Alternatiivsed energiaallikad. Energiaallikate liigid ja nende kasutamine. Alternatiivsed soojusenergia allikad: kust ja kuidas soojust saada

Niisiis, kõigepealt määratleme, mis on alternatiivenergia. Ja määratlus on järgmine. alternatiivenergia on paljutõotavate energiatootmismeetodite kogum, mis ei ole nii laialt levinud kui traditsioonilised, kuid pakuvad suurt huvi, kuna need on tulusad ja neid saab kasutada madala ebasoodsate keskkonnamõjude riskiga. Sellest lähtuvalt alternatiivsed energiaallikad see on alternatiivenergia kütus.

Enamik nõustub, et kunagi peame tavapärasest kütusest loobuma. See on sõdade, reostuse ja kliimamuutuste põhjus. Kuid teadlased on aastaid uurinud alternatiivseid allikaid, nagu päike, tuul ja vesi.

Tuuleenergiasüsteemid ja päikesepaneelid on aga söe- ja naftatöötlemisega võrreldes endiselt kallimad ning kõikidesse piirkondadesse need ei sobi.

Sel põhjusel ei lõpeta teadlased uute lahenduste otsimist, pöörates järk-järgult tähelepanu vähem populaarsetele meetoditele. Mõned on üsna ebatavalised, mõned on rumalad, ebareaalsed ja mõnikord vastikud.

Loov lähenemine alternatiivsete energiaallikate leidmisele viib meid energiajulgeoleku küsimuste lahendamisele lähemale. Ja need ei pea olema suuremahulised projektid. Lahendustel, mis on mõeldud kasutamiseks väikesel tasemel – arengumaade külades või asulates, pole midagi halba.

10 alternatiivset energiaallikat

Tuleviku energia. Tuleviku alternatiivsed energiaallikad

1) Suhkru autopaaki panemine on vana ja kaugeltki kahjutu nali, mis võib põhjustada mootorikahjustusi. Aga suhkur võib olla suurepärane kütus teie auto jaoks. Virginia Tehnoloogiainstituudi spetsialistid töötavad selle nimel, et toota suhkrust vesinikku, mida saab kasutada puhta ja odava kütusena, mis ei eralda mürgiseid aineid ega lõhna. Teadlased lahustavad suhkrut vees kolmeteistkümne võimsa ensüümiga reaktoris, mis toodab segust vesinikku.

Vesinik püütakse kinni ja pumbatakse akusse energia tootmiseks. Selle tulemusena toodetakse 3 korda rohkem vesinikku kui traditsiooniliste meetoditega, mis mõjutab tehnoloogia maksumust.

Kahjuks läheb veel kümmekond aastat, enne kui tarbijad saavad oma autosid suhkruga tankida. Lähitulevikus on kõige realistlikum sülearvutite, mobiiltelefonide ja muude elektriseadmete suhkruakude disain. Need akud töötavad kauem ja usaldusväärsemalt kui tänapäeva analoogid.

Andrei Voronin. Alternatiivsed energiaallikad

2) Energiat, 100 miljardit korda rohkem kui kogu planeedi inimkond praegu tarbib, on sõna otseses mõttes meie käeulatuses. See päikese tuuleenergia– laetud osakeste voog, mida Päike kiirgab. Pullmanis asuva Washingtoni osariigi ülikooli füüsik Brooke Harrop ja Washingtoni osariigi keskkonna- ja loodusvarade uurimisinstituudi füüsik Dirk Schulze-Makuch usuvad, et neid osakesi võib püüda Maa orbiidil ümber Päikese tiirlev satelliit.

Selle projekti kohaselt on satelliidil vasktraat, mida laetakse siin asuva aku abil, et luua magnetväli, mis korjab sellest tuulest elektrone. Elektronenergia edastatakse siit Maale infrapunalaseriga ja Maa atmosfäär seda ei mõjuta.

Ka selle projekti elluviimisel on takistusi. Esiteks peame lahendama satelliidi kaitsmise küsimuse kosmoseprahi eest. Teiseks võib Maa atmosfäär neelata osa energiast, mis edastatakse suurelt kauguselt. Ja infrapunakiire sihtimine valitud kohta pole lihtne ülesanne.

Sellel arengul on väljavaateid kosmoseaparaatide energia varustamiseks.

3) Paljud inimesed usuvad, et uriin ja väljaheited tuleb kohe ära visata. Kuid väljaheited, mida toodavad nii inimesed kui ka loomad, sisaldavad metaan, millel pole ei värvi ega lõhna, kuid mis suudab toota energiat paremini kui maagaas.

Koerte väljaheidete muutmise ideed töötavad välja vähemalt kaks teadlaste rühma - üks Cambridge'is (Massachusetts) ja teine ​​​​San Francisco ettevõtte NorcalWaste spetsialistid. Kaks rühma soovitavad lemmikloomaomanikel kasutada lemmikloomadega jalutades jäätmekogumiskotte. Seejärel visatakse kotid “reaktoritesse”, kus toodetakse metaani, mida saab kasutada tänavate valgustamiseks.

Pennsylvania farmid otsivad loomasõnnikut uue energiaallikana. 600 lehma toodavad umbes 70 000 kg sõnnikut päevas, mis – kui seda kasutatakse – säästab farmile umbes 60 000 dollarit aastas. Neid jäätmeid saab kasutada väetisena ning kodude valgustamiseks ja kütmiseks. Ja Ameerika ettevõte Hewlett-Packard kirjeldas, kuidas põllumehed saavad oma sissetulekuid suurendada, rentides oma Interneti-pakkujatele, et nad saaksid kasutada arvutite jaoks metaanienergiat.

Inimjäätmed pole vähem väärtuslikud. Austraalias on Volkswagen Beetle, mis töötab reovee puhastamisel tekkiva metaaniga. Ja Briti ettevõtte WessexWater inseneride sõnul toodavad 70 maja jäätmed piisavalt metaani, et auto saaks peatumata läbida 16 000 km.

Ärge unustage ka uriini. Heriot-Watti ülikooli füüsika- ja tehnikateaduskonna teadlased üritavad luua maailma esimest uriiniakut. See tehnoloogia võib leida rakendusi nii kosmose- kui ka sõjatööstuses, võimaldades energiat toota liikvel olles. Karbamiid on ligipääsetav ja mittetoksiline lämmastikurikas orgaaniline aine. Seega kannavad inimesed sõna otseses mõttes endas kaasas keemilist ühendit, mis võib olla energiaallikas.

Inimkeha

4) Kui sõidate kuumal päeval metroovagunis, proovige mõelda, mida soojust, mida teie keha toodab, piisab terve hoone kütmiseks. Nii arvatakse Stockholmis ja Pariisis. Kinnisvarahaldusfirma Jernhuset töötab välja plaani, kuidas kasutada ära Stockholmi pearaudteejaama läbiva metroorongi reisijate tekitatud soojus. Soojus soojendab läbi torustike voolava ja hoonete ventilatsioonisüsteemidesse siseneva vee. Ja Pariisis tahab Pariisi elamukompleksi omanik metrooreisijate abiga kütta 17 korterit Pompidou keskuse lähedal.

Ükskõik kui kummaliselt see ka ei kõlaks, mitte vähem tõenäoline pole projekt, mis kasutab hoone kütmiseks surnukehade energiat. Seda meetodit kasutab üks krematoorium Suurbritannias, mida kütavad oma “kliendid”. Hukkunute surnukehade põletamisel tekkivat soojust püüdis varem kinni elavhõbedaeemaldussüsteem, kuid nüüd suunatakse soojus torude kaudu hoonete kütmiseks.

5) Murdu ja aita loodust – seda hüüdlauset saab kasutada uue strateegia reklaamimiseks. Rotterdami klubi Watt kasutab valgusshow käivitamiseks kõndivate ja tantsivate klientide vibratsiooni. See on võimalik tänu piesoelektriliste materjalide kasutamisele, mis võib rõhu all muuta vibratsiooni .

USA armee on huvitatud ka piesoelektriseadmete kasutamisest energia tootmiseks. Piesoelektrikud asetatakse sõdurite saabastesse, et anda toidet raadiotele ja teistele elektriseadmetele. Vaatamata tohutule potentsiaalile ei ole see tehnoloogia kuigi laialt levinud. Peamiselt selle kõrge hinna tõttu. Sellise põranda paigaldamiseks 2500 ruutmeetrile. Watti klubi kulutas 257 000 dollarit, mis ei tasunud end kunagi ära. Tulevikus aga täiustatakse seda katet, et suurendada genereeritava energia hulka – tants on tõeliselt energiline!

6) Ainult Californias igal aastal toodetakse üle 700 000 tonni muda– aurukatelde lahustumatud setted mudana või tahkel kujul. Kuid mitte kõik ei mõista, et sellest materjalist piisab 10 000 000 kilovatt-tunni elektri tootmiseks päevas. Nevada ülikooli teadlased kuivatavad muda, et muuta see edasiseks gaasistamiseks kütuseks, mis toob kaasa elektri tootmise. Teadlased on välja pakkunud installatsiooni, mis muudab viskoosse sette madalal temperatuuril keeva liiva abil pulbriks. Selle tulemusena saame odava, kuid kvaliteetse kütuse.

See tehnoloogia muudab jäätmed kütuseks ja võib töötada otse tootmises, säästes raha muda transpordiks ja kõrvaldamiseks. Need uuringud pole veel lõppenud, kuid esialgsed hinnangud näitavad, et täisvõimsusel töötav süsteem võiks teoreetiliselt toota 25 000 kilovatt-tundi energiat päevas.

7) Sügavuses elavad meduusid ja sisaldavad aineid, mis võivad saada energiaallikateks. Nad säravad tänu rohelisele fluorestseeruvale valgule. Chalmersi ülikooli töörühm asetas selle valgu elektroodidele ja kiiritas neid UV-kiirtega ning aine hakkas elektrone kiirgama.

Seda valku kasutati bioloogilise kütuse loomisel, mis toodab elektrit ilma valgusallikata, selle asemel kasutati ainete segu - magneesiumi biokatalüsaatori lutsiferaasiga, mida leidub tulikärbestes.

8) Seal on kolm "plahvatavat järve", mis on oma nime saanud suurte süsihappegaasi ja metaani koguste tõttu, mis kogunevad sügavustesse temperatuuride ja vee tiheduse erinevuse tõttu.

Temperatuuritaseme muutumisel väljuvad gaasid järvest nagu kork soodapudelist, tappes kogu käeulatuses oleva elu. Selline tragöödia juhtus 1984. aastal Kamerunis, kui Nyose järvest paiskus välja suur süsihappegaasipilv, mis põhjustas sadade inimeste ja loomade surma.

Rwandas on sarnane järv (Kivu). Kohalik omavalitsus otsustas aga selle surmava gaasi igaveseks ära kasutada ja ehitas siia elektrijaama, mis pumpab järvest gaase ja sõidab nendega 3 generaatorit, mis toodavad 3,6 MW energiat. Valitsus ennustab, et see elektrijaam suudab peagi toota piisavalt energiat, et katta kolmandiku riigi vajadused.

