10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали. Установка альтернативных источников энергии

Факты об альтернативной энергетике, которая изменит наш мир

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали. Установка альтернативных источников энергии

В то время, как политики и бизнесмены ведут нефтяные войны, учёные и экологи озабочены вопросом поиска альтернативных источников энергии.

И стоит сказать, что определённые подвижки в этом деле уже есть.

Похоже, не за горами то время, когда людей будут волновать не цены на нефть, а прогноз погоды.

Смотрим.

1. Предупреждение из 1917

Александр Грэхэм Белл.

В 1917 году Александр Грэхэм Белл предсказал, что «неконтролируемое сжигание ископаемого топлива будет иметь своего рода парниковый эффект» для нашей планеты. Также он предрекал использование в будущем альтернативных источников энергии, в том числе и энергии солнца.

2. Долгосрочные последствия

Чернобыльская АЭС.

Даже через 30 лет после Чернобыльской катастрофы радиация делает сельское хозяйство и лесозаготовку в Чернобыльской зоне слишком опасной. Поэтому Украина сегодня работает над планами превращения этой зоны в огромную солнечную ферму.

3. Жизнеобеспечение острова Тау

Остров Тау в Американском Самоа.

Известная компания Tesla перевела целый остров на солнечную энергию. Остров Тау в Американском Самоа ежедневно потреблял 1150 литров дизельного топлива для запуска генераторов. Сегодня Tesla заменила это все на солнечные панели и батареи на 6 мегаватт-часов.

4. Солнечные батареи на Луне

Экологически чистый город Масдар (ОАЭ, Дубай).

Японская компания предлагает построить солнечные батареи на Луне для обеспечения чистой энергии для Земли. А на Земле японцы строят экологически чистый город Масдар, который будет полностью полагаться на солнечную энергию и другие возобновляемые источники энергии.

5. Коллектор из подручных материалов

Принцип работы коллектора солнечной энергии.

В Интернете выложены чертежи и описание коллектора солнечной энергии. Его можно построить из подручного лома по цене менее чем 100 долларов США, используя базовые инструменты и навыки.

6. Бавария

Земля Бавария — из мировых лидеров в «чистой энергетике».

Немецкая земля Бавария — одно из самых экологически чистых мест в мире. В этом месте больше установок солнечной энергии, чем во всех Соединенных Штатах.

7. Энергия Солнца

Энергия секунды = энергия 500 000 лет.

Солнце выделяет достаточно энергии за одну секунду, чтобы удовлетворить потребности всей планеты в течение 500 000 лет.

8. Первая, практическая, тепловая, солнечная..

Первая солнечная «электростанция» в Египте (1913 год).

В 1913 году в Египте была построена первая практическая тепловая солнечная «электростанция», которая использовала зеркала из полированной стали. К сожалению, разразилась Первая мировая война, и электростанция была заброшена из-за конфликта в этом районе. Впоследствии нефть сочли гораздо более привлекательным источником энергии.

9. Девятикратный нобелевский номинант

Отец солнечной энергетики Джакомо Луиджи Чамичан.

«Отец» солнечной энергии Джакомо Луиджи Чамичан был номинирован 9 раз за Нобелевскую премию по химии, но так и не получил ее. Он знал, что запасы угля ограничены и утверждал: «Жизнь и цивилизация будут продолжаться до тех пор, пока светит солнце».

10. Самая безопасная..

Трагедия Фукусимы.

Во всем мире постоянно ведутся дискуссии относительно опасности АЭС. При этом почему-то умалчивается, что ядерная электроэнергия убила меньше людей на мегаватт произведенной энергии, чем любой другой источник, в том числе солнечная и гидроэнергия.

11. General Electric против О=С=О

Диоксид углерода.

General Electric и Министерство энергетики США выяснили, как использовать избыток диоксида углерода от электростанций. Его предполагается использовать для хранения энергии.

12. Ежегодное снижение на 20%

«Одомашненная» солнечная энергия.

