Что относится к альтернативным источникам энергии: Альтернативная энергетика — Русский эксперт

Содержание

Альтернативная энергетика — Русский эксперт

Ветрогенераторы на поле рапса в Германии. Прибрежные ветрогенераторы около Копенгагена, Дания Солнечная электростанция в Калифорнии, использующая концентрацию солнечного света системой зеркал Фотоэлементная солнечная электростанция в Японии

Альтернативная энергетика — энергетика, основанная на использовании возобновляемых источников энергии (ВИЭ) — энергии ветра, солнечного излучения, приливов и тепла Земли. Альтернативна энергетике, основанной на сжигании ископаемого топлива, в первую очередь, органического происхождения.

Поскольку ВИЭ не только возобновляемы, но также экологичны и безопасны, некоторые развитые страны мира взяли курс на ускоренное развитие альтернативной энергетики. Особенно далеко в этом направлении продвинулись Дания, Германия и некоторые другие европейские страны, в которых альтернативная энергетика составляет значительную долю в энергосистеме страны.

Не все альтернативные источники энергии одинаково доступны и выгодны. Энергия приливов и геотермальная энергия жёстко локализованы и ограничены, поэтому реальную экономически реализуемую альтернативу сжиганию топлива сегодня могут составить только ветер и солнечная радиация. Биотопливо, например этанол из сахарного тростника, может иметь некоторое значение для обеспечения транспорта при высоких ценах на нефть, но не для энергетики в целом. Следует, впрочем, отметить, что для основной части территории России ветровая и солнечная энергетика также являются достаточно жёстко локализованными и ограниченными.

Традиционная гидроэнергетика (гидроэлектростанции на реках) также относится к ВИЭ, но в силу своей масштабности и традиционности обычно оставляется за скобками, когда речь идёт об альтернативных источниках энергии. Если же применять термин возобновляемая энергетика, то о ГЭС забывать нельзя. И при таком подходе оказывается, что Россия является одним из мировых лидеров в области возобновляемой энергетики, занимая пятое место в мире по генерации энергии гидроэлектростанциями (после КНР, Канады, Бразилии и США, 2014).[1] При этом ряд российских ГЭС относятся к числу крупнейших в мире. Иногда к альтернативной энергетике относят также ядерную энергетику, в которой Россия также лидирует,[2] занимая третье место в мире по генерации энергии ядерными станциями (2015). [3]

Альтернативная и традиционная энергетика

Единого определения альтернативных источников энергии нет. Обычно к ним относят источники не связанные со сжиганием не возобновляемого ископаемого топлива. Однако гидроэнергетика и даже ядерная энергетика может относиться разными авторами и к альтернативным, и к традиционным источникам энергии[1], хотя альтернативность традиционной гидроэнергетики вполне очевидна. Дальнейшие возможности развития гидроэнергетики ограничены. Поэтому далее в качестве альтернатив, доминирующей сегодня традиционной энергетике будут рассмотрены ветровая, солнечная и «не альтернативная» ядерная энергетика, хотя европейские страны, интенсивно развивающие безопасную ветровую и солнечную энергетику, сегодня пытаются избавиться в первую очередь от ядерной, а не традиционной энергетики.

В 2013 году в энергетику ВИЭ объем мировых инвестиций составил 250 млрд долларов, а 1100 млрд долларов инвестировано в добычу, транспортировку и переработку ископаемого топлива и строительство тепловых электростанций на ископаемом топливе (не уране)[2]. В 2012 году МЭА отметило, что потребление угля продолжает расти быстрее всех возобновляемых источников энергии[3]

.

Традиционная энергетика

К традиционной энергетике относят угольные и газовые тепловые электростанции, а также ТЭЦ, работающие на мазуте. С точки зрения экологии наибольшие нарекания вызывает сжигание угля и мазута. В результате этого в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа, окиси серы и золы. Увеличение содержания углекислоты в атмосфере, по мнению некоторых учёных, может привести к нежелательному изменению климата планеты. Окись серы вызывает кислотные дожди, зола может сильно загрязнять среду в регионе расположения электростанции. Сжигание газа загрязняет атмосферу во всех отношениях в меньшей степени и пока даёт самую дешёвую традиционную энергию, но разведанные запасы газа в отличие от угля весьма ограничены. При существующем уровне добычи известных запасов хватит на 50-60 лет[4]. Сегодня традиционная энергетика является основным источником энергии для человечества.

Ядерная энергетика, которую иногда относят к традиционной, имеет существенные отличия. Во-первых, перспективы исчерпания запасов топлива, с учётом технологий наработки нового топлива в реакторах, гораздо более отдалённы. Во- вторых, она не загрязняет атмосферу ни углекислым газом, ни окисью серы. В-третьих, топливо ядерной энергетики не является ценным сырьём для других отраслей промышленности.

Основными достоинствами традиционной и ядерной энергетики являются стабильность выработки энергии и относительная свобода размещения (не локальность). Транспортировка ядерного топлива не вызывает существенных издержек, по трубопроводам газ и нефть можно относительно дёшево перемещать на большие расстояния, рентабельность угольных станций от размещения зависит более существенно, но не драматично.

Энергетика ВИЭ

Очевидными достоинствами ВИЭ являются безопасность, экологичность и практическая неисчерпаемость потока энергии. Однако, ВИЭ имеют и существенные недостатки. Это нестабильность, локальность и сезонность

Нестабильность это основная проблема возобновляемых источников. Выработка энергии ветра и солнца сильно зависит от погоды, которая неуправляема и в долговременном плане непредсказуема. Поток солнечной энергии зависит от времени суток. Поэтому когда доля «альтернативной энергии» достигает существенной величины в общей выработке энергии, возникает проблема её накопления во время пиковой выработки и компенсации потерь во время безветренной или пасмурной погоды и ночью. Например, Дания, которая сегодня более 40 % электроэнергии генерирует ветрогенераторами решает проблему стабильности с помощью соседей. В ветреную погоду энергия накапливается с помощью подъёма воды на специальных норвежских и шведских гидроузлах в верхние водохранилища. В тихую погоду эти гидроузлы работают как ГЭС и возвращают энергию. Германия в ветреные и солнечные дни сбрасывает избыток энергии в Польшу и Чехию. Однако пиковые нагрузки уже создают проблемы для энергосетей этих стран

[5]. Для дальнейшего увеличения доли возобновляемой энергии необходима модернизация электросетей в Европе и развитие мощной системы энергонакопителей, в качестве которых сегодня выступают в основном обычные и специализированные гидроэлектростанции. Если выработка альтернативной энергии во всей Европе станет сопоставимой с выработкой энергии традиционной энергетикой, то нестабильность станет проблемой для всей энергосистемы. Технические пути решения этой проблемы пока не ясны, но её решение, безусловно, потребует новых затрат.

Локальность ветроэнергетики связана с тем, что мощность ветрогенератора пропорциональна кубу скорости ветра. При падении скорости в два раза мощность падает в восемь. Примерно также меняется и себестоимость энергии

[6]. Поэтому при современном развитии технологий ветрогенераторы рентабельно размещать только на побережье океанов и открытых морей, где постоянно дуют сильные ветры[7]. Локальность солнечной энергетики связана с тем, что суммарный поток солнечной энергии сильно зависит от широты размещения станции и числа солнечных дней в данной местности.

Сезонность ВИЭ связана с тем, что поток солнечной энергии, а иногда и средняя скорость ветра зависят от времени года.

Ветроэнергетика

Глобальный рост установленной мощности ветрогенераторов.

Существуют ветрогенераторы с вертикальной и горизонтальной осью вращения ротора. Конструкция первых проще, но вторые имеют больший КПД, достигающий 30-40 %. Поэтому для промышленной ветроэнергетики используются генераторы с горизонтально осью ротора в основном с мощностями от 1 до 2.5 МВт и диаметром ротора от 50 до 80 м. Существуют и ветрогенераторы мощностью 8 МВт.

