Čo je alternatívna energia?

Znečistenie životného prostredia a vyčerpanie prírodných zdrojov nás núti uvažovať o tom, ako získať elektrinu a teplo z obnoviteľných zdrojov..

Tento článok hovorí o tom, ako funguje alternatívna energia a prečo si ju mnohé krajiny volia..

Čo je alternatívna energia??

Energia je obnoviteľná (alternatívna) a neobnoviteľná (tradičná).

Alternatívnymi zdrojmi energie sú bežné prírodné javy, nevyčerpateľné zdroje, ktoré sa vyrábajú prirodzene. Táto energia sa tiež nazýva regeneratívna alebo „zelená“.

Neobnoviteľné zdroje sú ropa, zemný plyn a uhlie. Hľadajú náhradu, pretože môžu skončiť. Ich použitie je spojené aj s emisiami oxidu uhličitého, skleníkovým efektom a globálnym otepľovaním..
Ľudstvo dostáva energiu, hlavne spaľovaním fosílnych palív a prevádzkou jadrových elektrární. Alternatívna energia – to sú metódy, ktoré dodávajú energiu spôsobom šetrnejším k životnému prostrediu a menej poškodzujú. Je potrebný nielen na priemyselné účely, ale aj v jednoduchých domoch na vykurovanie, teplú vodu, osvetlenie, elektroniku.

Obnoviteľné zdroje energie

• slnečnému žiareniu
• Vodné prúdy
• vietor
• Prílivy
• Biopalivo (palivo z rastlinných alebo živočíšnych surovín)
• Geotermálne teplo (črevá Zeme)

Alternatívne druhy energie

1. Solárna energia

Jeden z najsilnejších druhov alternatívnych zdrojov energie. Najčastejšie sa solárne panely premieňajú na elektrickú energiu. Celá planéta má dostatok energie na celý rok, ktorú slnko vysiela na Zem za deň. Z celkového ročného výkonu elektriny v solárnych elektrárňach však nepresahuje 2%.

Hlavnou nevýhodou je závislosť na počasí a dennej dobe. Pre severné krajiny nie je získavanie solárnej energie ziskové. Štruktúry sú drahé, musia sa o ne „postarať“ a včas zlikvidovať fotobunky samotné, ktoré obsahujú toxické látky (olovo, gálium, arzén). Obrovské oblasti potrebné pre vysoké výnosy.

Solárna elektrina sa distribuuje tam, kde je lacnejšia ako obvykle: vzdialené obývané ostrovy a farmy, vesmírne a námorné stanice. V teplých krajinách s vysokými tarifami za elektrinu môže pokryť potrebu obyčajného domu. Napríklad v Izraeli sa 80% vody ohrieva solárnou energiou..

Batérie sa inštalujú aj na bezpilotné prostriedky, lietadlá a vzducholode, Hyperloopové vlaky.

2. Veterná energia

Rezervy veternej energie sú 100-krát väčšie ako energetické rezervy všetkých riek na planéte. Veterné stanice pomáhajú premeniť vietor na elektrickú, tepelnú a mechanickú energiu. Hlavným vybavením sú veterné generátory (na výrobu elektriny) a veterné mlyny (na mechanickú energiu).

Tento druh obnoviteľnej energie je dobre rozvinutý – najmä v Dánsku, Portugalsku, Španielsku, Írsku a Nemecku. Začiatkom roku 2016 výkon všetkých veterných generátorov prekročil celkovú inštalovanú kapacitu jadrovej energie.

Nevýhodou je, že sa nedá ovládať (veterná energia je nestabilná). Dokonca aj veterné turbíny môžu spôsobiť rádiové rušenie a ovplyvniť klímu, pretože sa podieľajú na kinetickej energii vetra – vedci zatiaľ nevedia, či je to dobré alebo zlé.

3. Vodná energia

Na premenu pohybu vody na elektrickú energiu sú potrebné vodné elektrárne (vodné elektrárne) s priehradami a nádržami. Sú umiestnené na riekach so silným prúdom, ktorý nevyschne. Priehrady sú stavané na dosiahnutie určitého tlaku vody – spôsobuje pohyb lopatiek hydraulickej turbíny a poháňa elektrické generátory.

