Альтернативні джерела енергії

Це енергія вітру, морів та океанів, внутрішнього тепла Землі, Сонця.

Енергія вітру. Можливості використання енергії вітру в різних місцях Землі неоднакові. Для нормальної роботи вітроелектричних двигунів швидкість вітру в середньому в рік повинна бути не меншою ніж 4-5 м/сек.. В Україні до таких зон належать узбережжя Чорного моря, Карпати й південні степові райони.

Вітрові електростанції не забруднюють довкілля. Єдиний негативний фактор – низькочастотний шум (гудіння) під час роботи ВЕС та ще одиничні випадки загибелі птахів, які потрапляють у лопасті вітродвигунів.

Енергія морів та океанів. Світовий океан містить колосальні запаси енергії. По-перше, це енергія сонячного випромінювання, поглинута океанською водою, яка виявляється в енергії морських течій, хвиль, прибою, різниці температур різних шарів води. По-друге, це енергія тяжіння Місяця й Сонця, що спричинює морські припливи й відпливи. Використовується цей екологічно чистий потенціал ще дуже мало.

Енергія внутрішнього тепла Землі. З глибиною підвищується температура в земній корі. За оцінками геологів, до глибин 7-10 км загальна кількість теплоти в 5000 разів перевищує теплоємність усіх видів мінерального палива, що є на Землі. Най кращі результати досягаються в районах активної вулканічної діяльності, де близько до поверхні є термальні води. Крізь свердловини гаряча водяна пара надходить у турбіни, що виробляють електроенергію. Відпрацьована гаряча вода йде на обігрівання теплиць, житла тощо.

У разі споживання геотермальної енергії постає проблема відпрацьованих підземних вод. Вони сильно мінералізовані, їх не можна спускати у водостоки. Тому відпрацьовані води знову закачують у підземні горизонти для повторного використання. З деяких таких розсолів видобувають йод, бром, літій та деякі інші елементи.

Енергія Сонця. Сонце – найпотужніше джерело екологічно чистої енергії, і людство має зосередити свої зусилля на розробці методів її утилізації. Основна перешкода полягає в розсіяності сонячної енергії. Утилізація сонячної енергії стримується також високою собівартістю електроенергії.

Сонячну енергію можна застосовувати для добування електроенергії, побутового тепла, високотемпературного тепла в промисловості, на транспорті.

Для добування електроенергії від Сонця застосовується кілька методів, найперспективніший з яких полягає в безпосередньому перетворенні сонячного випромінювання на електрику за допомогою напівпровідникових фотоелектричних генераторів (сонячних панелей). Їх виготовляють з металів, оскільки останні є гарними провідниками тепла. Найчастіше з цією метою використовується мідь. На неї наносять покриття чоного металу, щоб панель краще поглинала сонячне світло. Сонячні панелі зазвичай закріпляють на дахах будинків і використовують для обігріву житла, приготування їжі, опріснення води тощо.

Через високу вартість сонячні батареї поки що використовуються мало – на космічних супутниках і станціях, у ретрансляторах, навігаційних маяках, телефонних станціях у пустельних місцевостях тощо.

Електроенергію від Сонця добувають також за допомогою паротурбінних генераторів.

СЕС не забруднюють довкілля. Щоправда, для майбутніх потужних СЕС на сонячних батареях знадобляться великі площі.

Ще один спосіб перетворення сонячної енергії –фотоелементи. Одна з можливостей їхнього поліпшення полягає у використанні скліних панелей, що містять уран оксид і рідкоземельний елемент Неодим, який підсилює поглинання світла фотоелементом.

Сонячна енергія може застосовуватися й на транспорті – для енергоживлення автомобілів невеликих суден і навіть літаків. Сонячна енергія тут використовується для одержання водню з води. Одержаний водень можна перетворити потім на інші види пального, наприклад, метанол. Найпростішим способом одержання водню з води є електроліз. Перспективне пряме використання сонячної енергії для одержання водню з води за допомогою її фотохімічного розкладу. Цей процес називають фотолізом. Тепер вивчають два підходи до вирішення цієї проблеми – біологічний і біохімічний.

Біоенергетичні технології. Життя та діяльність людей супроводжуються утворенням великої кількості органічних відходів.

Є й інша перспективна технологія переробки відходів – за допомогою метанобактерій. Ці мікроорганізми активно розмножуються в будь-яких органічних рештках, продукуючи в результаті своєї життєдіяльності цінну енергетичну сировину – біогаз. На заодах з одержання біогазу сировиною служать відходи тваринного і рослинного походження, які перегнивають у генераторах біоганзу або автоклавах. У цих установках гниття відбувається без доступу кисню, тобто в анаеробних умовах, за яких певні різновиди бактерій розкладають відходи з утворенням газоподібного метану, його збирають, після чого використовують безпосередньо для опалення житла, приготування їжі або для одержання електричної енергії за допомогою електрогенератора.

Залишки після добування біогазу із зелених відходів мають високий вміст Нітрогену й можуть використовуватися як добрива. На землях, непридатних дл вирощування зернових культур, можна вирощувати біомасу з метою подальшого одержання біогазу. Багато водяних рослин, які засмічують канали й водойми, теж можуть використовуватись для одержання буогазу.

Останнім часом дедалі ширше розробляються технології добування палива для двигунів внутрішнього згоряння з органічних речовин, що продукуються рослинами. У цьому напрямку проводяться дослідження олій, які видобуваються з соєвих бобів, сонячника, земляних горіхів (арахісу), суріпиці (рапсу), евкаліпта, гарбуза, а також пальмової, кокосової й касторової олій.

Для України особливе значення має технологія добування палива з ріпакової олії. ЇЇ можна або безпосередньо заливати в баки дизелів, або ж із неї можна виготовляти спеціальне дизельне паливо, котре за всіма характеристиками подібне до солярової оливи, але при цьому екологічно чистіше й дешевше; нарешті цю олію можна додавати в солярову оливу (до 20%), що не змінює ні енергетичних, ні екологічних показників двигунів.

Воднева енергетика. До дуже перспективних джерел добування теплової та електричної енергії належить водень, який має високу теплотворну здатність, може успішно замінювати природний газ і при цьому є екологічно чистим паливом, оскільки в результаті його згоряння утворюється лише водяна пара. Широке використання водню як джерела енергії до останнього часу стримувалося його вищою вартістю порівняно з природним газом. Але нещодавно в деяких країнах розроблено технології добування водню з глюкози або глюкозовмісних речовин. Зазначені технології ще недосконалі і тривають інтенсивні роботи в цій галузі.

Дата добавления: 2014-01-04