Возобновляемая энергетика
Что это такое и зачем это нужно
План статьи:
Понятие возобновляемой энергетики
Возобновляемая энергетика — совокупность способов получения электроэнергии благодаря альтернативным источникам энергии т.е. без использования таких традиционных источников энергии как: нефть, уголь, газ и т.п.
Принцип работы электростанций возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в большинстве своем основывается на преобразовании кинетической энергии в электрическую, благодаря турбине и электрогенератору.
Данный сектор энергетики представляет интерес по ряду некоторых причин:
– увеличение общего энергопотребления человечества.
– экологические проблемы при использовании традиционных источников энергии, а именно загрязнение гидросферы и литосферы.
– исчерпаемость традиционных источников энергии.
– дешевое обслуживание электростанций ВИЭ
– экономический интерес государств.
– снижение углеродного следа(декарбонизация)
Принцип работы электростанций возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в большинстве своем основывается на преобразовании кинетической энергии в электрическую, благодаря турбине и электрогенератору.
Данный сектор энергетики представляет интерес по ряду некоторых причин:
– увеличение общего энергопотребления человечества.
– экологические проблемы при использовании традиционных источников энергии, а именно загрязнение гидросферы и литосферы.
– исчерпаемость традиционных источников энергии.
– дешевое обслуживание электростанций ВИЭ
– экономический интерес государств.
– снижение углеродного следа(декарбонизация)
Направления возобновляемой энергетики:
Ветроэнергетика — это отрасль энергетики, в которой энергия ветра может быть преобразована в электрическую, механическую и тепловую энергию. Эта отрасль энергетики требует резерва мощности в энергосистеме. В качестве преобразователей могут использоваться ветрогенераторы, ветряные мельницы и др.
Как и другие электростанции ВИЭ, ветрогенераторы и ветряные мельницы менее вредны для окружающей среды, чем традиционные, так как не имеют выбросов углекислого газа. Однако стоит заметить, что вторичное использование и переработка композитов, из которых изготовлены лопасти ветрогенератора, крайне невыгодно по экономическим причинам.
В мире совокупная мощность ветрогенераторов составляет около 7% от совокупной мощности всей энергосистемы.
Преимущества ветроэнергетики:
1) Отсутствие выбросов парниковых газов в атмосферу
2) Энергия вырабатывается за счет возобновляемых источников
3) Ремонт и обслуживание ВЭС значительно дешевле, чем у других электростанций
4) Можно установить в труднодоступных местах
Недостатки ВЭС:
1) Непостоянная выработка электроэнергии
2) Проблемы утилизации лопастей ветрогенератора
3) Аэродинамический шум
4) Сложность монтажа
Гелиоэнергетика — это направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном преобразовании электромагнитного солнечного излучения в электрическую или тепловую энергию. Она является одним из крупнейших сегментов возобновляемой энергетики.
Преимущества СЭС:
1) Повсеместная доступность. Солнечные батареи можно установить практически везде, даже в северных широтах
2) Бесшумность
3) Огромное количество энергии от Солнца
4) Самый экологически безопасный способ получения энергии
Недостатки СЭС:
1) Малая мощность относительно других электростанций
2) Непостоянная выработка электроэнергии
3) Создание солнечной электростанции, в частности производство
Преимущества СЭС:
1) Повсеместная доступность. Солнечные батареи можно установить практически везде, даже в северных широтах
2) Бесшумность
3) Огромное количество энергии от Солнца
4) Самый экологически безопасный способ получения энергии
Недостатки СЭС:
1) Малая мощность относительно других электростанций
2) Непостоянная выработка электроэнергии
3) Создание солнечной электростанции, в частности производство
солнечных панелей загрязняет окружающую среду
Гидроэнергетика — это отрасль энергетики, относящаяся к
использованию водных ресурсов в целях получения электрической энергии.
Специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока
рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Сегодня гидроэлектростанции (ГЭС) одни из самых надежных источников возобновляемой электроэнергии в мире, они вырабатывают около 16% всего электричества на планете.