9) Looduses elab miljardeid baktereid, ja nagu igal elusolendil, on neil oma strateegia ellujäämiseks, kui toitu pole piisavalt. Näiteks bakteril E. coli on rasvhapete varu, mille koostis meenutab polüestrit. Neid samu rasvhappeid kasutatakse biodiislikütuse tootmisel. Olles näinud seda bakterite omadust, näevad teadlased ette suuri väljavaateid, kuidas neid geneetiliselt täiustada, et toota tohutul hulgal happeid.

Esiteks eemaldasid teadlased bakteritest ensüümid, seejärel dehüdreerisid rasvhapped hapniku eemaldamiseks. Selle tulemusena muutsid nad bakterid millekski diislikütuse sarnaseks.

10) on tühjad torud, mis koosnevad süsinikuaatomitest. Nende rakendusala on väga lai: alates soomustest kuni "liftide" loomiseni, mis suudavad Kuule transportida mitmesuguseid veoseid. Ja hiljuti leidis rühm Massachusettsi Instituudi teadlasi võimaluse kasutada päikeseenergia kogumiseks nanotorusid ning nende torude efektiivsus on 100 korda parem kui meile tänapäeval tuntud fotogalvaaniliste elementide oma. See efekt saavutatakse tänu sellele, et nanotorud toimivad antennidena, et püüda kinni päikesevalgust ja suunata need ümber päikesepaneelidele, mis muudavad need päikesevalguseks. Seega, selle asemel, et katta kogu oma maja katus päikesepaneelidega, soovib inimene, kes soovib kasutada päikeseenergiat süsinik-nanotorude abil, mis võtavad enda alla murdosa pindalast.

Energia on alati olnud inimtsivilisatsiooni olemasolu ja arengu kõige olulisem tegur. Ilma selleta pole mõeldav igasugune inimtegevus, sellest sõltub otsustavalt riikide majandus ja lõpuks ka inimeste heaolu. Tavainimene on selle erinevate ilmingutega nii harjunud ja kohanenud, et ta lihtsalt ei märka probleemi, kulutades mõttetult lõputuna näivaid ressursse.

Traditsiooniliste energiaallikate piirid ja võimalused pole aga ammendamatud. Seda tõendab kõnekalt enamiku planeedi suurimate majanduslikult arenenud riikide, ÜRO ja teiste juhtivate maailmaorganisatsioonide energiapoliitika. Kõik huvilised on rohkem kui pool sajandit aktiivselt otsinud ja arendanud teisi, alternatiivseid elektri ja soojuse tootmise meetodeid.

Alternatiivenergia areng on tihedalt seotud suuremahuliste keskkonnaprobleemidega. Ülemaailmne keskkonnareostus, maailma ookeanid, hirmuäratav statistika kahjulike ühendite atmosfääri paiskamise kohta – kõik see viitab selgelt sellele, et 21. sajandil on alternatiivne energia ja ökoloogia omavahel lahutamatult seotud.

Ebakonventsionaalsete energiaallikate väljatöötamine ja otsimine on üks tähtsamaid ülesandeid, millega globaalne teadusringkond silmitsi seisab. Selle lahendusest sõltuvad planeedi ökoloogia, olukord eelseisva totaalse energiakriisiga, riikide edasine majanduslik areng ja sellest tulenevalt ka nende elanike elatustase.

Inimkond on ammu mõistnud vajadust energiat hankida ja õppinud seda kasutama, omandades käegakatsutavat kasu.

Tuuleenergia kasutamine tõi kaasa purjede, sõjalaevade ja kaubalaevade ilmumise. Tekkisid sõjalaevastikud ja hakkas arenema merekaubandus.

Veskite leiutamine leiva tootmiseks põhines vesiratta liikumisel toodetud veeenergia kasutamisel. Nende välimus avaldas positiivset mõju antiikmaailma riikide demograafilisele olukorrale ja inimeste oodatav eluiga pikenes järsult.

Juba ammusest ajast on olmejäätmete ja väljasurnud taimede jäänuste kasutamine kütusena aidanud valmistada toitu ja olnud aluseks varajase metallurgia tekkele.

Siis tulid inimkonnale appi olulised geoloogilised avastused. Teaduse ja tehnika areng ning tööstusrevolutsioon viisid selleni, et juba 19. sajandi lõpus said peamiseks energiaallikaks süsivesinikud. Purjed, aerud ning hobuste ja teiste loomade lihasjõud asendati odavate fossiilkütuseid põletavate mootoritega.

Valdav enamiku riikide majandus muutus süsivesinikele, hüdroenergia arenes mööda teed ja alates 20. sajandi keskpaigast tuli areenile tuumaenergia.

Selline progressiivne areng oleks võinud jätkuda, kui 20. sajandi 60.–70. aastateks poleks tsivilisatsioon seisnud silmitsi Maa globaalse reostuse probleemiga, mis on tihedalt seotud inimtekkeliste kliimamuutustega.

Kaasaegne energia hoiab kindlalt peopesa keemiliste, radioaktiivsete, aerosoolide ja muude keskkonnareostuste korral. Selle asjakohaste probleemide lahendamine mõjutab otseselt keskkonnaprobleemide kõrvaldamise positiivset võimalust.

Kaasaegse energiaprobleemi peamine raskus seisneb selles, et see töötlev tööstus laieneb väga kiiresti. Võrdluseks, kui Maa rahvaarv kahekordistub keskmiselt iga poole sajandi järel, siis inimkonna energiatarbimine kahekordistub iga 15 aasta järel.

Seega toob energiasektori rahvastiku kasvu ja kasvu kiiruse superpositsioon kaasa laviiniefekti: energiavajadused ja nõuded elaniku kohta kasvavad pidevalt.

Hetkel ei ole märke selle tarbimise vähenemisest. Nende nõuete pidevaks täitmiseks lähitulevikus peab inimkond kiiresti vastama mitmele olulisele küsimusele:

• millist tegelikku mõju avaldavad võtmeenergia liigid noosfäärile (inimtegevuse sfäärile), kuidas muutub nende panus energiabilansi lähi- ja kaugemas tulevikus;
• kuidas neutraliseerida traditsiooniliste energiatootmismeetodite kasutamise ja selle ärakasutamise negatiivset mõju;
• millised võimalused on olemas, kas on olemas tehnoloogiad alternatiivenergia tootmiseks, milliseid ressursse saab selleks kasutada, kas alternatiivsetel energiaallikatel on tulevikku.

Alternatiivne energia kui inimkonna alternatiivne tulevik

Mis on alternatiivenergia? See kontseptsioon peidab endas täiesti uut tööstusharu, mis ühendab kõikvõimalikud paljulubavad arendused, mille eesmärk on leida ja kasutada alternatiivseid energiaallikaid.

Kiire üleminek alternatiivsetele energiaallikatele on vajalik järgmiste tegurite tõttu:

Alternatiivseid energialiike kasutavad riigid saavad hindamatu lisatasu – praktiliselt ammendamatu ja piiramatu varu, kuna lõviosa nendest allikatest on taastuvad.

Alternatiivsete energiaallikate peamised liigid

Viimasel ajal on praktiliselt proovitud palju ebatavalisi võimalusi energia tootmiseks. Statistika ütleb, et me räägime ikkagi tuhandest protsendist potentsiaalsest kasutusest.

Tüüpilised raskused, millega alternatiivsete energiaallikate arendamine paratamatult kokku puutub, on enamiku riikide täielikud lüngad loodusvarade kui riigi omandi kasutamise seadustes. Õigusliku arengu puudumisega on tihedalt seotud alternatiivenergia vältimatu maksustamise probleem.

Vaatame 10 enim kasutatavat alternatiivset energiaallikat.

Tuul

Tuuleenergiat on inimene alati kasutanud. Kaasaegsete tehnoloogiate arengutase võimaldab muuta selle peaaegu katkematuks.

Elektrit toodetakse veskitega sarnaselt tuulikute ja spetsiaalsete seadmete abil. Tuuleveski propeller edastab pöörlevate labade kaudu tuule kineetilise energia generaatorile, mis toodab voolu.

Sellised tuulejaamad on eriti levinud Hiinas, Indias, USA-s ja Lääne-Euroopa riikides. Selles vallas on vaieldamatu liider Taani, mis muide on tuuleenergia pioneer: esimesed installatsioonid ilmusid siia 19. sajandi lõpus. Taani katab sel viisil kuni 25% oma kogu elektrivajadusest.

20. sajandi lõpul suutis Hiina mägiseid ja kõrbealasid elektriga varustada vaid tuulegeneraatorite abil.

Tuuleenergia kasutamine on ehk kõige arenenum energiatootmisviis. See on ideaalne sünteesivõimalus, mis ühendab alternatiivse energia ja ökoloogia. Paljud maailma arenenud riigid suurendavad pidevalt selle meetodiga saadava elektri osakaalu oma üldises energiabilansis.

Päike

Pikka aega on püütud kasutada ka päikesekiirgust energia tootmiseks, hetkel on see üks perspektiivsemaid võimalusi alternatiivenergia arendamiseks. Ainuüksi tõsiasi, et päike paistab aastaringselt paljudel planeedi laiuskraadidel, edastades Maale kümneid tuhandeid kordi rohkem energiat, kui kogu inimkond aastas ära tarbib, inspireerib päikesejaamade aktiivset kasutamist.

Enamik suurimaid jaamu asub USA-s, kuid päikeseenergia on levinud ligi sajas riigis. Aluseks on fotoelemendid (päikesekiirguse muundurid), mis on kombineeritud suuremahulisteks päikesepaneelideks.

Maa soojus

Maa sügavuste soojus muundatakse energiaks ja seda kasutatakse inimeste vajadusteks paljudes maailma riikides. Soojusenergia on väga efektiivne vulkaanilise tegevuse piirkondades, kohtades, kus on palju geisereid.

Selle valdkonna liidrid on Island (riigi pealinn Reykjavik on täielikult varustatud geotermilise energiaga), Filipiinid (osakaal kogubilansist - 20%), Mehhiko (4%) ja USA (1%). .

Seda tüüpi allikate kasutamise piirang on tingitud geotermilise energia kaugema transportimise võimatusest (tüüpiline kohalik energiaallikas).

Venemaal töötab praegu ainult üks sarnane jaam (võimsus - 11 MW) Kamtšatkal. Seal on käimas uue jaama ehitus (võimsus - 200 MW).

Lähituleviku kümme kõige lootustandvamat energiaallikat on järgmised:

• kosmoses põhinevad päikesejaamad (projekti peamiseks puuduseks on tohutud finantskulud);
• inimese lihasjõud (nõutud ennekõike mikroelektroonika järele);
• mõõnade ja voolude energiapotentsiaal (puudus - kõrged ehituskulud, hiiglaslikud võimsuse kõikumised päevas);
• kütuse (vesiniku) konteinerid (uute tanklate ehitamise vajadus, nendega tankitavate autode kõrge hind);
• kiired tuumareaktorid (vedelasse Na-sse sukeldatud kütusevardad) – tehnoloogia on äärmiselt paljulubav (kasutatud jäätmete taaskasutamise võimalus);
• biokütus - juba laialdaselt kasutusel arengumaades (India, Hiina), eelised - taastuvus, keskkonnasõbralikkus, puudus - ressursside kasutamine, põllukultuuride tootmiseks mõeldud maa, kariloomade jalutuskäik (hinnatõus, toidupuudus);
• atmosfääri elekter (välguenergia potentsiaali kogunemine), peamiseks puuduseks on atmosfääri frontide liikuvus, tühjenduskiirus (akumuleerumise raskus).

