Inga katastrofer. Inga klimatförstörande koldioxidutsläpp. Förnybara energikällor är ett miljövänligt och säkert alternativ till kärnkraft. Användningen av förnybara energikällor blir mer och mer lönsam för varje år.
Greenpeace-experter och andra förutspår att förnybara energikällor kommer att möta 40 % av den globala energiefterfrågan till 2030 och upp till 80 % av efterfrågan i mitten av seklet. Dessutom, år 2050 kan världen få 100 % av sin el från förnybara källor.
Ingen energisektor växer så snabbt som vind- och solenergi. Varje år växer de med 30% - 35%.
Här är bara några exempel på hur alternativa energikällor erövrar världen:
Nästan hälften av all nydriftsatt kapacitet inom elkraftsindustrin är installationer baserade på förnybara energikällor.
Inom solenergi (solceller) togs 16 000 MW i drift 2010, den totala installerade effekten nådde 40 000 megawatt.
2009 ersatte vindenergi kolenergi från tredje plats när det gäller mängden genererad el.
2010 byggde Kina ungefär ett vindkraftverk i timmen. Var 8:e timme introducerar Kina samma mängd vindenergikapacitet som det finns i hela Ryssland - 15 MW.
Världens vindkraftskapacitet ökade med 35 800 MW under 2010, vilket bringar den totala vindkraftskapaciteten till 194 400 MW. Investeringarna i nya vindkraftverk under 2010 uppgick till 47,3 miljarder euro.
10 % av Nya Zeelands totala energibehov tillgodoses av geotermisk energi.
På bara 5 år ökade andelen förnybar energi i Portugal från 15 % till 45 %.
I mitten av seklet kommer förnybara energikällor att förse hela världen med elektricitet
Greenpeace har länge övertygat världssamfundet om att förnybara energikällor inom en snar framtid kommer att kunna förse världen med elektricitet. För närvarande är andelen förnybara energikällor i den globala värmeproduktionen 24 %, el – 18 %. De återstående 80 % av världens elektricitet kommer från förbränning av fossila bränslen. Denna bild kommer dock att förändras mycket inom en snar framtid.
2011 publicerade Greenpeace och European Photovoltaic Industry Association (EPIA) en gemensam rapport om solenergi. Enligt deras beräkningar skulle solenergi kunna förse Europa med 12 % av all el som det behöver 2020, och 2030 skulle det kunna tillhandahålla 9 % av den globala efterfrågan.
När det gäller vindenergi kommer vindkraftsparker att tillhandahålla upp till 22 % av världens el till 2030, förutspår rapportens författare. Global Wind Energy Outlook 2010, släppt av Global Wind Energy Council i samarbete med Greenpeace.
Det finns andra studier som stöder dessa fynd. Företag PricewaterhouseCoopers förutspår att Europa och Nordafrika kan byta till 100 % förnybar energi till 2050.
Kärnan i all forskning handlar om en sak: förnybar energiteknik står på gränsen till ett ekonomiskt genombrott. Nya metoder för att producera förnybar energi växer fram och konkurrensen på marknaden för förnybar energi ökar i motsvarande grad. Kostnaden för att producera solenergi (solenergi) har sjunkit avsevärt under de senaste åren och till 2015 kan den sjunka med ytterligare 40 %. Regeringar i många länder investerar aktivt i förnybar energi. 2009 gick Kina om USA som den största investeraren i ren energi genom att investera 34,6 miljarder dollar i förnybar energi. Som jämförelse spenderar Ryssland årligen cirka 3 miljarder dollar på att bygga nya kärnkraftverk.
Alternativ energi i Ryssland
Om man inte tar hänsyn till stora vattenkraftverk är andelen förnybara energikällor i elproduktionen i Ryssland cirka 1 %. Andelen förnybara energikällor i termisk energi är något större - cirka 2%. Det vill säga att majoriteten (90 %) av all primärenergi som produceras i Ryssland kommer fortfarande från kol, olja och gas.
Potentialen för alternativ energi i Ryssland är mycket hög. Vi skulle kunna få upp till en fjärdedel av all energi landet behöver från förnybara källor. Utan skada på ekonomin, eftersom Ryssland redan har all nödvändig teknik och medel.
Men för detta måste vi sluta subventionera traditionell energi, i första hand byggandet av nya kärnkraftverk och stora vattenkraftverk. Enbart kärnenergiindustrin får årligen upp till 100 miljarder rubel gratis ekonomiskt stöd från den federala budgeten för att bygga nya kärnkraftverk. Om regeringen garanterar investerarna en stabil inkomst från investeringar i förnybar energi (genom skattelättnader och andra ekonomiska stödmekanismer) kommer vind- och solenergi på allvar att konkurrera med kol och kärnkraft.
Det scenario som Greenpeace tagit fram är realistiskt. Detta bevisas av erfarenheter från andra länder. Till 2020 planerar Kina att öka andelen förnybara energikällor inom elkraftsindustrin till 15 %, Egypten - till 20 % och EU - till 30 %. Tyvärr är de ryska myndigheternas planer mycket mer blygsamma - 4,5 % istället för de ganska uppnåeliga 13 %.
Det är tekniskt möjligt att ersätta kärnenergi med vind- och solenergi. Det finns ett exempel på långt ifrån soliga Tyskland. Efter olyckan vid det japanska kärnkraftverket Fukushima-1 stoppade Tyskland 8 reaktorer med en kapacitet på 8,8 GW för inspektion, och ersatte dem inte med gas eller importerat bränsle, utan med vind- och solenergi.
Förnybara eller så kallade alternativa källor är ett stort steg framåt i mänsklighetens energiförsörjning. Den enda nackdelen är den höga kostnaden för genomförandet. Återbetalningen för investeraren täcks över flera år. Dessa teknologier har tagit stor fart under det senaste århundradet och täcker nu cirka 20 % av konsumtionen.
Så, förnybara källor är naturresurser som på ett naturligt sätt kan återhämta sig snabbt.
Biogasproduktionstank, solcellspaneler och vindgenerator
Dessa inkluderar:
- solljus
- ebb och ström av tidvatten (indirekt användning av månens gravitationskraft)
- vågenergi
- vind
- vatten flödar
- geotermisk värme
solljus
Kanske den mest kända, sensationella källan till alternativ energi i media. Dess högsta förbrukning var 1958, när amerikanerna först använde solpaneler på sina satelliter. Idag ser vi dem ofta, de har blivit ett välbekant, lätt igenkännligt fenomen för oss.
Extraktionsprincipen är enkel. Batteriet består av en panel som har två kiselbitar ihopvikta. Den första plattan är belagd med bor och den andra med fosfor. Ett skikt belagt med fosfor har fria elektroner, medan ett skikt belagt med bor inte har några elektroner. Under påverkan av strålar börjar elektroner flytta partiklar, och en elektrisk ström uppstår mellan dem. Sedan, med hjälp av små kopparledare, lagras strömmen i batterier.
Det finns också termiska kraftverk där vatten värmdes till koka med koncentrerade strålar och sedan förbrukades. Men denna metod har för liten effektivitet, vilket gör att den inte används.
Största solkraftverk i Mojave
Den positiva kretsen är:
- Lätt tillgänglig på nästan alla kontinenter och världens hörn
- låg servicekostnad
- ljudlöshet
- enkel installation
- enkel användning
Negativ sida:
- låg verkningsgrad, nu överstiger den inte 30-40%
- hög kostnad för batterier
- stort installationsområde
Den kompletta processen att göra en panel med dina egna händer
Ebbar och flöden av vatten
Detta är en mycket kraftfull, outtömlig källa. En gång i tiden var Jules Verne intresserad av användningen av detta naturfenomen, och de uppfinningsrika engelsmännen byggde kvarnar på stranden av rörligt vatten redan på 1000-talet e.Kr. Återvinning med hjälp av solens gravitationskraft och jordens satellit Måne är ingen lätt uppgift och har många svårigheter. Trots den konstanta attraktionskraften hos kosmiska kroppar är det svårt att välja en plats att bygga ett tidvattenkraftverk. Det tar också hänsyn till frekvensen av tidvatten per dag, höjden på stigningen (varierar från 30 cm till 15 m) och marken som byggnaden kommer att byggas på. 
