Alternativni viri energije in možnosti njihove uporabe v Rusiji. Alternativni viri energije v Rusiji: sodobna realnost in razvojni potencial Zgodovina razvoja uporabe alternativnih virov energije

Porabo surove nafte in drugih tradicionalnih goriv lahko zmanjšamo tako, da jih nadomestimo z drugimi energenti.

1)Jedrska energija. Po katastrofi v Černobilu aprila 1986 ni težko razumeti, zakaj se je zanimanje za jedrske elektrarne (JE) umaknilo nezaupanju. Če med letom primerjamo delovanje dveh termoelektrarn in jedrskih elektrarn enake moči (1000 MW), postane jasno naslednje:

Zahteva po gorivu. Termoelektrarne potrebujejo 3,5 milijona ton premoga; Odprto kopanje takšnih količin bo povzročilo resno škodo na pokrajini, okoliških vodnih telesih in zaradi kislega izpiranja tudi na podtalnici. Jedrska elektrarna bo potrebovala 1,5 tone obogatenega urana, kar ustreza le 1000 tonam uranove rude.

Sproščanje ogljikovega dioksida. Zaradi delovanja elektrarne na premog bo v ozračje izpuščenih več kot 10 milijonov ton ogljikovega dioksida, kar bo še poslabšalo učinek tople grede. Jedrske elektrarne sploh ne izpuščajo ogljikovega dioksida.

Žveplov dioksid in druge sestavine kislega dežja. Izpusti teh onesnaževal v termoelektrarnah bodo znašali več kot 400 tisoč ton; ne nastajajo v jedrskih elektrarnah.

Trdni odpadki. Problem njihovega pokopa obstaja v obeh primerih. Radioaktivnih odpadkov iz jedrskih elektrarn bo okoli 2 toni; Termoelektrarne proizvedejo okoli 100 tisoč ton pepela.

Točno tako radioaktivnih odpadkov in možnosti nesreč v jedrskih elektrarnah povzročajo zaskrbljenost znanstvenikov in javnosti.

2) Sončna energija- to je kinetična energija sevanja (predvsem svetlobe), ki nastane kot posledica termonuklearnih reakcij v globinah Sonca. Njegove zaloge so tako rekoč neizčrpne (astronomi so izračunali, da bo Sonce »gorelo« še nekaj milijard let). Ocenjuje se tudi, da približno 1 % sončne energije zadostuje za pokritje vseh potreb prometa, industrije in našega vsakdanjega življenja, ne le zdaj, ampak tudi v bližnji prihodnosti. Poleg tega, ne glede na to, ali ga uporabljamo ali ne, to ne bo vplivalo na energijsko bilanco Zemlje in stanje biosfere.

Po uporabi sončne energije na prebivalca je Ciper na prvem mestu na svetu, kjer ima 90 % koč ter veliko število hotelov in stanovanjskih zgradb solarne grelnike vode. V Izraelu sončna energija zagotavlja 65 % oskrbe s sanitarno vodo.

Glavni viri energije so:

Sončne celice iz posebnih materialov, v katerih vpadna svetlobna energija inducira tok elektronov, to je preprosto električni tok;

- »energijski stolpi« ​​- verjetno ste kot otrok večkrat uporabili povečevalno steklo, da bi zažgali luknjo v papirju. Ta pristop je našel edinstveno uporabo v tako imenovanih "energetskih stolpih". Ogledala, nameščena na površini več hektarjev, usmerjajo sončno svetlobo na kotel, ki se nahaja na vrhu stolpa. Visoka temperatura spremeni vodo v paro, ki poganja običajen turbogenerator. Energetski stolpi se po svoji dobičkonosnosti lahko kosajo z jedrskimi elektrarnami, poleg tega pa ne onesnažujejo okolja;

Solarni ribniki so še cenejši način za zajemanje in shranjevanje sončne energije. Umetni ribnik je delno napolnjen s slanico (zelo slano vodo), na vrhu pa je sladka voda. Gostota slanice je veliko večja, zato ostane na dnu in se skoraj ne meša z zgornjo plastjo. Sončni žarki prehajajo skozi sladko vodo brez motenj, vendar jih absorbira slanica in se spremeni v toploto. Zgornji sloj deluje kot izolacija in preprečuje, da bi se spodnji sloj ohladil. Z drugimi besedami, sončni bazeni uporabljajo enak princip kot rastlinjaki, le da se zemlja in steklo tukaj nadomestita s slanico oziroma sladko vodo. Ker je solarni ribnik zelo učinkovita naprava za shranjevanje toplote, lahko neprekinjeno proizvaja energijo.

3) Energetska raba biomase Biomasa je vsaka organska snov, ki nastane s fotosintezo. Njegova energetska poraba je neposredna uporaba v obliki goriva ali predelave v njegove različne vrste. Tu obstaja več načinov:

Pridobivanje alkohola. Ko se kvas hrani s sladkorjem in/ali škrobom v anaerobnih pogojih, se alkohol sprosti kot stranski produkt, imenovan alkoholna fermentacija. Prva država, ki je začela obsežno proizvodnjo alkohola iz sladkornega trsa kot goriva za avtomobile, je bila Brazilija. Trenutno veliko avtomobilov tam poganja mešanica tega in bencina - tako imenovani bencinski alkohol.

4) Hidroenergija.Že tisočletja se padajoča voda uporablja za vrtenje različnih lopatic, koles in turbin. Vendar pa Zemlja nima zadostnega števila velikih naravnih slapov, zato se je že v 19. stoletju začela gradnja visokih jezov, ki so ustvarili umetne padce vode, kar je omogočilo pridobivanje znatne količine hidroelektrične energije. Gradnja jezov je povzročila poplavljanje številnih čudovitih rečnih dolin, odmrtje njihove flore in favne, izginotje dragocenih kmetijskih zemljišč, gozdov ter območij arheološkega in geološkega pomena. Ker je pretok vode, ki teče skozi jez hidroelektrarne, reguliran glede na potrebo po električni energiji, se lahko nivoji reke v spodnjem toku čez dan spreminjajo od skoraj izsušitve do ravni poplav. Ekološke motnje povzroča tudi zmanjšanje količine hranil, ki pridejo v usta. Posledično je treba vse predloge za gradnjo novih hidroelektrarn obravnavati glede na to, ali bodo prihodki od električne energije upravičili okoljsko in družbeno škodo, povzročeno z nastankom akumulacije.

5) Vetrna energija. Veter je ena od oblik pretvorbe sončne energije, saj nastane zaradi neenakomernega segrevanja ozračja s Soncem. Dandanes so to sodobni stroji, imenovani vetrne turbine. Večja kot je površina lopatic vetrne turbine, več energije lahko proizvede: to pomeni, da lahko s podvojitvijo lopatic štirikrat povečate izhodno energijo. Tako naprava z razponom lopatic okoli 100 m, postavljena na stolpu, visokem okoli 60 m, pri optimalni hitrosti vetra proizvede energijo 2,5 MW, kar zadostuje za napajanje približno 2500 stanovanjskih objektov. V večini regij sveta obstajajo območja, kjer veter piha skoraj nenehno, zaradi česar je uporaba vetrnih turbin stroškovno zelo učinkovita.

6) Geotermalna energija. Ker notranjost Zemlje nenehno sprošča energijo zaradi razpadanja naravno prisotnih radioaktivnih snovi, je notranjost planeta staljena kamnina, ki občasno izbruhne v obliki vulkanskih izbruhov in drugih onesnaževal, zlasti žveplovih spojin. Te nečistoče povzročajo hitro korozijo turbin in druge opreme, ob morebitnem izpustu v okolje pa onesnažujejo zrak in vodo. Nazadnje je število geotermalnih območij majhno in veliko jih je daleč od porabnikov energije.

7) Energija oseke in oseke. Plima in oseka, ki se izmenjujeta dvakrat na dan, prav tako vsebujeta ogromno energije. Za uporabo tega okolju prijaznega in neizčrpnega vira je bilo predlaganih veliko zanimivih projektov. Najenostavnejši predlog je gradnja jezu s turbinami čez izliv morskega zaliva. Voda, ki teče skozi luknje v jezu ob visoki plimi, požene turbine, ki proizvajajo elektriko. Ko plima ugasne, se nagib lopatic spremeni v nasprotno in generatorji nadaljujejo z delom brez ustavljanja. Trenutno na svetu delujeta dve plimski elektrarni - pri nas in v Franciji. Proizvodnja električne energije s takšnimi napravami je donosna, če je amplituda nihanja nivoja vode najmanj 6 m, na Zemlji je približno 15 krajev, kjer amplituda plimovanja doseže to vrednost.

Toda ta vrsta energije ima tudi okoljske pomanjkljivosti. Jezovi bodo povzročili znatno degradacijo okolja. Zadrževali bodo usedline, motili selitev morskih organizmov in motili ustaljene mehanizme kroženja in mešanja morske in sladke vode.

Pregled različnih alternativnih virov energije torej kaže, da so le trije na pragu obsežne industrijske uveljavitve: vetrne turbine, sončne celice in bioplin. Če k temu dodamo še varčevanje z energijo, obstaja upanje za reševanje nastajajočih energetskih problemov; Tako gradnja novih jedrskih in termoelektrarn sploh ni potrebna. Vendar jih bo treba še nekaj časa ohraniti kot rezervo za stabilno oskrbo z energijo.

Konec dela -

Ta tema spada v razdelek:

Ekologija

Zvezni državni proračunski izobraževalni.. Institucija višjega strokovnega izobraževanja.. Volgogradska državna arhitektura in gradbeništvo..

Če potrebujete dodatno gradivo o tej temi ali niste našli tistega, kar ste iskali, priporočamo iskanje v naši bazi del:

Kaj bomo naredili s prejetim materialom:

Če vam je bilo to gradivo koristno, ga lahko shranite na svojo stran v družabnih omrežjih:

Tweet

Vse teme v tem razdelku:

Splošne določbe
Smernice zagotavljajo tečaj predavanj o disciplini "Ekologija" v skladu z državnim izobraževalnim standardom višjega strokovnega izobraževanja. D

Struktura sodobne ekologije
Z znanstvenega vidika je delitev ekologije na teoretično in uporabno povsem upravičena: teoretična ekologija razkriva splošne zakonitosti organizacije življenja;

Populacijska ekologija
Populacija je skupina organizmov iste vrste, ki živijo na določenem območju. Primeri populacij so vsi gredi v ribniku, navadne veverice ali beli hrasti v gozdovih, populacija

Biosfera in človek, struktura biosfere
Naš planet ima heterogeno strukturo in je sestavljen iz koncentričnih lupin (geosfer) - notranjih in zunanjih. Med notranje spadajo jedro, plašč, med zunanje pa litosfera (zemeljska skorja), hidrosfera.

Okoljski dejavniki
Vsi organizmi živijo v habitatu ali okolju, ki je skupek elementov, ki lahko neposredno ali posredno vplivajo na organizme. Elementi okolja, o

Ekosistemi. Struktura in glavne sestavine ekosistema
Temeljni predmet študija ekologije je medsebojno delovanje petih nivojev organizacije snovi: živih organizmov, populacij, skupnosti, ekosistemov in ekosfere. Osnovna ča

Energija v ekosistemih, prehranjevalnih verigah in nivojih
Za vsako biogeocenozo so značilni vrstna pestrost, velikost populacije in gostota posamezne vrste, biomasa in produktivnost. Odnosi med organizmi v ekosistemu v pr

Kroženje snovi v naravi. Biokemijski cikli
Kroženje snovi in ​​energije v naravi je sestavljeno iz več medsebojno povezanih procesov: 1. Redno ponavljajoči se ali stalni dotok energije ter nastajanje in sinteza nove

Vpliv človeka na ekosisteme
Znanstvena in tehnološka revolucija, ogromna rast industrije in povečana človeška produktivna dejavnost spreminjajo podobo našega planeta. Zdaj je v zgodovini človeštva obdobje, ko bo družba prevzela

Lastnosti ekoloških sistemov in vzorci njihovega delovanja
Vzorci delovanja ekoloških sistemov so verjetnostne narave in določajo glavno smer. Najpomembnejše določbe so predstavljene v štirih postulatih: 1. Resul

Odnos med organizmom in okoljem
Človekovo okolje sestavljajo štiri medsebojno povezane komponente-podsistemi: a) naravno okolje samo; b) ustvarjeno agrotehnično okolje - "druga narava", c) umetno

Antropogeni vpliv na naravo
V zadnjih 100 letih je človeštvo začelo opazno vplivati ​​na delovanje biosfere. V prazgodovini so ljudje živeli v razmerah pomanjkanja energije in bili prisiljeni

Onesnaževanje vode
Onesnaževalci vode so vse kemične snovi, ki tako ali drugače onesnažujejo vodo, jo naredijo nepitno ali škodljivo za vodne organizme. Med onesnaževalci vode

Onesnaženje in drugi vplivi na litosfero
Trenutno plodovi človekove dejavnosti postajajo ne le eden vodilnih geoloških dejavnikov po obsegu, ampak se tudi kvalitativno razlikujejo od vseh predantropogenih vrst eksogenega

Degradacija tal in erozija
Degradacija tal Tla so v tesni oziroma neposredni povezavi in ​​interakciji s pripovršinskim delom litosfere. Ekološke funkcije tal so zelo spremenljive,

Okoljski problemi kmetijstva
Nekateri okoljski problemi kmetijstva Okoljski problemi, specifični za tla, so v veliki meri povezani z agroekologijo. Bistvo ekologije

Onesnaževanje zraka
Atmosferski zrak - ena najpomembnejših naravnih sestavin na Zemlji, ki podpira življenje - je mešanica plinov in aerosolov površinskega dela ozračja, ki nastane med

Vpliv na hidrosfero
Voda je ena najpomembnejših sestavin, ki podpira življenje na našem planetu. Ker ima številne nenormalne lastnosti, vpliva na najbolj zapletene fizikalne in kemične procese, ki se pojavljajo v ekosistemih.