Затраты на ветроэнергетику сводятся почти исключительно к строительству, а стоимость энергии постепенно приближается к стоимости «традиционной» энергии. В силу шума и вибрации ветрогенераторы ставят на удалении от жилых домов 300 и более метров, но непосредственно под ветрогенераторами можно продолжать сельскохозяйственное производство. Пока существует множество перспективных площадок для размещения мощностей на берегу и в море. В частности, Германия, Дания и Нидерланды собираются создать на банке Северного моря остров для большой ветроэлектростанции

[8]. В 2014—2015 годах в Дании с помощью ветрогенераторов производилось 42 % всего электричества, в Португалии 27 %; в Никарагуа 21 %, в Испании 20 %, в Ирландии 19 %, в Германии 8 %, а в Европейском союзе 7,5 %[9]. К началу 2016 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 432 гигаватта[10] и превзошла суммарную установленную мощность атомной энергетики. Однако, существует так называемый capacity factor (Коэффициент использования установленной мощности - КИУМ), который определяет эффективность работы электрогенератора. По данным US Energy Information Administration (EIA), на 2015 год[11] этот коэффициент для атомных электростанций составлял 92.3% от установленной мощности, для ветрогенераторов - 32,2% от установленной мощности. Применять эти значения для генерирующих мощностей во всем мире не совсем правильно, но отношение вряд ли будет сильно отличаться.

На сегодняшний день ветроэнергетика это экономически наиболее перспективный вид ВИЭ и развивается по экспоненте. Её потенциал весьма велик. Ветреная береговая линия континентов протяжённа. Станции можно строить не только на берегу, но и в море. К тому же сегодня промышленная ветроэнергетика использует ветер только на высотах до 200 м от поверхности земли.

Солнечная энергетика

Рост мощности солнечной энергетики в мире

Существуют две основные разновидности солнечных электростанций. На станциях первого типа (гелиоконцентраторы) вода нагревается светом, который концентрируется с помощью системы управляемых зеркал. Эти станции достаточно сложны в конструкции. Станции второго типа представляют батарею фотоэлементов[12]. Стоимость фотоэлементов достаточно высока, а КПД не превышает 20 %.[1] Однако такая станция не только проста в конструкции, но в чистой атмосфере, например в горах, практически не требует обслуживания. Сегодня стоимость энергии фотоэлектрических станций существенно ниже, чем гелиоконцентраторов, и продолжает снижаться. Поэтому фотоэлектрические станции занимают доминирующее положение по количеству произведённой энергии и на рынке. Они широко используются и для промышленного производства, и в домохозяйствах.

Недостатками солнечной энергетики по сравнению с ветроэнергетикой являются:

  • Жёсткая зависимость вырабатываемой мощности от времени суток.[13].
  • Жесткая сезонность в не тропической зоне[13][14].
  • Нерентабельность в высоких широтах.
  • Значительная площадь электростанции[15].
  • Необходимость периодической очистки фотоэлементов.

В связи с этими недостатками, существенными для развития отрасли в отдельно взятой европейской стране, установленные мощности солнечной энергетики сегодня уступают установленным мощностям ветроэнергетики. Стабильность выработки солнечной энергии в качестве основной во все сезоны теоретически могут обеспечить Саудовская Аравия или Египет, но не европейские страны. И даже африканским странам придётся решать проблему ночного энергоснабжения с помощью энергонакопителей.

Тем не менее, солнечная энергетика сегодня также развивается по экспоненте, а её потенциал глобально практически неисчерпаем уже на уровне современных технологий.

  • Среднегодовая мощность солнечного излучения на м² (с учётом погоды и рельефа местности)

  • Солнечные энергоресурсы России

Гипотетические возможности

Теоретически покрытие относительно совсем небольшой площади пустынь северной и южной Африки, Америки, Австралии и Азии современными фотоэлементами и объединение этих электростанций в мировую сеть может в избытке обеспечить человечество чистой и, в силу глобальности, стабильной энергией. Для реализации проекта необходимо решение всего двух проблем, одной технической и одной политической. Во-первых, надо обеспечить доставку этой энергии ко всем местам её потребления. Во-вторых, необходимо одно мировое правительство для всего человечества.

Ядерная энергетика

Ядерная энергетика обеспечивает стабильное энергоснабжение и позволяет практически неограниченно наращивать мощности, а при безаварийной работе не наносит ущерба окружающей среде. Эксплуатация атомной станции относительно дёшева, основные затраты идут на строительство. Стоимость строительства сегодня достигла 4000$/кВт в США, 2000$/кВт −4000$/кВт во Франции и 1600$/кВт в Китае

[16]. Главный недостаток ядерной энергетики в том, что в случае аварии значительная территория может быть подвергнута долговременному радиоактивному заражению. Поэтому ряд стран, в первую очередь с высокой плотностью населения, взяли курс на свёртывание ядерной энергетики.

Ядерная энергетика в мире.
⬛ Синий — Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки.
⬛ Голубой — Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.
⬛ Тёмно-зелёный — Нет АЭС, станции строятся.
⬛ Светло-зелёный — Нет АЭС, планируется строительство новых энергоблоков.
⬛ Жёлтый — Эксплуатируются АЭС, строительство новых энергоблоков пока не планируется.
⬛ Красный — Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества.
⬛ Чёрный — Гражданская ядерная энергетика запрещена законом.
⬛ Серый — Нет АЭС.

Отказ от ядерной энергетики

Италия закрыла все имевшиеся АЭС и полностью отказалась от ядерной энергетики. Бельгия, Германия, Испания, Швейцария, Тайвань осуществляют долгосрочную политику по отказу от ядерной энергетики. Многие другие страны, не имевшие АЭС, отказались от программ развития ядерной энергетики, что привело к сокращению доли ядерной энергетики в производстве энергии. Однако ведущие экономические державы, кроме Германии, не свёртывают ядерную энергетику, а Китай и Индия активно её развивают.

Немецкий энергетический поворот
Валовое производство электричества в Германии, 2004—2016 гг.

Немецкая программа энергетического поворота поставила цель к 2050 году обеспечивать потребности страны в энергии на 80 процентов из возобновляемых источников. В 2013 году 25 процентов потребляемой в стране электроэнергии производилось из возобновляемых источников. Однако цены на электроэнергию выросли и необходимы вложения для строительства новых электросетей.[17]. Правительство Германии освобождает заводы по производству алюминия от «зелёных» наценок за электроэнергию для сохранения их конкурентоспособности.

Хотя рост доли ВИЭ в электроэнергетике значителен, говорить о переходе на возобновляемые источники пока не приходится. В 2016 году по сравнению с 2004 ВИЭ компенсировали сокращение ядерной энергетики, но доля потребления угля сократилась незначительно, а доля потребления газа даже выросла, ВИЭ включают в себя и сжигание биомассы. Таким образом, основная цель перехода на ВИЭ — сокращение выброса в атмосферу углекислого газа не достигнута.

Внешние издержки различных видов энергетики

Внешними издержками являются затраты, понесённые в связи с влиянием на здоровье людей и окружающую среду, включая риски, которые поддаются количественному измерению, но не входят непосредственно в стоимость электроэнергии. Внешние издержки не включены в строительство и эксплуатацию любых электростанций и оплачиваются не потребителем, а обществом в целом. Европейская комиссия в сотрудничестве с Министерством энергетики США начала в 1991 году проект с целью «представить правдоподобные финансовые показатели на повреждения, которые могут возникнуть в результате различных способов производства электроэнергии для всего ЕС». Согласно выводам комиссии ядерная энергия стоит в среднем 0,4 евроцентов / кВт-ч, так же, как и энергия, полученная на гидроэлектростанциях; уголь — более 4,0 центов (4,1 — 7,3), газ — в пределах 1,3 — 2,3 центов, и только ветроэнергетика имеет лучшие показатели внешних издержек, чем атомная — в среднем 0,1 — 0,2 цента / кВт-ч.[16]

Проблемы применения альтернативных источников энергии

  • Капитальные затраты на строительство солнечные элктростанции (СЭС) без аккумуляторов составляют на настоящий момент не ниже $1’000/кВт установленной мощности;
  • Капитальные затраты на строительство СЭС с аккумуляторами составляют на настоящий момент не ниже $1’800/кВт со свинцово-кислотными аккумуляторами и не ниже $3’400/кВт – с литиевыми;
  • Проблема утилизации аккумуляторов в том масштабе, который потребуется, если они всё же найдут широкое применение в мощных СЭС, далека от решения;
  • Капитальные затраты на строительство ветроэлектростанций (ВЭС) на территории РФ составляют на настоящий момент не ниже $2’000/кВт;
  • Эксплуатационные затраты ветроэлектростанций сравнимы с такими же у ТЭС и значительно выше, чем у ГЭС и АЭС;
  • Проблема воздействия ветроэлектростанций на людей и животных, а также проблема утилизации отдельных частей ВЭС пока далеки от решения;
  • Оба типа станций требуют масштабного отчуждения земель;
  • Оба типа станций генерируют электроэнергию когда могут, а не когда нужно [4].

