Обучение
15 июля 2022, 14:49
Трофименко Александра
БКС Мир инвестиций
Все статьи

С заботой о планете. Как работает альтернативная энергетика

0
Поделиться

Нашему миру нужна энергия. Много энергии. Однако планета часто страдает от способов, которыми мы ее производим. Для ГЭС приходится затапливать огромные территории, выбросы ТЭС негативно влияют на атмосферу, а ядерные отходы АЭС излучают радиацию, поэтому их приходится хранить в защищенных контейнерах под землей. Но энергию можно получать и по-другому. Сегодня мы расскажем об альтернативных источниках, которые работают более экологично.

В условиях изменения климата многие страны взяли курс на переход к возобновляемым источникам энергии, таким как ветер, солнце, приливы, тепло и так далее. Однако из-за географических факторов не все из них одинаково доступны на разных территориях.

Солнечная энергетика

Самым распространенным источником возобновляемой альтернативной энергии сейчас является Солнце. Если собрать всю энергию, которую ближайшая звезда посылает нам всего за один день, можно обеспечить планету на год.

Солнечные батареи работают так: солнечные лучи попадают на фотоэлементы, накопленная энергия направляется в контроллер, а после — в аккумулятор. Чтобы использовать собранную энергию, необходимо прогнать ее через инвертор — устройство, которое преобразует постоянный ток в переменный.

Понятное дело, ночью или в плохую погоду батареи не работают. Поэтому такой способ выработки энергии подходит для местности с большим количеством солнечного времени в сутках. В России среди крупных солнечных электростанций можно выделить Старомарьевскую СЭС в Ставропольском крае мощностью 100 МВт — одно из крупнейших подобных сооружений в нашей стране. Также солнечные электростанции есть в Астраханской, Самарской, Оренбургской областях и в Республике Алтай.

В китайской пустыне находится самая большая солнечная станция в мире — Солнечный парк Тэнгэр или «Великая солнечная стена». Ее максимальная мощность составляет 1547 МВт, что больше мощности одного среднестатистического ядерного реактора.

Плюсы
• Возобновляемость и неисчерпаемость. Солнце светит везде и дает много энергии.
• Экологичность
• Экономичность

Минусы
• Большая стоимость первичной установки
• Проблемы утилизации солнечных батарей
• Прерывающийся цикл и зависимость от погодных условий

Ветроэнергетика

Это очень распространенный способ получения энергии, в прямом смысле, из воздуха. Кинетическая энергия воздушных масс преобразуется в механическую, электрическую, тепловую или любую другую форму энергии, необходимую для конкретных задач.

Принцип работы схож с солнечными батареями: ветер дует, лопасти начинают крутиться, получается механическая энергия, которая приводит в действие соединенную с ним турбину, а затем генератор, где и выделяется ток. Он попадает на контроллер, затем в аккумулятор, а оттуда через инвертор направляется к потребителям.

Как и с солнцем, трудность в работе с ветром заключается в его непостоянности — он дует не все время. Тем не менее, в мире построено много ветроэлектростанций. Самая крупная находится в Китае на окраине пустыни Гоби. Ее мощность — почти 20 тыс. МВт.

В России крупнейшая ветряная электростанция — Кочубеевская ВЭС — находится в Ставропольском крае. Ее мощность составляет 210 МВт.

Плюсы
• Энергия ветра неисчерпаема и экологична — нет вредных выбросов в атмосферу
• Требуют малой площади, установки можно размещать в труднодоступных местах
• Автономность, то есть работа не зависит от состояния и работы внешних энергетических сетей

Минусы
• Непостоянство работы, так как ветровой поток невозможно регулировать
• Высокая стоимость установки
• Шум, из-за которого крупные ветровые сооружения не всегда можно установить вблизи домов

Геотермальная энергетика

Использовать тепловую энергию недр Земли логично: это возобновляемый ресурс, который находится буквально у нас под ногами. Под земной корой располагаются слой горячей магмы, сухие теплые породы и нагретые до высокой температуры подземные воды.

