Какие альтернативные источники энергии бывают: Виды альтернативной энергетики. Справка — РИА Новости, 13.11.2009

виды, нетрадиционная энергетика для частного дома

Традиционная энергетика основана на тепловых и атомных станциях, а также на гидроэлектростанциях, что существенно вредит природе, опасно для окружающей среды и человека.

Шагом в будущее признаются альтернативные источники энергии, которые не требуют расходования полезных ископаемых и основаны на экологически чистых принципах работы. В них максимально задействованы нескончаемые возобновляемые природные энергетические запасы.

Откуда можно получать энергию?

Альтернативными энергетическими источниками признаются технологии и устройства, чей принцип действия не основывается на сжигании полезных ископаемых и иных традиционных способах, но которые позволяют получить электрическую энергию или другой, необходимый вид энергии – механическую, тепловую.

Основная цель такой энергетики – независимость от углеводородного топлива, исключение риска истощения залежей полезных ископаемых, исключение вредных выбросов в атмосферу и снижение парникового эффекта.

Где спрятаны огромные энергетические ресурсы нашей планеты? Обращают на себя внимание неисчерпаемые природные возможности:

1. Солнечная энергия. Она способна нагревать, освещать, служить катализатором химических реакций, вызывать фотоэффект. Возникает задача рационально преобразовывать солнечную энергию в необходимые виды и накапливать энергию для круглосуточного использования.
2. Ветер. Он имеет большой энергетический потенциал, который способен вращать специальные конструкции, способные генерировать электроэнергию.
3. Энергия Земли. Огромные запасы тепла хранят в себе недра нашей планеты. Геотермальные источники могут стать поставщиком необходимой тепловой или электрической энергии при правильном использовании.
4. Энергия воды. ГЭС давно служат человечеству, но они требуют перекрывания русла рек плотинами, что вносит заметный вклад в изменение природы. Неисчерпаемые энергетические возможности обнаруживают приливно-отливные морские процессы, которые иногда приносят только беды человеку. Если эту энергию использовать для вращения турбин, то можно обеспечить себя электроэнергией.
5. Биологическая энергия. В процессе гниения биологических масс (навоз, элементы растений, погибшие организмы) выделяется газ, основу которого составляет метан. Этот биогаз можно задействовать для выработки электричества и обогрева. Данная технология позволяет использовать отходы животноводства с большой пользой. На базе биомассы уже создается жидкое (биодизель, этанол) и твердое (биобрикеты и пеллеты) топливо.
6. Природный температурный градиент. Перепад температур, возникающий в естественных условиях, с пользой используется в тепловых насосах.

Виды источников

Как можно использовать альтернативные источники? При правильном подходе можно получить такие виды энергии:

• Электроэнергия. Альтернативная энергия дает возможность создания электрических аккумуляторов, строительства тепловых и гидроэлектростанций.
• Тепловая энергия. Обогрев домов, теплиц, производственных сооружений можно осуществлять непосредственно от природных источников, что уже находит широкое применение.
• Транспорт. Биотопливо способно приводить в движение двигатели транспортных средств. Если в настоящее время такой подход больше похож на эксперимент, то в будущем у него отмечаются хорошие перспективы.
• Механическая энергия. С древних времен вода приводила в движение жернова мельниц. При современной технике альтернативные источники способны двигать конструкции самого разного назначения.

Использование солнечного излучения

Энергия солнца может преобразовываться в электрическую и тепловую энергию. Для этого используются фотоэлектрические и термодинамические способности солнечных лучей. На первом механизме основывается принцип действия солнечных батарей, в которых с помощью фотоэлектрических преобразователей энергия фотонов трансформируется в электричество.

Термодинамика солнечного источника задействована в коллекторах, которые способны накапливать тепловую энергию, вырабатываемую под воздействием солнечных лучей.

Основной недостаток солнечной энергетики связан с зависимостью излучения от времени суток, сезона и погодных условий. Для бесперебойной работы такого источника возникает необходимость аккумулирования энергии в период максимальной излучательной интенсивности.

Строительство солнечных электростанций и ТЭЦ должно учитывать климатические и метеорологические особенности региона.

Солнечные батареи

Солнечная батарея или фотоэлектрический генератор представляет собой комплект моделей в виде двухслойного полупроводникового элемента, в котором происходит преобразование световой энергии в электрическую за счет фотоэффекта.

Современные фотоэлементы имеют достаточный срок службы и просты в обслуживании. Они накапливают энергию в течение всего времени попадания на них солнечных лучей, а затем постепенно отдают ее в виде электрического тока беспрерывно (пока хватает запасов). Так обеспечивается их работа и в темное время суток.

Важно. Для бесперебойной работы батарей должна обеспечиваться достаточная продолжительность светлого времени суток. Кроме того, их нельзя нагревать выше 110-120 ºС, а для устранения влияния осадков надо установить наклонно (примерно под углом 45º).

К преимуществу солнечных батарей относится экологическая чистота, возможность выработки энергии в труднодоступных местах (даже в космосе). Недостатки связаны с малой суммарной мощностью установок и высокой стоимостью солнечных электростанций.

Солнечные коллекторы

Солнечный коллектор представляет собой устройство, преобразующее солнечное излучение в тепловую энергию.

Принцип их действия основан на нагревании теплоносителя, с последующим направлением тепловой энергии на отопление или выработку электричества (теплоэлектростанция).

Выделяются несколько типов таких устройств.

Воздушные

Это наиболее простой вариант рассматриваемой системы. В основе конструкции закладывается пластина из материала с высокой теплопроводностью, которая покрыта прозрачным, теплоизоляционным слоем.

Солнечные лучи проходят через защитный слой, разогревая базовый элемент. Далее тепло передается на конвектор, где потоком воздуха направляется на обогрев помещения или тепловой электрогенератор.

Главный недостаток – работа только в светлое время суток, а потому воздушные коллекторы обычно совмещаются с ТЭНами, что позволяет существенно экономить электроэнергию.

Плоские

Их задача нагреть теплоноситель. В конструкцию устройства входит поглотитель солнечной энергии, трубопровод и термоизоляция. Поглотитель часто делается из стекла с определенным содержанием металла. Внутри установки он соединяется с трубопроводом, по которому пропускается теплоноситель.

Нагреваемый трубопровод может выполняться в решетчатой или серпантиноообразной форме и изготавливается из металла с повышенной теплопроводностью (медь, алюминий).

Трубчатые или вакуумные

Основу конструкции составляют 2 трубки из стекла боросиликатного типа, которые вставлены друг в друга. Внутренняя трубка выполняется с покрытием веществом с повышенным теплопоглощением. В межтрубном пространстве обеспечивается вакуум.

Теплоноситель циркулирует по центральному каналу. Такая конструкция обеспечивает достаточно высокий КПД и возможность работы при морозе. Даже при повышенной облачности такой коллектор будет работать за счет поглощения инфракрасных лучей.

Ветрогенераторы

Ветроэнергетика начинает широко внедряться во многих странах мира, чему способствует экологичность таких систем и огромная сила ветра. Он помогает привести в движение лопасти ветрогенераторов, с помощью которых механическая энергия ветра преобразуется в электричество.

Такая установка включает двигатель с ветряным приводом, электрогенератор, автоматическую систему регулировки и контроля, а также конструкцию, позволяющую поднять установку на оптимальную высоту.

Основу привода двигателя составляет многолопастные элементы, которые раскручиваются в потоке ветра – пропеллеры, «ромашки», роторы вертикального типа и т.п. Различаются горизонтальные и вертикальные устройства, различающиеся расположением оси вращения турбины.

Наибольшее распространение находит система с горизонтальной осью и трехлопастным пропеллером, установленным в вертикальной плоскости. Она способна работать даже при небольшом ветре.

Каждый ветрогенератор имеет небольшую мощность, а потому для создания электростанции требуется достаточно большое количество установок, что требует больших площадей. Эксплуатация такой станции возможна только при наличии ветра, а ее эффективность зависит от силы ветра.

Полная зависимость в этом отношении от природы составляет важный недостаток ветрогенераторов. К плюсам надо отнести то обстоятельство, что ветер дует практически везде, а значит вырабатывать электроэнергию для небольшого потребителя можно в любом месте.

Энергия Земли, воды и воздуха

Известный закон физики гласит, что тепловой поток всегда устремляется от теплой среды к более холодной.

Именно этот механизм и закладывается в установках для обогрева помещений. Задачу отбора энергии у окружающей среды решают тепловые насосы.

По своей сути, тепловой насос представляет собой установку, которая способна использовать природную энергию для получения тепла или холода в зависимости от назначения.

Устройство можно применить для обогрева помещения, в качестве кондиционера или нагревателя воды.

Принцип действия теплового насоса основан на наличии температурного градиента, обеспечивающего тепловой поток. Он реализуется за счет хладагента, испаряющегося при нагревании. Процесс испарения происходит в камере с пониженной температурой и давлением. При перемещении хладагента в камеру с повышенным значением указанных параметров, он отдает полученная извне тепло.

Установка содержит такие элементы, как компрессор, капиллярную трубку, испарительную и конденсаторную камеру. Все устройство во многом похоже на обычный бытовой холодильник и работает за счет перемещения хладагента внутри замкнутой системы.

Как обогреть помещение?

На практике задействованы разные альтернативные источники. Исходя из способа отбора энергии, выделяются тепловые насосы таких типов:

1. Воздушный тип. По своей конструкции он аналогичен кондиционеру, забирающему энергию из окружающего воздуха. Главное отличие – тепловой насос имеет гораздо большую мощность по сравнению с обычными сплит-системами. Он имеет очень высокую эффективность при температуре воздуха выше 25-28 ºС. Основной недостаток – существенное снижение КПД при опускании температуры ниже 12 ºС.
2. Система «вода-вода». Источником тепла становятся естественные водоемы, грунтовые или сточные воды. На глубине, где вода не замерзает, температура не опускается ниже 4-6 ºС, что дает возможность задействовать тепловой насос. Испарительный контур устройства можно расположить на дне реки, озера, колодца. В подземных водах температура не падает ниже 7-10 ºС, что вполне достаточно для обеспечения работы испарительной камеры.
3. Система «воздух-вода». В этой установке энергия берется из окружающего воздуха, а в качестве теплоносителя используется вода, которая циркулирует в отопительной системе. Данный тепловой насос достаточно эффективен при температуре воздуха выше 12-14 ºС.
4. Система «земля-вода». Установка работает аналогично предыдущему варианту, но испарительная камера размещается под землей.