В то же время:

  • Капитальные затраты на строительство АЭС составляют $2’000-4’000/кВт в зависимости от того, кто строит. Утилизация отработанного топлива давно проработана, а при вводе в работу новых БН реакторов появилась и возможность замкнуть цикл использования топлива;
  • Капитальные затраты на строительство газовой ТЭС составляют не более $1’200/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
  • Капитальные затраты на строительство угольной ТЭС составляют не более $2’000/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
  • Все три типа станций генерируют электроэнергию когда нужно и не требуют масштабного отчуждения земель;
  • Капитальные затраты на строительство ГЭС составляют $1’200-2’000/кВт в зависимости от рельефа местности. Этот тип станций тоже генерирует электроэнергию когда требуется, за исключением маловодных лет. Чаще всего требует масштабного отчуждения земель. Утилизация отработавшей своё станции требует массивной рекультивации земель.

Энергетика России

Выработка электроэнергии на российских АЭС в 1992—2014 годах, млрд кВт*ч Добыча газа в России, 2005—2015 гг.

Большая часть территории России находится в достаточно высоких северных широтах, а средняя скорость ветра на ней около 5.5 м/c[18], что в разы увеличивает себестоимость ветровой энергии по сравнению с западным побережьем Европы и США[19]. Среди относительно населённых регионов России рентабельное развитие современной ветроэнергетики возможно на Сахалине и в Мурманской области, где средняя скорость ветра достигает 8 м/с[18].Несколько ветрогенераторов имеется в Крыму. Развитие относительно рентабельной солнечной энергетики возможно в Крыму, где построено 6 и работает 5 фотоэлектростанций[20], Калмыкии и Астраханской области.

В силу этого масштабное развитие альтернативной энергетики в России пока малоперспективно. Стоимость атомной электроэнергии «на машинах станции» в начале этого века в среднем составляла 19,2 копейки за 1 кВт.ч. Средняя стоимость энергии на ТЭС всех видов 36,6 коп./кВт.ч. Даже самая дешёвая энерг

какие технологии можно использовать, их преимущества и недостатки

О том, что запасы нефти, газа и угля не бесконечны, знают даже школьники. Цены на энергоносители постоянно повышаются, заставляя плательщиков тяжко вздыхать и задумываться об увеличении собственных доходов. Несмотря на достижения цивилизации, за пределами городов остается немало мест, в которые не подведен газ, а кое-где нет даже электричества. Там же, где такая возможность есть, стоимость работ по монтажу системы порой абсолютно не соответствует уровню доходов населения. Неудивительно, что альтернативная энергия своими руками вызывает сегодня интерес как у владельцев больших и малых загородных домов, так и у горожан.

Весь окружающий нас мир полон энергии, которая содержится не только в недрах земли. Еще в школе, на уроках географии, мы узнали, что можно с высокой эффективностью в использовать энергию ветра, солнца, приливов и отливов, падающей воды, земного ядра и прочих подобных энергоносителей в масштабах целых стран и континентов. Однако использовать альтернативные источники энергии можно и для отопления отдельного дома.

Виды альтернативных источников энергии

Среди вариантов природных источников частного энергоснабжения следует отметить:

  • солнечные батареи;
  • солнечные коллекторы;
  • тепловые насосы;
  • ветрогенераторы;
  • установки для поглощения энергии воды;
  • биогазовые установки.

Располагая достаточным количеством средств, можно купить готовую модель одного из подобных устройств и заказать ее монтаж. Откликаясь на пожелания потребителей, промышленники давно освоили изготовление солнечных панелей, тепловых насосов и т. п. Однако их стоимость остается стабильно высокой. Такие устройства вполне можно сделать самостоятельно, сэкономив некоторое количество денег, но затратив больше времени и сил.

Видео: какую природную энергию можно использовать

Принцип действия и применение солнечных батарей в частном доме

Физическое явление, на котором основан принцип работы этого источника энергии – фотоэффект. Солнечный свет, попадая на её поверхность, высвобождает электроны, что создает избыточный заряд внутри панели. Если подключить к ней аккумулятор, то благодаря зарнице в количестве зарядов в цепи появится ток.

Принцип работы солнечной батареи заключается в фотоэффекте

Конструкции, способные улавливать и преобразовывать энергию солнца, многочисленны, разнообразны и постоянно улучшаются. Для множества народных умельцев совершенствование этих полезных конструкций превратилось в отличное хобби. На тематических выставках такие энтузиасты охотно демонстрируют множество полезных идей.

Чтобы сделать солнечные батареи, необходимо приобрести монокристаллические или поликристаллические фотоэлементы, поместить их в прозрачный каркас, который фиксируют прочным корпусом

Основа солнечной батареи — специальные кристаллы, которые улавливают энергию. В домашних условиях такие элементы изготовить невозможно, их придется приобретать. Кристаллы очень хрупкие, обращаться с ними нужно осторожно. Чтобы сделать солнечную батарею, необходимо:

  1. Изготовить каркас для солнечных батарей из прозрачного материала, например, оргстекла.
  2. Сделать корпус из металлического уголка, фанеры и т. п.
  3. Аккуратно спаять кристаллические элементы в схему.
  4. Поместить фотоэлементы в каркас.
  5. Выполнить монтаж корпуса.

Вообще существует два вида фотоэлементов: монокристаллические и поликристаллические. Первые более долговечны и имеют КПД около 13%, а вторые быстрее выходят из строя, их КПД несколько ниже — менее 9%. Однако монокристаллические фотоэлементы хорошо работают лишь при стабильном потоке солнечной энергии, в облачный день их эффективность становится значительно ниже. А вот поликристаллические элементы переносят капризы погоды гораздо лучше.

Полученное электричество можно использовать для питания бытовой техники или же для обогрева помещения при помощи технологии теплого пола. Но энергия солнца пригодна не только для выработки электрической энергии. С помощью солнечной энергии можно нагревать воду. Об этом в следующем разделе статьи. Итак, преимущества этого источника энергии:

  • неиссякаемость;
  • отсутствие каких-либо отходов или шумов в процессе производства энергии;
  • автономность;
  • относительно дешевое техническое обслуживание;
  • прогрессивность;

Недостатки этой технологии таковы:

  • высокая стоимость самих панелей и наладочных работ;
  • небольшое загрязнение планеты выбросами при производстве;
  • дорогие аккумуляторные батареи;
  • низкий КПД панелей, и, как следствие, необходимость их большого количества.

Подробная инструкция по изготовлению солнечной батареи в нашем следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Видео: изготовление солнечной батареи своими руками

Готовые батареи размещают, разумеется, на самой солнечной стороне крыши. При этом следует предусмотреть возможность регулирования наклона панели. Например, во время снегопадов панели следует размещать практически вертикально, иначе слой снега может помешать работе батарей или даже повредить их.

Устройство и использование солнечных коллекторов

Примитивный солнечный коллектор представляет собой пластину из металла черного цвета, помещенную под тонкий слой прозрачной жидкости. Как известно из школьного курса физики – темные предметы нагреваются сильнее, чем светлые. Эта жидкость при помощи насоса движется, охлаждает пластину и нагревается при этом сама. Контур с нагретой жидкостью можно поместить в бак, подключенный к источнику холодной воды. Нагревая воду в баке, жидкость из коллектора охлаждается. А затем и возвращается обратно. Таким образом, эта энергосистема позволяет получить постоянный источник горячей воды, а в зимнее время ещё и горячие батареи отопления.