Vpliv naravnih in okoljskih dejavnikov na zdravje ljudi
Sprva je Homo sapiens živel v okolju, tako kot vsi potrošniki ekosistema, in je bil praktično nezaščiten pred delovanjem omejujočih okoljskih dejavnikov. Primitivno

Vpliv socio-ekoloških dejavnikov na zdravje ljudi
Urbano ali urbano okolje je umetni svet, ki ga je ustvaril človek in ki nima analogov v naravi in ​​lahko obstaja le ob nenehnem obnavljanju.

Genetski dejavniki in zdravje ljudi
Kljub pomenu vpliva zunanjega okolja je vloga dednih dejavnikov za človekovo zdravje pogosto odločilna. Če se lahko človek izogne ​​drugim dejavnikom tveganja, torej

Stanje okolja in zdravje ljudi
Okoljski dejavniki, ki vplivajo na telo, vključujejo: naravo hrane, energijske učinke (vključno s fizičnimi polji), dinamično in kemično naravo

Kakovost zdravstvene oskrbe in zdravje ljudi
Na prvi pogled se zdi delež odgovornosti zdravstva za zagotavljanje zdravja (10 - 15 %) nepričakovano nizek. Toda večina ljudi upa nanj

Problem prebivalstva
V zadnjih 150 letih je svetovno prebivalstvo raslo in še naprej raste s fenomenalno, eksplozivno hitrostjo. Približno do začetka 18. stoletja se je človeštvo počasi povečevalo s povprečno stopnjo

Vrste naravnih virov in njihova uporaba
Človeštvo je vedno tako ali drugače uporabljalo bogastvo narave. Toda postopoma se je obseg umaknjenih naravnih virov povečal, postal pomembnejši in

Varčevanje z energijo
Napredek civilizacije je proces nadomeščanja človeškega dela z drugimi viri energije. Do danes za pridobitev 1 tone žita, razen s človeškimi rokami in sončno energijo

Ekonomika ravnanja z okoljem in njene glavne naloge
Ekonomika okolja je veja ekonomije, ki preučuje predvsem vprašanja ekonomske (v nekaterih primerih negospodarske) ocene naravnih virov in škode zaradi onesnaženja.

Popisi naravnih virov
Sistem ukrepov za obnovo in izboljšanje okolja, denarno vrednotenje naravnih virov se določijo na podlagi popisov naravnih virov. Popisi naravnih virov

Posebno zavarovana naravna območja (POVN)
Posebno zavarovana naravna območja (POVN) - ozemlja ali vodna območja, na katerih je prepovedana njihova gospodarska raba in se ohranja njihovo naravno stanje, da se ohrani okolje.

Licenca, sporazum in omejitve uporabe naravnih virov
Postopek rabe naravnega okolja in naravnih virov temelji na načelih varstva naravnega okolja in neizčrpnosti rabe naravnih virov, ustvarjanju normalne

Koncept koncepta trajnostnega razvoja
Koncept trajnostnega razvoja je v okoljski leksikon vstopil po konferenci Združenih narodov o okolju in razvoju (Rio de Janeiro, 1992). Sprva določeno

Osnovni ukrepi za boj proti onesnaževanju voda. Metode čiščenja vode
Svetovna zdravstvena organizacija že v 80. objavili podatek, po katerem na svetu zaradi pitja onesnažene vode vsak dan umre 25 tisoč ljudi. Naravno

Metode čiščenja vode
Čiščenje vode je namenjeno doseganju standardnih vrednosti vseh parametrov, ki označujejo njeno kakovost. Čiščenje vode za pitne potrebe, za tehnološke namene (ka

Glavni onesnaževalci zraka
Glavni ukrepi za boj proti onesnaževanju zraka so: kompetentna uporaba gospodarskih sankcij (postopek plačila za onesnaževanje predvideva večkratno povečanje plačil, ko

Zbiralniki prahu
Trenutno najbolj razvita čistila za odstranjevanje prahu, pepela in drugih trdih delcev. Še več, manjši ko so delci, težje jih je očistiti. Razred zbiralnikov prahu za delce s premerom

Plinski in parni čistilci
Te naprave lahko glede na načelo delovanja razdelimo v pet skupin. Najpogostejši so pralni čistilci plina, ki se praktično ne razlikujejo od pralnih zbiralnikov prahu (standardni

O izboljšanju okoljskih lastnosti goriva
Odločilni vpliv prometa na okolje zahteva posebno pozornost pri uporabi novih okolju prijaznih goriv. Sem spadajo predvsem utekočinjeni

Osnove okoljskega prava
Okoljsko pravo je skupek okoljskopravnih norm (pravil ravnanja), ki urejajo javna (ekološka) razmerja na področju interakcije družbe in narave z namenom, da

Splošni računi
1. Zvezni zakon "O varstvu okolja" z dne 10. januarja 2002 št. 7-FZ. 2. Zvezni zakon "O okoljskem izvedenskem mnenju" z dne 23. novembra 1995 174-FZ (s spremembami od 15. aprila 1998). 3. Federa

Državni organi za varstvo okolja
Organi državnega upravljanja in nadzora na področju varstva okolja so razdeljeni v dve kategoriji: organe splošne in posebne pristojnosti. Vladnim organom o

Okoljska standardizacija in certificiranje
Splošne določbe ruske okoljske zakonodaje so določene v državnih standardih (GOST), ki se, kot tudi predpisi, navodila in sklepi, nanašajo na

Okoljska presoja
V skladu z zveznim zakonom "O okoljskem izvedenstvu" z dne 23. novembra 1995 je izraz "ekološko izvedenstvo" opredeljen na naslednji način:

Pravna odgovornost za okoljske kršitve
Pravna odgovornost je obveznost pravnih oseb in posameznikov do družbe in države glede izpolnjevanja veljavnih okoljskih zakonov.

Varnost človekovega okolja
Okoljska varnost je običajno opredeljena kot stanje zaščite človeka pred učinki negativnih okoljskih dejavnikov. Človeštvo je že v takem stanju

Mednarodno sodelovanje na področju ravnanja z okoljem in varstva okolja
Narava ne pozna državnih meja, je univerzalna in enotna. Zato motnje v ekosistemu ene države neizogibno povzročijo odziv v sosednjih. Prav tako ne priznavajo državnih vlad

Alternativna energija je netradicionalen način pridobivanja, prenosa in uporabe energije. Znana tudi kot "zelena" energija. Alternativni viri se nanašajo na obnovljive vire (kot so voda, sončna svetloba, veter, energija valov, geotermalni viri, nekonvencionalno zgorevanje obnovljivih goriv).

Temelji na treh načelih:

1. Obnovljivost.
2. Prijaznost do okolja.
3. Varčno.

Alternativna energija mora rešiti več perečih svetovnih problemov: potratnost mineralnih surovin in izpust ogljikovega dioksida v ozračje (to se zgodi pri standardnih metodah pridobivanja energije s plinom, nafto itd.), kar povzroči globalno segrevanje, nepopravljive spremembe. v okolju in učinek tople grede.

Razvoj alternativne energije

Smer velja za novo, čeprav so bili poskusi uporabe vetrne, vodne in sončne energije narejeni že v 18. stoletju. Leta 1774 je bilo objavljeno prvo znanstveno delo o hidravličnem inženiringu, "Hidravlična arhitektura". Avtor dela je francoski inženir Bernard Forest de Belidor. Po objavi dela je razvoj zelene smeri zamrznil za skoraj 50 let.

• 1846 - prva vetrna turbina, oblikovalec - Paul la Cour.
• 1861 - patent za izum sončne elektrarne.
• 1881 - izgradnja hidroelektrarne na Niagarskih slapovih.
• 1913 - izgradnja prve geotermalne postaje, inženir - Italijan Piero Ginori Conti.
• 1931 - izgradnja prve industrijske vetrne elektrarne na Krimu.
• 1957 - postavitev močne vetrne turbine (200 kW) na Nizozemskem, priključene na državno omrežje.
• 1966 - izgradnja prve postaje za pridobivanje energije na podlagi valovanja (Francija).

Alternativna energetika je v hudi krizi sedemdesetih let prejšnjega stoletja dobila nov zagon za razvoj. Od 90. let do začetka 21. stoletja je bilo v svetu zabeleženo kritično število nesreč v elektrarnah, kar je postalo dodatna spodbuda za razvoj zelene energije.

Alternativna energija v Rusiji

Delež alternativne energije je pri nas približno 1% (po podatkih ministrstva za energijo). Do leta 2020 naj bi to številko povečali na 4,5 %. Razvoj zelene energije ne bo potekal le z državnimi sredstvi. Ruska federacija privablja zasebne podjetnike in tistim poslovnežem, ki se tesno ukvarjajo z alternativnim razvojem, obljublja majhno povračilo (2,5 kopecks na 1 kW na uro).

Potencial za razvoj zelene energije v Ruski federaciji je ogromen:

• oceanske in morske obale, Sahalin, Kamčatka, Čukotka in druga ozemlja se lahko zaradi nizke naseljenosti in razvitosti uporabljajo kot viri vetrne energije;
• viri sončne energije skupaj presegajo količino virov, ki se proizvedejo s predelavo nafte in plina - najbolj ugodna v tem pogledu so Krasnodarsko in Stavropolsko ozemlje, Daljni vzhod, Severni Kavkaz itd.

(Največja sončna elektrarna na Altaju v Rusiji)

V zadnjih letih se je financiranje te industrije zmanjšalo: raven 333 milijard rubljev je padla na 700 milijonov, kar je razloženo s svetovno gospodarsko krizo in prisotnostjo nujnih težav. Trenutno alternativna energija ni prednostna naloga ruske industrije.

Alternativna energija v državah po svetu

(Vetrni generatorji na Danskem)

Najbolj dinamično (zaradi razpoložljivosti vodnih virov) se razvija hidroenergija. Vetrna in sončna energija močno zaostajata, čeprav se nekatere države odločajo za to smer.

Tako se s pomočjo vetrnih turbin proizvede energija (od skupne):

• 28 % na Danskem;
• 19 % na Portugalskem;
• 16 % v Španiji;
• 15 % na Irskem.

Povpraševanje po sončni energiji je manjše od ponudbe: polovica virov, ki jih proizvajalci lahko dobavijo, je nameščenih.

(Sončna elektrarna v Nemčiji)

TOP-5 voditeljev v proizvodnji zelene energije (podatki s portala Vesti.ru):

1. ZDA (24,7 %) - (vse vrste virov, največ je vključena sončna svetloba).
2. Nemčija - 11,7% (vse vrste alternativnih virov).
3. Španija - 7,8 % (vetrni viri).
4. Kitajska - 7,6% (vse vrste virov, od tega polovica vetrne energije).
5. Brazilija - 5 % (biogoriva, sončni in vetrni viri).

(Največja sončna elektrarna v Španiji)

Ena najtežjih težav za reševanje so finance. Pogosto je cenejša uporaba tradicionalnih virov energije kot vgradnja nove opreme. Ena od potencialno pozitivnih rešitev tega problema je močno zvišanje cen elektrike, plina ipd., da bi ljudi prisilili k varčevanju in sčasoma popolnoma prešli na alternativne vire.

Napovedi razvoja so zelo različne. Tako Združenje za vetrno energijo obljublja, da bo do leta 2020 delež zelene energije narasel na 12 %, EREC pa predvideva, da bo leta 2030 že 35 % svetovne porabe energije zagotovljeno iz obnovljivih virov.

Alternativna energija je v našem času eno najbolj priljubljenih področij za aktivno delovanje inovativnih podjetij in njihov razvoj. Na tem področju se izvaja ogromno raziskav, ki zaposluje na tisoče znanstvenikov, ki delajo v različnih državah sveta. Kaj pa alternativna energija v Rusiji? Če želite izvedeti odgovor na to vprašanje, vas bo ta članek morda zanimal.

Preden razumemo, kaj je alternativna energija v Rusiji, je treba razumeti, kaj se imenuje alternativna energija. Skratka, alternativna energija je skupek ukrepov in metod, ki omogočajo pridobivanje energije iz obnovljivih virov.

Obnovljivi viri energije vključujejo:

• sončna;
• Energija voda;
• veter;
• plimovanje;
• Geotermalna energija in številni drugi viri energije.

Pospešen razvoj je značilnost sodobne alternativne energetike v številnih državah po svetu. Razlog je poskus zmanjšanja odvisnosti človeštva od neobnovljivih virov energije. Dober prikaz trenutne odvisnosti človeštva od nafte, plina in drugih podobnih virov je bil tako znani dogodek, kot je naftna kriza leta 1973, ki je močno prispevala k iskanju novih rešitev na področju alternativne energije.

Kar se tiče razmer v Rusiji, se dolgo časa ni mudilo z aktivnimi raziskavami na tem področju, saj ima veliko število neobnovljivih virov energije. Trenutno ima Rusija izkušnje z ustvarjanjem elektrarn, ki pri svojem delovanju uporabljajo alternativne vire energije. Glavna težava v tej smeri je pomanjkanje potrebne podpore države.