Преимущества ГЭС:
1) Использование ВИЭ
2) Дешевая электроэнергия
3) Работа гидроэлектростанций не сопровождается выбросом углекислого газа, углекислоты, серы и загрязнением почвы
4) Можно контролировать производительность изменением скорости водяного потока
Недостатки ГЭС:
1) Разрушение плотины гидроэлектростанции практически всегда вызывает катастрофическое наводнение
2) Засуха может прервать или даже прекратить работу гидроэлектростанции
3) Горные ГЭС опасны из-за риска землетрясения
использованию водных ресурсов в целях получения электрической энергии.
Специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока
рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Сегодня гидроэлектростанции (ГЭС) одни из самых надежных источников возобновляемой электроэнергии в мире, они вырабатывают около 16% всего электричества на планете.
Преимущества ГЭС:
1) Использование ВИЭ
2) Дешевая электроэнергия
3) Работа гидроэлектростанций не сопровождается выбросом углекислого газа, углекислоты, серы и загрязнением почвы
4) Можно контролировать производительность изменением скорости водяного потока
Недостатки ГЭС:
1) Разрушение плотины гидроэлектростанции практически всегда вызывает катастрофическое наводнение
2) Засуха может прервать или даже прекратить работу гидроэлектростанции
3) Горные ГЭС опасны из-за риска землетрясения
4) При строительстве крупных ГЭС разрушаются экосистемы
Приливная энергетика — отрасль гидроэнергетики, в основе которой лежит энергия приливов.
Приливные электростанции (ПЭС) — гидроэлектростанции, которые работают за счет энергии, возникающей при приливах. Такие станции имеют цикличный характер работы в связи с периодичностью приливов и отливов (таких циклов примерно 4). В период покоя (1-2 часа) кинетическая энергия воды мала. В период активности (4-5часов), энергия водных масс, преобразуется в электрическую энергию при помощи гидротурбины и приливной плотины.
Стоит отметить, что мощность ПЭС зависит от:
Преимущества ПЭС:
1) Выбросы в окружающую среду минимальны
2) Обслуживание ПЭС несложное (турбины работают не менее
30 лет, а плотина проста сама по себе)
3) В районах, где разница между приливами и отливами (в метрах) велика можно использовать ПЭС как постоянный источник энергии
4) Недорогое обслуживание
Недостатки ПЭС:
1) Негативное влияние на жизнь морских обитателей
2) Ошибки при строительстве, обслуживании или эксплуатации электростанции могут вызвать наводнение
Приливные электростанции (ПЭС) — гидроэлектростанции, которые работают за счет энергии, возникающей при приливах. Такие станции имеют цикличный характер работы в связи с периодичностью приливов и отливов (таких циклов примерно 4). В период покоя (1-2 часа) кинетическая энергия воды мала. В период активности (4-5часов), энергия водных масс, преобразуется в электрическую энергию при помощи гидротурбины и приливной плотины.
Стоит отметить, что мощность ПЭС зависит от:
- характера приливов и отливов, их мощности
- количества и объема резервных водохранилищ
- количества и мощности гидротурбин
Преимущества ПЭС:
1) Выбросы в окружающую среду минимальны
2) Обслуживание ПЭС несложное (турбины работают не менее
30 лет, а плотина проста сама по себе)
3) В районах, где разница между приливами и отливами (в метрах) велика можно использовать ПЭС как постоянный источник энергии
4) Недорогое обслуживание
Недостатки ПЭС:
1) Негативное влияние на жизнь морских обитателей
2) Ошибки при строительстве, обслуживании или эксплуатации электростанции могут вызвать наводнение
3) Очень дорогое строительство
Волновая энергетика — отрасль гидроэнергетики,
в основе которой лежит энергия морских и океанических волн и течений.
Волновая электростанция — это электростанция, которая располагается в водной среде с целью получения электроэнергии из кинетической энергии водных масс. Удельная мощность волн превосходит мощность энергии, получаемой от солнца, поэтому волновая энергетика является перспективным развитием ВИЭ.
На волновые электростанции сейчас приходится лишь один процент получаемой энергии несмотря на то, что они обладают огромным потенциалом.