Существует три вида коллекторов, отличающихся устройством

На сегодняшний день существует 3 типа таких устройств:

  • воздушные;
  • трубчатые;
  • плоские.

Воздушные

Воздушные коллекторы состоят из пластин темного цвета

Воздушные коллекторы представляют собой пластины чёрного цвета, закрытые стеклом или прозрачным пластиком. Вокруг этих пластин естественно или принудительно циркулирует воздух. Теплый воздух применяется для обогрева комнат в доме или же для сушки белья.

Достоинством является предельная простота конструкции и низкая стоимость. Единственным недостатком является применение принудительной циркуляции воздуха. Но можно обойтись и без неё.

Трубчатые

Плюс такого коллектора — простота и надежность

Трубчатые коллекторы имеют вид нескольких выстроенных в ряд стеклянных трубок, покрытых изнутри светопоглощающим материалом. Они соединены в общий коллектор и через них циркулирует жидкость. Такие коллекторы имеют 2 способа передачи полученной энергии: прямой и косвенный. Первый способ используется в зимнее время. Второй же применяется круглогодично. Существует вариация с использованием вакуумных трубок: одна вставляется в другую и между ними создается вакуум.

Это изолирует их от окружающей среды и лучше сохраняет полученное тепло. Достоинствами являются простота и надёжность. К недостаткам можно отнести высокую стоимость установки.

Плоские

Чтобы сделать работу коллекторов эффективнее, инженеры предложили использовать концентраторы

Плоский коллектор – самый распространенный тип. Именно он послужил примером для объяснения принципа действия этих устройств. Достоинством этой разновидности являются простота и дешевизна в сравнении с другими. Недостатком является значительная потеря тепла, чем другие подтипы не страдают.

Чтобы улучшить уже существующие гелиосистемы инженеры предложили применять подобие зеркал, названное концентраторами. Они позволяют поднять температуру воды со стандартных 120 до 200 C°. Этот подвид коллекторов получил название концентрационных. Это один из самых дорогостоящих вариантов исполнения, что, несомненно, является недостатком.

Полная инструкция по изготовлению монтажу солнечного коллектора в нашей следующей статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/boilery/solnechnyiy-vodonagrevatel-svoimi-rukami.html

Использование энергии ветра

Если ветер способен гонять стаи туч, почему бы не использовать его энергию на другие полезные дела? Поиски ответа на этот вопрос привели инженеров к созданию ветрогенератора. Это устройство обычно состоит из:

  • генератора;
  • высокой башни;
  • лопастей, которые вращаются, улавливая ветер;
  • батареи;
  • системы электронного управления.

Принцип действия ветрогенератора довольно прост. Лопасти, вращаясь от сильного ветра, вращают валы трансмиссии( в простонародье – коробку передач). Они соединены с генератором переменного тока. Трансмиссия и генератор расположены в люльке или, по-другому, гондоле. Она может иметь поворотный механизм. Генератор подключен к управляющей автоматике и повышающему напряжение трансформатору. После трансформатора напряжение, увеличившее своё значение, отдается в общую систему электроснабжения.

Ветрогенераторы подходят для местности, где постоянно дует ветер

Поскольку вопросы создания ветрогенераторов изучаются довольно давно, существуют проекты самых разнообразных конструкций этих устройств. Модели с горизонтальной осью вращения занимают довольно большое пространство, а вот ветрогенераторы с вертикальной осью вращения гораздо компактнее. Разумеется, для эффективной работы устройства требуется достаточно сильный ветер.

Достоинства:

  • отсутствие выбросов;
  • автономность;
  • использование одного из возобновляемых ресурсов;

Недостатки:

  • необходимость в постоянстве ветра;
  • высокая начальная цена;
  • шум, издаваемый при вращении, и электромагнитное излучение;
  • занимают большие площади.

Ветрогенератор необходимо разместить как можно выше, чтобы его работа была эффективной. Модели, которые имеют вертикальную ось вращения, компактнее, чем при горизонтальном вращении

Пошаговое руководство по изготовлению ветрогенератора своими руками на нашем сайте: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Вода как источник энергии

Самый известный способ использования воды для получения электричества — это, конечно же, ГЭС. Но он не единственный. Есть ещё энергия приливов и энергия течений. А теперь по порядку.

Гидроэлектростанция это плотина, в которой имеется несколько шлюзов для управляемого сброса воды. Эти шлюзы соединены с лопастями турбогенераторов. Протекая под давлением, вода раскручивает его, тем самым вырабатывая электричество.

Недостатки:

  • затопление прибрежных территорий;
  • уменьшение численности обитателей рек;
  • шум.

Для использования энергии воды строят специальные станции

Сила течений

Этот способ получения энергии похож на ветрогенератораторный, с той лишь разницей, что генератор с лопастями огромных размеров размещается поперек крупного морского течения. Такого как Гольфстрим, например. Но это очень дорого и технически сложно. Поэтому всё крупные проекты остаются пока на бумаге. Тем не менее, существуют небольшие, но действующие проекты, демонстрирующие возможности этого вида энергии.

Энергия приливов

Конструкция электростанции, превращающая эту разновидность энергии в электричество, представляет собой огромную плотину, размещенную в морском заливе. В ней есть отверстия, через которые вода проникает на обратную сторону. Они связаны трубопроводом с электрогенераторами.

Работает приливная электростанция следующим образом: во время прилива уровень воды повышается и создается давление, способное вращать вал генератора. По окончании прилива впускные отверстия закрываются и во время отлива, который происходит через 6 часов, открывают выпускные и процесс повторяется в обратную сторону.

Плюсы этого способа:

  • дешевое обслуживание;
  • приманка для туристов.

Недостатки:

  • значительные затраты на строительство;
  • вред для морской фауны;
  • ошибки при проектировании могут вызвать затопление близлежащих городов.

Применение биогаза

Во время анаэробной переработки органических отходов выделяется так называемый биогаз. В результате получается смесь газов, состоящая из метана, углекислоты и сероводорода. Генератор для получения биогаза состоит из:

  • герметичного бака;
  • шнека для перемешивания органических отходов;
  • патрубка для выгрузки отработанной массы отходов;
  • горловины для заливки отходов и воды;
  • патрубка, по которому поступает полученный газ.

Нередко емкость для переработки отходов устраивают не на поверхности, а в толще грунта. Чтобы не допустить утечки полученного газа, ее делают полностью герметичной. При этом следует помнить о том, что в процессе выделения биогаза давление в емкости постоянно повышается, поэтому газ требуется из емкости регулярно отбирать. Помимо биогаза в результате переработки получается отличное органическое удобрение, полезное для выращивания растений.

К устройству и правилам эксплуатации такого газового генератора предъявляются повышенные требования безопасности, поскольку биогаз опасно вдыхать и он может взорваться. Впрочем, в ряде стран мира, например, в Китае, этот способ получения энергии распространен довольно широко.

Подобная установка для получение биогаза может стоить недешево

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

  • сырье для тепловой электростанции и когенерационной установки;
  • замену природному газу в плитах, горелках и котлах.

Сильной стороной этого вида топлива являются возобновляемость и доступность, особенно в деревнях, сырья для переработки. Этот вид топлива имеет и ряд недостатков, таких как:

  • выбросы от сжигания;
  • несовершенная технология получения;
  • цена аппарата для создания биогаза.

Конструкция генератора для получения биогаза очень проста, однако при его эксплуатации следует соблюдать определенную осторожность, поскольку биогаз — опасное для здоровья горючее вещество

Состав и количество биогаза, получаемого из отходов, зависит от субстрата. Больше всего газа получают при использовании жира, зерна, технического глицерина, свежей травы, силоса и т. п. Обычно в бак загружают смесь из отходов животного и растительного происхождения, в которую добавляют некоторое количество воды. В летнее время рекомендуется увеличить влажность массы до 94-96%, а в зимнее время достаточно и 88-90% влаги. Воду, подаваемую в резервуар с отходами, следует подогревать до 35-40 градусов, иначе процессы разложения будут замедлены. Чтобы сохранить тепло, снаружи на бак монтируют слой теплоизоляционного материала.