En annan intressant egenskap är diskrepansen mellan måndagarna och soldagarna. Måndagen är 50 minuter kortare och människor lever efter det i 24 timmar. Resultatet är avvikelser i tid med maximal och minimal produktion och dess konsumtion, under den mest aktiva mänskliga aktiviteten.
Själva tidvattenkraftverket är ganska enkelt. En damm byggs tvärs över mynningen av en stor flod som rinner ut i havet/havet. Strukturen blockerar helt trafiken i båda riktningarna. Stora blad är installerade i dammens öppningar, som passerar den under ström och roterar, och generatorer producerar elektricitet.
Trots de stora svårigheterna med att installera systemet används det ganska framgångsrikt runt om i världen. På grund av deras höga effektivitet och låga påverkan på miljön fortsätter mänskligheten att öka sitt antal över hela världen.
PES
Ett tidvattenkraftverk (TPP) är en speciell typ av vattenkraftverk som använder energin från tidvatten, och faktiskt den kinetiska energin från jordens rotation. Tidvattenkraftverk byggs vid havets stränder, där månens och solens gravitationskrafter ändrar vattennivån två gånger om dagen. Fluktuationer i vattenstånd nära stranden kan nå 18 meter. För att få energi blockeras bukten eller flodens mynning med en damm i vilken hydrauliska enheter är installerade, som kan fungera både i generatorläge och i pumpläge (för att pumpa vatten in i reservoaren för efterföljande drift i frånvaro av tidvatten). I det senare fallet kallas de för pumpkraftverk.
Hämtad från Wikipedia, mer information https://ru.wikipedia.org/wiki/Tidal_power station
Vågenergi
Dess natur liknar ebb och ström av tidvatten. För att utvinna ur vågor finns vågkraftverk, arbetet bygger på omvandlingen av vågornas kinetiska energi till elektrisk energi.
Sjöorm - detta är namnet på arbetsenheten. Den består av sektioner mellan vilka hydraulkolvar är fixerade. Det finns också elektriska generatorer och hydraulmotorer inuti varje sektion.
Den vågliknande rörelsen vibrerar alla dessa anslutningar och driver de hydrauliska kolvarna, som i sin tur flyttar oljan. Olja passerar genom hydraulmotorer. Dessa motorer driver elektriska generatorer, vilket ger slutresultatet och producerar elektricitet. Den stora nackdelen är mekanismens instabilitet mot stormvågor.
Vind
Vind är en gammal, beprövad och pålitlig källa till förnybar energi. Folk använde det långt innan termen introducerades i segelfartyg och väderkvarnar.
Nu, på grund av teknikens utveckling, har vindkraftverk blivit en ganska stark figur på marknaden och intar en stark position i sin nisch. Konkurrensen mellan tillverkarna har tvingat dem att satsa stort på forskning om den mest optimala vindgeneratorn.
Vindkraft
För optimal drift av en väderkvarn beaktas följande faktorer:
- höjd över havet eller marknivån. Som ni vet är en zon på upp till två kilometer turbulent, luftflöden som ligger ovanför saktar kraftigt ner de lägre. Men effekten avtar märkbart redan på 100 meters höjd. Dessutom kommer platsen för väderkvarnen över 100 meter att öka längden på bladet och frigöra utrymme under enheten för mänskliga aktiviteter och annan kommunikation.
- plats. Det bästa alternativet är kusten eller havet. Intressant fakta! Nu har havsbaserad vindkraft uppstått. Vissa grupper av människor bygger vindkraftverk i hav och oceaner och lägger kraftledningar vid kusterna och gömmer sig därigenom för skatter
- vindhastighet. Karaktäristiken beräknas utifrån genomsnittet för regionen. Väderkvarnen börjar arbeta med en vindhastighet på 3 m/s, och vid en hastighet över 25 m/s stängs den av i en nödsituation för att inte skada enheten. Optimal hastighet – 15 m/s
- antal blad. Under forskningsprocessen fastställdes det att tre blad är det mest effektiva alternativet.
- Rotationsaxel
Vattenströmmar
Användningen av vattenflöden som förnybara källor är mycket utbredd över hela världen. Vattenkraft är en del av ekonomisk kommunikation baserad på energiförbrukningen av fallande vatten och dess omvandling till el.
För att utföra uppdraget används ett dammschema eller ett avledningsschema. Dess grund är att skapa en enorm damm för trycket från stora vattenmassor. Avledningsschemat använder mindre vatten och är baserat på den konstgjorda avledningen av flodbädden in i avledningen, och trycket skapas på grund av skillnaden i sluttningarna för dessa två element.
Fördelar:
Brister:
- klimatförändringar vid reservoarplatsen
- översvämningar av stora markområden som lämpar sig för liv och jordbruk
- förstörelse av enorma områden i ett etablerat ekosystem
- förstörelse av häckningsplatser för flyttfåglar
- förändring i egenskaper (på grund av avmattningen av strömmen samlas skadliga ämnen i botten av reservoaren)
Jordvärme
Detta är en gren baserad på produktion av värme från energin som finns i jordens tarmar vid geotermiska stationer. En relativt ung bytesart. Geotermisk produktion använder seismiskt instabila områden där cirkulerande grundvatten värms upp över kokpunkten av lava. Ånga och vatten stiger genom sprickor till jordens yta och uppträder i form av gejsrar. Djup brunnsborrning används också för tillträde.
Sådant vatten och ånga är lämpliga både för bearbetning och för direkt tillförsel av varmvatten för befolkningens behov. En stor fördel med att använda geotermiska källor är deras outtömlighet och oberoende av väderförhållanden och årstider. Nackdelen är kraftig kontaminering med giftiga ämnen (som fenol, arsenik, kadmium, zink, bly, bor, ammoniak).
Geotermisk energi
En liknande typ av produktion är petrotermisk energi. Med varje djupning av 100 meter in i jordens tarmar stiger temperaturen med i genomsnitt 2,5 ° C, och när den når 5 km. När 125 °C. För att implementera frågan om värmeutvinning med detta faktum borras två djupa brunnar. Vatten pumpas in i en av dem, som värms upp och stiger genom en intilliggande kanal genom den andra. Nu är den presenterade typen experimentell, frågan om dess lönsamhet löses.
Naturen har gett oss en enorm tillgång på resurser, allt vi behöver göra är att hantera dem på rätt sätt. Deras fördel gentemot klassiska är miljövänlighet.
Enligt den federala lagen om elkraftindustrin inkluderar förnybara energikällor (RES): solenergi, vindenergi, vattenenergi, inklusive avloppsvattenenergi (förutom när sådan energi används vid pumpkraftverk), tidvattenenergi, vågenergi av vattenkroppar, inklusive reservoarer, floder, hav, hav; geotermisk energi med hjälp av naturliga underjordiska kylmedel, lågpotential termisk energi av jord, luft, vatten med hjälp av speciella kylmedel; biomassa, vilket inkluderar växter som är speciellt odlade för energiproduktion, inklusive träd, samt produktions- och konsumtionsavfall, med undantag för avfall som genereras i processen för att använda kolväteråvaror och bränsle; biogas, gas som frigörs av industri- och konsumentavfall på deponier av sådant avfall, gas som genereras vid kolbrytning.
Volymer av energi från förnybara källor och befintlig teknik gör det idag möjligt att fullt ut förse mänskligheten med nödvändig energi.
