Альтернативные виды энергетики: Виды альтернативной энергетики. Справка — РИА Новости, 13.11.2009

Альтернативная энергетика | Ассоциация «НП Совет рынка»

Полезные разделы

Альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика —  к  альтернативной энергетике  относятся способы генерации электроэнергии, имеющие ряд достоинств по сравнению с «традиционными», но по разным причинам не получившие достаточного распространения. Основными видами альтернативной энергетики являются:Ветроэнергетика  — использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии;Гелиоэнергетика  — получение электрической энергии из энергии солнечных лучей;Геотермальная энергетика  — использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии. По сути геотермальные станции представляют собой обычные ТЭС, на которых источником тепла для нагрева пара является не котёл или ядерный реактор, а подземные источники естественного тепла. Недостатком таких станций является географическая ограниченность их применения: геотермальные станции рентабельно строить только в регионах тектонической активности, т. е., там, где естественные источники тепла наиболее доступны;Водородная энергетика  — использование водорода в качестве энергетического топлива имеет большие перспективы: водород имеет очень высокий КПД сгорания, его ресурс практически не ограничен, сжигание водорода абсолютно экологически чисто (продуктом сгорания в атмосфере кислорода является дистиллированная вода).

Однако в полной мере удовлетворить потребности человечества водородная энергетика на данный момент не в состоянии из-за дороговизны производства чистого водорода;Альтернативные виды гидроэнергетики: приливная и волновая энергетика. В этих случаях используется естественная кинетическая энергия морских приливов и ветровых волн соответственно. 

Альтернативные источники энергии

В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки на планете человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Все больше стран делают выбор в их пользу. Конечно, перестраивать энергетическую инфраструктуру — затратное дело, но стоит рассматривать этот процесс как вклад в будущее всей планеты.

Что такое альтернативная энергия?

Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением.

Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций. Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.

Энергия ветра

Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.
Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи. Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.

Сила воды

Основа гидроэнергетики — преобразование энергии водных масс в электричество. В качестве примера можно привести гидроэлектростанции, которые устанавливаются на крупных реках. Движущаяся вода воздействует на лопасти турбины, вращая их. Возникающая во время вращения энергия и преобразуется в электричество. Строительство ГЭС обходится государству очень дорого. Однако затраты быстро окупаются, так как цена полученной энергии получается сравнительно низкой (например, по сравнению с атомными электростанциями).

Строить гидроэлектростанции можно только на реках, которые никогда не пересыхают и имеют быстрое течение. Для возведения ГЭС необходимо обустроить плотину, позволяющую добиться определенного напора воды.
В России доля электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, составляет около 20% от всей энергетической генерации, а суммарная мощность всех ГЭС составляет 48085 МВт. В последние годы появилась идея использовать энергию приливов. Строятся приливные станции, преобразующие кинетическую энергию движущейся морской воды. В России самая крупная приливная электростанция функционирует в Мурманской области. Ее установленная мощность достигает 1,7 МВт. Наконец, есть способы генерации энергии из волн.

Эффективными оказались только три из них: поплавки, искусственные атоллы и подводные камеры. Такие электростанции передают кинетическую энергию по кабелю на станцию, где происходит выработка электричества. Есть у волновой энергетики два недостатка. Себестоимость полученное энергии довольно высока, а позволить себе обустройство станции могут только страны, имеющие продолжительную береговую линию.

По этой причине этот вид используется редко.

Геотермальная энергетика

Наша планета вырабатывает большое количество тепла. Для получения энергии, в частности, используются геотермальные источники, располагающиеся в сейсмически опасных территориях и вулканических районах. Горячая вода может быть использована для непосредственного отопления зданий. Также ее перерабатывают в электроэнергию при вращении горячим паром турбины, идущей к генератору. Больше всего таких станций во Франции, Мексике и Америке.

Энергия осмотической диффузии

Этот вид альтернативной энергии стал разрабатываться сравнительно недавно. Осмотические электростанции устанавливаются в устьях рек и извлекают энергию из энтропии жидкостей в процессе взаимодействия соленой и пресной воды. Когда концентрация солей выравнивается, возникает избыточное давление, благодаря которому вращаются лопасти турбины. Пока в мире существует только одна осмотическая электростанция, функционирующая в Норвегии.

Биотопливо

Биотопливо производится из органических продуктов, в процессе переработки которых получается электрическая энергия. Выделяют твердое и жидкое биотопливо. К первой группе относятся дрова, топливные брикеты. Жидкое биотопливо — это биодизель, биобутанол, диметиловый эфир и т. д. Топливо можно получать непосредственно из биомассы (остатков растительного и животного происхождения), которые во время брожения выделяют горючий газ. Такие биогенераторы устанавливаются в сельских местностях. В России в последние годы построено множество заводов, которые перерабатывают древесные отходы в топливные брикеты и пеллеты, применяемые как топливо для различных видов котлов.

Гравитационная энергетика

Гравитационная энергетика — преобразование потенциальной энергии гравитационного поля планеты в электроэнергию. На данный момент уже разработан проект гравитационной электростанции, которая представляет собой подъемный кран со стрелами. Двигатели приходят в действие, когда опускаются блоки.

Подъем блоков осуществляется, когда в сеть поступает избыток энергии.

Солнечная энергия, солнечные электростанции

Солнечную энергию преобразуют в электрическую посредством солнечный батарей. Удивительно, но всей планете на год хватило бы энергии, которую Солнце отправляет на Землю в течение одного дня. При этом выработка электроэнергии солнечными батареями не превышает 2% от общего количества. Однако солнечная энергия — одна из самых экологичных, безопасных и недорогих по себестоимости.

Пожалуй, единственным недостатком солнечной энергии является зависимость ее получения от времени суток и погодных условий. В северных странах строительство солнечных электростанция экономически невыгодно. По крайней мере, на данном этапе: ученые не исключают, что удастся создать солнечные батареи, которые будут улавливать фотоны даже в пасмурные дни.

Есть еще одна проблема: фотоэлементы необходимо вовремя утилизировать, так как в них содержатся мышьяк, галлий и свинец. Далеко не все страны могут позволить себе создание производств по переработке отработанных солнечных батарей. Наиболее широкое распространение солнечное электричество получает там, где оно обходится дешевле всех других видов. Например, солнечные электростанции устанавливаются на отдаленных фермерских участках, на комических станциях. Используется оно и в странах, где высока себестоимость других видов энергии. В качестве примера можно привести Израиль, где примерно 90% воды нагревается за счет энергии Солнца.
Солнечные батареи в последние годы активно используются для создания экологически безопасных автомобилей, самолетов и даже поездов. Солнечными батареями нередко оснащаются так называемые «умные дома», которые самостоятельно могут регулировать мощность установки в зависимости от потребностей обитателей жилья. В нашей стране солнечная энергетика получает все большее распространение в качестве резервного источника электрической энергии.
В России суммарная мощность электростанций, работающих на энергии Солнца, составляет 400,0 МВт. Проектируются новые станции, мощность которых будет составлять 850,0 МВт. Широко обсуждается проект создания космических солнечных электростанций. В открытом космосе преграды для солнечной радиации в виде атмосферного слоя отсутствуют. Поэтому возможен запуск на орбиту установок, оснащенных солнечными батареями, улавливающими энергию Солнца и пересылающих их на землю. КПД таких станций потенциально обещает быть приближенным к 100%, однако на данный момент их создание и запуск обойдется настолько дорого, что себестоимость энергии для потребителей получится слишком высокой.

Плюсы и минусы использования

Главными плюсами использования альтернативных источников энергии являются:

• возобновляемость ресурсов. Если поставить получение альтернативной энергии на поток, человечество никогда не столкнется с тем, что природные запасы исчерпают себя;
• экологическая безопасность. Альтернативная энергетика предполагает отсутствие опасных выбросов в окружающую среду;
• доступность по цене. На данный момент разработано множество способов получения альтернативной энергии. Поэтому любое государство может подобрать те варианты, которым наилучшим образом соответствуют его климатическим условиям.

Есть у альтернативной энергетики и минусы, затрудняющие ее широкое распространение:

• высокая стоимость необходимого оборудования. Не все государства могут позволить себе строительство и монтаж солнечных и ветровых электростанций;
• зависимость от внешних условий и климата. Солнечная энергия, которая признается наиболее перспективной, недоступна в странах с невысокой продолжительностью светового дня, сейсмическая и геотермальная энергия может быть получена лишь в вулканических, сейсмически нестабильных регионах и т.д.;
• небольшая мощность установок. Единственным исключением из этого правила являются гидроэлектростанции, мощность которых можно сравнить с аналогичным показателем АЭС;
• воздействие на климат. Даже альтернативные источники энергии оказывают воздействие на климатические условия. Например, высокий спрос на биотопливо может стать причиной уменьшения площади посевных площадей, а строительство плотин для гидроэлектростанций оказывает влияние на речные биотопы.

Перспективы в России

Россия может получать из ветра около 10% всей энергии и примерно 15% — за счет солнечного света. Однако широкого распространения альтернативные источники энергии в нашей стране не получают. Связано это с доступностью невозобновляемых ресурсов (нефти и газа). Отсутствует и экономическая стимуляция строительства альтернативных электростанций. Во многих странах Европы имеется стимулирующий тариф, по которому государство приобретает полученную альтернативными способами энергию. В России подобный тариф не введен. Тем не менее, в России успешно реализуется ряд проектов, связанных с альтернативной энергетикой. Например, в 2017 году в Химках был запущен проект по созданию Центра альтернативной энергетики. Задачей центра будет обеспечение энергией промышленных предприятий. В 2019 году в Мурманске начал строиться ветропарк, который начнет функционировать в 2021 году. Планируется, что мощность парка составит 201 МВт. Ученые уверены в том, что в ближайшие годы человечество вынуждено будет стремиться к полному переходу на альтернативные источники энергии. Это даст возможность сохранить планету для будущих поколений и избежать кризиса, связанного с исчерпанием невозобновляемых ресурсов. Согласно прогнозам, будущее энергетики связано с энергией Солнца и ветра. Остается надеяться на то, что людям удастся успеть научиться полностью обходиться возобновляемыми источниками энергии до момента, когда запасы нефти и газа на планете подойдут к концу.