Alternatiivne energia on ebatraditsioonilised viisid energia saamiseks, edastamiseks ja kasutamiseks. Tuntud ka kui "roheline" energia. Alternatiivsed allikad viitavad taastuvatele ressurssidele (nagu vesi, päikesevalgus, tuul, laineenergia, geotermilised allikad, taastuvate kütuste tavatu põletamine).

Põhineb kolmel põhimõttel:

1. Uuenevus.
2. Keskkonnasõbralikkus.
3. Ökonoomne.

Alternatiivenergia peab lahendama mitmeid maailmas aktuaalseid probleeme: maavarade raiskamine ja süsinikdioksiidi eraldumine atmosfääri (see toimub standardsete energiatootmismeetodite puhul läbi gaasi, nafta jne), millega kaasneb globaalne soojenemine, pöördumatud muutused. keskkonnas ja kasvuhooneefektis.

Alternatiivse energia arendamine

Suuna peetakse uudseks, kuigi tuule-, vee- ja päikeseenergia kasutamise katseid tehti juba 18. sajandil. 1774. aastal avaldati esimene hüdrotehnikat käsitlev teaduslik töö "Hüdraulikaarhitektuur". Töö autor on prantsuse insener Bernard Forest de Belidor. Pärast teose avaldamist tardus rohelise suuna areng ligi 50 aastaks.

• 1846 – esimene tuuleturbiin, projekteerija – Paul la Cour.
• 1861 – patent päikeseelektrijaama leiutamiseks.
• 1881 – Niagara juga hüdroelektrijaama ehitamine.
• 1913 - esimese geotermilise jaama ehitamine, insener - itaallane Piero Ginori Conti.
• 1931 – Krimmi esimese tööstusliku tuulepargi ehitamine.
• 1957 - võimsa tuuleturbiini (200 kW) paigaldamine Hollandisse, mis on ühendatud riigivõrguga.
• 1966 – esimese lainetel põhinevat energiat tootva jaama ehitamine (Prantsusmaa).

Alternatiivenergia sai uue tõuke arenguks 1970. aastate ränga kriisi ajal. 90ndatest kuni 21. sajandi alguseni registreeriti maailmas kriitiline arv elektrijaamades toimunud õnnetusi, mis said täiendavaks stiimuliks rohelise energia arendamiseks.

Alternatiivne energia Venemaal

Alternatiivenergia osakaal meie riigis on ligikaudu 1% (Energeetikaministeeriumi andmetel). Aastaks 2020 on kavas seda näitajat tõsta 4,5%-ni. Rohelise energia arendamine ei toimu ainult valitsuse vahenditega. Vene Föderatsioon meelitab eraettevõtjaid, lubades neile ärimeestele, kes on alternatiivsete arendustega tihedalt seotud, väikest tagasimakset (2,5 kopikat 1 kW kohta tunnis).

Rohelise energia arendamise potentsiaal Venemaa Föderatsioonis on tohutu:

• ookeani- ja mererannikut, Sahhalini, Kamtšatkat, Tšukotkat ja teisi territooriume saab nende vähese rahvaarvu ja arengu tõttu kasutada tuuleenergia allikatena;
• päikeseenergia allikad kokku ületavad nafta ja gaasi töötlemisel toodetud ressursside hulka - kõige soodsamad on selles osas Krasnodari ja Stavropoli territooriumid, Kaug-Ida, Põhja-Kaukaasia jne.

(Suurim päikeseelektrijaam Venemaal Altais)

Viimastel aastatel on selle valdkonna rahastamine vähenenud: 333 miljardi rubla tase on langenud 700 miljonile.Seda seletatakse ülemaailmse majanduskriisi ja kiireloomuliste probleemide olemasoluga. Hetkel ei ole alternatiivenergia Venemaa tööstuse prioriteet.

Alternatiivenergia riikides üle maailma

(Tuulegeneraatorid Taanis)

Hüdroenergia areneb kõige dünaamilisemalt (tänu veevarude olemasolule). Tuule- ja päikeseenergia jäävad märkimisväärselt maha, kuigi mõned riigid otsustavad nendes suundades liikuda.

Seega toodetakse tuuleturbiinide abil energiat (kogusummast):

• 28% Taanis;
• 19% Portugalis;
• 16% Hispaanias;
• Iirimaal 15%.

Nõudlus päikeseenergia järele on väiksem kui pakkumine: pooled allikatest, mida tootjad suudavad tarnida, on paigaldatud.

(Päikeseelektrijaam Saksamaal)

TOP-5 rohelise energia tootmise liidrit (andmed portaalist Vesti.ru):

1. USA (24,7%) - (kõik ressursid, päikesevalgus on kõige rohkem kaasatud).
2. Saksamaa - 11,7% (kõik alternatiivsed ressursid).
3. Hispaania - 7,8% (tuuleallikad).
4. Hiina - 7,6% (kõik tüüpi allikad, pooled neist on tuuleenergia).
5. Brasiilia - 5% (biokütused, päikese- ja tuuleallikad).

(Hispaania suurim päikeseelektrijaam)

Üks raskemini lahendatavaid probleeme on rahandus. Sageli on odavam kasutada traditsioonilisi energiaallikaid kui paigaldada uusi seadmeid. Selle probleemi üheks potentsiaalseks positiivseks lahenduseks on elektri, gaasi jms järsk hinnatõus, et sundida inimesi säästma ja aja jooksul täielikult alternatiivsetele allikatele üle minema.

Arenguprognoosid on väga erinevad. Nii lubab Tuuleenergia Assotsiatsioon, et aastaks 2020 kasvab rohelise energia osakaal 12%-ni ning EREC eeldab, et aastal 2030 saadakse juba 35% maailma energiatarbimisest taastuvatest allikatest.

Energia on inimese elus väga oluline osa. Ilma energiata on nii inimkeha kui ka kõigi Maal olemasolevate seadmete olemasolu võimatu. Seetõttu on inimesed alati püüdnud leida energiaallikaid, mis suudaksid rahuldada kõik tootmisvajadused.

Elanikkonna vajadused kasvavad iga päevaga, seetõttu on vaja uusi, energiamahukamaid ressursse, mis suudaksid rahuldada inimeste vajadusi. Kui varem oli kivisütt ja naftat küllalt, siis nüüdseks on varud ammendunud ja vajadus kasvab iga päevaga. Seetõttu arendatakse praegu aktiivselt uusi alternatiivseid energialiike.

Alternatiivsete energialiikide võimalused – kas need on võimelised tagama inimese mugava eksistentsi?

Alternatiivenergia on pikka aega liikunud ulmekirjanduse kategooriast laialdaselt kasutatavale vormingule paljude ettevõtete ja asulate energiavarustuse korraldamisel. Teadus- ja arendustegevus ei lähe raisku. Ja kui veel paarkümmend aastat tagasi piirdusid alternatiivsete energiaallikate liigid tuuleelektrijaamade ja päikesepaneelide kasutamisega, siis nüüd on see nimekiri täienenud ja oluliselt täienenud.

Milliseid alternatiivseid energiaallikaid praegu eksisteerib?

Päikesepatareid leiutati üsna kaua aega tagasi ja nüüd on ebatõenäoline, et keegi saab neist tõeliselt üllatuda. Tänapäeval kasutatakse sellist energiaallikat aktiivselt paljudes valdkondades. Seda kasutatakse nii tööstuslikel eesmärkidel kui ka erapiirkondade energiavarustuse tagamiseks. Selliste seadmete disain ja tööpõhimõte on üsna lihtne. Kuid selle maksumus ei võimalda endiselt kellelgi seda tüüpi autonoomset energiavarustust kasutada.

Kliima on päikesepaneelide tootlikuks tööks väga oluline. Piirkonnas, kuhu see süsteem kavatsetakse paigaldada, peaks aastas olema palju sooje päikesepaistelisi päevi. Selliste seadmete paigaldamine vihmastesse ja külmematesse piirkondadesse on vähem praktiline.

Teine üsna populaarne alternatiivse energiaallika tüüp on tuul. Selliseid elektrijaamu on kõige tulusam paigutada maapiirkondadesse, põldude lähedusse, tasandikele. Mehaaniline tuuleenergia muundatakse spetsiaalsete generaatorite abil elektriks. Tuuleturbiinide labad pöörlevad, et saada tuuleenergiat, mis seejärel muundatakse meie kasutatavaks elektriks.

Ka selle varustuse hind pole avalikult kättesaadav, olles üsna kõrge. Vajalikud kliimatingimused on aga leitud suuremal alal ja on vastuvõetavamad.

Seda tüüpi energiavarustus on vähem populaarne kui eelmised. Selle põhjuseks on asjaolu, et kuumaveeallikad on üsna haruldased ja neid pole palju. Siiski on ka selline ressurss olemas. Sellise energia tootmise seadmete tööpõhimõte seisneb selles, et turbiine käitab aur, misjärel hakkavad tööle elektrigeneraatorid.

Piirkondades, kus on juurdepääs merele või ookeanile, kasutatakse sageli edukalt veeenergiat. Vee mehaaniline jõud tõusulaine ja mõõna ajal paneb jaama paigaldatud spetsiaalsed turbiinid pöörlema. Seega muundatakse see elektrienergiaks.

Seda tüüpi elektrijaamad pole nii levinud. Nende tasuvus ei ole alati piisavalt kõrge, mistõttu nende tõhusus mõnikord tegelikku kasu ei too.

Vesiniku reaktsioon võib olla ka alternatiivne energiaallikas. Selle protsessi käigus saab eralduda vett ja soojust ning toota elektrit. Samas on see energiatootmisviis keskkonnasõbralik ja kõrge kasuteguriga.

Kõik teaduslikud arengud ja uuringud on peamiselt suunatud inimeste elujärje parandamisele. Üks neist valdkondadest, mis võib inimeksistentsi oluliselt muuta, on tuleviku energiasektori areng. Seetõttu on uute energiatootmisviiside otsimise ja kasutuselevõtu protsess ühiskonna arengu jaoks väga oluline.

Maasoojusenergia ja selle kasutamine. Hüdroenergiaressursside rakendamine. Paljutõotavad päikeseenergia tehnoloogiad. Tuuleturbiinide tööpõhimõte. Lainete ja hoovuste energia. Alternatiivse energia seisukord ja väljavaated Venemaal.

Permi osariigi ülikool

Filosoofia ja sotsioloogia teaduskond

Alternatiivsed energiaallikad

ja nende kasutamise võimalused Venemaal

Sotsioloogia osakond ja

politoloogia

Õpilane: Uvarov P.A.