Справка. Несмотря на то, что требуются затраты на электроэнергию, питающую компрессор, тепловые насосы достаточно эффективны. На каждый 1 кВт затраченной электроэнергии можно получить до 5-6 кВт тепловой энергии. Использование электрогенератора мощностью не более 3-4 кВт позволяет обогреть дом площадью более 280 м².

Биогазовые установки

Биогазовые установки основываются на использовании анаэробного брожения. В результате разложения биологической массы выделяется смесь газов, основу которой составляет метан. Его вполне можно считать аналогом природного газа, который используется, как топливо для тепловых электрогенераторов.

Технология

Технология получения биогаза базируется на введении определенных бактерий, которые активизируют процесс брожения. В качестве сырья можно использовать практически любые билогические отходы – остатки пищи, отходы животноводческих и птицеводческих ферм, опавшую листву, траву, водоросли и т.п.

Биогаз (биометан) можно использовать для получения электрического тока, обогрева помещения, нагрева воды, использовать в качестве автомобильного топлива.

Принцип работы

Выработка газа обеспечивается в биогазовых установках. Основу их конструкции составляет реактор в виде герметичной емкости с искусственным подогревом, без доступа воздуха. В него периодически загружается биологическое сырье и запускаются полезные бактерии.

Подогрев массы производится до 34-38 ºС. Выделяемый газ направляется в накопитель – газгольдер. После очистки через систему фильтров он поступает в газовый котел или газовый электрогенератор.

Преимуществом биоэнергетики является использование вторичного сырья и возможность утилизации отходов с большой пользой. Недостатки ее аналогичны проблемам, возникающим в электростанциях, работающих на природном газе. Прежде всего, выделяется риск парниковых эффектов.

Новаторские идеи для частного дома

Популярность экологически чистой альтернативной энергетики требует совершенствования способов ее осуществления. Можно выделить такие технологии, которые направлены в будущее

1. АэроГЭС. Принцип действия основан на получении конденсата из облаков, тумана, влажной атмосферы. Уже запущены такие опытные установки.
2. Энергия грозы. Перед учеными ставится задача поимки разряда молний и направления его в линии электросетей.
3. Водород. Это один из самых распространенных химических элементов и его активное использование в энергетике может вызвать настоящую революцию. На стадии разработки находятся водородные двигатели и установки для получения биоводорода.
4. Биогаз второго поколения. Более эффективные и чистые составы получаются путем современных пиролизных технологий. Уже сейчас на опытных установках получается метанол, этанол, биодизель.
5. Космическая энергетика. Получение электричества с помощью фотоэлементов в космосе с последующей передачей его путем микроволнового излучения сейчас кажется фантастикой. Однако перспективы у такого направления огромны.

Заботы о состоянии атмосферы и всей планеты в целом, а также ожидание исчерпания запасов углеводородного топлива заставляет всерьез относиться к альтернативной энергетике.

Запасы энергии в природе неисчерпаемы. Важно найти наиболее оптимальный подход и выбрать лучший, эффективный вариант получения необходимой энергии.

Полезные видео

Посмотрите реальный проект по внедрению альтернативных источников энергии в частном доме, характеристики, свойства и цены:

Обеспечение полной энергонезависимости частного дома солнечными фотомодулями (панелями) и ветрогенератором, как происходила установка, какой объем вырабатываемой энергии, смотрим:

Нетрадиционная энергетика своими руками, как добывают бесплатную энергию самостоятельно, смотрим:

Альтернативные источники энергии для дома

Главная » Разное » Альтернативная энергия для частного дома

Для владельцев частных домов есть возможность значительно уменьшить счета за коммунальные услуги или вообще не пользоваться услугами поставщиков тепла, электроэнергии и газа. Можно даже обеспечить немалое хозяйство, а при желании и продавать излишки. Это реально и некоторыми уже проделано. Для этого используют альтернативные источники энергии. 

Альтернативные источники энергии могут обеспечить все потребности

Откуда можно получать энергию и в каком виде

Содержание статьи

На самом деле энергия, в том или ином виде, в природе есть практически везде — солнце, ветер, вода, земля — везде есть энергия. Основная задача — извлечь ее оттуда. Этим человечество занимается уже не одну сотню лет и достигло неплохих результатов. На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем альтернативная энергетика не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками. Итак, что можно сделать:

• Использовать солнечную энергию для получения электрической энергии или для подогрева воды — для ГВС или низкотемпературного отопления (солнечные батареи и коллекторы).
• Преобразовывать энергию ветра в электричество (ветрогенераторы).
• При помощи тепловых насосов отапливать дом, отбирая тепло у воздуха, земли, воды (тепловые насосы).
• Получать газ из отходов жизнедеятельности домашних животных и птицы (биогазовые установки).
  

  Альтернативная энергетика — способ самостоятельно обеспечить собственные потребности

Все альтернативные источники энергии способны полностью обеспечить потребности человека, но для этого требуются слишком большие капиталовложения или/и слишком большие площади. Потому разумнее делать комбинированную систему: получать энергию от альтернативных источников, а при недостатке «добирать» из централизованных сетей.

Использование солнечной энергии

Один из самых мощных альтернативных источников энергии для дома — солнечное излучение. Для преобразования солнечной энергии есть два типа установок:

• солнечные батареи вырабатывают электрический ток;
• солнечные коллекторы греют воду.
  

  От солнечной энергии можно греть воду или получать электрический ток

Не стоит думать что работают установки только не юге и только летом. Хорошо они работают и зимой. В ясную погоду при выпавшем снеге выработка энергии только немного ниже летней. Если в вашем регионе большое количество ясных дней, использовать подобную технологию можно.

Солнечные батареи

Солнечные батареи собирают из фотоэлектрических преобразователей, которые изготавливают на базе минералов, которые под действием солнечного света испускают электроны — вырабатывают электрический ток. Для частного применения используются кремниевые фотопреобразователи. По своей структуре они бывают монокристаллическими (сделаны из одного кристалла) и поликристаллическими (много кристаллов). Монокристаллические имеют более высокий КПД (13-25% в зависимости от качества)  и более продолжительный срок службы, но стоят дороже. Поликристаллические вырабатывают меньше электроэнергии (9-15%) и быстрее выходят из строя, но имеют более низкую цену.

Это поликристаллический фотопреобразователь. Обращаться с ними надо аккуратно — они очень хрупкие (монокристаллические тоже, но не в такой степени)

Сборка солнечной батареи своими руками несложна. Сначала надо приобрести некоторое количество кремниевых фотоэлементов (количество зависит от требуемой мощности). Чаще всего их покупают на китайских торговых площадках типа АлиЭкспресс. Затем порядок действий прост:

• Сделать каркас (из деревянных планок или металлических уголков). Установить на него подложку. Прозрачную — стекло, оргстекло (монолитный поликарбонат) — если солнечная батарея будет висеть на окне, и непрозрачную (фанера, окрашенная в белый цвет), если устанавливать батарею будете не крыше.
• При помощи алюминиевых проводников соединить элементы в одну батарею (параллельно). Проводники могут быть сразу припаяны к пластинам (стоят чуть дороже) или придется покупать отдельно и затем паять самостоятельно.
• Готовую батарею надо загерметизировать. Заливают ее эпоксидной смолой или проклеивают специальной пленкой EVA. При герметизации необходимо следить чтобы не было пустот — воздушных пузырьков. Они очень сильно снижают производительность батареи, потому выгоняем их тщательно.
  

  Это уже готовая солнечная батарея

Несколько слов о том, почему подложку для солнечной панели (батареи) надо красить в белый цвет. Рабочий диапазон температур кремниевых пластин от — 40°C до +50°C. Работа при более высоких или низких температурах приводит к быстрому выходу элементов из строя. На крыше, летом, в закрытом объеме, температура может быть намного выше +50°C. Потому и необходим белый цвет — чтобы не перегреть кремний.

Солнечные коллекторы

При помощи солнечных коллекторов можно нагревать воду или воздух. Куда направлять нагретую солнцем воду — в краны для горячего водоснабжения или в систему отопления — выбираете вы сами. Только отопление будет низкотемпературным — для теплого пола, то что требуется. Но для того, чтобы температура в доме не зависела от погоды, систему требуется сделать резервируемой, чтобы при необходимости подключался другой источник тепла или котел переходил на другой источник энергии.

Наиболее распространенные трубчатые солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы есть трех видов: плоские, трубчатые и воздушные. Наиболее распространенные — трубчатые, но и другие тоже имеют право на существование.

Плоские пластиковые

Две панели — черная и прозрачная — соединены в один корпус. Между ними расположен медный трубопровод в виде змейки. От солнца нижняя темная панель нагревается. от нее греется медь, а от нее — проходящая по лабиринту вода. Такой способ использования альтернативных источников энергии не самый эффективный, но привлекателен тем, что он очень прост в исполнении. Таким образом можно нагревать воду в бассейне. Надо будет только зациклить ее подачу (при помощи циркуляционного насоса). Точно также можно подогревать воду в емкости для летнего душа или использовать ее для бытовых нужд. Недостаток подобных установок — низкая эффективность и производительность. Чтобы нагреть большой объем воды, нужно или много времени, или большое количество плоских коллекторов.

Плоский солнечный коллектор

Трубчатые коллекторы

Это стеклянные трубки — вакуумные или коаксиальные — по которым протекает вода. Специальная система позволяет по максимуму концентрировать в трубках тепло, которое передается протекающей через них воде.

