Альтернативные виды энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Альтернативные виды энергии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат подготовил: студент группы СВС-801-О Вишнягов Владимир

Энергия во вселенной проявляется  в различных видах, с точки  зрения экологии рассуждать какой из видов энергии наносит меньший  или больший вред окружающей среде  было бы неккоректно, в вопросе экологии и энергии интересен процесс  получения энергии того или иного вида, а главное его воздействие на окружающую среду. В данном реферате мы рассмотрим основные нетипичные виды добычи электроэнергии.

Альтернативные виды энергетики - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Виды альтернативной энергетики: солнечная энергетика, ветроэнергетика, биомассовая энергетика, волновая энергетика, градиент-температурная энергетика, приливная энергетика, геотермальная  энергия.

 

Ветроэнергетика.

Ветряная электростанция — несколько ветрогенераторов, собранных  в одном или нескольких местах. Крупные ветряные электростанции могут  состоять из 100 и более ветрогенераторов. Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью  ветра — от 4,5 м/с и выше. Современные  ветряные электростанции прекращают работу во время сезонного перелёта птиц.

Ветряная электростанция — несколько ветрогенераторов, собранных  в одном или нескольких местах. Крупные ветряные электростанции могут  состоять из 100 и более ветрогенераторов. Ветряные электростанции строят в местах с высокой средней скоростью  ветра — от 4,5 м/с и выше. Современные  ветряные электростанции прекращают работу во время сезонного перелёта птиц.

Производство ветряных электростанций очень дешево, но их мощность мала, и  их работа зависит от погоды. К тому же они очень шумны, поэтому крупные  ветряные электростанции даже приходится на ночь отключать. Помимо этого, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения, и даже для радиоволн. Применение ветряных электростанций вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и даже влияющее на климат. Наконец, для использования ветряных электростанций необходимы огромные площади, много больше, чем для других типов электрогенераторов.

Типы ветряных электростанций:

Наземная - Самый распространённый в настоящее время тип ветряных электростанций. Ветрогенераторы устанавливаются  на холмах или возвышенностях.

Прибрежные ветряные электростанции строят на небольшом удалении от берега моря или океана. На побережье с  суточной периодичностью дует бриз, что  вызвано неравномерным нагреванием  поверхности суши и водоёма.

Шельфовые ветряные электростанции строят в море: 10—60 километров от берега. Шельфовые электростанции строят на участках моря с небольшой глубиной.

Первый прототип плавающей  ветряной турбины построен компанией  H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

 

Солнечная энергетика.

Солнечная энергетика —  направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании  солнечного излучения для получения  энергии в каком-либо виде. Солнечная  энергетика использует неисчерпаемый  источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных  отходов.

Способы получения электричества  и тепла из солнечного излучения: Фотовольтаика — получение электроэнергии с помощью фотоэлементов; Гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла

Солнечные концентраторы  вызывают большие по площади затенения  земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий и растительности.

Нежелательное экологическое  действие в районе расположения станции  вызывает нагрев воздуха при прохождении  через него солнечного излучения, сконцентрированного  зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров; в  некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими  отсюда последствиями. Применение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут  привести к значительному загрязнению  питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.

 

Волновая энергетика.

Волновая энергетика –  способ получения электрической  энергии путем преобразования потенциальной  энергии волн в кинетическую энергию  пульсаций и оформлении пульсаций  в однонаправленное усилие, вращающее  вал электрогенератора.

По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия  волн обладает гораздо большей удельной мощностью. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен  бассейн – перекрытый плотиной залив  или устье реки. В плотине имеются  водопропускные отверстия и установлены  гидротурбины, которые вращают генератор.

Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий  закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним  электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

Недостаток приливных  электростанции в том, что они  строятся только на берегу морей и  океанов, к тому же они развивают  не очень большую мощность, да и  приливы бывают всего лишь два  раза в сутки. И даже они экологически не безопасны. Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым – условия жизни  морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских  вод, их скорость и территорию перемещения.

 

Геотермальная энергетика.

Геотермальная энергетика –  способ получения электроэнергии путем  преобразования внутреннего тепла  Земли (энергии горячих пароводяных  источников) в электрическую энергию. Этот способ получения электроэнергии основан на факте, что температура  пород с глубиной растет, и на уровне 2–3 км от поверхности Земли  превышает 100°С. Существует несколько  схем получения электроэнергии на геотермальной  электростанции.