© Компания «Реалсолар». Все права защищены. Перепечатка документа запрещена. Статья занесена в поисковые системы как уникальный текст.

Альтернативные источники энергии

В современном мире, с растущими показателями потребления и как следствие — ограниченными энергоресурсами, стремительные обороты набирает развитие технологий добычи энергии из альтернативных, возобновляемых источников. К таким источникам относятся, в первую очередь, солнечная и ветровая энергии, геотеримальное тепло, энергия морских волн и приливов.

Сегодня альтернативные источники энергии уже широко используются для решения проблем энергоснабжения не только в промышленных масштабах, но и в частном секторе.  Доступность технологий получения энергии из неисчерпаемых источников позволяет строить энергонезависимые дома с экологически чистой инфраструктурой в удаленных районах и решать проблемы энергоснабжения уже существующих объектов. 

Виды альтернативных источников энергии

Такие альтернативные источники энергии, как энергия солнечного света и ветра используются для энергоснабжения и нагрева воды, геотермальное тепло земли — для отопления и кондиционирования зданий. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит при помощи фотоэлектрических пластин из кремния — самого распространенного элемента на планете. Солнечные батареи, на основе кремниевых пластин имеют продолжительный ресурс жизни — более 25 лет и, в зависимости от технологии производства, сохраняют до 80% своей эффективности в течении всего ресурса. Количество энергии, получаемой от солнечных батарей, различается и напрямую зависит от месторасположения и солнечной активности в различные сезоны года. Эффективность преобразования энергии у солнечных батарей достигает 20% и зависит от технологии их производства и чистоты кремния. Технология стремительно развивается и показатель эффективности постоянно растет.

Эксплуатация ветро-установок (ветрогенераторов) для получения электричества, целесообразна в районах с высоким значением средней скорости ветра или в периоды низкой солнечной активности. Эффективность преобразования энергии ветра не уступает эффективности гелиоустановок, но зависит от точки расположения объекта и корректно рассчитанного потенциала местности.

Широко используется для отопления зданий и геотермальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют получать тепло окружающей среды: земли, воды или воздуха. В зимний период геотермальное тепло используется для отопления зданий, а в летние месяцы позволяет эффективно отводить тепло, производя кондиционирование.

Альтернативные источники энергии и выгоды их использования

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка. Качественный мониторинг энергопотенциала позволяет определять наиболее подходящую технологию и рассчитывать ее окупаемость на годы вперед, а так же исключает ошибки связанные с региональными особенностями.

Конечно, первоначальную цену энергонезависимого дома, с экологически чистыми, возобновляемыми источниками энергоснабжения, сегодня нельзя назвать низкой, но по истечении двух — пяти лет эксплуатации альтернативные источники энергии полностью окупают свою стоимость и приносят ощутимую финансовую выгоду в течении многих лет.  Не стоит забывать о экологичности альтернативных технологий добычи энергии. Солнечные, ветровые и гелиоустановки не производят вредных выбросов в атмосферу, не загрязняют воду и безопасны для человека.

 

Производство солнечных батарей набирает обороты

Нехватка ресурсов в удаленных регионах, в совокупности с быстрыми темпами развития технологии привело к ситуации, когда производство солнечных батарей быстро набирает обороты, а стоимость конечных изделий с каждым годом становится все более доступной для потребителей со средним уровнем доходов. И если вчера технология гелиоустановок была доступна лишь для космических программ, то уже сегодня мини-солнечные электростанции, как грибы после дождя, растут на крышах домов и садовых участках.

 

     

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: альтернативы нет — Энергетика и промышленность России — № 7 (11) июль 2001 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 7 (11) июль 2001 года

Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к АИЭ:

* Глобально-экологический: сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в т.ч. ядерных и термоядерных), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века.

* Политический: та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы;

* Экономический: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную — постоянно растут;

* Социальный: численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, — всё это увеличивает социальную напряженность.

* Эволюционно-исторический: в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные источники энергии.

Источники энергии

Сегодня суммарное потребление тепловой энергии в мире составляет >200 млрд. кВт/ч в год, (эквивалентно 36 млрд. т усл. топлива). В России сегодня общее потребление топлива составляет около 5 % мирового энергобаланса.

Геологические запасы органического топлива в мире более 80 % приходится на долю угля, который становится все менее популярным. А известные запасы топливных ресурсов к 2100 г. будут исчерпаны. По данным экспертов, в начале XXI в. добыча нефти и природного газа начнет сокращаться: их доля в топливно-энергетическом балансе снизится к 2020 г. с 66,6 % до 20 %. На долю гидроэнергетики приходится всего 1,5 % общего производства энергии в мире, и она может играть только вспомогательную роль. Таким образом, ни органическое топливо, ни гидроэнергия не могут решить проблемы энергетики в перспективе.

Что касается ядерной энергии, все известные запасы урана, пригодного для реакторов, действующих на тепловых нейтронах, будут исчерпаны в первом десятилетии XXI в. Создание и эксплуатация АЭС на реакторах-размножителях значительно дороже и не менее безопасны, чем на тепловых нейтронах. От населения до сих пор скрывают не только реальную опасность атомной энергетики, но и ее реальную стоимость. Учитывая все затраты на добычу топлива, нейтрализацию, утилизацию и захоронение отходов, консервацию отработавших реакторов (а их ресурс не более 30 лет), расходы на социальные, природоохранные нужды, то стоимость энергии АЭС многократно превысит любой экономически допустимый уровень. По оценкам специалистов, только затраты на вывоз, захоронение и нейтрализацию накопившихся на российских предприятиях отходов ядерной энергетики составят около 400 млрд. долл. Затраты на обеспечение необходимого уровня технологической безопасности составят 25 млрд. долл. С увеличением числа реакторов повышается вероятность аварий: по прогнозам МАГАТЭ, из-за увеличения количества реакторов в 2000 г. вероятность крупной аварии повысится до одной в 10 лет. В районах расположения АЭС, уранодобывающих и производящих предприятий постоянно растет уровень заболеваемости, особенно детской. АЭС служит одним из основных «нагревателей» атмосферы: в процессе деления 1 кг урана выделяется 18,8 млрд. ккал. Таким образом, тезис о безопасности и дешевизне атомной энергии — пустой и опасный миф, а атомная энергетика по причине огромной потенциальной опасности и низкой рентабельности не имеет долгосрочной перспективы.

Что касается электростанций на основе термоядерного синтеза, то, по оценкам специалистов, в ближайшие 50 лет они вряд ли будут технологически освоены, а пагубное тепловое влияние на климат планеты будет не меньшим, чем от ТЭС и АЭС.

К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся: тепло Земли (геотермальная энергия), Солнца (в том числе энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов), а также «малая» гидроэнергетика: морские приливы и отливы, биогазовые, теплонасосные установки и другие преобразователи энергии.

Но только возобновляемые источники энергии, могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.

Солнечная энергия

Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в, 6,7 раза больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. На Севере технический потенциал солнечной энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.

Ветровая энергия

В России валовой потенциал ветровой энергии — 80 трлн. кВт/ч в год, а на Северном Кавказе — 200 млрд. кВт/ч (62 млн. т усл. топлива). Эти величины существенно больше соответствующих величин технического потенциала органического топлива.

Таким образом, потенциала солнечной радиации и ветровой энергии в принципе достаточно для нужд энергопотребления как страны, так и регионов. К недостаткам этих видов энергии можно отнести нестабильность, цикличность и неравномерность распределения по территории; поэтому использование солнечной и ветровой энергии требует, как правило, аккумулирования тепловой, электрической или химической. Однако возможно создание комплекса электростанций, которые отдавали бы энергию непосредственно в единую энергетическую систему, что дало бы огромные резервы для непрерывного энергопотребления.

Наиболее стабильным источником может служить геотермальная энергия. Валовой мировой потенциал геотермальной энергии в земной коре на глубине до 10 км оценивается в 18 000 трлн. т усл. топлива, что в 1700 раз больше мировых геологических запасов органического топлива. В России ресурсы геотермальной энергии только в верхнем слое коры глубиной 3 км составляют 180 трлн. т усл. топлива. Использование только около 0,2 % этого потенциала могло бы покрыть потребности страны в энергии. Вопрос только в рациональном, рентабельном и экологически безопасном использовании этих ресурсов. Именно из-за того, что эти условия до сих пор не соблюдались при попытках создания в стране опытных установок по использованию геотермальной энергии, мы сегодня не можем индустриально освоить такие несметные запасы энергии.

Таким образом, альтернативные возобновляемые источники энергии позволяют долгосрочно обеспечить всю страну.

Состояние АПЭ в мире

По прогнозу Мирового энергетического конгресса. в 2020 году на долю альтернативных преобразователей энергии (АПЭ) придется 5,8 % общего энергопотребления. При этом в развитых странах (США, Великобритании и др.) планируется довести долю АПЭ до 20 % (20 % энергобаланса США — это примерно все сегодняшнее энергопотребление в России). В странах Европы планируется к 2020 г. обеспечить экологически чистое теплоснабжение 70 % жилищного фонда. Сегодня в мире действует 233 геотермальные электростанции (ГеоТЭС) суммарной мощностью 5136 мВт, строятся 117 ГеоТЭС мощностью 2017 мВт. Ведущее место в мире по ГеоТЭС занимают США (более 40 % действующих мощностей в мире). Там работает 8 крупных солнечных ЭС модульного типа общей мощностью около 450 мВт, энергия поступает в общую энергосистему страны. Выпуск солнечных фотоэлектрических преобразователей (СФАП) достиг в мире 300 мВт в год, из них 40 % приходится на долю США. В настоящее время в мире работает более 2 млн. гелиоустановок горячего водоснабжения. Площадь солнечных (тепловых) коллекторов в США составляет 10, а в Японии — 8 млн. м2. В США и в Японии работает более 5 млн. тепловых насосов. За последние 15 лет в мире построено свыше 100 тыс. ветроустановок суммарной мощностью 70000 мВт (10 % энергобаланса США). В большинстве стран приняты законы, создающие льготные условия как для производителей, так и для потребителей альтернативной энергии, что является определяющим фактором успешного внедрения.

