Казалось бы, чего не хватает современному человеку – живёт на всём готовом: свет, газ, вода — в избытке (исключая страны Африки и ЮАР). Но не каждый знает, что по прогнозам ученых уже в 2033 году некоторые страны будут полностью зависимы от поставок пресной воды. Именно поэтому большинство государств уже на протяжении последних 20-30 лет ищут альтернативные источники энергии. И…находят. Сегодня мы расскажем о некоторых из них и заглянем в недалекое, но прогрессивное будущее.
Альтернативные источники энергии – это не только будущее, но и современность
Альтернативный источник энергии (во многих источниках вы можете встретить сокращение АИЭ) – это те ресурсы, для выработки которых не нужно прикладывать усилий, они уже вокруг нас. Это энергия солнца, отходы переработки живых организмов, вода, ветер, вторсырье. В отличие от традиционных ресурсов они более эффективны, дешевле и экологически безопасны. Россия, благодаря своей огромной территории, находится в одном из лучших положений.
Россия – удивительная страна, её климатические зоны позволяют управлять стихиями, максимально эффективно используя АИЭ
Виды альтернативных источников энергии
Виды установок отличаются способом выработки энергии: они могу быть активными и пассивными, автономными и зависимыми. Кроме того, важную роль играет выбор источника энергии.
Энергия ветра и солнца
Если вы считаете, что такие приборы и установки – дело будущего, вы ошибаетесь. Солнечные батареи давно и эффективно используются в разных уголках планеты. Более того, такие батареи можно приобрести в обычном магазине. Вопрос только в расчете эффективности использования их в том или ином месте.
Для генерации электрической энергии комплектуются солнечные электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели), изготавливаемые на основе кристаллов кремния
Энергия солнца используется для работы тепловых установок. Там специальные солнечные коллекторы, накапливая энергию, преобразуют её в энергию тепловую. Мощность подобных установок зависит от количества и мощности отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций.
Если говорить об энергии ветров, то этот вид получения энергии основан на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями. Очень часто целые поля «ветряков» располагаются в долинах и пустынях, где сила ветров бывает колоссальной.
Основой ветровых установок служит ветровой генератор
Исполнение их может быть разным. Все генераторы различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции. Они могут быть с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различаться типом и количеством лопастей, могут располагаться даже в море.
Сила воды и тепло земли
Каждому ещё со школьной поры знакомо такое понятие как гидроэлектростанция. Мощнейшая сила воды используется на благо человеку не один десяток лет. Многокилометровые платины сдерживают давление огромных масс воды, течение которых помогают вырабатывать энергию.
Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций
Ещё один способ получения электрической энергии путем преобразования энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства приливных станций. Работа таких установок основана на использовании кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов, происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной системы.
Вариантом использования альтернативных источников энергии – использование геотермальных вод. Кипящая вода помогает воздавать электроэнергию и передает тепло. Это происходит с помощью специального теплового насоса.
Для использования геотермальных вод используются специальные установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в тепловую и электрическую энергии
Биотопливо
Биотопливо (переработка органического сырья или отходов) – один из перспективных способов добычи ресурсов. Современные технологии позволяют перерабатывать разные его виды — жидкое, твердое, газообразное и получать электрическую или тепловую энергию.
Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты, газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол, биобутанол, диметиловый эфир и биодизель
В качестве биотоплива могут выступать отходы от обработки дерева (прессованные опилки), очисток орехов и семян. Данное топливо используют для выработки тепловой и электрической энергии на ТЭС. Из отходов сельскохозяйственных культур производится также биогаз и жидкое топливо для дизельных двигателей и установок, где они сжигается, в результате чего осуществляется производство тепловой и электрической энергий.
Плюсы и минусы использования
Как и любого топлива, у альтернативных источников энергии есть свои плюсы и минусы.
Плюсами использования являются:
возобновляемость;
экологичность;
разнообразие вариантов использования;
низкая себестоимость энергии.
Минусы использования:
затраты на приобретение и установку оборудования, которое требует дорогостоящего ремонта;
зависимость от внешних факторов (погодные условия);
низкая мощность установок.