Tyvärr är inte alla möjliga tekniker ekonomiskt lönsamma idag. För att bedöma förmågan hos förnybara energikällor använder den därför ett sådant koncept som ekonomisk potential. Så i Ryssland är den ekonomiska potentialen för förnybara energikällor cirka 25 %. Med andra ord kan vi få upp till en fjärdedel av all energi vi behöver från förnybara källor på ett ekonomiskt överkomligt sätt.
RES eller kärnenergi?
Ledningen i vårt land fortsätter att förlita sig på utvecklingen av kärnkraft, kol och stor vattenkraft. Trots att sektorn för förnybar energi är en av de mest dynamiskt utvecklande sektorerna i ekonomin i världen, planerar den ryska regeringen att ta emot endast 4,5 % av energin med förnybara energikällor till 2020.
Samtidigt förstår regeringen att billiga kolväteråvaror – grunden för landets nuvarande energisektor – så småningom kommer att vara uttömda. På lång sikt är staten beroende av plutonium och termonukleär energi.
Men plutoniumteknologier har inte utvecklats ur teknisk synvinkel och är extremt farliga.
Detsamma gäller termonukleär energi. 2007 påbörjades byggandet av en internationell experimentell fusionsreaktor vid forskningscentret Cadarache i södra Frankrike. Flera länder, inklusive Ryssland, deltar i projektet som kallas ITER. Målet med projektet är att bevisa möjligheten till kommersiell användning av termonukleär fusionsenergi för att generera elektricitet. Hittills har det inte varit möjligt att lösa detta problem. Men även om experimentet är framgångsrikt kommer kraften i alla termonukleära installationer år 2100, enligt en av projektledarna E.P. Det är osannolikt att Velikhov överstiger 100 GW, vilket är försumbart för att lösa mänsklighetens energiproblem. Som jämförelse: den nuvarande installerade kapaciteten för kraftverk i världen är cirka 4000 GW.
Mänskligheten har det enda verkliga sättet att lösa problemet med energisäkerhet och rädda klimatet - övergången till förnybara energikällor med aktiv användning av energibesparande teknik. Det finns teknologier och ekonomiska resurser för en sådan övergång.
Indikatorer för användningen av förnybara energikällor i Ryssland
Idag är hela den installerade elektriska kapaciteten för den ryska elkraftsindustrin 200 GW. År 2020 i Ryssland kan kapaciteten hos kraftverk baserade på förnybara energikällor¹, enligt Greenpeace Energy Revolution-scenario, öka från nästan noll till 40 GW². Av dessa vindstationer - 20 GW, termiska kraftverk (TPP) baserade på biomassa - 13 GW, resten - sol-, geotermiska och små vattenkraftverk.
Det förväntas också att 2020 kommer kraftverk baserade på förnybara energikällor att producera 13 % av elen.
Det är fullt möjligt att genomföra Greenpeace-scenariot. Till exempel planerar Kina att öka andelen förnybara energikällor till 15 % till 2020, Egypten - 20 % och EU - till 30 %. Tyvärr är de ryska myndigheternas planer mycket mer blygsamma - 4,5%.
Dessutom kan förnybara energikällor under rådande ekonomiska förhållanden producera minst 25 % av primärenergin. Detta innebär att Greenpeaces mål (andelen förnybara energikällor i primärenergiproduktionen till 2020 är 14 % och inom elkraftsindustrin - 13 %) är ganska uppnåeliga.
¹ Här hör inte stor låglandsvattenkraft till förnybara energikällor.
² Av dessa vindkraftverk - 20 GW, termiska kraftverk (CHP) baserade på biomassa - 13 GW, resten - solkraftverk, geotermiska kraftverk och små vattenkraftverk.
RYSKA FEDERATIONENS UTBILDNINGSMINISTERIET OCH VETENSKAP
"RUSSIAN STAT GEOLOGIC EXPLORATION UNIVERSITY UPPHANDD EFTER SERGO ORDZHONIKIDZE"
Fakulteten för geoekologi och geografi
Institutionen för ekologi och miljöledning
I kursen "Teknogena system och ekorisk"
"Förnybara och icke-förnybara energikällor"
1. Förnybara energiresurser. 4
1.1. Klassificering av förnybara energikällor. 4
1.2. Vindkraft. 5
1.3. Vattenkraft. 7
1.4 Solenergi. 9
1.5 Biomassaenergi. elva
2. Icke-förnybara energikällor. 13
2.1. Representanter för icke-förnybara energikällor. 14
2.1.3. Naturgas. 17
2.2. Att få atomenergi. 17
2.2.1. Kärnkraftverk. 18
2.2.2. För- och nackdelar med kärnkraftverk. 19
2.2.3. Olyckor vid kärnkraftverk. 20
Lista över begagnad litteratur. 22
Det finns flera globala problem i den moderna världen. En av dem är utarmningen av naturresurser. Varje minut använder världen en enorm mängd olja och gas för mänskliga behov. Därför uppstår frågan: hur länge kommer dessa resurser att räcka för oss om vi fortsätter att använda dem i samma enorma volym? Enligt beräkningar kommer planetens oljeresurser att vara uttömda i slutet av detta århundrade. Det vill säga att våra barnbarn och barnbarnsbarn inte kommer att ha något att använda för att generera energi? Låter läskigt. Användningen av traditionella mineraler har också en dålig inverkan på miljösituationen i världen. Därför tänker mänskligheten nu alltmer på alternativa energikällor. Detta är relevansen av detta abstrakta verk.
Klassificering av förnybara energikällor
Förnybara energikällor (RES) är energiresurserna för ständigt existerande naturliga processer på planeten, såväl som produkters energiresurser. Vital aktivitet hos biocentra av vegetabiliskt och animaliskt ursprung Ett karakteristiskt kännetecken för förnybara energikällor är den cykliska karaktären av deras förnyelse, vilket möjliggör användningen av dessa resurser utan tidsbegränsningar.
Typiskt inkluderar förnybara energikällor energin från solstrålning, vattenflöden, vind, biomassa, termisk energi från de övre lagren av jordskorpan och havet.
RES kan klassificeras efter typ av energi:
· mekanisk energi (vindenergi och vattenflöden);
· termisk och strålningsenergi (energi från solstrålning och jordens värme);
· kemisk energi (energi som finns i biomassa).
De förnybara energikällornas potentiella möjligheter är praktiskt taget obegränsade, men ofullkomligheten i teknik och teknik, bristen på nödvändiga strukturella och andra material tillåter ännu inte ett omfattande engagemang av förnybara energikällor i energibalansen. Men under de senaste åren har vetenskapliga och tekniska framsteg varit särskilt märkbara i världen när det gäller konstruktion av installationer för användning av förnybara energikällor och, först och främst, fotovoltaisk omvandling av solenergi, vindkraftsenheter och biomassa.
Möjligheten och omfattningen av att använda förnybara energikällor bestäms i första hand av deras ekonomiska effektivitet och konkurrenskraft med traditionell energiteknik. Detta beror på flera skäl:
· Inget behov av transport;
· Förnybara energikällor är miljövänliga och förorenar inte miljön.
· Inga bränslekostnader;
· Under vissa förhållanden, i små autonoma energisystem, kan förnybara energikällor visa sig vara mer ekonomiskt lönsamma än traditionella resurser.
· Det finns inget behov av att använda vatten i produktionen.
Vindenergi har använts av människor i mer än 6 000 tusen år. De första enkla vindkraftverken användes i antiken i Egypten och Kina. I Egypten (nära Alexandria) finns det rester av väderkvarnar av stentrumtyp byggda under 2:a-1:a århundradena. före Kristus e. Väderkvarnar användes för att mala spannmål i Persien så tidigt som 200 f.Kr. e. Bruk av denna typ var vanliga i den islamiska världen och fördes till Europa av korsfararna på 1200-talet.
Sedan 1200-talet har vindmotorer blivit utbredda i Västeuropa, särskilt i Holland, Danmark och England, för att lyfta vatten, mala spannmål och driva olika verktygsmaskiner.