Преимущества волновой энергетики:
1) Волновые электростанции можно использовать в роли гасителей волн, а именно в роли защиты от разрушений берегов и прибрежных построек
2) Есть возможность устанавливать волновые электрогенераторы на опорах мостов и причалах
3) Волновая энергетика в разы эффективнее других видов альтернативной энергетики
4) Для работы электростанций не требуется углеродное сырье
Недостатки волновой энергетики:
1) Высокая стоимость энергии
в основе которой лежит энергия морских и океанических волн и течений.
Волновая электростанция — это электростанция, которая располагается в водной среде с целью получения электроэнергии из кинетической энергии водных масс. Удельная мощность волн превосходит мощность энергии, получаемой от солнца, поэтому волновая энергетика является перспективным развитием ВИЭ.
На волновые электростанции сейчас приходится лишь один процент получаемой энергии несмотря на то, что они обладают огромным потенциалом.
Преимущества волновой энергетики:
1) Волновые электростанции можно использовать в роли гасителей волн, а именно в роли защиты от разрушений берегов и прибрежных построек
2) Есть возможность устанавливать волновые электрогенераторы на опорах мостов и причалах
3) Волновая энергетика в разы эффективнее других видов альтернативной энергетики
4) Для работы электростанций не требуется углеродное сырье
Недостатки волновой энергетики:
1) Высокая стоимость энергии
2) Разрушение экосистем
Геотермальная энергетика — это способ получения электрической или тепловой энергии при помощи энергии около поверхностного подземного тепла.
Геотермальные электростанции (ГеоЭС) — электростанции, вырабатывающие энергию из тепловой энергии подземных вод, например, гейзеров.
Преимущества геотермальной энергетики:
1) Неиссякаемость источника
2) Компактность электростанций
3) Дешевое обслуживание
4) ГеоЭС могут самообеспечивать свою работу (дополнительное топливо требуется только при запуске работы)
Недостатки геотермальной энергетики:
1) Большие риски, ввиду строительства ГеоЭС вблизи вулканов
Геотермальные электростанции (ГеоЭС) — электростанции, вырабатывающие энергию из тепловой энергии подземных вод, например, гейзеров.
Преимущества геотермальной энергетики:
1) Неиссякаемость источника
2) Компактность электростанций
3) Дешевое обслуживание
4) ГеоЭС могут самообеспечивать свою работу (дополнительное топливо требуется только при запуске работы)
Недостатки геотермальной энергетики:
1) Большие риски, ввиду строительства ГеоЭС вблизи вулканов
2) Требуется фильтрация выбросов из источника
Биоэнергетика — получение энергии из биологического топлива.
Виды топлива для биоэнергостанций:
1) Твердое топливо: остатки тростника, торф, гранулированная древесина, пеллеты, брикеты из навоза
2) Жидкое топливо: биоэтанол
3) Газообразное топливо: биогаз (смесь метана и углекислот)
Биогазовые электростанции активно внедряются, и уже существуют хозяйства, которые обеспечивают себя электрической и тепловой энергией. Биоэнергетика стремительно набирает обороты, наряду с другими альтернативными методами получения энергии.
Виды топлива для биоэнергостанций:
1) Твердое топливо: остатки тростника, торф, гранулированная древесина, пеллеты, брикеты из навоза
2) Жидкое топливо: биоэтанол
3) Газообразное топливо: биогаз (смесь метана и углекислот)
Биогазовые электростанции активно внедряются, и уже существуют хозяйства, которые обеспечивают себя электрической и тепловой энергией. Биоэнергетика стремительно набирает обороты, наряду с другими альтернативными методами получения энергии.
Ключевые выводы
Возобновляемая энергетика является довольно перспективным направлением, однако имеет ряд сложностей, которые существенно замедляют процесс развития отрасли. Несмотря на множество преимуществ, связанных с решением экологических проблем, все же остаются проблемы с утилизацией оборудования, экономикой. Стоит признать, что на данный момент электростанции ВИЭ не могут заменить нам традиционные источники энергии и требуют резерва мощности в энергосистеме.