Состояние АПЭ в России

В 1990 году на долю АПЭ приходилось приблизительно 0,05 % общего энергобаланса, в 1995 году — 0,14%, на 2005 год планируется около 0,5-0,6% энергобаланса страны (т.е. приблизительно в 30 раз меньше, чем в США, а если учесть соотношение энергобалансов, то у нас «запланировано» отставание примерно в 150 раз). Всего в России 1 ГеоТЭС (Паужекская, 11 мВт), и то технологически крайне неудачная, 1 приливная ЭС (Кислогубская, 400 кВт), 1500 ветроустановок (от 0,1 до 16 кВт), 50 микроГЭС (от 1,5 до 10 кВт), 300 малых ГЭС (2 млрд. кВт/ч), солнечные ФЭС (в сумме приблизительно 100 кВт), солнечные коллекторы площадью 100 000 м^2, 3000 тепловых насосов (от 10 кВт до 8 мВт).

Итак, по всем видам АПЭ Россия находится на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует правовая база для внедрения АПЭ, нет никаких стимулов для развития этого направления. В стране отсутствует отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в единый стратегический замысел. В концепции Минтопэнерго АПЭ отводится третьестепенная, вспомогательная роль. В концепциях РАН РФ, ведущих институтов, отраженных в программе «Экологически чистая энергетика» (1993 г.), практически отсутствует стратегия полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается ставка на малую, автономную энергетику, причем в весьма отдаленном будущем. Что, конечно, скажется на экономическом отставании страны, а также на экологической обстановке как в стране, так и в мире в целом.

Виды альтернативных источников энергии — ФЕКО

На сегодняшний день альтернативные источники энергии имеют довольно широкий спрос. Виды альтернативной электроэнергетики:

• Ветроэнергетика
• Биотопливо
• Гелиоэнергетика
• Гидроэнергетика
• Грозовая энергетика
• Космическая энергетика

Ветровую энергию используют давно. Ветрогенераторы представляет собой систему лопастей, которые соединены с генератором через редуктор или напрямую. Максимальной энергии ветрогенераторы достигают на высоте более 15 метров. Современные разработки формы лопастей приспособили ветрогенераторы под все условия эксплуатации и движения воздуха: тихоходные, быстроходные и роторные.

Альтернативная энергетика представлена также биотопливом. В качестве источника энергии биотоплива служат органические отходы животного или растительного происхождения.

Наибольшей популярностью на сегодняшний день пользуются солнечные коллекторы, то есть гелиоэнергетика. Солнечная энергия один из самых перспективных источников неиссякаемой энергии. За год на поверхность земли попадает солнечного излучения в 30 000 раз больше, чем годовое потребление электроэнергии всем населением планеты. Производители совершенствуют и создают более новые и универсальные модели гелиосистем. Популярно использование комплектный пакет оборудования гелиосистем.

Ученые выяснили, что на квадратный метр приходится около 300 Вт в сутки энергии Солнца. Расчет имеет смысл в тех местах, где солнечные лучи имеют максимальные потоки.

Использование гелиосистем удачная альтернативная энергия, обладает рядом преимуществ. Приобретая солнечные коллектор, следует знать про недостатки такой системы:

• Достаточно высокая стоимость конструкций
• Непостоянство из-за зависимости от погодных условий и времени суток, в северных широтах сложно преобразовывать полученную солнечную энергию.
• Значительное повышение температур над станциями
• Невозможность использования такой энергии из-за не сезонности
• Коллекторы занимают большую площадь

Современные системы гелиоустановки производят двух типов: трубчатые и плоские. Плоские солнечные коллекторы – ящик, со спиралевидным зачерненным нагревательным элементом, медной трубкой. Спираль термоизолирована, а со стороны солнца накрыта стеклом. В качестве теплоносителя используется вода или незамерзающий теплоноситель.

сила солнца, ветра, воды и вулканов

следующая новость >

Альтернативная энергетика: сила солнца, ветра, воды и вулканов

Альтернативная энергетика, основанная на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), демонстрирует большие темпы роста по всей планете. За последние четыре года ее доля в мировом потреблении электричества удвоилась и составила 20%. В России лишь 1% совокупной установленной мощности всей энергосистемы приходится на долю ВИЭ. Однако, стремление занять достойное место среди развитых стран и осознание того, что наши запасы ископаемых источников энергии хоть и велики, но не безграничны, стимулировали ряд мер по развитию этого сектора генерации. Производство энергии на основе ВИЭ получило мощную государственную поддержку¹, что вызвало интерес инвесторов. Давайте подробнее рассмотрим основные секторы альтернативной энергетики.

Солнечная энергетика. По данным исследования Global Power Industry Outlook — 2017 добыча солнечной энергии на основе фотоэлементов – фотовольтаика — станет самым быстрорастущим сегментом альтернативной энергетики, ее доля в объеме глобальных инвестиций к 2020 г. составит 37,5%. Решающий фактор для развития солнечной энергетики — количество солнечных дней в году, а не среднегодовая температура, как ошибочно полагают многие.

Получается, Россия обладает всеми необходимыми ресурсами для освоения этого сектора энергетики. По данным Института Энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию РФ в течение трех дней, превышает объем годового производства электроэнергии в нашей стране. Солнечные электростанции (СЭС) уже успешно функционируют в Башкортостане, Оренбургской области, на Алтае, в Хакасии и в Крыму. На данный момент в России создано 57 проектов СЭС совокупной установленной мощностью 1089 МВт, 26 из которых уже распределены между застройщиками и будут реализованы к 2022 году.

Ветровая энергетика. Сила ветра использовалась с давних времен, и сегодня она эффективно преобразуется в электроэнергию во многих странах. В Евросоюзе совокупная установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет 10% от совокупной мощности всей энергосистемы, что превышает даже долю угольной генерации. В одной только Германии ветряки производят более 20% электроэнергии, а в Дании – 42%!

Российская Федерация обладает наибольшим в мире ветроэнергетическим потенциалом. Он составляет примерно 260 ТВт⋅ч/год, что равно 30% энергии, производимой электростанциями страны. Сейчас доля ветрогенерации у нас составляет 0,01% от общей установленной мощности энергосистемы. На 70-ти процентах территории России децентрализованное энергоснабжение, но эта зона обладает богатыми ветроресурсами. Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр — здесь открываются большие перспективы для развития отечественной ветрогенерации. До 2022 года в России будут построены еще 43 ветроэлектростанции (ВЭС) совокупной мощностью 1651 МВт, для сравнения: на данный момент этот показатель составляет около 80 МВт.

Гидроэнергия также входит в состав возобновляемых источников энергии. Но большие ГЭС не относятся к альтернативной энергетике, так как наносят большой вред природе. Альтернативная гидроэнергетика включает малые ГЭС, приливные и волновые электростанции. Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) была построена в 1968 году, став первой в России. Генераторы для нее были разработаны Ленинградским электромашиностроительным заводом, входящем сегодня в состав концерна «Русэлпром». На этапе строительства сейчас находятся еще 3 ПЭС.

Волновая энергетика – одно из самых молодых направлений, оно активно развивается во всем мире и имеет большие перспективы. Волновые электростанции бывают принципиально разных видов, и все они доказали свою эффективность: волновая энергетика уже составляет 1% от мировой добычи электроэнергии. Это связано с тем, что сила морской стихии имеет очень большую мощность. В этой области энергетики Россия старается не отставать от передовых технологий. В экспериментальном режиме у нас работают уже 2 волновые установки: в Приморье и в Крыму.

Геотермальная генерация. Не стоит забывать и об энергии недр земли. Источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты, в их числе: Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных ВИЭ, и зоны их использования невелики. Однако, они составляют большую долю в энергетике таких стран, как Исландия, Филиппины, Мексика, Италия, Индонезия. А в России геотермальная энергия уже обеспечивает электричеством Камчатку на 40%, хотя ее ресурсы еще мало освоены. У нас есть и другие потенциальные регионы для развития геотермальной энергетики: Краснодарский край, Ставрополье, Карачаево-Черкессия, Дагестан.

При переходе на альтернативные источники энергии нужно учитывать особенности конкретного региона. Россия обладает большим потенциалом во всех областях альтернативной энергетики, что является преимуществом и стимулом к развитию технологий, снижению добычи природных ископаемых и вырубки леса, а также сохранению экологии.

---

Годовые отчеты по энергетике

NRDC | NRDC

NRDC каждый год анализирует самые свежие данные, чтобы представить общую картину энергетического сектора США, который претерпевает значительный сдвиг в сторону увеличения объемов возобновляемой энергии и экономичной энергоэффективности. Однако Америка по-прежнему должна делать больше для достижения своей доли в наших глобальных климатических целях.

2020:

Медленно и устойчиво не выиграет климатическую гонку

В 2019 году Америка добилась устойчивого прогресса в нескольких важнейших секторах чистой энергии.После резкого роста в 2018 году общее углеродное загрязнение в США снизилось на 3 процента в 2019 году, в первую очередь за счет сектора энергетики, который также выполнил цели по сокращению выбросов в соответствии с Планом чистой энергии эпохи Обамы на 11 лет раньше. Энергия ветра и солнца процветает, и законы штатов, обязательства коммунальных предприятий и корпоративные цели в области экологически чистой энергии, поставленные в 2019 году, будут способствовать дальнейшему ускорению роста возобновляемых источников энергии по всей стране. С другой стороны, Соединенные Штаты продолжают добывать нефть и газ в огромных количествах; U.На потребление нефти и газа в 2019 году пришлось 80 процентов выбросов углерода, и мы экспортируем большие объемы этого ископаемого топлива за границу, что способствует глобальным выбросам. Такого медленного продвижения к экологически чистой энергии в будущем будет просто недостаточно, чтобы удержать глобальное потепление на уровне ниже 1,5 градусов по Цельсию и предотвратить наихудшие последствия климатического кризиса. Как мы отмечаем в нашем Ежегодном энергетическом отчете 8 ^th , в наших энергетических тенденциях на 2019 год есть хорошие новости, но мы должны делать больше — гораздо больше — и у нас больше нет времени тратить зря.