Применение биотоплива (биогаза)

Действие теплового насоса основано на обратном принципе Карно. Это довольно большое и достаточно сложное устройство, которое собирает низкопотенциальную тепловую энергию окружающей среды и преобразовывает ее в энергию с высоким потенциалом. Чаще всего тепловые насосы используют для обогрева помещений. Устройство состоит из:

  • наружного контура с теплоносителем;
  • внутреннего контура с теплоносителем;
  • испарителя;
  • компрессора;
  • конденсатора.

В системе также используется фреон. Наружный контур теплового насоса может поглощать энергию из различной среды: земли, воды, воздуха. Затраты труда на его создание зависят от типа насоса и его конфигурации. Сложнее всего устроить насос типа «земля-вода», в котором наружный контур горизонтально располагается в толще грунта, поскольку это требует масштабных земляных работ. Если возле дома есть водоем, имеет смысл сделать тепловой насос типа «вода-вода». В этом случае наружный контур просто опускают в водоем.

Тепловой насос преобразует низкопотенциальную энергию земли, воды или воздуха в высокопотенциальную тепловую энергию, которая позволяет вполне эффективно обогреть здание

Эффективность работы теплового насоса зависит не столько от того, как высока температура среды, сколько от ее постоянства. Правильно спроектированный и установленный тепловой насос может обеспечить дом достаточным количеством тепла в зимнее время, даже при очень низкой температуре воды, земли или воздуха. В летнее время тепловые насосы могут выполнять роль кондиционера, охлаждая жилище.

Чтобы использовать такие насосы, нужно предварительно выполнить буровые работы

К достоинствам этих установок можно отнести:

  • энергоэффективность;
  • пожаробезопасность;
  • многофункциональность;
  • длительная эксплуатация до первого капитального ремонта.

Слабой стороной подобной системы являются:

  • высокая изначальная цена в сравнении с другими способами обогрева здания;
  • требование к состоянию питающей электросети;
  • более шумные, чем классический газовый котел;
  • необходимость проведения буровых работ.

Видео: как работают тепловые насосы

Статьи в тему:

Как видите, для того чтобы обеспечить свой дом теплом и электричеством, можно использовать солнечную энергию, силу ветра и воды. У каждого из способов есть свои преимущества и недостатки. Но тем не менее, из всех существующих вариантов можно использовать метод, который будет и недорогим, и эффективным.

Материал обновлен 30.01.2018

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Альтернативные источники энергии: почему они нужны всем

МОСКВА, 19 дек — ПРАЙМ. Использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) человечество стало раньше, чем научилось добывать уголь, нефть и газ. Однако со временем потребление энергии росло — человеку индустриального общества требовалось уже в 100 раз больше энергии, чем в первобытную эпоху. И тогда обеспечить стабильную поставку таких мощностей стало возможным благодаря сжиганию ископаемого топлива. 

Сейчас человечество снова задумалось об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде, но уже на совершенно другом уровне. Ведь перемолоть муку на ветряной мельнице или обеспечить электроэнергией целый город с помощью ветрогенераторов — задачи разного масштаба. 

К основным видам ВИЭ сегодня относят гидроэнергетику, ветроэнергетику, гелиоэнергетику. В некоторых местах можно развивать волновую и геотермальную энергетику.

САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИЭ

Гидроэнергетика — самый распространенный способ добычи энергии из неисчерпаемого источника, теоретический потенциал которого оценивается в 30-40 ТВт·ч в год. Для ее работы необходимо построить плотину, разместить турбины, которые будет крутить вода. Явным преимуществом является стабильность выработки энергии и возможность ее контролировать, изменяя скорость потока воды. Среди недостатков — резкое изменение уровня воды в искусственных водохранилищах, нарушение нерестового цикла рыб и снижение количества кислорода в воде, что вредит флоре и фауне водоема.

Хитрости бизнеса. Как офшоры помогают компаниям экономить на налогах
 

Еще один перспективный источник — ветроэнергетика. Для добычи энергии таким способом необходимо установить специальные турбины, которые будет вращать ветер, за счет чего будет вырабатываться электричество. Ветряные турбины легко и дешево обслуживать, они не занимают много места, вращаются на высоте от 100 м, то есть, под ними можно, например, вести сельскохозяйственную деятельность. 

Иногда ветроэлектростанции (ВЭС) строят прямо в море. Такой проект в 2017 году разработали Дания, Нидерланды и Германия. Они собираются к 2050 году соорудить в море остров площадью 6 кв. км и разместить на нем турбины. Планируется, что такая станция сможет вырабатывать до 30 ГВт·ч в год энергии, а в перспективе — до 100 ГВт·ч в год. 

Однако у этого источника дешевой и чистой энергии есть несколько существенных недостатков — нестабильность и зависимость от места размещения. Ветер дует не везде и не всегда. А в местах, где ветер дует часто и с большой силой, как правило, не располагаются населенные пункты. Это повышает расходы на строительство линий электропередач и транспортировку энергии. Поэтому ветроэнергетика хороша именно как дополнительный источник энергии.

Альтернатива ВЭС — солнечные электростанции (СЭС), которые могут работать по нескольким принципам. В одном случае с помощью сфокусированных солнечных лучей нагревают резервуар с водой (температура пара в нем может доходить до 7000С), в другом — используются фотобатареи. Второй тип гораздо проще соорудить, устанавливать фотоэлементы можно практически везде, а стоимость их продолжает снижаться с развитием технологии производства. 

Что такое валютные войны и зачем их ведут

Главными недостатками СЭС является большая зависимость от места расположения, времени суток и сезона. Например, станция не будет вырабатывать энергию ночью, значительно меньше — в зимнее время года. Полностью обеспечить себя электричеством с помощью СЭС могут даже не все африканские страны. Поэтому солнечная энергетика на данном этапе тоже может служить только в качестве вспомогательного источника. 

КАК ИСПОЛЬЗУЮТ ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

В волновой энергетике используются специальные модули, которые качаются на волнах и таким образом приводят в действие специальные поршни. Потенциал этого вида ВИЭ оценивают более чем в 2 ТВт·ч в год. Волновые электростанции защищают берега и набережные от разрушения, уменьшают воздействие на опоры и мосты. При правильной установке они не вредят окружающей среде, к тому же практически незаметны в море.

Среди недостатков — нестабильность (то есть станция вырабатывает меньше энергии во время штиля), шум, незаметность для водного транспорта, из-за чего необходимо дополнительно устанавливать сигнальные элементы. 

В некоторых местах устанавливают геотермальные станции (ГеоТЭС). Общий потенциал геотермальной энергии оценивается в 47 ТВт·ч в год, что соответствует выработке примерно 50 тысяч АЭС, но сейчас технологии позволяют получить доступ только к 2% от него — 840 ГВт·ч в год. Чтобы это сделать, роют две скважины, по одной из них подается вода, которая, нагреваясь от тепла земли, превращается в пар. Затем пар по трубе направляется в турбины. На разных этапах происходит его очистка от примесей. 

Главное преимущество геотермальной энергетики — стабильность, которую не могут обеспечить многие ВИЭ, и компактность, что удобно для районов со сложным рельефом. С другой стороны, вода, которая проходит через скважины, несет большое количество тяжелых металлов и других вредных веществ. При неправильной эксплуатации станции или при возникновении чрезвычайной ситуации, попадание в атмосферу и в почву этих веществ, может привести к экологической катастрофе локального масштаба. 

Кроме того, стоимость энергии ГеоТЭС выше, чем у ВЭС и СЭС, а мощность довольно невысокая.

Основная проблема практически всех перечисленных выше источников заключается в их нестабильности. Современные аккумуляторы не позволяют накапливать такое количество энергии, чтобы без потерь мощности использовать ее в ночное время или во время штиля. Один из вариантов — во время пиковых нагрузок поднимать воду в верхнюю часть водохранилища и потом во время затишья использовать ее для выработки энергии на ГЭС. 

