Альтернативні джерела енергії

                                                   Вступ.

    Людству  потрібна  енергія,  причому  потреби   в  ній  зростають  з   кожним  ро-

ком.  Разом  з  тим  запаси  традиційних  палив  (нафти,  вугілля,  газу.  ін.)  кінце-

ві.  Кінцеві  також  і  запаси  ядерного  палива  -  урану,  з  якого  можна  отриму-

вати  в  реакторах  плутоній.  Практично  невичерпні  запаси  термоядерного  па-

лива  -  водню,  проте  керовані  термоядерні  реакції  поки  не  освоєні  і  невідо-

мо  коли  вони  будуть  використані  для  промислового  отримання  енергії  в  чистому  вигляді,  тобто  без  участі  вцьому  процесі  реакторів  ділення.  Зали-

шається  два  шляхи:  строга  економія  при  витраченні  енергоносіїв  і  викорис-

тання  альтернативних  джерел  енергії.

                           Що  таке  альтернативні  джерела  енергії.

    Альтернативні   джерела  енергії  -  це  поновлювані   джерела,  до  яких  відно-

сять  енергію  сонячного  випромінювання,  вітру,  морів,  річок,  біомаси,  тепло-

ти  Землі  та  вторинні  енергетичні  ресурси,  які  існують постійно  або  виника-

ють  періодично  у  довкіллі.

                                        Сонячна  енергія  та  перспективи

                                   використання  її  в  Україні.

    Сонячна  енергія  -  це  енергія від Сонця в формі радіації  та  світла.  Ця  енергія значною мірою керує кліматом,  погодою та  є основою життя і в перспективі може  стати екологічно  чистою,  тобто такою,  що  не  виробляє  шкідливих відходів.  Технологія,  що  контролює  сонячну  енергію  називається

сонячною  енергетикою.  На  сьогодні  сонячна енергетика  широко  застосову-

ється  у  випадках,  коли  малодоступність  інших  джерел  енергії  в  сукупності  з

достатньою  кількістю  сонячного  випромінювання  виправдовує  її  економічно.

    Способи   отримання  енергетики  і   тепла  з  сонячного  випромінювання:

1. Отримання  електроенергії  за  допомогою  фотоелементів.
2. Геліотермальна  енергетика  -  нагрівання  поверхні.  що  поглинає сонячні

промені  і  подальший розподіл  і використання  тепла (фокусування сонячного

випромінювання  на  ємкості  з  водою  для  подальшого  використання води  в

опалюванні  або  в  парових  електрогенераторах).

3. ‘’Сонячне  вітрило’’  може  в безповітряному  просторі  перетворювати  со-

нячні  промені  в  кінетичну  енергію.

4. Термоповітряні  електростанції  ( перетворення  сонячної  енергії  в  енергію

повітряного  потоку,  що  направляється  на  турбогенератор).

5. Сончні  аеростатні  електростанції  (генерація  водяної  пари  усередині  ба-

лона  аеростата  за  рахунок  нагрівання  сонячним  випромінюванням  поверхні

аеростата,  покритої  селективно-поглинаючим  покриттям).  Перевага  -  запасу

пари  в  балоні  достатньо  для  роботи  електростанції  в  темний  час  доби  і хмар-

ну  погоду.

    Переваги  сонячної  енергетики:

1. Загальнодоступність  і  невичерпність  джерела.
2. Теоретично,  повна  безпека  для  навколишнього  середовища  (проте  в  да-

ний  час  у  виробництві  фотоелементів  і  в  них  самих  використовуються  шкід-

ливі  речовини).

    Недоліки  сонячної  енергетики:

    Фундаментальні  проблеми:

1. Через  відносно  невелику  величину  сонячної  постійної  (1367 Вт/кв.м.)  для

сонячної  енергетики  потрібне  використання  великих  площ  землі  під  електрос-

танції  (наприклад,  для  електростанції  потужністю  1Гвт це  може  бути  декель-

ка  десятків  квадратних  кілометрів).  Проте  цей  недолік  не  такий  великий, то-

му  що  фотоелектричні  елементина  великих  сонячних  електростанціях  встанов-

люються  на  висоті  1,8-2,5  метра,  що  дозволяє  використовувати землі   під

електростанцією  для  сільськогосподарських  потреб, наприклад,  для  випасу  ху-

доби.

    Проблема  знаходження   великих  площ  землі  під   сонячні  електростанції  ви-

рішується  у  разі  застосування  сонячних  аеростатних  електростанцій,  придат-

них  як  для  наземного,  так  і  для  морського  і  для  висотного  базування.

2. Потік  сонячної  енергії  на  поверхні  Землі  сильно  залежить  від  широти

клімату  .  У  різних  місцевостях  середня  кількість  сонячних  днів  в  році  може

сильно  відрізнятися.

    Технічні  проблеми:

1. Сонячна  електростанція  не  працює  вночі  і  недостатньо  ефективно  пра-

цює  у  ранкових  і  вечірніх сутінках.  При  цьому  пік  електроспоживання  при-

падає  саме  на  вечірні  години.  Крім  того,  потужність  електростанції  може 

стрімко  коливатися  через  зміни  погоди.

2. Висока  ціна  фотоелементів.  Ймовірно,  з  розвитком  технологій  цей  недо-

лік  подолають.

3. Недостатній  коефіцієнт  корисної дії фотоелементів.
4. Поверхню  фото панелей  потрібно  очищати  від  пилу,  інших  забруднень.
5. Через  30  років  експлуатації ефективність  фотоелектричних  елементів  по-

чинає  знижуватися.

    Перспективи   сонячної  енергетики  також   зменшуються  внаслідок  глобального

затемнення  -  антропогенного  зменшення  сонячного  випромінювання,  що  дохо-

дить  до  поверхні  Землі.