Vrste alternativne energije

Trenutno obstaja veliko število vrst alternativne energije.

Bio

Biomaso (energente rastlinskega izvora) lahko uspešno uporabljamo za proizvodnjo energije. Pomembno je omeniti, da nekaj biomase izvira iz tradicionalnih virov energije (les, žagovina, oblanci itd.). Kar zadeva alternativne vire energije, pojem "biomasa" vključuje rastline in kmetijske odpadke. Obstajata dva glavna pristopa k sežiganju biomase:

• Uporaba visokotlačnih kotlov (učinkovitost tega postopka je 40–50%);
• Uporaba plinskih turbin (izkoristek tega procesa je 93%);

Da bi bilo zgorevanje biomase ekonomsko donosno, mora biti predelana v bližini virov surovin. Ker so vir surovin najpogosteje kmetije in kmetijska gospodarstva, se večina objektov za predelavo biomase nahaja v njihovi bližini. Ta pristop vam omogoča, da pridobite precej veliko količino energije po nizki ceni.

V Rusiji so najprimernejše regije za predelavo biomase Črna zemlja, Krasnodarsko ozemlje, Srednja Rusija in Južna Sibirija.

Veter

Veter se uspešno uporablja za pridobivanje energije. Iz več razlogov je najugodnejše mesto za postavitev vetrnih turbin obala (vsaj 10 km od morja). V primeru Rusije sta najprimernejša mesta za vetrne elektrarne obala skrajnega severa in tudi Daljnega vzhoda.

vodik

Alternativno energijo iz vodika lahko pridobimo na več načinov:

• Iz zemeljskega plina;
• Iz svetlega olja;
• Metoda razgradnje vode na njene sestavne elemente (vodik in kisik);
• Iz mikroorganizmov;
• Od encimov;

Treba je opozoriti, da je vodikov motor približno 2-3-krat bolj učinkovit od standardnega motorja z notranjim zgorevanjem, zaradi česar je alternativna energija, pridobljena iz vodika, zelo obetavno področje tako po vsem svetu kot v Ruski federaciji.

Geotermalna

Geotermalna metoda pridobivanja alternativne energije vam omogoča uporabo toplote zemeljske skorje. Uporaba geotermalne energije je pomembna le na določenih mestih na planetu, kjer bo to ekonomsko izvedljivo. Trenutno je največ geotermalnih elektrarn v Italiji, ZDA, na Irskem in Novi Zelandiji.

Globalna proizvodnja energije iz geotermalnih virov znaša 19,3 tisoč MW. Rusija proizvede približno 10 % vse geotermalne energije na svetu. Vendar bi se morala geotermalna energija v Rusiji še naprej razvijati, saj je njen potencial zelo velik. Po mnenju nekaterih strokovnjakov je samo Kamčatka sposobna proizvesti približno 5 tisoč MW energije z uporabo geotermalnih virov.

sončna

Sončna energija je eno najbolj obetavnih področij, saj je Sonce močan vir energije, ki lahko popolnoma reši vse energetske probleme našega planeta. Poleg tega je sončna energija popolnoma »zelena« in ne povzroča nikakršne škode okolju.

Trenutno se sončna energija v mnogih državah proizvaja s pomočjo posebnih fotovoltaičnih celic. Nameščeni so na strehah zgradb, sončni kolektorji so nameščeni na vesoljskih objektih. V krajih z veliko sončnimi dnevi so nameščene posebne sončne postaje.

Eden glavnih problemov sončne energije je nizek izkoristek uporabljenih sončnih celic, ki v najboljšem primeru doseže 23 %. To ne velja za sončne celice, nameščene v vesolju: njihova učinkovitost je zelo visoka. Druge slabosti so tudi nekonsistenten obseg proizvodnje energije, pa tudi potreba po veliki količini prostega prostora za namestitev fotovoltaičnih celic.

V Ruski federaciji so najboljša mesta za gradnjo sončnih elektrarn Krasnodarsko ozemlje, Kuban, Primorje in Vzhodna Sibirija.

Termonuklearno

Eno najbolj obetavnih področij v alternativni energiji je nadzorovana termonuklearna fuzija, s pomočjo katere je mogoče v celoti rešiti energetski problem ne le posameznih držav, temveč celotnega človeštva.

Med glavnimi prednostmi termonuklearne energije ne moremo omeniti:

• Neusahljivi viri;
• Okoljska varnost;
• Ekonomska učinkovitost.

Trenutno še ni bilo mogoče ustvariti ekonomsko donosnih postaj za termonuklearno fuzijo. Vendar aktivno delo v tej smeri poteka.

Pri začetkih nadzorovane termonuklearne fuzije so znani znanstveniki Ilja Tamm, Igor Kurčatov in Andrej Saharov. Prve raziskave v tej smeri so se začele že v petdesetih letih prejšnjega stoletja v ZSSR.

Eden najbolj obetavnih projektov v tej smeri je mednarodni projekt ITER, ki naj bi prve resne rezultate po napovedih dal v letih 2040–2050. Rusija, tako kot mnoge druge države, sodeluje v tem programu.

Stanje alternativne energije v Rusiji

V 90. letih prejšnjega stoletja so bili zaradi določenih dogodkov (razpad ZSSR) številni raziskovalni programi na področju alternativne energije delno ali v celoti ustavljeni. Nato so se znova začeli raziskovati v tej smeri in identificirali so celo regije Ruske federacije, v katerih je bil razvoj tega področja še posebej obetaven. Toda kljub temu so bile v 2000-ih raziskave na tem področju praktično ustavljene.

Eden od razlogov za opustitev dela na tem področju je bila visoka cena nafte, ki je državo odvračala od vlaganj v iskanje novih načinov pridobivanja energije.

Dosežki Rusije v alternativni energiji

Trenutno se raziskave v smeri "zelene" energije v Rusiji praktično ne izvajajo, vendar ima država na tem področju določene dosežke.

Med temi dosežki so prisotnost številnih vetrnih elektrarn, pa tudi prisotnost geotermalnih postaj.

Tudi razvoj sončne energije v Rusiji obrodi sadove, po vsej državi deluje več sončnih postaj. Nekoliko se je razvila tudi energija plimovanja.

Težave

Ena glavnih težav za vse, ki se v Rusiji ukvarjajo z alternativno energijo, je pomanjkanje državne podpore, pa tudi pomanjkanje regulativnega okvira za to vrsto dejavnosti.

Drugi problemi so neizkoriščenost investicij na tem področju, pa tudi nekonkurenčnost elektrarn na alternativne vire energije v primerjavi s tistimi na tradicionalne.

Treba je opozoriti, da se je v obdobju od 2000 do 2010 odstotek uporabe obnovljivih virov v ruski energetski bilanci povečal. Vendar je bil razlog za to povečana uporaba tradicionalno obnovljivih virov, kot so odpadki iz lesnopredelovalne industrije.

Druga resna pomanjkljivost je pomanjkanje potrebne infrastrukture za razvoj alternativne energije, pa tudi pomanjkanje kadrov, ki bi bili sposobni delovati v tej smeri, še posebej visoko usposobljenih. Razlogi za to so, da naložbe na tem področju še niso donosne, tako da jih tako rekoč ni. Tudi kljub dejstvu, da je v Rusiji veliko alternativnih virov energije. Državna podpora lahko reši ta problem, vsaj v zgodnjih fazah projektov, dokler ne dosežejo povračila.

Nov svetovni trend: razvoj alternativne energije. Razloga za to sta dva: okoljski (strokovnjaki si prizadevajo, da bi bil energetski sektor čim bolj »eko«, saj je res eden najbolj uničujočih za okolje) in ekonomski (nafta, plin, premog so dragi, a sončna svetloba in veter sta še vedno prosta). Torej, katere države so bile uspešnejše na področju alternativne energije kot druge?

1 Kitajska

Skupna inštalirana moč vetrnih turbin na Kitajskem je v letu 2014 znašala 114.763 MW (po podatkih Evropskega združenja za vetrno energijo in GWEC). Zakaj je vlada tako aktivno razvijala vetrno energijo? Tukaj stanje ni tako dobro: Kitajska je vodilna v emisijah CO2. In po nesreči v Fukušimi na Japonskem je postalo jasno, da je čas za razvoj alternativnih virov energije. Predvidena je izraba predvsem geotermalne, vetrne in sončne energije. V skladu z državnim načrtom bodo do leta 2020 v 7 regijah države zgrajene ogromne vetrne elektrarne s skupno močjo 120 gigavatov.

2

Tu se aktivno razvija alternativna energija. Na primer, skupna zmogljivost ameriških vetrnih generatorjev v ZDA je leta 2014 znašala 65.879 MW. Je vodilna v svetu v razvoju geotermalne energije – smeri, ki za proizvodnjo energije izkorišča temperaturno razliko med Zemljinim jedrom in njeno skorjo. Eden od načinov uporabe vročih geotermalnih virov je EGS (napredni geotermalni sistemi), v katerega vlaga ameriško ministrstvo za energijo. Podpirajo jih tudi raziskovalni centri in družbe tveganega kapitala (zlasti Google), a dokler UGS ostane komercialno nekonkurenčen, je treba delati.

3

Vetrna energija je v Nemčiji eden vodilnih alternativnih virov energije na svetu (upravičeno 3. mesto!). Do leta 2008 je bila Nemčija na prvem mestu po skupni zmogljivosti vetrne energije. Leto 2014 je država zaključila s skupno močjo vetrnih generatorjev 39.165 MW. Mimogrede, aktiven razvoj tega območja se je začel po ... tragediji v Černobilu: takrat se je vlada odločila poiskati alternativne vire električne energije. In tukaj je rezultat: leta 2014 je 8,6 % proizvedene električne energije v Nemčiji prišlo iz vetrnih elektrarn.

4

Tukaj je vse povsem razumljivo: država nima lastnih zalog ogljikovodikov, zato moramo najti alternativne načine za proizvodnjo energije. Japonci na tem področju razvijajo in uvajajo najrazličnejše tehnologije: od poceni do izjemno dragih, obsežnih in tehnološko naprednih. Tukaj gradijo mikrohidroelektrarne in hidrotermalne postaje, vetrne elektrarne pa še ne delujejo - so drage, hrupne in neučinkovite.

5

Vetrna in bioenergija sta v tej državi dobro razviti (vetrni generatorji na Danskem so leta 2014 proizvedli 4845 MW energije, delež električne energije, proizvedene z vetrnimi generatorji, je znašal 39 % celotne proizvodnje). Ali je kaj čudnega, saj ima Danska tako malo svojih naravnih virov, da moramo iskati alternativne načine, kako bi se lahko preživljali sami ...

6

Še ena skandinavska država, ki zagovarja prijaznost do okolja in skrb za okolje: norveški parlament razmišlja o načrtu za oblikovanje posebnega sklada, katerega sredstva bodo namenjena razvoju različnih alternativnih programov. Eden od njih je program prehoda prebivalstva na električna vozila.

7

Zdi se, da Iranci nimajo česa skrbeti? Nafte imajo veliko, razvoj alternativne energije pa jih sploh ne zanima (kdo bo kupoval nafto, če se bodo pojavili novi viri energije?). In vendar od leta 2012 obstajajo programi za vlaganje v sončne in vetrne elektrarne.

8

Njegova močna točka je sončna energija: veliko podeželskih območij v državi je že cenilo prednosti sončne energije. Vladni cilj je zdaj elektrificirati vsak dom v državi, večinoma s sončnimi kolektorji, ki bodo zagotavljali elektriko več kot 400 milijonom ljudi.

9

Ta majhna država v Himalaji ima potencial, da postane prva 100-odstotno organska država na svetu. Vlado je resno zaskrbel problem škodljivih učinkov avtomobilskih izpuhov na ozračje in za začetek je napovedala tedenski »dan pešcev«. Državna vlada je nato sklenila partnerstvo z Nissanom in sprožila proces zmanjševanja uvoza fosilnih goriv ter hkrati ustvarila prve državne flote električnih vozil ter razvila mrežo avtomobilskih polnilnic. Vse to prispeva k vse večji priljubljenosti električnih vozil med Butanci - in zakaj ne, če so za to ustvarjeni vsi pogoji!

10

Kakšna novica! Izkazalo se je, da kljub negativnim pojavom v gospodarstvu država še naprej razvija program za gradnjo velike sončne elektrarne. Zavidljiva vztrajnost, kljub težavam!
No, kakšen super trend! To je dobro tako za gospodarstvo kot za okolje!

Na pragu 21. stoletja so ljudje vse bolj začeli razmišljati o tem, kaj bo postalo temelj njihovega obstoja v novi dobi. Ljudje so prešli pot od prvega požara do jedrskih elektrarn, a energija je bila in ostaja glavna sestavina človekovega življenja.

Obstajajo »tradicionalne« vrste alternativne energije: energija sonca in vetra, morskih valov in toplih izvirov, oseke in tokovi. Na podlagi teh naravnih virov so nastale elektrarne: vetrne, plimske, geotermalne, sončne.

Zdaj se bolj kot kdaj koli prej postavlja vprašanje, kakšna bo prihodnost planeta v smislu energije. Kaj čaka človeštvo - energijska lakota ali energijsko obilje? V časopisih in raznih revijah so članki o energetski krizi vse pogostejši. Zaradi nafte nastajajo vojne, države cvetijo in siromašijo, vlade se menjajo. Časopisne senzacije so začele vključevati poročila o zagonu novih naprav ali novih izumih na področju energetike. Razvijajo se velikanski energetski programi, katerih izvedba bo zahtevala ogromne napore in ogromne materialne stroške.

