Потребности населения планеты в энергии постоянно возрастают. Появление новых технологий, оборудования и аппаратуры вынуждает внимательнее присматриваться к существующим и альтернативным источникам энергии. В то же время, существует еще немало уголков, где нет обычной сетевой электроэнергии. Это является дополнительным стимулом к внедрению и разработке устройств альтернативной энергетики, позволяющих увеличить энерговооруженность отдельных регионов и всей планеты в целом.
Энергетические ресурсы планеты
На сегодня используются два основных источника энергии:
- углеводороды
- электричество
Первый источник — углеводороды — удобен тем, что позволяет в определенных пределах быть автономными потребителям. Автомобили могут ездить в любом направлении, но как только заканчивается топливо, они останавливаются. При этом, нефть имеет определенное, конечное количество и рано или поздно она закончится.
Электроэнергия — особый тип. В отличие от углеводородов, ее можно производить в неограниченных количествах. Получать электричество можно в любой точке планеты, было бы оборудование. Существующие методы выработки электричества привязаны к удобным местам в руслах рек, обычно зажатых между двумя горными склонами (ГЭС).
Другой вариант — использование атомной энергии, когда источником является процесс распада радиоактивных элементов. Технология опасная и до конца не изученная, так как смоделировать различные аварийные ситуации можно только теоретически.
Оба вида энергии востребованы в равной степени, но приоритет электричества постоянно возрастает. Оно более универсально, позволяет совершать множество действий различного характера, тогда как углеводородные виды могут служить лишь топливом. При этом, сжигание углеводородов плачевным образом отражается на состоянии окружающей среды. Как бы ни стремились конструкторы и ученые к полной безопасности бензиновых или дизельных двигателей, урон, нанесенный природе, огромен.
Развитие технологий предоставляет новые, более прочные материалы, обладающие удивительными возможностями. Появились солнечные батареи, позволяющие использовать энергию солнца. Этот источник имеет невероятную мощь, способную обеспечивать все потребности человечества, но пока нет достаточно эффективных способов получения и переработки. Существующие ныне солнечные элементы имеют весьма низкий КПД — до 18 %, что несравнимо с затратами на их производство.
Другой альтернативный источник энергии, способный обеспечивать энергетические потребности — это ветер. Он более постоянен, чем солнце, так как по ночам ветер дует с такой же силой. При этом, ветер нестабилен — сегодня есть, завтра — нет. Использование энергии ветра в качестве основной потребует изобретения способа качественно сохранять электроэнергию на случай отсутствия источника.
Альтернативная энергетика: возобновляемые источники
К возобновляемым источникам относят энергию солнца, ветра, морских приливов или течений. Наиболее далеко продвинулись разработки устройств, способных получать солнечную и ветровую энергию. С ними проще работать, они имеются в любой точке и не требуют выходить в море или другими способами изменять месторасположение.
Возобновляемые источники имеют практически неограниченные запасы. Сам термин «возобновляемые» не совсем точен. Они не возобновляются, а просто неограниченны в своих количествах. Единственный недостаток, свойственный всем альтернативным видам — отсутствие скоплений, рассеянность в пространстве.
Для получения достаточного количества энергии надо создать приемное устройство достаточно большой площади. Приходится устанавливать большое число солнечных батарей, изготавливать ветряные турбины больших размеров, чтобы получить достаточное для дальнейшей переработки количество энергии. Создать достаточно компактное устройство пока не удалось, хотя некоторые разработки вполне успешно решают вопрос и в скором времени можно ожидать появления вполне компактных конструкций.
История использования энергии ветра
Когда началось использование энергии ветра для решения хозяйственных вопросов человека – точно сказать нельзя. Еще со времен древнего Египта известны ветряные мельницы. В древнем Китае ветряки использовались для откачки воды с рисовых полей. Использование паруса для мореходства известно еще раньше, со времен древнего Вавилона, и это только письменные свидетельства.
Европа в те времена представляла собой скопление диких племен. С появлением признаков цивилизации ветряные мельницы, парусные суда появились и здесь. Но на длительный период на этом использование ветра и заканчивалось. Слишком неустойчивый, непредсказуемый источник, рассчитывать на него без обладания запасным вариантом было невозможно.
С развитием производства появились первые насосы для подъема воды из скважин. Тогда же началось использование ветряков в качестве привода для них. Такие устройства функционируют и поныне, они просты, надежны и нетребовательны в эксплуатации.
Ветрогенераторы начали появляться с возникновением устройств для переработки вращательного движения в электроэнергию — генераторов. Бурное развитие ветрогенераторы получили в XX веке, хотя война остановила множество проектов в Европе.
На сегодня лидерами в использовании ветроэлектростанций являются США и Китай. Большое количество станций имеется в Европе, они сосредоточены на западном побережье. Больше всего в Дании, что вполне объяснимо — никаких других источников в этой стране не имеется.
В России имеются идеальные условия для развития гидроэнергетики. Выдаваемые мощности агрегатов далеко обгоняют ветровые установки по производительности, источник вращения постоянный и стабильный. Строительство большого числа ГЭС в прошлом веке создало переизбыток электроэнергии, хотя не решило проблему энергоснабжения отдаленных и северных территорий.
Высокая эффективность ГЭС, отсутствие сильных и стабильных ветров на большинстве территории снизили интерес к ветроэнергетике. Кроме того, существующее на тот момент оборудование не имело высокой производительности, не давало возможностей производить достаточного количества энергии. Вопрос решался применением бензиновых или дизельных генераторов, более надежных и готовых в нужный момент выдать необходимый результат.
На сегодня интерес к ветроэнергетике значительно вырос. Появились новые, более эффективные разработки, способные обеспечивать достаточное количество потребителей. Кроме того, имеются сильные неодимовые магниты, позволяющие самостоятельно изготавливать генераторы с возможностью работать на медленной скорости вращения, что в корне изменило ситуацию и пробудило высокий интерес у конструкторов.
Достоинства и недостатки ветровой энергетики
Ветроэнергетика базируется на мощном и неисчерпаемом источнике. Ветер существует независимо от состояния экономики, климата, времени года. В этом состоит особенность направления, одновременно являющаяся как достоинством, так и недостатком. В целом, плюсами энергии ветра считаются:
- неограниченные запасы
- бесплатный источник энергии
- пользование не создает угрозы природе, не уменьшает ресурсы, не имеет отрицательных последствий для здоровья человека
К недостаткам принято относить:
- неустойчивость, нестабильность источника
- при огромных мощностях ветровых потоков, прием и переработка технически сложны и малоэффективны
- шум, вибрация во время работы
- высокая стоимость оборудования и энергии
Кроме того, противники ветроэнергетики приводят массу других аргументов, не всегда сушествующих, зачастую сильно преувеличенных.
Основным, неоспоримым достоинством является неисчерпаемость и возможность бесплатного получения ветра. При этом, стоимость оборудования, доставки, эксплуатации, в сочетании с низкой эффективностью установок, снижают возможности ветроэнергетики для многих регионов. Необходимы новые, более производительные, чувствительные ветрогенераторы, способные конкурировать с распространенными на сегодня методами выработки электроэнергии.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