В 2013 году был разработан закон Свансона относительно солнечных батарей. В нем говорится, что стоимость солнечных батарей будет снижаться на 20% каждый год.

13. Энергетика Германии

Ветровые турбины.

Германия является одной из самых успешных стран в мире в плане использования возобновляемых источников энергии. В этой стране более 23 000 ветровых турбин и 1,4 миллиона солнечных фотоэлектрических систем. Страна стремится довести процент возобновляемой энергии в общих потребностях страны до 40 – 45% к 2025 году, до 55-60% к 2035 году и до 80% к 2050 году.

14. Ветка Сахара-Европа

Крупнейшая солнечная ферма Африки (Марокко).

Для того чтобы удовлетворить потребности в энергии всей Европы, требуется только 0,3% возможной солнечной энергии, которую получает пустыня Сахара. Неудивительно, что европейские компании активно разрабатывают планы создания целых солнечных ферм в Африке.

15. «Зеленое дорожное покрытие»

Дорожное покрытие из солнечных батарей.

Вскоре в мире повсеместно могут появиться дороги, построенные из солнечных батарей. Они уже проходят испытания в Нидерландах в качестве нового источника устойчивой энергии.

БОНУС

Неисчерпаемые источники энергии.

Источник

Источник: https://interesnosti.com/1598399762340776802/fakty-ob-alternativnoj-energetike-kotoraya-izmenit-nash-mir/

Минусы альтернативных источников энергии: факты, о которых молчат

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали. Установка альтернативных источников энергии

В последнее время с самых различных трибун, в средствах массовой информации говорят о необходимости перехода на возобновляемые источники энергии.

Ученые, политики, губернаторы или даже мэры городов регионального значения доказывают, что от использования углеводородов следует отказаться. Главным источником энергии должны стать солнце, ветер и прочие альтернативные и возобновляемые источники энергии.

Но какие минусы несет переход на «зеленую энергию»? Или есть только плюсы? Перечислим несколько фактов, а вывод напросится сам.

80% энергии в мире обеспечивается углеводородами

К сожалению, желания не всегда подкрепляются возможностями. А они говорят о том, что «новая энергетическая экономика» не способна сыграть значимую роль в обозримом будущем. Аргументированных доказательств тому довольно много.

Сегодняшняя ситуация в мире такова, что более 80% энергии, используемой в мире, обеспечивается углеводородами.

Если добиться снижения доли их потребления только на 2%, глобальные расходы на альтернативные источники энергии потребуют расходов в размере около 2 триллионов долларов.

Что касается доли энергетических установок, использующих ветер и солнце, то она не достигает 2% от общего объема энергии, используемой в мире.

Рост спроса на эффективную энергию

Признаемся, что на планете живут 4 миллиарда бедных людей. В случае, если они на душу населения смогут потреблять хотя бы около третьей части энергии, которую потребляют европейцы, уровень этого спроса окажется вдвое больше от потребляемого Америкой.

По прогнозам к 2040 году число электромобилей в мире достигнет 400 миллионов. То есть, увеличится в 100 раз, по сравнению с сегодняшним показателем. За счет этого мировой спрос на нефть снизится на 5%. Можно вспомнить, что для увеличения мировой добычи нефти в 10 раз понадобилось 5 десятилетий.

Если заменять углеводороды возобновляемыми источниками энергии, увеличивая объемы в течение 20 лет, то требуемое увеличение составляет 90 раз.

В течение предстоящих 30 лет в США для замены производства электроэнергии на основе углеводородов потребуется реализация строительной программы, которая даст возможность создать новую систему энергетики в 14 раз быстрее, чем она создавалась когда-либо.

Электромобиль Tesla

В настоящее время США потребляют 16% мировой энергии. Если эта страна будет получать электроэнергию из других источников, то 70% углеводородов будут не востребованы.

