Природные ресурсы нашей планеты не безграничны и рано или поздно они иссякнут. Ученные прогнозируют, что запасы нефти иссякнут примерно через 30-50 лет, природный газ закончится также через 50 лет. Поэтому в целях экономии и заложения фундамента на будущее ученые всего мира пытаются найти альтернативу топливу и новые источники энергии.

В наше время во многих странах широко используются ветровые генераторы, солнечные коллекторы и батареи, тепловые насосы, небольшие гидроэлектростанции и т.д. В целях экономии электричества и различных видов топлива человечество пытается разрабатывать различные источники энергии и искусственно синтезировать новые образцы топлива.




Ветровые генераторы.

Человек давно решил направить силы природы себе на благо. Ветер – это природная сила, которая может воздействовать на электроустановку (ветрогенератор) и преобразовывать свою энергию в электрический ток. Ветроэнергетика – это хорошо развивающаяся отрасль во многих странах мира. На сегодняшний день общая мощность задействованных ветрогенераторов в мире составляет 159 ГигаВатт, а если посмотреть на статистику, то мы увидим, что Дания производит 20% электроэнергии с помощью ветрогенераторов, Ирландия – 14%, Португалия – 14%, Испания – 13%, Германия – 8%.

Ветрогенераторы бывают различных моделей и мощностей – от бытовых до промышленных. Мощность ветрогенератора основана на размерных характеристиках лопастей и высоты расположения над уровнем земли. На сегодняшний день лидером в производстве мощных ветрогенираторов является компания Vestas (Дания), которая выпускает турбины мощностью 3 МВт. Данное оборудование имеет высоту 70 метров, а диаметр лопастей 115 метров. Также существуют ветрогенераторы от компаний Enerson, REpower Systems. Ветрогенераторы устанавливаются не только на суше, но и на подводных фундаментах или плавающих платформах в море.


Солнечные коллекторы.

Альтернативой различному топливу, которое используется на современных ТЭЦ, могут стать солнечные коллекторы. Это позволит сэкономить затраты и получить бесплатную тепловую энергию для обогрева наших домов. Напомним, что солнечный коллектор отличается от солнечных батарей тем, что данное оборудование собирает тепловую энергию Солнца и передает ее теплоносителю.
По типу конструкции солнечные коллекторы можно разделить на плоские и вакуумные.

Плоские солнечные коллекторы работают по принципу поглощения солнечной тепловой энергии абсорбером (поглощающим элементом), который связан с теплопроводной системой. Если отсутствует разбор воды, то вода может нагреться до температуры 200°С. Эффективность такого оборудования определяется количеством падающей энергии, которая передается теплоносителю. Данный показатель можно повысить применением специальных оптических покрытий, которые не излучают тепло в инфракрасном спектре.

Вакуумный солнечный коллектор способен нагреть теплоноситель до температуры 300°С при недостаточном отборе тепла. Данные характеристики возможны при сокращении теплопотерь в системе и использовании вакуумной атмосферы в коллекторе.

Солнечная энергия широко используется человеком. В мире существуют солнечные башни (Севилья, Испания), параболоцилиндрические концентраторы в США и параболические концентраторы в Испании. Многие страны пытаются найти бесплатные источники выработки электрической и тепловой энергии для своего населения или производства. И это естественно, так как это позволяет не только экономить свои энергетические ресурсы, но и зарабатывать на силах природы.


Солнечные батареи.

Уже давно известно, что из солнечной энергии можно выработать электричество. Мы часто слышим о солнечных батареях, которые упоминаются в повседневной жизни и периодической прессе. Такое оборудование работает на фотоэлектрических преобразователях (фотоэлементах), которые являются полупроводниковыми устройствами, преобразующими солнечную энергию в электрический ток постоянного напряжения.

Промышленные установки с использованием солнечных батарей способны приводить в действие различные паровые, газотурбинные и термоэлектрические машины. Такое оборудование устанавливается на Гелеоэлектростанциях (ГЕЭС).

Человечество уже давно использует для своих нужд солнечные батареи: в своих домах, автомобилях, самолетах, в производстве, а также в космосе.
Солнечная энергия является одним из эффективных, экологически чистых и безопасных источников альтернативной энергии. Энергетический ресурс Солнца по предположениям ученых составляет 5 млрд. лет.


Тепловые насосы.

Экспериментальные опыты с тепловой энергией позволили британскому физику У. Томсону разработать концепцию теплового насоса, которая в дальнейшем развивалась и усовершенствовалась учеными из разных стран. Тепловой насос позволяет нагреть теплоноситель до высокой температуры от источника с низкой температурой. Как бы парадоксально это не звучало, тепловой насос получает тепло из технологического процесса образования холода.

Тепловые насосы бывают различного типа: компрессионные и абсорбционные. Те и другие позволяют получить выгодное тепло для обогрева наших домов. Тепловые насосы могут аккумулировать тепло земли, подземных и грунтовых вод, воздуха или грунтовых пород.

Тепловые насосы считаются надежными системами, так как процессом управляет электроника. Они не требовательны в дополнительном обслуживании, а управление таким оборудованием не требует специальных знаний. Работа данного оборудования не вызывает дискомфорта у обитателей дома, а установка занимает место не больше обычного бытового холодильника.



Минигидроэлектростанции.

Минигидроэлектростанции – это уменьшенный аналог гидроэлектростанций стратегического значения. Принцип работы данного оборудования основан на преобразование энергии водного потока в электроэнергию. Для нормальной функциональности гидроэлектростанции необходимо обеспечение некоторых факторов: круглогодичный водный поток, достаточный уклон реки, создание каньонообразного рельефа местности.

Работа гидроэлектростанции проста и основана на направлении достаточного потока воды на лопасти гидротурбины, которая в свою очередь приводит в действие генераторы, что вырабатывают электричество.
Такие сооружения можно разделить на несколько групп, по количеству вырабатываемой энергии: большие, средние и малые. В зависимости от максимальной силы напора гидроэлектростанции могут быть высоконапорные, средненапорные и низконапорные.

Статистика по выработке электроэнергии на ГЭС говорит о том, что лидирует Китай – 585 Твт-ч, Канада – 369, Бразилия – 364, Россия занимает 5 место – 162.

Как мы видим, человечество не стоит на месте и интенсивно работает над разработкой и внедрением альтернативных источников энергии. Это позволит нам плавно перейти от одного вида ресурсов к новому и не даст упереться в «стену», что может привести к всемирному хаосу.