Альтернативные источники электроэнергии
Альтернативные или возобновляемые источники энергии показывают значительные перспективы в снижении количества токсинов, которые являются побочными продуктами использования энергии. Они не только защищают от вредных побочных продуктов, но с использованием альтернативных источников энергии сохраняются многие природные ресурсы, которые мы в настоящее время используем в качестве источников энергии.
Основные виды “нетрадиционной” энергии, перерабатываемой в электрическую: солнечная, ветровая, геотермальная, водородная, тепловая энергия океана, энергия приливов и отливов, морских течений, биомасса.
Солнечная энергия – кинетическая энергия излучения, образующаяся в недрах Солнца.
Способы получения электрического тепла из солнечного излучения:
Получение электроэнергии с помощью фитоэлементов; Гелиотермальная энергетика – нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее перераспределение и использование тепла; “Солнечный парус” может в безвоздушном пространстве преобразовывать солнечные лучи в кинетическую энергию; Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока); Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата)
Плюсы:
Солнечная энергия является возобновляемым ресурсом. До тех пор, пока солнце существует его энергия будет достигать Земли.
Солнечная энергетика не загрязняет ни воды, ни воздуха, потому что нет никакой химической реакции, в результате сжигания топлива.
Солнечная энергия может использоваться очень эффективно для практических применений, таких как отопление и освещение.
Минусы:
Солнечная энергия не производит энергию, если Солнце не светит. Ночные и пасмурные дни серьезно ограничат количество произведенной энергии.
Главным недостатком солнечных электростанций являются их высокая стоимость и большая занимаемая площадь. Так, для размещения солнечной электростанции мощностью 100 МВт требуется площадь в 200 га, а для АЭС мощностью 1000 МВт — всего 50 га.
Геотермальная энергетика – производство электроэнергии, а так же тепловой энергии за счет тепловой энергии, содержащейся в недрах земли.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров.
Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки электроэнергии.
Плюсы:
неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.
Минусы:
Термальные воды сильно минерализованы, а зачастую ещё и насыщены токсичными соединениями. Это делает невозможным сброс отработанных термальных вод в поверхностные водоёмы. Поэтому для отработанную воду необходимо закачивать обратно в подземный водоносный горизонт. Кроме того, некоторые учёные-сейсмологи выступают против любого вмешательства в глубокие слои Земли, утверждая, что это может спровоцировать землетрясения. Так же неправильное бурение в земле способствует выделению опасных минералов и газов.
Водородная энергетика– активно развивающийся вид энергетики, выработка и потребление энергии основано на использовании водорода, который в свою очередь образуется при разложении воды.
Водород – единственное по-настоящему экологически чистое химическое топливо.
Можно получать водород из воды с помощью электрического тока. Это процесс называют электролизом Электролиз - один из способов получения водорода. Вода разлагается на кислород и водород под действием электрического тока.
Водород можно хранить почти также, как бензин или пропан, однако требуются баллоны, выдерживающие высокое давление. Еще один способ хранения водорода - в виде гидридов (химических соединений с другими веществами) под небольшим давлением или вообще при атмосферном давлении. Водород также можно хранить в виде жидкости, но для этого его потребуется охладить до минус 183 градусов по Цельсию. Большая энергия требуется для такого сжижения водорода, поэтому гораздо удобнее газообразная форма.
На данный момент водород является самым разрабатываемым “топливом будущего”. Если учесть, что 73% поверхности Земли покрыты водой, то можно считать что водород неисчерпаемое топливо. Так же возможно использование водорода для осуществления термоядерного синтеза, который вот уже несколько миллиардов лет происходит на нашем Солнце и обеспечивает нас солнечной энергией.
Сгорание водорода не приводит к разрушению озонового слоя и образованию кислотных дождей. Переход на использование водорода как энергоносителя может восстановить экологию атмосферы, особенно крупных мегаполисов. При сгорании водорода выделяется тепло, обыкновенная вода и ничтожное количество оксидов азота. Водородное топливо не содержит углерод, поэтому его использование не увеличивает содержание в атмосфере парниковых газов, таких как углекислого и угарного газов.