Če je konec 19. stoletja imela energija na splošno pomožno in nepomembno vlogo v svetovnem ravnovesju, potem je že leta 1930 svet proizvedel približno 300 milijard kilovatnih ur električne energije. Sčasoma - velikanske številke, enormne stopnje rasti! In še vedno bo malo energije - potreba po njej narašča še hitreje.

Zato se zdaj vsi znanstveniki na svetu soočajo s problemom iskanja in razvoja novih alternativnih virov energije. To delo bo obravnavalo klasifikacijo alternativnih virov energije, metode iskanja novih vrst goriva ter izkušnje Rusije in drugih tujih držav pri izumu in uporabi virov za varčevanje z energijo.

1. Alternativni viri energije

Alternativni viri energije vključujejo sončno, zemeljsko, vetrno, zračno, jedrsko in bioenergijo.

Sončna energija

Sonce, središče našega sistema 8 planetov (če ne štejemo majhnih, kot so Pluton, Ceres itd.), je primarni in glavni vir energije v našem sistemu planetov. Ker je velik termonuklearni reaktor, ki sprošča ogromne količine energije, segreva Zemljo in poganja zgornje plasti ozračja, oceanske tokove in reke. Pod vplivom sončne svetlobe in zahvaljujoč fotosintezi na našem planetu zraste približno kvadrilijon ton rastlin, ki dajejo življenje 10 bilijonom ton živalskih organizmov. Zahvaljujoč skupnemu delu Sonca, vode in zraka so se v milijonih let na zemlji kopičile zaloge ogljikovodikov - premog, nafta, plin itd., Ki jih zdaj aktivno uporabljamo.

Za zadovoljevanje človeških potreb po energiji je danes potrebno porabiti okoli deset milijard ton ogljikovodikovih goriv na leto. Menijo, da je na zemlji približno šest trilijonov ton različnih ogljikovodikov. Če vzamemo energijo, ki jo našemu planetu letno priskrbi Sonce, in jo pretvorimo v ogljikovodikovo gorivo, ki ga kurimo, dobimo približno sto trilijonov ton, kar je desettisočkratna količina energetskih virov, ki jih potrebujemo.

Za oskrbo človeštva z energijo za več stoletij bo zadostovala že stotinka energije, ki v enem letu doseže Zemljo od Sonca, in če vzamemo ta odstotek, bi to rešilo marsikatero težavo pri pridobivanju energije za še mnogo stoletij. Kako vzeti ta prepotrebni odstotek sončne energije, je v teoriji jasno, stvar ostaja pri naprednejših tehnologijah pretvorbe energije. Med obnovljivimi viri energije je sončno sevanje najbolj perspektivno glede na količino virov, razširjenost, dostopnost in prijaznost do okolja.

V začetku 20. stoletja so številni znanstveniki po vsem svetu resno razmišljali o uporabi sončne energije. Naš rojak, ustanovitelj teoretične kozmonavtike K.E. Tsiolkovsky je v drugem delu svoje knjige: »Raziskovanje svetovnih prostorov z reaktivnimi instrumenti« zapisal naslednje: »Reaktivni instrumenti bodo ljudem osvojili brezmejne prostore in zagotovili sončno energijo, dve milijardikrat večjo od tiste, ki jo ima človeštvo na Zemlji.«

Albert Einstein, utemeljitelj svetovno znane teorije relativnosti, je leta 1921 prejel Nobelovo nagrado za razlago zakonov zunanjega fotoelektričnega učinka. Leta 1905 je izšlo njegovo delo, v katerem je Einstein na podlagi Planckove hipoteze natančno opisal, kako in v kakšnih količinah svetlobni kvanti izbijejo elektrone iz kovine. Sovjetski fiziki so to hipotezo prvič lahko uporabili v praksi v tridesetih letih prejšnjega stoletja pod vodstvom slavnega akademika A.F. Ioffe.

Na Fizikalno-tehničnem inštitutu so razvili in ustvarili prve žveplovo-talijeve sončne celice, vendar učinkovitost teh elementov ni dosegla 1%.

Kasneje leta 1954 so ameriški znanstveniki Pearson, Fuller in Chapin patentirali prvi element z učinkovitostjo približno 6%. V 70. letih prejšnjega stoletja je bil izkoristek sončnih fotocelic blizu 10%, vendar je bila njihova proizvodnja precej draga in ekonomsko neupravičena, zato je bila uporaba sončnih celic omejena predvsem na astronavtiko. Za proizvodnjo elementov je bil potreben silicij (Si, silicij) visoke čistosti in posebne kakovosti, v primerjavi s stroški sežganih ogljikovodikov je bila obdelava silicija draga in neupravičena, čeprav je ta element periodnega sistema v izobilju. na plažah v obliki peska (SiO 2). Zaradi tega so bile raziskave razvoja tehnologij na področju sončne energije ukinjene ali popolnoma okrnjene.

Do začetka 21. stoletja se je učinkovitost sončnih kolektorjev povečala na 20 %. Zakaj je človeštvo odstopilo od razvoja sončne energije, ni težko uganiti. Sredi prejšnjega stoletja je naša civilizacija razvozlala skrivnost jedrske energije in vse sile znanosti so bile vržene v iskanje novih načinov za obogatitev urana in ustvarjanje naprednejših jedrskih reaktorjev, na škodo tehnologij za proizvodnjo silicija in razvoj nove vrste sončnih celic.

Vendar je vse to videti nekoliko nenavadno, glede na to, da že dolgo obstajajo naprednejše tehnologije za proizvodnjo silicija. Že leta 1974 je Siemens (Nemčija) razvil tehnologijo za proizvodnjo silicija z uporabo karbotermnega cikla, ki je znižal stroške postopka za red velikosti. Vendar ta tehnologija ne zahteva več navadnega peska, temveč tako imenovani posebej čisti kremen, katerega zaloge so največje pri nas, kar je nedvomno koristno za Rusijo, saj je obstoječih zalog dovolj za vse.

Solarni paneli kot oblika izrabe sončne energije

Sonce je najmočnejši vir energije v našem sončnem sistemu. Tlak v njeni notranjosti je približno 100 milijard atmosfer, temperatura pa doseže 16 milijonov stopinj. Zemljo doseže le en dvomilijardni del vsega sevanja. Toda tudi ta majhen del po moči presega vse zemeljske vire energije (vključno z energijo zemeljskega jedra). Uporaba sončne energije je danes postala običajna in sončni kolektorji postajajo vse bolj priljubljeni.
Prve sončne celice so bile uporabljene leta 1957 med raziskovanjem vesolja. Na satelit so jih namestili za pretvorbo sončne energije v električno energijo, ki je bila potrebna za delovanje satelita. Pri izdelavi sončnih celic se uporabljajo polprevodniški materiali, običajno silicij.

Princip delovanja sončnih celic temelji na fotoelektričnem učinku – pretvorbi svetlobne energije v električno. Ko sončna energija zadene nehomogen polprevodnik (nehomogenost lahko dosežemo na različne načine, na primer z dopiranjem), se v njem ustvarijo neravnovesni nosilci naboja obeh vrst. Ko je ta sistem povezan z zunanjim tokokrogom, se lahko elektroni »zberejo« in tako ustvarijo električni tok. Obstaja veliko učinkov, ki negativno vplivajo na količino prejetega toka (na primer delni odboj sončnih žarkov ali njihovo sipanje), zato je raziskovalno delo pri ustvarjanju najprimernejšega materiala danes zelo pomembno.
Sončne baterije so veliki moduli, ki so sestavljeni iz posameznih elementov. Ti elementi so običajno majhne plošče (dimenzije v povprečju 130 x 130 mm), na katere so spajkani kontakti.
Ta vrsta energije je popolnoma okolju prijazna, saj v ozračje ne prihaja do strupenih ali nevarnih izpustov, ne onesnažujejo vode in tal, niti ne oddajajo nevarnega sevanja. Poleg tega je to zelo zanesljiv vir alternativne energije - po mnenju znanstvenikov bo sonce sijalo še nekaj milijonov let. Poleg tega je sončna energija popolnoma brezplačna. Druga stvar pa je seveda ta, da je sama izdelava sončne celice precej drag postopek.

Toda to vprašanje ima tudi slabo stran. Kljub temu, da je energija sonca brezplačna in ogromna, ni konstantna. Delovanje sončnih kolektorjev je močno odvisno od vremena. V oblačnem vremenu količina proizvedene električne energije močno upade, ponoči pa popolnoma preneha. Da bi se nekako spopadli s tem, so znanstveniki razvili vse vrste baterij. Toda ob obremenitvi tako ogromnih sončnih postaj baterije ne zdržijo več kot eno uro. Zato je uporaba sončnih kolektorjev možna le v povezavi s stabilnim virom električne energije.
Sončne plošče so pogoste v tropskih in subtropskih regijah. Število sončnih dni v državah teh regij je največje, zato je tudi količina proizvedene električne energije največja.

Sončno energijo lahko uporabljajo ne le velika podjetja, ampak tudi lastniki zasebnih domov. Na primer, v Nemčiji so sončne celice nameščene na strehah hiš, kar lastnikom omogoča prihranek približno 50% vseh stroškov energije. Glede na to, da so stroški električne energije v tej državi precej visoki. V sončnih dneh lahko količina predelane energije preseže potrebno. Tudi v Nemčiji država te presežke odkupi od zasebnikov in kupljeno elektriko ponoči preprodaja po nižji ceni, kar spodbuja zanimanje prebivalstva za vgradnjo sončnih kolektorjev.
V najbolj oblačnih območjih se gradijo celotne sončne elektrarne (GES). Načelo njihovega delovanja je nekoliko drugačno od solarnih kolektorjev. Te sončne elektrarne koncentrirajo sončno energijo in jo uporabljajo za pogon turbin, ogrevalnih motorjev itd. Primer je solarni stolp v Španiji. Številna ogledala usmerjajo sončne žarke v njen zgornji del in tam segrejejo vodo na 250 stopinj. To je koristno na več načinov.
Druga prednost sončnih kolektorjev je njihova mobilnost. Majhen element na močni sončni svetlobi lahko ustvari dovolj električne energije, na primer za polnjenje mobilnega telefona ali prenosnika z nizko porabo energije.

Zemeljska energija

Planet Zemlja je najbolj neverjeten in skrivnosten predmet, ki že stoletja privlači misli ljudi. Daje življenje tako, da deli toploto, vodo, hrano, in ga jemlje z udarnimi orkani, potresi, poplavami ali vulkanskimi izbruhi. Človek za preživetje potrebuje energijo in jo vzame s krajo črevesja našega planeta: črpanje ton nafte, premoga, izsekavanje gozdov itd. Kljub temu, da je naš planet zelo bogat, njegove zaloge še vedno niso neomejene. Ta problem že vrsto let vznemirja glave voditeljev držav in znanstvenikov - nenehno se iščejo novi viri alternativne energije.

Ena od možnih rešitev tega perečega problema je geotermalna energija, torej izkoriščanje notranje toplote zemlje in njeno pretvarjanje v električno energijo.

Približna temperatura zemeljskega jedra je 5000°C, tlak pa tam doseže 361 GPa. Tako neverjetno visoke vrednosti so dosežene zaradi radioaktivnosti jedra. Segreva bližnje kamninske plasti in s tem ustvarja vroče tokove velikosti celin. Počasi se dvigajo iz globin zemeljskega drobovja in silijo celine, da se premikajo, izzovejo vulkanske izbruhe in potrese.

Ko se oddaljujete od jedra, se temperatura nenehno znižuje, vendar toplota med vulkanskimi izbruhi nakazuje, da je tudi "nizka" temperatura za jedro preprosto ogromna. Toplotna energija zemlje je ogromna, a zanka je v tem, da sodobne tehnologije še ne omogočajo, da bi jo izkoristili, če ne v celoti, pa vsaj polovično.

V nekem smislu lahko zemeljsko jedro štejemo za večni gibalni stroj: obstaja močan pritisk (in zahvaljujoč gravitaciji bo vedno), kar pomeni, da obstaja visoka temperatura in atomske reakcije. A do zdaj še niso bile ustvarjene niti tehnologije niti materiali, ki bi zdržali tako težke pogoje in jim omogočili, da bi dosegli jedro. Danes lahko izkoriščamo toploto površinskih plasti, katere temperatura ni primerljiva s tisoči stopinj, vendar povsem zadostuje za njeno koristno izrabo.
Geotermalno energijo lahko uporabimo na več načinov. Na primer, vročo podzemno vodo lahko uporabite za ogrevanje stanovanjskih zgradb, vseh vrst podjetij ali ustanov. Toda bolj zanimiva je uporaba toplotne energije za njeno pretvorbo v električno.

Geotermalno energijo ločimo po obliki, v kateri prihaja iz zemlje:

• "Suha para" . To je para, ki uhaja iz tal brez kapljic vode ali nečistoč. Zelo priročno ga je uporabljati za vrtljive turbine, ki proizvajajo električno energijo. In kondenzirana voda običajno ostane precej čista in se lahko vrne nazaj v tla ali celo v bližnja vodna telesa.
• "Mokra para" . Je mešanica vode in pare. V tem primeru postane naloga nekoliko bolj zapletena, saj morate najprej ločiti paro od vode in jo šele nato uporabiti. Kapljice vode lahko poškodujejo turbine.
• "Sistem binarnega cikla" . Samo vroča voda bruha iz zemlje. Z uporabo te vode se izobutan pretvori v plinasto stanje. In potem uporabljajo izobutan paro za vrtenje turbin. Ta voda se lahko uporablja za neposredno ogrevanje prostorov - centralno ogrevanje.