Однако, чтобы использовать энергию недр, нужно ее сначала достать. Для этого строят специальные геотермальные электростанции, где бурят скважины. Через одну из них с поверхности под давлением закачивается вода, под землей от тепла пород она превращается в пар, который выходит на поверхность через вторую скважину. Получившийся пар приходит в движение генератор, и выделяется электрический ток. Пройдя через лопасти, пар конденсируется и снова направляется под землю. Получается замкнутая система.

Геотермальная энергетика широко распространена в Новой Зеландии, Исландии, Франции, Италии, Мексике, Литве, Индонезии, Китае и других странах. В России есть четыре геотермальные электростанции — три в Камчатском крае и одна на Сахалине.

Плюсы
• Относительно низкая стоимость строительства и эксплуатации
• Работа не зависит от климатических условий, то есть наличия солнечного света или ветра
• Экологичность
• Возобновляемость и устойчивость — энергия недр земли никогда не кончится, в отличие от угля или нефти

Минусы
• Высокое потребление чистой воды
• Географические ограничения — предприятия чаще всего строят вдоль тектонических разломов в земной коре
• Сейсмическая нестабильность. Некоторые считают, что такие предприятия могу вызвать подземные толчки

Волновая энергетика

Еще один способ добычи энергии из природных ресурсов — это волны. На самом деле, ничего удивительного, с учетом того, сколько силы несут в себе моря и океаны.

Для того, чтобы преобразовывать волновую энергию в электрическую, необходимо построить специальную станцию, которая использует движущую силу водяной массы. Есть несколько видов таких сооружений, которые работают немного по-разному.

• Волна проходит через пустую камеру, выталкивая через нее воздух, который вращает турбину, соединенную с генератором.

• Волна движется через большую трубу, и вода запускает движение турбины.

• «Колеблющееся тело» — это система, которая подразумевает соединение нескольких плавающих секций, между которыми устанавливаются подвижные платформы с гидравлическими поршнями. Один или несколько из них соединяются с гидравлическим двигателем, которые передает энергию волн, проходящих сквозь поршни, на генератор, где выделяется ток.

• «Искусственный атолл» — сооружение из бетона, установленное на суше. Волны набегают внутрь, при этом вода попадает в специальный накопительный бассейн, а оттуда — на лопасти турбины.

Первая коммерческая волновая электростанция была построена в Португалии в 2008 г. Такие сооружения также есть в Испании, Великобритании и Австралии.

Плюсы
• Энергия волн предсказуема, то есть вы можете определить, какое количество будет произведено
• Волны мощнее ветра, а значит, волновая энергетика более эффективна
• Минимальные эксплуатационные расходы после установки

Минусы
• Опасность установок для морской флоры и фауны
• Можно размещать только вблизи морей или океанов
• Зависимость от погоды и климата

Приливная энергетика

Еще один способ использовать мировой океан в качестве источника энергии — приливные электростанции, которые работают за счет приливов и отливов.

Недалеко от берега возводится плотина, внутри которой под водой находится обратимый гидротурбогенератор — лопасти турбины могут крутиться в обоих направлениях. Приливной поток проходит сквозь него, вода собирается в бассейне между плотиной и сушей, при этом турбина приходит в движение. Затем во время отлива происходит ровно то же самое, но вода движется в обратном направлении. В результате генератор вырабатывает ток, который собирается в трансформаторе и оттуда подается потребителям.

Приливные электростанции есть во Франции, Канаде, Великобритании, США, Китае, Индии и других странах. В России с 1968 г. действует Кислогубская ПЭС, расположенная на побережье Баренцева моря. Также подобные станции есть на Кольском полуострове, в Белом и Охотском морях.

Плюсы
• Экологичность и возобновляемость
• Долгий срок службы турбин на производстве
• Не требует отдельного участка земли для постройки станции
• Независимость от погодных условий

Минусы
• Опасность для морской флоры и фауны
• Очень медленно окупается, так как в течение дня может быть всего 4 цикла приливов и отливов
• Географическая ограниченность

Читайте также: От генератора до розетки. Как производят электричество на ГЭС, АЭС и ТЭС

БКС Мир инвестиций

0
Поделиться

Комментарии