Väderkvarnar som producerar elektricitet uppfanns på 1800-talet i Danmark. Det första vindkraftverket byggdes där 1890, och 1908 fanns det redan 72 stationer med en kapacitet på 5 till 25 kW. Den största av dem hade en tornhöjd på 24 m och fyrbladiga rotorer med en diameter på 23 m.
Dock i början av 1800- och 1900-talen. NTP har bromsat utvecklingen av vindenergi. Mineraler som olja och gas har ersatt vind som energikälla. Men mänskligheten utarmar jordens naturresurser i en sådan takt att frågan om att återvända till rötterna igen uppstår, d.v.s. till ett nytt steg i utvecklingen av vindenergi.
Den mest angelägna frågan inom vindenergi är vindkraftverkens ekonomiska effektivitet. Det är mycket viktigt att välja rätt plats för att installera enheterna. För detta finns det speciella egenskaper som gör att du kan välja rätt plats. Kustzoner anses vara de mest lovande platserna för att producera energi från vind. Offshore-gårdar byggs i havet, på ett avstånd av 10-12 km från kusten (och ibland längre). Vindkraftverkstorn har fundament gjorda av pålar neddrivna till ett djup av upp till 30 meter. Andra typer av undervattensfundament, såväl som flytande fundament, kan också användas.
Glöm inte att energiproduktiviteten beror på två huvudfaktorer: vindriktning och hastighet.
Vindhastigheten är det främsta hindret för utvecklingen av vindenergi. Vind kännetecknas inte bara av långtids- och säsongsvariationer. Han kan ändra hastighet och riktning under mycket korta perioder. Dels kompenseras kortvariga fluktuationer i vindhastigheten av vindkraftverket självt, speciellt vid höga vindhastigheter, då det börjar sakta ner sin rotation (vanligtvis efter 13-15 m/s). Långsiktiga förändringar eller minskningar av vindhastigheten påverkar dock vindkraftverkets och hela vindkraftparkens effekt. Men i modern vindenergi minimeras denna nackdel av det faktum att vindövervakning, som börjar i pre-designstadiet, fortsätter att utföras i framtiden. Den ackumulerade vindpotentialdatabasen gör det möjligt att förutsäga produktionen av en vindkraftpark redan under det andra året av dess drift 24 timmar i förväg med en noggrannhet som är tillräckligt hög för elektriska nätverk.
Alla vindkraftverk kan delas in i 2 stora typer: med en vertikal rotationsaxel och med en horisontell.
Vindkraftparker med en vertikal rotationsaxel (ett hjul är "monterat" på den vertikala axeln, på vilket "mottagande ytor" för vinden är fästa), till skillnad från bevingade, kan fungera i vilken vindriktning som helst utan att ändra deras position. Vindkraftverk av denna grupp har låg hastighet, så de skapar inte mycket buller. De använder flerpoliga elektriska generatorer som arbetar vid låga hastigheter, vilket möjliggör användning av enkla elektriska kretsar utan risk för en olycka på grund av en oavsiktlig vindpust. De största nackdelarna med sådana enheter är deras korta rotationsperiod och låga effektivitet jämfört med horisontella vindkraftsparker. Biverkningar av driften av sådana installationer inkluderar närvaron av lågfrekventa vibrationer som uppstår på grund av rotorns obalans.
Vindenergimarknaden är en av de mest dynamiskt utvecklande i världen. Tillväxten 2009 var 31% Hittills har vindenergin utvecklats mest dynamiskt i EU-länderna, men idag börjar denna trend förändras. Det är en ökning av aktiviteten i USA och Kanada, medan nya marknader växer fram i Asien och Sydamerika. I Asien noterade både Indien och Kina rekordtillväxt under 2005.
För närvarande är mer än 300 företag engagerade i industriell produktion av VUE. De mest utvecklade industrierna finns i Danmark, Tyskland och USA. Serieproduktion av vindkraftverk utvecklas i Nederländerna, Storbritannien, Italien och andra länder.
Under lång tid har människan använt vattnets energi och dess flöde för sina behov. Därför går vattenkraftens historia tillbaka till antiken: även de gamla grekerna använde vattenhjul för att mala spannmål. Med tiden förbättrades tekniken och på 1800-talet uppfanns den första vattenturbinen. Den skapades separat av två forskare: den ryske forskaren I. Safonov 1837 och den franske forskaren Fourneuron 1834. Men M. Dolivo-Dobrovolsky anses vara uppfinnaren av den hydrauliska turbinen, man kan till och med säga det första vattenkraftverket. Han demonstrerade sin uppfinning på en utställning i Frankfurt. Den bestod av en trefasströmgenerator, som roterades av en vattenturbin, och den elektricitet som den genererade överfördes genom 170 kilometer långa ledningar till hela utställningsområdet. För närvarande utgör vattenenergi mer än 60 procent av alla förnybara energikällor och är den mest produktiva av alla (effektiviteten hos moderna vattenkraftverk är cirka 85-95%). Efter detta börjar en "väteenergiboom" i världen.
De främsta orsakerna till en så snabb utveckling av vattenkraften är den ständiga förnyelsen av resurserna av vattnets kretslopp i naturen och de relativt enkla mekanismerna för att utvinna energi själv. Men ofta är byggandet och installationen av vattenkraftverk en mycket arbetsintensiv och kapitalkrävande process. Det gäller särskilt byggandet av dammar och ansamlingen av enorma vattenmassor bakom dem. Det är också värt att notera att vattenkraftproduktion är en miljövänlig process. Men än så länge tjänar bara en liten del av jordens vattenkraftspotential människor. Varje år rinner enorma strömmar av vatten som genereras av regn och smältande snö ut i haven oanvända. Om det var möjligt att fördröja dem med hjälp av dammar skulle mänskligheten få en extra kolossal mängd energi.
Om vi beskriver driften av ett vattenkraftverk är dess princip att generera energi av en turbin som roteras med hjälp av vatten som faller från en obestämd höjd. En hydraulisk turbin omvandlar energin från vatten som strömmar under tryck till mekanisk energi för axelrotation. Det finns olika utformningar av hydrauliska turbiner, motsvarande olika flödeshastigheter och olika vattentryck, men de har alla bara två bladfälgar. Rotationsaxeln för en turbin konstruerad för högt flöde och lågt tryck är vanligtvis placerad horisontellt. Sådana turbiner kallas axial- eller propellerturbiner. I alla stora axiella turbiner kan pumphjulsbladen roteras i enlighet med tryckförändringar, vilket är särskilt värdefullt i fallet med tidvattenkraftverk, som alltid arbetar under förhållanden med variabelt tryck. Turbiner installeras beroende på trycket i vattenflödet vid vattenkraftverket.
Vattenkraftverk är uppdelade beroende på den genererade kraften:
· Kraftfull - producera från 25 MW till 250 MW och över;
· Medium – upp till 25 MW;
· Små vattenkraftverk - upp till 5 MW.
Kraften hos ett vattenkraftverk beror direkt på vattentrycket, såväl som på effektiviteten hos den generator som används. På grund av det faktum att vattennivån enligt naturlagarna ständigt förändras, beroende på årstid, liksom av en rad andra skäl, är det vanligt att ta cyklisk kraft som ett uttryck för kraften i en vattenkraftstation . Till exempel finns det årliga, månatliga, veckovisa eller dagliga cykler för driften av ett vattenkraftverk.
Vattenkraftstationer, beroende på deras syfte, kan också inkludera ytterligare strukturer, såsom slussar eller fartygsliftar som underlättar navigering genom en reservoar, fiskpassager, vattenintagsstrukturer som används för bevattning och mycket mer.
För närvarande är de ledande inom vattenkraftproduktion Norge, Kina, Kanada och Ryssland. Island är ledande när det gäller mängden vattenenergi per capita.