---

ПРОСМОТРЕТЬ ОТЧЕТ

8-й Годовой отчет по энергетике: медленное и устойчивое не победит в климатической гонке

---

2019

Энергетический прогресс Америки: дуэль чистой и грязной инфраструктуры

Перед лицом враждебной администрации, которая остановила национальный импульс (и даже вызвало некоторый откат), отдельные штаты, города, коммунальные предприятия и предприятия берут на себя новаторские обязательства по решению проблемы климата. Солнечная и ветровая энергия процветают, а стоимость чистой энергии продолжает быстро падать.Ветровая и солнечная энергия уже вытесняют угольную энергию и, вероятно, окажут аналогичное экономическое давление на природный газ в течение следующих полутора десятилетий. Между тем, угольная генерация упала до минимума за четыре десятилетия. К сожалению, однако, инфраструктура природного газа и нефти расширяется, чему способствует приток дешевой нефти и газа, подвергнутых гидроразрыву. А после пяти лет снижения выбросов углекислого газа (CO2) в 2018 году выбросы в США выросли; во всем мире выбросы CO2 достигли рекордно высокого уровня. США должны подтвердить приверженность достижению наших климатических целей от штата к штату и от города к городу, настаивая на возвращении федеральной поддержки.

2018

Климатический перекресток Америки: продвижение чистой энергии выше и быстрее

После еще одного года значительных достижений США в области чистой энергетики Межправительственная группа экспертов по изменению климата выпустила отрезвляющее предупреждение об опасных последствиях, если мы не будем действовать быстро, чтобы ограничить глобальное потепление. В этом отчете исследуются возникающие возможности и препятствия на пути к более безопасному климату в будущем. Популярность угля упала до исторического минимума в 2017 году, когда возобновляемые источники энергии и энергоэффективность были самыми чистыми и дешевыми U.С. источники энергии. В результате Америка почти достигла целей по сокращению выбросов в Плане чистой энергии на 13 лет раньше, чем предполагалось, несмотря на враждебную администрацию Трампа. Прогресс и инновации открыли доступ к более чистым и дешевым альтернативам, которые становятся основным ресурсом по всей стране. Даже с учетом этих положительных тенденций необходимо сделать гораздо больше для обеспечения продолжения перехода к чистой энергии.

2017

Революция чистой энергии в Америке

Согласно отчету NRDC за 2017 год, несмотря на новые политические препятствия, улучшение экономической ситуации способствует революции чистой энергии, в которой нуждается Америка.Десятки рекордов чистой энергии были побиты в Соединенных Штатах. Солнечная энергия продемонстрировала беспрецедентный рост, и теперь у нас есть первая в США оффшорная ветряная электростанция. Более сильные инвестиции и стандарты в области энергоэффективности позволили сократить потери энергии и счета за коммунальные услуги. Тем временем сетевые операторы и коммунальные предприятия прилагают все усилия, чтобы интегрировать больше чистой энергии в нашу систему электроснабжения без ущерба для надежности. В целом Соединенные Штаты сокращают загрязнение, вызывающее изменение климата, даже несмотря на то, что национальные расходы на энергию достигают рекордно низкого уровня.

2016

Ускорение перехода к будущему чистой энергии

Согласно отчету NRDC за 2016 год, Соединенные Штаты строят революцию в области чистой энергии, которая приведет к значительному сокращению загрязнения. Выработка угля упала до исторического минимума, производя только одну треть нашей электроэнергии, в то время как производство возобновляемой энергии достигло рекордного уровня, при этом более одной восьмой электроэнергии Америки вырабатывается с помощью солнечных панелей, ветряных турбин и других возобновляемых ресурсов. В прошлом году в области энергетики был достигнут ряд побед для окружающей среды, о чем свидетельствует глобальное климатическое соглашение и план по сокращению выбросов углерода для Соединенных Штатов.

2015

Тектонический сдвиг в энергетическом ландшафте Америки

Соединенные Штаты возглавляют глобальный переход на чистую энергию, который достиг новых рубежей, с сокращением потребления угля и электроэнергии по всей стране, неизменным использованием нефти и резким ростом возобновляемых источников энергии, согласно NRDC за 2015 год отчет. Устойчивый прогресс в области энергоэффективности, ветроэнергетики и солнечной энергетики проложил путь к первым в Америке общенациональным ограничениям на выбросы углерода электростанциями и вселил надежду на значительный прогресс в глобальных переговорах по климату, запланированных на декабрь в Париже.

2014

Позитивные тенденции в энергетике служат хорошим предзнаменованием для безопасности и экономики США

Соединенные Штаты сокращают зависимость от нефти, замедляют рост потребностей в электроэнергии и делают энергетические услуги более доступными для всех американцев. Потребление нефти и энергии остается значительно ниже уровней десятилетней давности, возобновляемые источники энергии стремительно растут, а рост продаж электроэнергии в США продолжает снижаться. Обзор NRDC за 2014 год показывает, что общее состояние энергетической экономики США остается отличным.Самым важным фактором, способствующим этим положительным тенденциям, является энергоэффективность — крупнейший и самый недорогой ресурс в стране. Эффективность позволила Америке получать больше работы за счет меньшего количества нефти, природного газа и электроэнергии, одновременно продвигая нашу экономику вперед. Есть все признаки того, что эти положительные энергетические тенденции будут продолжаться и ускоряться.

2013

(на удивление) хорошие новости энергетики в Америке

На протяжении десятилетий новости энергетики Америки становились все хуже и хуже, начиная с нефтяных кризисов 1970-х годов.Однако анализ NRDC за 2013 год обнаружил заметный поворот. Судя по ключевым показателям экономики, безопасности и окружающей среды, состояние энергетической экономики США никогда не было лучше. Во многом благодаря повышению энергоэффективности положительные энергетические тенденции экономят стране сотни миллиардов долларов ежегодно, помогая американским рабочим и компаниям конкурировать во всем мире, делая нашу страну более энергобезопасной и существенно сокращая национальный углеродный след. Однако эти тенденции должны продолжаться и ускоряться, чтобы компенсировать наиболее разрушительные последствия изменения климата. Мы должны опираться на положительные энергетические тенденции Америки и уделять приоритетное внимание повышению эффективности, которое стоит гораздо меньше, чем энергия, которую они вытесняют.

Объяснение возобновляемой энергии — Управление энергетической информации США (EIA)

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия — это энергия из источников, которые восполняются естественным образом, но с ограниченным потоком; возобновляемые ресурсы практически неисчерпаемы по продолжительности, но ограничены по количеству энергии, доступной в единицу времени.

Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, 2020 всего = 92,94 квадриллиона Британские тепловые единицы (БТЕ) ​​всего = 11,59 квадриллион БТЕ 2% — геотермальные 11% — солнечные26% — ветровые 4% — отходы биомассы 17% — биотопливо 18% — древесина22% — гидроэлектрическая биомасса 39% возобновляемые источники энергии 12% природный газ 34% нефть35% ядроэлектроэнергия9% уголь10% Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1. 3 и 10.1, апрель 2021 г., предварительные данные Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимого округления.

Какую роль играют возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах?

До середины 1800-х годов древесина была источником почти всех потребностей страны в энергии для отопления, приготовления пищи и освещения. С конца 1800-х годов до сегодняшнего дня ископаемое топливо — уголь, нефть и природный газ — были основными источниками энергии. Гидроэнергетика и древесина были наиболее используемыми возобновляемыми источниками энергии до 1990-х годов. С тех пор объем потребления энергии в США от биотоплива, геотермальной энергии, солнечной энергии и энергии ветра увеличился.Общее производство и потребление возобновляемой энергии в США достигло рекордных значений в 2020 году.

В 2020 году возобновляемая энергия обеспечила около 11,59 квадриллиона британских тепловых единиц (БТЕ) ​​(1 квадриллион — это цифра 1, за которой следуют 15 нулей), что составляет 12% от общего потребления энергии в США. На электроэнергетический сектор приходилось около 60% от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2020 году, и около 20% от общего объема производства электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые источники энергии могут сыграть важную роль в U.С. Энергетическая безопасность и сокращение выбросов парниковых газов. Использование возобновляемых источников энергии может помочь сократить импорт энергии и сократить использование ископаемого топлива, которое является крупнейшим источником выбросов углекислого газа в США. В годовом прогнозе развития энергетики на 2021 год Базовый пример EIA прогнозирует, что потребление возобновляемой энергии в США будет продолжать расти до 2050 года. В базовом сценарии обычно предполагается, что действующие законы и постановления, влияющие на энергетический сектор, включая законы, у которых есть даты окончания, остаются неизменными. на протяжении всего прогнозного периода.Потенциальные последствия предлагаемого законодательства, нормативных актов или стандартов не включены в AEO2021.

Последнее обновление: 20 мая 2021 г.

Альтернативные источники энергии — ветровые, солнечные, гидроэнергетические и другие альтернативные источники энергии для коммерческих и домашних источников энергии

Введение в Altenergy

10¹⁶ ватт — это примерно количество энергии, имеющееся в распоряжении цивилизации, которая может использовать все падающее на планету солнечное излучение от ее родительской звезды — Тип I по шкале Кардашева.Когда известный астрофизик Николай Кардашев впервые попытался измерить уровень технологического прогресса цивилизации в 1964 году, он остановился на потреблении энергии как на лучшей метрике для измерения прогресса в космическом масштабе.

Во многих отношениях энергия является валютой нашей Вселенной, от одноклеточных организмов, плавающих в первобытных бассейнах, до колоний сурикатов в африканской саванне и огромных мегаполисов, таких как Нью-Йорк, Сидней или Пекин. На заре первого тысячелетия нашей эры население Земли составляло всего 150-200 миллионов человек, а к 1000 году нашей эры достигло 300 миллионов. К началу промышленной революции (середина 1700-х годов) ископаемое топливо способствовало быстрому развитию и расширению человеческой цивилизации, достигнув к 1800 году численности населения в 1 миллиард человек.

Так что же нам остается сегодня?

«Современное общество» сейчас находится на уровне 0,73 по шкале Кардашева. Хотя у нас есть шанс на Тип 1, неблагоприятные последствия сжигания ископаемого топлива оставили нас в острой необходимости в альтернативе.