Трубчатые коллекторы могут быть вакуумными и перьевыми

В системе обязательно есть накопительная емкость, в которой вода и греется. Циркуляция воды в системе обеспечивается насосом. Такие системы самостоятельно не сделать — стеклянные трубки сделать своими руками проблематично и это — главный недостаток. Вместе с высокой ценой он сдерживает широкое внедрение этого источника энергии для дома. А сама система очень эффективна, на «ура» справляется с нагревом воды для ГВС и вносит приличный вклад в отопление.

Схема организации отопления и ГВС за счет альтернативных источников энергии — с использованием солнечных коллекторов

Воздушные коллекторы

В нашей стране они встречаются очень редко и зря. Они просты, их легко можно сделать своими руками. Единственный минус — требуется большая площадь: могут занимать всю южную (восточную, юго-восточную) стену. Система очень похожа на плоские коллекторы — черная нижняя панель, прозрачная верхняя, но греют они напрямую воздух, который принудительно (вентилятором) или естественным путем направляется в помещение. Несмотря на кажущуюся несерьезность, таким способом можно на протяжении светового дня греть небольшие помещения, в том числе и технические или подсобные: гаражи, дачи, сараи для живности.

Устройство возушного коллектора

Такой альтернативный источник энергии как солнце, дарит нам свое тепло, но большая его часть уходит «в никуда». Словить небольшую ее долю и использовать для личных нужд — вот задача, которую решают все эти приспособления.

Ветрогенераторы

Альтернативные источники энергии хороши тем, что они по большей части относятся к возобновляемым ресурсам. Самый вечный, наверное, ветер. Пока есть атмосфера и солнце, ветер тоже есть. Может какой-то непродолжительный период воздух и будет неподвижным, но очень недолго. Наши предки использовали энергию ветра в мельницах, а современный человек преобразует ее в электричество. Все что для этого требуется:

• вышка, установленная в ветреном месте;
• генератор с приделанными к нему лопастями;
• накопительной батареи и системы распределения электрического тока.

Вышка строится любая, из любого материала. Накопительная батарея — аккумулятор, тут ничего не придумаешь, а куда подавать электричество — ваш выбор. Остается только сделать генератор. Его тоже можно купить уже готовым, но вполне можно сделать из двигателя от бытовой техники — стиральной машины, шуруповерта и т.п. Нужны будут неодимовые магниты и эпоксидная смола, токарный станок.

Схема обеспечения частного дома электричеством за счет альтернативных источников энергии (ветрогенератор и солнечные батареи)

На роторе мотора размечаем места под установку магнитов. Они должны находится на равном расстоянии друг от друга. Ротор выбранного мотора обтачиваем, формируя «посадочные места». Дно выемки должно иметь небольшой наклон, чтобы поверхность магнита была наклонена. В выточенные места на жидкие гвозди приклеиваются магниты, заливаются эпоксидной смолой. Поверхность затем наждачной бумагой доводится до гладкости. Далее надо приделать щетки, которые будут снимать ток. И все, можно собирать и запускать ветрогенератор.

Такие установки довольно эффективны, но их мощность зависит от многих факторов: интенсивности ветра, того, насколько правильно сделан генератор, насколько эффективно снимается разность потенциала щетками, от надежности электрических соединений и т.п.

Тепловые насосы для отопления дома

Тепловые насосы используют все имеющиеся в наличии альтернативные источники энергии. Они отбирают тепло у воды, воздуха, грунта. В небольших количествах это тепло есть там даже зимой, вот его и собирает тепловой насос и перенаправляет на обогрев дома.

Тепловые насосы также используют альтернативные источники энергии — тепло земли, воды и воздуха

Принцип работы

Чем же так привлекательны тепловые насосы? Тем, что затратив 1 кВт энергии на ее перекачку, в самом плохом варианте вы получите 1,5 кВт тепла, а самые удачные реализации могут дать до 4-6 кВт. И это никак не противоречит закону сохранения энергии, ведь расходуется энергия не на получение тепла, а не его перекачивание. Так что никаких нестыковок.

Схема теплового насоса для использования альтернативных источников энергии

У тепловых насосов есть три рабочих контура: два наружных и они внутренний, а также испаритель, компрессор и конденсатор. Работает схема так:

• В первом контуре циркулирует теплоноситель, который отбирает тепло у низкопотенциальных источников. Он может быть опущен в воду, закопан в землю, а может отбирать тепло у воздуха. Самая высокая температура, которая достигается в этом контуре — около 6°C.
• Во внутреннем контуре циркулирует теплоноситель с очень низкой температурой кипения (обычно 0°C). Нагревшись, хладагент испаряется, пар попадает в компрессор, где сжимается до высокого давления. При сжатии выделяется тепло, пары хладагента разогреваются до температуры в среднем от +35°C до +65°C.
• В конденсаторе тепло передается теплоносителю из третьего — отопительного — контура. Остывающие пары конденсируются, затем дальше попадают в испаритель. И далее цикл повторяется.

Отопительный контур лучше всего делать в виде теплого пола. Температуры для этого самые подходящие. Для радиаторной системы потребуется слишком большое число секций, что некрасиво и невыгодно.

Альтернативные источники тепловой энергии: откуда и как брать тепло

Но самые большие сложности вызывает устройство первого внешнего контура, который собирает тепло. Так как источники низкопотенциальные (тепла у низ мало), то для сбора его в достаточном количестве требуются большие площади. Есть четыре вида контуров:

• Кольцами уложенные в воде трубы с теплоносителем. Водоем может быть любым — река, пруд, озеро. Главное условие — он не должен промерзать насквозь даже в самые сильные морозы. Более эффективно работают насосы, выкачивающие тепло из речки, в стоячей воде тепла передается намного меньше. Такой источник тепла реализуется проще всего — закинуть трубы, привязать груз. Только велика вероятность случайного повреждения.
  

  В воде сделать термальное поле проще всего

• Термальные поля с закопанными ниже глубины промерзания трубами. В этом случае недостаток один — большие объемы земляных работ. Приходится снимать грунт на большой площади, да еще на солидную глубину.
  

  Большой объем земляных работ

• Использование геотермальных температур. Бурят некоторое количество скважин большой глубины, в них опускают контура с теплоносителем. Чем хорош этот вариант — мало места требует, но не везде есть возможность бурить на большие глубины, да и услуги буровых стоят немало. Можно, правда, сделать буровую установку самостоятельно, но работа все равно нелегкая.
  

  Со скважинами требуется меньше места

• Извлечение тепла из воздуха. Так работают кондиционеры с возможностью обогрева — отбирают тепло у «забортного» воздуха. Даже при минусовой температуре такие агрегаты работают, правда при не очень «глубоком» минусе — до -15°C. Чтобы работа была интенсивнее, можно использовать тепло от вентиляционных шахт. Закинуть туда несколько переть с теплоносителем и качать оттуда тепло.
  

  Самые компактные, но и самые нестабильные тепловые насосы, отбирающие тепло у воздуха

Основной недостаток тепловых насосов — высокая цена самого насоса, да и монтаж полей сбора тепла обходится недешево. На этом деле можно сэкономить, сделав насос самостоятельно и также своими руками уложив контура, но сумма все равно останется немалой. Плюс в том, что отопление будет недорогим а действовать система будет долго.

Все альтернативные источники энергии имеют природное происхождение, но получать двойную выгоду можно только от биогазовых установок. В них перерабатываются отходы жизнедеятельности домашних животных и птицы. В результате получается некоторый объем газа, который после очищения и осушения можно использовать по прямому назначению. Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для повышения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Из навоза тоже можно получать энергию, только не в чистом виде, а в виде газа

Коротко о технологии

Образование газа происходит при брожении, и участвуют в этом бактерии, живущие в навозе. Для выработки биогаза подходят отходы любого скота и птицы, но оптимален навоз КРС. Его даже добавляют к остальным отходам для «закваски» — в нем содержатся именно нужные для переработки бактерии.

Для создания оптимальных условий необходима анаэробная среда — брожение должно проходить без доступа кислорода. Потому эффективные биореакторы — закрытые емкости. Чтобы процесс шел активнее, необходимо регулярное перемешивание массы. В промышленных установках для этого устанавливаются мешалки с электроприводами, в самодельных биогазовых установках это обычно механические устройства — от простейшей палки до механических мешалок, которые «работают» от силы рук.

Принципиальная схема биогазовых установок

В процессе образования газа из навоза участвуют два типа бактерий: мезофильные и термофильные. Мезофильные активны при температуре от +30°C до +40°C, термофильные — при +42°C до +53°C. Более эффективно работают термофильные бактерии. При идеальных условиях выработка газа с 1 литра полезной площади может достигать 4-4,5 литров газа. Но поддерживать в установке температуру в 50°C очень непросто и затратно, хотя затраты себя оправдывают.

Немного о конструкциях

Самая простая биогазовая установка — это бочка с крышкой и мешалкой. В крышке сделан вывод для подключения шланга, по которому газ поступает в резервуар. От такого объема много газа не получите, но на одну-две газовые горелки его хватит.

Более серьезные объемы можно получить от подземного или надземного бункера. Если речь о подземном бункере, то его делают из железобетона. Стенки от грунта отделяют слоем теплоизоляции, саму емкость можно разделить на несколько отсеков, в которых будет происходить переработка со сдвигом во времени. Так как работают в таких условиях обычно мезофильные культуры, весь процесс занимает от 12 до 30 дней (термофильные перерабатывают за 3 дня), потому сдвиг по времени желателен.

Схема бункерной биогазовой установки

Навоз поступает через бункер загрузки, с противоположной стороны делают люк выгрузки, откуда отбирают переработанное сырье. Заполняется бункер биосмесью не полностью  — порядка 15-20%  пространства остается свободным — тут скапливается газ. Для его отвода в крышку встраивается трубка, второй конец которой опускается в гидрозатвор — емкость частично заполненную водой. Таким образом газ осушается — в верхней части собирается уже очищенный, он отводится при помощи другой трубки и уже может подавиться к потребителю.

Использовать альтернативные источники энергии может каждый. Владельцам квартир осуществить это сложнее, а вот в частном доме можно хоть все идеи реализовать. Есть уже даже реальные примеры того. Люди обеспечивают полностью потребности свои и немалого хозяйства.

