Аннотация
(Русский)
Проделав путь от первобытного костра до современных атомных электростанций, человечество не прекратило поиски новых источников энергии. Фактически люди оказались на краю гибели, и, возможно, уже перед нашими внуками будет стоять вопрос: жить или не жить? А виной тому - не глобальное потепление или столкновение с крупным небесным телом, но катастрофическое истощение энергетических ресурсов. Кроме того, не стоит забывать, что энергетическая проблема напрямую связана с экологической. Основные виды альтернативной энергии, это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Подробную информацию об альтернативных источниках энергии вы найдёте в данном реферате.
(English)
Having done a way from a primitive fire to modern nuclear power plants, the mankind didn't stop searches of new power sources. Actually people appeared on the brink of disaster, and, probably, before our grandsons there will be a question: to live or not to live? And the matter is that - not a global drowning or collision with a large heavenly body, but catastrophic exhaustion of energy resources. Besides, it is not necessary to forget that the power problem is directly connected with ecological. Main types of alternative energy, It is energy of the Sun and a wind, energy of sea waves, inflow. You will find detailed information on alternative power sources in this paper.
(Français)
Ayant fait la voie du feu primitif à centrales nucléaires modernes, l'humanité n'a pas cessé les recherches des nouvelles sources de l'énergie. En réalité les gens se sont trouvés à deux doigts de la mort, et, probablement, déjà devant nos petits-fils il y aura une question : vivre ou ne pas vivre ? А la cause en est que - l'élévation de la température non globale ou la collision avec un grand corps céleste, mais l'épuisement catastrophique des ressources énergétiques. En outre ne se trouve pas oublier que le problème énergétique est lié directement à l'écologique. Les aspects principaux de l'énergie alternative. C'est l'énergie du Soleil et le vent, l'énergie des ondes maritimes, les flots. Vous trouverez l'information détaillée sur les sources alternatives de l'énergie dans le compte rendu donné.
Альтернативные источники энергии
C каждым годом человечество потребляет все больше энергии, с каждым годом проблема защиты окружающей среды от промышленных выбросов приобретает все большее значение, о проблемах глобального потепления не знают разве только младенцы и жители жарких широт, колебания цен на нефть дают не только заработок многочисленной армии журналистов, но и служат предметом обсуждения в домашнем кругу и нефтяных магнатов, и простых обывателей. Человечеству срочно нужен источник дешевой и желательно неистощимой энергии. Собственно, источник энергии есть и находится не так уж далеко по космическим меркам, всего 150 миллионов километров — это Солнце.
На пороге ХХI века человек все чаще и чаще стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Энергия была и остается главной составляющей жизни человека. Она дает возможность создавать различные материалы, является одним из главных факторов при разработке новых технологий. Попросту говоря, без освоения различных видов энергии человек не способен полноценно существовать. Человек прошел путь от первого костра до атомных электростанций, освоил добычу основных традиционных энергетических ресурсов: угля, нефти и газа, научился использовать энергию рек, освоил "мирный атом”, но все активнее обсуждаются вопросы использования новых, нетрадиционных, альтернативных видов энергии.
По оценкам специалистов, мировые ресурсы угля составляют 15, а по неофициальным данным — 30 трлн тонн, нефти — 300 млрд тонн, газа — 220 трлн кубометров. Разведанные запасы угля составляют 1685 млрд тонн, нефти — 137 млрд тонн, газа — 142 трлн кубометров. Почему же наблюдается тенденция к освоению альтернативных видов энергии при таких, казалось бы, внушительных цифрах, при том, что в последние годы в шельфовых зонах морей открыты огромные запасы нефти и газа? Есть несколько ответов на этот вопрос. Во-первых, непрерывный рост промышленности как основного "клиента” энергетической отрасли. Существует точка зрения, что при нынешней ситуации запасов угля хватит примерно на 270 лет, нефти — на 35-40 лет, газа — на 50 лет. Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями. И в третьих — экологические проблемы, связанные с добычей энергетических ресурсов.
В настоящее время выдвигается множество различных идей и предложений по использованию всевозможных возобновляемых видов энергии. Разработка некоторых проектов еще только начинается. Так, существуют предложения по использованию энергии разложения атомных частиц, искусственных смерчей и даже энергии молнии. Проводятся эксперименты по использованию "биоэнергетики” — например, энергии парного молока для обогрева коровников.
Но существуют и "традиционные” виды альтернативной энергии. Это энергия Солнца и ветра, энергия морских волн, приливов и отливов. Есть проекты преобразования в электроэнергию газа, выделяющегося на мусорных свалках, а также из навоза на звероводческих фермах. Основным видом "бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. В Солнце сосредоточено 99, 886% всей массы Cолнечной системы. Солнце ежесекундно излучает энергию в тысячи миллиардов раз большую, чем при ядерном взрыве 1 кг U235.
Солнце — неисчерпаемый источник энергии — ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им. Например, Тибет — самая близкая к Солнцу часть нашей планеты — по праву считает солнечную энергию своим богатством. На сегодня в Тибетском автономном районе Китая построено уже более 50 тыс. гелиопечей. Солнечной энергией отапливаются жилые помещения площадью 150 тыс. м 2, созданы гелиотеплицы общей площадью в миллион квадратных метров. Хотя солнечная энергия и бесплатна, получение электричества из нее не всегда достаточно дешево. Поэтому специалисты непрерывно стремятся усовершенствовать солнечные элементы и сделать их эффективнее. Компактная передвижная электростанция при собственном весе 500 кг имеет мощность 4 кВт, иначе говоря, способна полностью обеспечить электротоком достаточной мощности загородное жилье. Это довольно хитроумный агрегат, где энергию вырабатывают сразу два устройства — ветрогенератор нового типа и комплект солнечных панелей. Первый оснащен тремя полусферами, которые (в отличие от обычного ветрового колеса) вращаются при малейшем движении воздуха, второй — автоматикой, аккуратно ориентирующей солярные элементы на светило. Добытая энергия накапливается в аккумуляторном блоке, а тот стабильно снабжает током потребителей.