Enter, альтернативная энергия — любой источник энергии, альтернативный существующему положению вещей.Возобновляемые источники энергии, не производящие выбросов углекислого газа и других парниковых газов, которые способствуют антропогенному изменению климата. На altenergy.org мы стремимся охватить солнечную энергию, ветер, биомассу, гидроэнергетику, геотермальную энергию и другие углеродно-нейтральные источники энергии, которые помогут человечеству перейти к устойчивому будущему.

Солнечная энергия

Что может быть лучше для достижения статуса Типа I, чем получать энергию прямо из источника — солнечная энергия предполагает использование энергии нашего солнца. От фотоэлектрических (PV) элементов, которые улавливают фотоны и преобразуют их в электричество, до солнечной тепловой энергии (STE), использующей солнечное тепло, солнечная энергия является одним из самых многообещающих альтернативных источников энергии на рынке сегодня.

Энергия ветра

Тысячи лет люди использовали ветер, чтобы толкать паруса, измельчать зерно и перекачивать воду. Сегодня ветряные мельницы используют турбины для преобразования энергии вращения в электричество, которое может надежно поступать в сеть. В более крупном масштабе к 2030 году ветряные электростанции будут обеспечивать до 20% мирового производства электроэнергии.

Биомасса

И биодизель являются одними из наиболее широко используемых возобновляемых источников энергии. В отличие от ископаемого топлива, которое производится геологическими процессами, которые могут длиться миллионы лет, биомасса обычно относится к биотопливу, полученному с помощью биологических процессов, таких как сельское хозяйство и анаэробное сбраживание. Такие виды топлива, как биоэтанол из кукурузы или биодизель из переэтерификации растительных масел, горят чище, чем обычное ископаемое топливо, и могут помочь странам оставаться в рамках своих углеродных бюджетов.

Приливная сила

Приливы и отливы происходят стабильно и предсказуемо, что делает приливную силу жизнеспособным альтернативным источником энергии для регионов, где доступны высокие приливные интервалы. Приливная электростанция Ранс во Франции — первая в мире крупномасштабная приливная электростанция, которая использует турбины для выработки электроэнергии, во многом так же, как гидроэлектростанция для плотины. Совсем недавно CETO, волновая электростанция, подключенная к сети у побережья Западной Австралии, использовала серию буев и донных насосов для выработки электроэнергии.

Геотермальная энергия

Приблизительно 1,4 x 1021 джоулей тепловой энергии течет к поверхности Земли каждый год. Регионы с высоким уровнем геотермальной активности, такие как Исландия и Индонезия, могут использовать эту геотермальную энергию, доступную в магматических каналах и горячих источниках, для вращения турбин, вырабатывающих электричество или обеспечивающих естественное отопление домов.

Мы называем это Альтернативной энергией.

Ежедневно мир производит углекислый газ, который выбрасывается в атмосферу Земли и будет оставаться там через сто лет.

Это повышенное содержание углекислого газа увеличивает тепло нашей планеты и является основной причиной так называемого «эффекта глобального потепления». Один из ответов на глобальное потепление — заменить и модернизировать существующие технологии альтернативами, которые имеют сопоставимые или лучшие характеристики, но не выделяют углекислый газ. Мы называем это альтернативной энергией

.

К 2050 году одна треть мировой энергии должна будет производиться за счет солнечной, ветровой и других возобновляемых источников энергии. Кто говорит? British Petroleum и Royal Dutch Shell, две из крупнейших нефтяных компаний в мире.Изменение климата, рост населения и истощение запасов ископаемого топлива означают, что возобновляемые источники энергии должны будут играть более значительную роль в будущем, чем сегодня.

Альтернативная энергия относится к источникам энергии, которые не имеют нежелательных последствий, например ископаемому топливу или ядерной энергии. Альтернативные источники энергии являются возобновляемыми и считаются «бесплатными» источниками энергии. Все они имеют более низкие выбросы углерода по сравнению с традиционными источниками энергии. К ним относятся энергия биомассы, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, источники гидроэлектрической энергии.В сочетании с переработкой отходов использование чистых альтернативных источников энергии, таких как использование в домашних условиях систем солнечной энергии, поможет обеспечить выживание человека в 21 веке и в последующий период.

Солнечная энергия

С экологической точки зрения лучше всего подходит солнечная энергия. Фотоэлектрическая система мощностью 1,5 кВт будет удерживать более 110 000 фунтов углекислого газа, основного парникового газа, в атмосфере в течение следующих 25 лет. Та же самая солнечная система также избавит от необходимости сжигать 60 000 фунтов угля. Благодаря солнечной энергии нет ни кислотных дождей, ни городского смога, ни какого-либо загрязнения.

Человечество сошло с ума, что до сих пор не потрудилось использовать солнечную энергию. Думать об этом. Выйдите на улицу в солнечный день. Свет, падающий на ваше лицо, покинул Солнце всего за 8 минут. За эти 8 минут он проехал 93 миллиона миль. Эти фотоны перемещаются, и когда они ударяются о ваш фотоэлектрический модуль, вы можете преобразовать это движение в электричество. Как технология, фотоэлектрические элементы не так хороши, как этот новый внедорожник, о котором нам говорит телевидение.Но во многих отношениях фотоэлектрическая энергия — это гораздо более элегантная и сложная технология.

Будь то для вашего бизнеса или для вашего дома, почему бы не инвестировать в солнечные панели. Сегодняшние солнечные панели являются бомбоустойчивыми и часто имеют гарантию 25 или более лет. Ваши солнечные батареи могут пережить вас. Они также являются модульными — вы можете начать с небольшой системы и со временем расширять ее. Солнечные панели легкие (весят около 20 фунтов), поэтому, если вы переедете, вы можете взять систему с собой.

Сеточные интерактивные системы и нетто-учет

Некоторые коммунальные предприятия возражают против сетевого учета.Обычно вопрос не в деньгах, а в контроле. Они не хотят, чтобы ваш сок попадал в их провода, или они не хотят создавать прецедент, который может снова их преследовать. Вскоре появятся некоторые технологии распределенной генерации, которые коммунальные службы определенно не захотят измерять, включая топливные элементы и микротурбины мощностью 50 кВт размером с пивные бочки.

Однако в США и Австралии поставщики электроэнергии все больше поддерживают схемы обратного выкупа солнечной энергии. Кроме того, предприятия теперь могут пользоваться услугами разных поставщиков газа и электроэнергии и делать покупки для наиболее экономичных.

Solar ратует за критику коммунальных предприятий. Но, несмотря на все недостатки, в отрасли было протянуто огромное количество проводов. Редко бывает, что американец, австралиец или европеец находится на расстоянии более 50 футов от электрической розетки.

Это обычное чудо, которое мы принимаем как должное. С инженерной точки зрения сеть — это огромный ресурс. Фотоэлектрическая система, привязанная к сети, будет более эффективной, возможно, более экологичной и, безусловно, дешевле, чем система, расположенная в глуши. Более эффективен, потому что инвертор может отслеживать «кривую максимальной мощности» модулей, а не более низкое напряжение, необходимое для подзарядки батарей.

Возможно, более экологичный, потому что вам не нужны батареи, которые содержат едкие химические вещества, выделяют сернистые газы и в конечном итоге изнашиваются. И намного дешевле, потому что с сетью в качестве резервной вам не нужно покупать батареи, контроллер заряда, панель управления или генератор.

Вот и вы скинули до 5000 долларов с типичной автономной системы. Снижение цены имеет решающее значение, потому что никому в сети не нужна фотоэлектрическая энергия, по крайней мере, не так, как это нужно домовладельцу, не подключенному к сети. У нас уже есть сок. Это может быть атомная бомба, может быть угольная электростанция, это может быть гидроэлектростанция (или «воплощенный лосось»), но она там.

Чтобы продавать фотоэлектрические системы, подключенные к сети, вам нужно снизить цену и затем помочь потенциальным клиентам понять, что солнечная энергия для угля, как круассан для Twinkie. На интуитивном уровне многие люди уже понимают ключевое различие между ископаемым топливом и возобновляемой энергией. Один ворует у наших детей, другой — нет.

Текущая стоимость солнечных панелей означает, что сетевые интерактивные системы не окупаются с точки зрения экономии затрат по сравнению с электричеством из сети.Несмотря на это, многие люди с домами, подключенными к электросети, предпочитают устанавливать сетевые интерактивные солнечные системы, поскольку они не создают никаких парниковых газов при выработке электроэнергии, в отличие от электростанций, работающих на угле.

Многочисленные исследования показали, что эквивалентное количество электроэнергии, используемой для изготовления солнечной панели, вырабатывается панелью в течение первых двух лет эксплуатации, следовательно, солнечная панель погасит свой «долг» по парниковым газам в течение этого времени.

Энергия ветра

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий.Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы использовали ветряные мельницы уже 400 лет, к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно.

Ветряные мельницы, возможно, были даже разработаны в Китае до 1 года нашей эры, но самая ранняя письменная документация относится к 1219 году. Критяне использовали «буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором [для] перекачивания воды для сельскохозяйственных культур и домашнего скота».

Сегодня люди осознают, что энергия ветра «является одним из самых многообещающих новых источников энергии», который может служить альтернативой электричеству, произведенному на ископаемом топливе.Стоимость ветроэнергетики снижалась на 15% с каждым удвоением установленной мощности во всем мире, а мощность удваивалась три раза в течение 1990-х и 2000-х годов.

По состоянию на 1999 год мировая мощность ветроэнергетики превысила 10 000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, этого достаточно для обслуживания более 5 городов размером с Майами. Пять Майами могут показаться незначительными, но если мы сделаем прогнозируемые шаги в ближайшем будущем, энергия ветра может стать одним из наших основных источников электроэнергии.

Хотя энергия ветра сейчас более доступна, более доступна и не загрязняет окружающую среду, у нее есть некоторые недостатки. Энергия ветра страдает от того же недостатка плотности энергии, что и прямое солнечное излучение. Тот факт, что это «очень рассеянный источник», означает, что «требуется большое количество ветряных генераторов (и, следовательно, большие земельные площади) для производства полезного количества тепла или электроэнергии.

«Но ветряные турбины нельзя устанавливать везде просто потому, что во многих местах недостаточно ветрено для выработки подходящей энергии.Когда подходящее место найдено, строительство и обслуживание ветряной электростанции может оказаться дорогостоящим. Это «очень капиталоемкая технология». Если процентные ставки, взимаемые за производство оборудования и строительство завода, высоки, то потребителю придется платить больше за эту энергию.