Výstavba vodných elektrární je drahšia a ťažšia v porovnaní s konvenčnými elektrárňami, ale cena elektrickej energie (v ruských vodných elektrárňach) je dvakrát nižšia. Turbíny môžu pracovať v rôznych režimoch energie a riadiť výrobu elektrickej energie..

4. Vlnová energia

Existuje veľa spôsobov, ako vyrábať elektrinu z vĺn, ale iba tri fungujú efektívne. Líšia sa typom zariadení na vode. Sú to komory, ktorých spodná časť je ponorená do vody, plavákov alebo zariadení s umelým atolom.

Takéto elektrárne prenášajúce energiu prenášajú kinetickú energiu morských alebo morských vĺn káblom na zem, kde sa premieňajú na elektrickú energiu v špeciálnych staniciach.

Tento typ sa používa len málo – 1% celkovej výroby elektrickej energie na svete. Systémy sú tiež drahé a potrebujú pohodlný prístup k vode, čo nie každá krajina..

5. Energia prílivu a odlivu

Táto energia je získavaná z prirodzeného vzostupu a poklesu hladiny vody. Elektrárne sú inštalované iba pozdĺž pobrežia a kvapka vody by mala byť najmenej 5 metrov. Na výrobu elektriny sú vybudované prílivové stanice, priehrady a turbíny.

Odlivy a prúdy sú dobre známe, a preto je tento zdroj v porovnaní s ostatnými lepšie predvídateľný. Ale zavádzanie technológií bolo pomalé a ich podiel na celosvetovej produkcii je malý. Okrem toho prílivové cykly nespĺňajú vždy normu spotreby elektrickej energie..

6. Energia teplotného gradientu (hydrotermálna energia)

Morská voda má na povrchu av hĺbkach oceánu inú teplotu. Použitím tohto rozdielu dostanú elektrinu.

Prvá inštalácia, ktorá dodáva elektrinu v dôsledku teploty oceánu, bola vykonaná v roku 1930. Teraz sú v USA a Japonsku oceánske elektrárne uzavretého, otvoreného a kombinovaného typu.

7. Energia difúzie kvapaliny

Toto je nový typ alternatívneho zdroja energie. Osmotická elektráreň inštalovaná v ústach rieky riadi miešanie soli a čerstvej vody a získava energiu z entropie tekutín..

Vyrovnanie koncentrácie soli vytvára pretlak, ktorý spúšťa rotáciu turbíny. Zatiaľ čo v Nórsku existuje iba jedna taká elektráreň.

8. Geotermálna energia

Geotermálne stanice využívajú vnútornú energiu Zeme – horúcu vodu a paru. Sú umiestnené v sopečných oblastiach, kde je voda na povrchu alebo sa k nej dostanete vyvŕtaním studne (od 3 do 10 km)..

Získaná voda ohrieva budovy priamo alebo prostredníctvom výmenníka tepla. Taktiež sa premieňa na elektrinu, keď horúca para rotuje turbínou pripojenou k elektrickému generátoru.

Nevýhody: cena, ohrozenie teploty Zeme, emisie oxidu uhličitého a sírovodíka.

Väčšina geotermálnych staníc v USA, na Filipínach, v Indonézii, Mexiku a na Islande.

9. Biopalivo

Bioenergia prijíma elektrinu a teplo z palív prvej, druhej a tretej generácie.

• Prvá generácia sú tuhé, kvapalné a plynné biopalivá (plyn zo spracovania odpadu). Napríklad palivové drevo, bionafta a metán.

• Druhá generácia – palivo získané z biomasy (zvyšky rastlinného alebo živočíšneho materiálu alebo špeciálne pestované plodiny).

• Tretia generácia – biopalivo z rias.

Biopalivá prvej generácie sa dajú ľahko získať. Obyvatelia vidieka založili zariadenia na výrobu bioplynu, v ktorých sa biomasa pohybuje pri správnej teplote.

Najbežnejším spôsobom a najstarším palivom je palivové drevo. Energetické lesy sa teraz na svoju produkciu vysádzajú z rýchlo rastúcich stromov, topoľov alebo eukalyptov..

Výhody a nevýhody alternatívnej energie

Hlavnou perspektívou alternatívnych zdrojov je existencia ľudstva, a to aj v podmienkach vážneho nedostatku ropy, plynu a uhlia.

výhody:

• Prístupnosť – nemusíte vlastniť ropné alebo plynové polia. Je pravda, že to neplatí pre všetky druhy. Vnútrozemské krajiny nemôžu prijímať energiu vĺn a geotermálnu energiu je možné prevádzať iba v sopečných oblastiach.

