солнечные батареи

Виды альтернативных источников энергии для дома

Ирина Бесхлебная Ирина Бесхлебная

Если вникнуть в суть происхождения запасов недр земли, то они действительно могут закончиться. Человечество то и дело получает пугающие заявления от ученых, что запасы того или иного полезного ископаемого вот-вот закончатся. При этом наводятся факты, цифры, от которых мурашки по коже. Нет смысла погружаться в рассуждения, почему так происходит – за все свое существование человечество уже порядком истратило запасы Земли.

Солнечные батареи на крыше дома
Солнечные батареи на крыше дома

Важно разобраться в том, какие есть альтернативные виды энергии и настолько они эффективны. И кто знает, наступит ли действительно тот момент, когда не станет газа или нефти, но лучше быть предусмотрительным. Многие страны мира уже пошли этим путем: ветряки и солнечные батареи, добыча биогаза и постройка геотермальных станций – этим уже не удивишь. Хотя многие разработки требуют усовершенствования в такую сторону, чтобы максимально удешевить альтернативный источник энергии и сделать его доступным.

Классификация альтернативной энергетики

Виды альтернативных источников энергии имеют довольно широкий список. Ветровые мельницы, гидроэлектростанции, солнечные батареи и многое другое – все это представители альтернативной энергетики. Саму же альтэнергетику можно поделить на следующие виды:

  • ветроэнергетика;
  • биотопливо;
  • гелиоэнергетика;
  • гидроэнергетика;
  • грозовая энергетика;
  • космическая энергетика.

Ветровая энергетика

Ветер был «приручен» довольно давно. Судя по историческим летописям, силу ветра для превращения ее в энергию, использовали еще до нашей эры, причем задолго. Паруса на кораблях и ветровые мельницы – самые древние примеры использования силы ветра. Позже, в средние века, европейцы начали строить ветровые мельницы для откачки воды. Еще позже, в Новое время, начинаются разработки по внедрению ветровых электростанций, которые весьма успешно ведутся до сегодняшних дней.

Самодельный ветргенератор
Самодельный ветргенератор

Использование силы ветра имеет много преимуществ и определенные особенности. Так, к примеру, не в каждом регионе можно использовать ветровой вид энергии по природным, естественным причинам – отсутствие постоянства ветров или их малое течение. Однако это не дает нам права утверждать, что использование ветровой силы и превращение ее в энергию определенного типа не имеет будущего. Наоборот, будущее у ветроэнергетики колоссальное.

Китай, по состоянию на 2013 год с помощью ветряных электростанций получил 91425 МВт мощности. Если взять более меньше по площади страну, то эффективность не уменьшится: Германия – 34250 МВт, Великобритания – 10530 МВт, Индия – 20150 МВт, Швеция – 4470 МВт (все данные за 2013 год).

Как видно, переход на ветряные электростанции вполне логичен и закономерен – даже те страны, которые располагают огромнейшими запасами традиционных видов топлива, все больше обращают внимание на ветровую энергию. Логика есть определенно: немыслимо даже представить, что ветер может исчезнуть.

Нефть – да, уголь – да, природный газ – да, но ветер вряд ли. Тем более, воодушевляют цифры: ветрогенератор с мощностью 1 МВт за 20 лет своей работы позволяет сэкономить ни много ни мало 30 тысяч тон угля или 90 тысяч тон нефти. И это только один ветряной генератор!

Конечно же, нельзя не вспомнить о некоторых побочных эффектах. Ветрогенератор с мощностью 1 МВт за один год работы выбрасывает в атмосферу почти 2000 тон углекислого газа, а это парниковый эффект, а это глобальное потепление. Также надо отметить, что массовое использование ветрогенераторов способно замедлить течение ветра.

Следовательно, снижается охлаждение региона, а значит за несколько десятков или сотен лет возможно изменение климата. Это повлечет за собой глобальные последствия, к сожалению, необратимые: вымирание некоторых видов животных, изменение в количестве представителей флоры, высушивание грунта и т.п.

Шум, создаваемый ветрогенераторами, часто превышает человеческий болевой порог восприятия. Некоторые страны даже установили режимы работы своих ветрогенераторов в дневное и ночное время.

Но самый главный недостаток ветрогенераторов – непостоянство производительности. Ветер – величина нестабильная и рассчитывать на эффективность и высокий КПД не стоит.

Биотопливо

Альтернативные виды энергии представлены также биотопливом – относительно новым видом. Источником для биотоплива служат органические отходы животного или растительного происхождения, а также продукты жизнедеятельности человека. Биотопливо названо новым видом альтэнергии не просто так – его промышленное производство началось относительно недавно, на рубеже ХХ и ХХI столетий.

Экологичные топливные гранулы
Экологичные топливные гранулы

Биотопливо представлено газообразным, жидким и твердым разновидностями. Брожение органики выделяет определенное количество топлива, которое при определенной доработке (например очистке) представляет собой качественное топливо. Настолько качественное – можно судить с примера. В марте 2013 года был совершен перелет по курсу Амстердам – Нью-Йорк на Боинге, заправленным биотопливом.

Преимущества биотоплива сложно переоценить: производство позволяет утилизировать, а перед этим эффективно использовать то, что и так должно было быть утилизированным. Согласитесь, получить энергию из мусора – это практически предел мечтаний в поисках новых видов энергии.

Но, конечно, есть и другая сторона медали. Критики этого вида источника энергии в один голос заявляют о пренебрежении достоинства человека и его права на нормальное существование. Их доводы аргументированы цифрами: чтобы произвести 100 литров этанола, потребуется почти 200 килограмм кукурузы, а это примерно годовая часть для пропитания представителя стран так называемого третьего мира.

