Статья на тему: Альтернативные источники энергии

Федеральное агентство морского и речного транспорта ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет водного транспорта» Структурное Подразделение СПО Новосибирское командное речное училище имени С.И. Дежнева Альтернативные источники энергии курсанты первого курса: Власов М.А., Шевчук Д.С., Савейко Д.Е. и др. НКРУ им. С.И Дежнева г. Новосибирск, Российская Федерация Руководитель: Распопова Л.А., Преподаватель высшей категории НКРУ им. С.И Дежнева г. Новосибирск, Российская Федерация Введение Идея использования альтернативных источников энергии прошла немалый путь  развития, но серьезно о них, как о замене традиционным электростанциям, заговорили  относительно недавно. Понятие энергии – не только физическое или естественнонаучное, а также и  техническое.  Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.)  конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива ­ урана и тория. Практически  неисчерпаемы запасы термоядерного топлива – водорода, однако управляемые  термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе  реакторов деления.  Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и  использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.  Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей  остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным  источникам энергии.  А так же, во второй половине ХХ столетия перед человечеством возникла  глобальная проблема – загрязнение окружающей среды продуктами сгорания  органического топлива. Поэтому, мы решили узнать, какие источники энергии будут практически  неисчерпаемыми, а отходы от их использования будут минимальны или вообще  отсутствовать.  Использование возобновляемых источников энергии во всем мире становится все  более важным. В противоположность нефти, углю или газу они практически  неисчерпаемы, доступны и не наносят ущерба окружающей среде. Альтернативные источники энергии  Альтернативные источники энергии — совокупность перспективных способов  получения, передачи и использования энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из­за выгодности их использования  при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде. Энергия никогда не исчезает, она может менять форму и накапливаться.   Прогноз роста потребности в энергии чаще всего связывают с ростом  численности населения Земли. Поэтому, чтобы избежать глобального энергетического  кризиса, ученые ищут способы получения энергия из всего, что возможно, но при этом  учитываются результаты существующих прогнозов по истощению к середине – концу  следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных  энергоресурсов.  Примером альтернативных источников энергии являются: гелиоэнергетика,  ветроэнергетика, энергия приливов и отливов и т.д.  Энергия солнца Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце. В  настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из­за того, что  существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного  действия и очень дороги в производстве.  Однако не следует сразу отказывать от практически неистощимого источника  чистой энергии: по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика могла бы одна  покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед.  Возможно, также повысить КПД гелиоустановок в несколько раз, а разместив их на  крышах домов и рядом с ними, мы обеспечим обогрев жилья, подогрев воды и работу  бытовых электроприборов даже в умеренных широтах, не говоря уже о тропиках.  Для нужд промышленности, требующих больших затрат энергии, можно  использовать километровые пустыри и пустыни, сплошь уставленные мощными  гелиоустановками.  Но перед гелиоэнергетикой встает множество трудностей с сооружением,  размещением и эксплуатацией гелиоэнергоустановок на тысяче квадратных километров  земной поверхности. Поэтому удельный вес гелиоэнергетики был и останется довольно  скромным.  В настоящее время в народном хозяйстве достаточно часто используется  солнечная энергия ­ гелиотехнические установки (различные типы солнечных теплиц,  парников, опреснителей, водонагревателей, сушилок). Солнечные лучи, собранные в  фокусе вогнутого зеркала, плавят самые тугоплавкие металлы. Ведутся работы по  созданию солнечных электростанций, по использованию солнечной энергии для  отопления домов и т.д. Практическое применение находят солнечные  полупроводниковые батареи, позволяющие непосредственно превращать солнечную  энергию в электрическую. Но не стоит забывать об энергии ветра. Потенциал энергии ветра подсчитан  более­менее точно: по оценке Всемирной метеорологической организации ее запасы в  мире составляют 170 трлн кВт в год.  