Эффективность использования энергии увеличивает спрос на нее, так как стоимость готовой продукции и услуг снижается. В общих чертах это выглядит так: глобальная энергоэффективность с 1990 года и по настоящее время возросла на 33%, рост экономики составил 89%, при этом мировой рост потребления энергии увеличился на 40%.

Пример 1

Гражданские авиалайнеры с 1995 года стали потреблять на пассажиро-километр на 70% авиационного топлива меньше. При этом объемы авиаперевозок увеличились в 10 раз, а авиатоплива стали использовать больше только на 50%.

Пример 2

С того же 1995 года расход энергии на байт снился в 10 раз. При этом мировой трафик увеличился приблизительно в миллион раз. Одновременно отмечен рост мирового объема использования электроэнергии для обеспечения работы компьютерной техники. Что касается объема потребления энергии, то он с 1995 года вырос на 50%.

Аккумуляторов надолго не хватит

Интересно! Существует важное условие, целью которого является обеспечение страны энергией в течение двух месяцев. Для этого созданы специальные хранилища, где находятся запасы углеводородов.

В сегодняшних условиях запасти в таких количествах электроэнергию невозможно.

Так, в США все имеющиеся батареи, все аккумуляторы и миллион электромобилей могут обеспечивать спрос на электроэнергию лишь в течение двух часов.

Сейчас много говорят об аккумуляторах завода Tesla Gigafactory. Конечно, в течение года этих устройств производится очень много.

Однако весь годовой выпуск в Соединенных Штатах обеспечит только 3 минуты потребностей на электроэнергию.

Для того, чтобы создать запас аккумуляторов, с помощью которых можно обеспечить необходимой энергией Штаты в течение двух дней, Tesla Gigafactory должен работать тысячу лет.

Завод Tesla Gigafactory в Китае

Первым делом самолеты

Известно, что для эксплуатации самолета стоимостью миллиард долларов на протяжении двадцати лет потребуется объем горючего на 5 миллиардов долларов.

Годовые расходы на строящиеся самолеты превышают 50 миллиардов долларов в год.

Миллиард долларов, израсходованный на обработку данных в специальных центрах, требует затратить 7 миллиардов долларов в течение 20 лет на электроэнергию. Мировые расходы на такие центры за год превышают 100 миллиардов.

Сравнение эффективности нефтяных скважин и ветряных турбин

В течение 30 лет солнечные и ветровые электростанции выработают электроэнергию на миллион долларов, выдав соответственно 40 миллионов и 55 миллионов киловатт/часов. Скважины, с помощью которых добывают сланцевую нефть и газ, стоимостью миллион долларов, за 30 лет дадут такое количество газа, что его хватит для выработки 300 миллионов киловатт/часов.

Чтобы построить одну скважины (нефть или газ), требуются такие же затраты, как и для строительства двух ветряных турбин. При этом скважина на сланцевом месторождении в час обеспечивает получение 10 баррелей нефти. Если сделать перерасчет на эквивалентность энергии, то ветряная турбина производит 0,7 баррелей нефти в час.

Чтобы хранить баррель нефти или природный газ в нефтяном эквиваленте, требуется 0,5 доллара. Для хранения электроэнергии в эквиваленте баррелю в батареи, требуется 200 долларов.

Ветряные и солнечные станции

Для компенсации эпизодического использования ветровой и солнечной энергии в США используются установки, работающие на нефти и газе. За период с 2000 года их использование возросло в 3 раза.

Что касается коэффициента мощности парка ветровых установок, то этот показатель увеличивается приблизительно на 0,7% за год. Это достигается, главным образом, за счет того, что происходит сокращение числа турбин на акр.

В результате средняя площадь земли, которая используется для производства электроэнергии, увеличивается на 50%.

А вы о птицах подумали?

Интересный факт! Много комментариев и споров получило высказывание президента РФ В.В. Путина о ветряках и их вреде для птиц.

