Альтернативні джерела енергії
Альтернативні джерела енергії, яку можна перетворити на електричну, давно цікавлять вчених. Унікальність цих джерел у тому, що вони відновлювані, потрібно витрачати гроші тільки на їх переробку та ефективне використання, а не на видобуток, як, наприклад, вугілля чи нафту. Нафтові кризи XX століття, великі енергоаварії початку нинішнього століття змусили вчених активно працювати у цьому напрямі. У промислово розвинених країнах в розвитку альтернативних видів енергетики витрачаються мільярди євро.
Звичайно, про те, щоб на альтернативні джерела енергії використовувалися повсюдно і застосовувалися в промисловості, зараз немає мови, але на окремих дільницях і в побуті застосування таких джерел доцільно і виправдано. До альтернативних джерел прийнято відносити і АЕС – енергетику ядерного розпаду, але зараз АЕС, незважаючи на всі недоліки та небезпеки, широко використовується та розвивається, отримання енергії у такий спосіб дуже дешево – один кілограм ізотопів урану рівноцінний 3,5 тис. тонн вугілля.
Найбільш широко використовується і перспективна сонячна енергетика. На відкритих просторах (дахах житлових будинків, полях, долинах, навіть водоймах), встановлюються сонячні батареї, що містять спеціальні фотоелектричні елементи, які,За допомогою приводу для сонячних батарей, змінюють кут нахилу, залежно від положення сонця, для того, щоб акумулювати більше сонячних променів. Якщо використовувати сонячну енергію не для обігріву, а як електричну, то для використання вона повинна спочатку акумулюватися в світлопоглинаючих фотоелементах, навіщо, через інвентор, вирушити до кінцевого споживача. У цьому ланцюжку також задіяний контролер. - він стежить за зарядкою/розрядженням акумулятора.
Особливо розвинена вона у країнах та регіонах з великою кількістю сонячних днів у році (Середземномор'я, Індія, країни Африки, Південна Америка тощо). Так, наприклад, у Марокко нещодавно відкрили потужну сонячну електростанцію в 500 МВт, яка повинна покривати половину потреб цієї невеликої країни. В Іспанії, поблизу Севільї, відкрито потужну сонячну станцію на 19,9 МВт з проміжними накопичувачами з розплавленої солі, яка може працювати і після заходу сонця, такі станції лише різної потужності - залежно від регіону розташовані по всій Європі.
Є вони і в Укаїні, наприклад, у Криму, а також в Орську, в Абакані (звичайна потужність, що виробляється, буде зовсім різна). Велику станцію сонячної енергетики готові запустити в Якутії, для таких об'єктів створюються спеціальні сонячні модулі для похмурої погоди.
У Європі будуються цілі будинки, які висвітлюють та опалюють себе за допомогою модулів сонячних фотоелементів. У Японії є навіть сонячна станція на плаву.
Автомобілі, автобуси, потяги - весь цей транспорт уже зараз може використати енергію сонця, заряджена батарея дозволяє подолати кілька десятків кілометрів.
Існують навіть безпілотники на сонячних батареях, вони є на озброєннієвропейських країнах та в Україні. Такі апарати можуть протриматися у повітрі до 37 хвилин та призначені для патрулювання віддалених об'єктів.
Зараз можна самостійно виготовити сонячну батарею, купивши фотоелементи, актуатори та інші комплектуючі. В інтернеті достатньо матеріалів про те, як її зібрати, встановити та підключити.
Інше джерело електроенергії, що отримує все більший розвиток та фінансування – вітер. Цей спосіб звичайно актуальний лише в тих районах, де бувають сильні та стабільні вітри.
Вітрогенератори – вітряки – використовуються у побуті досить давно. Класичний середньовічний приклад - вітряк, що віддає свою енергію жорнам, що мелють борошно. Однак ця установка створює багато шуму, крім того лопаті, що обертаються, небезпечні для птахів. Особливо широко цей тип енергії застосовується в Європі, в Нідерландах 70% електропоїздів використовують енергію, що виробляється вітряними станціями. В Україні за даними 2005 року вітряки виробляли 13,3 МВт.