Энергия ветра У энергии ветра есть несколько существенных недостатков, которые затрудняют  ее использование. Она сильно рассеяна в пространстве, поэтому необходимы  ветроэнергоустановки, способные постоянно работать с высоким КПД. Ветер очень  непредсказуем ­ часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных  районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Ветроэнергостанции не безвредны: они мешают полетам птиц и насекомых,  шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями. В настоящее время разработаны ветроэнергоустановки, способные эффективно работать при самом слабом  ветре. Шаг лопасти винта автоматически регулируется таким образом, чтобы постоянно  обеспечивалось максимально возможное использование энергии ветра, а при слишком  большой скорости ветра лопасть столь же автоматически переводится во флюгерное  положение, так что авария исключается.  Энергия приливов и отливов Несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и  отливы. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могут дать человечеству  примерно 70  миллиардов киловатт в год.  Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном  отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе и на  Кольском полуострове. Продумана даже стратегия оптимальной эксплуатации  приливной электростанции (ПЭС): накапливать воду в водохранилище за плотиной во  время приливов и расходовать ее на производство электроэнергии, когда наступает «пик потребления» в единых энергосистемах, ослабляя тем самым нагрузку на другие  электростанции. На сегодняшний день ПЭС уступает тепловой энергетике: кто будет вкладывать  миллиарды долларов в сооружение ПЭС, когда есть нефть, газ и уголь, продаваемые  развивающимися странами за бесценок? В тоже время она обладает всеми  необходимыми предпосылками, чтобы в будущем стать важнейшей составляющей  мировой энергетики, такой, какой сегодня, к примеру, является природный газ. Для сооружения ПЭС даже в наиболее благоприятных для этого точках морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1­2 до 10­16 метров, потребуются  десятилетия, или даже столетия. И все же процент за процентом в мировой энергобаланс ПЭС могут и должны начать давать уже на протяжении этого столетия. Около 4% всех запасом воды на нашей планете сосредоточено под землей ­ в  Геотермальная энергия толщах горных пород.  Воды, температура которых превышает 20  С, называют термальными.  Нагреваются подземные озера и реки в результате радиоактивных процессов и  химических реакций, протекающих в недрах Земли. В районах вулканической  деятельности на глубине 500­1000 м встречаются бассейны с температурой 150­ 250 С,  вода в них находится под большим давлением и, поэтому не кипит. В горных областях  термальные воды нередко выходят на поверхность в виде горячих источников с  температурой до 90  С.  Энергетика земли ­ геотермальная  энергетика базируется на использовании  природной теплоты Земли. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент,  равный 20­30 С в расчете на 1 км глубины, и, по данным Уайта (1965), количество  теплоты, содержащейся в земной коре до глубины 10 км (без учета температуры  поверхности), равно примерно 12,6­1026Дж. Эти ресурсы эквивалентны теплоемкости  4,61016 т угля (принимая среднюю теплоту сгорания угля равной 27,6­109 Дж /т), что  более чем в 70 тыс. раз превышает теплоемкость всех мировых ресурсов, технически и  экономически извлекаемого угля.  Однако геотермальная теплота в верхней части земной коры (до глубины 10 км)  слишком рассеяна, чтобы на ее базе решать мировые энергетические проблемы.  Ресурсы, пригодные для промышленного использования, представляют собой  отдельные месторождения геотермальной энергии, сконцентрированной на доступной для разработки глубине определенные объемы, что имеют, и температуру, достаточные  для использования их в целях производства электрической энергии или теплоты. Вышеперечисленные отрасли – далеко не единственные направления, в которых  Что в перспективе ведутся активные разработки. На сегодняшний день они являются наиболее изученными  и внедренными в эксплуатацию на практике, в отличие от, например, сложных  технологий термоядерного синтеза, холодного ядерного синтеза и т. д.  Эти отрасли не только могут являться альтернативными источниками энергии, но и вполне могут позволить человечеству более бережно относиться к своей планете, так  как в отличии от используемых в данное время энергоисточников будут менее  загрязнять окружающую среду.  Некоторые направления, напротив, давно и успешно применяются в качестве  автономных источников, но разработок, позволяющих им стать альтернативой  традиционной энергетике пока нет. Примером таких направлений могут служить  вихревые генераторы, которые с завидной регулярностью объявляются лженаукой,  несмотря на немалый опыт практического использования. Список литературы 1. Дементьев Б.А Ядерные энергетические реакторы. Учебник для вузов — 2­е изд.,  перераб. и доп .—М. : Энергоатомиздат , 1990.— 352 2. Клименко А.В., Зорин В.М. (ред.) Тепловые и атомные электростанции. Книга 3. перераб. и доп. — М.: Издательство МЭИ, 2003. — 648 с 3. Мильков Ф.Н. Общее землеведение. Учеб. пособие для студентов ВУЗов. ­ М.:  Высшая школа, 1990. ­ 336 с.