Владимир Владимирович Путин на выставке «Иннопром-2019» в Екатеринбурге заявил, что зеленые возобновляемые источники энергии, к которым относятся солнечная и энергия ветра, вредят природе и людям.

«Комфортно ли людям будет жить на планете, уставленной частоколом ветряков и покрытой несколькими слоями солнечных батарей? Сколько птиц гибнет из-за ветряков! Они так трясутся, что червяки вылезают из земли», — сказал президент РФ.

Ветровые и солнечные электростанции работают 30% времени

В США боле 90% электроэнергии обеспечивается источниками, способными поставлять ее в соответствии с требованиями рынка. Транспорт использует 99% такой энергии. Что касается ветровых и солнечных установок, то энергия вырабатывается ими лишь в течение 25%-30% времени, то есть, когда это позволяют условия. Обычная электростанция может работать практически без перерывов.

Разработка сланцевых месторождений позволила снизить цены на природный газ и уголь. Эти виды топлива обеспечивают производство 70% электроэнергии в Соединенных Штатах. При этом произошло увеличение тарифов на нее. Оно составило, по сравнению с 2008 годом, 20%, что произошло за счет субсидий на производство солнечной и ветровой энергии.

Главный минус — затраты на внедрение альтернативных источников энергии

Для трансформации экономики на новую энергетику потребуются огромные затраты. Это можно сравнить с ситуацией, при которой всех жителей земли нужно отправить на Луну.

Если говорить об увеличении установок, получающих энергию от солнца, то следует помнить о физическом пределе. Максимумом преобразования фотонов в электроны является только 33%.

Коммерческие установки обеспечивают и того меньше, только 26%. Что касается ветровых установок, то пределом для них является 60% той энергии, которую обеспечивает движущийся воздух.

Показатель коммерческих турбин – 45%.

В фунте нефти содержится столько энергии, что она намного превышает возможное хранение энергии в фунте батареи, созданной для хранения электроэнергии.

Сравнение здесь такое – эквивалентом одного фунта углеводородного горючего являются 60 фунтов батарей. При этом для создания одного фунта такой батареи необходимо 100 фунтов добытых, перемещенных, переработанных материалов.

Чтобы хранить энергетический эквивалент барреля нефти, нужно 20 тысяч фунтов батарей. Общая их стоимость – 200 тысяч долларов.

Доступно ли внедрение возобновляемой энергии на самом деле? Просто факты

  • Чтобы перевезти в Азию один энергетический эквивалент авиационного керосина, потребуются аккумуляторы общей стоимостью в 60 миллионов долларов. При этом их общий размер впятеро превысит размеры самолета.
  • При изготовлении батарей, способных хранить в себе энергию, эквивалентную баррелю нефти, потребуется эквивалент энергии в 100 баррелей. Что касается самих батарей, то чтобы их создать, нужно переработать более гигатонны (109 тонн или 1012 кг) грунта. При этом потребуются литий, медь, никель, графит, кобальт и еще целый ряд элементов. Мало того, нужно будет израсходовать несколько миллионов тонн угля и нефти, огромное количества бетона и металла.
  • Сейчас лидером в изготовлении аккумуляторов является Китай. При этом 70% его энергетики работает на угле. Поэтому китайские машины, работающие на таких аккумуляторах, обеспечивают поступление в атмосферу столько углекислого газа, что его объем превышает тот, который выбрасывает такое же количество автомобилей, работающих на бензине и дизтопливе.

Из выше сказано понятно, что польза от пропагандируемых некоторыми людьми и компаниями источников электроэнергии, использующих энергию солнца и ветра, может быть мнимой. Более того, она не только не соизмерима с затратами, само ее использование в целях снижения вредного воздействия на окружающую среду, также остается под вопросом.

Источник: https://promdevelop.ru/minusy-alternativnyh-istochnikov-energii-fakty-o-kotoryh-molchat/

Как альтернативные источники энергии помогают получать тепло и электричество

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали. Установка альтернативных источников энергии

Ухудшение экологии и истощение природных ресурсов заставляет задумываться о том, как получать электричество и тепло из возобновляемых источников.

