Ресурси енергії Cонця і вітру на Землі

Життя сучасної людини просто немислима без енергії. Відключення електроенергії представляється катастрофою, людина вже не мислить життя без транспорту, а приготування, наприклад, їжі на вогнищі, а не на зручній газовій або електричній плиті – це вже з розряду хобі.

Дотепер ми використовуємо для вироблення енергії органічне паливо (нафта, газ, вугілля). Але їх запаси на нашій планеті обмежені, і не сьогодні-завтра настане день, коли вони вичерпаються. Що ж робити? Відповідь вже є – шукати інші джерела енергії, нетрадиційні, альтернативні, запас яких просто невичерпний.

До таких альтернативних джерел енергії відносяться сонце і вітер.

Використання сонячної енергії
Сонце – найпотужніший постачальник енергії. Щось ми використовуємо в силу наших фізіологічних особливостей. Але мільйони, мільярди кіловат йдуть даремно і зникають з настанням темряви. Кожну секунду Сонце дарує Землі 80000 мільярдів кіловат. Це в кілька разів більше, ніж виробляють всі електростанції світу.

Тільки уявіть, які вигоди принесе людству використання сонячної енергії:

• Нескінченність за часом. Вчені прогнозують, що Сонце згасне ще протягом кількох мільярдів років. А це означає, що вистачить і на наш вік і для наших далеких нащадків.

• Географія. На нашій планеті немає місць, де не світило б сонце. Десь яскравіше, десь тьмяніше, але Сонце є скрізь. А значить не потрібно буде огортати Землю нескінченної павутиною проводів, намагаючись доставити електроенергію у віддалені куточки планети.

• Кількість. Енергії сонця вистачить на всіх. Навіть якщо хтось почне безрозмірно запасати таку енергію про запас, це нічого не змінить. Вистачить і щоб батарейки зарядити, і на пляжі позасмагати.

• Економічна вигода. Вже не потрібно буде витрачатися на покупку дров, вугілля, бензину. Безкоштовний сонячне світло буде відповідати за роботу водопостачання та автомобіля, кондиціонера і телевізора, холодильника і комп’ютера.

• Екологічно вигідно. Піде в минуле тотальна вирубка лісів, не потрібно буде топити печі, будувати чергові “чорнобилі” і “Фукусіма”, палити мазут і нафту. Навіщо прикладати стільки сил до знищення природи, коли в небі є прекрасний і невичерпне джерело енергії – Сонце.

На щастя, це не мрії. За оцінками вчених, вже до 2020 року 15% електроенергії в Європі буде забезпечуватися за рахунок сонячного світла. І це лише початок.

Де використовують сонячну енергію
• Сонячні батареї. Батареї, встановлені на даху будинку, вже нікого не дивують. Поглинаючи енергію сонця, вони перетворюють її в електричну. У Каліфорнії, наприклад, будь-який проект нового будинку має на увазі обов’язкове використання сонячної батареї. А в Голландії місто Херхюговард називають “містом Сонця”, бо тут всі будинки оснащені сонячними батареями.

• Транспорт.

– Вже зараз всі космічні кораблі під час автономного польоту забезпечують себе електрикою за рахунок енергії сонця.

– Автомобілі на сонячних батареях. Перша модель такого автомобіля була представлена ​​ще в 1955 році. А вже в 2006 році французька компанія Venturi налагодила серійний випуск “сонячних” автомобілів. Характеристики його поки скромні: всього 110 кілометрів автономного ходу і швидкість не вище 120 км / ч. Але практично всі світові лідери автомобільної промисловості розробляють свої версії екологічно чистих авто.

• Сонячні електростанції.

• Гаджети. Вже зараз є зарядки для багатьох пристроїв, які працюють від сонця.

Види сонячної енергії (сонячні електростанції)
В даний час розроблено декілька видів сонячних електростанцій (СЕС):

• Баштові. Принцип роботи простий. Величезне дзеркало (геліостат) повертається слідом за сонцем і направляє сонячні промені на теплоприемник, заповнений водою. Далі все відбувається як у звичайній ТЕЦ: вода закипає, перетворюється на пару. Пар крутить турбіну, яка задіює генератор. Останній і виробляє електрику.

• Тарілчасті. Принцип роботи схожий з баштовими. Відмінність полягає в самій конструкції. По-перше, використовується не одне дзеркало, а кілька круглих, схожих на величезні тарілки. Дзеркала встановлюють радіально, навколо приймача.

Кожна тарілчаста СЕС може мати відразу кілька подібних модулів.

• фотовольтаїчний (використовуючі фотобатареї).

• СЕС з Параболоциліндричні концентратором. Величезне дзеркало у формі циліндра, де у фокусі параболи встановлена ​​трубка з теплоносієм (найчастіше використовують масло). Масло розігрівається до потрібної температури і віддає тепло воді.

• Сонячно-вакуумні. Ділянка землі закривають скляним дахом. Повітря і грунт під нею нагріваються сильніше. Спеціальна турбіна жене тепле повітря до приймальні вежі, біля якої встановлений електрогенератор. Електрика виробляється за рахунок різниці температур.

Використання енергії вітру
Ще один вид альтернативного і поновлюваного джерела енергії – вітер. Чим сильніший вітер, тим більша кількість кінетичної енергії він виробляє. А кінетичну завжди можна перетворити в механічну або електричну енергію.

Механічну енергію, одержувану за рахунок вітру, використовують уже давно. Наприклад, при помелі зерна (знамениті вітряні млини) або перекачування води.

Енергію вітру використовують також:

• У вітряних установках, які виробляють електрику. Лопаті заряджають акумулятор, від якого струм подається в перетворювачі. Тут постійний струм перетворюється на змінний.

• Транспорт. Вже зараз є автомобіль, який їде за рахунок енергії вітру. Спеціальна вітрова установка (кайт) дозволяє рухатися і водним судам.

Види вітряної енергії (вітряні електростанції)
• Наземні – найпоширеніший вид. Такі ВЕС встановлюють на пагорбах чи височинах.

• Шельфові. Їх будують на мілководді, в значній відстані від берегів. Електрика надходить на сушу з підводних кабелів.

• Прибережні – встановлюють на деякому віддаленні від моря або океану. Прибережні ВЕС використовують силу бризів.

• Плаваючі. Перший плаваючий вітрогенератор був встановлений в 2008 році недалеко від берегів Італії. Генератори встановлюють на спеціальних платформах.

• Ширяючі ВЕС розміщують на висоті на спеціальних подушках, виконаних з Незаймистий матеріалів і наповнених гелієм. Електрика на землю подається по канатах.

Перспективи та розвиток
Найсерйозніші перспективні плани з використання енергії сонця ставить перед собою Китай, який до 2020 року планує стати світовим лідером у цій галузі. Країни ЄЕС розробляють концепцію, яка дозволить отримувати до 20% електроенергії з альтернативних джерел. Американське Міністерство енергетики називає меншу цифру – до 2035 року до 14%. Є СЕС і в Росії. Одна з найпотужніших встановлена ​​в Кисловодську.

Що стосується використання енергії вітру, то наведемо деякі цифри. Європейська Асоціація вітрової енергетики опублікувала дані, які показують, що вітроенергетичні установки забезпечують електрикою багато країн світу. Так, у Данії, за рахунок таких установок отримують 20% споживаної електроенергії, у Португалії та Іспанії – 11%, в Ірландії – 9%, у Німеччині – 7%.

В даний час ВЕС встановлені більш ніж в 50 країнах світу, а їх потужність зростає з року в рік.

Посилання на основну публікацію