какие технологии можно использовать, их преимущества и недостатки

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

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

Виды альтернативных источников энергии

Среди вариантов природных источников частного энергоснабжения следует отметить:

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

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

Видео: какую природную энергию можно использовать

Принцип действия и применение солнечных батарей в частном доме

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

Принцип работы солнечной батареи заключается в фотоэффекте

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

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

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

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

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

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

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

Недостатки этой технологии таковы:

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

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

Видео: изготовление солнечной батареи своими руками

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

Устройство и использование солнечных коллекторов

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

Существует три вида коллекторов, отличающихся устройством

На сегодняшний день существует 3 типа таких устройств:

• воздушные;
• трубчатые;
• плоские.

Воздушные

Воздушные коллекторы состоят из пластин темного цвета

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

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

Трубчатые

Плюс такого коллектора — простота и надежность

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

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

Плоские

Чтобы сделать работу коллекторов эффективнее, инженеры предложили использовать концентраторы

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

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

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

Использование энергии ветра

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

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

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

Ветрогенераторы подходят для местности, где постоянно дует ветер

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

Достоинства:

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

Недостатки:

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

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

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

Вода как источник энергии

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

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

Недостатки:

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

Для использования энергии воды строят специальные станции

Сила течений

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

Энергия приливов

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

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

Плюсы этого способа:

• дешевое обслуживание;
• приманка для туристов.

Недостатки:

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

Применение биогаза

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

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

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

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

Подобная установка для получение биогаза может стоить недешево

Этот продукт переработки отходов можно использовать как:

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

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

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

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

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

Применение биотоплива (биогаза)

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

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

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

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

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

Чтобы использовать такие насосы, нужно предварительно выполнить буровые работы

К достоинствам этих установок можно отнести:

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

Слабой стороной подобной системы являются:

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

Видео: как работают тепловые насосы

Статьи в тему:

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

Материал обновлен 30.01.2018

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Альтернативные источники энергии в наши дни.

Без энергии жизнь человечества немыслима. Все мы привыкли использовать в качестве источников энергии органическое топливо – уголь, газ, нефть. Однако их запасы в природе, как известно, ограничены. И рано или поздно наступит день, когда они иссякнут. На вопрос «что делать в преддверии энергетического кризиса?» уже давно найден ответ: надо искать другие возможности – нетрадиционные, возобновляемые и альтернативные источники энергии.

Какие же в настоящее время существуют основные альтернативные источники энергии?

Солнечная энергия

Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества (используя фотоэлектрические элементы).

К преимуществам солнечной энергии можно отнести возобновляемость данного источника энергии, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии.

Недостатками солнечной энергии являются зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также, необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций. Также серьёзной экологической проблемой является использование при изготовлении фотоэлектрических элементов для гелиосистем ядовитых и токсичных веществ, что создаёт проблему их утилизации.

Так же читайте про варианты использования солнечной энергии:

Ветряная энергия

Одним из перспективнейших источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра, используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора. Преимуществом ветряного генератора является, прежде всего, то, что в ветряных местах, ветер можно считать неисчерпаемым источником энергии. Кроме того, ветрогенераторы, производя энергию, не загрязняют атмосферу вредными выбросами.

К недостаткам устройств по производству ветряной энергии можно отнести непостоянство силы ветра и малую мощность единичного ветрогенератора. Также ветрогенераторы известны тем, что производят много шума, вследствие чего их стараются строить вдали от мест проживания людей.

Если вам интересна тема использования энергии ветра, то посмотрите эти статьи:

Геотермальная энергия

Огромное количество тепловой энергии хранится в глубинах Земли. Это обусловлено тем, что температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканические области, горячие источники воды или пара. Энергию этих геотермальных источников и предлагают использовать в качестве альтернативного источника сторонники геотермальной энергетики.

Используют геотермальные источники по-разному. Одни источники служат для теплоснабжения, другие – для получения электричества из тепловой энергии.

К преимуществам геотермальных источников энергии можно отнести неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.

К негативным сторонам можно отнести тот факт, что термальные воды сильно минерализованы, а зачастую ещё и насыщены токсичными соединениями. Это делает невозможным сброс отработанных термальных вод в поверхностные водоёмы. Поэтому для отработанную воду необходимо закачивать обратно в подземный водоносный горизонт. Кроме того, некоторые учёные-сейсмологи выступают против любого вмешательства в глубокие слои Земли, утверждая, что это может спровоцировать землетрясения.

Использование других видов альтернативных источников энергии:

Как видим, альтернатива традиционным источникам энергии – существует. И это вселяет надежду на то, что в будущем человечество сможет преодолеть энергетический кризис, связанный с истощением невозобновляемых источников энергии!

Видео

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

Возможности альтернативных видов (источников) энергии

Энергия – очень важная часть жизни человека. Без энергии невозможно существование, как человеческого организма, так и любого прибора, существующего на Земле. Поэтому во все времена люди пытались отыскать источники энергии, способные обеспечить все производственные потребности.

Потребности населения с каждым днем растут, исходя из этого, необходимы новые, более энергоемкие ресурсы, способные удовлетворить запросы людей. Если ранее угля и нефти было вполне достаточно, то в нынешнее время запасы порядком истощились, а потребность только растет с каждым днем. Поэтому сейчас активно разрабатываются новые альтернативные виды энергии.

Возможности альтернативных видов энергии– способны ли они обеспечить комфортное существование человека?

Альтернативная энергетика давно перешла из разряда научной фантастики в широко применяющийся формат организации энергоснабжения многих предприятий и населенных пунктов. Исследования и разработки не проходят зря. И если еще пару десятков лет назад виды альтернативных источников энергии ограничивались ветряными электростанциями и использованием солнечных батарей, то сейчас этот список расширился и значительно дополнился.

Какие виды альтернативных источников энергии существуют на данный момент?

• Гелиоэнергетика.

Солнечные батареи были изобретены достаточно давно, и сейчас вряд ли кого-то можно поистине ими удивить. В нынешнее время подобный источник энергии активно применяется во многих сферах. Его используют как в промышленных целях, так и для обеспечения энергоснабжения на частных участках. Конструкция и принцип работы такого оборудования достаточно прост. При этом его стоимость все же не позволяет использовать подобный вид автономного обеспечения энергией любому человеку.

Для продуктивной работы солнечных батарей очень важен климат. Местность, на которой подразумевается установка данной системы, должна отличаться большим количеством теплых солнечных дней в году. Установка подобного оснащения в дождливых и более холодных районах будет менее целесообразной.

• Ветровые электростанции.

Еще одним достаточно популярным видом альтернативного источника энергии является ветер. Наиболее выгодно располагать подобные электростанции в сельских районах, в районе полей, на равнинах. Механическая энергия ветра преобразуется специальными генераторами в электроэнергию. Лопасти ветряков вращаются, получая энергию ветра, после чего она перерабатывается в используемое нами электричество.

Цена данного оборудования также не является общедоступной, будучи достаточно высокой. Тем не менее, необходимые климатические условия встречаются на большей местности и являются более приемлемыми.

• Энергия геотермальных источников.

Данный вид энергоснабжения менее популярен, чем предыдущие. Это обусловлено тем, что горячие источники встречаются достаточно редко, и их не так много. Тем не менее, подобный ресурс также имеет место быть. Принцип работы оснащения для получения такой энергии заключается в том, что турбины приводятся в движение паром, после чего начинают функционировать электрогенераторы.

• Энергия приливов и отливов.

В местности, где есть выход к морю или океану достаточно часто успешно используется энергия воды. Механическая сила воды во время приливов и отливов заставляет вращаться специальные турбины, установленные на станции. Таким образом, она преобразуется в электроэнергию.

Электростанции подобного типа не так распространены. Не всегда их  окупаемость достаточно высока, поэтому их эффективность порой не приносит реальной выгоды.

• Энергия водорода.

Реакция водорода также может быть видом альтернативного источника энергии. Во время этого процесса может выделяться вода и тепло, а также образовываться электричество. При этом, данный способ получения энергии является экологически чистым и обладает высоким коэффициентом полезного действия.

Любые научные разработки и исследования в основном направлены на улучшение жизни людей. Одним из таких направлений, способных значительно изменить существование человека, является развитие энергетики будущего. Поэтому процесс поиска и введение в эксплуатацию новых способов получения энергии очень важен для развития общества.

Альтернативные источники энергии: виды и использование

В связи с развитием производственных технологий и значительным ухудшением экологической ситуации во многих регионах земного шара, человечество столкнулось с проблемой поиска новых источников энергии. С одной стороны, количество добываемой энергии должно быть достаточным для развития производства, науки и коммунально-бытовой сферы, с другой стороны, добыча энергии не должна отрицательно сказываться на окружающей среде.

Данная постановка вопроса привела к поиску так называемых альтернативных источников энергии — источников, соответствующих вышеуказанным требованиям. Усилиями мировой науки было обнаружено множество таких источников, на данный момент большинство из них уже используется более или менее широко. Предлагаем вашему вниманию их краткий обзор:

Солнечная энергия

Солнечные электростанции активно используются более чем в 80 странах, они преобразуют солнечную энергию в электрическую. Существуют разные способы такого преобразования и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи. Большинство крупнейших фотоэлектрических установок мира находятся в США.

Энергия ветра

Ветроэнергетические установки (ветряные электростанции) широко используются в США, Китае, Индии, а также в некоторых западноевропейских странах (например в Дании, где 25% всей электроэнергии добывают именно таким способом). Ветроэнергетика является весьма перспективным источником альтернативной энергии, в настоящее время многие страны значительно расширяют использование электростанций данного типа.

Биотопливо

Главными преимуществами данного источника энергии перед другими видами топлива являются его экологичность и возобновляемость. К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии.

Альтернативное биотопливо бывает твердым (торф, отходы деревообработки и сельского хозяйства), жидким (биодизель и биомазут, а также метанол, этанол, бутанол) и газообразное (водород, метан, биогаз).