Rühm: STSG-2 kursus

Perm, 2009

Sissejuhatus

1 Alternatiivse energia kontseptsioon ja peamised liigid

1.1 Geotermiline energia (maasoojus)

1.2 Päikeseenergia

1.3 Tuuleenergia

1.4 Veeenergia

1,5 Laineenergia

1.6 Voolude energia

2. Alternatiivenergia arengu seis ja väljavaated Venemaal

Järeldus

Kasutatud allikate loetelu

Sissejuhatus

Ega asjata öeldakse: "Energia on tööstuse leib." Mida arenenum tööstus ja tehnoloogia, seda rohkem energiat nad vajavad. On isegi spetsiaalne kontseptsioon - "energia arenenud arendamine". See tähendab, et ainsatki tööstusettevõtet, ühtki uut linna või lihtsalt maja ei saa ehitada enne, kui on tuvastatud või uuesti loodud nende tarbitav energiaallikas. Seetõttu saab toodetud ja kasutatud energia hulga järgi üsna täpselt hinnata iga riigi tehnilist ja majanduslikku jõudu või lihtsamalt öeldes rikkust.

Looduses on energiavarud tohutud. Seda kannavad päikesekiired, tuuled ja liikuvad veemassid; seda hoitakse puidu-, gaasi-, nafta- ja söemaardlates. Aine aatomite tuumadesse "suletud" energia on praktiliselt piiramatu. Kuid mitte kõik selle vormid ei sobi otseseks kasutamiseks.

Energeetika pika ajaloo jooksul on kogunenud palju tehnilisi vahendeid ja meetodeid energia tootmiseks ja selle muutmiseks inimestele vajalikeks vormideks. Tegelikult sai inimene inimeseks alles siis, kui ta õppis soojusenergiat vastu võtma ja kasutama. Lõkete tule süütasid esimesed inimesed, kes selle olemust veel ei mõistnud, kuid selline keemilise energia soojuseks muundamise meetod on säilinud ja täiustatud tuhandeid aastaid.

Inimesed lisasid oma lihaste ja tule energiale loomade lihasenergiat. Nad leiutasid tehnika keemiliselt seotud vee eemaldamiseks savist, kasutades tule soojusenergiat – saviahjud, milles valmistati vastupidavaid keraamilisi tooteid. Muidugi sai inimene selle protsessi käigus toimuvatest protsessidest teada alles tuhandeid aastaid hiljem.

Siis mõtlesid inimesed välja veskid – tehnika tuulevoolude ja tuule energia muundamiseks pöörleva võlli mehaaniliseks energiaks. Kuid alles aurumasina, sisepõlemismootori, hüdro-, auru- ja gaasiturbiinide, elektrigeneraatori ja mootori leiutamisega said inimkonna käsutusse piisavalt võimsad tehnilised seadmed. Nad on võimelised muutma looduslikku energiat muudeks tüüpideks, mis on mugavad kasutamiseks ja toodavad palju tööd. Uute energiaallikate otsimine sellega ei lõppenud: leiutati akud, kütuseelemendid, päikeseenergia muundurid ja juba 20. sajandi keskel tuumareaktorid.

Paljude maailmamajanduse sektorite elektrienergiaga varustamise probleem, enam kui kuue miljardi inimese pidevalt kasvavad vajadused Maal, muutub nüüd üha pakilisemaks.

Kaasaegse maailma energeetika aluseks on soojus- ja hüdroelektrijaamad. Kuid nende arengut takistavad mitmed tegurid. Söe, nafta ja gaasi hind, millel soojuselektrijaamad töötavad, tõuseb ning seda tüüpi kütuste loodusvarad vähenevad. Lisaks ei ole paljudel riikidel oma kütuseressursse või puuduvad need. Soojuselektrijaamades elektri tootmisel satuvad atmosfääri kahjulikud ained. Veelgi enam, kui kütuseks on kivisüsi, eriti pruunsüsi, mis on muude kasutusviiside jaoks väheväärtuslik ja sisaldab palju tarbetuid lisandeid, saavutavad heitmed kolossaalsed mõõtmed. Ja lõpuks, õnnetused soojuselektrijaamades põhjustavad loodusele suurt kahju, mis on võrreldav iga suure tulekahju kahjuga. Halvimal juhul võib sellise tulekahjuga kaasneda plahvatus, mis tekitab söetolmu või tahma pilve.

Arenenud riikide hüdroenergia ressursid on peaaegu täielikult ära kasutatud: enamik hüdrotehniliseks ehitamiseks sobivaid jõelõike on juba välja töötatud. Ja millist kahju hüdroelektrijaamad loodusele teevad! Hüdroelektrijaamade heitmeid õhku ei satu, kuid need tekitavad veekeskkonnale üsna palju kahju. Esiteks kannatavad kalad, sest nad ei suuda ületada hüdroelektrijaama paisu. Jõgedel, kuhu hüdroelektrijaamu ehitatakse, eriti kui neid on mitu – nn hüdroelektrijaamade kaskaadid – muutub vee hulk enne ja pärast tammide ehitamist dramaatiliselt. Madalmaade jõgedel voolavad üle tohutud veehoidlad ning üleujutatud maad lähevad põllumajanduse, metsade, niitude ja inimasustuse jaoks pöördumatult kaotsi. Mis puutub hüdroelektrijaamades toimunud õnnetustesse, siis mis tahes hüdroelektrijaama läbimurde korral tekib tohutu laine, mis pühib minema kõik allpool asuvad hüdroelektrijaama tammid. Kuid enamik neist tammidest asub suurte linnade lähedal, kus elab mitusada tuhat elanikku.

Sellest olukorrast väljapääsu nähti tuumaenergeetika arendamisel. 1989. aasta lõpus ehitati ja töötas maailmas üle 400 tuumaelektrijaama (TEJ). Kuid täna ei peeta tuumaelektrijaamu enam odava ja keskkonnasõbraliku energia allikaks. Tuumajaamade kütuseks on uraanimaak – kallis ja raskesti kaevandatav tooraine, mille varud on piiratud. Lisaks on tuumaelektrijaamade ehitamine ja käitamine seotud suurte raskuste ja kuludega. Vaid vähesed riigid jätkavad praegu uute tuumaelektrijaamade ehitamist. Tõsiseks takistuseks tuumaenergeetika edasisele arengule on keskkonnareostuse probleem. Kõik see muudab suhtumise tuumaenergiasse veelgi keerulisemaks. Üha enam kutsutakse üles loobuma üldse tuumkütuse kasutamisest, sulgema kõik tuumajaamad ja naasma elektri tootmise juurde soojus- ja hüdroelektrijaamades, samuti kasutama nn taastuvat – väike-, või "mittetraditsiooniline" - energiatootmise liigid. Viimaste hulka kuuluvad eelkõige paigaldised ja seadmed, mis kasutavad tuule-, vee-, päikese-, maasoojusenergiat, aga ka vees, õhus ja maas sisalduvat soojust.

1. KOHTAAlternatiivse energia peamised liigid

1.1 Geotermiline energia (soojus maapinnast)

Geotermiline energia tähendab sõna-sõnalt: maa soojusenergia. Maa maht on ligikaudu 1085 miljardit kuupkilomeetrit ja kogu sellel, välja arvatud õhuke maakoore kiht, on väga kõrge temperatuur.

Kui arvestada ka Maa kivimite soojusmahtuvust, saab selgeks, et maasoojus on kahtlemata suurim energiaallikas, mis inimese käsutuses hetkel on. Pealegi on see energia puhtal kujul, kuna see eksisteerib juba soojusena ja seetõttu ei vaja selle saamiseks kütuse põletamist ega reaktorite loomist.

Mõnes piirkonnas toimetab loodus maapinnale geotermilist energiat auru või ülekuumenenud vee kujul, mis pinnale jõudes keeb ja muutub auruks. Looduslikku auru saab otse kasutada elektri tootmiseks. Samuti on piirkondi, kus allikate ja kaevude geotermilist vett saab kasutada kodude ja kasvuhoonete kütmiseks (saareriik Atlandi ookeani põhjaosas – Island; ja meie Kamtšatka ja Kuriili saared).

Üldiselt aga, eriti arvestades Maa sügavsoojuse suurusjärku, on geotermilise energia kasutamine maailmas äärmiselt piiratud.

Geotermilise auru abil elektri tootmiseks eraldatakse tahked ained aurust, juhtides selle läbi separaatori ja suunatakse seejärel turbiini. Sellise elektrijaama “kütusekulu” on määratud tootmiskaevude ja aurukogumissüsteemi kapitalikuludega ning on suhteliselt madal. Elektrijaama enda maksumus on samuti madal, kuna viimasel puudub kamin, katlamaja ega korsten. Sellel mugaval looduslikul kujul on geotermiline energia kulutõhus elektrienergia allikas. Kahjuks leidub Maal harva loodusliku auru või ülekuumenenud (st palju kõrgema temperatuuriga kui 100 o C) vee väljalaskeavasid, mis keevad, moodustades piisava koguse auru.

Kuni 10 km sügavusel maakoores leiduva geotermilise energia globaalne brutopotentsiaal on hinnanguliselt 18 000 triljonit. t konv. kütust, mis on 1700 korda rohkem kui maailma orgaanilise kütuse geoloogilised varud. Venemaal ulatuvad maapõue ülemises kihis 3 km sügavusel geotermilised energiavarud ainuüksi 180 triljonini. t konv. kütust. Ainult umbes 0,2% selle potentsiaali kasutamine võiks katta riigi energiavajaduse. Küsimus on vaid nende ressursside ratsionaalses, kuluefektiivses ja keskkonnasäästlikus kasutamises. Just seetõttu, et need tingimused pole veel täidetud, kui üritatakse luua riiki maasoojusenergia kasutamiseks mõeldud pilootrajatisi, ei saa me täna selliseid lugematuid energiavarusid tööstuslikult arendada.

Geotermiline energia on kasutusaja poolest vanim alternatiivenergia allikas. 1994. aastal töötas maailmas 330 plokki selliseid jaamu ja siin domineeris USA (168 plokki Geisrite orus, Imperial Valleys jne. Ta saavutas teise koha. Itaalia, kuid viimastel aastatel on sellest möödunud Hiina ja Mehhiko. Suurim kasutatud maasoojusenergia osakaal on Ladina-Ameerikas, kuid siiski veidi üle 1%.

Venemaal on selles mõttes paljutõotavad piirkonnad Kamtšatka ja Kuriili saared. Alates 60ndatest on Kamtšatkal, Kuriili saartel, saarel asuvas jaamas, edukalt töötanud täisautomaatne Paužetskaja geotermiline elektrijaam võimsusega 11 MW. Kunashir. Sellised jaamad saavad olla konkurentsivõimelised vaid kõrge elektrienergia müügihinnaga piirkondades ning Kamtšatkal ja Kuriili saartel on see kütuseveo pika vahemaa ja raudtee puudumise tõttu väga kõrge.

1.2 Päikese energia

Maa pinnale jõudev päikeseenergia koguhulk on 6,7 korda suurem fossiilkütuste ressursside globaalsest potentsiaalist. Selle reservi vaid 0,5% kasutamine võiks täielikult katta maailma aastatuhandete energiavajaduse. Põhja poole Päikeseenergia tehniline potentsiaal Venemaal (2,3 miljardit tonni tavakütust aastas) on ligikaudu 2 korda suurem kui tänane kütusekulu.