Зарабатываем и делимся: популярно о дивидендах

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ В РОССИИ И В МИРЕ

На данный момент использование ВИЭ активно развивается в Европе, где страны вынуждены закупать топливо для работы традиционных электростанций. Но, по мнению некоторых экспертов, в развитии альтернативной энергетики заинтересованы и государства, чья экономика зависит от экспорта нефти и газа. Ведь если в некоторых регионах использовать ВИЭ вместо газа, это топливное сырье можно будет отправить на экспорт. 

Тем не менее, в России этот сектор энергетики развивается очень медленно. По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников с учетом гидроэнергетики, около 80% — в Новой Зеландии и Бразилии. В Европе 30-40% энергии ВИЭ вырабатывается в Германии, Италии, Испании и Великобритании. В России этот показатель составляет всего 17,2%, из них доля СЭС и ВЭС — менее 1%.

Альтернативные источники энергии

Мы каждый день пользуемся электричеством и воспринимаем горящий свет как само собой разумеющееся явление. Однако энергоресурсы не генерируются самостоятельно, и для их производства государство ежегодно тратит огромное количество финансовых средств. Данный процесс также загрязняет окружающую среду. Учёные стремятся решить эту проблему и одним из самых популярных вариантов являются альтернативные источники энергии, которые стоят дешевле и не причиняют вреда природе.

Количество видов альтернативных источников энергии постоянно увеличивается. Специалисты данной сферы предпринимают попытки создать устройства, которые конвертируют возобновляемые источники энергии в электричество. Это может быть солнечная энергия, ветер, тепло земли или биологическое топливо.

Каждый из источников изучается отдельно и на данный момент было создано несколько отдельных отраслей, которые направлены на развитие и создание более продвинутых устройств преобразования энергии. Возможно, уже очень скоро мы перестанем сжигать уголь или другие ресурсы планеты, а начнём использовать экологические чистые альтернативные источники энергии. Это позволит улучшить состояние окружающей среды и сэкономить огромное количество финансовых средств.

Солнечные батареи – один из самых популярных способов генерации электроэнергии

Индустрия солнечных батарей постоянно расширяется. По оценкам специалистов мощность такого среднестатистического источника электроэнергии каждый год увеличивается в три раза. Это свидетельствует о развитии данной области.

К основному преимуществу солнечной батареи относится экологическая чистота. Солнце не загрязняет природу, и использование панелей для конвертации электроэнергии не способствует созданию парникового эффекта. Если Россия продолжит использовать нефть в качестве основного способа для обеспечения населения электричеством, то этого природного ресурса вряд ли хватит более чем на 50 лет. Если использовать газ, то его хватит на 100 лет, а уголь можно будет жечь ещё 500 лет.

Однако не у каждой страны есть такие большие запасы природных ресурсов. В Великобритании и Франции нефти и газа вряд ли хватит больше чем на три года.

Вернёмся к солнечной энергии – она неисчерпаема и её ресурсами можно пользоваться в дневное время и даже в случае, если небо затянуто облаками. Установленная солнечная батарея обслуживается легко и быстро, а генерация энергии не требует ежедневного участ

Мои эссе: Альтернативные источники энергии

Трудно жить без Энергии, но невозможно найти другую планету для жизни. Энергия - это все. Он проявляется во многих формах, таких как тепло, электричество, свет, механическая энергия. Обычные источники энергии, такие как уголь и нефть, вносят основной вклад в глобальное потепление. Более того, это ископаемое топливо невозобновляемо, а это значит, что однажды они у нас закончатся. Хорошая новость заключается в том, что альтернативные источники энергии могут заменить существующие технологии, которые мы используем.Эти возобновляемые источники энергии безвредны для окружающей среды, поскольку они выделяют меньше углекислого газа по сравнению с ископаемым топливом. Существует множество альтернативных источников энергии, использующих природные силы и ресурсы, такие как солнечная энергия, энергия ветра и геотермальная энергия.

С экологической точки зрения лучшим альтернативным источником энергии является солнечная энергия. Это свет и тепло солнца, которые используются для выработки энергии. Он создается путем преобразования солнечных лучей в электричество с помощью солнечных батарей.Кроме того, солнечные панели преобразуют солнечный свет, который попадает в него, на тепло, которое используется для обогрева домов, воды, бассейнов и для приготовления пищи. Есть и другие источники энергии, которые в то же время безопасны и естественны.

Энергия ветра - один из древнейших видов энергии, принесший огромную пользу человечеству. Это использование энергии ветра для производства электроэнергии. В прошлом люди использовали его для навигации по воде, для перекачивания воды и сушки одежды. Сегодня мы используем его для производства электроэнергии.В этой технологии, когда дует ветер, он вращает лопасти ветряных турбин. Это вращение запускает электрические генераторы. Есть еще один источник энергии, который можно использовать как альтернативу ископаемому топливу.

Геотермальная энергия - один из основных источников альтернативной энергии. Это тепло земли, которое постоянно вырабатывается в ядре земли. Это очень полезно для земли и атмосферы, так как не загрязняет окружающую среду. По этой технологии бурят скважины для откачки нагретой воды и пара.Затем этот пар и нагретая вода очищаются для работы ветряных турбин, производящих электричество. Лучше всего работает в регионах с солнечным климатом.

Энергия - это все. Его можно найти во многих формах. Ископаемое топливо вызывает множество экологических проблем из-за выбросов углекислого газа. Однако альтернативный источник энергии может заменить традиционные источники энергии практически без отрицательного воздействия на окружающую среду. Один из альтернативных источников энергии - солнечная энергия. В меньших масштабах он используется для обогрева домов, воды и приготовления пищи.В более крупных масштабах он используется для выработки электроэнергии. Другой источник - энергия ветра. Старые ветряные турбины использовались для измельчения сельскохозяйственных культур, а теперь для работы генераторов и выработки электроэнергии. Третий источник - геотермальная энергия, в которой нагретая вода и пар используются для запуска генераторов.

.

10 невероятных новых способов производства электроэнергии

Цивилизация находится под угрозой. Кажется очевидным, что традиционные методы производства электроэнергии неустойчивы, и мы должны найти новые способы производства электроэнергии, которые не производят столько углерода (или пыли от старых, таких как природный газ и ядерная энергия).

Потребность в альтернативных источниках энергии не нова.Мы видели массивные солнечные батареи, представленные в обширных пустынях, огромные ветряные электростанции на суше и в море, волновые лучи, преобразующие энергию наших океанов, а также появление и исчезновение биомассы.

Однако эти формы альтернативной энергии - не единственная игра в городе.Вот 10 новых способов выработки электроэнергии.

1.Тепло уборочного тела

Несколько крупных городов разработали проекты, которые собирают тепло, оставшееся в их обширных системах метро.Миллионы пассажиров, а также двигатели поездов и тормоза, работающие в закрытой среде метро, ​​выделяют огромное количество тепла.

Операторы метро уже давно знают о проблеме тепла, поскольку им приходится тратить значительные суммы денег на отвод тепла обычными средствами.Однако операторы метро теперь используют это избыточное тепло с большей пользой: для электроснабжения и отопления жилых домов и предприятий. В Лондоне сотни домов в районе Хайбери и Ислингтон являются частью схемы сбора тепла от лондонского метро, ​​в то время как аналогичные схемы существуют по всей Европе.

Но это не просто сбор и преобразование тепла в подземных метро.Например, торговый центр Mall of America площадью 2,5 миллиона квадратных футов использует тепло, выделяемое огромным потоком людей, проходящих через него. Эта жара борется с обычно суровой миннесотской зимой - настолько, что в здании нет традиционной системы центрального отопления - новаторское мышление дизайнеров еще в начале 90-х.

По теме: Сколько энергии потребляет ваш компьютер?

2.Конфискованный алкоголь

Когда жизнь даст вам лимоны, сожгите их и используйте их для питания поездов.

