Источники возобновляемой энергии и возможности их использования.
Главную роль в дискуссиях об энергии играют экономия энергии и использование ее регенерируемых видов. После энергетических кризисов и аварии на Чернобыльской АЭС все больше склоняются к: использованию возможностей регенеративных видов энергии, включая и соседние регионы с холодным климатом, поскольку при этом нагрузка на окружающую среду значительно ниже, чем при преобразовании энергии ископаемых топлив.
Регенеративные возобновляемые, пополняемые, ошибочно называемые "альтернативными" виды энергии обновляются благодаря природным источникам энергия, неисчерпаемым в обозримом будущем. Различают геотермальную энергию, солнечную энергию и энергию приливов и отливов. Теоретический потенциал регенеративной энергии даже в наших (умеренных) широтах значительно превосходит как нынешнюю, так и будущую потребность в энергии. В год на всю территорию ФРГ приходится 2,5 10" кВт - ч, что в 80 раз выше потребности в первичной энергии.
Геотермальная энергия.
Геотермальная энергия образуется при распаде радионуклидов в недрах Земли. Она может использоваться в зонах вулканической деятельности и геологических аномалий, в особенности когда близкая к земной поверхности вода нагревается значительно выше 100 "С и в виде пара может быть направлена в турбогенераторы для производства электроэнергии. Горячая вода, непосредственно выходящая на поверхность, используется напрямую (Исландия: отопление, термальные купальни). Экологические проблемы возникают вследствие вулканических процессов и загрязнения воды.
Источники возобновляемой энергии и возможности их использования
Солнечная энергия.
Солнечная энергия, энергия излучения, образующаяся при ядерном синтезе на Солнце, представляет собой основную составляющую регенеративных видов энергии. Она может быть преобразована в электроэнергию прямым путем на основе фотоэлектрического эффекта (солнечные батареи). Вследствие низкого КПД (6 — 18% при преобразовании падающей энергии излучения) использование солнечных батарей имеет смысл только в отдельных изолированных местах (острова, радиостанции).
Для получения мощности в 1300 кВт, что соответствует мощности угольной теплоэлектростанции в Библисе необходима площадь гелиоустановки 170 км2. Прямое использование солнечной энергии для расщепления молекул (фотолиз), например, воды пока малообещающее и находится на стадии эксперимента.
Более перспективно производство электроэнергии на солнечных энергетических станциях термическим способом, при котором лучи, сконцентрированные системой зеркал, приводят в действие высокотемпературную теплостанцию.
У такой станции низкий КПД (до 10%), и поэтому необходимы большие площади для размещения высокотемпературных гелиоколлекторов (солнечная ферма).
Регенеративные виды энергии 1 237 Часть солнечной энергии аккумулируется земной поверхностью, водой и воздухом атмосферы в виде тепловой энергии. Она представляет собой гигантский потенциал возобновляемой энергии, который можно частично и децентрализованно использовать с минимальным вмешательством в окружающую среду, применяя тепловые насосы и термо-коллекторы.
Морских термостанции.
Морских термостанции работают по принципу теплового насоса и требуют перепада температур по глубине не менее 20 К.
В США планируется создание опытных морских термоэлектростанций мощностью 5 и 25 МВт. Часть солнечной энергии преобразуется на Земле в кинетическую энергию (энергия ветра, волн и морских течений), а также накапливается водой и переносится вместе с ней (облака, осадки, водоемы, лед).
Энергия ветра.
Энергия ветра приводит в действие роторы насосов, мельницы и электрогенераторы. Поскольку дм крупных установок необходима скорость ветра не менее 4 м/с, возможность их применения ограничена в основном территориями побережий.
Потребность в площади для выработки мощности 1300 МВт составляет 80 хм2, причем нужно было бы установить около 400 ветроустановок высотой 185 м. Будущее энерго добычи с помощью ветра связано с децентрализованными установками малой мощности. Установки, преобразующие энергию волн, будут играть ограниченную роль и использоваться только в спец. целях, например для светящихся буев (бакенов).
Электростанции с использованием энергии течений.
Электростанции с использованием энергии течений могли бы стать эффективными только для гигантских установок, находящихся на плаву, например в Гольфстриме. Солнечная энергия, связанная с круговоротом воды, с осадками попадает на землю. Вода стекает (лед тает), попадает в реки и используется на ГЭС с незарегулированным стоком или с плотинными водохранилищами (повышение количества и плотности энергии). Несмотря на ценность возобновляемой энергии во время эксплуатации ГЭС, их строительство всегда связано с вмешательством в окружающую среду, что наиболее сильно влияет на состояние проточных водоемов (регулирование рек и т.д.).
Биомасса.
Огромная доля солнечной энергии накапливается в биомассе. Ее можно преобразовывать в тепловую н электрическую энергию. Для мощности 1300 МВт требуется 22 000 км2 посевных площадаей, пригодных для выращивания продуктов шатания.
Гравитация.
Источник первичной регенеративной энергии — гравитация. Вращение Земли и Луны и взаимодействие их масс становятся причиной приливов и отливов. При амплитуде прилива более 3 м приливная электростанция способна производить электроэнергию (например в устье Ранса).