Pomanjkljivost takih naprav je, da so geografsko vezane na območja geotermalne dejavnosti, ki se nahajajo zelo neenakomerno po površini zemlje. V Rusiji se viri geotermalne energije nahajajo na Kamčatki, Kurilskih otokih in Sahalinu - gospodarsko slabo razvitih regijah. Ker je njihova infrastruktura slabo razvita, so redko poseljena, imajo zapleten teren in visoko seizmično aktivnost, so ta območja ekonomsko nedonosna za gradnjo termoelektrarn. Vendar to ne more postati omejitev toplotne energije našega planeta.
Sredi 19. stoletja je britanski fizik William Thomson postavil temelje tehnologiji toplotnih črpalk. Načelo njegovega delovanja lahko shematično razložimo v obliki treh zaprtih krogov.

V zunanjem krogu kroži tako imenovana hladilna tekočina, ki absorbira toploto iz okolja. Običajno je to vezje cevovod, ki je čim bližje viru zunanje toplote (tla, reka, morje itd.) s krožečim antifrizom (tekočina proti zmrzovanju).

V drugem krogu kroži snov, ki zaradi toplote snovi prvega kroga izhlapeva in kondenzira ter oddaja toploto snovi zadnjega tretjega kroga. V drugem krogu se kot uparjena snov uporablja hladilno sredstvo (snov z nizko temperaturo izhlapevanja). V isti tokokrog so vgrajeni kondenzator, uparjalnik in naprave za spreminjanje tlaka hladilnega sredstva. Tretji krog je grelni element, ki prenaša toploto v prostore.
Obstaja še en projekt, ki pretvarja toploto zemeljske skorje v elektriko. Ta projekt so razvili znanstveniki v enem od nacionalnih laboratorijev Ministrstva za energijo ZDA. Tehnologija je sestavljena iz vrtanja dveh plitvih vrtin približno štiri kilometre globoko, ki segata do trde kamnine. Nato se kamnine zdrobijo s podzemnimi eksplozijami, s čimer se poveča globina vrtine. Eden od vodnjakov je napolnjen z vodo, kjer se segreje na 176 stopinj. Kljub temu, da je temperatura relativno nizka, je povsem dovolj za ogrevanje prostorov in proizvodnjo električne energije. Nato se voda dvigne skozi drugo vrtino (poskušajo jo locirati na precejšnji razdalji od prve) in vstopi v elektrarno.

Prednost te metode je njena neodvisnost od geotermalne aktivnosti območja – primerna je za namestitev skoraj povsod.
Umove znanstvenikov že kar nekaj časa vznemirja druga vrsta energije na Zemlji - energija magnetnega polja. Do danes ni bil ustvarjen niti en pravi obstoječi projekt. Toda ogromen potencial magnetnega polja nas nenehno sili k izumljanju novih in bolj izpopolnjenih naprav. Eden od njih je električni avtomobil Tesla. Načelo delovanja te naprave ostaja skrivnost za vse.

Nikola Tesla je zamenjal bencinski motor običajnega avtomobila s standardnim električnim motorjem AC z močjo 80 KM, ki ni imel vidnih zunanjih virov energije. Avto je lahko dosegel hitrosti do 150 km/h. Po mnenju samega znanstvenika je stroj deloval zahvaljujoč "etru, ki je okoli nas!" Sodobni raziskovalci verjamejo, da je fizik v svojem generatorju uporabil energijo magnetnega polja našega planeta. Svoj visokofrekvenčni AC tokokrog je lahko uglasil na resonančno frekvenco 7,5 Hz. A to so le ugibanja.
Alternativni viri energije, kot sta termalna ali magnetna, kmalu ne bodo fantazije ali hipoteze, ampak nuja. No, zaradi svojih prednosti: visoke okoljske prijaznosti, neodvisnosti od lokacije in vremenskih oziroma podnebnih razmer, nizkih proizvodnih stroškov in seveda neizčrpnosti postajajo ti viri energije zelo perspektivni.

Vetrna energija Začetek obrazca

Zrak je veter, eden od alternativnih virov energije na našem planetu.

Sodobnost definira veter kot tok zraka, ki se giblje po zemeljski površini s hitrostjo nad 0,6 m/s. Nastane zaradi neenakomerne porazdelitve atmosferskega tlaka, ki se nenehno spreminja in premika ogromne plasti zraka iz območja visokega tlaka v območje nizkega tlaka. V starih časih ni bilo niti ene ideje o vseh teh zvitih definicijah, vendar to ni preprečilo starim ljudem, da bi se naučili uporabljati vetrno energijo za svoje namene.

Že pred našim štetjem so spretni Egipčani pluli po Nilu na prvih jadrnicah. Posledično je to postal prvi korak v razvoju jadranja. Vikingi niso bili nič manj iznajdljivi. Njihove bojne jadrnice, ki so jih poganjali močni sunki vetra, so v hitrosti in lahkotnosti prekašale vse ladje zahodne Evrope ter vzbujale strah in grozo lokalnemu prebivalstvu. Nastanek prvih mlinov na veter v 12. stoletju je privedel do rojstva prvega pečenega kruha, brez katerega si ni mogoče predstavljati nobene sodobne mize.

Uporaba vetrne energije je našla veliko uporabo na Nizozemskem. Država pogosto poplavlja, ker je pod morsko gladino, uporaba vetrne energije v 14. stoletju za črpanje vode s polj pa ji je omogočila uvrstitev med najbogatejše države v tistem času. Kasneje so druge evropske države začele uporabljati takšen alternativni vir energije, da bi dosegle nasprotni učinek - oskrbo suhih polj z vodo.

Do 19. stoletja so mlini na veter med ljudmi postali pogost pojav. Do leta 1900 je bilo samo na Danskem več kot dva tisoč mlinov na veter. In izdelava prve vetrnice, ki pretvarja veter v električno energijo, je bila začetek novega kroga v zgodovini sodobne energije - vetrne energije.

Vetrna energija je postala zelo perspektivna, saj je veter obnovljiv vir energije. Razvoj tega energetskega sektorja je zelo aktiven: do leta 2008 je skupna instalirana moč vseh vetrnih generatorjev znašala 120 gigavatov. Ker je moč vetrnega generatorja odvisna od površine rezila generatorja, obstaja težnja po povečanju njihove velikosti in teh struktur ni mogoče imenovati mlini - zdaj so turbine.

Ta vrsta energije je postala zelo razširjena v ZDA. Do sredine 20. stoletja so tam zgradili nekaj sto tisoč turbin. Sčasoma so vetrne elektrarne postale zelo pogost pojav v vetrovni Kaliforniji in po celotni zvezni državi, po izdaji zakona, po katerem morajo komunalna podjetja odkupovati presežek vetrne energije od navadnih državljanov, pa je to območje postalo finančno privlačno.

Okoljski vidik vetrne energije je pomemben. Po podatkih Global Wind Energy Council bo ta industrija do leta 2050 pomagala zmanjšati letne emisije ogljikovega dioksida (CO 2) za 1,5 milijarde ton. Turbine zasedajo zelo majhno površino vetrne elektrarne (približno 1%), zato je preostala površina odprta za kmetijstvo. To je zelo pomembno v majhnih, gosto poseljenih državah.
Vetrna energija je postala pomembna leta 1973, ko je OPEC uvedel embargo na proizvodnjo nafte in začel letno spremljati proizvodnjo. Stroški nafte so se znatno povečali, zaradi česar so države prisiljene preučevati in razvijati alternativne vire energije. Vsako leto se stroški tehnologije vetrne elektrarne zmanjšujejo, s čimer se povečuje delež vetrne energije v skupni količini. Danes je ta prispevek po vsem svetu le 2 %, vendar ta številka narašča vsako minuto.

Vodna energija

Voda je vir življenja na zemlji. To je eden najbolj edinstvenih in neverjetnih pojavov na našem planetu, ki ima številne edinstvene lastnosti, katerih uporaba je lahko zelo koristna in koristna za ljudi.

Energija vode je eden prvih virov energije, ki so se ga ljudje naučili uporabljati za lastne namene. Tako je princip delovanja prvih rečnih mlinov preprost in hkrati genialen: gibajoč se tok vode vrti kolo, ki pretvarja kinetično energijo vode v mehansko delo kolesa. Pravzaprav vse sodobne hidroelektrarne delujejo na podoben način, le z enim pomembnim dodatkom: mehanska energija kolesa se nato pretvori v električno.

Energijo vode lahko v grobem razdelimo na tri vrste glede na obliko, v kateri se transformira:

1. Energija oseke in oseke . Pojav oseke je zelo zanimiv in ga dolgo časa ni bilo mogoče pojasniti. Veliki masivni (in seveda blizu Zemlje) vesoljski objekti, kot sta Luna ali Sonce, zaradi delovanja svoje gravitacije vodijo do neenakomerne porazdelitve vode v oceanu, kar ustvarja "grbe" vode. Zaradi vrtenja zemlje se te "grbe" začnejo premikati in premikati proti obalam. Toda zaradi enake rotacije Zemlje se položaj oceana glede na Luno spremeni, s čimer se zmanjša učinek gravitacije.

Med plimovanjem se polnijo posebni rezervoarji, ki se nahajajo na obali. Rezervoarji nastanejo zaradi jezov. Ob oseki začne voda obratno gibanje, ki se uporablja za vrtenje turbin in pretvorbo energije. Pomembno je, da je višinska razlika med plimo in oseko čim večja, sicer se taka postaja preprosto ne more upravičiti. Zato se plimske elektrarne praviloma ustvarjajo na ozkih mestih, kjer višina plimovanja doseže vsaj 10 m. Na primer postaja za plimovanje v Franciji ob izlivu reke Rance.

Toda takšne postaje imajo tudi svoje pomanjkljivosti: ustvarjanje jezu vodi do povečanja amplitude plimovanja iz oceana, kar pomeni poplavljanje zemlje s slano vodo. Posledica tega je sprememba flore in favne biološkega sistema in ne na bolje.
2. Energija morskih valov. Kljub dejstvu, da je narava te energije zelo podobna energiji oseke in oseke, je še vedno običajno, da jo ločimo v ločeno vejo. Ta vrsta energije ima precej visoko specifično moč (približna moč oceanskih valov doseže 15 kW/m). Če je višina valov približno dva metra, se lahko ta vrednost poveča na 80 kW/m. Vse energije valov ni mogoče pretvoriti v električno energijo, vendar je še vedno koeficient pretvorbe precej visok - 85%.
Danes uporaba energije morskih valov ni posebej razširjena zaradi številnih težav, ki nastanejo pri izdelavi naprav. Zaenkrat je to področje le v fazi eksperimentalnih raziskav.
3. Hidroelektrarne . Ta vrsta energije je postala dostopna ljudem zaradi skupnega "dela" treh elementov: vode, zraka in seveda sonca. Sonce izhlapeva vodo s površine jezer, morij in oceanov ter tvori oblake. Veter premika plinasto vodo v višje predele, kjer se kondenzira in začne, ko izpade kot padavine, teči nazaj k prvotnim virom. Na poti teh tokov so nameščene hidroelektrarne, ki prestrežejo energijo padajoče vode in jo pretvorijo v električno energijo. Moč, ki jo proizvede postaja, je odvisna od višine padca vode, zato so na hidroelektrarnah začeli ustvarjati jezove. Omogočajo tudi uravnavanje pretoka. Ustvarjanje tako velike strukture je zelo drago, vendar se hidroelektrarna v celoti izplača zaradi neizčrpnosti uporabljenega vira in prostega dostopa do njega.
Ta vrsta energije ima po analogiji z drugimi tako prednosti kot slabosti. Tako kot v primeru uporabe energije plimovanja ustvarjanje hidroelektrarne povzroči poplavo velikega območja in povzroči nepopravljivo škodo lokalni favni. Toda tudi ob upoštevanju te okoliščine lahko govorimo o visoki okolju prijaznosti hidroelektrarn: povzročajo le lokalno škodo, ne da bi onesnaževali zemeljsko ozračje. Da bi zmanjšali škodo, ki jo povzročajo postaje, se razvija vse več novih metod njihovega delovanja, zasnova samih turbin pa se nenehno izboljšuje.

Eden od predlaganih načinov je bilo "črpanje" baterij. Voda, ki gre skozi turbine, ne teče naprej, ampak se kopiči v velikih rezervoarjih. Ko obremenitev hidroelektrarne postane minimalna, z uporabo energije jedrske ali termoelektrarne, se akumulirana voda prečrpa nazaj in vse se ponovi. Ta metoda zmaguje tako glede okoljskih kot ekonomskih kazalnikov.
Še eno zanimivo področje za uporabo vodne energije so izumili strokovnjaki Komisije za atomsko energijo v Grenoblu v Franciji. Predlagajo uporabo energije padajočega dežja. Vsaka padajoča kapljica, ki zadene piezokeramični element, vpliva nanj fizično, kar povzroči nastanek električnega potenciala. Nato se spremeni električni naboj (tako kot se v mikrofonih električni signal pretvori v vibracije).

