32,6% – ulei și produse petroliere. 30,0% – cărbune. 23,7% – gaz. Primele trei dintre sursele de energie care furnizează omenirea arată exact așa. Navele stelare și planeta „verde” sunt încă la fel de departe ca „galaxia departe, departe”.
Există cu siguranță o mișcare către energia alternativă, dar este atât de lentă încât se speră o descoperire – nu încă. Să fim sinceri: în următorii 50 de ani, combustibilii fosili ne vor lumina casele.
Dezvoltarea energiei alternative se desfășoară încet, ca un gentilom de-a lungul digului Tamisei. Astăzi, despre sursele de energie netradiționale s-a scris mult mai mult decât s-a făcut pentru dezvoltarea și implementarea lor în viața de zi cu zi. Dar în această direcție sunt 3 „mastodonți” recunoscuți care trag restul carului în spatele lor.
Energia nucleară nu este luată în considerare aici, deoarece problema progresivității și oportunității dezvoltării sale poate fi discutată foarte mult timp.
Mai jos vor fi indicatorii de putere ai stațiilor, prin urmare, pentru a analiza valorile, vom introduce un punct de plecare: cea mai puternică centrală electrică din lume este centrala nucleară Kashiwazaki-Kariwa (Japonia). Care are o capacitate de 8,2 GW.
Energia aerului: vântul în serviciul omului
Principiul de bază al energiei eoliene este conversia energiei cinetice a maselor de aer în mișcare în energie termică, mecanică sau electrică.
Vântul este rezultatul diferenței de presiune a aerului la suprafață. Aici este implementat principiul clasic al „navelor comunicante”, doar la scară globală. Imaginează-ți 2 puncte – Moscova și Sankt Petersburg. Dacă temperatura la Moscova este mai mare, atunci aerul se încălzește și crește, lăsând presiune scăzută și o cantitate redusă de aer în straturile inferioare. În același timp, în Sankt Petersburg este presiune mare și este suficient aer „de jos”. Prin urmare, masele încep să curgă spre Moscova, pentru că natura se străduiește întotdeauna să echilibreze. Așa se formează fluxul de aer, care se numește vânt.
Această mișcare poartă o energie uriașă, pe care inginerii încearcă să o capteze.
Astăzi, 3% din producția mondială de energie provine din turbine eoliene, iar capacitatea este în creștere. În 2016, capacitatea instalată a parcurilor eoliene a depășit capacitatea centralelor nucleare. Dar există 2 caracteristici care limitează dezvoltarea direcției:
1. Puterea instalată este puterea maximă de operare. Și dacă centralele nucleare funcționează la acest nivel aproape tot timpul, fermele eoliene ating rar astfel de indicatori. Eficiența unor astfel de stații este de 30-40%. Vântul este extrem de instabil, ceea ce limitează aplicarea la scară industrială.
2. Amplasarea parcurilor eoliene este rațională în locurile cu fluxuri constante de vânt – astfel se poate asigura eficiența maximă a instalației. Localizarea generatoarelor este semnificativ limitată.
Energia eoliană poate fi considerată astăzi doar ca o sursă suplimentară de energie în combinație cu cele permanente, cum ar fi centralele nucleare și stațiile care utilizează combustibil combustibil.
Morile de vânt au apărut pentru prima dată în Danemarca – au fost aduse aici de către cruciați. Astăzi, în această țară scandinavă, 42% din energie este generată de parcuri eoliene.
Proiectul pentru construirea unei insule artificiale la 100 km de coasta Marii Britanii a fost aproape finalizat. Un proiect fundamental nou va fi creat la Dogger Bank – pentru 6 km2 vor fi instalate multe turbine eoliene care vor transmite energie electrică către continent. Va fi cel mai mare parc eolian din lume. Astăzi, acesta este Gansu (China) cu o capacitate de 5,16 GW. Acesta este un complex de turbine eoliene, care crește în fiecare an. Indicatorul planificat este de 20 GW.
Și puțin despre cost.
Indicatorii de cost mediu pentru 1 kWh de energie generat sunt:
─ cărbune 9-30 de cenți;
─ vântul 2,5-5 cenți.
Dacă este posibil să se rezolve problema cu dependența de energia eoliană și astfel să crească eficiența parcurilor eoliene, atunci acestea au un potențial mare.