Прямая схема: природный  пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами. Непрямая схема: пар предварительно (до того как попадает в турбины) очищают от газов, вызывающих разрушение труб. Смешанная схема: неочищенный  пар поступает в турбины, а  затем из воды, образовавшийся в  результате конденсации, удаляют не растворившиеся в ней газы. Стоимость "топлива" такой электростанции определяется затратами на продуктивные скважины и систему сбора пара и является относительно невысокой. Стоимость самой электростанции при этом невелика, так как она  не имеет топки, котельной установки  и дымовой трубы.

К недостаткам геотермальных  электроустановок относится возможность  локального оседания грунтов и пробуждения  сейсмической активности. А выходящие  из-под земли газы могут содержать  отравляющие вещества. Кроме того, для постройки геотермальной  электростанции необходимы определенные геологические условия.

 

 

Градиент-температурная  энергетика.

Этот способ добычи энергии  основан на разности температур. Он не слишком широко распространен. С  его помощью можно вырабатывать достаточно большое количество энергии  при умеренной себестоимости  производства электроэнергии.

Большинство градиент-температурных  электростанций расположено на морском  побережье и используют для работы морскую воду. Мировой океан поглощает  почти 70% солнечной энергии, падающей на Землю. Перепад температур между  холодными водами на глубине в  несколько сотен метров и теплыми  водами на поверхности океана представляет собой огромный источник энергии, оцениваемый  в 20-40 тысяч ТВт, из которых практически  может быть использовано лишь 4 ТВт.

Вместе с тем, морские  теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных  вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться  на климате, флоре и фауне региона.

 

Биомассовая энергетика.

При гниении биомассы (навоз, умершие организмы, растения) выделяется биогаз с высоким содержанием  метана, который и используется для  обогрева, выработки электроэнергии. Также в качестве биотоплива могут  быть использованы быстрорастущие водоросли  и некоторые виды органических отходов (стебли кукурузы, тростника и пр.).

Существуют предприятия (свинарники и коровники и др.), которые сами обеспечивают себя электроэнергией  и теплом за счет того, что имеют  несколько больших "чанов", куда сбрасывают большие массы навоза от животных. В этих герметичных  баках навоз гниет, а выделившийся газ идет на нужды фермы. Еще одним  преимуществом этого вида энергетики является то, что в результате использования  влажного навоза для получения энергии, от навоза остается сухой остаток  являющийся прекрасным удобрением для  полей.

Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (синтез-газ, биогаз, водород).

Замена повседневного  использования электростанциями и  автомобилями типичного "вредного" топлива выращенным биотопливом, должно положительно сказаться на экологии в целом, но это лишь альтернатива у которой тоже есть свои недостатки, к примеру несколько фактов о  производстве биотоплива:

Для одной заправки этанолом джипа (100 л) требуется около 450 фунтов кукурузы. Это пропитание одного человека «третьего мира» в течение  почти года. Таким образом, в случае реализации планов администрации США  по расширению производства биотоплива, в 2017 году только для американских автомобилей  потребуется продуктов, достаточных  для пропитания более чем миллиарду  людей. В Индонезии и Малайзии для создания пальмовых плантаций  была вырублена немалая часть  тропических лесов. Причиной стала  гонка за производством биодизеля - топлива, созданного на основе растительных или животных жиров, в качестве альтернативы дизельному топливу (рапсовое масло  в качестве топлива может использоваться в чистом виде).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 

- Тем не менее "зеленая  энергетика" очень популярна в  мире. - Есть люди, которые искренне  верят в "зеленую энергетику". Но есть и такие, кто много  на этом зарабатывает благодаря  правительственным дотациям. Например, в Британии закупочные цены  на энергию ветра в три раза  выше, чем на обычную энергию.  Да и долгое время «зеленая»  индустрия не раскрывала всю  информацию о себе, не была  открытой. Поэтому люди теряют  доверие к "зеленой энергетике". Это связано с тем, что они  задумываются, насколько дорого  стоит такая энергия налогоплательщикам? Люди понимают, что такая энергия  не защищает окружающую среду  так, как это было обещано  первоначально. Конечно, работать  над "зелеными" технологиями  надо. Но на сегодня они дороги, технически несовершенны и не  обеспечивают защиты окружающей  среды. Но даже если в будущем  "чистые технологии" могут стать  дешевле, они вряд ли станут  надежнее. Потому что неустойчивость заложена в таких технологиях самой природой.