Zaradi raznolikosti svojih oblik ima voda res ogromen energetski potencial. Danes je hidroenergija že zelo razvita in predstavlja 25 % svetovne proizvodnje električne energije, glede na hitrost njenega razvoja pa lahko mirno rečemo, da je zelo perspektivno področje.

Atomska energija Začetek obrazca

Ob koncu 20. stoletja je problem iskanja alternativnih virov energije postal zelo pereč. Kljub temu, da je naš planet resnično bogat z naravnimi viri, kot so nafta, premog, les itd., so vsi ti viri končni. Zato moramo iskati novejše in naprednejše vire energije.

Človeštvo je že dolgo našlo takšno ali drugačno rešitev za vprašanje alternativnih virov energije, vendar je bil pravi preboj v zgodovini energetike pojav jedrske energije.

Jedrska teorija je prehodila dolgo pot, preden so se jo ljudje naučili uporabljati za lastne namene. Vse se je začelo leta 1896, ko je A. Becquerel registriral nevidne žarke, ki jih je oddajala uranova ruda in so imeli veliko prodorno moč. Ta pojav so kasneje poimenovali radioaktivnost.

Zgodovina razvoja jedrske energije vsebuje več deset izjemnih imen, vključno s sovjetskimi fiziki. Končno stopnjo razvoja lahko imenujemo leto 1939 - ko sta Yu.B. Khariton in Ya.B. Zeldovich teoretično pokazala možnost izvedbe verižne reakcije cepitve jeder urana-235. Nadalje je razvoj jedrske energije potekal skokovito. Po najbolj grobih ocenah lahko energijo, ki se sprosti pri cepljenju 1 kg urana, primerjamo z energijo, ki jo dobimo pri sežigu 2.500.000 kg premoga.

Med drugo svetovno vojno so se vse raziskave preusmerile na vojaško področje. Prvi primer jedrske energije, ki ga je človek lahko pokazal celemu svetu, je bila atomska bomba, nato vodikova bomba.

Šele leta kasneje je znanstvena skupnost svojo pozornost usmerila na mirnejša območja, kjer bi uporaba jedrske energije lahko postala resnično koristna. Tako se je začela zora najmlajšega področja energije. Začele so se pojavljati jedrske elektrarne (JED), prva jedrska elektrarna na svetu pa je bila zgrajena v mestu Obninsk v regiji Kaluga.

Danes je po svetu nekaj sto jedrskih elektrarn. Razvoj jedrske energije je bil neverjetno hiter. V manj kot 100 letih je uspelo doseči izjemno visoko stopnjo tehnološkega razvoja. Količina energije, ki se sprosti pri cepitvi uranovih ali plutonijevih jeder, je neprimerljivo velika - to je omogočilo ustvarjanje velikih jedrskih elektrarn industrijskega tipa.

Ta energija nastane kot posledica verižne reakcije cepitve jeder nekaterih radioaktivnih elementov. Običajno se uporablja uran-235 ali plutonij. Jedrska cepitev se začne, ko vanj zadene nevtron - osnovni delec, ki nima naboja, vendar ima relativno veliko maso (0,14% več od mase protona). Posledično nastanejo fisijski drobci in novi nevtroni, ki imajo visoko kinetično energijo, ta pa se aktivno pretvori v toploto.
Ta vrsta energije se proizvaja ne samo v jedrskih elektrarnah. Uporablja se tudi na jedrskih podmornicah in jedrskih ledolomilcih.
Za normalno delovanje jedrske elektrarne je potrebno gorivo. Praviloma je to uran. Ta element je v naravi zelo razširjen, vendar ga je težko dobiti. V naravi ni nahajališč urana (na primer nafte), je tako rekoč "razmazan" po zemeljski skorji. Najbogatejše uranove rude, ki so zelo redke, vsebujejo do 10 % čistega urana. Uran se običajno nahaja v mineralih, ki vsebujejo uran, kot izomorfni nadomestni element. A kljub vsemu je skupna količina urana na planetu enormno velika. Morda bodo v bližnji prihodnosti najnovejše tehnologije povečale odstotek proizvodnje urana.

Tako močan vir energije in s tem moči ne more povzročiti skrbi. O njegovi zanesljivosti in varnosti potekajo nenehne razprave. Škodo, ki jo jedrska energija povzroča okolju, je težko oceniti. Če pa bi našemu planetu jutri zmanjkalo vseh zalog tradicionalnih virov energije, bi morda jedrska energija postala edino področje, ki bi jo dejansko lahko nadomestilo. Njegovih koristi ni mogoče zanikati, vendar ne smemo pozabiti na možne posledice.

Bioenergija

Okoli koncepta bioenergije je veliko zmede.

Bioenergija je po definiciji veja alternativne energije, torej energije, ki velja za obnovljivo. Količina energije, ki jo letno porabi celotno človeštvo, je preprosto ogromna. Zato se postavlja vprašanje, ali je mogoče kateri koli vir obnoviti glede na stopnjo njegove porabe.

Bioenergija je kombinacija cele vrste alternativnih virov energije. Ta spekter združuje en splošni koncept: biomasa. Pravzaprav je to rezultat življenjske aktivnosti vseh živih organizmov na našem planetu.

Vsako leto povečanje biomase na planetu doseže 130 milijard ton suhe snovi. To ustreza 660.000 TWh na leto, medtem ko svetovna skupnost potrebuje le 15.000 TWh na leto.
Danes več kot 99 % lastnikov avtomobilov uporablja gorivo iz nafte. In vsak dan raste število avtomobilov na cestah. Naftnega goriva je težko šteti za obnovljivo. Količina nafte se vsako leto nezadržno zmanjšuje, kar vodi v rast njene cene. In ker se gospodarstva mnogih držav šele razvijajo, bo kljub naraščajočim cenam povpraševanje po nafti še naraščalo. Začaran krog, izhod iz katerega so lahko biogoriva.
Biogoriva so dolgo časa veljala za nekonkurenčna, ker so bila slabša od fosilnih goriv tako po proizvedeni moči kot po kompleksnosti izvedbe. Toda nenehno razvijajoče se tehnologije so pomagale rešiti te težave. Biogoriva so različnih vrst:

• tekočina: metanol, etanol, biodizel;
• plinasto: vodik, utekočinjeni naftni plin (propan-butan frakcije);
• težko: drva, premog, slama.

Novonastalo tekoče biogorivo odlikujeta okolju prijaznost in dostopnost, poleg tega pa ima še eno pomembno prednost. Za prehod na tekoča biogoriva niso potrebne pomembne spremembe v strukturi motorjev in opreme. Samo biogorivo je surovina, pridobljena s predelavo, praviloma, oljne ogrščice, soje, sladkornega trsa ali koruznih stebel. Razvijajo se številne druge smeri za proizvodnjo organskega goriva (na primer iz celuloze).

Zemeljski plin, vodik in podobne surovine ne moremo uvrščati med obnovljive vire, zato jih lahko do neke mere štejemo za polovični ukrep pri prehodu na biogoriva. Poleg tega obstaja veliko težav, povezanih z izvajanjem takšne tehnologije. Na primer, motor na vodik bi lahko postal zelo obetaven predstavnik svoje "družine", vendar bi bilo za normalno delovanje avtomobila potrebno pritrditi celoten rezervoar na streho avtomobila, kar ni zelo priročno. In v stisnjenem stanju je vodik zelo eksploziven.

Najnovejši izumi na področju nanotehnologije so prišli na pomoč - razvija se projekt za ustvarjanje nanokapsul za shranjevanje vodika in drugih eksplozivnih plinov. Vsaka nanokapsula (modificirana nanocevka) bo napolnjena z določenim številom molekul plina in "zamašena" s fulerenom, kar bo omogočilo razdelitev plina na dele in tako varno.

Situacija z biodizelskim gorivom je veliko enostavnejša. Biodizelsko gorivo je rastlinsko olje, transesterificirano z metanolom (včasih se lahko uporabi etanol ali izopropilni alkohol). Reakcija običajno poteka pri normalnem tlaku in temperaturi 60 °C. Rastlinska olja se pridobivajo iz najrazličnejših rastlin (več kot 20 vrst), vendar oljna ogrščica ostaja vodilna. Je mastna rastlina, ki jo je enostavno gojiti v kmetijskih razmerah.
A prednosti bioenergije se tu ne končajo. Poleg tega, da odgovarja na pereča vprašanja našega časa o iskanju alternativnih virov energije in njeni okolju prijaznosti, je pomembno opozoriti na materialni vidik.

Uvoz nafte močno vpliva na proračun države, saj njena cena nenehno raste. Nasprotno, biogoriva so vsak dan cenejša. Zato lahko trdimo, da so lahko prihranki pri prehodu na biogorivo zelo pomembni.

Februarja 2006 je Evropska unija sprejela dokument »Strategija za biogoriva«, ki opisuje tržni, zakonodajni in raziskovalni potencial za povečanje uporabe biogoriv. Tudi če danes odstotni delež biogoriv v svetovni energiji goriv ne dosega niti enega odstotka, bi se morale ob tolikih prednostih razmere v bližnji prihodnosti močno spremeniti.

2. Problemi varčevanja z energijo v Rusiji in tujini, načini njihovega reševanja

Resnično pomemben dogodek za Rusijo po rezultatih leta 2009 je bil sprejetje zveznega zakona "O varčevanju z energijo in povečanju energetske učinkovitosti". V zadnjih nekaj letih je njegov projekt doživel več kot eno izdajo, vroče razprave o nekaterih določbah tega dokumenta pa so dobile nacionalni obseg in se razširile izven strokovne skupnosti in krogov blizu zakonodajnih organov.

Energijska potratnost ruskih državljanov ni naključna. Prvič, to je posledica zgodovinskih in podnebnih dejavnikov. Drugi pomemben pokazatelj je nerazvitost zakonodaje v primerjavi z bogatimi zakonodajnimi izkušnjami razvitih držav. V Rusiji se je zakonodaja na področju varčevanja z energijo šele začela, predsednik Dmitrij Medvedjev je na komisiji za posodobitev in tehnološki razvoj gospodarstva 30. septembra 2009 prevzel pobudo. In 11. novembra 2009 je Državna duma v tretji obravnavi sprejela zvezni zakon "O varčevanju z energijo in povečanju energetske učinkovitosti".

Po svojem učinku bo zajel vse; od sprejetja davčnega zakonika državna duma ni obravnavala predloga zakona, ki tako široko vpliva na življenje dobesedno vsakega državljana in proizvodnjo vsakega podjetja. Z vidika države so to izjemno pomembni koraki. Končni cilj dogodka je varčevanje z gorivom.

Poraba energije v Rusiji dosega skoraj 1 milijardo ton standardnega goriva. Če bi energijsko intenzivnost znižali na evropsko raven, bi po podatkih ruskega ministrstva za energijo padla poraba na 650 milijonov ton standardnega goriva.

Kot najpomembnejši energijsko varčni področji upoštevajmo varčne žarnice in pasivne hiše.

Energijsko varčne žarnice

Navadna žarnica z žarilno nitko, ki se že več kot sto let povsod uporablja za razsvetljavo, dobro greje in slabo sveti. Njegova svetlobna učinkovitost (to je število oddanih lumnov na enoto porabe energije) je izjemno nizka. Argument v prid alternativnim sijalkam je na splošno enak – zagotavljajo enako količino svetlobe z manjšo porabo energije in daljšo življenjsko dobo.

Vendar se je stališče Dmitrija Medvedjeva o zamisli o zamenjavi žarnic z žarilno nitko z energetsko učinkovitimi zelo sporno odražalo v kasnejših dejanjih uradnikov.

Od 1. januarja 2011 je prepovedan nakup kakršnih koli žarnic z žarilno nitko za državne in občinske potrebe ter kroženje žarnic z žarilno nitko 100 W in več. Predlog zakona še določa, da se lahko s 1. januarjem 2013 uvede prepoved za 75-vatne sijalke, s 1. januarjem 2014 pa za 25-vatne sijalke. Mojstrovina "75- in 25-vatne sijalke so lahko prepovedane ali pa tudi ne" podjetjem ne dovoljuje oblikovanja svojih naložbenih programov niti v minimalnem približku. Uvoz kompaktnih fluorescentnih sijalk je sicer mogoče povečati čez noč, a za organizacijo proizvodnje je treba konec koncev imeti natančen načrt za neko, vsaj kolikor toliko spodobno obdobje. Z gotovostjo lahko napovemo, da bo s tem pristopom ruskim podjetjem izjemno težko vlagati v novo proizvodnjo.

Zakon, sprejet v tej različici, bo povzročil očitno vročino na trgu razsvetljave, povečanje uvoza poceni kompaktnih fluorescenčnih sijalk in širjenje namišljenih fobij, povezanih s škodljivostjo in toksičnostjo teh sijalk.

Sprejeti zakon nam vsem nalaga popoln prehod na instrumentalno merjenje proizvedene, oddane in porabljene energije. Kajti preden karkoli prihranite, morate vedeti, koliko ste porabili.

Dve leti je dano prebivalstvu, da v celoti opremi svoje nepremičnine s števci - stanovanja, pisarne, skladišča, tovarniške prostore. Plačilo za namestitev in zamenjavo števca krijejo potrošniki. Zakon o varčevanju z energijo bo neposredno vplival na žepe državljanov. Poleg žarnic boste morali vsaj denar odšteti še za števce energije, plina, vode in toplote.