«Одно исследование показало, что если бы ветряные электростанции финансировались на тех же условиях, что и газовые, их стоимость упала бы почти на 40%». К счастью, чем больше построено объектов, тем дешевле энергия ветра.

Но все больше энергии вкладывается в поиски многих других альтернативных источников энергии и обеспечение их жизнеспособности, таких как геотермальная энергия, энергия волн и биомасса!

Солнечная энергия как возобновляемая и альтернативная энергия, Солнечные технологии и информация об энергии

Земля получает невероятный запас солнечной энергии. Солнце, средняя звезда, представляет собой термоядерный реактор, который горит более 4 миллиардов лет. Он обеспечивает достаточно энергии за одну минуту, чтобы удовлетворить мировые потребности в энергии в течение одного года. За один день он дает больше энергии, чем наше нынешнее население потребило бы за 27 лет. Фактически, «количество солнечной радиации, падающей на Землю за трехдневный период, эквивалентно энергии, накопленной во всех ископаемых источниках энергии».

Солнечная энергия — это бесплатный, неисчерпаемый ресурс, но использование ее — относительно новая идея.Возможность использовать солнечную энергию для обогрева была первым открытием. Швейцарский ученый Гораций де Соссюр в 1767 году построил первый тепловой солнечный коллектор, который позже использовался для нагрева воды и приготовления пищи. Первый коммерческий патент на солнечный водонагреватель был получен Кларенсом Кемпом из США в 1891 году. Эта система была куплена двумя руководителями Калифорнии и установлена ​​в одной трети домов в Пасадене к 1897 году.

Производство электричества из солнечной энергии было вторым открытием.В 1839 году французский физик Эдмунд Беккерель понял, что солнечная энергия может производить «фотоэлектрический эффект» (фото = свет, гальваника = электрический потенциал). В 1880-х годах были разработаны селеновые фотоэлектрические (PV) элементы, которые могли преобразовывать свет в электричество с эффективностью 1-2% («эффективность солнечного элемента — это процент доступного солнечного света, преобразованного фотоэлектрическим элементом в электричество»), но как произошедшее преобразование не было понято. Поэтому фотоэлектрическая энергия «оставалась диковинкой в ​​течение многих лет, поскольку была очень неэффективна при превращении солнечного света в электричество.«Только когда Альберт Эйнштейн предложил объяснение« фотоэлектрического эффекта »в начале 1900-х годов, за что он получил Нобелевскую премию, люди начали понимать связанный с этим фотоэлектрический эффект.

ПРОВЕРИТЬ СОЛНЕЧНУЮ КАРТУ

«Солнечные технологии усовершенствовали примерно до его нынешнего дизайна в 1908 году, когда Уильям Дж. Бейли из Carnegie Steel Company изобрел коллектор с изолированной коробкой и медными катушками». К середине 1950-х годов Bell Telephone Labs достигла эффективности 4%, а позже 11% с помощью кремниевых фотоэлементов.С тех пор интерес к солнечной энергии усилился. В конце 1950-х и 1960-х годах космическая программа сыграла активную роль в развитии фотовольтаики. «Ячейки были идеальными источниками электроэнергии для спутников, потому что они были прочными, легкими и могли надежно удовлетворять требованиям низкой мощности». К сожалению, использование этих элементов на Земле было непрактичным из-за высокой стоимости их эффективного и легкого веса, поэтому потребовались дальнейшие исследования.

Солнечная энергия могла обладать огромным потенциалом , но его оставляли на второй план, когда ископаемое топливо было более доступным и доступным.«Только в последние несколько десятилетий, когда растущие потребности в энергии, рост экологических проблем и сокращение ресурсов ископаемого топлива заставили нас обратиться к альтернативным источникам энергии, мы сосредоточили свое внимание на истинном использовании этого огромного ресурса». Например, Министерство энергетики США профинансировало установку и тестирование более 3000 фотоэлектрических систем во время нефтяного эмбарго 1973–1974 годов. К концу 1970-х годов энергетические компании и правительственные агентства вложили средства в фотоэлектрическую промышленность, и «развитие модулей значительно ускорилось.«Улучшения в солнечной энергии снова стали искать во время войны в Персидском заливе в 1990-х годах.

Учитывая, что «первые практические солнечные элементы были сделаны менее 30 лет назад», мы прошли долгий путь. Расточительство профессиональных компаний в области солнечной энергии, разрабатывающих уникальные и специфические солнечные энергосистемы для индивидуальных домов, означает, что больше не существует оправдание не рассматривать солнечную энергию для вашего дома. Самый большой скачок эффективности произошел «с появлением транзисторов и сопутствующих полупроводниковых технологий.«Стоимость производства упала почти до 1/300 от того, что было во время космической программы середины века, а стоимость покупки выросла с 200 долларов за ватт в 1950-х годах до возможного всего 1 доллара за ватт сегодня. Эффективность повысилась. резко до 40,8% нового мирового рекорда Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США по состоянию на август 2008 года.

Сегодня мы все еще используем солнечную энергию в тех же двух формах: тепловая и фотоэлектрическая. Первый концентрирует солнечный свет, преобразует его в тепло и направляет его в парогенератор или двигатель, чтобы преобразовать его в электричество, чтобы «обогреть здания, нагреть воду, вырабатывать электричество, сушить посевы или уничтожать опасные отходы.«Электричество вырабатывается, когда нагретая жидкость приводит в движение турбины или другое оборудование. Вторая форма солнечной энергии производит электричество напрямую, без движущихся частей. Сегодняшняя фотоэлектрическая система состоит из элементов, сделанных из кремния, второго по распространенности элемента в земной коре». образуется, когда солнечный свет попадает на полупроводниковый материал и создает электрический ток ». Самая маленькая единица системы — это ячейка. Ячейки, соединенные вместе, образуют модуль, а модули, соединенные вместе, образуют панель.Группа панелей называется массивом, а несколько массивов образуют поле массива.

У фотоэлектрической солнечной энергии есть несколько преимуществ, которые делают ее «одним из самых многообещающих возобновляемых источников энергии в мире». Он не загрязняет окружающую среду, не имеет движущихся частей, которые могут выйти из строя, требует небольшого обслуживания и без присмотра и имеет срок службы 20-30 лет при низких эксплуатационных расходах. Он особенно уникален тем, что не требует масштабного монтажа. Удаленные районы могут легко производить собственное электроснабжение, строя по мере необходимости небольшие или большие системы.Генераторы солнечной энергии просто распределяются по домам, школам или предприятиям, где для их сборки не требуется дополнительных застройок или участков земли, а их работа безопасна и бесшумна. По мере роста сообществ может быть добавлена ​​дополнительная мощность солнечной энергии, «тем самым позволяя выработке электроэнергии идти в ногу с растущими потребностями без необходимости чрезмерного наращивания генерирующих мощностей, как это часто бывает с обычными крупномасштабными энергосистемами». Сравните эти характеристики с характеристиками угля, нефти, газа или ядерной энергетики, и выбор будет прост.Технологии солнечной энергии предлагают чистый, возобновляемый и домашний источник энергии.

Фотоэлектрическая энергия даже имеет преимущества перед ветровой, гидроэнергетикой и солнечной тепловой энергией. Для последних трех требуются турбины с движущимися частями, которые издают шум и требуют технического обслуживания.

Солнечная энергия сегодня наиболее востребована в развивающихся странах, наиболее быстрорастущем сегменте рынка фотоэлектрической энергии. Люди остаются без электричества, когда солнце светит над землей, что делает солнечную энергию очевидным выбором.«Правительства находят его модульный, децентрализованный характер идеальным для удовлетворения потребностей в электроэнергии тысяч отдаленных деревень в своих странах». Это намного практичнее, чем продление дорогих линий электропередач в отдаленные районы, где у людей нет денег, чтобы платить за обычную электроэнергию.

Индия становится одним из основных мировых производителей фотоэлектрических модулей, планируя обеспечить электричеством 100 000 деревень и установить телефоны на солнечных батареях в 500 000 деревень.К 2000 году Мексика планирует электрифицировать 60 000 деревень с помощью солнечной энергии. Больница Булапе в Заире обслуживает 50 000 амбулаторных пациентов в год и полностью работает на солнечной энергии, от кондиционирования воздуха до рентгеновского оборудования. А на марокканских базарах ковры, жестяная посуда и солнечные батареи выставлены на продажу бок о бок. Вероятно, самый выдающийся пример приверженности страны использованию солнечной энергии — это Израиль. В 1992 году более половины всех домашних хозяйств (700 000) нагревали воду с помощью систем солнечной энергии. И каждый год появляется 50 000 новых установок.

Солнечная энергия так же практична в населенных пунктах, подключенных к местной электросети, как и в отдаленных районах. «В среднем доме более чем достаточно площади на крыше, чтобы производить достаточно солнечной электроэнергии для удовлетворения всех его потребностей в электроэнергии. С инвертором, который преобразует постоянный ток (DC) от солнечных элементов в переменный ток (AC), что является наиболее важным. бытовая техника работает, дом на солнечных батареях может выглядеть и работать так же, как дом, подключенный к линии электропередачи.«

Энергоснабжение домашних хозяйств — это всего лишь одно использование солнечной энергии. Фактически, есть четыре широкие категории, которые можно выделить для использования солнечной энергии: промышленное, сельское жилье, подключенное к сети и потребительское / внутреннее. Промышленное использование представляет собой крупнейшее применение солнечной энергии за последние 30 лет. «Телекоммуникации, нефтяные компании и оборудование для обеспечения безопасности на дорогах — все полагаются на солнечную энергию для обеспечения надежного и постоянного электропитания вдали от любых линий электропередач». Придорожные телефонные будки и освещенные дорожные знаки полагаются на энергию солнца, чтобы предоставлять надежные услуги без подземных кабельных соединений или дизельных генераторов.Навигационные системы, такие как морские буи и другие беспилотные установки в суровых отдаленных районах, также являются идеальными приложениями для солнечной энергии, потому что «требования к нагрузке хорошо известны, а требования к надежной электроснабжению являются самыми высокими». Сельское жилье включает «коттеджи, дома, деревни, поликлиники, школы, фермы, а также индивидуальные светильники и мелкую бытовую технику». В системах, подключенных к сети, солнечная энергия сочетается с существующей сетью, чтобы обеспечить коммерческий объект энергией, достаточной для удовлетворения высокого спроса, или для дополнения предложения семьи.Использование фотоэлементов в быту и внутри помещений включает в себя часы и калькуляторы; Фотоэлектрические модули приводят в действие компьютеры и радиоприемники.

