогічні для традиційних видів енергії. Так, у найближчі 10 років, прогнозується щорічне зростання світових обсягів виробництва електроенергії традиційної електроенергетики порядку 2,8 %, а електроенергії НВДЕ – 9,2 %.

В Україні також існує значний потенціал використання НВДЕ. З іншого боку, проблеми ефективності використання традиційних джерел енергії в Україні стоять ще гостріше, ніж у світі чи країнах ЄС. Причинами цього є застарілі технології, вичерпання ресурсу використання основних фондів генерації електроенергії і тепла, що разом з низькою ефективністю використання палива призводить до значних обсягів шкідливих викидів. Значні втрати при транспортуванні, розподілі та використанні електроенергії і тепла, а також монопольна залежність від імпорту енергоносіїв ще більш ускладнюють ситуацію на енергетичних ринках країни.

Таким чином, Україна має нагальну потребу у переході до енергетично ефективних та екологічно чистих технологій, якими є, в тому числі, і НВДЕ. Але, незважаючи на декларацію щодо усвідомлення цієї потреби з боку різних гілок влади та низку нормативно-законодавчих актів, які стосуються розвитку НВДЕ, - реальних кроків щодо впровадження НВДЕ зроблено досить мало. Частка НВДЕ в енергетичному балансі країни становить лише 7,2 % (6,4 % — позабалансові джерела енергії; 0,8 % — відновлювані джерела)

Змінити ситуацію можна шляхом проведення відповідної енергетичної політики, вдосконалення нормативно-правової бази та залучення інвестицій у розвиток НВДЕ. Звісно, що цей процес не є швидким, але задля забезпечення майбутнього економічного процвітання України, її гідного місця у Європейській спільноті потрібно вже сьогодні активізувати вирішення цієї актуальної проблеми.

Дата добавления: 2015-05-24