Величезну енергоємність має світовий океан. Це і енергія хвиль, і припливів - відливів, і звичайно вже використовується енергія течії річок. Припливні електростанції широко поширені в США, і в країнах де тривалі узбережжя. Єдина в Україні Кислогубська ПЕМ у Баренцевому морі, працює в експерементальному режимі - там відпрацьовуються різні нові технології. Проектується Північна ПЕМ на кільському півострові. Великим потенціалом у цьому відношенні володіє Охотське море, вже є проект для будівництваПенжинської ПЕМ у затоці Шеліхова, Тунгурська ПЕМ поблизу Шантарських островів, також спроектована електростанція в Мезенській затоці Білого моря. Вже успішно пройшли випробування дослідного зразка електроустановки.
У хвильовій енергетиці використовується енергія хвиль, для її використання застосовуються спеціальні гідроуловлювачі, енергомодулі, що перетворюють хвилі в електрику гідроакумулюючі станції. Потенціал для такого виду електропостачання лише у країнах у виході до моря. Хвильові ГЕС використовують у Норвегії, Індії, Португалії, навіть ін.
Переваг маса - це і відтворення шкідливого впливу на атмосферу, велика потужність у порівнянні з іншими ВІЕ, невисока вартість установки, непомітність у воді.
Недоліки - це нестабільність сили хвиль, можливість пошкодження у разі аномального шторму, їх непомітність може становити проблеми морської навігації у разі відсутності сигнальних індикаторів.
Потужне джерело енергії, що має величезний потенціал - геотермальна енергія - Під геотермальною енергією мають на увазі використання тепла земної кори, енергія від пари нагрітої землі і підземних гарячих джерел, гейзерів і т.п. людина, але поки що складно знайти спосіб найбільш ефективно його використовувати.
Але такі природні умови є у невеликій кількості країн. Лідерами тут є США, Філіпіни, Індонезія та інші країни, де є вулканічний рельєф. Перша геотермальна електростанція - ГеоЕС була побудована в Італії на початку століття.
Україна також має можливості розвитку цієї галузі, джерела такого роду є на Камчатці, Курилах і вони поступово освоюються. Перша ГеоЕС була побудована в СРСР у 60-ті роки. Вонафункціонує і досі і її потужність становить близько 12МВт, на камчатці є й інші ГеоЕС - Мутнівська і Верхньо-Мутнівська (сумарна потужність 60 МВт). Ці три станції покривають 25% потреб енергетики краю. Подібну електростанцію зараз будують у Чечні.
фото взято з сайту paul_fish.livejournal.ru
Одним із видів геотермальної енергії є енергія сухих гарячих порід, коли солону воду закачують у свердловини скеляної породи, розігріті теплом мантії землі та розпаду радіоактивних елементів земної кори. І за допомогою парової турбіни тепло перетворюється на електрику.
Але і цей спосіб має недоліки та небезпеки. Відкритих геотермальних виходів не так багато, а буріння гірських порід може провокувати землетруси. Крім того, висока мінерадизація підземних вод може призводити до поступової закупорки свердловин.
Ще одним перспективним джерелом є енергія біомаси, від її гниття утворюється біогаз з високим вмістом метану, газ спалюється і дає енергію. Сюди ж можна віднести енергію від спалювання торфу та іншої твердої біомаси та органічних відходів. Електростанція на біогазі працює в Криму (там же працюють і сонячні та вітряні станції)
Зрозуміло всі альтернативні джерела енергії в рамках однієї статті розглянути неможливо. Джерелів енергії в природі достатньо, витягти їх гіпотеетично можна звідки завгодно, але як їх використовувати, космічна енергія, воднева енергія, енергія градієнта солоності на ефекті осмосу, перепад температури води в світовому океані, градієнт-температура . До альтернативних джерел можна віднести сюди ж можна віднести енергію ефекту запам'ятовування форми і п'єзоелектрику - виробленняелектрики за зміни форми кристалів деяких речовин - при стисканні утворюється електричний заряд.
Енергоспоживання планети стрімко зростає, а екологічна ситуація так само стрімко погіршується, тому питання додаткових джерел, що не надто забруднюють атмосферу, завжди актуальне.