Практичность и экологичность солнечной энергии влияет на людей во всем мире, что проявляется в продажах оборудования. По данным Seimens Solar, производство фотоэлементов и модулей увеличилось в три раза с 40 МВт в 1990 году до примерно 120 МВт в 1998 году. «Мировые продажи росли в среднем примерно на 15% ежегодно в течение последнего десятилетия.Мы полагаем, что существует реальная вероятность того, что рынок продолжит рост примерно на 15% в ближайшее десятилетие. При таких темпах мировая производственная мощность к 2010 году составит 1000 МВт, а производство фотоэлектрических систем может составить 5 миллиардов долларов ».

У использования солнечной энергии есть только два основных недостатка : количество солнечного света и стоимость оборудования. Количество солнечного света, которое получает место, «сильно варьируется в зависимости от географического положения, времени суток, сезона и облачности.Юго-запад Соединенных Штатов — одно из лучших мест в мире для солнечного света. В глобальном масштабе другие регионы с очень высокой интенсивностью солнечного излучения включают развивающиеся страны Азии, Африки и Латинской Америки ». См. Также« Экологичный дизайн дома

».

Но человек, живущий в Сибири, мало выиграет от этого возобновляемого ресурса. И хотя «технологии солнечной энергии привели к огромным технологическим и экономическим улучшениям, [они] по-прежнему дороже традиционных источников энергии». Однако солнечное оборудование в конечном итоге окупится за 2–5 лет в зависимости от того, сколько солнца получает конкретное место.Тогда пользователь будет иметь практически бесплатный источник энергии до конца срока службы оборудования, согласно докладу «Время окупаемости энергии кристаллических кремниевых солнечных модулей». Предполагается, что дальнейшие улучшения сократят срок окупаемости до 1–3 лет.

По словам Ларри Казмерски, директора Национального центра фотоэлектрической энергетики Министерства энергетики США, лучший способ снизить стоимость солнечной энергии — это повысить эффективность элемента. «По мере того, как ученые и исследователи из NCPV расширяют границы эффективности солнечных элементов, мы можем начать визуализировать день, когда энергия солнца будет генерировать значительную часть потребности страны в электроэнергии.«Любые улучшения и последующее сокращение затрат также будут иметь жизненно важное значение для космических приложений. Также попробуйте найти правильную электрическую компанию, чтобы сэкономить деньги. Энергетические компании могут помочь вам получить выгоду с такими решениями.

По мере того, как цена на солнечную энергию падает, а на обычное топливо растет, фотоэлектрическая энергия «вступает в новую эру международного роста». Настолько, что солнечная энергия «останется отличным вариантом энергии еще долго после того, как мгновенная модель ископаемого топлива исчезнет в дыму.«

Энергия ветра как возобновляемая энергия, плюсы и минусы энергии ветра

Дополнительная информация о возобновляемых источниках энергии

Ветер
Голландское ветровое колесо
Турбинная система Тринити
Сжатие энергии ветра
Бесплатное электричество в Техасе

Общества использовали энергию ветра на протяжении тысячелетий. Первое известное использование было в 5000 году до нашей эры, когда люди использовали паруса для навигации по реке Нил. Персы использовали ветряные мельницы уже 400 лет, к 900 году нашей эры, чтобы перекачивать воду и перемалывать зерно.Ветряные мельницы, возможно, были даже созданы в Китае до 1 года нашей эры, но самая ранняя письменная документация относится к 1219 году. Критяне использовали «буквально сотни ветряных мельниц с парусным ротором [для] перекачивания воды для сельскохозяйственных культур и скота».

Ветряная мельница

Голландцы были ответственны за многие усовершенствования ветряной мельницы, в первую очередь за откачку лишней воды с земли, которая была затоплена. Еще в 1390 году они соединили мельницу с «многоэтажной башней, с отдельными этажами, предназначенными для измельчения зерна, удаления соломы, хранения зерна и (внизу) жилых помещений для ветряного кузнеца и его семьи.«Его популярность распространилась до того, что в Англии было 10 000 ветряных мельниц. Но для улучшения эффективности ветряной мельницы до такой степени, что она« имела все основные характеристики, признанные современными дизайнерами как критически важные для работы лопастей современных ветряных турбин », потребовалось почти 500 К тому времени области применения варьировались от распиловки древесины до обработки специй, табака, какао, красок и красителей.

Ветряная мельница была усовершенствована в конце 19 века в США; некоторые дизайны того периода используются до сих пор.Тяжелые, неэффективные деревянные лопасти были заменены более легкими и быстрыми стальными лопастями примерно в 1870 году. В течение следующего столетия в США было построено более шести миллионов небольших ветряных мельниц, которые помогали поить скот и снабжать дома водой во время развития Запада. . Первой большой ветряной мельницей, производившей электричество, была «американская многолопастная конструкция», построенная в 1888 году. Ее мощность в 12 киловатт позже была заменена современными ветряными турбинами мощностью 70-100 киловатт.

Источники энергии ветра

Сегодня люди понимают, что энергия ветра «является одним из самых многообещающих новых источников энергии», который может служить альтернативой электричеству, произведенному на ископаемом топливе.

При сегодняшних технологиях энергия ветра может обеспечивать 20% электроэнергии Америки (или примерно столько же, сколько дает ядерная энергия) с турбинами, установленными менее чем на 1% ее территории. И в пределах этой области менее 5% земли будет занято ветровым оборудованием, а оставшиеся 95% можно будет продолжать использовать для земледелия или скотоводства. К 2020 году 10 миллионов домов в среднем в США могут снабжаться энергией ветра, что предотвратит выбросы СО2 на 100 миллионов метрических тонн ежегодно. Уменьшение нашей зависимости от ископаемого топлива имеет решающее значение для здоровья всех живых существ, и энергия ветра может сделать именно это.

3 миллиарда киловатт-часов электроэнергии, производимой американскими ветряными машинами, ежегодно замещают энергетический эквивалент 6,4 миллиона баррелей нефти и позволяют избежать 1,67 миллиона тонн выбросов углерода, а также выбросов серы и оксидов азота, которые вызывают смог и кислотные дожди. Другими словами, «больше энергии ветра означает меньше смога, кислотных дождей и выбросов парниковых газов».

Ветряные мельницы, возможно, существовали уже почти 1500 лет, но никто не предполагал, что энергия ветра станет достаточно доступной, чтобы конкурировать с ископаемым топливом.Действительно, есть. Фактически, многие коммунальные службы по всему миру предлагают ветровую электроэнергию с надбавкой от 2 до 3 центов за кВтч. Если бы домашнее хозяйство использовало энергию ветра для 25% своих нужд, оно бы тратило на это всего 4-5 долларов в месяц, а цена все равно снижалась.

Сравните это с 4,8–5,5 цента за кВтч для угля или от 11,1 до 14,5 цента за кВтч для атомной энергетики. Таким образом, энергия ветра «дешевле, чем любое другое новое производство электроэнергии, за исключением природного газа. [Который] выделяет один фунт парниковых газов на каждый киловатт-час производимой электроэнергии.«Успех этой энергии отчасти объясняется тем фактом, что ее стоимость снизилась« более чем на 80% с начала 1980-х ». Ожидаются еще более низкие цены, поскольку« отраслевые аналитики считают, что затраты снизятся еще на 20%. до 40 процентов к 2005 году ».

Электроэнергия от ветра

Германия, США, Испания, Дания, Индия и Австралия входят в число ведущих стран мира по приобретению энергии ветра. Энергия ветра растет не по дням, а по часам.

Энергия ветра в настоящее время является самым быстрорастущим источником энергии в мире, а также одной из самых быстрорастущих отраслей, объем продаж которой в 2008 году составил около 3 миллиардов долларов.Крупные шельфовые разработки вероятны в водах Северной Европы в начале следующего столетия.

Это будет следующий важный шаг в развитии этой технологии, который приведет к резкому увеличению децентрализованного производства электроэнергии. Морской ветер может поставлять значительное количество энергии по цене, которая дешевле, чем у большинства других возобновляемых источников энергии, поскольку скорость ветра на море обычно выше, чем на суше

По состоянию на 1999 год мировая мощность ветроэнергетики превысила 10 000 мегаватт, что составляет примерно 16 миллиардов киловатт-часов электроэнергии.По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, этого достаточно для обслуживания более 5 городов размером с Майами. Пять Майами могут показаться незначительными, но если мы сделаем прогнозируемые шаги в ближайшем будущем, энергия ветра может стать одним из наших основных источников электроэнергии. «Благодаря сегодняшним технологиям ветровая энергия могла бы обеспечивать 20% электроэнергии Америки (или примерно столько же, сколько дает ядерная энергия) с турбинами, установленными менее чем на 1% ее территории. А в пределах этой области — менее 5% суши. будет занято ветровым оборудованием, остальные 95% можно будет продолжать использовать для земледелия или скотоводства.«К 2010 году 10 миллионов средних американских домов будут снабжаться энергией ветра, что предотвратит выбросы CO 2 на 100 миллионов метрических тонн ежегодно.

Уменьшение нашей зависимости от ископаемого топлива имеет решающее значение для здоровья всех живых существ, и энергия ветра может сделать именно это. «3 миллиарда киловатт-часов электроэнергии, производимой американскими ветряными машинами, ежегодно замещают 6,4 миллиона баррелей нефти и позволяют избежать 1,67 миллиона тонн выбросов углерода, а также выбросов серы и оксидов азота, которые вызывают смог и кислотные дожди.«Другими словами,« больше энергии ветра означает меньше смога, кислотных дождей и выбросов парниковых газов ».