Энергия приливов и волн

В отличие от традиционной гидроэнергетики, использующей энергию водного потока, альтернативная гидроэнергетика пока не получила широкого распространения. К главным минусам приливных электростанций относятся высокая стоимость их строительства и суточные изменения мощности, их за которых электростанции этого типа целесообразно использовать только в составе энергосистем, использующих также и другие источники энергии. Основные плюсы — высокая экологичность и низкая себестоимость получения энергии.

Тепловая энергия Земли

Для разработки этого источника энергии используются геотермальные электростанции, использующие энергию высокотемпературных грунтовых вод, а также вулканов. На данный момент более распространенной является гидротермальная энергетика, использующая энергию горячих подземных источников. Петротермальная энергетика, основанная на использовании «сухого» тепла земных недр, на данный момент развита слабо; основной проблемой считается низкая рентабельность данного способа получения энергии.

Атмосферное электричество

(Вспышки молний на поверхности Земли происходят практически одновременно в самых разных местах планеты)

Грозовая энергетика, основывающаяся на захвате и накоплении энергии молний, пока находится в стадии становления. Главными проблемами грозовой энергетики являются подвижность грозовых фронтов, а также быстрота атмосферных электрических разрядов (молний), затрудняющая накопление их энергии.

Просто о сложном: что такое альтернативная энергетика?

Экология потребления.Наука и техника:В то время как большинство концепций альтернативной энергетики не новы, только за последние несколько десятилетий этот вопрос стал, наконец, актуальным. Благодаря усовершенствованию технологий и производства, стоимость большинства форм альтернативной энергии понижалась, в то время как эффективность росла.

За последние годы альтернативная энергетика стала предметом пристального интереса и ожесточенных дискуссий. Под угрозой изменения климата и того факта, что средние мировые температуры продолжают расти с каждым годом, стремление найти формы энергии, которые позволят сократить зависимость от ископаемого топлива, угля и других загрязняющих окружающую среду процессов, естественным образом выросло.

В то время как большинство концепций альтернативной энергетики не новы, только за последние несколько десятилетий этот вопрос стал, наконец, актуальным. Благодаря усовершенствованию технологий и производства, стоимость большинства форм альтернативной энергии понижалась, в то время как эффективность росла. Что же такое альтернативная энергетика, если говорить простыми и понятными словами, и какова вероятность того, что она станет основной?

Очевидно, остаются некоторые споры касательно того, что означает «альтернативная энергия» и к чему эту фразу можно применить. С одной стороны, этот термин можно отнести к формам энергии, которые не приводят к увеличению углеродного следа человечества. Поэтому он может включать ядерные объекты, гидроэлектростанции и даже природный газ и «чистый уголь».

С другой стороны, этот термин также используется для обозначения того, что в настоящее время считается нетрадиционными методами энергетики — энергии солнца, ветра, геотермальной энергии, биомассы и других недавних дополнений. Такого рода классификация исключает такие методы добычи энергии, как гидроэлектростанции, которые существуют больше сотни лет и представляют собой довольно распространенное явление в некоторых регионах мира.

Другой фактор в том, что альтернативные источники энергии должны быть «чистыми», не производить вредных загрязняющих веществ. Как уже отмечалось, это подразумевает чаще всего двуокись углерода, однако может относиться и к другим выбросам — моноксиду углерода, двуокиси серы, окиси азота и другим. По этим параметрам ядерная энергия не считается альтернативным источником энергии, поскольку производит радиоактивные отходы, которые высоко токсичны и должны храниться соответствующим образом.

Во всех случаях, однако, этот термин используется для обозначения видов энергии, которые придут на смену ископаемому топливу и углю в качестве преобладающей формы производства энергии в ближайшее десятилетие.

Виды альтернативных источников энергии

Строго говоря, существует много видов альтернативной энергии. Опять же, здесь определения заходят в тупик, потому что в прошлом «альтернативной энергетикой» называли методы, использование которых не считали основным или разумным. Но если взять определение в широком смысле, в него войдут некоторые или все эти пункты:

Гидроэлектроэнергия. Это энергия, вырабатываемая гидроэлектрическими плотинами, когда падающая и текущая вода (в реках, каналах, водопадах) проходит через устройство, вращающее турбины и вырабатывающее электричество.

Ядерная энергия. Энергия, которая производится в процессе реакций замедленного деления. Урановые стержни или другие радиоактивные элементы нагревают воду, превращая ее в пар, а пар крутит турбины, вырабатывая электричество.

Солнечная энергия. Энергия, которая получается напрямую от Солнца; фотовольтаические ячейки (обычно состоящие из кремниевой подложки, выстроенные в крупные массивы) преобразуют лучи солнца напрямую в электрическую энергию. В некоторых случаях и тепло, производимое солнечным светом, используется для производства электричества, это известно как солнечная тепловая энергия.

Энергия ветра. Энергия, вырабатываемая потоком воздуха; гигантские ветряные турбины вертятся под действием ветра и вырабатывают электричество.

Геотермальная энергия. Эту энергию вырабатывает тепло и пар, производимые геологической активностью в земной коре. В большинстве случаев в грунт над геологически активными зонами помещаются трубы, пропускающие пар через турбины, таким образом вырабатывая электричество.

Энергия приливов. Приливное течение у береговых линий тоже может использоваться для выработки электричества. Ежедневное изменение приливов и отливов заставляет воду протекать через турбины назад и вперед. Вырабатывается электроэнергия, которая передается на береговые электростанции.

Биомасса. Это относится к топливу, которое получают из растений и биологических источников — этанола, глюкозы, водорослей, грибов, бактерий. Они могли бы заменить бензин в качестве источника топлива.

Водород. Энергия, получаемая из процессов, включающих газообразный водород. Сюда входят каталитические преобразователи, при которых молекулы воды разбиваются на части и воссоединяются в процессе электролиза; водородные топливные элементы, в которых газ используется для питания двигателя внутреннего сгорания или для вращения турбины с подогревом; или ядерный синтез, при котором атомы водорода сливаются в контролируемых условиях, высвобождая невероятное количество энергии.

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Во многих случаях альтернативные источники энергии также являются возобновляемыми. Тем не менее эти термины не полностью взаимозаменяемы, поскольку многие формы альтернативных источников энергии полагаются на ограниченный ресурс. К примеру, ядерная энергетика опирается на уран или другие тяжелые элементы, которые необходимо сперва добыть.

В то же время ветер, солнечная, приливная, геотермальная и гидроэлектроэнергия полагаются на источники, которые полностью возобновляемые. Лучи солнца — самый изобильный источник энергии из всех и, хоть и ограниченный погодой и временем суток, является неисчерпаемым с промышленной точки зрения. Ветер тоже никуда не девается, благодаря изменениям давления в нашей атмосфере и вращению Земли.

В настоящее время альтернативная энергетика все еще переживает свою юность. Но эта картина быстро меняется под влиянием процессов политического давления, всемирных экологических катастроф (засух, голода, наводнений) и улучшений в технологиях возобновляемых энергий.

Например, по состоянию на 2015 год, энергетические потребности мира по-прежнему преимущественно обеспечивались углем (41,3%) и природным газом (21,7%). Гидроэлектростанции и атомная энергетика составили 16,3% и 10,6% соответственно, в то время как «возобновляемые источники энергии» (энергии солнца, ветра, биомассы и пр.) — всего 5,7%.

Это сильно изменилось с 2013 года, когда мировое потребление нефти, угля и природного газа составило 31,1%, 28,9% и 21,4% соответственно. Ядерная и гидроэлектроэнергия составляли 4,8% и 2,45%, а возобновляемые источники — всего 1,2%.

Кроме того, наблюдалось увеличение числа международных соглашений относительно обуздания использования ископаемого топлива и развития альтернативных источников энергии. Например, Директиву о возобновляемой энергии, подписанную Евросоюзом в 2009 году, которая установила цели по использованию возобновляемой энергии для всех стран-участниц к 2020 году.

По своей сути, из этого соглашения следует, что ЕС будет удовлетворять не менее 20% общего объема своих потребностей в энергии возобновляемой энергией к 2020 году и по меньшей мере 10% транспортного топлива. В ноябре 2016 года Европейская комиссия пересмотрела эти цели и установила уже 27% минимального потребления возобновляемой энергии к 2030 году.

Некоторые страны стали лидерами в области развития альтернативной энергетики. Например, в Дании энергия ветра обеспечивает до 140% потребностей страны в электроэнергии; излишки поставляются в соседние страны, Германию и Швецию.

Исландия, благодаря своему расположению в Северной Атлантике и ее активным вулканам, достигла 100% зависимости от возобновляемых источников энергии уже в 2012 году за счет сочетания гидроэнергетики и геотермальной энергии. В 2016 году Германия приняла политику поэтапного отказа от зависимости от нефти и ядерной энергетики.

Долгосрочные перспективы альтернативной энергетики являются чрезвычайно позитивными. Согласно отчету 2014 году Международного энергетического агентства (МЭА), на фотовольтаическую солнечную энергию и солнечную тепловую энергию будет приходиться 27% мирового спроса к 2050 году, что сделает ее крупнейшим источником энергии. Возможно, благодаря достижениям в области синтеза, ископаемые источники топлива будут безнадежно устаревшими уже к 2050 году. опубликовано econet.ru 

 

Home — Альтернативные источники энергии

Человеческая цивилизация начала осознавать, какой вред они уже нанесли окружающей среде; а когда дело доходит до борьбы с этими экологическими проблемами, акцент смещается на использование возобновляемых источников энергии. Вы когда-нибудь задумывались о , что такое альтернативные источники энергии? и почему они должны помогать нам поддерживать? Альтернативные источники энергии — это те, которые не вызывают нежелательных последствий для окружающей среды, являются возобновляемыми и бесплатными!

Альтернативные источники энергии могут быть реализованы для домов, автомобилей, заводов и любого другого объекта, который вы можете себе представить.Ученые всего мира проводят исследования по разработке и открытию новых Альтернативных источников энергии , с тем чтобы удовлетворить растущие потребности населения в энергии более легко, безопасно и эффективно. Вот список альтернативных источников энергии, которые помогут нам поддерживать природный баланс, не причиняя ей большого вреда по сравнению с традиционными источниками энергии.