• Šetrnosť k životnému prostrediu – pri výrobe tepla a elektriny nedochádza k škodlivým emisiám do životného prostredia.

• Úspora – prijatá energia je nízka.

Nevýhody a problémy:

• Výdavky na výstavbu a údržbu – vybavenie a spotrebný materiál sú drahé. Z tohto dôvodu konečná cena elektriny stúpa, takže to nie je vždy ekonomicky opodstatnené. Teraz je hlavnou úlohou vývojárov znižovať náklady na inštaláciu.

• Závislosť od vonkajších faktorov: nie je možné regulovať silu vetra, úroveň prílivu a odlivu, výsledok spracovania slnečnej energie závisí od geografie krajiny.

• Nízka účinnosť a nízky výkon zariadení (okrem vodnej elektrárne). Vyrobená kapacita nie vždy zodpovedá spotrebe.

• Vplyv na klímu. Napríklad dopyt po biopalivách znížil osevnú plochu pre potravinárske plodiny a priehrady pre vodné elektrárne zmenili povahu rybolovu.

Obnoviteľná energia vo svete

Hlavným spotrebiteľom obnoviteľných zdrojov energie je Európska únia. V niektorých krajinách sa z alternatívnej energie vyrába takmer 40% všetkej elektriny. Tam už boli zakorenené rôzne podporné opatrenia: diskontné sadzby za pripojenie a vrátenie peňazí za nákup vybavenia. Krajiny východu a USA nie sú pozadu.

Nemecko

40% elektriny v Nemecku pochádza z obnoviteľných zdrojov. Je lídrom v počte veterných turbín, ktoré vyrábajú 20,4% elektrickej energie. Zvyšný podiel pripadá na vodnú energiu, bioenergiu a slnečnú energiu. Nemecká vláda stanovila plán: do roku 2050 vyrobiť 80% energie z alternatívnych zdrojov, zatiaľ však nechce zatvoriť jadrové elektrárne..

Island

Island má veľa horúcej vody, pretože sa nachádza v oblasti sopečnej činnosti. Krajina poskytuje 85% domov vykurovanie z geotermálnych zdrojov a pokrýva 65% elektrickej energie obyvateľstva. Sila zdrojov je taká veľká, že chcú zaviesť vývoz energie do Veľkej Británie.

Švédsko

Po ropnej kríze v roku 1973 začala krajina hľadať ďalšie zdroje energie. Všetko to začalo vodnými elektrárňami a jadrovými elektrárňami. Švédi často kritizovali Greenpeace z dôvodu jadrových elektrární, ale podiel energie z jadrových elektrární sa od konca 80. rokov nezvýšil..

Od 90. rokov Švédsko buduje morské veterné farmy na mori. Bola zavedená dodatočná daň za emisie uhlíka do atmosféry a existujú stimuly pre výrobcov veternej, solárnej a bioenergetiky.

Švédsko tiež aktívne využíva energiu zo spracovania odpadu a dokonca plánuje jeho nákup zo susedných krajín, aby opustilo ropu. Niektoré mestá dostávajú teplo zo spaľovní.

Čína

V Číne je najsilnejšou vodnou elektrárňou na svete Three Gorges. Od roku 2018 ide o najväčšiu budovu z hľadiska hmotnosti. Jeho súvislá betónová priehrada váži 65,5 milióna ton. V roku 2014 táto stanica zaznamenala rekord vo svete 98,8 miliárd kWh.

Sú tu aj najväčšie zdroje vetra (tri štvrtiny z nich sú dodávané do mora). Do roku 2020 plánuje krajina s pomocou vygenerovať 210 GW..

Stále existuje 2 700 geotermálnych zdrojov a tvoria 63% zariadení na premenu slnečnej energie. Čína je na treťom mieste v oblasti biopalív na báze etanolu.

Alternatívna energia v Rusku

Rozličné geografické umiestnenie regiónov a špecifiká klimatických zón v Rusku neumožňujú rozvoj tohto priemyslu rovnomerne. Neexistujú žiadne investície a existujú medzery v zákone.