Выращивая сахарный тростник как основной источник сырья для производства этанола, Бразилия ежегодно увеличивает площади посева этой культуры в ущерб уменьшения площади сельхозугодий. Такой подход и в других странах подвергается жесткой критике. В основном критикующие – это сами представители стран третьего мира и потому такое отношение понятно и логично обоснованно.

Гелиоэнергетика

Кто помнит старый добрый фильм «Три плюс два», тот должен и вспомнить момент, когда с помощью зонта и зеркал преподаватель физики умудрился нагреть воду в котелке и довести ее до кипения. Сейчас солнечными кухнями сложно удивить – энергия Солнца практически неиссякаема.

Использование энергии Солнца может показаться практически неисчерпывающим. По крайней мере, его запасов хватит еще на миллионы лет, если верить исследователям. Солнечные батарее, которые постепенно начинают входить в быт простых обывателей, и промышленные термовоздушные электростанции – самые яркие примеры использования солнечного тепла.

Учеными подсчитано, что на каждый квадратный метр приходится около 300 Вт в сутки энергии Солнца. Понятное дело, что речь идет о тех местах, где солнечные лучи имеют максимальные потоки.

Солнечные панели во дворе
Солнечные панели во дворе

Достоинство использования этого вида энергии неоспоримо – в условиях постоянного подорожания всех доступных видов традиционного топлива использования солнечной энергии кажется весьма удачной альтернативой. Однако нужно вспомнить о недостатках:

  • высокая стоимость всех конструкций, перерабатывающих солнечную энергию – затраты доходят до миллиардов долларов,
  • непостоянство из-за зависимости от погодных условий и времени суток – северные широты и ночь не способствуют преобразованию и даже получению солнечной энергии,
  • значительное повышение температуры над станциями – глобальное потепление только усугубляется,
  • аккумуляция получаемой энергии – такую энергию невозможно использовать в полной мере из-за сезонности,
  • экологические проблемы – солнечные концентраторы занимают огромную площадь.

Следовательно либо приходится использовать вырубку флоры, либо она будет претерпевать затемнение.

Гидроэнергетика

Использование течения воды рек велось с незапамятных времен. Водяное колесо – существенный сдвиг в промышленности и характерная черта перехода древнего времени в эпоху средневековья – тому пример. Сооружение ГЭС в новое и новейшее время позволяет получить энергию огромных запасов. Судите сами по таблице:

Страна Потребление гидроэнергии (ТВт/ч)
Китай 5948
Канада 3754
Бразилия 3567
США 2792
Россия 1830
Норвегия 1582
Индия 1249

Конечно, использовать непрерывное течение воды заманчиво, но и несет определенные недостатки:

  • затопление пахотных земель или земель, имеющих историческую ценность – общеизвестен факт возведения Каховской ГЭС, когда были затоплены огромные площади земли, где когда-то промышляли запорожские казаки,
  • строительство возможно только в тех местах, где наблюдается интенсивное водяное течение – горные районы опасны из-за сейсмической неустойчивости,
  • экологические проблемы – уменьшение популяций разных видов рыб, водорослей, загрязнение водоемов из-за снижения течения ниже по течению от ГЭС.
Гидроэлектростанция
Гидроэлектростанция

Однако многие эти недостатки перечеркиваются самым главным преимуществом – дешевизной энергии. Также стоит отметить, что работа ГЭС не сопряжена с выбросом в атмосферу вредных веществ, что также немаловажно. Разновидности нового типа – приливные и волновые электростанции – дают огромное количество энергии и практически не имеют негативных последствий.

Грозовая энергетика

Поймать молнию – разве это может быть возможным? Мечтания перешли в реальные действия и уже в 2006 году начинаются активные разработки станций, которые смогут уловить молнию в прямом смысле этого слова, чтобы потом пустить энергию на нужды хозяйства.

Поскольку молнию практически невозможно предугадать (время и место – все относительно), то такая альтернатива может показаться бессмысленной затеей. Но подогревают азарт ученых цифры – за одну сильную грозу (хотя это понятие тоже относительное) освобождается такое количество энергии, которой бы хватило на обеспечение 20 минут жизнедеятельности половины России.

На Земле существуют участки, где постоянно фиксируются многочисленные разряды молнии, направленные на сушу земли. Однако перспективы не определены до конца. Никто не может гарантировать, что спустя N-ое количество времени на этих участках прекратятся молнии. А ведь громоздкие установки демонтировать и перенести не представится возможным.

Космическая энергетика

С названия стает понятной суть: запускаем спутник с необходимым оборудованием, получаем солнечную энергию и передаем ее на Землю. Впервые об этом заявлялось еще на заре космонавтике. Не успел человек приземлиться, как уже начали подумывать о таком способе получения энергии. Но в то время оборудование имело высокую стоимость, знаний было недостаточно, а традиционной энергии было достаточно. Однако теперь об этом не только начали задумываться, но и действовать.

Преимущества неоспоримы: постоянство (количество спутников дает возможность осветить Солнцем хоть минимальное их число, но постоянное), полное отсутствие риска экологических катастроф (в космосе нет атмосферы, флоры и фауны). Вот только затраты при потреблении этого вида энергии колоссальные: чтобы доставить на орбиту все необходимое оборудование, то эта затея окупится примерно за 40 лет.

Вместо заключения

Действительно, следует задуматься над тем, как мы будем получать энергию в будущем. Дом, дача, квартира – все это напичкано множеством приборов, агрегатов и устройств, потребляющих электроэнергию. Вот только от нас, рядовых граждан, мало что зависит. Мы ждем появления альтернативы, оцениваем ее преимущества и недостатки и только тогда решаем, достойная ли это затея или нет.

Но некоторыми альтернативными источниками питания уже можно пользоваться сейчас или, по крайней мере, рассмотреть как вариант.

Похожие статьи
Добавить комментарий