Obračun električne energije, zemeljskega plina, toplote in vode je tehnično in ekonomsko rešljiv problem, ki ima ustaljene tipske rešitve. Vendar, paradoksalno, obstoječi regulativni okvir prebivalstvu zdaj preprečuje prehod na obračunavanje virov z odmerjenimi viri. To je še posebej očitno pri vodnem računovodstvu. Z namestitvijo števca zdaj lahko občan namesto prihrankov prejme povečane stroške. Dokler vsak prebivalec hiše ne stori enako, bo monter števca pomnožil odčitke svoje naprave s koeficientom, ki je odvisen od števila izgub vode, zabeleženih v hiši, porabe za splošne hišne potrebe, uveljavljenih standardov porabe vode za stanovalce. ki nimajo števcev in tudi ob upoštevanju dejanske porabe.

Da bi se znebili tega divjanja, ko stroški v veliki meri niso odvisni od porabe, temveč od števila sosedov, prijavljenih v hiši, in pogostosti njihove obdelave vode, ni dovolj sprejeti zakon o varčevanju z energijo in energetski učinkovitosti. Odlok vlade Ruske federacije z dne 23. maja 2006 št. 307 "O postopku zagotavljanja javnih storitev državljanom" bo treba skrbno in podrobno prepisati.

Naslednji korak za zmanjšanje porabe toplote, vode in električne energije je seznam aktivnosti, ki jih morajo občani izvesti sami. Seznam zaenkrat še ne obstaja v naravi. Sam seznam in načela za njegovo izvajanje bo določila vlada Ruske federacije. Odobrile ga bodo regionalne oblasti. Vsakih pet let se bodo zahteve glede energetske učinkovitosti stavb in posledično resnosti sprejetih ukrepov zaostrovale.

Te dejavnosti bodo vključevale več kot le zamenjavo žarnic. Verjetno bo nekaj nadomestilo sovjetska okna s sodobnimi okni z dvojno zasteklitvijo. Na splošno je to vse, kar je na voljo posameznemu državljanu v enem stanovanju ali pisarni. Možni so ukrepi v zvezi z izolacijo in energetsko varčnostjo celotne hiše. V idealnem primeru bo lahko kompetentna družba za upravljanje sklenila pogodbo o energetskih storitvah, ki bo prebivalcem omogočila obročno plačilo izolacije fasade zaradi prihrankov zaradi zmanjšane porabe toplote. Namesto tipskih tehničnih rešitev ter finančnih in pravnih mehanizmov za izboljšanje obstoječega stanovanjskega fonda zakon upa na bivalno ustvarjalnost množic in stanovanjske oblasti.

Žal predlog zakona praktično ne opazi bistvene razlike med novogradnjami in že zgrajenimi objekti. Na področju novogradnje lahko dobro deluje metoda "žarnice", ki prepoveduje na primer hladen beton in spodbuja toplo, porozno opeko. Med petimi glavnimi načeli ustvarjanja toplega in svetlega doma so predvsem tista, ki so jih gradbeniki uporabljali že od antičnih časov: dobra toplotna izolacija sten, strehe in temeljev, pravilna orientacija oken v smeri sveta in zmanjšanje toplotnih izgub. skozi okna.

Delujoč in učinkovit zakon o varčevanju z energijo mora biti sestavljen iz številnih zasnov, ki bodo vzbudile zanimanje stotin in tisočev udeležencev na trgu za izboljšanje energetske učinkovitosti. Ruski račun vsebuje le njihove zametke. Naj naštejemo spodbujevalne ukrepe, ki jih zakon predvideva.

Podjetje bo po novem lahko prejelo investicijsko davčno olajšavo (odlog plačila dohodnine ali regionalne takse za obdobje od enega do petih let), če bo povečalo energetsko učinkovitost proizvodnje blaga, opravljanja dela in zagotavljanja storitve.

Za proizvodne objekte so predstavljeni strožji kriteriji. Vzpostavitev objekta za proizvodnjo električne ali toplotne energije z izkoristkom več kot 57% ali z uporabo obnovljivih virov energije povzroči davčno olajšavo do 30% vrednosti nabavljene opreme. Ruska vlada je dolžna temu še vedno kratkemu seznamu dodati druge objekte in tehnologije z visoko energetsko učinkovitostjo.

Naš zaostanek v energetski učinkovitosti pomeni, da moramo, ne da bi izgubljali čas z iskanjem poti, uporabiti izkušnje drugih držav. Mednarodna agencija za energijo (IEA) je v podporo akcijskemu načrtu G8, ki vključuje Rusijo, in v imenu voditeljev G8 pripravila posebno poročilo na 586 straneh z naslovom »Obeti za energetsko tehnologijo: scenariji in razvojne strategije do leta 2050«. IEA meni, da je energetska učinkovitost najpomembnejša za reševanje izzivov varne in čiste energije, podnebnih sprememb in trajnostnega razvoja. V svojem poročilu je agencija navedla veliko tehnologij, potrebnih za to, ki so že razvite ali so blizu komercializacije. Tako so lahko novogradnje 70% bolj energetsko učinkovite, novi sistemi razsvetljave so lahko 30-60% varčnejši, toplotne izgube skozi moderna okna so lahko trikrat manjše (vse to v primerjavi s tipičnimi zahodnimi tehnologijami, ne tipičnimi ruskimi).

Ne da bi se ukvarjali s popolnejšo integracijo, obvladovanjem mednarodnih izkušenj in podrobnejšo izdelavo ustreznih mehanizmov na ruskem zakonodajnem področju, so se avtorji predloga zakona očitno zanašali na učinkovitost glob. Zdaj bo pooblaščeni organ lahko državljanom in organizacijam množično nalagal globe zaradi potratnosti z energijo.

Po mnenju nekaterih analitikov je mogoče 40 % energije, porabljene v Rusiji, "osvoboditi" s preprostimi prihranki. To dejstvo pomeni, da pri nas vsako leto zavržemo skoraj polovico vse proizvedene energije in ne zaman si pripisujemo status ene najbolj energetsko potratnih držav na svetu. Količina izgubljene in izgubljene energije je primerljiva z obsegom vse nafte in naftnih derivatov, izvoženih iz Rusije. Vsak dan pozabimo ali smo preleni, da bi ugasnili svetila, po vsej državi pa je že na milijone, če ne milijarde svetilk.

Vendar pa priljubljenost uporabe energetsko varčnih svetilk v naši državi pridobiva zagon, povpraševanje po tem izdelku pa vsak dan narašča. Zanimanje za varčne luči ne povzročajo le svetovni trendi varčevanja z energijo, ampak, kot kaže praksa, je to dejansko zelo praktična rešitev za osvetlitev doma.

Kako se varčne sijalke razlikujejo od klasičnih žarnic z žarilno nitko in ali je varčevanje z energijo edina drugačna lastnost? Poskusimo razumeti ta vprašanja. Najprej si poglejmo, kako deluje varčna sijalka.

Energijsko varčna sijalka je sestavljena iz 3 glavnih komponent: podstavka, elektronske enote in fluorescenčne sijalke.

Osnova- zasnovan za priključitev svetilke na svetlobno napravo.

Elektronska enota- (elektronska predstikalna naprava: elektronska predstikalna naprava) zagotavlja zagon in nadaljnje vzdrževanje procesa žarenja fluorescenčne sijalke. Prav tako elektronska enota pretvori vhodno napetost 220 V v napetost, potrebno za delovanje fluorescenčne sijalke.

Fluorescentna svetilka- sam svetleči del svetilke je napolnjen z inertnim plinom (argonom) in živosrebrnimi hlapi. Notranje stene svetilke so prekrite s fosfornim premazom.

Zdaj pa se seznanimo z značilnostmi energetsko varčnih sijalk.
Energijsko varčne sijalke imenujemo tudi kompaktne fluorescenčne sijalke ali na kratko CFL.

Načelo delovanja so podobni fluorescentnim sijalkam: spiralna cev ali sistem obločnih cevi, napolnjenih z inertnim plinom (argonom ali ksenonom) in živosrebrovo paro. Notranje stene svetilke so prevlečene s fosforjem. Pod vplivom visoke napetosti se v svetilki premikajo elektroni, trčijo z atomi živega srebra in nastane ultravijolično sevanje, ki ob prehodu skozi fosfor ustvari sij, viden našim očem.

Zasnova svetilk je različna, običajno so izdelane v obliki cevi, zvitih v spiralo, vendar so tudi kompaktni vzorci predstavljeni v tradicionalnih oblikah hruške, sveče, krogle ali valja. V zadnjih vzorcih elektronske enote (elektronske predstikalne naprave) ni več, oziroma je tam, le da so jo inženirji uspeli vtakniti v podlago.

Svetlobni tok in moč

Moč je navedena v vatih, pogosto je navedena enakovredna moč običajne žarnice, ki proizvede enako količino svetlobe kot varčna. Na primer, če na varčni sijalki piše 8 W, bo svetila kot 40 W žarnica z žarilno nitko. Spodaj so povprečne vrednosti moči in ustrezen svetlobni tok:
. 5W (25W) - 250 Lm;

• 8W (40W) - 400 Lm;
• 12W (60W) - 630 Lm;
• 15 W (75 W) - 900 Lm;
• 20W (100W) - 1200 Lm;
• 24W (120W) - 1500 Lm;
• 30W - 150W - 1900 Lm;

Temperatura svetlobe

Ta parameter ne bo povsem pravilen za fluorescenčne sijalke, saj je vzet iz temperature segrete žarilne nitke v žarnici z žarilno nitko, temperatura pa se meri v kelvinih (K). Temperatura žarilne nitke tradicionalne žarnice je 2700 K ali 2427 C, žarnica pa sveti rumeno.
Proizvajalci fluorescenčnih sijalk upoštevajo naslednja temperaturna območja:

• 2700 K - topla bela, ustreza svetlobi običajne žarnice z žarilno nitko;
• 3300-3500 K - bela, ni običajna vrsta CFL.
• 4000-4200 K - hladno bela, svetilka sveti s šibkim modrim odtenkom. Za takšne sijalke je priporočljivo izbrati večjo moč, saj pri taki svetlobni temperaturi svetilka z nizko močjo sveti slabo.
• 6000-6500K - dnevno. Sijaj sijalk ustreza močnim fluorescenčnim sijalkam.

Življenska doba

Nekateri proizvajalci zelo dragih varčnih sijalk zagotavljajo garancije za 12.000-15.000 ur delovanja svojih izdelkov. Svetilke srednjega cenovnega razreda zdržijo do 6.000-10.000 ur. Najbolj proračunska možnost ima življenjsko dobo 3000-4000 ur, kar včasih ni res.

Indeks barvne reprodukcije

Pomemben koeficient, višji kot je, boljši je. Najmanjša zahtevana vrednost je R=82. Če je koeficient nižji od 82, se ustvari meglen učinek, sence takšne svetlobe niso jasne, odtenki belih predmetov so ostri z zelenkastimi ali modrimi poudarki. Ob pogledu na žarnico z nizkim R ujamete »zajčke« v očeh, kot bi gledali varjenje ali sonce.

Napake
Pomanjkljivosti vključujejo frekvenco okolja, vsi dobro vemo, da so živosrebrne pare strupene, zato razbijanje varčnih sijalk ni priporočljivo. Upoštevati je treba tudi, da okvarjene kompaktne fluorescentne sijalke niso redkost. Praviloma se napake pogosto najdejo v proračunski kategoriji izdelkov zaradi nepopolne proizvodne tehnologije, velik odstotek poceni svetilk pa umre ali začne slabo goreti po prvih 1000 urah delovanja.
Priporočila
Da bi podaljšali življenjsko dobo varčnih sijalk, obstajajo določena priporočila za uporabo, ki bodo pomagala podaljšati njihovo življenjsko dobo. Tako kot pri običajnih žarnicah z žarilno nitko tudi pri varčnih žarnicah na življenjsko dobo vpliva pogosto prižiganje in ugašanje, zato je priporočljivo žarnico ugasniti po vsaj 5-10 minutah delovanja.
Varčnih sijalk ni mogoče uporabljati z napravami za mehki zagon ali prenapetostnimi zaščitami, ki se uporabljajo z običajnimi žarnicami z žarilno nitko.

Priporočljiva je tudi uporaba varčnih sijalk z vgrajenim sistemom mehkega zagona, saj ta način preklopa podaljša življenjsko dobo za nekaj tisoč ur. Prvih nekaj minut se bo svetilka segrela in ne bo gorela s polno močjo.
Varčevanje
Kljub prvotno visoki ceni CFL postajajo bolj ekonomična in praktična rešitev. Naredimo majhen izračun prehoda iz običajnih žarnic z žarilno nitko na energetsko varčne:
Povprečna življenjska doba žarnice z žarilno nitko je približno 1000 ur, podobno kot pri varčni sijalki - 6000 ur. Stroški žarnice z žarilno nitko znašajo 15 rubljev, varčne žarnice pa 120 rubljev. Moč sijalke je 100 W oziroma 20 W. Vzemimo strošek električne energije kot 2 rublja na 1 kW / h. Za 6000 ur delovanja potrebujete 6 navadnih svetilk po 15 rubljev, kar je enako 90 rubljev. V 6000 urah delovanja bo 6 100W žarnic pokurilo 600 kW/h. energije za 2 rublja, kar je enako 1200 rubljev. Skupaj dobimo 90+1200=1290 rubljev.

Energijsko varčna svetilka stane 120 rubljev. moč je 20 W, se izkaže, da bo za 6000 ur delovanja porabil 120 kW / h za 240 rubljev. Skupaj dobimo 120+240=360 rubljev.

