Человечество потребляет огромное количество различных ресурсов, поэтому сегодня мы решили поговорить об одном из них — электроэнергии. Что такое альтернативная энергетика? Это совокупность способов производства и передачи энергии путём использования возобновляемых ресурсов. Расскажем о плюсах и минусах, об относительно распространённых способах получения, так называемой «зелёной» энергии.
Ветроэнергетика
В этом случае энергия получается из ветра. Её история начинается в 3-2 веке до н.э. в Месопотамии. Местные обитатели решили применять ветер для перемалывания зёрен в муку. Оказалось, что это весьма эффективно. С ростом человеческих потребностей энтузиасты догадались использовать неугомонные потоки воздуха для производства электричества.
Плюсы:
- ветер – возобновляемый ресурс;
- безопасность для человека и животных, включая червяков. Станции не создают выбросов в атмосферу, не становятся источниками вредного излучения;
- рабочие места для людей: статистика говорит, что на 2015 год в отрасли задействовано около 1 миллиона человек;
- сравнительно небольшая стоимость эксплуатации;
- независимость от топливных поставок;
Минусы:
- зависимость от погодных условий;
- необходимость правильного подбора территории;
- отсутствие точных прогнозов;
- утилизация лопастей, состоящих из композитных материалов. Этот важный фактор необходимо учитывать, ведь такой вид отходов сложно переработать.
Солнечная энергетика
По-другому её ещё называют гелиоэнергетикой. Электричество в этом случае получают, преобразуя солнечную радиацию. Неплохой и довольно экологичный метод добычи электроэнергии. Многие из нас об этом не подозревают, но способ получения электроэнергии из солнечного света известен около 150 лет. Явление фотоэффекта (взаимодействия света с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества) впервые наблюдал Эдмон Беккерель в 1839 году. Это случайное открытие оставалось незамеченным вплоть до 1873 года. Тогда Уиллоуби Смит обнаружил подобный эффект при облучении светом селеновой пластины. И хотя его первые опыты были далеко несовершенны, они ознаменовали собой начало истории полупроводниковых солнечных элементов, на их основе и стали потом строить солнечные электростанции.
Сегодня известно, что в ясный день на квадратный метр поверхности Земли приходится ~1 кВт солнечной энергии, а современная солнечная панель такой же площади может собрать и преобразовать 170 Вт. В общем, продуктивно извлекать электричество таким образом нам ещё не по зубам.
Плюсы:
- полное отсутствие выбросов;
- независимость от топливных поставок;
- солнечный свет — возобновляемый ресурс;
- не влияет температура (можно установить хоть в Антарктиде, хоть на экваторе);
- единственные станции, которые можно безопасно использовать в космических станциях, так как ветра и рек на орбите нет, а ядерные станции слишком небезопасны и их выход из строя может вызвать значительные проблемы.
Минусы:
- зависимость от погодных условий, времени года и суток;
- регулярно нуждаются в очистке;
- имеют высокую стоимость;
- атмосфера над станцией нагревается настолько сильно, что птицы могут погибать от столь высокой температуры;
- утилизация солнечных модулей — электронных компонентов — пока что далека до совершенства.
Гидроэнергетика
Энергию на ГЭС получают с помощью специальных турбин, которые раскручиваются токами воды. Довольно стабильный способ в сравнении с вышеуказанными, хотя тоже зависит от времени года.
Первые упоминания об использовании воды таким образом приходятся на IV тысячелетие до н. э. Тогда с помощью водяных мельниц делали бумагу, мололи муку и пилили брёвна. Дальнейшим шагом в гидроэнергетике стало изобретение водяной турбины. Впервые её представил французский инженер Бенуа Фурнерон в 1834 году. Через три года, независимо от него, турбину сконструировал русский мастер-самоучка Игнатий Сафонов. Она была установлена на Нижне-Алапаевском заводе и развивала вдвое большую мощность, чем использовавшееся ранее водяное колесо. А дальше как обычно: инженеры всё совершенствовали, придумывая новые формы турбин и меняя размеры
- Плюсы:
высокий коэффициент полезного действия (КПД может достигать 90-95%);
ток воды — возобновляемый ресурс; - маневренность (можно быстро запустить станцию после простоя);
- не создают выбросов;
- строительство плотин влияет на увеличение рыбных запасов в «энергоречках», тем самым способствует рыбоводству.
Минусы:
- высокая стоимость возведения;
- привязка к территории/местности с гидроресурсами;
- в процессе строительства затапливаются огромные территории, наносится ущерб рыбному хозяйству, значительно нарушается экологическое равновесие;
- мощность станции зависит от времени года.
Альтернативные источники энергии зачастую слишком зависят от погоды, местности или времени года, не говоря уже об эффективности и стоимости. Поэтому на данный момент они не могут полностью вытеснить с рынка ТЭС или АЭС. И всё же, прогресс не стоит на месте и, скорее всего, их доминирование — вопрос времени.
Аркадий Егоров