Национальная таможенная служба Швеции ежегодно конфискует сотни тысяч алкогольных напитков, незаконно ввезенных контрабандой.Вместо того, чтобы выливать все это в канализацию, что является пустой тратой, почему бы не превратить это во что-нибудь полезное?

Работая со Svensk Biogas AB, шведское таможенное управление стремится продолжать превращать этот бесплатный ресурс в силу до тех пор, пока контрабандисты продолжают пытаться пересечь границу.К 2013 году автобусные парки более чем в десятке шведских городов работали на биогазе, хотя не все из контрабандного алкоголя.

3.Подгузники для взрослых б / у

Население Японии быстро стареет.В то время как старение японского населения может вызывать более широкую экономическую озабоченность, инновационная система вторичной переработки SFD компании Super Faiths Inc , базирующаяся в Тоттори, рассматривает это бремя как энергетическое решение и, безусловно, представляет собой интересный альтернативный способ производства электроэнергии.

Система вторичной переработки SFD принимает использованные подгузники, затем стерилизует, измельчает и сушит их в своей запатентованной машине, возвращая гранулы биомассы, готовые для сжигания в соответствующей печи, возвращая около 5000 ккал на кг переработанного.

Неплохая отдача для совершенно бесполезной свалки.Способная «обслуживать» около 700 фунтов использованных подгузников в день, система вполне может найти применение в домах престарелых и крупных больницах.

4.На танцполе

Кинетическая энергия, генерируемая нашими повседневными задачами, находится в центре внимания, поскольку станции метро, ​​ночные клубы и спортивные залы начинают использовать пьезоэлектрические технологии сбора урожая.Пьезоэлектричество генерируется в некоторых кристаллах в ответ на силу сжатия. Если у вас есть поверхность, которая движется по какой-либо причине, вы можете прикрепить к ней пьезоэлектрические кристаллы и получить небольшое количество энергии.

Накопленная электрическая энергия может быть использована для электроснабжения служб в том же здании или районе или направлена ​​в новое место.Пьезоэлектричество - не совсем новое явление, и DARPA оценивает пьезоэлектрические генераторы в сапогах солдат.

Однако мы используем пьезоэлектричество гораздо чаще, чем вы думаете: в зажигалках для сигарет используется пьезоэлектрический кристалл с напряжением, достаточным для воспламенения газа, что приводит к возникновению пламени.

В дикой природе мы видели, как на станции метро Tokyo работают турникеты по продаже билетов и работает первый в мире экологичный ночной клуб в Роттердаме, Нидерланды.Производство пьезоэлектрической энергии также перемещается в железнодорожный сектор.

В сотрудничестве с Университетом Технион и компанией Innowatech, занимающейся возобновляемыми источниками энергии, Израильские железные дороги установили 32 пьезоэлектрических устройства улавливания энергии вдоль довольно загруженного участка железной дороги, собрав около 120 кВтч, достаточных для питания сигнальных огней и путевых механизмов.

5.Ториевые реакторы

Миниатюрные ядерные реакторы, работающие всего на одной тонне радиоактивного тория, могут быть включены в новое поколение местных схем производства электроэнергии.Тем не менее, ториевым реакторам потребуются нейтроны высокой энергии для запуска их делящейся активности, что побудило британских ученых начать работу над миниатюрными ускорителями частиц.

Прототип, Электронная модель многих приложений, или EMMA, работает при напряжении около 20 миллионов электрон-вольт, или 20 МэВ, что является хорошим началом.Тем не менее, сохраняется изрядная доля скептицизма в отношении использования тория и практических аспектов строительства и обслуживания большего числа местных ядерных реакторов.

6.Солнечная энергия в космосе

БЛОК 9.Текст: «Энергия».

I. Найдите слова в словаре. Запишите их и узнайте.

тепло, звук, лучистая энергия, ядерная энергия, в силу, равняться, увеличивать, уменьшать, поступательное, вращательное, вращать, Рентгеновские лучи, упругие, давление, среда, расщеплять, ядерное деление, синтез, продольный, поперечный, длина волны

II.Прочитай текст. При необходимости воспользуйтесь словарем.

Текст: «Энергия».

Энергия можно определить как способность выполнять работу. Физики подразделяют энергию на несколько типов: кинетическую, потенциальную, тепловую, звуковую, лучистую (например, световую), а также электрическую, химическую и ядерную энергию.

Кинетической энергией обладает движущийся объект в силу своего движения. Он равен работе, проделанной для ускорения объекта до определенной скорости; это также приравнивается к работе, проделанной для остановки движущегося объекта.Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная. Первым обладает объект, перемещающийся из одного положения в другое. Второй - это вращающиеся объекты, которые вращаются вокруг оси и поэтому периодически возвращаются в одно и то же положение.

Объект обладает потенциальной энергией в силу своего положения. Два общих типа - это гравитационная и упругая потенциальная энергия.

Объект обладает теплотой, или тепловой энергией, благодаря своей температуре.Фактически, это просто форма кинетической энергии, потому что температура вещества зависит от движения составляющих его атомов или молекул; чем выше его температура, тем быстрее движутся молекулы.

Энергия излучения состоит из электромагнитного излучения и включает радиоволны, видимый свет, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение и рентгеновские лучи. Единственная форма энергии, которая может существовать в отсутствие материи, состоит из волнового движения в электрическом и магнитном полях. Лучистая энергия излучается, когда электроны внутри атомов падают с более высокого уровня на более низкий и высвобождают «избыточную» энергию в виде излучения.

Звуковая энергия состоит из движущихся волн давления в такой среде, как воздух, вода или металл. Они состоят из колебаний молекул среды.

Материя, которая приобрела или потеряла электрический заряд, имеет электрическую энергию. Движение зарядов представляет собой электрический ток, который течет между двумя объектами с разными потенциалами, когда они соединяются проводником.

Химической энергией обладают вещества, которые подвергаются химической реакции, например горению.Он хранится в химических связях между атомами, составляющими молекулы вещества.

Ядерная энергия образуется, когда ядра атомов изменяются в результате расщепления или соединения вместе. Процесс расщепления известен как ядерное деление, а соединение - как ядерный синтез. Такие изменения могут сопровождаться высвобождением огромного количества энергии в виде тепла, света и радиоактивности (излучение атомных частиц или гамма-излучение, или и то, и другое).

Когда объект теряет или приобретает один тип энергии, другой вид соответственно приобретается или теряется.Общее количество энергии, которым обладает объект, остается неизменным. Это явление является принципом сохранения энергии, который гласит, что энергия не может быть ни создана, ни уничтожена, а только преобразована в другие формы.

Если рассматривать массу и энергию вместе, общее количество массы и энергии остается неизменным. Следовательно, принцип сохранения массы был преобразован в так называемый принцип сохранения массы-энергии. Теория относительности показывает, что масса и энергия могут считаться полностью взаимопревращаемыми, а количество энергии, производимой при разрушении материи, определяется известным уравнением: E = mc 2 ( E равно выделенная энергия, м, - это разрушенная масса, а c - скорость света).

Передача энергии. Энергия часто передается с помощью волновых движений, и по этой причине изучение волн имеет решающее значение в физике - от волновой механики атома до изучения гравитационных волн, создаваемых черными дырами. В общем, бегущая волна - это движение возмущения от источника, и энергия переносится, когда возмущение движется наружу.

Если создаваемое возмущение параллельно направлению движения энергии, волна называется продольной; звуковые волны относятся к этому типу.Если возмущение перпендикулярно направлению движения энергии - как в электромагнитном излучении и волнах на поверхности воды - тогда волна будет поперечной.

Четыре свойства волны можно выделить и математически описать: длину волны, частоту, скорость и амплитуду.

III. Найдите существительное в каждой строке и переведите его. Переведите также подчеркнутые слова.

а) Электрические, тепловые, состоят, претерпевают, поперечные;

б) Частота нормальная, следовательно, включить, изменить;

c) конвертируемый, обладающий, термический, длина волны, определение;

г) Продольное, математически, наружу, умножение, уравнение;

д) Возмущение, ненормальное, просто испускающее, огромное;

f) Ускорение, в частности, вращательное, ось, невидимая;

г) Перевод, вращение, периодически, нечасто, дирижер.