Stroški so 3,5-krat nižji. V praksi je ta številka lahko višja ali nižja. Potegnite svoje zaključke.

Pasivne hiše

V Evropi je eden glavnih trendov v razvoju stanovanjske gradnje nastajanje pasivnih hiš. Njihove glavne prednosti so minimalni stroški ogrevanja in zdrava mikroklima.

Pasivne hiše so dokaj nov standard za stanovanjske objekte. Zahvaljujoč izolaciji in tesnjenju ovoja stavbe so stroški ogrevanja zanemarljivi in ​​ni potrebe po klasičnih sistemih ogrevanja. Tematika pasivnih hiš je danes v Nemčiji in Avstriji tako priljubljena, da lahko govorimo o začetku tihe gradbene revolucije. V desetletju so tam zgradili več kot 16 tisoč takih hiš, v zadnjih treh do štirih letih pa količine eksponentno naraščajo. Zahteve glede učinkovitosti stavb v Nemčiji postajajo vse strožje in vse pogosteje je slišati, da bi lahko pasivne hiše čez nekaj let postale obvezen vsenemški standard. Druge hiše se sploh ne bodo gradile.

Koncept pasivne hiše temelji na zelo preprostem učinku – avtonomen prostor, iz katerega ne uhaja toplota, lahko ogrevamo z eno samo svečo. Po analogiji: za termo hišo, ki nima toplotnih izgub, bo tudi v mrzlem vremenu dovolj človeške toplote (človeško telo odda 100 kW toplotne energije na dan), sončne energije in energije, ki jo sproščajo električni aparati.

Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja je nemški fizikalni inženir Wolfang Feist naredil matematične izračune za hišo termos, ki je ne bi bilo treba ogrevati. Glavni rezultat izračunov je, da se takšna pasivna hiša ni izkazala za matematični pojav, ampak za zelo realno stvar. Predvsem debeli opečni zidovi niso potrebni za učinkovito izolacijo stavbe – zadostuje plast izolacije manj kot pol metra.

Da bi preverili Feistove izračune, so leta 1991 v Darmstadtu zgradili prvo pasivno hišo. Podrobna študija je potrdila, da zgradba dejansko ne porablja toplote. Eksperimentalna hiša se je izkazala le za 25% dražja od običajne zgradbe, kar je za prvi vzorec povsem sprejemljivo. Sredi osemdesetih let je neodvisno od Feista podobne izračune opravil ruski fizik Jurij Lapin. Domači urbanisti pa so menili, da se to načeloma ne more zgoditi, in ideje niso niti preizkusili.

Že v prvi pasivni stavbi dr. Feista je bilo oblikovanih pet osnovnih principov pasivne hiše. Prvo načelo je dobra toplotna izolacija vseh delov stavbe. Za izolacijo sten, streh in temeljev v podnebju srednje Nemčije zadoščajo visoko učinkoviti izolacijski materiali debeline 30-40 centimetrov, kar je po toplotnih lastnostih enakovredno šest do osem metrov debelim zidakom.

Drugi je uporaba treh komornih oken z dvojno zasteklitvijo z nizko stopnjo prenosa toplote. Tretjič, posebna pozornost je namenjena finemu delu s tako imenovanimi hladnimi mostovi (spoji elementov, kovinski deli, vogali stavbe), skozi katere toplota aktivno uhaja. Na primer, kovinske dele zamenjamo s plastičnimi. Četrtič, stavba je zaprta in resnično postane termovka, ki ne prepušča zraka.

Res je, tukaj nastane problem: ljudje dihamo, kar pomeni, da je potreben stalen dotok svežega zraka. V sovjetski praksi se je domnevalo, da prezračevanje prostorov poteka naravno - skozi zračnike in razpoke v oknih in vratih. Jasno je, da je za hermetično pasivno hišo ta pristop nesprejemljiv, saj pozimi stavba izgublja toploto. Rešitev so našli v sistemu umetnega prezračevanja z rekuperatorji-prenosniki toplote. To je peti princip gradnje pasivne hiše.

Svež zrak se v objekt dovaja po cevi, gre skozi toplotni izmenjevalnik, kjer odvzame del toplote izstopnemu zraku, ki ima sobno temperaturo. V pasivnih hišah doseže stopnja rekuperacije 75 %, kar pomeni, da izstopni zrak prenese pomemben del energije na vstopni zrak. Pozimi se vhodni zrak po potrebi dodatno segreje. To pomeni, da v stavbah še vedno obstaja ogrevalni sistem, vendar je zračni in porabi malo energije.

Rezultat: potreba po ogrevanju prostora se močno zmanjša. Kriterij za pasivno hišo je poraba toplotne energije - 15 kW na kvadratni meter na leto. To je desetkrat manj kot običajne nemške zgradbe, zgrajene v petdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja, in 10-15-krat manj kot sovjetske hiše, zgrajene v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Nazadnje, pasivne evropske hiše porabijo pet do sedemkrat manj toplotne energije kot sodobne ruske stavbe. Lahko izračunate tudi drugače: za ogrevanje 30-metrskega prostora v pasivni hiši zadostuje energija 30 sveč.

Prva pasivna hiša je imela še en element, ki pa je bil kasneje opuščen. Poskušali so izkoristiti energijo zemlje. Dovod zraka je bil postavljen nekoliko stran od objekta, svež zrak pa je najprej pritekal skozi podzemno cev. Skozi pod zemljo, kjer tudi v hudih zmrzali temperatura ostane nad ničlo, se je zrak segrel. Sistem je deloval, vendar so se po izračunih in poskusih odločili opustiti ta element - bil je predrag.

Ta zavrnitev je zelo pomembna. Bistvo pasivne hiše je njena učinkovitost. Nemci so nenehno preizkušali ideje v praksi, različne metode varčevanja in proizvodnje energije so primerjali po ceni na 1 kW - posledično so bila sprejeta tista načela tehnologije "pasivne hiše", ki dajejo največji finančni učinek. Tako so izračuni Inštituta za pasivno hišo pokazali, da je bolj učinkovito vlagati denar v varčevanje z energijo kot v njeno proizvodnjo in da se v Nemčiji pri gradnji hiše iz nič bolj splača vlagati v sisteme pasivne hiše kot v na primer pri namestitvi sončnih kolektorjev.

Ekonomski razlogi so bili tisti, ki so Nemce prisilili, da so se odločili za osnovni strošek ogrevanja 15 kW na meter na leto. Načeloma je ta kazalnik možno zmanjšati, vendar so izračuni Inštituta za pasivno hišo pokazali, da je čisto matematično čisto pri 15 kW dosežen ekstrem pri kazalniku »učinek/strošek«. Če poskušate stroške ogrevanja zmanjšati na nič, se stroški gradnje in kompleksnost sistema močno povečajo.

Danes se na svetu gradi veliko eko hiš, tudi precej eksotičnih. Uporabljajo nenavadne materiale, sončne celice, vetrne turbine itd. Obstaja standard za tako imenovane hiše z ničelno porabo, ko so stavbe popolnoma avtonomne in si same zagotavljajo energijo. V ozadju lepih slik in svetlih konceptov lahko pasivne hiše delujejo nekoliko suhoparno. Toda preprostost pasivnih hiš je dobro premišljena: vsi premalo praktični elementi so z neomajno roko izbrisani iz sistema. Hkrati je sistem odprt, lastnik pa lahko seveda svojemu domu doda katerikoli dodaten element.

In prav ta učinkovitost je kriva za uspeh pasivnih hiš na trgu. Če so pred desetimi leti gradili na desetine takšnih objektov na leto, jih v zadnjih treh do petih letih gradijo na tisoče hiš letno. Levji delež pasivnih hiš je zgrajen v Nemčiji in Avstriji. Na Dunaju je že 20 % novogradenj zgrajenih na ta način. Začela se je gradnja velikega občinskega območja z 200 tisoč stanovanjskimi »pasivnimi« enotami. V zadnjih letih se vse več pasivnih hiš pojavlja na Danskem in v Franciji, prototipi so nastali v Španiji in Turčiji.

Za energetsko učinkovite hiše se razvijajo posebni materiali: na primer steklo s spremenljivo nadzorovano prosojnostjo in ploščice s fotocelicami. V teku so raziskovalni projekti za prilagoditev sistema pasivne hiše za države z drugačnim podnebjem.

Z uporabo pasivne hiše lahko natančno določite kardinalne smeri. Velika panoramska okna gledajo na jug. Okna na severu so veliko manjša. Vendar pa je hišo mogoče uporabiti kot kompas le ob upoštevanju podnebja države. Velika okna, obrnjena proti jugu, odražajo razmere v Nemčiji, kjer želite zajeti več sončne energije. Nasprotno, energetsko učinkovite hiše v južni Evropi bodo obrnjene proti severu, da se zaščitijo pred odvečno toploto.

Windows so vedno predmet kompromisov. Po eni strani skozi njih v prostore vstopata svetloba in sončna energija, po drugi strani pa so velike toplotne izgube, ki jih lahko korenito zmanjšamo le z vgradnjo zelo dragih dvoslojnih oken. Velikost oken in njihove parametre za prepustnost toplote in svetlobe v vsakem primeru izračunajo arhitekti na podlagi proračuna gradnje.

Na splošno se pasivne hiše v arhitekturnem smislu praktično ne razlikujejo od običajnih hiš, v notranjosti je vse zanimivo. V taki hiši je ločen prostor za inženirsko opremo, običajno v kleti. Številne cevi z zrakom in vodo so zapakirane v gumijaste ovoje ali izolirane s folijo - Nemci se odločno borijo proti toplotnim izgubam. V kot je postavljen rekuperator, ki je nekoliko večji od hladilnika. Mesta za več filtrov so nameščena v cevi z vstopnim zrakom - tako kot v avtomobilu. Filtri se občasno menjajo, kar zagotavlja čist zrak v hiši.

Vsaka pasivna hiša ima na steni obešeno škatlico – klimatsko ploščo. Najpogosteje sta dva regulatorja: prvi nastavi temperaturo, drugi regulira hitrost dovoda čistega zraka. Tako ima škatla več položajev, kot so "sam doma" (vsaj 300 litrov zraka na uro), "skupaj", "zabava".

Stroškovno je pasivna hiša nekoliko dražja od klasične. Takšna hiša nima kotla ali ogrevalnega sistema - to zmanjša stroške; vendar obstajajo stroški za dodatno izolacijo, tesnjenje, predelavo itd. Vendar 20 let razvoja tehnologije ni bilo zaman: stroški pasivne hiše so se močno znižali. Če je bila prva pasivna hiša dr. Feista 25% dražja od klasične gradnje, je danes presežek le še 5-10%. Vendar pa je komajda vredno pričakovati nadaljnje korenito znižanje stroškov. Nemški arhitekti pasivnih hiš se borijo za delčke odstotka, varčujejo pri dolžini cevi ali se poigravajo s pravilno orientacijo stavbe na kardinalne točke.

Dodatne investicije v sistem »pasivne hiše« se zaradi nižjih plačil za toploto v povprečju povrnejo v sedmih do desetih letih.

Sklepi. Vse večja onesnaženost okolja in rušenje toplotnega ravnovesja ozračja postopoma vodita v globalne podnebne spremembe. Pomanjkanje energije in omejeni viri goriva vse hujše kažejo na neizogibnost prehoda na uporabo netradicionalnih, alternativnih virov energije. So okolju prijazni in obnovljivi, temeljijo na energiji Sonca in Zemlje, vode in zraka.

Vloga energije pri ohranjanju in nadaljnjem razvoju civilizacije je nesporna. Danes aktivno potekajo raziskave vseh možnih obnovljivih virov energije. V nekaterih primerih so rezultati videti celo zelo optimistični in nam omogočajo upati na gotovo

Spremembe.

Energija ni le eden izmed najpogosteje obravnavanih pojmov danes; poleg osnovne fizične vsebine ima številne ekonomske, tehnične, politične in druge vidike.
Človeštvo potrebuje energijo in potreba po njej se vsako leto povečuje. Hkrati so zaloge tradicionalnih vrst naravnega goriva (nafta, premog, plin itd.) izčrpne. Končne so tudi zaloge jedrskega goriva - urana in torija.

Ostaneta dve poti: strogo varčevanje pri porabi energije in uporaba netradicionalnih obnovljivih virov energije.

Bibliografija

1. Balanchevadze V.I., Baranovsky A.I. Ed. A. F. Djakova. Energija danes in jutri. - M.: Energoatomizdat, 1990.
2. Berner M., Ryabov E. Zamenjajte žarnico - pomagajte domovini // Strokovnjak, 21.-31. december 2009. - št. 49-50.
3. Informacije o varčevanju z energijo in povečanju energetske učinkovitosti: problemi, rešitve, najboljše prakse // Varčevanje z energijo in čiščenje vode, 2010. - št. 1 (63).
4. Kirillin V. A. Energija. Glavni problemi: v vprašanjih in odgovorih. - M.: Znanje, 1990.
5. Netradicionalni viri energije. - M.: Znanje, 1982.
6. Ščukin A. Energija sveč, človek in zemlja // Strokovnjak, 5.-11. oktober 2009. - št. 38.
7. Energetski viri sveta. Ed. P.S. Neporožnij, V.I. Popkova. - M.: Energoatomizdat, 1995.
8. http://www.energy-source.ru/
9. http://www.energija.ru/
10. http://solar-battery.narod.ru/
11. http://dom-en.ru/