Nädalaga Maa pinnale jõudev päikeseenergia koguhulk ületab kõigi maailma nafta-, gaasi-, kivisöe- ja uraanivarude energia. Ja Venemaal on päikeseenergial suurim teoreetiline potentsiaal, rohkem kui 2000 miljardit tonni kütuseekvivalenti (toe). Vaatamata nii suurele potentsiaalile Venemaa uues energiaprogrammis on taastuvate energiaallikate panus 2005. aastaks määratud väga väikeses mahus - 17-21 miljonit tce. Levinud on arvamus, et päikeseenergia on eksootiline ja selle praktiline kasutamine on kauge tuleviku küsimus (pärast 2020. aastat). Selles artiklis näitan, et see pole nii ja päikeseenergia on juba praegu tõsine alternatiiv traditsioonilisele energiale.

Teadaolevalt tarbib maailm igal aastal sama palju naftat, kui seda looduslikes tingimustes 2 miljoni aasta jooksul tekib. Hiiglaslikud taastumatute energiaressursside tarbimise määrad suhteliselt madalate hindadega, mis ei peegelda ühiskonna tegelikke kogukulusid, tähendavad sisuliselt laenuga elamist, laenu tulevastelt põlvedelt, kes nii madala hinnaga energiat ei saa. Päikesemaja energiasäästlikud tehnoloogiad on nende kasutamise majandusliku efektiivsuse seisukohalt kõige vastuvõetavamad. Nende kasutamine vähendab energiatarbimist kodudes kuni 60%. Nende tehnoloogiate eduka rakendamise näide on Saksamaal projekt „2000 päikesekatust”. Ameerika Ühendriikides on päikeseboilerid koguvõimsusega 1400 MW paigaldatud 1,5 miljonisse koju.

Päikeseelektrijaama (SPP) kasuteguriga 12%, saab kogu kaasaegse elektritarbimise Venemaal saada SPP-st, mille aktiivne pindala on umbes 4000 ruutmeetrit, mis moodustab 0,024% territooriumist.

Kõige praktilisemad rakendused maailmas on päikeseenergia hübriidelektrijaamad järgmiste parameetritega: kasutegur 13,9%, auru temperatuur 371 kraadi C, aururõhk 100 bar, toodetava elektri maksumus 0,08-0,12 dollarit/kWh, koguvõimsus USA-s 400 MW hinnaga 3 dollarit/W. Päikeseelektrijaam töötab tipprežiimil 1 kWh elektrienergia müügihinnaga elektrisüsteemis: 8-12 tundi - 0,066 $ ja 12-18 tundi - 0,353 $ Päikeseelektrijaama kasutegur on võimalik tõsta 23-ni. % - keskmise kasuteguriga süsteemi elektrijaamad ning elektrienergia maksumus väheneb tänu elektrienergia ja soojuse koostootmisele.

Selle projekti peamine tehnoloogiline saavutus on Saksa ettevõtte Flachglass Solartechnik GMBH tehnoloogia loomine 100 m pikkuse klaasist parabool-silindrilise kontsentraatori tootmiseks, mille ava on 5,76 m, optiline efektiivsus 81% ja kasutusiga. 30 aastast. Arvestades sellise peegeltehnoloogia kättesaadavust Venemaal, on soovitatav päikeseelektrijaamade masstootmine lõunapoolsetes piirkondades, kus on gaasijuhtmed või väikesed gaasimaardlad ja otsene päikesekiirgus ületab 50% kogusummast.

VIESKh pakkus välja põhimõtteliselt uut tüüpi päikesekontsentraate, mis kasutavad holograafiatehnoloogiat.

Selle peamised omadused on päikeseelektrijaamade positiivsete omaduste kombinatsioon modulaarse keskvastuvõtjaga ning võimalus kasutada vastuvõtjana nii traditsioonilisi auruküttekehasid kui ka ränipõhiseid päikesepatareisid.

Üks lootustandvamaid päikeseenergia tehnoloogiaid on ränipõhiste päikesepatareidega fotogalvaaniliste jaamade loomine, mis muudavad päikesekiirguse otsesed ja hajutatud komponendid 12-15% efektiivsusega elektrienergiaks. Laboratoorsete proovide efektiivsus on 23%. Ülemaailmne päikesepatareide toodang ületab 50 MW aastas ja kasvab igal aastal 30%. Praegune päikesepatareide tootmise tase vastab nende kasutamise algfaasile valgustamiseks, vee tõstmiseks, telekommunikatsioonijaamades, kodumasinate toiteks teatud piirkondades ja sõidukites. Päikesepatareide maksumus on 2,5-3 dollarit/W, elektrienergia maksumus aga 0,25-0,56 dollarit/kWh. Päikeseenergiasüsteemid asendavad petrooleumilampe, küünlaid, kuivelemente ja patareisid ning elektrisüsteemist ja väikese koormusega võimsusest olulisel kaugusel diiselelektrigeneraatoreid ja elektriliine.

1.3 Tuuleenergia

Väga pikka aega, nähes, millist hävingut võivad tormid ja orkaanid kaasa tuua, mõtlesid inimesed, kas tuuleenergiat on võimalik kasutada.

Muistsed pärslased ehitasid esimesed riidest tiibade-purjedega tuulikud üle 1,5 tuhande aasta tagasi. Hiljem täiustati tuulikuid. Euroopas ei jahvatanud nad mitte ainult jahu, vaid pumbasid ka vett välja ja kloppisid võid, nagu näiteks Hollandis. Esimene elektrigeneraator projekteeriti Taanis 1890. aastal. 20 aasta pärast töötasid riigis juba sadu sarnaseid seadmeid.

Tuuleenergia on väga tugev. Selle varud ulatuvad Maailma Meteoroloogiaorganisatsiooni hinnangul 170 triljoni kWh aastas. Seda energiat on võimalik saada keskkonda saastamata. Tuulel on aga kaks olulist puudust: selle energia on ruumis väga hajutatud ja ettearvamatu – see muudab sageli suunda, vaibub ootamatult isegi maakera kõige tuulisemates piirkondades ja jõuab mõnikord sellise tugevuseni, et tuulikud purunevad.

Ööpäevaringselt ja iga ilmaga vabas õhus töötavate tuulikute ehitamine, hooldus ja remont ei ole odavad. Hüdroelektrijaama, soojuselektrijaama või tuumajaamaga sama võimsusega tuuleelektrijaam peab hõivama nendega võrreldes suurema pinna. Lisaks pole tuuleelektrijaamad kahjutud: segavad lindude ja putukate lendu, tekitavad müra, peegeldavad pöörlevate labadega raadiolaineid, segades telesaadete vastuvõtmist lähedalasuvates asustatud piirkondades.

Tuulikute tööpõhimõte on väga lihtne: tuule jõu toimel pöörlevad labad edastavad mehaanilise energia võlli kaudu elektrigeneraatorisse. See omakorda toodab elektrienergiat. Selgub, et tuuleelektrijaamad töötavad nagu akutoitel mänguautod, ainult nende tööpõhimõte on vastupidine. Selle asemel, et muuta elektrienergiat mehaaniliseks energiaks, muundub tuuleenergia elektrivooluks.

Tuuleenergia saamiseks kasutatakse erinevaid konstruktsioone: mitme labaga “karikakrad”; propellerid nagu kolme, kahe või isegi ühe labaga lennukipropellerid (siis on sellel vastukaal); vertikaalsed rootorid, mis meenutavad pikuti lõigatud ja teljele kinnitatud tünni; omamoodi "otsal seisev" helikopteri propeller: selle labade välimised otsad on ülespoole painutatud ja üksteisega ühendatud. Vertikaalsed struktuurid on head, kuna püüavad tuult igast suunast. Ülejäänud peavad koos tuulega keerama.

Tuule varieeruvuse kompenseerimiseks ehitatakse tohutuid “tuuleparke”. Tuuleturbiinid seisavad seal ridamisi suurel alal ja töötavad ühe võrgu jaoks. Ühes “talu” servas võib tuul puhuda, teises aga on samal ajal vaikne. Tuuleturbiine ei tohiks asetada liiga lähedale, et need üksteist ei blokeeriks. Seetõttu võtab talu palju ruumi. Selliseid farme on USA-s, Prantsusmaal, Inglismaal ja Taanis pandi “tuulepark” Põhjamere madalasse rannikuvette: seal see kedagi ei häiri ja tuul on stabiilsem kui maismaal.

Vähendamaks sõltuvust tuule muutuvast suunast ja tugevusest, on süsteemis hoorattad, mis osaliselt tuule puhanguid tasandavad, ja erinevat tüüpi akusid. Enamasti on need elektrilised. Kuid nad kasutavad ka õhku (tuulik pumpab õhku silindritesse; sealt välja tulles paneb selle ühtlane vool elektrigeneraatoriga turbiini) ja hüdraulilist (tuule jõul tõuseb vesi teatud kõrgusele ja alla kukkudes , pöörab turbiini). Samuti on paigaldatud elektrolüüsi akud. Tuuleveski toodab elektrivoolu, mis lagundab vee hapnikuks ja vesinikuks. Neid hoitakse silindrites ja vastavalt vajadusele põletatakse kütuseelemendis (st keemiareaktoris, kus kütuse energia muundatakse elektriks) või gaasiturbiinis, saades jällegi voolu, kuid ilma sellega kaasnevate järskude pingekõikumisteta. tuule kapriisidega.

Praegu töötab maailmas üle 30 tuhande erineva võimsusega tuuliku. Saksamaa saab 10% oma elektrist tuulest ja kogu Lääne-Euroopas annab tuul 2500 MW elektrit. Kuna tuulepargid tasuvad ennast ära ja nende konstruktsioonid paranevad, langeb õhuvoolu hind. Nii oli Prantsusmaal 1993. aastal tuulepargis toodetud elektrienergia 1 kWh maksumus 40 santiimi ja 2000. aastaks vähenes see 1,5 korda. Tõsi, tuumajaama energia maksab vaid 12 santiimi 1 kWh kohta.

1.4 Vee energia

Veetase muutub mererannikul ööpäeva jooksul kolm korda. Sellised kõikumised on eriti märgatavad merre suubuvate jõgede lahtedes ja suudmealadel. Vanad kreeklased selgitasid veetaseme kõikumist merede valitseja Poseidoni tahtega. 18. sajandil Inglise füüsik Isaac Newton harutas lahti mere loodete müsteeriumi: tohutuid veemasse maailma ookeanides juhivad Kuu ja Päikese gravitatsioonijõud. Iga 6 tunni 12 minuti järel muutub mõõn mõõnaks. Loodete maksimaalne amplituud meie planeedi erinevates kohtades ei ole sama ja jääb vahemikku 4–20 m.

Lihtsa loodete elektrijaama (TPP) püstitamiseks vajate basseini – tammiga kaetud lahte või jõesuudme. Tammis on truubid ja paigaldatud turbiinid. Tõusu ajal voolab vesi basseini. Kui veetase basseinis ja meres on võrdne, on truupide väravad suletud. Mõõna algusega veetase meres langeb ning kui rõhk muutub piisavaks, hakkavad tööle sellega ühendatud turbiinid ja elektrigeneraatorid ning vesi väljub tasapisi basseinist. Loodeelektrijaama ehitamist peetakse majanduslikult otstarbekaks piirkondadesse, kus meretaseme kõikumised on vähemalt 4 m Loodeelektrijaama projekteerimisvõimsus sõltub loodete iseloomust piirkonnas, kuhu jaama ehitatakse, loodete basseini mahu ja pindala ning tammi korpusesse paigaldatud turbiinide arvu kohta.