В этой статье рассказываем, как работает альтернативная энергия и почему многие страны делают выбор в её пользу.

Что такое альтернативная энергия?

Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».

Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Ещё их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.

Человечество получает энергию, в основном за счёт сжигания ископаемого топлива и работы атомных электростанций. Альтернативная энергетика – это методы, которые отдают энергию более экологичным способом и приносят меньше вреда. Она нужна не только для промышленных целей, но и в простых домах для отопления, горячей воды, освещения, работы электроники.

Ресурсы возобновляемой энергии

  • Солнечный свет
  • Водные потоки
  • Ветер
  • Приливы
  • Биотопливо (топливо из растительного или животного сырья)
  • Геотермальная теплота (недра Земли)

1. Солнечная энергия

Один из самых мощных видов альтернативных источников энергии. Чаще всего её преобразуют в электричество солнечными батареями. Всей планете на целый год хватит энергии, которую солнце посылает на Землю за день. Впрочем, от общего объёма годовая выработка электроэнергии на солнечных электростанциях не превышает 2%.

Основные недостатки – зависимость от погоды и времени суток. Для северных стран извлекать солнечную энергию невыгодно. Конструкции дорогие, за ними нужно «ухаживать» и вовремя утилизировать сами фотоэлементы, в которых содержатся ядовитые вещества (свинец, галлий, мышьяк). Для высокой выработки необходимы огромные площади.

Солнечное электричество распространено там, где оно дешевле обычного: отдалённые обитаемые острова и фермерские участки, космические и морские станции. В тёплых странах с высокими тарифами на электроэнергию, оно может покрывать нужны обычного дома. Например, в Израиле 80% воды нагревается солнечной энергией.

Батареи также устанавливают на беспилотные автомобили, самолёты, дирижабли, поезда Hyperloop.

Запасов энергии ветра в 100 раз больше запасов энергии всех рек на планете. Ветровые станции помогают преобразовывать ветер в электрическую, тепловую и механическую энергию. Главное оборудование – ветрогенераторы (для образования электричества) и ветровые мельницы (для механической энергии).

Этот вид возобновляемой энергии хорошо развит – особенно в Дании, Португалии, Испании, Ирландии и Германии. К началу 2016 года мощность всех ветрогенераторов обогнала суммарную установленную мощность атомной энергетики.

Недостаток в том, что её нельзя контролировать (сила ветра непостоянна). Ещё ветроустановки могут вызывать радиопомехи и влиять на климат, потому что забирают часть кинетической энергии ветра – правда, учёные пока не знают хорошо это или плохо.

3. Гидроэнергия

Чтобы преобразовать движение воды в электричество нужны гидроэлектростанции (ГЭС) с плотинами и водохранилищами. Их ставят на реках с сильным потоком, которые не пересыхают. Плотины строят для того, чтобы добиться определённого напора воды – он заставляет двигаться лопасти гидротурбины, а она приводит в действие электрогенераторы.

Строить ГЭС дороже и сложнее относительно обычных электростанций, но цена электричества (на российских ГЭС) в два раза ниже. Турбины могут работать в разных режимах мощности и контролировать выработку электричества.

4. Волновая энергетика

Есть много способов генерации электричества из волн, но эффективно работают только три. Они различаются по типу установок на воде. Это камеры, нижняя часть которых погружена в воду, поплавки или установки с искусственным атоллом.

Такие волновые электростанции передают кинетическую энергию морских или океанических волн по кабелю на сушу, где она на специальных станциях преобразуется в электричество.

Этот вид используется мало – 1% от всего производства электроэнергии в мире. Системы тоже дорогие и для них нужен удобный выход к воде, который есть не у каждой страны.

5. 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. Для генерации электричества строят приливные станции, дамбы и турбины.