    Перспективи   розвитку  сонячної  енергетики  в  Україні.

    Вся  територія   України  придатна  для  розвитку  теплопостачання  з використа-

нням  сонячної  енергії.  У  2010  році  Україна  не  мала  жодної  великої  сонячної

електростанції,  у  2011  в  країні  вже  працюють  батареї  потужністю  67,55  МВт,

в  Криму  будується  один  з найбільших  сонячних  парків  Європи  та світу.  За

короткий  час  в  Україні  вдалося  зробити  ривок  і  вийти в  перші  ряди  за  тем-

пами  розвитку  фотовольтаїки.

                                                   Геотермальна  енергія  та

                                   перспективи  використання  її  в  Україні.

    Як відомо,  з  заглибленням  під  Землю   зростає  температура  (в   середньому  на

3. градуса  по  Цельсію  на  1  кілометр),  а  у  вулканічних  районах  значно  швид-

ше.  Геотермальна  енергія  акумульована  в  перших  10  км  Земної  кори  за  кіль-

кістю  в  10  разів  перевищує  геологічні  ресурси  усіх  видів палива разом узятих.

З  усіх  видів  геотермальної  енергії  мають  найкращі  економічні  показники  гід-

рогеотермальні  ресурси  -  термальні  води,  пароводяні  суміші  і  природна пара.

Аналіз  економічної  доцільності  широкого  використання  термальних  вод  по-

казує  .  що  їх  варто  застосовувати  для  опалення  і  гарячого  водопостачання  ко-

мунально-побутових,  сільськогосподарських  і  промислових  підприємств,для

технологічних  цілей,  добування  цінних  хімічних  компонентів  та  ін..

    Переваги  використання  геотермальної  енергії:

1. Геотермальну  енергію  отримують  від  джерел  тепла  з  великими  темпера-

турами.

2. Вона  має  декілька  особливостей:

• температура  носія  значно  менша  за  температуру  при  спалюванні палива;

• найкращий  спосіб  використання  геотермальної  енергії  - комбінований

(видобуток  електроенергії  та  обігрів).

    Недоліки  використання  геотермальної  енергії:

1. Низька  термодинамічна  якість.
2. Необхідність  використання  тепла  біля  місця  видобування.
3. Вартість  спорудження  свердловин  виростає  зі  збільшенням  глибини.

    Це  джерело  характеризується  різноплановим   впливом  на  природне  середови-

ще.  Так,  в  атмосферу  надходить додаткова кількість сполук  сірки,  бору,

миш’яку,  аміаку,  ртуті;  викидається  водяна  пара,  збільшуючи  вологість;  суп-

роводжується  акустичним  ефектом;  опускання  земної  поверхні; засолення земель.

    Геотермальна  енергія  в  Україні  та  перспективи  розвитку.

    Геотермальні  ресурси  в  Україні  представляють   собою  перш  за  все  термаль-

ні  води  і  теплоту  нагрітих  сухих  гірських  порід.  Крім  того,  до  перспективних

для  використання  в  промислових  масштабах  можна  зарахувати  ресурси  нагрі-

тих  підземних  вод,  які  виводяться  з  нафтою  та  газом  діючими  свердловина-

ми  нафто-газових  родовищ.

    Україна   має  значний  потенціал   геотермальної  енергії.  Найперспективнішим

для  видобутку  високо потенційних  енергоносіїв  є  Карпатський  геотермічний

район,  який  характеризується  високим  геотермічним  градієнтом  і  відповідно

високими  температурами  гірських  порід  порівняно  з  іншими  регіонами

України.

    Перспективними  регіонами  розвитку  геотермальної  енергетики  є  Крим,  а  та-

кож  Дніпрово-Донецька  западина,   що  включає  в  себе  області:  Чернігівську,

Полтавську,  Харківську,  Луганську  та  ін..

    До  2030  року  цілком  реально  є  створення   енергогенеруючих  геотермальних

установок  сумарною  тепловою  потужністю  2160МВт,  електричною  400МВт.

                              Енергія  вітру  та  перспективи  використання

                                             Її  в  Україні

    За  підрахунками  вчених  загальний  вітроенергетичний  потенціал  Землі  в  30

разів  перевищує  річне  споживання  електроенергії  в  сучасному  світі.  Однак, 

використовується  лише  мізерна  частка  цієї  енергії.  Можливе  використання 

цього  виду  енергії  в  різних  місцях  Землі  неоднакове.  Для  нормальної  роботи 

вітрових  двигунів  швидкість  вітру  не  повинна  в  середньому  за  рік  падати

нижче  4-5  м/с,  а  краще,  коли  вона  становить  6-8  м/с. Для цих установок

шкідливі і  надто  великі  швидкості  вітру  (урагани),  які  можуть  їх  поламати.

Найбільш  сприятливі  зони  для  використання  вітрової  енергії  -  узбережжя  мо-

рів  і  океанів,  степи,  тундра,  гори. Галузь,  яка  спеціалізується  на використанні

кінетичної  енергії  вітру  називається  вітроенергетикою.

    Переваги  вітроенергетики:

1. Зменшує  залежність  від  викопного  палива.
2. Відсутність  впливу  на  тепловий  баланс  атмосфери  Землі.
3. Можливість  перетворення  в  різні  види  енергії  (механічну,  теплову,  елек-

тричну).

    Недоліки  вітроенергетики:

    Географічні   обмеження.

    Одне  з   основних  обмежень  розвитку  вітроенергетики -  це  необхідність  роз-

ташування  установок  у  певних  районах  із  високою  інтенсивністю  вітру.  Інше

обмеження  полягає  в  необхідності  виведення  з  експлуатації  земель,  які  могли