На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца, он может работать зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер — это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала "месторождения” ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда "размазана” по огромным территориям. Основные параметры ветра — скорость и направление — меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее надежным, чем Солнце. Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность "ловить” кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом. Существуют интересные разработки по созданию принципиально новых механизмов для преобразования энергии ветра в электрическую. Одна из таких установок порождает искусственный сверхураган внутри себя при скорости ветра в 5 м/с.
Следует заметить, что использование источников альтернативных, возобновляемых видов энергии может достаточно эффективно снизить процент выбросов в атмосферу вредных веществ, то есть в какой-то степени решить одну из важных экологических проблем. Энергия моря может с полным основанием быть причислена к таким источникам.
Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют. В комплекте с аккумулятором она обеспечит энергией крестьянское хозяйство или геологическую экспедицию, отгонное пастбище или небольшую мастерскую. Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную "лыжу” и тросами закрепляется с двух берегов. Остальное — дело техники: мультипликатор вращает автомобильный генератор постоянного тока напряжением 14 В, и энергия аккумулируется.
Одним из наиболее необычных видов использования отходов человеческой деятельности является получение электроэнергии из мусора. Проблема городских свалок стала одной из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. Но, оказывается, их можно еще использовать для производства электроэнергии. Когда построенная для сжигания мусора и одновременной выработки электроэнергии для 15.000 домов печь стала получать недостаточно топлива, было решено восполнить его мусором с уже закрытых свалок. При этом объем закрытых свалок сокращается на 78%. Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55% которого приходится на метан, а 45-50% — на углекислый газ и около одного процента — на другие соединения. Если раньше выделяемый газ просто отравлял воздух, то теперь его начинают использовать в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания с целью выработки электроэнергии. Станция мощностью 12 МВт способна удовлетворить потребность в электроэнергии жителей 20 тысяч домов. Поэтому стоит задуматься над проблемой вторичного использования мусора. При наличии эффективной технологии можно сократить количество мусорных "курганов”, а заодно значительно пополнить и восполнить запасы энергии.
Еще один неисчерпаемый источник энергии находится на границах тектонических плит, а также в местах, где земная кора достаточно тонка и магма нагревает залегающие породы и подземные воды, прорывающиеся на поверхность в виде горячих гейзеров из пара и воды. Даровая энергия - бери и превращай в электричество. Так в далеком 1904 г. и поступил итальянец Пьеро Джинори Конти, создавший в районе Лардерелло, богатом горячими серными источниками, генератор, зажегший целых пять лампочек. Спустя семь лет в Лардерелло уже работала первая в мире геотермальная электростанция. С годами комплекс набрал мощность 800 МВт и стал одним из крупнейших в мире.
Однако электростанций, работающих на сухом паре, не так много, наибольшее распространение получили ГеоТЭС так называемого непрямого типа, использующие горячие подземные воды, а также смешанного типа, в цикле которых помимо подземных вод применяются жидкости, чья точка кипения ниже, чем у воды.
Сегодня в геотермальной электроэнергетике лидируют США, Новая Зеландия, Филиппины, Италия, Мексика, Индонезия, Япония и Исландия, которая благодаря своему вулканическому происхождению за счет ГеоТЭС вырабатывает более четверти потребляемой ею электроэнергии. Россия начала использовать геотермальные источники Камчатки еще в 1960-х гг. Кроме того, были построены ГеоТЭС на Курилах. Жалко только, что остальной России от этих горячих термальных вод и пара не холодно и не жарко. Однако решение, похоже, есть. Технология была разработана в Америке еще в 1970-х гг. и получила название Hot dry rock (англ., горячие сухие горные породы). Геофизики предложили пробурить две скважины глубиной 4-6 км (где температура достигает 150-200 °С); в одну заливать холодную воду, а через другую отводить разогретый пар. Сейчас экспериментальная HDR-электростанция, выстроенная силами нескольких стран в Эльзасе, работает в тестовом режиме. Геотермальную энергетику, бесплатную и безопасную, считают одной из самых реальных альтернатив традиционной. «Прежде всего потому, что она не зависит от погодных и сезонных колебаний, - рассказывает заведующий лабораторией нетрадиционных возобновляемых источников энергии ЭНИН кандидат физико-математических наук Виктор Васильев. - По выработке электроэнергии геотермика лидирует среди альтернативных источников. В России ее давно используют на Дальнем Востоке и Северном Кавказе, в районах, богатых геотермальными рассолами. На уже разведанных площадях (выработанных нефтяных и газовых месторождениях с готовыми скважинами) можно построить несколько крупных ГеоТЭС суммарной мощностью около 1 млн кВт. В то же время в некоторых странах широко распространена практика прямого использования геотермальной энергии, через тепло, а не путем ее преобразования в электричество. Такой метод применяется на границах тектонических плит, например в Исландии и Японии.
|