IV. Практикуйте следующие модели речи.

Паттерн 1. Энергия определяется как способность выполнять работу.

1. электрон - точечное электрическое изменение

2. плазма - четвертое состояние вещества

3. сила - агент, способный изменять состояние покоя или движения объекта

4. масса - сопротивление объекта любому изменению его состояния под действием силы.

5. гравитация - сила взаимного притяжения между объектами, имеющими массу

.

Образец 2. Физики классифицируют энергию на несколько типов: кинетическая, потенциальная, тепловая, звуковая, лучистая, электрическая, химическая и ядерная.

1. Физика в нескольких областях: механика, звук, тепло, электричество и т. Д.

2. частицы на несколько типов: электроны, протоны, нейтроны и т. Д.

3. состояния вещества на несколько типов: твердое, жидкое, газовое, плазменное

4.твердые тела на два типа: «истинные» и аморфные

5. вещества в растворах двух типов: кристаллоиды и коллоиды

6. различные типы движения: линейное, круговое и простое гармоническое движение

Паттерн 3. Две основные формы кинетической энергии известны как поступательная и вращательная.

1. Два раздела физики - экспериментальная и теоретическая физика

2. четыре состояния материи - твердое, газовое, жидкое и плазменное

3.три основных типа сил - силы тяжести, трения и вязкости

4. два основных типа веществ в растворах - коллоиды и кристаллоиды

5. два типа твердых тел - «истинные» и аморфные

Паттерн 4. Кинетическая энергия объекта достигается благодаря его движению.

1. поступательная энергия - ее движение из одного положения в другое

2. энергия вращения - его вращение вокруг оси

3.потенциальная энергия - ее позиция

4. тепловая энергия - ее температура

5. электрическая энергия - получение или потеря электрического заряда

6. химическая энергия - химическая реакция

Шаблон 5. Изучение волн имеет решающее значение в физике.

1. гравитация

2. частицы

3. энергия

4. состояния вещества

5.необычные состояния вещества

6. 7. твердые вещества

8. жидкости

9. газы

V. Найдите предложения, которых нет в тексте.

VI. Найдите в тексте английские эквиваленты.

VII. Найдите в тексте русские эквиваленты следующих выражений.

VIII.Заполнить недостающие слова.

IX. При необходимости введите предлоги.

X. Определите, истинны ли предложения или нет.

XI. Ответь на вопрос.

XII. Задайте вопрос к следующим предложениям.

XIII. Продиктуйте своим однокурсникам следующие предложения на английском языке. Проверьте их вместе.

XIV. Диктант-перевод.

Какая страна использует наименьшее количество альтернативных источников энергии?

Автор: Джессика Диллинджер, 25 апреля 2017 г., журнал Environment

Богатые нефтью государства и страны с низким уровнем экономического развития относятся к числу тех, кто меньше всего использует альтернативную и ядерную энергию.

Альтернативная или «чистая» энергия определяется как энергия, получаемая из средств, которые не производят диоксид углерода при выработке. Помимо наиболее распространенного источника, ядерной энергии, другие типы альтернативных источников энергии включают гидроэнергетику, геотермальную, ветровую, приливную и солнечную энергию, а также многие другие перспективные источники. По причинам, варьирующимся от финансовой экономии до защиты окружающей среды, многие страны предпочитают вкладывать увеличенные объемы ресурсов в развитие альтернативных источников энергии, в то время как другие, по-видимому, полностью игнорируют такие возможности.

Наименьшее проникновение в использование альтернативной энергии

Страны, такие как Объединенные Арабские Эмираты, Бенин, Бахрейн, Ботсвана, Кувейт, Ливия, Монголия, Оман, Катар, Туркменистан, Тринидад и Тобаго, Республика Йемен, Саудовская Аравия, Гонконг, Бруней-Даруссалам и Сингапур, перечислены в Данные Всемирного банка как страны, в которых практически 0% энергии поступает из альтернативных и ядерных источников.

Изменения в политике альтернативных источников энергии в богатых нефтью государствах

В случае Объединенных Арабских Эмиратов страна в настоящее время готовится к переходу от системы производства энергии, полностью зависящей от нефтегазовых электростанций, к системе с высоким использованием альтернативных энергетических систем, которая будет основана в основном на ядерной энергии и солнечная энергия, чтобы уменьшить выбросы углекислого газа.Бахрейн - еще одна страна, зависящая от электроэнергии из ископаемого топлива, но страна прилагает усилия для возобновления производства энергии и разработки новых и устойчивых форм производства энергии аналогично ОАЭ.

Зависимость от ископаемого топлива за пределами арабского мира

Как мы видим, многие страны с низким уровнем использования альтернативной и ядерной энергии в настоящее время находятся в процессе развития.Иной случай наблюдается в странах, не проявляющих стимула к изменениям. Например, промышленность Бенина в основном работает на нефти и природном газе, а производство электроэнергии также основывается в основном на ископаемом топливе. Около 80% его населения зависит от неустойчивой энергии биомассы, в то время как в сельских районах уровень доступа к электричеству в целом низкий.

В Люксембурге только 0.60% энергии поступает из альтернативной и ядерной энергетики. Страна является одной из последних стран в Европейском Союзе, когда речь идет об использовании альтернативной и ядерной энергии, с низким охватом ветроэнергетики. Чтобы лучше понять, что это означает, мы должны принять во внимание, что Люксембург может вырабатывать только около 1% своей энергии с помощью энергии ветра, в то время как Ирландия могла бы использовать этот альтернативный источник энергии для выработки более 50% энергии. В Европе только Латвия, Финляндия, Словакия, Чешская Республика, Словения и Мальта имеют меньшую долю, чем Люксембург, когда дело касается энергии ветра.

Тем не менее, Люксембург фактически провел реформы своей долгосрочной энергетической политики. Страна полностью либерализовала рынки природного газа и электроэнергии, а также активно участвует в развитии региональной электроэнергетической системы Центральной и Западной Европы. Кроме того, страна подготовила более широкий план действий по энергоэффективности и предприняла шаги по совершенствованию своей системы поддержки возобновляемых источников энергии, чтобы помочь бороться с последствиями изменения климата.Ожидается, что будущая энергетическая политика этой страны будет зависеть от цели Европейского Союза по снижению парникового эффекта за счет сокращения выбросов газа и увеличения использования альтернативных источников энергии. Однако эти цели стране будет сложно выполнить, поскольку потенциал производства возобновляемой энергии ограничен.

Другими странами, обозначенными Всемирным банком данных как страны с самым низким уровнем альтернативной и ядерной энергии, являются Беларусь и Эритрея с 0.По 02%, за которыми следуют Куба (0,10%), Алжир (0,12%), Бангладеш (0,20%), Того (0,25%), Мальта (0,36%), Гаити (0,34%), Нигерия (0,36%) и Маврикий. (0,51%). В большинстве этих стран мы обнаруживаем, что развивающиеся страны имеют ограничения в развитии инфраструктуры возобновляемых источников энергии.

Самый низкий процент альтернативных источников энергии по странам

Рейтинг Страна Использование альтернативной / ядерной энергии (% от общего количества)
1 Объединенные Арабские Эмираты 0.00%
2 Бенин 0,00%
3 Бахрейн 0,00%
4 Ботсвана 0,00%
5 Кувейт 0,00%
6 Ливия 0,00%
7 Монголия 0,00%
8 Оман 0,00%
9 Катар 0.00%
10 Туркменистан 0,00%
11 Тринидад и Тобаго 0,00%
12 Йемен 0,00%
13 Саудовская Аравия 0,00%
14 Гонконг 0,00%
15 Бруней-Даруссалам 0,00%
16 Сингапур 0.00%
17 Беларусь 0,02%
18 Эритрея 0,02%
19 Куба 0,10%
20 Алжир 0,12%
21 Бангладеш 0,20%
22 Того 0,25%
23 Мальта 0,33%
24 Гаити 0.34%
25 Нигерия 0,36%
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх