Энергия солнца как альтернативный источник энергии

Количество солнечной энергии, поступающей на Землю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и других энергетических ресурсов. Использование всего лишь 0,0125 % могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0,5% — полностью покрыть потребности в будущем. Преимущества технологий, использующих энергию солнца, в том, что при работе солнечных установок практически не добавляется тепло в приземные слои атмосферы, не создается тепличный эффект и не происходит загрязнения воздуха. Но у солнечной энергии есть недостаток — ее зависимость от состояния атмосферы, времени суток и года.

Используют солнечную энергию в основном двумя методами — в виде тепловой энергии путем применения различных термосистем или посредством фотохимических реакций.

Наибольшее распространение в мире получили технологии использования солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления. Для этих целей достаточна низкотемпературная энергия. Установки и системы солнечного теплоснабжения делятся на пассивные и активные.

В пассивных системах поглощение и аккумулирование солнечной энергии осуществляется непосредственно элементами строительных конструкций зданий при незначительном использовании дополнительных устройств или без них. Человек на протяжении своей истории давно научился использовать солнечное тепло при строительстве своего жилища. Во многих странах для зданий характерны толстые стены, аккумулирующие энергию, и ориентация окон на солнечную сторону. Уже в наше время были разработаны усовершенствования этой «системы». Стена, обращенная на юг, окрашивается в черный цвет, перед стеной располагается остекленная поверхность, а между ними остается воздух, который нагревается и циркулирует в доме путем конвекции. Вместо каменной стены может быть «водяная стена», состоящая из наполненных водой резервуаров из стекловолокна.

Активные системы основаны на использовании коллекторов, устройств преобразующих солнечную энергию в тепло. Плоский солнечный коллектор состоит из поглощающей энергию плиты, остекления, и расположенных между плитой и стеклом труб. По трубам с помощью насоса циркулирует нагревающаяся жидкость.

Солнечные коллекторы могут использоваться в целом ряде низкотемпературных процессов. Например, в пищевой промышленности для пастеризации продуктов, для мойки банок, бутылок, для стирки белья в прачечных, сушки сельскохозяйственных продуктов и даже зданий.

Для получения высокой температуры или совершения механической работы применяют отражающие солнечные коллекторы, концентрирующие тепло и свет солнца и следящие за его перемещением. В таких коллекторах применяются либо зеркала, либо линзы. Зеркала могут быть параболическими, параболоидными или сферическими. Сконцентрированный солнечный свет попадает на центральный теплоприемник и нагревает жидкость, которая прокачивается насосом. В эту систему входит и бак-аккумулятор для нагретой жидкости.

Основная проблема широкого использования солнечных тепловых установок связана с их экономической эффективностью и конкурентоспособностью по сравнению с традиционными системами. Стоимость энергии, вырабатываемая солнечными установками более высока, чем стоимость энергии, получаемая при использовании традиционного топлива. Но для районов, удаленных от централизованного энергоснабжения, использование солнечных коллекторов экономически более выгодно.

Более эффективный путь использования солнечной энергии — непосредственное преобразование ее в электрическую в фотоэлементах. Фотоэлементы представляют собой светочувствительные пластины из полупроводникового материала: селена, кремния, арсенида галлия, диселенида кремния и т.д. Фотоэлектричество производится, когда частицы света (фотоны), поглощенные полупроводником, создают электрический ток. Солнечные батареи могут быть различной мощности — от портативных установок в несколько ватт до многоваттных электростанций, покрывающих миллионы квадратных метров площади.

Для того, чтобы не зависеть от суточного и сезонного солнечного цикла и состояния атмосферы существуют технические методы накопления энергии такие как: электрохимическое накопление аккумуляторами, механическое накопление (с помощью вращающихся маховиков) и в форме водорода. Также возможно сочетание фотоэлементов с другими источниками энергии, например, наиболее вероятно сочетание с ветровыми установками, а также с системами на ископаемом топливе.

Фотоэлектрические системы (солнечные батареи) требуют минимального обслуживания, в них не используется вода, и поэтому они хорошо приспособлены для отдаленных и пустынных районов. Этот способ преобразования солнечной энергии является долговечным и экологически чистым, а также сам может быть использован для улучшения экологической обстановки в месте использования, а в перспективе — и для регулирования экологических условий на больших территориях.

Основные потребности в солнечных батареях включают: освещение, работу бытовой электротехники (радио, телевизор, холодильник), насосов для подъема воды в удаленных сельских районах; энергообеспечение экологически чистых зон массового отдыха и лечения; обеспечение радио- и телекоммуникационных систем, маяков, буев. Установки использования солнечной энергии не только могут быть экологически чистыми, но и иметь положительное влияние на другие сферы жизни. Например, использование солнечных батарей в жарких пустынных районах в качестве «солнечного зонтика» обеспечивает благоприятные условия для выращивания под ним бахчевых и цитрусовых культур, для которых целесообразно использовать не слишком интенсивное солнечное излучение. Другим примером является использование солнечных батарей или солнечных коллекторов как строительных элементов в качестве облицовочных панелей фасадов зданий («солнечных домов»).

Производство солнечного оборудования

В многих странах происходит постоянный рост производства солнечных коллекторов. В настоящее время их мировая установленная мощность оценивается в 10 ГВт. Общая площадь солнечных коллекторов в мире превысила по неполным данным 21 млн. м2, при этом годовое производство солнечных коллекторов превышает 1,7 млн. м2. Страны-лидеры: Япония — 7 млн. м2, США — 4 млн. м2, Израиль — 2,8 млн. м2, Греция — 2,0 млн. м2.

В бывшем СССР максимальное годовое производство составляло 40 тыс. м2 коллекторов, а общая площадь установленных коллекторов, главным образом для горячего водоснабжения, достигала 250 тыс. м2 , но их технический уровень был низким. В России в настоящее время разработаны более совершенные конструкции, не уступающие зарубежным аналогам, но вследствие экономического кризиса в стране объем производства солнечных коллекторов сократился и составляет менее 1 тыс. м2.

Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии является одним из наиболее быстро развивающихся в мире направлением использования возобновляемых источников энергии. В настоящее время общая мощность установленных солнечных фотоэлектрических систем составляет свыше 938 МВт. Годовые темпы роста за последние 5 лет составляют 30%. Лидируют страны: Япония — 80 МВт, США — 60 МВт, Германия — 50 МВт.

Масштабы использования фотоэлектрических солнечных батарей ограничиваются более высокой стоимостью вырабатываемой электроэнергии, по сравнению с энергией, получаемой за счет использования традиционных источников энергии. Удельная стоимость мощности плоских модулей солнечных батарей на мировом рынке составляет 4 — 5 долл./Вт, а стоимость фотоэлектрических установок 7 — 10 долл./Вт. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой модулями, колеблется в пределах 20 — 30 цент./(кВт • ч), что значительно превышает стоимость электроэнергии от традиционных источников.

В России есть большие районы с централизованным энергоснабжением, но испытывающие острый дефицит энергии, что приводит к значительным потерям, в том числе материальным и финансовым. Есть регионы, удаленные от централизованных энергосистем — отдельные поселки, деревни, рабочие точки. Использование возобновляемых источников энергии, в том числе солнечного излучения позволило бы решать энергетические и социально-экономические проблемы таких регионов и удаленных мест. То есть вопрос об экономической возможности и эффективности необходимо решать с учетом социально-экономических условий, в том числе дефицита энергии, стоимости топлива, географических и климатических условий.

Наиболее благоприятные районы для использования солнечной энергии в нашей стране, по оценкам специалистов, это: Северный Кавказ, Астраханская область, Калмыкия, Тува, Бурятия, Читинская область, Дальний Восток.

Солнце — альтернативный источник энергии

Маркин, Н. Д. Солнце — альтернативный источник энергии / Н. Д. Маркин, М. Н. Куликова. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2017. — № 4 (13). — С. 39-41. — URL: https://moluch.ru/young/archive/13/1028/ (дата обращения: 08.03.2024).

В статье рассматривается альтернативный источник энергии — энергия солнца. Его значимость и возможности применения на практике.

Ключевые слова: альтернативный источник энергии, солнечные батареи, дети солнечный трекер

Если во всем видеть только плюсы, батарейку правильно не подключишь.

В современном мире очень актуальна тема развития альтернативных источников энергии. Это связано, с одной стороны, с тем, что наука идет вперед семимильными шагами, с другой стороны, люди практически исчерпали углеводородные энергетические ресурсы, которые необходимы для бесперебойной работы техники, транспорта, освещения и обогрева. Потребность человечества в энергии ежегодно растет.

Одним из перспективных источников энергии — является неиссякаемая энергия солнца. Солнце — самый главный источник тепла и света, роста растений на нашей планете. Благодаря Солнцу появились все традиционные источники энергии — нефть, уголь, торф.

К сожалению, ископаемое топливо заканчивается, поэтому решение энергетической проблемы, состоит в поисках возобновляемых источников энергии, которые могли бы заменить энергоресурсы, используемые сейчас.

Основными преобразователями солнечной энергии являются батареи, представляющие собой несколько объединённых фотоэлементов и преобразующие солнечную энергию в электрический ток. Солнечные батареи применяют в местах, удаленных от населенных пунктов, в космической сфере, в машиностроении и кораблестроении, то есть там, где нет возможности воспользоваться другими источниками энергии.

Первая солнечная батарея принадлежит Антуану — Сезару Беккерелю (1839). Почти через сорок лет Чарльз Фриттс изобрел первый солнечный элемент, опираясь на опыт Уилоуби Смита, обнаружившего в 1873 году чувствительность селена к свету. В 1954 году специалисты компании Bell Laboratories (США) заявили о создании первых солнечных батарей на основе кремния для получения электрического тока. Созданные солнечные батареи — были всего лишь технологической игрушкой стоимостью 250 долларов, с КПД около 6 %. Потенциал солнечных батарей первоначально был оценен только в космической отрасли и, в 1958 году, в США был запушен первый спутник с солнечными батареями — Vanguard 1. Через несколько месяцев в СССР был запущен Спутник-3 также работающий на солнечных батареях.

К началу 2017 года, благодаря применению солнечных трекеров, КПД солнечных батарей составляет более 26 %. Применение фотоэлементов стало повсеместным.

1954 год. Солнечная батарея компании Bell Laboratories

На уроках физики в школе и на дополнительных занятиях, я подробно изучил принципы работы солнечных трекеров, а также преимущества (возобновляемость, обильность, доступность, экологичность, экономичность) и недостатки солнечной энергии (непостоянство солнечного света, применение дорогостоящих и редких компонентов при создании солнечных батарей, их ограниченный срок службы).

Свои теоретические знания я решил испытать, приняв участие в технической олимпиаде научного творчества «Роботландия-2017», организатором которой был Волжский политехнический институт (филиал) ВолгГТУ.

Целью олимпиадной работы стала разработка и создание эффективного зарядного устройства с максимальным КПД, работающего от солнечной энергии и аккумулирующего её. Движение солнца по азимуту снижает КПД фиксированной солнечной батареи, поэтому возникла необходимость разработать устройство, которое могло бы поворачиваться вслед за траекторией солнца — солнечный трекер.

Солнечный трекер — система, предназначенная для слежения за перемещением солнца, чтобы получить максимальный КПД от солнечных батарей. Механизм трекера основан на фоторезисторах: когда на один из резисторов попадает меньше света, устройство поворачивается.

На этапе разработки мною были изучены интернет-ресурсы и начерчен эскиз механической части.

Узел выгрузки-загрузки кассет от старого магнитофона и подъемный механизм игрушечной пожарной машины «послужили» основными компонентами поворотного механизма горизонтального и вертикального движения. Для создания механизма управления разработана электронная схема и размещена на двух платах управления, ответственных за анализ яркости солнечного света и углов поворота солнечной батареи. Корпус трекера сделан из старого медицинского прибора и вместил в себя: механизм и плату управления горизонтальным поворотом, аккумуляторы для накопления энергии, и USB-выход для зарядки сотового телефона. К корпусу прикреплена мачта, на которой расположены: солнечная панель с фоторезисторами, блок и плата вертикального наклона, контроллер заряда аккумулятора и выключатель.

Собранный солнечный трекер имеет следующие технические характеристики: напряжение заряда -5,5В, сила тока -1 А, емкость аккумулятора — 200 мА.

В результате тестовых испытаний в летний период установлено, что созданное зарядное устройство обладает высоким КПД, действительно работает от солнечной энергии, преобразует и аккумулирует её.

Основные термины (генерируются автоматически): солнечная энергия, батарея, солнечный трекер, альтернативный источник энергии, максимальный КПД, солнечная батарея, солнечный свет, электрический ток, США, плат управления.

Солнечная энергия как источник электрической энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Бубенчиков А.А., Нурахмет Е.Е., Молодых В.О., Руденок А.И.

Статья посвящена актуальной на сегодняшний день проблеме использования солнечной энергии как основной источник питания потребителя. Автор даёт обобщенную характеристику способам преобразования солнечной энергии в другие виды энергии. А также рассмотрены государственные планы развития солнечной энергетики в различных странах мира и были рассмотрены благоприятные условия установки солнечных панелей в мире. В статье раскрываются проблемы неконкурентоспособности солнечной энергетики относительно данного времени и как с этим можно бороться.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SOLAR POWER AS SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY

The article is devoted to the issue date, the use of solar energy as the main source of consumer power. The author gives a generalized description of methods of converting solar energy into other forms of energy. And also consider the state of the solar energy development plans in various countries around the world and were considered favorable conditions of installation of solar panels in the world. In the article the problem of lack of competitiveness of solar energy relative to a given time and how this can be combated.

Текст научной работы на тему «Солнечная энергия как источник электрической энергии»

Бубенчиков А.А.1, Нурахмет Е.Е.2, Молодых В. О.1, Руденок А. И.2

1ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технических наук, доцент; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант;

3ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омский государственный технический университет СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Ключевые слова: солнечная энергетика, альтернативный источник, экономия.

Bubenchikov A. A.1, Nurakhmet Y. Y.2, Molodikh V.O.3, Rudenok A. I.4

1ORCID: 0000-0002-2923-1123, PhD in Engineering, assosiate professor; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799, undergraduate student; 3ORCID: 0000-0002-3382-3623, undergraduate student; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, undergraduate student,

Omsk State Technical University SOLAR POWER AS SOURCES OF ELECTRICAL ENERGY

Keywords: solar power, alternative sources, savings.

С каждым годом жители всё больше полагаются на технику, не могут даже и дня представить без них При э том развитие технологий не стоит на месте, становятся компактными и очень требовательными к качеству электрической энергии. Следовательно, потребление электроэнергии стало больше, и будет расти каждый раз. А из -за нестабильности экономики в стране, цены, на потребляемую энергию, растут. Например, на сегодняшний день в России был произведён скачок в стоимости электроэнергии, потребляемой населением. Кроме ежегодного «календарного» повышения её цены на 10 — 15 % добавлена плата за электропотребление общедомовых приборов (Интернет-провайдеров, домофонов и кабельных сетей, юридических лиц). Если так дальше продолжится, то в скором времени жильцы будут оплачивать потери энергии в квартальных трансформаторах, в линиях электропередачи и т.д. И это касается населённых пунктов и сельских промышленностей, расположенных отдалённо от больших городов. [2]

Основным из возможных решений данной проблемы является альтернативные источники энергии. А именно солнечная энергия. У каждой страны существует ряд научных советов которые отвечают за использование солнечной энергии такие как Научный совет РАН по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, Комитет по проблемам использования возобновляемых источников энергии Российского Союза научных и инженерных общественных организаций, American Council On Renewable Energy: ACORE, The European Renewable Energy Council (EREC) и т.д. [5]

Каждый из этих научных советов для своего государства устанавливает план, в котором говорится об увеличении доли солнечной энергетики в общей энергетической системе. Так для России Министерство энергетики РФ назначала план, к 2020 году поднять долю солнечной энергетики в общей энергетической системе РФ до 0,9%( на данный момент она составляет 0,001%). Для реализации поставленного плана нужны благотворительные условия, дабы потраченные экономические затраты окупились за короткий промежуток времени. Если посмотреть на рисунок 1 и 2, то можно сказать, что не в каждой стране будут эффективны солнечные установки.[4]

Рис. 1 — Распределение суммарной солнечной радиации в России

Daily sum Рис. 2 — Распределение суммарной солнечной радиации в мире.

В настоящее время различают 2 наиболее популярный способа преобразования солнечной энергии: фотовольтаика и гелиотермальная энергетика. Фотовольтаическая система уникальный вид получения электричества, посредством попадания дневного света на панели. Принцип выработки электричества основан на Фотовольтаическом эффекте. То есть, при пробивание светом поверхность вещества, электроды начинают перемещаться между анодом и катодом внутри панели. Как правило, панели состоят из нескольких слоёв полупроводниковых материалов. Чем больше концентрация света, тем больше выработка электричества. [1] Данный вид выработки электричества применяется в автономной системе энергоснабжения на основании солнечных батарей.

Расчет автономной энергосистемы

Постоянный ТОК О

Рис. 3 — Схема работы автономной системы энергоснабжения

На рисунке 3 изображено состав и принцип работы этой системы. Инвертор -это прибор для преобразования постоянного напряжения аккумуляторных батарей в переменное напряжение 220В. Основным недостатком инвертора является ограниченное время автономной работы, которое определяется емкостью аккумуляторных батарей и потребляемой мощностью. Контроллер — это прибор, который не позволяет аккумуляторам перезарядится или разрядиться раньше времени. Блоки аккумулирования служат для накопления вырабатываемого электричества. Основная проблема всех аккумуляторов, это малый объём ёмкости и не приспособленность к большим нагрузкам. Одна из главных причин не конкурентоспособности, это цена. Например, для установки в России автономной системы частному потребителю придётся заплатить в районе 180 тыс.руб.. А рентабельность и окупаемость полностью зависит от солнечных дней в году на месте установки. Эту систему применяют для бесперебойного питания автономных систем таких как освещение, охранная сигнализация и т.д. А так же в роли основного источника энергии (если потребитель находится очень далеко от подстанции) или совместно с приходящими линиями электропередачи. [3]

Гелиотермальная энергетика — это системы позволяющая трансформация солнечной излучения в электрическую или тепловую энергию с помощью трёх технологий:

Первая технология одна из самых распространённый вариант снабжения теплом это использование солнечных коллекторов. Их располагают в неподвижном состоянии так, чтобы нагрев был максимально эффективный. Самым эффективным теплоносителем является воздух, вода или антифриз. Производится нагрев вещества на 45-50 оС выше температуры окружающей среды. Всё это происходит в коллекторе. Также можно использовать для кондиционирования воздуха, термообработки продуктов сельского хозяйства и опреснение морской воды. Такие солнечно обогревательные системы очень популярны в Японии и США [6]. Однако в таких странах как Кипр и Израиль таких систем намного больше из расчёта населения. Примерно 1 млн. коллекторов обеспечивают 70% населения страны используют такой способ получения энергии. К такому прогрессу пытаются прийти Индия и Китай. Если посмотреть на рисунок 2 можно сказать что Африка идеальный претендент для использования такой системы, но из-за экономического положения их используют в основном для запуска насосных установок.[1]

Вторая технология превращает солнечную энергию в электрическую с помощью солнечных батарей на основе кремния. Ей нашли применение в космической индустрии, а именно в кораблестроении. Первое массовое применение было в Калифорнии. В настоящее время третья часть фотоэлектрических элементов рынка принадлежать Японии. В развитых странах её уже активно используют, при том факторе, что технология дорогая.

Третья технология основана на трансформации солнечной радиации в электрическую, используя зеркала , для концентрации лучей в одной точке. Такой способ используется в Солнечных электростанциях [6]

Факты для перехода на солнечную энергию.

1. Неограниченный запас топлива.

2. Бесшумное, безвредное выработка электроэнергии.

3. Автономные системы энергоснабжения безопасны и высоконадежны.

4. Материалы возможно без труда переработать и использовать повторно.

5. Несложное обслуживание оборудования.

6. Использование электричества отдалённо в сельских районах

7. Модули могут быть частью дизайна здания.

8. Стремительное уменьшение времени энергетической окупаемости модулей.

9. Увеличивает надёжность энергоснабжения страны.

На основе поведённого исследования можно сделать вывод. Чтобы Солнечная энергия была конкурентоспособной нужны наработки для увеличения ёмкости аккумуляторов и увеличения мощности и больше исследований в плане концентрации солнечных лучей на солнечные панели, дабы увеличить их эффективность и уменьшить срок окупаемости. Стремительное развитие солнечной энергетики, с использование инновационных мировых технологий,

является главным конкурентом и в 2050 г. будет преимущественным на рынке энергетически экологичных технологий, что обеспечит к концу века все потребности населения электрической энергией.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках научного проекта № МК-5098.2016.8»

1. [Электронный ресурс] http://www.bestreferat.ru/ (дата обращения: 01.03.2016.)

2. Перспективы возобновляемой энергетики, Дизендорф А.В., Усков А.Е., Научный журнал КубГАУ, №114(10), 2015 г.

3. [Электронный ресурс] http://decentral.web-boxru/ (дата обращения: 02.03.2016.)

4. [Электронный ресурс] http://minenergo.gov.ru/ (дата обращения: 02.03.2016.)

5. Солнечная энергия — энергия будущего, Павлов Н., Электроника: научка, технология бизнес,№1(123), 2013г.

6. Перспективы развития возобновляемой энергетики, Стребков Д.С., журнал: Труды международной научно -технической конференции энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве, 2012 г.

1. [electronic resource] http://www.bestreferat.ru/ (reference date: 03/01/2016.)

2. Prospects for renewable energy, Dizendorf AV Uskov AE Scientific journal KubGAU, №114 (10), 2015

3. [electronic resource] http://decentral.web-boxru/ (reference date: 02/03/2016.)

4. [electronic resource] http://minenergo.gov.ru/ (reference date: 02/03/2016.)

5. Solar energy — energy of the future, N. Pavlov, Electronics: nauchka techn ology business, №1 (123) 2013.

6. Prospects for the development of renewable energy, Strebkov DS Journal: Proceedings of the International scientific and technical conference, energy supply and energy efficiency in agriculture, 2012

Бубенчиков А.А.1, Нурахмет Е.Е.2, Молодых В. О.1, Руденок А. И.2

1ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технических наук, доцент; 2ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант;

3ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омский государственный технический университет ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

В статье рассмотрено — внедрение энергосберегающих источников света для улучшения качества освещения и энергосбережения, основные проблемы внедрения и пути их решения, рассмотрены недостатки и достоинства каждого энергосберегающего источника света и области их применения, также рассмотрены общие характеристики влияния энергосберегающих источников света на человеческую деятельность в целом. Отдельно описан каждый энергосберегающий источник с пояснениями и проблемами характерными для данного типа ламп.

Ключевые слова: освещение, энергосбережение, внедрение.

Bubenchikov A.A.1, Nurakhmet Y.Y.2, Molodikh V.O.3, Rudenok A.I.4

Omsk State Technical University ENERGY SAVING LIGHT SOURCES

The article considers introduction of energy-saving light sources to improve lighting quality and energy efficiency, the introduction of the basic problems and their solutions are discussed advantages and disadvantages of each energy -efficient light sources and their applications, also considered the impact of the general characteristics of energy -saving light sources on human activity in general. Separately describe each energy saver with explanations and problems specific to the type of lamp.

Keywords: lighting, energy saving, introduction.

Правительство Российской Федерации (ФЗ № 261 «об энергосбережении и энергоэффективности») вынесло р ешение, что планируется постепенный вывод из строя ламп накаливания. С 2011 года Правительством Российской Федерации наложен запрет производство и импорт всех ламп мощностью 100 Вт. В 2013 году запрет был наложен на лампы накаливания мощностью превышающую 75 Вт, а, спустя год, на все остальные лампы накаливания. Было заявлено, что, эти меры, приняты для эффективной экономии электрической энергии. По настоящему положению Российская Федерация по энергосбережению уступает ведущей в области экономии электроэнергии таким странам, как, Японии, США, ЕС, Индии и КНДР.

В настоящее время разработано несколько видов энергосберегающих источников света: лампы накаливания; люминесцентные лампы; галогенные лампы; дуговые ртутные лампы (ДРЛ); энергосберегающие лампы, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ); светодиодные светильники.

Светодиодная лампа (LED лампа) — полупроводниковый прибор, преобразующий напряжение в источник света. Спектральный диапазон излучаемого лампой света зависит от химического состава полупроводника.

Основными проблемами эксплуатации данных типов ламп являются следующие факторы. Стоимость, является самой дорогой лампой среди энергосберегающих ламп. Устранение данной проблемы решаемо увеличением производства ламп отечественного производителя, что значительно сократит стоимость.

Что такое альтернативная энергия — источники энергии, биотопливо, солнечное тепло, ветряная энергия

Экономика многих стран зависит от добычи сырья, что особенно актуально для России. Однако ресурсы Земли не безграничны. Решить проблему могут альтернативные источники энергии. Что это такое, как их использовать и почему они лучше нефти, читайте в статье.

Что такое альтернативная энергия
Виды
- Солнечная энергия
- Ветряная энергия
- Водная энергия
- Волны
- Приливы и отливы
- Гидротермальная
- Жидкостная диффузия
- Геотермальная
- Биологическое топливо
- Россия
К невозобновляемым источникам энергии относятся углеводороды, к возобновляемым — ветер, солнце, вода и т. д.

Что такое альтернативная энергия

Альтернативные источники энергии (АИЭ) — это возобновляемые природные ресурсы, из которых получают тепло, электричество и другие виды энергии. В отличие от ограниченных источников, а именно нефти, угля и газа, запасы которых с каждым годом уменьшаются, этот способ получения энергии отличается повышенной экологичностью, возобновляемостью и меньшим влиянием на глобальное потепление.

В Совкомбанке можно оформить кредит наличными на любые цели до 5 млн рублей. Выберите удобную программу и рассчитайте ежемесячный платеж на кредитном калькуляторе. Деньги нужны срочно? Достаточно паспорта и любого второго документа. Нужна крупная сумма? Вы можете взять кредит под залог автомобиля или недвижимости. Заполните заявку на сайте и получите быстрое одобрение.

Виды

На сегодняшний день человечество в основном питают углеводороды и АЭС. Оба источника оказывают негативное влияние на окружающую среду. Атомные электростанции могут повышать радиационный фон прилегающей территории, а при сжигании нефтепродуктов происходит выброс большого количества углекислого газа.

Но существуют и более экологичные источники энергии.

Солнечная энергия

Мощнейший АИЭ, обладающий огромным потенциалом. Даже несмотря на то, что Земля получает лишь небольшую часть солнечной энергии, ее вполне хватит, чтобы обеспечить всю планету. «Улавливается» эта энергия солнечными батареями.

Солнечная энергия – потенциально самый перспективный источник питания. По самым худшим прогнозам ученых, ископаемого сырья хватит еще на 40-50 лет, в то время как Солнце, по оценкам NASA, просуществует еще минимум 6 млрд лет.

Но несмотря на всю вышеописанную мощность, этим способом получают лишь 2% от общей производимой энергии. Причин тому несколько.
- Количество получаемой энергии зависит от погодных условий.
- Солнечные батареи стоят недешево. К тому же за ними нужно постоянно следить и тратить дополнительные средства на утилизацию, так как в батареях используются ядовитые металлы.
- Для получения серьезных объемов энергии необходимо покрывать солнечными батареями огромные пространства.
Однако кое-где солнечная энергия распространена довольно широко. Например, в Израиле с помощью нее нагревают бóльшую часть воды.

Космос — отличное место для установки панелей

Солнечные панели устанавливают на отдаленных островах, фермах и даже в космосе. Еще их иногда встраивают в автомобили, самолеты и поезда.

Ветряная энергия

Наряду с энергией Солнца является довольно востребованным и перспективным АИЭ. Для преобразования используются ветрогенераторы.

Ветроэнергетика имеет потенциально намного больше возможностей для питания, чем водные электростанции. А уже в 2016 году ветряная отрасль, вместе с остальными АИЭ, обогнала атомную по объемам производимого электричества. Широко распространена в странах Европы.

Водная энергия

Один из популярнейших АИЭ. Несмотря на дороговизну и сложность возведения гидроэлектростанций, они отлично себя окупают и позволяют получить электроэнергию намного дешевле.

Работает следующим образом: лопасти водной турбины, подключенной к электрогенератору, крутятся за счет сильного потока воды.

Волны

Этот тип встречается намного реже. Для преобразования кинетической энергии волн в электричество используют специальные камеры, связанные с генератором.

Приливы и отливы

Этот тип работает благодаря спаду и подъему воды, а устанавливают электростанции обычно на берегу. Механизмы колебания уровня океана отлично изучены, что делает этот АИЭ наиболее предсказуемым. Но несмотря на предсказуемость, он имеет ряд существенных недостатков, главный из которых — низкая производительность. Поэтому данный АИЭ почти не встречается.

Зачем откладывать деньги долгие месяцы, если можно получить желаемое прямо сейчас? Возьмите кредит в Совкомбанке, оформите услугу «Гарантия минимальной ставки» и получите шанс вернуть проценты по истечении срока кредитования. Для этого расплачивайтесь Халвой каждый месяц и не допускайте просрочек по кредиту. Оставить заявку вы можете в два клика.

Гидротермальная

Это энергия температурного градиента, когда электричество вырабатывается за счет разницы в температуре воды на поверхности и в глубине океана.