Solen är en av de största strålkällorna i vårt universum. Och därför är det ingen slump att energin från en stjärna i allt större utsträckning används av människor för att bearbeta till elektricitet. I själva verket har strålningen från solen, som når hela jordens yta, en kolossal kraft på 1,2 * 10 14 kW. Och ibland är det synd att en stor del av denna energi går till spillo, speciellt om mängden är många gånger större än resurserna från alla andra förnybara energikällor tillsammans. Därför har solenergi, som använder solstrålning för att generera elektricitet, utvecklats alltmer.
Men med hjälp av solvärme är det möjligt att inte bara generera ström, utan också att ge värmeledningsförmåga. Detta är möjligt tack vare solfångare där vattnet värms upp med hjälp av solstrålning. Och nu kan den användas för att värma alla strukturer.
Precis som inom vindenergi är det för solkraftverk väldigt viktigt att välja rätt plats för sin konstruktion. Vi bör inte glömma att solens strålar övervinner många hinder innan de når jordens yta. Först och främst inkluderar dessa atmosfären, och särskilt ozonskiktet. Det är tack vare det att liv i allmänhet är möjligt på jorden, eftersom det inte överför ultraviolett strålning, vilket är skadligt för allt levande. En viktig roll spelas också av partiklar av vattenånga, damm, gasföroreningar och andra aerosoler som finns i atmosfären. De avleder delvis strålning.
I allmänhet beror mängden strålning som når jordytan på:
· Territoriets klimategenskaper;
· Mottagningsplatsens höjder över havet;
· Solens höjder över horisonten osv.
Den totala strålningen som når jorden är uppdelad i:
· Direkt strålning som når jorden;
Utifrån dessa värden sammanställs jordens totala strålningsbalans, varifrån de lämpligaste platserna för placering av solstationer bestäms.
De kan klassificeras efter:
· Typen av omvandling av solenergi till dess andra typer - värme eller el
Koncentrera energi - med eller utan koncentratorer
· Teknisk komplexitet - enkel och komplex
Enkla installationer inkluderar avsaltningsanläggningar, varmvattenberedare, torktumlare, ugnsvärmare, etc.
Komplexa sådana inkluderar installationer som omvandlar inkommande solenergi till elektrisk energi med hjälp av fotovoltaiska enheter.
En av de ledande inom användningen av solenergi är Schweiz. För tillfället utvecklar landet effektivt ett program för att bygga solstationer. Det finns också en trend mot produktion av solpaneler installerade på byggnadstak eller som fasader. Sådana installationer kan kompensera 50...70 % av energin som går åt till produktionen
Biomassa omfattar alla ämnen av organiskt ursprung.
1. Trä. I många tusen år har människor använt ved för värme, matlagning och hembelysning. Och denna typ av energiproduktion används fortfarande traditionellt i små bosättningar. Tyvärr leder allt detta till ett av de viktigaste problemen i världen - avskogning. Detta problem löses dock genom att använda energin från snabbväxande träd, som poppel, pil, etc.
2. Avloppsslam. Om du tänker efter så döljer sig enorma energireserver i vattnet som används av människor. När vätskan sedimenterar bildas en enorm mängd fast material som, när det bearbetas av anaeroba bakterier, kan innehålla cirka 50 % organiskt material. Det finns dock betydande svårigheter vid rening av avloppsvatten. Den viktigaste är torkning av dessa vatten, eftersom detta kräver mycket värme, som i sina kvantitativa egenskaper kan överstiga de teoretiska energivärdena för fullständig förbränning av det sedimenterade ämnet. Denna process är inte heller kostnadseffektiv ur miljösynpunkt. Förbränning frigör trots allt en stor mängd koldioxid. Det mest korrekta alternativet i detta fall är att producera metan med anaeroba bakterier. Men installationerna för detta är mycket ofullkomliga, så denna metod används inte i stor utsträckning i modern tid.
3. Boskapsavfall. Djuravföring innehåller stora mängder organiskt material, som kan användas för energi. Men precis som med avloppsvatten innehåller gödsel en stor mängd fukt, så att torka det är inte fördelaktigt. Sedan finns det ett annat alternativ - anaerob ruttning. Med dess hjälp produceras metan, och de återstående ämnena kan användas som gödningsmedel för jordar. Men det är värt att komma ihåg att mängden bearbetat ämne är mycket större i färskare gödsel, därför, för att dess bearbetning ska vara ekonomiskt lönsam, behövs speciella byggnader som gör att du kan samla alla avföring på ett ställe utan att förlora sin färskhet.
4. Växtrester. Efter skörd finns det alltid oanvända växtdelar över. De representerar en annan energikälla. De innehåller cellulosa, en kolhaltig kolhydrat. På grund av den relativt lilla mängden fukt i resterna frigör de mycket energi vid förbränning. Den begränsande faktorn i utvecklingen av denna energikälla är säsongsvariationen av grödans tillväxt. För att säkerställa året runt användning av växtrester behövs speciella anläggningar för deras tillväxt. Viktiga faktorer är också behovet av transport till bearbetningsplatsen och det lätta att skörda grödor.
5. Matsvinn. De kan också fungera som en energikälla. Speciellt med tanke på att till exempel fruktavfall innehåller en större mängd kolhaltiga sockerarter än spannmålsrester, och köttproduktrester innehåller en betydande mängd protein. Men närvaron av fukt gör det svårt att få energi genom att bränna avfall. Därför är det mer ändamålsenligt att få metan från dem med hjälp av bakterier. Men här uppstår en annan svårighet: matavfall används framgångsrikt i djurhållningen. Därför är denna källa praktiskt taget inte utvecklad i vår tid. De enda undantagen är avfall i form av frön och skal, samt rester från sockerrör. Till exempel i länder där det växer mycket sockerrör används dess avfall för att producera etanol, som vid förbränning frigör en stor mängd energi. Det mest slående exemplet är Hawaiiöarna.
Klassificering av förnybara energikällor
Klassificering av förnybara energikällor RUSSISKA FEDERATIONSMINISTERIET FÖR UTBILDNING OCH VETENSKAP "RUSSIAN STATE GEOLOGIC EXPLORATION UNIVERSITY NAME EFTER SERGO ORDZHONIKIDZE"
Typer av förnybar energi
Förnybara energikällor, vars resurser inte minskar när de används, inkluderar: solenergi, vindenergi, vattenkraft, tidvatten- och vågenergi samt biomassaenergi. Alla dessa typer av energi är av solursprung. Vattenkraft används i stora volymer för att producera el, och tillhör därför inte otraditionella källor, exklusive små vattenkraftverk.
Förnybara energikällor inkluderar vanligtvis geotermisk energi - jordens djupa värme, som bildas i jordens tarmar som ett resultat av kemiska reaktioner, sönderfall av radioaktiva element och andra processer.
Den mest kraftfulla källan till förnybar energi är solstrålning. Man tror att en kvadratmeter av jordens yta står för i genomsnitt cirka 150 W solstrålning. Kraften som tillförs av solens strålar till ett landområde som mäter 100´100 km 2 är jämförbar med den installerade kapaciteten för alla kraftverk på planeten.
Att omvandla solenergi, liksom andra förnybara typer, till elektrisk energi är dock förknippat med höga kostnader. Detta beror främst på den låga energitätheten som lagras i alla förnybara källor.
En annan nackdel med förnybara källor är ojämnheten i energiförsörjningen. Natten föll, eller solen försvann bakom molnen - tillgången på energi minskade kraftigt.
Trots detta har användningen av icke-traditionella förnybara energikällor (NRES) idag i världen nått en industriell nivå, vilket märks i energibalansen i ett antal länder. Omfattningen av användningen av förnybara energikällor i världen ökar kontinuerligt och intensivt. År 2012 uppgick kapaciteten hos kraftverk som använder förnybara energikällor, enligt den ryska vetenskapsakademin, till 990 GW, vilket är mer än kapaciteten för alla kärnkraftverk. Detta område är ett av de mest dynamiskt utvecklande bland andra områden inom energisektorn. Under 2012 uppgick volymen investeringar i förnybara energikällor till. 244 miljarder USD.
En betydande impuls till utvecklingen av förnybara energikällor i många västländer gavs av oljekrisen 1973, som i huvudsak överförde detta område från det spridda forskningsarbetet till fasen av genomförandet av riktade statliga FoU-program och skapandet av prototyper och prototyper av utrustning och demonstrationsanläggningar för användning av förnybara energikällor. Dessa arbeten var en del av de energibesparande åtgärder som vidtogs för att minska beroendet av importerade petroleumprodukter.
När oljemarknaden stabiliserades och världens oljepriser sjönk på 80-talet, blev det främsta incitamentet för utvecklingen av förnybara energikällor miljöhänsyn, eftersom miljöideologin vid denna tidpunkt var fast förankrad i det allmänna medvetandet i utvecklade länder. Generellt sett betraktas användningen av förnybara energikällor som en alternativ reservteknik inom energiområdet, vars utveckling är nödvändig, eftersom det inte är känt på förhand när och vilka storskaliga restriktioner som kan införas på traditionellt bränsle och kärnenergi på grund av dess påverkan på miljön. Därför är detta område erkänt i många länder som ett av de prioriterade områdena inom energisektorn. Under 2012 hade 138 länder utvecklingsprogram för förnybar energi.
Utvecklingen av detta område stöds av den lagstadgade rätten att ansluta förnybara energikällor till energiförsörjningsföretagens elnät och försäljning av el, skattelättnader och statliga program för finansiering av forskningsarbete om användning av förnybara energikällor.
Den högsta prioritet när det gäller volym av finansiering är förnybara energikällor baserade på solenergi (100 miljarder USD), följt av vindenergi (80 miljarder USD), biomassa och små vattenkraftverk och havsenergi stänger listan.
För närvarande är den totala installerade kapaciteten för solkraftverk mer än 100 GW, geotermiska kraftverk är mer än 6000 MW, vindkraftverk är mer än 280 GW och tidvattenkraftverk är mer än 250 MW.
Rysslands framgångar på detta område är mer blygsamma. Och detta trots att redan på 30-talet av förra seklet, i energiinstitutet som skapades vid Vetenskapsakademien på initiativ av G.M. Krzhizhanovsky började forskning om förnybara energikällor, främst inriktad på att använda sol- och vindenergi, och på 40-talet skapades ett specialiserat laboratorium vid institutet för att bedriva forskning inom detta område.
Bedömningen av den ekonomiska potentialen för förnybara energikällor i Ryssland är cirka 250 miljoner ton ekvivalent bränsle. per år, inklusive geotermisk energi - 115, liten vattenkraft - 65, biomassaenergi - 35, lågvärdig värme - 32, solenergi - 12, vindenergi - 10.
Typer av förnybar energi
Typer av förnybar energi Förnybara energikällor, vars resurser inte minskar när de används, inkluderar: solenergi, vindenergi, vattenkraft, marin energi
7 Förnybara energikällor
7.1. Förnybar energi
Tabell 7.1 - Potentiella reserver av energikällor på jorden
Fossilt bränsle energi
Energi av solens strålar
Havets och havens energi
Energi från jordens inre värme
Europeiska gemenskapen ur ett energiförsörjningsperspektiv. Precis som mängden el som produceras årligen varierar i varje EU-medlemsstat, så varierar också de enskilda energibärarnas roll i dessa länder.
Tabell 7.2. Alternativ energipotential i Ukraina
Index
Installerad effekt, miljoner kW
Elproduktion, miljarder kWh
Bränslebesparingar, miljoner ton i konventionella termer
solfångare för att förse hem med varmvatten;
solcellspaneler (särskilt på landsbygden);
solvärmekraftverk (på lång sikt).
Fotovoltaiska (solpaneler) kan leverera el till hemmen. De små, lätt töjbara panelerna kan generera elektricitet till städer runt om i världen utan stora kraftverk eller elkablar. Massiva uppsättningar av sådana batterier kan producera lika mycket elektricitet som ett litet kraftverk. Idag använder minst två dussin amerikanska företag solcellspaneler i sin verksamhet. 1990 började Florida sälja byggnader som elektrifierades av solpaneler installerade på deras tak. Även om solpanelssystem står för ungefär en tredjedel av kostnaden för varje hem, betalar de för sig själva i elräkningen. Ny teknik gör det möjligt att integrera solpaneler i takmaterial.
Arbetsvätskan i uppsamlarna är vatten, och på vintern är det en vattenhaltig alkohollösning. Effektiviteten för att använda strålning som faller in på mottagaren är från 20 % till 35 %, den genererade elektriciteten är från 10 % till 30 % av den effektiva infallande strålningen. Ett schematiskt diagram av en sådan installation visas i fig. 7.4.
För närvarande har soltornsprojekt utvecklats för 12 MW, 100 MW (USA), deras kostnad är betydligt mindre än Salar-1, och det finns utsikter till ytterligare kostnadsminskning (Southern California Edison Company, etc.). Solenergitorn har byggts i Spanien (Almeria), Sicilien (Adrano), Frankrike (Telnes) och Japan (Nio Town), men de är något mindre än Salar-1.
7.2.2. Direkt omvandling av solenergi till elektrisk energi
Den enda nackdelen med solpaneler är fortfarande deras relativt höga kostnad (8-12 cent per kilowattimme), men många företag arbetar för att minska kostnaderna för att tillverka solceller. Ett tyskt företag har framgångsrikt testat ett solel-elektriskt fönster, tekniker för att installera solceller på fasader av byggnader och strukturer utvecklas. Solcellskomplex är en idealisk teknik för att elektrifiera landsbygdsområden. I Indien har solpaneler installerats i 38 000 byar, i Zimbabwe - i 2 500 byar. Mer än 200 000 solcellskomplex är installerade på hustaken i Sydafrika, Sri Lanka, Dominikanska republiken och andra underutvecklade länder, i Norge - 50 000, i USA - cirka 100 000.
7.2.3. Potential och framtidsutsikter för användningen av solenergi
7.3. Vindkraft och liten vattenkraft
7.3.1. Potential och utsikter för utveckling av vindkraft
Ångdragkraft ger fortfarande mycket av den energi vi behöver. Även det bästa av moderna kärnreaktorer är bara...
Egenskaper för förnybara energikällor och huvudaspekter av deras användning i Ryssland
Förnybar energi
Det är energislag som kontinuerligt förnyas i jordens biosfär. Dessa inkluderar energi från solen, vind, vatten (inklusive avloppsvatten)
UTBILDNINGSPROBLEM I SKOLAN
Valeologisk orientering av utbildnings- och utbildningsprocessen i en utbildningsinstitution
SKOLANS UTBILDNINGSMÅL
Att bilda en aktiv medborgerlig position, känslor av patriotism och nationell stolthet, en positiv inställning till mångfalden av kulturer.
Förbättra aktiviteterna för studenternas självstyre för att bilda positiva sociala egenskaper i processen för aktivitet och kommunikativ interaktion.
Att skapa en hälsobesparande miljö genom att förbättra organisationen av studenters fritidsaktiviteter.
Att förbättra familjens och skolans gemensamma arbete för att utbilda en konkurrenskraftig, socialt anpassad individ.
Egenskaper för förnybara energikällor
och de viktigaste aspekterna av deras användning i Ryssland
1 Förnybara energikällor
Det är energislag som kontinuerligt förnyas i jordens biosfär. Dessa inkluderar sol-, vind-, vatten (inklusive avloppsvatten) energi, exklusive användningen av denna energi vid pumpkraftverk. Energin från tidvatten och vågor av vattenkroppar, inklusive reservoarer, floder, hav och hav. Geotermisk energi med hjälp av naturliga underjordiska kylmedel. Låg potentiell termisk energi av jord, luft, vatten med hjälp av speciella kylmedel. Biomassa, vilket inkluderar växter speciellt odlade för energiproduktion, inklusive träd, samt produktions- och konsumtionsavfall, med undantag för avfall som uppstår vid användning av kolväteråvaror och bränsle. Och även biogas; gas som släpps ut av produktions- och konsumtionsavfall på deponier av sådant avfall; gas som genereras från kolbrytning.
Energi baserad på användning av vågenergi, havsströmmar och havens termiska gradient (vattenkraftverk med en installerad effekt på mer än 25 MW) är också teoretiskt möjlig. Men än så länge har den inte fått någon spridning.
Energikällornas förmåga att förnya betyder inte att en evighetsmaskin har uppfunnits. Förnybara energikällor (RES) använder energin från solen, värmen, jordens tarmar och jordens rotation. Om solen slocknar kommer jorden att svalna och förnybara energikällor kommer inte att fungera.
2 Fördelar med förnybara energikällor jämfört med traditionella
Traditionell energi bygger på användningen av fossila bränslen, vars reserver är begränsade. Det beror på volymen av leveranser och prisnivån för det, marknadsförhållanden.
Förnybar energi är baserad på en mängd olika naturresurser, vilket gör att vi kan bevara icke-förnybara källor och använda dem i andra sektorer av ekonomin, samt bevara miljövänlig energi för framtida generationer.
Oberoendet av förnybara energikällor från bränsle säkerställer landets energisäkerhet och stabila elpriser
RES är miljövänliga: under deras drift sker det praktiskt taget inget avfall eller utsläpp av föroreningar till atmosfären eller vattendragen. Det finns inga miljökostnader förknippade med utvinning, bearbetning och transport av fossila bränslen.
I de flesta fall är RES-kraftverk lättautomatiserade och kan fungera utan direkt mänsklig inblandning.
Teknik för förnybar energi implementerar de senaste landvinningarna inom många vetenskapliga områden och industrier: meteorologi, aerodynamik, elkraft, termisk kraftteknik, generator- och turbinkonstruktion, mikroelektronik, kraftelektronik, nanoteknik, materialvetenskap, etc. Utvecklingen av högteknologisk teknologi gör det är möjligt att skapa ytterligare arbetstillfällen genom att bevara och utöka den vetenskapliga, produktions- och operativa energiinfrastrukturen, samt export av högteknologisk utrustning.
3 De vanligaste förnybara energikällorna
Både i Ryssland och i världen är detta vattenkraft. Cirka 20 % av den globala elproduktionen kommer från vattenkraftverk.
Den globala vindenergiindustrin utvecklas aktivt: vindkraftverkens totala kapacitet fördubblas vart fjärde år och uppgår till mer än 150 000 MW. I många länder har vindkraft en stark ställning. I Danmark genereras alltså mer än 20 % av elen av vindkraft.
Andelen solenergi är relativt liten (cirka 0,1 % av den globala elproduktionen), men har en positiv tillväxttrend.
Geotermisk energi är av lokal betydelse. I synnerhet på Island genererar sådana kraftverk cirka 25 % av elektriciteten.
Tidvattenenergi har ännu inte utvecklats nämnvärt och representeras av flera pilotprojekt.
4 Tillståndet för förnybar energi i Ryssland
Denna typ av energi representeras i Ryssland huvudsakligen av stora vattenkraftverk, som står för cirka 19% av elproduktionen i landet. Andra typer av förnybara energikällor i Ryssland är fortfarande dåligt synliga, även om de i vissa regioner, till exempel i Kamchatka och Kurilöarna, är av stor betydelse i lokala energisystem. Den totala kapaciteten för små vattenkraftverk är cirka 250 MW, geotermiska kraftverk - cirka 80 MW. Vindenergi är positionerat med flera pilotprojekt med en total kapacitet på mindre än 13 MW. Tidvattenenergi är begränsad av kapaciteten hos den experimentella Kislogubskaya TPP.
Översikt över förnybar energi
5 Solenergi
Solenergi är användningen av solstrålning för att producera energi i någon form. Solenergi använder en förnybar energikälla och kan i framtiden bli miljövänlig, det vill säga att den inte producerar skadligt avfall
För- och nackdelar med solenergi
Fördelar Allmänhetens tillgänglighet och källans outtömlighet. Teoretiskt sett är det helt säkert för miljön (dock används för närvarande skadliga ämnen i produktionen av solceller och i dem själva). Det finns en möjlighet att det utbredda införandet av solenergi kan förändra jordytans albedo och leda till klimatförändringar (men med tanke på den nuvarande nivån på energiförbrukningen är detta extremt osannolikt).
Solkraftverket fungerar inte på natten och fungerar inte tillräckligt effektivt i morgon- och kvällsskymningen.
Den höga kostnaden för solcellsfotoceller. Förmodligen, med utvecklingen av teknik, kommer denna nackdel att övervinnas. 1990-2005 priserna på solceller minskade med i snitt 4 % per år.
Otillräcklig effektivitet hos solceller (kommer troligen att öka inom kort).
Ytan på fotopaneler måste rengöras från damm och andra föroreningar. Med tanke på deras yta på flera kvadratkilometer kan detta orsaka svårigheter.
Effektiviteten hos solcellsceller minskar märkbart när de värms upp, så det finns ett behov av att installera kylsystem, oftast vatten.
Efter 30 års drift börjar solcellscellernas effektivitet sjunka.
Idag används solenergi i stor utsträckning i de fall där den låga tillgängligheten av andra energikällor, i kombination med överflöd av solstrålning, motiverar det ekonomiskt. I Ryssland existerar solenergi endast i form av små autonoma kraftförsörjningsinstallationer, inte anslutna till elnätet och som används av individer och små organisationer.
Vind är ett luftflöde som rör sig i förhållande till jordytan med en hastighet på över 0,6 m/s.
Vindar över stora områden bildar omfattande luftströmmar - monsuner, passadvindar, som utgör atmosfärens allmänna och lokala cirkulation.
Vindkraft- en energigren specialiserad på användning av vindenergi - den kinetiska energin hos luftmassor i atmosfären. Vindenergi klassas som en förnybar energiform, eftersom den är en följd av solens aktivitet.
Generera energi med hjälp av vindkraftverk En vindgenerator (vindelektrisk installation eller vindkraftverk för kort) är en anordning för att omvandla vindens kinetiska energi till elektrisk energi. Effekten hos moderna vindkraftverk når 6 MW.
Fördelar och nackdelar med vindkraftverk
— Miljövänlig energiform
Vindenergi är den bästa lösningen för svåråtkomliga platser.
Relativt låg effekt
Vindenergi är det mest utvecklade området för praktisk användning av naturliga förnybara energiresurser. De världsledande inom vindenergi är USA, Tyskland, Nederländerna, Danmark och Indien. För närvarande har nya organisationer som är involverade i vindkraft uppstått i Ryssland, och samarbete med utländska partners etableras gradvis.
I Ryssland finns det enligt experter en unik kombination av gynnsamma faktorer för utvecklingen av vindenergi:
rik och väl studerad vindpotential (127 TWh);
stora volymer energiförbrukning i samband med klimatförhållanden och ekonomins struktur.
För närvarande utvecklas och genomförs ett antal projekt för byggande av vindkraftverk (WPP), oftast med en kapacitet på 100 till 300 MW vardera, över nästan hela landets territorium, även om de flesta är koncentrerade i norr -väst och söder om den europeiska delen av Ryssland: Leningradregionen; Pskov regionen; Rostov-regionen och norra Kaukasus (Port Kavkaz, Anapa, Temryuk, Karachay-Cherkessia); Orenburg; Ryska ön i Primorye. Totalt finns det 20-25 vindkraftsprojekt i Ryssland i olika framsteg.
Geotermisk energi är produktion av elektricitet, såväl som termisk energi, från den termiska energin som finns i jordens tarmar. Syftar vanligtvis på alternativa energikällor, förnybara energiresurser.