Общеизвестные альтернативные источники энергии

Гидроэнергетика

Потенциальная энергия, запасенная в воде, содержащейся в плотинах, используется для привода водяной турбины и генератора.Что, в свою очередь, производит электроэнергию. Эта форма производства энергии называется гидроэлектроэнергетикой. Из всех альтернативных источников энергии этот наиболее широко применяется в настоящее время.

Преимущества производства гидроэлектроэнергии

— Источник гидроэнергетики, т.е. вода бесплатна.
— Плотины могут обеспечивать практически непрерывное производство электроэнергии.
— Вода, используемая для производства электроэнергии, может быть снова использована.
— В процессе производства энергии нет химических процессов, поэтому вырабатываемая энергия чиста и не наносит вреда окружающей среде.

Солнечная энергия

Это энергия, которую Земля получает от Солнца. Это один из самых перспективных альтернативных источников энергии, который будет доступен человечеству на века. Единственной проблемой остается наиболее эффективное использование солнечной энергии. Производство солнечной энергии осуществляется с помощью серии фотоэлектрических элементов, в которых солнечные лучи преобразуются в электричество. Помимо производства электроэнергии солнечная энергия также используется для нагрева воды, приготовления пищи и т. Д.

Преимущества солнечной энергии

— Источник энергии абсолютно «бесплатный».
— Солнечная энергия, вырабатываемая в дневное время, может храниться для использования в ночное время.
— Солнечные генераторы энергии могут использоваться для выработки электроэнергии в сельских и отдаленных районах, где нет возможности использовать традиционные формы энергии.
— Производство солнечной энергии совершенно чистое.
— Солнечная энергия — это возобновляемая форма энергии, которая истощится не раньше, чем через тысячи лет.

Энергия ветра

Сила ветра используется для приведения в движение лопастей ветряной турбины, прикрепленной к электрогенератору, для выработки энергии ветра. Энергия ветра — эффективный альтернативный источник энергии в районах с высокой скоростью ветрового потока.

Преимущества энергии ветра

— Энергия ветра — это экологически чистый вид энергии.
— Источник выработки энергии, т. Е. Ветер, бесплатный.
— Энергия ветра — возобновляемый источник энергии.

Энергия биомассы

Это энергия, вырабатываемая из отходов различной деятельности человека и животных, таких как побочные продукты и отходы лесной промышленности, сельскохозяйственных урожаев, твердых бытовых отходов и т. Д. Из множества альтернативных источников энергия, это тот, который учитывает использование отходов для выработки энергии, тем самым удаляя их рентабельным и эффективным способом.

Преимущества энергии биомассы

— Это экологически чистый способ производства энергии, при котором биологическая масса перерабатывается и повторно используется.
— Биомасса будет продолжать генерироваться и разлагаться как часть естественного биологического цикла. Таким образом, энергия биомассы считается возобновляемым источником энергии.

Новые альтернативные источники энергии

Чтобы ответить на вопрос , какой альтернативный источник энергии был показан заново, вы должны понимать, что по мере того, как вы читаете это, ведутся разработки, чтобы найти все больше и больше альтернативных источников энергии . Помимо общеизвестных альтернативных источников энергии, в последнее время были достигнуты успехи с точки зрения открытия новых альтернативных источников энергии, чтобы добавить их к списку альтернативных источников энергии.

Геотермальная энергия

Это энергия, получаемая из тепла внутри земли. Горячие породы, находящиеся в ядре земли, нагревают воду, которая под давлением излучает поверхность земли в виде пара. Этот сжатый пар может использоваться для запуска паровых турбин для выработки электроэнергии.

Преимущества геотермальной энергии

— Как и другие альтернативные источники энергии, геотермальный источник энергии является бесплатным.
— При наличии надлежащей системы выработки электроэнергии вредные побочные продукты не образуются.

Приливная сила

Поверхность земли на 71,11% покрыта водными объектами, особенно океанами. Приливы и отливы в воде повышаются и опускаются из-за гравитации солнца и луны. Поскольку мы знаем, как меняется положение Луны, мы можем предсказывать приливы и отливы. Эти приливы и отливы можно использовать, сооружая небольшие дамбы и пропуская воду через турбины для выработки электроэнергии.

Преимущества приливной энергии

— Источник энергии является бесплатным и возобновляемым.
— Вырабатываемая энергия чистая и не вызывает загрязнения.

Проблемы, связанные с использованием альтернативных источников энергии

Каким бы многообещающим ни казалось использование альтернативных источников энергии, все еще ведутся исследования того, как получить энергию из этих ресурсов наиболее эффективным и действенным способом. Хотя могут быть внедрены малые системы выработки электроэнергии, производство электроэнергии из этих ресурсов в крупных масштабах все еще является проблемой, за исключением гидроэнергетики.

Многие страны еще не готовы перейти от использования традиционных источников энергии к альтернативным источникам энергии , поскольку это требует огромных затрат на вывод из эксплуатации старой инфраструктуры производства электроэнергии и создание новой инфраструктуры. Таким образом, сдвиг идеален для поэтапного выполнения.

Зачем нужны альтернативные источники энергии?

Альтернативные источники энергии доступны бесплатно и не облагаются налогом на окружающую среду за их использование. Производство электроэнергии с помощью альтернативных источников энергии является экологически чистым и «зеленым».Если мы перейдем на использование энергии, произведенной из этих источников, то выбросы углекислого газа из обычных источников энергии будут значительно сокращены, а проблема глобального потепления будет решена через несколько лет. Кроме того, можно сохранить быстро истощающиеся традиционные источники энергии. Наряду с загрязнением воздуха использование традиционных энергетических ресурсов также вызывает загрязнение почвы и воды, выделяя различные токсины в землю и воду. Этим также можно разумно управлять.

Ущерб, который мы нанесли Земле после промышленной революции, огромен, и мы должны будем немедленно принять меры, если мы хотим сохранить планету устойчивой для наших будущих поколений.Самый большой шаг, который человечество может сделать для предотвращения дальнейшего ущерба, — это начать использовать альтернативные источники энергии.

Подробнее: Последние тенденции возобновляемой энергетики-2019

.

Учебное пособие по альтернативной энергии для нашего будущего и за его пределами

Учебное пособие по альтернативной энергии для нашего будущего и не только Статья Учебники по альтернативной энергии 14.06.2010 02.08.2020 Учебные пособия по альтернативной энергии

Пожалуйста, поделитесь / добавьте в закладки:

Альтернативная энергия будущего

Энергия является основой жизни человека и играет важную роль везде, где человек живет или работает. Качество жизни, уровень жизни и процветание нации изменяется прямо пропорционально увеличению того, как мы используем энергию, практически без какой-либо активности или момента, которые не зависят от какой-либо формы энергии для ее работы.

Мировые потребности в электричестве растут с угрожающей скоростью, каждое мгновение дня мы используем все больше и больше энергии из-за все более широкого и широкого использования электрических и электронных устройств как на работе, так и дома. Таким образом, существует значительный потенциал для разработки различных типов Альтернативных источников энергии , которые помогут подпитывать нашу постоянно растущую зависимость от энергии и особенно от энергии ископаемого топлива.

Солнце энергия питает Землю

Но что мы подразумеваем под «альтернативной энергией», что такое альтернативная энергия? Большинство из нас думает об альтернативной энергии как о солнечных батареях на крыше, которые превращают энергию солнца в горячую воду или электричество.Но альтернативная энергия — это гораздо больше. Некоторые из этих альтернативных источников энергии отнюдь не новы, поскольку на протяжении сотен лет люди использовали ветер, воду и солнце для всех видов использования, включая приготовление пищи, отопление, сельское хозяйство и транспорт.

Хотя некоторые формы современных альтернативных источников энергии на самом деле являются всего лишь новыми разработками давно существующих и хорошо зарекомендовавших себя технологий, таких как ветряные турбины для энергии ветра или водяные колеса для гидроэнергетики, но другие виды альтернативной энергии являются действительно новыми, например ядерной, биотопливо на основе этанола и фотоэлектрическая энергия.

Выражение «энергия» часто используется без особых размышлений и применяется в различных контекстах. Проще говоря, Energy — это способность выполнять работу, способность заставлять вещи происходить. Но на самом деле он делает гораздо больше. Энергия — один из самых ценных наших ресурсов, и он всегда существовал в той или иной форме. Почти вся энергия, доступная нам здесь, на Земле, изначально была получена из энергии, созданной Солнцем, которое представляет собой не что иное, как один гигантский термоядерный реактор.Но как только эта энергия покидает Солнце, она преобразуется в другие формы энергии на Земле, такие как тепло и свет, которые генерируют ветер, дождь, реки и волны, которые мы можем использовать в качестве альтернативного источника энергии.

Термин «альтернативная энергия» относится к любой форме энергии, которая является альтернативой более традиционным трем источникам ископаемого топлива: нефти, природному газу и углю. Но выражение «альтернативные источники энергии» обычно используется для сравнения нефтяного масла во всех его различных формах с другими формами возобновляемой энергии.Хотя ни одна из этих «альтернатив» не кажется полностью равной нефти с точки зрения ее гибкости и энергосодержания, нефть, как и другие формы ископаемого топлива, является ограниченным ресурсом и в конечном итоге будет исчерпана. Отсюда необходимость использования альтернативных источников энергии.

Три типа ископаемого топлива: уголь, нефть и природный газ — самые важные виды топлива, которые мы используем сегодня, и современный мир в значительной степени полагается на эти невозобновляемые источники для удовлетворения большинства своих энергетических потребностей. Но эти источники энергии не будут работать вечно, и с сокращением глобальных запасов ископаемого топлива, увеличивающейся угрозой их постоянной безопасности, в сочетании с их вкладом в изменение климата, которое, как оказалось, является основной причиной экологических проблем и вредного углекислого газа ( CO ₂ ), теперь мы должны рассмотреть альтернативы.