Альтернативные источники энергии – не дешевое удовольствие. Однако, такие вложения быстро окупаются
Альтернативные источники энергии для частных домов
Владельцы частных домов, благодаря использованию альтернативных источников энергии, могут существенно снизить расходы по коммунальным счетам или полностью отказаться от услуг поставщиков газа, электричества и тепла.
Солнечные виды энергетики
Если вы живете в относительно солнечном регионе (не жарком, а солнечном, к таковым может относится даже северный регион), вы можете поставить себе солнечную батарею или биоустановку. Тогда вы обеспечите себя электричеством и теплом.
Так, например, солнечная батарея площадью 1,4 м2 при хорошей освещённости выдаёт 24 В при мощности порядка 270 Вт.
Однако, чтобы создать полноценную систему, не зависящую от внешних факторов, придётся приложить усилия. Необходимо создать целую систему, которая включает в себя: аккумулятор (АКБ) для накопления излишков электроэнергии (задействуется в тёмное время суток и ненастную погоду); контроллер (необязателен, но рекомендован) предназначен для мониторинга уровня заряда АКБ, чтобы не допустить полной разрядки или перезаряда, а также для оптимизации работы солнечных панелей; инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и позволяющий получить напряжение в 220−230 В.
К сведению! В нашей стране уже работает ряд солнечных электростанций. Из них наиболее крупными являются: Орская им. А. А. Влазнева, установленной мощностью 40,0 МВт в Оренбургской области; Бурибаевская, мощностью 20,0 МВт и Бугульчанская, мощностью 15,0 МВт, в Республике Башкортостан. На полуострове Крым функционирует более десяти солнечных электростанций мощностью 20,0 МВт каждая.
Ветрогенераторы
В основе ветровых установок – также, как и для солнечных станций, электронные устройства. Контроллер и инвертор собираются достаточно просто с использованием существующих электрических схем и из элементов заводского производства. Самый важный элемент, ветрогенератор – можно изготовить из имеющихся запасных частей и материалов. Такие конструкции как правило устанавливают на возвышенностях и на больших открытых пространствах, даже в море.
Использование силы ветра для получения электричества особенно актуально в тех регионах планеты, где нет возможности использовать другие источники энергии
Установка для получения биогаза
Биогаз – один из экологически чистых альтернативных источников энергии, способ получения которого не оказывает большого влияния на окружающую среду. Этот вид топлива получают путём брожения сырья (отходов человека и животных). Они скапливаются в специальном резервуаре, для переработке которых оно населяется специальными бактериями, которые ускоряют процесс.
Этот вид биотоплива один из самых перспективных. Время «раскачки» зависит от объемов сырья и самой конструкции
В результате подобной переработки вырабатывается горючая смесь (60% метана, 35% углекислоты и 5% прочих видов газов), а также сероводород, который является потенциально опасным для человека. Полученный продукт проходит очистку и по трубам поступает к приборам-потребителям (отопительным котлам, газовым печам и т.д.) или при излишках в накопитель (газгольдер).
Важно! Ёмкость, где проходит брожение необходимо регулярно чистить. Остатки сырья используются в качестве удобрения. Таким образом вы получаете практически замкнутый цикл.
Биореактор можно приобрести в специализированных компаниях, заказать или сделать своими руками.
Статья по теме:
Дом с нулевым энергопотреблением: преимущества. Что нужно знать для перевода дома на нулевое энергопотребление; экономим на солнечных батареях: что требуется для сохранения бюджета, первоначальные затраты — читайте в публикации.
Есть ли будущее у альтернативных источников энергии
Альтернативные источники возобновляемой энергии достаточно интересное и перспективное направление. К примеру, существует несколько эффективных приёмом выработки воды из воздуха. Правда здесь необходимо использовать генератор. Будут ли найдены новые подходы к решению этих проблем и к усовершенствованию методик – покажет время.
Получится ли использовать ресурсы с умом – большой вопрос
Надеемся, наша статья была для вас полезной, а если остались вопросы, то задавайте их в комментариях, и наши эксперты с радостью на них ответят.