Druhy obnoviteľnej energie v Rusku

Solárna energia

Používa sa v priemyselnom meradle aj medzi miestnym obyvateľstvom ako záložný alebo hlavný zdroj tepla a elektriny. Kapacita všetkých solárnych zariadení je 400 MW, z ktorých najväčšia je v oblastiach Samara, Astrakhan, Orenburg a Krym. Najsilnejším SES je Vladislavovka (Krym). Stále sa vyvíjajú projekty pre Sibír a Ďaleký východ.

Sila vetra

Obnoviteľná energia z vetra v Rusku je o niečo horšia ako solárna energia, hoci existujú priemyselné zariadenia. Celková kapacita veterných generátorov v našej krajine je 183,9 MW (0,08% celého energetického systému). Väčšina zariadení je na Kryme a najsilnejšia je v Adygea – „Veterná farma Adygea“.

vodná energia

Je to najpopulárnejší alternatívny zdroj energie v Rusku. Asi 200 riečnych vodných elektrární vyrába až 20% všetkej energie v krajine. Od roku 1968 sa v zátoke Kislaya v regióne Murmansk – Kislogubskaya PES nachádza prílivová elektráreň. Na rieke Yenisei stojí najväčšia vodná elektráreň – „Sayano-Shushenskaya“.

Geotermálnej energie

Vzhľadom na množstvo sopiek je tento druh energie v Kamčatke bežný. 40% spotrebovanej energie sa vyrába v geotermálnych zdrojoch. Podľa vedcov sa potenciál Kamčatky odhaduje na 5 000 MW a ročne sa vyprodukuje iba 80 MW energie. Geotermálne stanice sa nachádzajú aj na územiach Kuril, Stavropol a Krasnodar.

biopalivo

Naša krajina je jedným z troch vývozcov peliet na európskom trhu. V Rusku sú rastliny, ktoré vytvárajú pelety a brikety zo zvyškov dreva, ktoré sa používajú na vykurovanie kotlov a sporákov..

Poľnohospodársky odpad sa pre dieselové motory premieňa na kvapalné palivo a bioplyn. Ale skládkový plyn sa vôbec nepoužíva, jednoducho sa hodí do atmosféry a poškodzuje životné prostredie.

Spoločnosti pre energiu z obnoviteľných zdrojov

Zvýšené investície do obnoviteľnej energie a štátna podpora pomáhajú mnohým spoločnostiam úspešne podnikať.

Prvé solárne vr.

Táto americká spoločnosť bola založená v roku 1990 a preslávila sa výrobou solárnych panelov. Teraz je to najväčšia spoločnosť, ktorá predáva solárne moduly, dodáva vybavenie a je zodpovedná za technický servis..

Vestas Wind Systems A / S

Najstarší výrobca veterných generátorov z Dánska. Spoločnosť bola založená v roku 1898 a dnes sa jej podarilo nainštalovať viac ako 60 tisíc veterných turbín v 63 krajinách. Spoločnosť Vestas predáva jednotlivé generátory, integrované stanice a zariadenia služieb.

Atlantica Yield PLC

Táto spoločnosť so sídlom v Londýne vlastní klasické elektrické vedenia, solárne a veterné elektrárne v Severnej Amerike, Španielsku, Alžírsku, Južnej Amerike a Južnej Afrike..

ABB Ltd. Asea hnedá boveri

Švédsko-švajčiarska spoločnosť známa pre automobilové motory, generátory a robotiku. Od roku 1999 sa značka zaoberá konverziou slnečnej a veternej energie. V roku 2013 sa spoločnosť stala svetovým lídrom v oblasti fotovoltaických energetických zariadení..

Podobné články

• Technológia Blockchain a Bitcoin je jedným z najpokročilejších vývojov ľudstva v posledných desaťročiach..

  Blockchain má najširšie vyhliadky na použitie v rôznych odvetviach priemyslu, ale bitcoíny spôsobili najväčší hluk okolo neho. Napriek rozvoju konkurentov a…

• Ako roboty pomáhajú ľuďom v rôznych oblastiach života

  Vo svete, ktorý prechádza štvrtou priemyselnou revolúciou, sa veľa stáva automatickou. Existujú roboty, ktoré pracujú v továrňach a zjednodušujú sa…

• Mozilla Researchers na internete

  Mnohí z nás trávia veľa práce a osobného času na internete. Čo však skutočne vieme o World Wide Web? Mozilla Researchers – Spoločnosti,…