Kahepoolse toimega loodete elektrijaamades töötavad turbiinid, liigutades vett merest basseini ja tagasi. Kahetoimeline PES on võimeline tootma elektrit pidevalt 4-5 tundi 1-2-tunniste pausidega neli korda päevas. Turbiinide tööaja pikendamiseks on keerulisemad skeemid - kahe, kolme või enama basseiniga, kuid selliste projektide maksumus on väga kõrge.

Esimene loodete elektrijaam võimsusega 240 MW käivitati 1966. aastal Prantsusmaal La Manche'i väina suubuva Rance'i jõe suudmes, kus keskmine loodete amplituud on 8,4 m 24 TPP hüdroelektrijaama toodavad keskmiselt 502 miljonit kW aastas. tund elektrit. Selle jaama jaoks on välja töötatud loodete kapsli seade, mis võimaldab kolme otse- ja kolme tagurpidi töörežiimi: generaatorina, pumbana ja truubina, mis tagab TPP tõhusa töö. Ekspertide hinnangul on Rance jõe soojuselektrijaam majanduslikult põhjendatud, aastased tegevuskulud on madalamad kui hüdroelektrijaamadel ja moodustavad 4% kapitaliinvesteeringutest. Elektrijaam on osa Prantsusmaa energiasüsteemist ja seda kasutatakse tõhusalt.

1968. aastal asus Barentsi mere ääres, Murmanskist mitte kaugel, tööle tööstuslik katseelektrijaam, mille projektvõimsus oli 800 kW. Selle rajamise koht Kislaya Guba on 150 m laiune ja 450 m pikkune kitsas laht.Kislogubskaja TEJ võimsus on küll väike, kuid selle rajamine oli oluline edasiseks teadus- ja arendustööks loodete energia kasutamise vallas.

Valge mere ääres on suurte elektrijaamade projektid võimsusega 320 MW (Kola) ja 4000 MW (Mezenskaja), kus loodete amplituud on 7-10 m. Samuti on kavas ära kasutada mere tohutut potentsiaali. Okhotskis, kus mõnel pool, näiteks Penžinskaja lahel, on loodete kõrgus 12,9 m ja Gižiginskaja lahes 12-14 m.

Tööd selles valdkonnas tehakse ka välismaal. 1985. aastal pandi Kanadas Fundy lahes tööle 20 MW võimsusega loodete elektrijaam (siinne loodete amplituud on 19,6 m). Hiinas on ehitatud kolm väikest loodete elektrijaama. Ühendkuningriigis arendatakse 1000 MW loodete elektrijaama projekti Severni suudmes, kus keskmine loodete amplituud on 16,3 m

Keskkonna seisukohast on PESil vaieldamatu eelis naftat ja kivisütt põletavate soojuselektrijaamade ees. Soodsad eeldused loodete energia laiemaks kasutuselevõtuks on seotud hiljuti loodud Gorlovi toru kasutamise võimalusega, mis võimaldab rajada loodete elektrijaamu ilma tammideta, vähendades nende ehituskulusid. Esimesed tammideta elektrijaamad plaanitakse ehitada Lõuna-Koreasse lähiaastatel.

1.5. Laineenergia

Merelainetest elektri tootmise idee visandas 1935. aastal Nõukogude teadlane K.E. Tsiolkovski.

Laineenergia jaamade töö põhineb lainete mõjul töökehadele, mis on valmistatud ujukite, pendlite, labade, kestade jms kujul. Nende liikumiste mehaaniline energia muundatakse elektrienergiaks elektrigeneraatorite abil. Kui poi kõigub mööda lainet, muutub veetase selle sees. Selle tulemusena õhk kas lahkub või siseneb sellest. Kuid õhu liikumine on võimalik ainult ülemise augu kaudu (see on poi kujundus). Ja sinna on paigaldatud turbiin, mis pöörleb alati ühes suunas, olenemata sellest, mis suunas õhk liigub. Isegi üsna väikesed, 35 cm kõrgused lained panevad turbiini arendama rohkem kui 2000 p/min. Teist tüüpi paigaldus on midagi statsionaarse mikroelektrijaama sarnast. Väliselt näeb see välja nagu madalal sügavusel tugedele paigaldatud kast. Lained tungivad läbi kasti ja juhivad turbiini. Ja siin piisab toimimiseks väga kergest merelainest. Ühtlasi lainetab 20 cm kõrgused valgustatud lambid koguvõimsusega 200 W.

Praegu kasutatakse autonoomsete poide, majakate ja teadusinstrumentide toiteks laineenergiaseadmeid. Tee ääres saab suuri lainejaamu kasutada avamere puurplatvormide, avatud reidide ja merekultuurifarmide lainekaitseks. Algas laineenergia tööstuslik kasutamine. Üle maailma töötab laineseadmetega umbes 400 tuletorni ja navigatsioonipoid. Indias laineenergiast töötab Madrase sadama ujuv tuletorn. Alates 1985. aastast töötab Norras maailma esimene tööstuslainejaam võimsusega 850 kW.

Laineelektrijaamade loomise määrab optimaalne stabiilse laineenergia varuga ookeani veeala valik, jaama efektiivne disain, mis sisaldab sisseehitatud seadmeid ebaühtlase lainerežiimi tasandamiseks. Arvatakse, et lainejaamad võivad tõhusalt töötada, kasutades umbes 80 kW/m võimsust. Olemasolevate käitiste käitamise kogemus on näidanud, et nende toodetav elekter on endiselt 2-3 korda kallim kui traditsioonilised, kuid tulevikus on oodata selle maksumuse olulist langust.

Pneumaatiliste muunduritega laineseadmetes muudab õhuvool lainete mõjul perioodiliselt oma suunda vastupidises suunas. Nende tingimuste jaoks töötati välja Wellsi turbiin, mille rootor on alaldava toimega, säilitades õhuvoolu suuna muutmisel oma pöörlemissuuna muutumatuna, mistõttu säilitatakse ka generaatori pöörlemissuund muutumatuna. Turbiin on leidnud laialdast rakendust erinevates laineelektrijaamades.

Laineelektrijaam "Kaimei" ("Merevalgus") - võimsaim töötav pneumaatiliste muunduritega elektrijaam - ehitati Jaapanis 1976. aastal. Oma töös kasutab see kuni 6 - 10 m kõrgusi laineid. Praamil 80 m pikk, 12 m lai m ja veeväljasurve 500 tonni, on paigaldatud 22 õhukambrit, alt avatud. Iga kambripaar käitab ühte Wellsi turbiini. Paigalduse koguvõimsus on 1000 kW. Esimesed katsed viidi läbi aastatel 1978-1979. Tsuruoka linna lähedal. Energia edastati kaldale umbes 3 km pikkuse veealuse kaabli kaudu. 1985. aastal ehitati Norrasse, Bergeni linnast 46 km loodesse kahest käitisest koosnev tööstuslainejaam. Esimene installatsioon Toftestalleni saarel töötas pneumaatilisel põhimõttel. See oli kaljusse maetud raudbetoonkamber; selle kohale paigaldati terastorn kõrgusega 12,3 mm ja läbimõõduga 3,6 m Kambrisse sisenevad lained tekitasid õhuhulga muutuse. Tekkinud vool läbi ventiilisüsteemi pööras turbiini ja sellega seotud generaatorit võimsusega 500 kW, aastane võimsus oli 1,2 miljonit kW. h) 1988. aasta lõpu talvetormis hävis jaamatorn. Väljatöötamisel on uue raudbetoontorni projekt.

Teise installatsiooni kujundus koosneb umbes 170 m pikkusest koonusekujulisest kanalist, mille põhjas on 15 m kõrgused ja 55 m laiused betoonseinad, mis suubub merest tammidega eraldatud saarte vahele jäävasse reservuaari ja tamm koos elektrijaamaga. Ahenevat kanalit läbivad lained suurendavad oma kõrgust 1,1 meetrilt 15 meetrini ja voolavad veehoidlasse, mille tase on 3 m üle merepinna. Veehoidlast läbib vesi madalsurve hüdroturbiine võimsusega 350 kW. Jaam toodab aastas kuni 2 miljonit kWh elektrit.

Ja Ühendkuningriigis töötatakse välja originaalset "karpi" tüüpi laineenergiatehase kujundust, milles tööosadena kasutatakse pehmeid kestasid - kambreid. Need sisaldavad õhku, mille rõhk on veidi suurem kui atmosfäärirõhk. Lainete ülesrullumisel surutakse kambrid kokku, moodustades suletud õhuvoolu kambritest paigaldusraamile ja tagasi. Vooluteele on paigaldatud kaevude õhuturbiinid koos elektrigeneraatoritega. Hetkel on loomisel eksperimentaalne ujuvinstallatsioon, mis koosneb 6 kambrist, mis on paigaldatud 120 m pikkusele ja 8 m kõrgusele raamile, eeldatav võimsus on 500 kW. Edasised arendused näitasid, et suurim efekt saavutatakse kaamerate ringi paigutamisel. Šotimaal katsetati Loch Nessi järvel 12 kambrist ja 8 turbiinist koosnevat installatsiooni. Sellise paigaldise teoreetiline võimsus on kuni 1200 kW.

Laineparve konstruktsioon patenteeriti esmakordselt NSV Liidus juba aastal 1926. 1978. aastal katsetati Ühendkuningriigis sarnasel lahendusel põhinevaid ookeanielektrijaamade eksperimentaalseid mudeleid. Kokkereli laineparv koosneb hingedega sektsioonidest, mille liikumine üksteise suhtes edastatakse elektrigeneraatoritega pumpadele. Kogu konstruktsiooni hoiavad paigal ankrud. Kolmeosaline 100 m pikkune, 50 m laiune ja 10 m kõrgune Kokkereli laineparv suudab anda võimsust kuni 2 tuhat kW.

NSV Liidus katsetati laineparve mudelit 70ndatel. Musta mere ääres. Selle pikkus oli 12 m, ujukite laius 0,4 m. 0,5 m kõrgustel ja 10 - 15 m pikkustel lainetel arendas installatsioon võimsust 150 kW.

Projekt, mida tuntakse Salteri partina, on laineenergia muundur. Töökonstruktsioon on ujuk (“part”), mille profiil arvutatakse hüdrodünaamika seaduste järgi. Projekt näeb ette suure hulga suurte ujukite paigaldamist, mis on järjestikku paigaldatud ühisele võllile. Lainete mõjul hakkavad ujukid liikuma ja naasevad oma raskuse jõul algsesse asendisse. Sel juhul aktiveeritakse pumbad spetsiaalselt ettevalmistatud veega täidetud šahti sees. Erineva läbimõõduga torude süsteemi kaudu luuakse rõhuerinevus, mis juhib turbiine, mis paigaldatakse ujukite vahele ja tõstetakse merepinnast kõrgemale. Toodetud elekter edastatakse merealuse kaabli kaudu. Koormuste tõhusamaks jaotamiseks tuleks võllile paigaldada 20–30 ujukit. 1978. aastal katsetati paigaldise mudelit, mis koosnes 20 ujukist läbimõõduga 1 m. Tekkinud võimsus oli 10 kW. Välja on töötatud projekt võimsama paigalduse jaoks 20 - 30 ujukit läbimõõduga 15 m, monteeritud võllile pikkusega 1200 m. Paigalduse hinnanguline võimsus on 45 tuhat kW. Briti saarte läänerannikule paigaldatud sarnased süsteemid võiksid rahuldada Ühendkuningriigi elektrivajadusi.

