Нетрадиционные источники энергии

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Энерговооруженность общества - основа его научно-технического прогресса, база развития производительных сил. И важнейший фактор экономического роста – это ее соответствие общественным потребностям. Эта энерговооруженность должна быть надежна и в перспективе, ведь  развивающееся мировое хозяйство требует постоянного ее наращивания в производстве. Энергетический кризис начала 1970-х годов существенно обострил проблему энергообеспечения потребностей общества, и  продемонстрировал как трудно теперь этого достичь, используя лишь традиционные источники энергии – нефть, уголь и газ. Энергетические проблемы закономерно вызвали экологические и экономические, а так же социальные и политические проблемы. Стала очевидна необходимость не только изменить структуру их потребления, но и гораздо шире искать и внедрять нетрадиционные , альтернативные источники энергии, особенно возобновляемые.

К таким источникам относятся :
-солнечное энергия
- энергия ветра
- геотермальное тепло
- гидравлическая энергия рек
- энергия приливов и отливов
- тепловая энергия океана
-энергия биомассы
- водородная энергетика

 Использование  нетрадиционных источников и потребление производимой ими энергии не ведет к неизбежному исчерпанию запасов, ведь они не ограничены геологическим накоплением ресурсов.
    Но не нужно забывать о том, что основным фактором при оценке целесообразности внедрения и использования любых источников энергии, в том числе и нетрадиционных, является стоимость производимой энергии в сравнении со стоимостью энергии, получаемой от более традиционных источников.
    Рассмотренные здесь относительно новые схемы преобразования энергии можно объединить единым термином «экоэнергетика», под которым подразумеваются любые методы получения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды, и, как правило, не наносящих ей существенного вреда.

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

        Солнечная энергия входит в тройку лидеров по объему применения. Суммарно на Землю попадает в энергетическом эквиваленте приблизительно в 100 млн. раз больше энергии чем потребляется на данный момент в мире.[2] Однако преобразование и использование солнечного излучения сопряжено с определенными трудностями. И одной из наиболее серьезных проблем реализации огромных потенциальных ресурсов солнечного излучения  является его низкая интенсивность.
      Плотность солнечного излучения на Землю зависит от многих факторов:
- долготы и широты местности;
- географических и климатических особенностей;
- состояния атмосферы;
- высоты Солнца над горизонтом;
- размещение приемника солнечного излучения на Земле, а так же расположение его по отношению к Солнцу.
     Необходимо помнить и о том, что в течение различных интервалов в конкретной точке Земли солнечное излучение может отсутствовать частично или полностью. Кроме того, применительно к России, солнечное излучение достигает своего максимума в летний период, когда обычно происходит закономерное уменьшение потребления энергии.
    Так же солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование солнечной энергии влечет за собой  гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно и в трудовых ресурсах.
К сожалению, пока электрическая энергия, рожденная солнечными лучами, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными способами.
    Тем не менее, различные станции-преобразователи солнечной энергии строятся и используются весьма успешно.
    Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает  для непосредственного использования.
    Значительное развитие получило направление , связанное с использованием низкопотенциального тепла окружающей среды(воды, грунта, воздуха) с помощью теплонасосных установок (ТНУ). В ТНУ при расходе единицы электрической электрической энергии производится 3-4 единицы эквивалентной тепловой энергии, а значит их применение в несколько раз выгоднее, чем прямой электрический нагрев. ТНУ успешно конкурируют с топливными установками.
     Так же производство низкопотенциального тепла широко применяется для коммунально-бытового горячего водоснабжения и теплоснабжения. И преобладающим видом оборудования здесь являются так называемые плоские солнечные коллекторы. [1]
     Все активнее используется преобразование солнечной энергии в электрическую. Здесь используют два метода – термодинамический и фотоэлектрический, и последний лидирует с большим отрывом. Так, суммарная мировая мощность автономных фотоэлектрических установок превысила 500 МВт.
Для энергетических целей применим  фотоэффект запирающего слоя. Устройства, реализующие этот вид фотоэффекта, называются фотоэлектрическими преобразователями (ФЭП). Для уменьшения их стоимости и увеличения  эффективности используются различные системы концентрирования солнечного излучения: полимерные оптические линзы,
линзы Френеля с точечной фокусировкой. [3]
   Одним из интересных и успешных примеров стоят упомянуть проект «Тысяча крыш» ,реализованный в Германии, где 2250 домов были оборудованы фотоэлектрическими установками. При этом роль резервного источника играет электросеть, из которой возмещается нехватка энергии. В случае же избытка таковой она, в свою очередь, передается в сеть.
    Освоение космического пространства так же позволяет разрабатывать проекты солнечно-космических станций для энергоснабжения Земли. Такие станции, в отличие от земных, не только смогут получать более плотный поток теплового солнечного излучения, но и не зависят от погоды и смены дня и ночи. Потому как Солнце в космосе сияет с неизменной интенсивностью.
     Ученые и энергетики продолжают изучать возможности более широкого применения гелиоустановок ,а  так же ведут работы по поиску новых более дешевых возможностей использования солнечной энергии.
    Таким образом, в мире уже сегодня солнечная энергетика весьма интенсивно развивается и играет существенную роль в в топливно-энергетическом комплексе ряда стран.[1]