Впервые начали применять такой способ еще в начале ХХ века. На данный момент гидротермальные электростанции есть в США и Японии.

Жидкостная диффузия

Это новый тип АИЭ. Пока есть всего одна электростанция, работающая на жидкостной диффузии. Находится она в Норвегии.

Работает по следующему принципу: в основание водного потока устанавливают механизм, разделенный на два отсека мембраной. В нем смешиваются соленая и пресная вода. Частицы пресной воды из одного отсека стремятся перейти в другой, чтобы уравнять концентрацию соли. Проходя через мембрану, они увеличивают давление в резервуаре, что вращает гидротурбину, которая вырабатывает электроэнергию.

Геотермальная

Работает на энергии горячей воды и пара. Обычно геотермальные станции устанавливают вблизи вулканов. Например, на Камчатке примерно 40% от общей энергии приходится на ГеоЭС.

Мутновская ГеоЭС — крупнейшая геотермальная станция России

Воду из подземного пространства используют для получения электричества либо для отопления помещений.

Биологическое топливо

Оно делится на три поколения по степени сложности получения:
1. сельскохозяйственные культуры с высоким содержанием жиров, крахмала, сахаров, из которых получают этанол и биодизель;
2. непищевые остатки культивируемых растений, трава и древесина;
3. топливо из водорослей.
100 юаней — самая грязная банкнота в мире. На ней ученые обнаружили более 180 000 бактерий.
Другой факт

Достоинства и недостатки

Главное достоинство АИЭ — они позволят человечеству существовать даже в условиях острой нехватки ископаемого сырья, которая может наступить сравнительно скоро. Но и недостатков тоже хватает.

Доступность и универсальность. Любая страна мира может пользоваться АИЭ, для этого совсем не обязательно иметь огромные запасы нефти.

Из исключений — страны без выхода к морю не могут использовать энергию волн, а страны без вулканов — геотермальную

Высокая стоимость строительства и обслуживания , что повышает итоговые цены на электроэнергию и делает весь процесс не всегда окупаемым. Поэтому многие страны ищут способы снизить издержки

Экологичность. АИЭ почти не вредят экологии

Погодные условия оказывают большое влияние на выработку электроэнергии. Вы не можете контролировать, когда подует ветер, насколько поднимется вода и сколько солнечных дней будет в вашей стране

Возобновляемость. В отличие от нефти ни солнце, ни ветер никуда не исчезнут в ближайшие десятилетия

Небольшая мощность по сравнению с традиционными источниками

Экономическое влияние. Чем больше участков земли отведено под выращивание сырья для биотоплива, тем меньше площади остается на посев культур для сельского хозяйства

Применение в мире

Сегодня наибольшее распространение АИЭ получили в Европе. Некоторые европейские страны вырабатывают до 40% от общей энергетики с их помощью.

Суммарно в Германии ветряки питают около 20% страны, а через 30 лет планируется достичь планки 80%

Жители этих стран, решившие перейти на АИЭ, могут рассчитывать на определенную поддержку — скидки на подключение и возврат средств за приобретение оборудования. Поэтому все больше людей устанавливают солнечные батареи себе на крыши для экономии.

Россия

В России АИЭ пока развиваются не слишком быстро. Во многом это связано с недостатком инвестиций в отрасль и тем, что АИЭ еще не полностью утверждены законодательно. Разные климатические условия регионов страны тоже не способствуют равномерному росту.

Наиболее распространенные АИЭ — гидроэлектростанции (примерно 20% от всей энергии страны) и биотопливо (Россия — в тройке ведущих экспортеров мира). Остальные виды встречаются не так часто и лишь изредка преодолевают планку в 1% от общего числа.

Но несмотря на это, последние годы Россия делает большие шаги в сторону развития АИЭ. Например, совсем недавно Совкомбанк присоединился к климатической инициативе ООН Climate Neutral Now, чтобы повысить прозрачность отчетности и поддержать цели организации по сокращению углеродных выбросов.

Состояние окружающей среды постоянно ухудшается, поэтому люди вынуждены искать новые, более чистые источники энергии. Сравнительно недавно многие страны Европы только начали внедрять АИЭ, а сегодня некоторые из них уже приблизились к состоянию полного перехода на возобновляемые источники. Радует, что Россия пусть и медленно, но движется в верном направлении.
Похожие публикации:

Энергия солнца как альтернативный источник энергии