1.6 Voolude energia

Kõige võimsamad ookeanihoovused on potentsiaalne energiaallikas. Praegune tehnoloogiatase võimaldab eraldada voolude energiat voolukiirustel üle 1 m/s. Sel juhul on võimsus 1 m 2 voolu ristlõikest umbes 1 kW. Tundub paljutõotav kasutada selliseid võimsaid hoovusi nagu Golfi hoovus ja Kuroshio, mis kannavad vastavalt 83 ja 55 miljonit kuupmeetrit vett kiirusega kuni 2 m/s, ning Florida hoovus (30 miljonit kuupmeetrit/s, kiirenda kuni 1,8 m/s).

Ookeani energia osas pakuvad huvi hoovused Gibraltari väinas, La Manche'is ja Kuriili väinas. Hoovuste energiat kasutavate ookeanielektrijaamade loomine on aga endiselt seotud mitmete tehniliste raskustega, eelkõige suurte, laevandust ohustavate elektrijaamade loomisega.

Coriolise programm näeb ette 242 turbiini kahe 168 m läbimõõduga tiivikuga, mis pöörlevad vastassuundades, Florida väina, 30 km Miami linnast idas. Paar tiivikuid asetatakse õõnsasse alumiiniumkambrisse, mis tagab turbiinile ujuvuse. Tõhususe suurendamiseks tuleks ratta labad teha üsna painduvaks. Kogu Coriolise süsteem kogupikkusega 60 km on orienteeritud piki põhivoolu; selle laius koos turbiinidega, mis on paigutatud 22 reas 11 turbiinist, on 30 km. Üksused peaksid olema pukseeritud paigalduskohta ja maetud 30 m kaugusele, et mitte segada navigeerimist.

Pärast seda, kui suurem osa lõunapoolsest tuulevoolust siseneb Kariibi merre ja Mehhiko lahte, naaseb vesi sealt Florida lahe kaudu Atlandi ookeani. Voolu laius muutub minimaalseks - 80 km. Samal ajal kiirendab see oma liikumist kiiruseni 2 m/s. Kui Florida hoovust tugevdab Antillide hoovus, saavutab veevool maksimumi. Tekib jõud, mis on täiesti piisav, et panna käima pühkimislabadega turbiini, mille võll on ühendatud elektrigeneraatoriga. Järgmine on voolu edastamine veealuse kaabli kaudu kaldale.

Turbiini materjal on alumiinium. Kasutusiga - 80 aastat. Tema alaline koht on vee all. Veepinnale tõstmine on mõeldud ainult ennetavaks remondiks. Selle töö on praktiliselt sõltumatu sukeldumissügavusest ja veetemperatuurist. Terad pöörlevad aeglaselt, võimaldades väikestel kaladel vabalt läbi turbiini ujuda. Aga suur sissepääs on turvavõrguga suletud.

Ameerika insenerid usuvad, et sellise konstruktsiooni ehitamine on isegi odavam kui soojuselektrijaamade ehitamine. Pole vaja ehitada hoonet, rajada teid ega korraldada ladusid. Ja tegevuskulud on oluliselt väiksemad.

Iga turbiini puhasvõimsus, võttes arvesse tegevuskulusid ja kadusid kaldale edastamisel, on 43 MW, mis rahuldab Florida osariigi (USA) vajadused 10% võrra.

Sellise 1,5 m läbimõõduga turbiini esimest prototüüpi katsetati Florida väinas. Samuti on välja töötatud 12 m läbimõõduga ja 400 kW võimsusega tiivikuga turbiini konstruktsioon.

2 Alternatiivse energia seisukord ja väljavaated Venemaal

Traditsioonilise kütteenergia osakaal globaalses energiabilansis väheneb pidevalt ja asendub mittetraditsioonilise – taastuvatel energiaallikatel põhineva alternatiivse energiaga. Ja mitte ainult tema majanduslik heaolu, vaid ka iseseisvus ja riiklik julgeolek ei sõltu sellest, millises tempos see konkreetses riigis toimub.

Olukorda taastuvate energiaallikatega Venemaal, nagu peaaegu kõiges meie riigis, võib nimetada ainulaadseks. Nende allikate varud, mida juba tänasel tehnilisel tasemel kasutada saab, on tohutud. Siin on üks hinnangutest: päikese kiirgusenergia - 2300 miljardit TTÜ (tonni standardkütust); tuul - 26,7 miljardit TOE, biomass - 10 miljardit TOE; Maa soojus - 40000 miljardit TU; väikesed jõed - 360 miljardit; mered ja ookeanid - 30 miljardit. Need allikad ületavad tunduvalt Venemaa praegust energiatarbimise taset (1,2 miljardit TEUd aastas). Kuid kogu selle kujuteldamatu külluse põhjal ei saa isegi öelda, et kasutatakse puru - mikroskoopilisi koguseid. Nagu maailmas tervikuna, on tuuleenergia Venemaal kõige arenenum taastuvenergia liik. Veel 1930. aastatel. Meie riigis toodeti seeriaviisiliselt mitut tüüpi tuulikuid võimsusega 3-4 kW, kuid 1960. a. nende tootmine lõpetati. NSV Liidu viimastel aastatel pööras valitsus sellele valdkonnale taas tähelepanu, kuid ei jõudnud oma plaane ellu viia. Kuid 1980.–2006. Venemaal on välja kujunenud suur teaduslik ja tehniline reserv (kuid taastuvate energiaallikate praktilises kasutamises on Venemaal tõsine mahajäämus). Tänasel päeval on Venemaal töötavate, ehitatavate ja kasutusele võtta kavandatavate tuulikute ja tuuleparkide koguvõimsus 200 MW. Venemaa ettevõtete toodetud üksikute tuuleturbiinide võimsus on vahemikus 0,04 kuni 1000,0 kW. Näitena toome mitmed tuuleturbiinide ja tuuleparkide arendajad ja tootjad. Moskvas toodab LLC SKTB Iskra tuuleelektrijaamu M-250 võimsusega 250 W. Moskva oblastis Dubnas toodab riikliku projekteerimisbüroo "Raduga" ettevõte kergesti paigaldatavaid tuuleelektrijaamu võimsusega 750W, 1kW ja 8kW; Peterburi uurimisinstituut Elektropribor toodab kuni 500 W tuulikuid.

Kiievis alates 1999. aastast WindElectricu uurimis- ja tootmisgrupp toodab kodumaiseid tuuleelektrijaamu WE-1000 võimsusega 1 kW. Kontserni spetsialistid on välja töötanud ainulaadse mitme labaga, universaalselt suure kiirusega ja absoluutselt hääletu väikesemõõtmelise turbiini, mis kasutab tõhusalt ära igasugust õhuvoolu.

Habarovski "Company LMV Wind Energy" toodab tuuleparke võimsusega 0,25 kuni 10 kW, viimaseid saab kombineerida kuni 100 kW võimsusega süsteemideks. Alates 1993. aastast See ettevõte on välja töötanud ja tootnud 640 tuuleelektrijaama. Enamik on paigaldatud Siberisse, Kaug-Idas, Kamtšatkas, Tšukotkas. Tuuleparkide kasutusiga ulatub igas kliimavööndis 20 aastani. Ettevõte tarnib ka päikesepaneele, mis töötavad koos tuuleelektrijaamadega (selliste tuule-päikesejaamade võimsus jääb vahemikku 50 W kuni 100 kW).

Tuuleenergia ressursside osas on Venemaal perspektiivikamad Põhja-Jäämere rannik, Kamtšatka, Sahhalin, Tšukotka, Jakuutia, aga ka Soome lahe rannik, Must ja Kaspia meri. Suured aastased tuulekiirused, tsentraliseeritud elektrivõrkude vähene kättesaadavus ja kasutamata alade rohkus muudavad need piirkonnad tuuleenergia arendamiseks peaaegu ideaalseteks. Sarnane on olukord päikeseenergiaga. Meie riigi territooriumile nädalas tarnitav päikeseenergia ületab kõigi Venemaa nafta-, kivisöe-, gaasi- ja uraaniressursside energia. Selles vallas on küll huvitavaid kodumaiseid arenguid, kuid riik ei toeta neid ja seetõttu puudub ka fotogalvaaniline turg. Päikesepaneelide tootmismahtu mõõdetakse aga megavattides. 2006. aastal toodeti umbes 400 MW. Teatav tõus on tendents. Välismaalt pärit ostjad näitavad aga suuremat huvi erinevate päikesepatareid tootvate teadus- ja tootmisliitude toodete vastu, venelastele on need endiselt kallid; eelkõige seetõttu, et kristalsete kileelementide tootmiseks tuleb toorainet importida välismaalt (nõukogude ajal asusid ränitehased Kõrgõzstanis ja Ukrainas) Päikeseenergia kasutamise soodsaimad piirkonnad Venemaal on Põhja-Kaukaasia , Stavropoli ja Krasnodari territooriumid, Astrahani piirkond, Kalmõkkia, Tuva, Burjaatia, Chita piirkond, Kaug-Ida.

Suurimaid saavutusi päikeseenergia kasutamisel on täheldatud lamedate päikesekollektorite abil soojusvarustussüsteemide loomisel. Venemaal on selliste süsteemide juurutamisel esikohal Krasnodari territoorium, kus viimastel aastatel on vastavalt kehtivale piirkondlikule energiasäästuprogrammile umbes sada suurt päikeseenergia soojaveevarustussüsteemi ja palju väikeseid individuaalseks kasutamiseks mõeldud seadmeid. ehitatud. Päikesepaneelid ruumide kütmiseks on saanud suurima arengu Krasnodari territooriumil ja Burjaatia Vabariigis. Burjaatias on mitmesugused tööstus- ja sotsiaalobjektid - haiglad, koolid, Elektromashina tehas jne, aga ka eramajad varustatud päikesekollektoritega, mille võimsus on 500–3000 liitrit kuuma vett (90–100 kraadi Celsiuse järgi). päeval. Suhteliselt suuremat tähelepanu pööratakse geotermiliste elektrijaamade arendamisele, mis on meie energiajuhtidele ilmselt tuttavamad ja saavutavad suuremaid võimsusi ning sobivad seetõttu paremini harjumuspärase energiagigantismi kontseptsiooniga. Eksperdid usuvad, et Kamtšatka ja Kuriili saarte maasoojusvarud võivad pakkuda kuni 1000 MW võimsusega elektrijaamu.

Tagasi aastal 1967 Kamtšatkas ehitati Pauzhetskaja geotermiline elektrijaam võimsusega 11,5 MW. See oli viies geotermiline elektrijaam maailmas. 1967. aastal Käivitati Paratunka geotermiline elektrijaam – esimene maailmas binaarse Rankine tsükliga. Praegu ehitatakse 200 MW võimsusega Mutnovskaja geotermilist elektrijaama, kasutades Kaluga turbiinitehases toodetud koduseid seadmeid. See tehas alustas ka geotermilise elektri- ja soojusvarustuse moodulplokkide seeriatootmist. Selliseid plokke kasutades saab Kamtšatkat ja Sahhalini peaaegu täielikult varustada elektri ja soojusega maasoojusallikatest. Üsna suure energiapotentsiaaliga geotermilised allikad on saadaval Stavropoli ja Krasnodari territooriumil. Tänapäeval on maasoojussüsteemide panus seal 3 miljonit Gcal/aastas.