Приливы и отливы хорошо изучены, поэтому этот источник более предсказуем относительно других. Но освоение технологий было медленным и их доля в глобальном производстве мала. Кроме того, приливные циклы не всегда соответствуют норме потребления электричества.

6. Энергия температурного градиента (гидротермальная энергия)

Морская вода имеет неодинаковую температуру на поверхности и в глубине океана. Используя эту разницу, получают электроэнергию.

Первая установка, которая даёт электричество за счёт температуры океана была сделана ещё в 1930 году. Сейчас есть океанические электростанции закрытого, открытого и комбинированного типа в США и Японии.

7. Энергия жидкостной диффузии

Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей.

Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины. Пока есть только одна такая энергетическая установка в Норвегии.

8. Геотермальная энергия

Геотермальные станции берут внутреннюю энергию Земли – горячую воду и пар. Их ставят в вулканических районах, где вода 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 перерабатывают в электричество, когда горячий пар вращает турбину, соединённую с электрогенератором.

Недостатки: цена, угроза температуре Земли, выбросы углекислого газа и сероводорода.

Больше всего геотермальных станций в США, Филиппинах, Индонезии, Мексике и Исландии.

9. Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

  • Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.
  • Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).
  • Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

Плюсы и минусы альтернативной энергии

перспектива альтернативных источников – существования человечества даже в условиях жёсткого дефицита нефти, газа и угля.

Преимущества:

  • Доступность – не нужно обладать нефтяными или газовыми месторождениями. Правда, это относится не ко всем видам. Страны без выхода к морю не смогут получать волновую энергию, а геотермальную можно преобразовывать только в вулканических районах.
  • Экологичность – при образовании тепла и электричества нет вредных выбросов в окружающую среду.
  • Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

Недостатки и проблемы:

  • Траты на этапе строительства и обслуживание – оборудование и расходные материалы дорогие. Из-за этого повышается итоговая цена электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Сейчас главная задача разработчиков снизить себестоимость установок.
  • Зависимость от внешних факторов: невозможно контролировать силу ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии зависит от географии страны.
  • Низкий КПД и маленькая мощность установок (кроме ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.
  • Влияние на климат. Например, спрос на биотопливо привёл к сокращению посевных площадей для продовольственных культур, а плотины для ГЭС изменили характер рыбных хозяйств.

Возобновляемая энергия в мире

Главный потребитель возобновляемых источников энергии – Евросоюз. В некоторых странах альтернативная энергетика вырабатывает почти 40% от всей электроэнергии. Там уже прижились разные меры поддержки: скидочные тарифы на подключение и возврат денег за покупку оборудования. Не отстают страны Востока и США.

Германия

40% электроэнергии в Германии дают возобновляемые источники. Она лидер по числу ветровых установок, которые генерируют 20,4 % электричества. Оставшаяся доля приходится на гидроэнергетику, биоэнергетику и солнечную энергетику. Немецкое правительство поставило план: вырабатывать 80% энергии за счёт альтернативных источников к 2050 году, но закрывать атомные электростанции пока не хочет.

Исландия

У Исландии очень много горячей воды, потому что она расположилась в зоне вулканической активности. Страна обеспечивает 85% домов отоплением из геотермальных источников и покрывает ими 65% потребностей населения в электроэнергии. Мощность источников настолько велика, что они хотят наладить экспорт энергии в Великобританию.

Швеция

После нефтяного кризиса 1973 года страна стала искать другие источники энергии. Началось всё с ГЭС и АЭС. Из-за атомных станций шведов часто критиковали Greenpeace, но с конца 80-х доля энергии от АЭС не растёт.

Начиная с 90-х Швеция строит оффшорные ветропарки в море. На выбросы предприятиями углерода в атмосферу введён дополнительный налог, а для производителей ветровой, солнечной и биоэнергии есть льготы.

Ещё Швеция активно использует энергию от переработки мусора и даже планирует его закупать у соседних стран, чтобы отказаться от нефти. Некоторые города получают тепло от мусоросжигательных заводов.