Den termiska energin i det inre genereras på grund av splittringen av radionuklider i mitten av planeten. Denna miljövänliga och ständigt förnyade energikälla kan användas i regioner med vulkaniska manifestationer och geologiska anomalier, när vatten nära jordens yta värms upp till kokpunkten, vilket gör att vattenånga kan tillföras turbiner för att producera ström. Varmvatten från naturliga källor (gejsrar) kan användas direkt.
Jordens värme är dock väldigt "avledd" och i de flesta områden i världen kan bara en mycket liten del av energin användas lönsamt av människor. Av dessa står användbara geotermiska resurser för cirka 1 % av den totala värmekapaciteten i de övre 10 km av jordskorpan.
Biogas- en gas som produceras genom metanjäsning av biomassa. Som ett resultat av den biokemiska reaktionen där metanbakterier deltar frigörs biogas, dess huvudkomponenter är: metan (CH4, ca 70%), koldioxid (CO2, ca 30%) och en viss mängd h3, h3S, N2. Värmevärdet för denna gasblandning är från 5000 till 8000 Kcal/m3, beroende på sammansättningen av organiskt avfall.
Egenskaper för förnybara energikällor och huvudaspekter av deras användning i Ryssland
Förnybara energikällor Dessa är energislag som kontinuerligt förnyas i jordens biosfär. Dessa inkluderar energi från solen, vind, vatten (inklusive avloppsvatten)
Under de senaste decennierna har kvalitativa förändringar observerats i den globala energisektorn på grund av ekonomiska, politiska och tekniska skäl. En av huvudtrenderna är en minskning av förbrukningen av bränsleresurser - deras andel av den globala elproduktionen under de senaste 30 åren har minskat från 75 % till 68 % till förmån för användningen av förnybara resurser (en ökning från 0,6 % till 3,0 %).
De ledande länderna i utvecklingen av energiproduktion från icke-traditionella källor är Island (förnybara energikällor står för cirka 5 % av energin, geotermiska källor används huvudsakligen), Danmark (20,6 %, huvudkällan är vindenergi), Portugal ( 18,0 %, huvudkällorna är våg-, sol- och vindenergi), Spanien (17,7 %, huvudkällan är solenergi) och Nya Zeeland (15,1 %, främst geotermisk energi och vindenergi används).
Världens största konsumenter av förnybar energi är Europa, Nordamerika och asiatiska länder.
Kina, USA, Tyskland, Spanien och Indien har nästan tre fjärdedelar av världens vindkraftsflotta. Bland de länder som kännetecknas av den bästa utvecklingen av liten vattenkraft har Kina den ledande positionen, Japan är på andra plats och USA på tredje plats. Topp fem kompletteras av Italien och Brasilien.
I den övergripande strukturen av installerad kapacitet för solenergianläggningar leder Europa, följt av Japan och USA. Indien, Kanada, Australien, samt Sydafrika, Brasilien, Mexiko, Egypten, Israel och Marocko har stor potential för utveckling av solenergi.
USA behåller sitt ledarskap inom den geotermiska kraftindustrin. Sedan kommer Filippinerna och Indonesien, Italien, Japan och Nya Zeeland. Geotermisk energi utvecklas aktivt i Mexiko, Centralamerika och Island – där 99 % av alla energikostnader täcks av geotermiska källor. Flera vulkaniska zoner har lovande källor till överhettat vatten, inklusive Kamchatka, Kurilerna, Japanska och Filippinska öarna och stora områden i Cordillera och Anderna.
Enligt ett flertal expertutlåtanden kommer den globala marknaden för förnybar energi att fortsätta att utvecklas framgångsrikt, och år 2020 kommer andelen förnybara energikällor i elproduktionen i Europa att vara cirka 20 %, och vindenergins andel av elproduktionen i världen kommer att vara cirka 10 %.
Användning av förnybara energikällor i Ryssland
Ryssland upptar en av de ledande platserna i det globala systemet för cirkulation av energiresurser, deltar aktivt i den globala handeln med dem och i internationellt samarbete på detta område. Landets position på den globala kolvätemarknaden är särskilt betydande. Samtidigt är landet praktiskt taget inte representerat på den globala energimarknaden baserad på förnybara energikällor.
Den totala installerade kapaciteten för elproduktionsanläggningar och kraftverk som använder förnybara energikällor i Ryssland överstiger för närvarande inte 2 200 MW.
Med förnybara energikällor genereras inte mer än 8,5 miljarder kWh elenergi årligen, vilket är mindre än 1 % av den totala elproduktionen. Andelen förnybara energikällor av den totala volymen tillförd värmeenergi är högst 3,9 %.
Strukturen för energiproduktion baserad på förnybara energikällor i Ryssland skiljer sig väsentligt från den globala. I Ryssland används resurserna i termiska kraftverk som använder biomassa mest aktivt (andelen i elproduktion är 62,1%, i termisk energiproduktion - minst 23% i värmekraftverk och 76,1% i pannhus), medan den globala nivån användningen av biotermiska kraftverk är 12 %. Samtidigt används nästan inga vind- och solenergiresurser i Ryssland, men ungefär en tredjedel av elproduktionen kommer från små vattenkraftverk (mot 6 % i världen).
Världserfarenhet visar att den initiala drivkraften för utvecklingen av förnybar energi, särskilt i länder som är rika på traditionella källor, bör ges av staten. I Ryssland finns det praktiskt taget inget stöd för denna sektor av energiindustrin.
Förnybara energikällor (RES) är de resurser som människor kan använda utan att skada miljön.
Energi som använder förnybara källor kallas "alternativ energi" (i förhållande till traditionella källor - gas, oljeprodukter, kol), vilket indikerar minimal skada på miljön.
Fördelarna med att använda förnybara energikällor (RES) är förknippade med miljön, reproducerbarheten (outtömligheten) av resurser, samt möjligheten att få energi på svåråtkomliga platser där befolkningen bor.
Nackdelarna med förnybara energikällor inkluderar ofta den låga effektiviteten hos energigenereringstekniker som använder sådana resurser (för närvarande), otillräcklig kapacitet för industriell energiförbrukning, behovet av stora områden för plantering av "gröna grödor", förekomsten av ökat buller och vibrationsnivåer (för vindenergi), samt svårigheterna med att bryta sällsynta jordartsmetaller (för solenergi).
Användningen av förnybara energikällor är relaterad till lokala förnybara resurser och regeringens politik.
Framgångsrika exempel inkluderar geotermiska anläggningar som tillhandahåller energi, värme och varmvatten till isländska städer; solcellsanläggningar i Kalifornien (USA) och Förenade Arabemiraten; vindkraftsparker i Tyskland, USA och Portugal.
För energiproduktion i Ryssland, med hänsyn till erfarenheten av användning, territorier, klimat och tillgänglighet av förnybara energikällor, är de mest lovande: vattenkraftverk med låg effekt, solenergi (särskilt lovande i det södra federala distriktet) och vindenergi (Baltiska kusten, södra federala distriktet).
En lovande källa till förnybar energi, men som kräver professionell teknisk utveckling, är hushållsavfall och metangas som produceras i lagerutrymmen.
Fram till nyligen ägnades relativt lite uppmärksamhet åt utvecklingen av användningen av förnybara energikällor i Rysslands energipolitik, av flera skäl, främst på grund av de enorma reserverna av traditionella energiråvaror. De senaste åren har situationen börjat förändras märkbart. Behovet av att kämpa för en bättre miljö, nya möjligheter att förbättra människors livskvalitet, deltagande i den globala utvecklingen av avancerad teknik, önskan att öka energieffektiviteten för ekonomisk utveckling, logiken i internationellt samarbete - dessa och andra överväganden bidrog till intensifiering av nationella ansträngningar för att skapa grönare energi och gå mot en koldioxidsnål ekonomi.
Volymen av tekniskt tillgängliga förnybara energiresurser i Ryska federationen är minst 24 miljarder ton standardbränsle.