Ekspertide hinnangul ei ole seda tüüpi energia lugematute varudega lahendatud geotermiliste ressursside ratsionaalse, kulutõhusa ja keskkonnasõbraliku kasutamise küsimus, mis takistab nende tööstusliku arengu rajamist. Näiteks kaevandatud maasoojusvett kasutatakse barbaarsel viisil: puhastamata reovesi, mis sisaldab mitmeid ohtlikke aineid (elavhõbe, arseen, fenoolid, väävel jne), juhitakse ümbritsevatesse veekogudesse, põhjustades loodusele korvamatut kahju. Lisaks lähevad kõik maaküttesüsteemide torustikud kiiresti üles maasoojusvee kõrge mineralisatsiooni tõttu. Seetõttu tuleb geotermilise energia kasutamise tehnoloogia põhjalikult läbi vaadata.

Nüüd on Venemaa juhtiv geotermiliste elektrijaamade tootmise ettevõte Kaluga turbiinitehas ja JSC Nauka, mis on välja töötanud ja toodavad modulaarseid geotermilisi elektrijaamu võimsusega 0,5–25 MW. Kamtšatka geotermilise energiavarustuse loomise programm on välja töötatud ja seda hakati ellu viima, mille tulemusena hoitakse aastas kokku umbes 900 tuhat. SIIN. Kubanis kasutatakse 10 geotermilise vee maardlat. Aastateks 1999-2000 Soojuselektrivee tootmise tase piirkonnas oli ligikaudu 9 miljonit m3, mis võimaldas säästa kuni 65 tuhat TEU-d. Kaluga turbiinitehases loodud ettevõte Turbocon on välja töötanud äärmiselt paljulubava tehnoloogia, mis võimaldab saada elektrit kuumast veest, mis aurustub rõhu all ja pöörleb turbiinil, mis on varustatud tavaliste labade asemel spetsiaalsete lehtritega - nn. Lavali pihustid. Selliste paigaldiste, mida nimetatakse hüdroauruturbiinideks, eelised on vähemalt kahekordsed. Esiteks võimaldavad need geotermilist energiat täielikumalt kasutada. Tavaliselt kasutatakse energia tootmiseks ainult geotermilist auru või geotermilises vees lahustunud põlevaid gaase, samas kui hüdroauruturbiini puhul saab kuuma vett kasutada ka otse energia tootmiseks. Uue turbiini teine ​​võimalik kasutusala on elektrienergia tootmine linnade soojusvõrkudes soojatarbijatelt tagasitulevast veest. Nüüd on selle vee soojus raisatud, samas kui see võiks anda katlamajadele iseseisva elektrienergia allika.

Maa sisemuse soojus ei saa õhku paisata mitte ainult geisrite purskkaevu, vaid ka soojendada kodusid ja toota elektrit. Suured geotermilised ressursid on Kamtšatkal, Tšukotkal, Kuriili saartel, Primorski territooriumil, Lääne-Siberis, Põhja-Kaukaasias, Krasnodari ja Stavropoli territooriumil ning Kaliningradi oblastis. Kõrgekvaliteediline soojussoojus (auru-vee segu üle 100 kraadi Celsiuse järgi) võimaldab otse elektrit toota.

Tavaliselt ammutatakse auru-vee termiline segu 2-5 km sügavusele puuritud kaevudest. Iga puurkaev on võimeline tootma elektrienergiat 4-8 MW umbes 1 km 2 suuruselt maasoojusväljalt. Samas on keskkonnakaalutlustel vajalikud ka kaevud geotermilise heitvee pumpamiseks reservuaari.

Praegu töötab Kamtšatkal 3 geotermilist elektrijaama: Pauzhetskaya GeoPP, Verkhne-Mutnovskaya GeoPP ja Mutnovskaya GeoPP. Nende maasoojuselektrijaamade koguvõimsus on üle 70 MW. See võimaldab katta 25% piirkonna elektrivajadusest ja vähendada sõltuvust kalli importkütteõli tarnimisest.

Saarel Sahhalini piirkonnas. Kunashir võttis kasutusele Mendelejevskaja geotermilise elektrijaama esimese ploki võimsusega 1,8 MW ja geotermilise soojusjaama GTS-700 võimsusega 17 Gcal/h. Suurem osa madala kvaliteediga geotermilisest energiast kasutatakse soojuse kujul elamumajanduses, kommunaalmajanduses ja põllumajanduses. Seega on Kaukaasias geotermilise veega köetavate kasvuhoonete kogupindala üle 70 hektari. Moskvas on ehitatud ja edukalt toimiv eksperimentaalne mitmekorruseline hoone, milles sooja vee soojendamiseks olmevajadusteks kasutatakse madala kvaliteediga Maalt saadavat soojust.

Lõpetuseks tuleks ära mainida ka väikesed hüdroelektrijaamad. Olukord nendega on disaini arenduste osas suhteliselt hea: paljudes energeetikatööstuse ettevõtetes toodetakse või on tootmiseks valmis väikeste hüdroelektrijaamade seadmeid, millel on erineva konstruktsiooniga hüdroturbiinid - aksiaalsed, radiaal-aksiaalsed, propeller , diagonaal, ämber. Samal ajal on kodumaistes ettevõtetes toodetud seadmete maksumus oluliselt madalam kui maailma hinnatase. Kubanis ehitatakse jõele kahte väikest hüdroelektrijaama (SHPP). Beshenka Sotši Krasnaja Poljana küla piirkonnas ja Krasnodari soojuselektrijaama tehnilise veevarustuse tsirkulatsioonisüsteemi tühjendamine. Krasnodari veehoidla väljalaskealale on kavas rajada väike hüdroelektrijaam võimsusega 50 MW. Tööd on alanud Leningradi oblasti väikeste hüdroelektrijaamade süsteemi taastamiseks. 1970. aastatel seal lõpetas piirkonna elektrivarustuse kindlustamise kampaania tulemusena enam kui 40 sellist jaama. Lühinägeliku gigantomaania vilju tuleb parandada nüüd, kui vajadus väikeste energiaallikate järele on ilmnenud.

Järeldus

Tuleb märkida, et Venemaal pole veel seadusi, mis reguleeriksid alternatiivenergiat ja stimuleeriksid selle arengut. Nii nagu puudub struktuur, mis kaitseks alternatiivenergia huve. Näiteks tuumaenergeetikaga tegeleb eraldiseisvalt aatomienergiaministeerium. Valitsusele on kavas esitada aruanne föderaalseaduse eelnõu "Taastuvate energiaallikate arendamise kohta" vajaduse põhjendamise ja kontseptsiooni väljatöötamise kohta. Käesoleva aruande koostamise eest vastutavad neli ministeeriumi: energeetikaministeerium, majandusarengu ministeerium, tööstus- ja teadusministeerium ning justiitsministeerium. Millal nad kokku lepivad, pole teada.

Tööstuse kiireks ja täielikuks arenguks tuleb seadusega ette näha maksusoodustused taastuvatest allikatest energia tootmiseks seadmeid tootvatele ettevõtetele (näiteks käibemaksumäära alandamine vähemalt 10%-ni). Olulised on ka sertifitseerimise ja litsentsimise küsimused (eelkõige seadmete osas), sest taastuvenergia prioriteet peab vastama ka kvaliteedinõuetele.

Alternatiivsete energiatootmisviiside väljatöötamist takistavad traditsiooniliste energiaallikate tootjad ja kaevandajad: neil on tugev võimupositsioon ja võimalus oma huve kaitsta. Alternatiivenergia on traditsioonilise energiaga võrreldes endiselt üsna kallis, sest peaaegu kõik tootmisettevõtted toodavad seadmeid pilootpartiidena väga väikestes kogustes ja on seetõttu väga kallid. Masstootmise korraldamine ja käitiste sertifitseerimine nõuavad märkimisväärseid investeeringuid, mis puuduvad täielikult. Riigi toetus võib aidata kulusid vähendada. See läheb aga vastuollu nende huvidega, kelle äritegevus põhineb traditsiooniliste süsivesinikkütuste tootmisel. Keegi ei vaja lisakonkurentsi.

Sellest tulenevalt eelistatakse taastuvate allikate esmast kasutamist ja alternatiivenergia arendamist peamiselt neis piirkondades, kus see on olemasolevate energiaprobleemide kõige ilmsem lahendus. Venemaal on märkimisväärsed tuuleenergia ressursid, sealhulgas nendes piirkondades, kus puudub tsentraliseeritud elektrivarustus - Põhja-Jäämere rannik, Jakuutia, Kamtšatka, Tšukotka, Sahhalin, kuid isegi neis piirkondades ei püüta selles energiaprobleeme peaaegu üldse lahendada. tee.

Alternatiivse energia edasist arengut käsitletakse "Venemaa energiastrateegias aastani 2020". Numbrid, mida meie alternatiivenergiatööstus peab saavutama, on väga madalad, ülesanded minimaalsed, seega ei saa oodata pöördepunkti Venemaa energiasektoris. Aastaks 2020 plaanitakse alternatiivenergia abil säästa alla 1% kõigist kütuseressurssidest. Venemaa valib tuumatööstuse oma "energiastrateegias" prioriteediks kui "riigi energiasektori kõige olulisemaks osaks".

Viimasel ajal on astutud mõningaid samme alternatiivse taastuvenergia arendamise suunas. Energeetikaministeerium on alustanud prantslastega läbirääkimisi alternatiivenergia valdkonna koostööperspektiivide üle. Üldiselt võib märkida, et alternatiivenergia seis ja väljavaated järgmise 10-15 aasta jooksul tunduvad üldiselt nukrad.

Kasutatud allikate loetelu

1. Kopylov V.A. Tööstuse geograafia Venemaal ja SRÜ riikides. Õpetus. – M.: Turundus, 2001 – 184 lk.

2. Vidjapin M.V., Stepanov M.V. Venemaa majandusgeograafia. – M.: Infra – M., 2002 – 533 lk.

3. Morozova T.G. Venemaa majandusgeograafia - 2. väljaanne, toim - M.: UNITI, 2002 - 471 lk.

4. Arustamov E.A. Levakova I.V. Barkalova N.V. Keskkonnajuhtimise ökoloogilised alused. M. Ed. "Daškov ja K." 2002. aasta.

5. V. Volodin, P. Khazanovski Energy, 21. sajand.-M 1998

6. A. Goldin "Energia ookeanid". M: ÜHTSUS 2000

7. Popov V. Biosfäär ja selle kaitse probleemid. Kaasan. 1981. aasta.

8. Rahilin V. ühiskond ja elusloodus. M. Teadus. 1989.

9. Lavrus V.S. Energiaallikad K: NiT, 1997

10. E. Berman. Geotermiline energia - Moskva: Mir, 1978.

11. L. S. Yudasin. Energia: probleemid ja lootused. M: ÜHTSUS. 1999. aasta.