Китай

В Китае самая мощная ГЭС в мире – «Три ущелья». По состоянию на 2018 год – это крупнейшее по массе сооружение. Её сплошная бетонная плотина весит 65,5 млн тонн. За 2014 станция произвела рекордные для мира 98,8 млрд кВт⋅ч.

Крупнейшие ветровые ресурсы тоже здесь (три четверти из них поставлены в море). К 2020 году страна планирует выработать при их помощи 210 ГВт.

Ещё тут 2 700 геотермальных источников и делают 63% устройств для преобразования солнечной энергии. Китай занимает третье место в производстве биотоплива на основе этанола.

Альтернативная энергия в России

Разное географическое положение регионов и специфика климатических поясов в России не позволяют развивать эту отрасль равномерно. Нет инвестиций и есть пробелы в законе.

Солнечная энергия

Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

Ветровая энергетика

Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

Гидроэнергетика

Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».

Геотермальная энергетика

За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

Биотопливо

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Компании, которые занимаются возобновляемыми источниками энергии

Рост инвестиций в возобновляемую энергетику и поддержка правительства помогает многим компаниям успешно вести бизнес.

First Solar Inc

Эта американская компания была образована в 1990 году и стала известной благодаря производству солнечных батарей. Сейчас это крупнейшая фирма, которая продаёт солнечные модули, поставляет оборудование и отвечает за технический сервис.

Vestas Wind Systems A/S

Старейший производитель ветрогенераторов из Дании. Компания основана в 1898 году и на сегодняшний день ей удалось установить более 60 тысяч ветровых турбин в 63 странах. Vestas продаёт отдельные генераторы, комплексные станции и обслуживает устройства.

Atlantica Yield PLC

Эта компания с офисом в Лондоне владеет классическими линиями электропередач, солнечными и ветровыми станциями в Северной Америке, Испании, Алжире, Южной Америке и Южной Африке.

ABB Ltd. Asea Brown Boveri

Шведско-швейцарская компания, известная автомобильными двигателями, генераторами и робототехникой. С 1999 года бренд занимается преобразованием солнечной и ветровой энергии. В 2013 году компания стала мировым лидером в области оборудования фотоэлектрической энергии.

Читайте: Персональный мир и полная автоматизация. Что такое четвёртая промышленная революция?

Источник: https://invlab.ru/texnologii/alternativnaya-energiya/

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали. Установка альтернативных источников энергии

Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии.

 Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами.

Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.

Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или дверей-турникетов.

Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери-генераторы уже появились. Каждая из них производит около 4600 киловатт-час энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит неплохим примером альтернативной технологии по выработке электричества.

Водоросли отапливают дома

Водоросли стали рассматриваться в качестве альтернативного источника энергии относительно недавно, но технология, по мнению экспертов, очень перспективна.

Достаточно сказать, что с 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза.

Это приблизительно равно объёму газа, который выдает небольшая скважина, и достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в содержании, быстро растут и представлены множеством видов, использующих энергию солнечного света для осуществления фотосинтеза.

Всю биомассу, будь то сахара или жиры, можно превратить в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизельное топливо.

Водоросли — идеальное эко-топливо, потому что растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, обладают высокой продуктивностью и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году глобальный оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 млрд долларов.

Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге.

Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, служащими единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

«Лежачие полицейские» освещают улицы

Концепцию выработки электроэнергии при помощи так называемых «лежачих полицейских» начали реализовывать сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а скоро технология дойдет и до России.

 Все началось с того, что британский изобретатель Питер Хьюс создал «Генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Рампа представляет собой две металлические пластины, немного поднимающиеся над дорогой.

Под пластинами заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу. 

В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт в течение времени, пока автомобиль проезжает рампу. Такие рампы в качестве аккумуляторов способны питать электричеством светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. В Великобритании технология работает уже в нескольких городах. Способ начал распространяться и на другие страны — например, на маленький Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно будет увидеть и в России. Студент из Тюмени Альберт Бранд предложил такое же решение по уличному освещению на форуме «ВУЗПромЭкспо».