Energia solară: motorul naturii – motorul umanității
Principiul producției se bazează pe colectarea și distribuirea căldurii din razele solare.
Acum ponderea centralelor solare (SPP) în producția mondială de energie este de 0,79%.
Această energie, în primul rând, este asociată cu energia alternativă – câmpuri fantastice acoperite cu plăci mari cu fotocelule sunt desenate imediat în fața ochilor tăi. În practică, profitabilitatea acestei direcții este destul de scăzută. Printre probleme, se poate evidenția o încălcare a regimului de temperatură deasupra centralei solare, unde masele de aer sunt încălzite.
Există programe de dezvoltare a energiei solare în peste 80 de țări. Dar în majoritatea cazurilor vorbim despre o sursă auxiliară de energie, deoarece nivelul producției este scăzut.
Este important să plasați corect puterea, pentru care sunt compilate hărți detaliate ale radiației solare.
Colectorul solar este folosit atat pentru incalzirea apei pentru incalzire cat si pentru generarea de energie electrica. Celulele fotovoltaice generează energie prin „eliminarea” fotonilor sub influența luminii solare.
Lider în ceea ce privește producția de energie la centralele solare este China, iar în ceea ce privește generarea pe cap de locuitor – Germania.
Cea mai mare centrală solară este situată în ferma solară Topaz, care se află în California. Putere 1,1 GW.
Există evoluții pentru a pune colectoarele pe orbită și a colecta energia solară fără a o pierde în atmosferă, dar această direcție are încă prea multe obstacole tehnice.
Puterea apei: folosind cel mai mare motor de pe planetă
Hidroenergia este lider printre sursele alternative de energie. 20% din producția mondială de energie provine din hidroenergie. Iar printre sursele regenerabile 88%.
Se construiește un baraj masiv pe o anumită secțiune a râului, care blochează complet canalul. În amonte este creat un rezervor, iar diferența de înălțime de-a lungul laturilor barajului poate ajunge la sute de metri. Apa trece rapid prin baraj în acele locuri unde sunt instalate turbinele. Deci energia apei în mișcare învârte generatoarele și duce la generarea de energie. Totul este simplu.
Dintre minusuri: o zonă mare este inundată, viața biologică din râu este perturbată.
Cea mai mare centrală hidroelectrică este Sanxia („Trei Chei”) din China. Are o capacitate de 22 GW, fiind cea mai mare centrală din lume.
Centralele hidroelectrice sunt comune în întreaga lume, iar în Brazilia furnizează 80% din energie. Această direcție este cea mai promițătoare în domeniul energiei alternative și este în continuă dezvoltare.
Râurile mici nu sunt capabile să producă energie mare, astfel încât centralele hidroelectrice de pe ele sunt proiectate pentru a satisface nevoile locale.
Utilizarea apei ca sursă de energie este implementată în mai multe concepte majore:
1. Utilizarea mareelor. Tehnologia este în multe privințe asemănătoare centralei hidroelectrice clasice, singura diferență fiind că barajul nu blochează canalul, ci gura golfului. Apa mării face fluctuații zilnice sub influența atracției lunii, ceea ce duce la circulația apei prin turbinele barajului. Această tehnologie a fost implementată doar în câteva țări.
2. Utilizarea energiei valurilor. Fluctuațiile constante ale apei în larg pot fi, de asemenea, o sursă de energie. Aceasta nu este doar trecerea valurilor prin turbinele instalate static, ci și utilizarea „flotoarelor”: dar suprafața mării plasează un lanț de plutitori speciali, în interiorul cărora se află turbine mici. Undele rotesc generatoarele și se generează o anumită cantitate de energie.
În general, astăzi energia alternativă nu poate deveni o sursă globală de energie. Dar este foarte posibil să se furnizeze majoritatea obiectelor cu energie autonomă. În funcție de caracteristicile teritoriului, puteți alege întotdeauna cea mai bună opțiune.
Pentru independența energetică globală, va fi necesar ceva fundamental nou, cum ar fi „teoria eterului” a faimosului sârb.
Fără demagogie, este ciudat că în anii 2000, omenirea produce energie nu cu mult mai progresiv decât locomotiva pe care au fotografiat-o frații Lumiere. Astăzi, problema resurselor energetice a intrat mult în sfera politicii și a finanțelor, ceea ce determină structura producției de energie electrică. Dacă uleiul aprinde lămpile, atunci cineva are nevoie de el...