Энергетика стремительно развивается. С точки зрения обеспечения комфортного проживания будущих поколений на нашей планете, наибольший интерес вызывает альтернативная энергетика, базирующаяся на экологической безопасности и безвредности для здоровья людей.
Итак, давайте рассмотрим наиболее интересные и перспективные источники энергии, которые могут служить основой энергетики будущего.
1. Энергия солнца.
Один из современных трендов в области генерации "экологически чистой" энергии. Главное достоинство - неисчерпаемость ресурса.
Недостатки: сильная зависимость от длительности светового дня и погодных условий, занимание огромных площадей, низкий КПД и высокие издержки, как на внедрение, так и на эксплуатацию. Последний нюанс и тормозит стремительное развитие солнечной энергетики. Тем не менее, данное направление остаётся одним из самых перспективных.
На текущий момент суммарная мощность генерации превысила отметку в 500 ГВт.ч и в ближайшее десятилетие данное значение продолжит стремительно расти. Для сравнения, потребление электроэнергии в Москве составляет около 6 ГВт.ч, что составляет всего 1,2% от установленной мощности солнечных панелей.
Среди стран наибольший вклад в развитие данного направления энергетики вносят Германия, Саудовская Аравия, Италия, Китай и США (по данным "BP Statistical Review of World Energy").
2. Энергия ветра.
Практически неисчерпаема, возобновляема и связана с перемещением воздушных масс. Уже на текущий момент суммарная выработка ветрогенераторов превысила значение в 600 Гвт.ч. Лидерами генерации являются Германия, Италия, Испания, Дания, Великобритания, США и Китай.
Недостатки ветряной энергетики очевидны: высокая себестоимость генерации (связана с дороговизной применяемого оборудования и работ по монтажу). Стоимость генерации напрямую зависит от скорости ветра. Чем она выше, тем больше мощности может выдать установка в сеть.
К тому же добавляется проблема с зависимостью генерации от погодных условий. Данный недостаток можно компенсировать, устанавливая ветрогенераторы в офшорную (прибрежную) зону или добавляя аккумуляторные станции, которые будут запасать электроэнергию с последующей подачей из резерва в безветренное время.
Сочетание солнечной и ветряной энергетики в комплексе выглядит весьма перспективным и привлекательным.
3. Биоэнергия.
Речь идёт о получении энергии из растительного или животного сырья, а также продуктов их жизнедеятельности. В биоэнергетике источником является твёрдое (пеллеты из дров, щепок, стружки, спрессованной соломы), жидкое (биодизель, метанол, этанол) или газообразное (водород, биогаз, метан, этан) биотопливо.
Получают топливо из насыщенных жирами и углеводами сельскохозяйственных культур (сои, бобов, свеклы, тростника), травы, древесины и древесных отходов, а также водорослей. Последняя разновидность на текущий момент является наиболее перспективной и привлекательной, т.к. характеризуется высокой отдачей и не занимает земельных ресурсов.
Биотопливо может использоваться для заправки автотранспорта (биодизель, водород и прочие органические соединения, полученные в ходе комплекса биохимических реакций), отопления жилых и нежилых объектов (пеллеты, топливные гранулы, газ), а также генерации электрической энергии (водород, биогаз).
К недостатку данного направления можно отнести необходимость использования плодородных площадей для нужд энергетики, что ведёт к повышению цен на продукты питания. Исключение - водоросли, массовое применение свойств и полезных качеств которых ожидается в будущем. Подробнее об этом читайте в нашей статье.
4.Энергия волн
Ещё один неиссякаемый источник энергии. Средняя удельная мощность генерации составляет 15 кВт с 1 метра морской (или океанской) волны, а при высоте более 2 метров данное значение достигает 80 кВт/м.
Основной принцип генерации энергии волн - это преобразование поступательных движений качения (вверх-вниз) во вращательное с помощью специального механизма - редуктора. Чем выше интенсивность, тем больше отдача на генератор.
На текущий момент энергию волн рассматривают, как для передачи в сеть обычным потребителям, так и для движения судов. Оснастив плавательные средства генератором волновой энергии, можно самостоятельно обеспечивать текущую потребность в электроэнергии.
Энергия волн активно используется в прибрежных странах. Лидерами по генерации электроэнергии являются Великобритания и Ирландия (обеспечивают 5% от всей потребности в энергии).
5. Энергия гроз
Экспериментальное направление, обладающее огромным потенциалом в будущем. Об использовании энергии гроз уже давно размышляли известные ученые, а именно: Фарадей, Максвелл, Тесла. Это не удивительно, ведь молнии являются источником "экологически чистой" энергии.
Процесс получения энергии гроз делится на 2 этапа:
- захват молний;
- накопление с последующей отдачей в сеть.
Основные трудности заключаются в том, что это непостоянный источник энергии и в том, что нельзя с высокой точностью предугадать где, куда и в какое время произойдёт очередная вспышка. К тому же один разряд может быть напряжением в миллион вольт с силой тока в 100 тысяч ампер. Запасти такую энергию практически мгновенно довольно сложно.
Тем не менее уже есть целый ряд экспериментальных установок, которые на текущий момент проходят испытания на практике (в основном, курируют и ведут проект в США). Для этого были выбраны наиболее молниеактивные участки нашей планеты (с помощью специальной карты грозовой активности, разработанной "NASA") и построен целый комплекс сооружений (ферм) для захвата гроз, преобразования их энергии и последующей отдачи в сеть. Себестоимость кВт.ч энергии составляет при переводе на наши "деревянные" всего 30 копеек.
Жаль только, что данный источник не может работать постоянно.
Это далеко не все источники энергии будущего, однако, намой взгляд наиболее актуальные и привлекательные с точки зрения экологической безопасности.
Подписывайтесь на наш канал и будьте всегда в курсе новых интересных идей, новых событий и новинок в hi-tech отрасли в самых различных направлениях!