По подсчетам разработчика, в день по «лежачим полицейским» в его городе проезжает от 1000 до 1500 машин.

За один «наезд» автомобиля по оборудованному электрогенеретором «лежачему полицейскому» будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вред окружающей среде.

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей компании Uncharted Play, мяч Soccket может за полчаса игры в футбол сгенерировать электроэнергию, которой будет достаточно, чтобы несколько часов подпитывать LED-лампу. Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которые нередко используются жителями малоразвитых стран.

Принцип аккумулирования энергии мячом Soccket довольно прост: кинетическая энергия, образуемая от удара по мячу, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор.

Генератор производит электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. Сохраненная энергия может быть использована для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Генерирующий энергию мяч уже завоевал признание мирового сообщества: получил множество наград, был высоко оценен организацией Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на известной конференции TED.

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в освоении вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Испытуемым» стал спящий вулкан в штате Орегон.

Соленая вода закачивается глубоко в горные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока.

При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергию.

На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии. Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить 50% необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи. Рядом с вулканическими недрами они обнаружили подземный резервуар воды с аномально высокой температурой. Супер-горячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.

Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.

Энергия из тепла человека

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на разнице температур, известен давно. Но лишь несколько лет назад технологии стали позволять использовать в качестве источника энергии тепло человеческого тела. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластинку.

Такой гаджет позволит фитнес-браслетам подзаряжаться от тепла человеческой руки — например, в процессе бега, когда тело сильно нагревается и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливат энергии при температуре кожи в 31 градус Цельсия.

Похожую технологию взяла за основу молодая Энн Макосински, придумавшая фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенностью является способность вырабатывать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой стороны.

В итоге фонарик Энн производит довольно яркий свет, но не требует батарей-акуумуляторов. Для его работы необходима лишь температурная разница всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в комнате.

Шаги по «умной» тротуарной плитке

На любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день.Идея использовать пешеходный поток для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британской Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, генерирующую электроэнергию из кинетической энергии гуляющих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создаёт энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо сохраняются в литиевом полимерном аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин магазинов и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали специального сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена из использованных шин, благодаря этому плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время проведения летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы.

Велосипед, заряжающий смартфоны

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства. 

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB.

 Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов.

Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 поцентов.

Компания Nokia в свою очередь тоже представила широкой публике гаджет, присоединяемый к велосипеду и позволяющий переводить кручение педалей в способ получегия экологически безопасной энергии.

Комплект Nokia Bicycle Charger Kit имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию от вращения колес велосипеда и подзаряжает ей телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, распространенный в большинстве телефонов Nokia.

Польза от сточных вод

Любой крупный город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы гигантское количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная нечистотами вода уже никому не может пригодиться, но это не так — ученые открыли способ создавать на ее основе топливные элементы.

Одним из пионеров идеи стал профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция весьма сложная для понмания неспециалиста и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных ячеек и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органическое вещество в сточных водах и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток.

Для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала – не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производств в виноделии, пивоварении и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся потоков жидкости.

«Бумажная» энергия

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистых продуктов био-генератор, способный производить электроэнергию из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара глюкозы, которая находится в зеленых растениях) необходим гофрированный картон.

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся от этого глюкоза подвергается обработке другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и свободные электроны.

Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электроэнергии.

 Предполагается, что подобная установка в ходе переработки одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может выработать около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек AA).

Метод является экологически чистым: важным достоинством такой «батарейки» является отсутствие металлов и вредных химических соединений. Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электричества вырабатывается достаточно мало – его хватает лишь на питание небольших портативных гаджетов.

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/595ba1ab8e557d717c01b801/5b2b7f6753576f00a9a43287

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.