Ветряные мельницы, возможно, существовали уже почти 1500 лет, но никто не предполагал, что энергия ветра станет достаточно доступной, чтобы конкурировать с ископаемым топливом. Действительно, есть. Фактически, многие коммунальные службы по всему миру предлагают ветровую электроэнергию с надбавкой от 2 до 3 центов за кВтч. Если бы домашнее хозяйство использовало энергию ветра для 25% своих нужд, оно бы тратило на это всего 4-5 долларов в месяц, а цена все равно снижалась.Сравните это с 4,8–5,5 цента за кВтч для угля или от 11,1 до 14,5 центов за кВтч для атомной энергетики. Таким образом, энергия ветра «дешевле, чем любое другое новое производство электроэнергии, за исключением природного газа, [который] выделяет один фунт парниковых газов на каждый киловатт-час производимой электроэнергии». Успех этой энергии отчасти объясняется тем, что ее стоимость снизилась «более чем на 80% с начала 1980-х». Ожидается, что цены будут еще ниже, поскольку «отраслевые аналитики считают, что к 2005 году стоимость снизится еще на 20-40 процентов.«

Германия, США, Испания, Дания и Индия входят в число ведущих стран мира по приобретению энергии ветра. По словам Криса Флавина, докладчика на Всемирном нефтяном форуме, состоявшемся в Денвере, штат Колорадо, 30 октября 1998 года, «Наварро, Испания, использует энергию ветра для выработки 23% своих потребностей в электроэнергии». В настоящее время Дания вырабатывает 8 процентов электроэнергии за счет энергии ветра. Флавин, вице-президент и старший аналитик энергетической политики в Worldwatch Institute, сообщил, что энергия ветра растет не по дням, а по часам.Фактически, согласно Worldwatch Institute Online : «В 1998 году в мире было добавлено 2100 мегаватт новых мощностей по производству ветровой энергии, что стало новым рекордом, и на 35% больше, чем было добавлено в 1997 году. Ветровая энергия сейчас является самой быстрой в мире. растущий источник энергии, а также стала одной из самых быстрорастущих отраслей, объем продаж которой в 1998 году составил около 2 миллиардов долларов «. Крупные шельфовые разработки вероятны в водах Северной Европы в начале следующего столетия. Это будет следующим важным шагом для этой технологии и приведет к резкому увеличению децентрализованного производства электроэнергии.Морской ветер может доставлять значительное количество энергии по цене, которая дешевле, чем у большинства других возобновляемых источников энергии, поскольку скорость ветра на море обычно выше, чем на суше.

Согласно пресс-релизу от апреля 1999 г., «Во всем мире мощность ветроэнергетики росла ежегодно на 25,7% в течение 1990-х годов, при этом общее удвоение каждые три года, а себестоимость производства неуклонно снижалась по мере каждого удвоения и экономии большего объема.Кристоф Бурийон, исполнительный директор Европейской ассоциации ветроэнергетики, отметил, что Европа стала «мировым лидером в развитии ветроэнергетики» в 1990-х годах, и он ожидает, что это продолжится.

Что касается ветроэнергетики в США, Июнь 1999 года ознаменовал конец самого лучшего года. Исполнительный директор Американской ассоциации ветроэнергетики объясняет этот «порыв ветра» «прогрессивной государственной политикой и растущим потребительским спросом на« зеленую »(с низким уровнем воздействия на окружающую среду) энергию.«Многие штаты теперь требуют, чтобы часть их производства энергии поступала из возобновляемых источников. И коммунальные предприятия теперь предлагают людям« выбор покупки зеленой энергии по более высокой цене, чем электричество из обычных, экологически вредных источников, таких как ископаемое топливо. В большинстве случаев ветер, как один из самых дешевых возобновляемых источников энергии, является основным бенефициаром ». Коммунальные предприятия, а также политики постоянно удивляются положительной реакции населения на доступность этой зеленой энергии.

Гибель птиц на ветряных электростанциях вызывает беспокойство. Исследование, проведенное в районе ветровых ресурсов перевала Альтамонт в Калифорнии, обнаружило 182 мертвых птицы, 119 из которых были хищными. В ответ на это ветроэнергетическая промышленность взяла на себя обязательство модифицировать оборудование, чтобы сделать территорию более безопасной для птиц. Идеи включают уменьшение количества насестов на турбинах, размещение турбин на большом расстоянии друг от друга и в направлении миграции, рисование узоров на лопастях, которые контрастируют с цветами ландшафта, и даже радиопередачу, чтобы полностью отпугнуть птиц. В своих попытках взять на себя ответственность в этом вопросе отрасль незаметно указывает, сколько миллионов видов погибает ежегодно во время приобретения и распределения большинства традиционных источников энергии.

В целом преимущества ветроэнергетики значительно перевешивают недостатки. Хотя на данный момент он может только дополнять другие источники энергии, он обеспечивает квалифицированные рабочие места для людей в сельских общинах, заменяет экологически вредные источники энергии и является неисчерпаемым. «Он никогда не будет подвергаться эмбарго или« ценовым потрясениям », вызванным международными конфликтами, «и« в отличие от нефтяных месторождений, энергия ветра возобновляема, год за годом, навсегда ».

Новая энергия, изучение первых пионеров, холодный синтез, энергия нулевой точки, магнитная энергия

Есть ряд исследователей , работающих над открытием и разработкой новых источников энергии от технологии холодного синтеза до получения энергии нулевой точки.

Эти пионеры стремятся открыть способ задействовать изобилие энергии атома или пространства вокруг нас.

К сожалению, усилиям не хватает как государственной, так и традиционной научной поддержки. Революционные и изменившие мир открытия прошлого также пострадали от этого недостатка поддержки. Даже не имея больших финансовых ресурсов, эти исследователи создали увлекательную работу, которая заинтригует вас. Если хотя бы один из этих исследователей достигнет своей цели, ваш мир уже никогда не будет прежним.

Новая энергия

Множество потенциальных альтернативных источников энергии в наши дни кажется недосягаемым. Теории, лежащие в основе некоторых из этих «новых» форм производства энергии, существуют уже давно и исторически встречают значительное сопротивление со стороны традиционной науки и техники. Они существуют и сегодня.

Наиболее распространенные аргументы против исследования этих новых форм энергии основаны на одном из двух важных принципов физики.Первый — это сохранение энергии в замкнутых системах, а второй — современная модель ядер атомов, в частности водорода.

Ответ на эту критику со стороны исследователей в этой области также был двояким. Во-первых, определение закрытой системы открыто для обсуждения. Большинство исследователей новых форм сравнительного производства электроэнергии не спорят с концепцией сохранения энергии, но указывают на то, что можно определить систему так, чтобы в нее включалась энергия вакуума (или нулевой точки), и очевидные проблемы исчезали.

Считается, что в двигателях с постоянными магнитами магнитная энергия преобразуется напрямую. Во-вторых, указывается, что современные модели ядерного синтеза неполны и не могут вызвать наблюдаемый дефицит солнечных нейтрино. Это оставляет модели открытыми для значительной интерпретации.

На следующих страницах обсуждаются исследователи новой энергии и их интересные работы. Мы разделили наше исследование на несколько связанных областей для простоты понимания. Мы признаем, что наши подразделения в некоторой степени произвольны.Вот общие темы, затронутые в этом исследовании новой области энергетики:

Больше новой энергии:

Невозобновляемая энергия

Дополнительная информация о невозобновляемой энергии

Ископаемое топливо
Атомная энергия
Население
Киотский протокол

Мир пристрастился к дешевому , легкодоступному маслу. Это загрязняющий источник энергии, существующий в ограниченном количестве, большая часть которого сосредоточена в политически нестабильном Персидском заливе.Независимо от того, является ли ваша страна предпочтительной энергией ископаемого топлива, ядерной энергии или их комбинации, это смертельная зависимость. История повторится в конвульсиях войны, голода и политических потрясений, когда нынешние дешевые поставки начнут сокращаться, если мы не подготовимся сейчас к будущему, основанному на новых энергетических системах.

Еще в 1960-х предсказания о том, что Соединенные Штаты перекачут более половины своих общих запасов нефти к 1970-м годам, встретили жесткое сопротивление со стороны энергетических дилеров и правительств, поддерживаемых топливными прибылями.Они ошибались, США уже прошли половину пути к потреблению своих недорогих запасов нефти. Атомная энергия рекламировалась как безграничная панацея, которая должна быть настолько дешевой, что электрические компании даже не будут ставить счетчики на дома. Обычная нефть заканчивается, и теперь мы знаем, что поставки ядерного топлива также весьма ограничены.

Перед лицом величайшей надвигающейся катастрофы в мире страны по-прежнему исчерпывают свои зарегистрированные резервы, чтобы сохранить глобальные кредитные рейтинги и доверие, а также успокоить свое население.Например, заем Мексики из США в размере 50 миллиардов долларов был основан на обеспечении в виде прибыли от продажи нефти — залог, который был преувеличенным и недостаточным. Страны ОПЕК вознаграждаются за искусственную инфляцию резервов тем, что им разрешают перекачивать больше нефти в год, что способствует росту их экономики, основанной на нефти. Население мира основано на продуктах питания, выращиваемых с использованием минеральных удобрений и выращиваемых машинами, работающими на дешевом топливе. По мере роста конкуренции за этот ограниченный ресурс последуют голод, коллапс населения и глобальные конфликты.

Сжигание ископаемого топлива или расщепление атомов, чтобы привести машину в движение или вскипятить воду, — все равно что бросать старинную мебель в камин, чтобы обогреть дом. Он тратит впустую драгоценные ресурсы, которые лучше подходят для производства новых материалов или диагностики заболеваний для улучшения здоровья, вместо того, чтобы вливать их в сжигающие газ автомобильные двигатели или электростанции, которые ухудшают окружающую среду. Но какой у нас выбор? Есть ли повод надеяться?

Мы собрали данные и составили фактическое описание проблем, с которыми сталкивается мир, усилий, предпринимаемых странами (довольно мрачно), и усилий отдельных лиц (довольно удивительно).Мы рассмотрели некоторые проблемы, с которыми сталкиваются исследователи, корыстные интересы и их участие в препятствовании прогрессу, а также то, что вы можете сделать, чтобы помочь. Мы предоставили сноски в конце большинства страниц, чтобы вы могли изучить материал и найти для себя дополнительную информацию.

Более подробная информация о невозобновляемых источниках энергии

.

No related posts.