Даже если бы у нас были неограниченные запасы ископаемого топлива, использование альтернативных источников энергии намного лучше для окружающей среды, планеты и жизни человека в целом. Преимущества Альтернативная энергия заключается в том, что он возобновляемый, устойчивый или потенциально устойчивый, а также экологически безопасный. Мы часто думаем об альтернативных энергетических технологиях как о «чистых» или «зеленых», потому что они производят очень мало или вообще не производят загрязняющих веществ.

Однако недостатками альтернативной энергии являются их низкая плотность, более высокие начальные инвестиционные затраты и изменчивость источника, требующая накопления энергии или некоторой формы альтернативной резервной энергии, такой как генератор, когда солнце не светит или ветер не дуть.

Осознавая, что с практической точки зрения нефть — это не предел, все больше внимания уделяется альтернативным источникам энергии, которые могут заменить нефть. Поскольку спрос на альтернативные источники энергии увеличивается с каждым годом из-за потребности в чистых и возобновляемых источниках энергии.

Альтернативные формы энергии повсюду вокруг нас — ветер, волны и приливы, а также энергия Солнца — изобильный источник силы. В настоящее время существует шесть основных форм альтернативной энергии, которые можно разделить на две категории: возобновляемые или невозобновляемые источники энергии из одного или нескольких из следующих.

• Возобновляемая энергия: Возобновляемая энергия может быть определена как энергия, полученная из естественных и постоянных источников энергии, возникающих в непосредственной близости, таких как солнечная энергия (солнечная энергия). Эта энергия постоянно пополняется быстрее, чем расходуется, что делает этот тип энергии «бесконечным ресурсом».

  Возобновляемая энергия проходит через окружающую среду в виде тока (ветер), электромагнитного излучения (солнечный свет) или потока (вода), независимо от того, существует ли устройство для перехвата или использования этой энергии.Такую энергию также можно назвать «зеленой энергией» или «устойчивой энергетикой».

• Невозобновляемая энергия: Невозобновляемая энергия, с другой стороны, определяется как энергия, полученная из невозобновляемых статических источников энергии. Эти энергоресурсы остаются погребенными под землей, если они не высвобождаются в результате взаимодействия человека. Невозобновляемые источники энергии обычно называют ископаемыми видами топлива, которые включают уголь, нефтяное масло, природный газ и некоторые виды радиоактивного ядерного топлива.

  Этот энергетический ресурс расходуется быстрее, чем он может быть восполнен естественными системами Земли, что делает этот вид энергии «конечным ресурсом».Невозобновляемая энергия — это запасенная потенциальная энергия, и требуется внешнее воздействие, такое как горение, чтобы инициировать подачу энергии для практических целей. Такие источники энергии обычно называют «конечными поставками» или «коричневой энергией».

Наиболее распространенным источником «альтернативной энергии», доступным сегодня, является гидроэлектроэнергия, за которой следуют энергия ветра и солнечная энергия. Далее следует обзор различных видов альтернативной энергии, но сначала мы должны различать альтернативную энергию и возобновляемый источник энергии.Альтернативная энергия относится к любой форме энергии, которая является альтернативой традиционным ископаемым видам топлива нефти, природного газа и угля. Возобновляемая энергия — это формы альтернативной энергии, которые возобновляются естественными процессами на Земле, такими как солнечный свет от солнца или ветер из воздуха, и поэтому являются экологически чистыми.

Хотя мы намерены в этих учебных пособиях по альтернативной энергии охватывать все типы альтернативных и возобновляемых источников энергии, мы начнем с обзора возобновляемых источников энергии.Основными шестью формами возобновляемой энергии являются:

• 1. Гидроэнергетика: наиболее давно используемая форма альтернативной энергии и энергии, существующая тысячи лет назад. Плотины и водяные колеса используют потенциальную и кинетическую энергию воды в качестве источника энергии для измельчения кукурузы и производства муки. На гидроэнергетику приходится почти пятая часть всей электроэнергии, вырабатываемой во всем мире с помощью плотин и гидроэнергетики. Использование энергии, содержащейся в воде, текущей вниз с холма на более низкую высоту, является очень эффективным, но ограниченным необходимостью подходящих природных ресурсов, таких как горы, озера и гравитация.
• 2. Солнечная энергия: Солнечный свет содержит в тысячи раз больше доступной энергии, чем люди могут когда-либо использовать, но использование его может быть дорогостоящим. Один из распространенных методов — фотоэлектрические элементы. Они превращают солнечный свет в электричество, но работают только с максимальной эффективностью немногим более 20 процентов. Они также дороги в производстве и покупке. В системах солнечного отопления используются плоские панели для улавливания солнечного тепла для нагрева бытовой горячей воды с помощью больших коммерческих установок, использующих зеркала для отражения солнечного тепла на центральный поглотитель тепла для максимальной эффективности.
• 3. Энергия ветра: Еще одна хорошо зарекомендовавшая себя форма альтернативной энергии, используемая сотнями лет мельницами и ветряными мельницами. Вид массивных ветряных турбин, мягко кружащихся на вершине большого холма или возвышенности, теперь становится все более распространенным явлением. Однако такие турбины и связанные с ними ветряные электростанции вызвали множество дискуссий среди защитников окружающей среды, при этом некоторые зеленые активисты утверждали, что длинные линии ветряных турбин наносят ущерб естественной красоте сельской местности, производят экологический шум и могут убить слишком много птиц своими постоянно вращающимися лопастями.
• 4. Волновая и приливная энергия: хотя они все еще находятся в стадии разработки, это две океанические технологии с высоким потенциалом для обеспечения чистого, бесплатного альтернативного источника энергии в будущем. Сила волн использует кинетическую энергию приливов и отливов океанических волн и приливов, удерживая воду в приливных заграждениях или в подводных туннелях, которая затем используется для вращения приливных турбин. В приливной энергии также используются большие турбины, прикрепленные к морскому дну или чуть ниже поверхности волн, чтобы улавливать энергию сильных приливных течений.
• 5. Ядерная энергия: Ядерная энергия не является строго возобновляемым источником энергии, но может рассматриваться как альтернативная форма энергии по сравнению с ископаемым топливом. В мире имеется ограниченное количество урана, который необходимо как добывать, так и очищать, поэтому многие считают его невозобновляемым источником энергии, однако конструкция современных ядерных реакторов становится более безопасными и эффективными, чем те, которые использовались в прошлом, ядерная энергия становится достаточно мощной, чтобы оказать реальное влияние на сокращение использования ископаемого топлива.
• 6. «Альтернативные» ископаемые виды топлива: Многие считают, что на Земле осталось достаточно ресурсов нефти, угля и природного газа, чтобы их хватило на нас как минимум еще на 500 лет, и что более чистое и эффективное сжигание ископаемого топлива — это способ вперед. Предложения включают «хранение» вредных выбросов углекислого газа глубоко под землей, смешивание и совместное сжигание угля с биомассой, а также улучшение способов добычи и сжигания ископаемого топлива. Для многих это наиболее реальный способ сохранить наши невозобновляемые источники энергии и окружающую среду.

Достаточно ли альтернативной энергии

Наша интерпретация Альтернативная энергия лучше, потому что «альтернативные источники энергии» или «альтернативные источники энергии» могут иметь другое значение, гораздо более широкое, чем просто Альтернативная или Возобновляемая энергия . Альтернативная энергия — это источники энергии, которые отличаются друг от друга или являются альтернативой, или заменой традиционного ископаемого топлива. Большинство источников «альтернативной энергии» зависят от очевидных, естественных источников энергии, и в этих источниках энергии нет ничего нового.

Люди всегда использовали солнце для освещения своих домов, сушки одежды или обогрева пищи на протяжении тысячелетий, но многие альтернативные или возобновляемые источники энергии, особенно гидроэлектроэнергия, ветер и солнечная энергия, уже обеспечивают значительное количество энергии. или, по крайней мере, в ближайшем будущем способны обеспечить значительное количество зеленой энергии. Эти источники энергии имеют много преимуществ перед ископаемым топливом, но также имеют свои ограничения.

Может ли Alternative Energy заполнить пробел? На энергетическую проблему нет простых ответов, даже самые лучшие энергетические технологии будущего могут быть сложными, опасными и дорогими.Однако одно можно сказать наверняка: все способы заставить энергию в той или иной степени навредить Земле. Следовательно, независимо от того, откуда берется наша энергия, мы не должны тратить ее зря.

Жить более энергоэффективной жизнью легко, поскольку ученые и инженеры работают над более эффективными холодильниками, автомобилями, фарами и другими устройствами и т. Д. Мы все можем внести свой вклад, чтобы сэкономить значительное количество энергии, просто выключив свет , Телевизор и другие электрические устройства, когда мы их не используем. Со временем мы все можем по-разному выбирать, сколько энергии использовать и как ее использовать.Более энергоэффективный мир — это мир, который легче снабжать энергией, независимо от ее источника.

В следующем руководстве по Альтернативная энергия мы рассмотрим различные типы ископаемого топлива, потребляемого в настоящее время.

.

Альтернативные источники энергии

Содержание:

Поскольку наиболее распространенных и популярных видов энергии израсходованы быстро, поиск новых источников энергии продолжается. Эти источников энергии должны быть возобновляемыми, , а не вызывать загрязнения , что ископаемое топливо делает .

Солнечная энергия

Солнце может дать нам всю необходимую энергию бесплатно! Основная проблема — собрать и сохранить этой энергии экономичным способом.

Сегодня мы можем улавливать энергии Солнца с помощью пластин или ячеек. Коллекторы, установленные на крышах домов и других построек, превращают солнечную энергию в тепло. С помощью этой энергии мы можем нагревать воду или воздух внутри.

Солнечные элементы преобразуют солнечного света непосредственно в электричество . Они используются в небольших предметах, таких как часы и карманные калькуляторы .

В пустынях и других субтропических областях солнечный свет улавливается большими зеркалами, которые превращают его в тепло.Вода, которая в 30 раз горячее, чем точка кипения , затем создает пара , который, в свою очередь, производит электроэнергии .

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия может производиться в местах, где вода вступает в контакт с горячей горной породой под поверхностью земли . Вода, которая достигает этих горячих областей, превращается в пар , который затем производит электричества . В местах, где отсутствуют природные подземные воды , источники существуют, инженеры закачивают их в горячих горных пород, слои .

Геотермальное тепло является важным источником энергии в странах, расположенных в вулканических областях, таких как Исландия, Италия, Новая Зеландия, Калифорния или Филиппины. Гейзеры — это извержений горячей воды, которые выходят на поверхность . Такая вода с естественным подогревом используется для обогрева домов и теплиц.

Пар, идущий от геотермальной электростанции в Исландии — Гретар Эварссон

Энергия ветра

Ветряные мельницы веками использовались для измельчения зерна и откачки воды из затопленных территорий, таких как Нидерланды или северные районы Германии.

Сегодня большие ветряные генераторы превращают энергию ветра в электричество . Такие устройства , однако, можно использовать только в местах с сильным и постоянным ветром. Однако в настоящий момент затраты слишком высоки для производства энергии ветра в больших масштабах .

Приливная энергия

Приливная энергия исходит из движения океанских волн. Один из способов использования силы волн — это перекрыть и залив дамбой.Когда вода входит и выходит из бухты, она включает турбину , которая производит электроэнергии .

В некоторых прибрежных районах мира разница между приливом и приливом составляет до 10 метров и более. У Великобритании, Нидерландов, Германии или Франции есть прибрежные районы, где можно создать такую ​​мощь.

Приливная электростанция на французском атлантическом побережье — Dani 7C3

Ядерный синтез

Fusion может решить все наши энергетические проблемы. Водород атомов объединены и могут производить больших количеств энергии. В отличие от и , расщепляющего атомов , синтез более безопасен и не производит большого количества ядерных отходов .

У нас почти бесконечное количество водорода в наших океанах, но до сих пор ученых еще не придумали способ производить больших количеств такой энергии. Такая система, которая производит дешевую энергию из наших океанов, вероятно, займет годы или десятилетий с до , чтобы разработать .

Биомасса

Биомасса — это материал, полученный из растений и животных. Он содержит энергии, производимой солнцем, а при сгорании выделяется тепло. Древесина, растения и сельскохозяйственных культур сегодня являются наиболее важными источниками биомассы.

Биомасса также может быть преобразована в другие формы энергии, такие как газ, этанол или биодизельное топливо. В Бразилии, например, около 20% всех автомобилей работают на этаноле , произведенном из сахарного тростника .Биомасса также является возобновляемым источником энергии, потому что урожай и деревья могут расти всегда.

Текст и рабочие таблицы для загрузки в формате PDF

Связанные темы

слов

• сумма = сколько чего-то
• залив = часть моря, отделенная изгибом береговой линии
• большой масштаб = здесь: много
• точка кипения = температура, при которой вода кипит
• захват = здесь: получить контроль над чем-то
• причина = ведет к
• обычный = широко распространенный, нормальный
• содержат = имеет
• преобразовать = преобразовать в
• декада = период в десять лет
• разработка = здесь: марка, дизайн
• устройство = машина, которая выполняет специальную работу
• экономичный = дешевый
• электричество = мощность, передаваемая в проводах и кабелях; дает нам свет, тепло и заставляет работать машины
• инженер = техник; тот, кто занимается техническими вещами
• извержение = извержение вулкана
• этанол = здесь: спирт, полученный из растений
• ископаемое топливо = формы энергии, такие как уголь или нефть, которые были произведены мертвыми растениями или животными в течение миллионов лет
• слияние = атомы объединяются, чтобы произвести энергию
• генератор = машина, производящая электричество
• геотермальная энергия = тепло, исходящее изнутри земли
• гейзер = отверстие в земле, из которого выходит горячая вода и пар
• зерна = семена таких растений, как кукуруза, пшеница или рис, которые используются в пищу
• измельчить = измельчить на мелкие кусочки или порошок с помощью машины
• прилив = время, когда море достигает своей наивысшей точки
• водород = газ, образующий воду при смешивании с кислородом
• в отличие от = по сравнению с; как разница
• слой = материал между двумя объектами
• отлив = время, когда море достигает своей самой низкой точки
• движение = когда что-то движется
• пластина = плоский металлический предмет
• карманный калькулятор = небольшая машина, которую вы используете для вычислений
• загрязнение = когда воздух, вода и другие ресурсы загрязняются, так что вы больше не можете их использовать
• предоставить = дать
• возобновляемый = то, что можно использовать снова и снова
• ученый = человек, имеющий научную подготовку
• закрыть = чтобы что-то не попало в
• источник = откуда что-то происходит
• разделить = разделить на две или более частей
• пар = горячий газ, который производит вода при нагревании
• хранить = отложить на более длительный срок
• сахарный тростник = сахар, произрастающий в тропических регионах
• припасов = резервы
• поверхность = верхний слой чего-то
• прилив = все, что происходит от подъема и падения океанских волн
• турбина = двигатель, в котором газ или вода вращает колесо вокруг
• объединить = объединить
• израсходовать = использовать все
• отходы = материалы, которые вам больше не нужны или остались более

.

Альтернативные формы энергии

Альтернативные формы энергии

Исследования по изучению альтернативных форм энергии чрезвычайно важны сегодня, учитывая возрастающую роль, которую альтернативные источники энергии должны играть в нашем обществе.

В свою очередь, спрос на альтернативные источники энергии определяется несколькими факторами.

Энергия и выработка электроэнергии из ископаемого топлива привели к высокой концентрации вредных парниковых газов в атмосфере.Но, несмотря на создаваемые пагубные последствия, спрос и цена на ископаемое топливо продолжают неуклонно расти. В то же время мировое предложение этих невозобновляемых ресурсов сокращается. Учитывая все эти причины, нас обоих подталкивают к изучению различных альтернативных форм энергии.

В современном мире термин «альтернативная энергия» обычно относится к источникам энергии, отличным от невозобновляемых ископаемых видов топлива, таких как уголь, сырая нефть и природный газ.В свою очередь, «альтернативная энергия» часто ассоциируется с возобновляемыми источниками энергии, которые зачастую более чистые и экологичные.

Альтернативные формы энергии, доступные сегодня, составляют значительный диапазон, и постоянно открываются новые формы.

Эти источники энергии обычно используют процессы, обычно происходящие в природе, и, следовательно, их можно постоянно обновлять за короткий период времени. Эти источники не только сокращают выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ, но и помогают нам сохранять природные ресурсы.Узнайте больше о преимуществах возобновляемых источников энергии.

Вот несколько широко известных альтернативных форм энергии.

Солнечная энергия: Солнечная энергия — это энергия солнца. Пока Солнце существует, оно всегда излучает свет, тепло и другие формы радиационной энергии. Таким образом, солнечная энергия часто считается неисчерпаемой.

По данным НАСА, Солнце излучает на Землю около 174 петаватт (Pw) солнечной энергии каждый день.Из этого количества около 30% энергии отражается обратно в космос, в то время как другая большая часть поглощается нашей атмосферой. Лишь около 10% энергии (около 17,4 Pw в день) сохраняется на Земле, но это количество больше, чем удовлетворяет ежедневные потребности мира в энергии.

Энергия солнечной энергии не только управляет многими важными природными процессами, такими как фотосинтез, но также может быть преобразована в другие формы энергии, такие как электрическая энергия, с помощью солнечных панелей.

Читать статьи по теме:

Энергия ветра: Энергия ветра — еще один из альтернативных видов энергии. Ветер — это движение воздуха в результате неравномерного нагрева земли и ее атмосферы солнцем, а также вращения Земли. Эта энергия ветра, «собранная» ветряными турбинами, может использоваться для выработки электроэнергии. Ветровые турбины в сочетании с сильным, устойчивым ветром могут генерировать электроэнергию экономически эффективным способом без образования загрязняющих веществ.Фактически, энергия ветра становится одной из самых быстрорастущих в мире технологий экологически чистой энергии, создавая большое количество рабочих мест в области ветроэнергетики.

Геотермальная энергия: Знаете ли вы, что центр Земли может достигать 12000 градусов по Фаренгейту? Большое количество тепла, удерживаемого под поверхностью Земли — в ее ядре, — может фактически использоваться в качестве источника энергии. Фактически, цель геотермальных систем — использовать это тепло, известное как геотермальная энергия. Геотермальная энергия может использоваться для различных целей, включая производство электроэнергии, отопление и охлаждение зданий.

Гидроэлектроэнергия: Гидроэнергетика — это энергия, которая возникает за счет силы движения воды, которая течет или падает. В крупных водоемах, таких как реки, гидроэлектростанции или плотины используются для производства электроэнергии из воды в больших масштабах. Гидроэлектростанция обычно строится через большую реку с достаточным количеством воды. Вода, протекающая через плотину, генерирует энергию, которая улавливается и превращается в электричество.Эта энергия называется гидроэлектроэнергией или гидроэлектричеством.

Энергия биомассы: Энергия биомассы — это энергия, полученная из растений и животных материалов, например, растительности и сельскохозяйственных культур, а также органических остатков с ферм, бытовых или промышленных отходов.

Энергия океана: Океаны содержат как минимум два типа энергии — механическую энергию приливов и волн, а также тепловую энергию солнечного тепла.

Потенциал альтернативных источников энергии огромен. В связи с возрастающей потребностью в альтернативных формах энергии в мире сегодня мы наблюдаем рост числа компаний, занимающихся альтернативными источниками энергии во всем мире.

Они могут инвестировать в «зеленые» технологии, исследовать и открывать новые формы альтернативной энергии, стремиться повысить эффективность существующих форм возобновляемой энергии, преобразовывать эти альтернативные формы энергии в полезные формы, такие как электричество, и даже производить продукцию (например, солнечные панели ), которые позволяют людям использовать альтернативные источники энергии даже в своих домах или офисах.

Впоследствии это также означает, что на рынке труда появляется все больше рабочих мест в сфере альтернативной энергетики и зеленой энергии.

Если вы думаете, что зеленая энергия — одна из удивительных зеленых инноваций, которые когда-либо делались, сообщите об этом другим.

Вернуться на домашнюю страницу Eco Green Living and All Recycling Facts с этой страницы на Альтернативные формы энергии

.