Альтернативные источники энергии

Альтернативная энергетика

Современный человек вряд ли сможет нормально жить, не пользуясь электричеством, газом и другими источниками энергии. Но эти ресурсы исчерпаемы, это знает любой старшеклассник. Взрослых данный факт заставляет искать пути решения проблемы (как и факт постоянного роста тарифов). Возможный выход из ситуации – поиск альтернативных источников энергии.

Этот вариант будет близок и тем, кто живет в тех поселениях, где, несмотря на уровень современных технологий, еще не провели газ или электричество.

Из школьных уроков географии, многие знают про природные источники энергии. Силу приливов, падающей воды, ветра и солнца – все это можно использовать.

Что же поможет преобразовать природную энергию? Это могут быть:

• Солнечные коллекторы и батареи;
• Биогазовые установки;
• Ветрогенераторы;
• Тепловые насосы;
• Установки, поглощающие водную энергию.

Все это можно использовать для частного энергоснабжения. Производители предлагают достаточно обширный выбор оборудования и помогают в его установке. Единственный минус – высокая цена. Но некоторые делают его и самостоятельно.

Использование солнечной энергии

Применение солнечных батарей – один из популярнейших альтернативных методов выработки энергии. В основе действия – обычный фотоэффект. Попадая на фотоэлементы батареи, солнечный свет высвобождает электроны. В результате – образуется избыточный заряд. При наличии аккумулятора и разнице количества зарядов, происходит выработка тока.

Размещают такое оборудование на наиболее солнечной стороне крыши. Выработанное панелями электричество можно использовать для обогрева (через «теплый пол»), питания необходимой техники, для нагрева воды.

Эта технология:

• использует неисчерпаемую энергию солнца,
• она безотходна,
• при работе отсутствуют посторонние шумы,
• не нужно регулярно платить за техническое обслуживание.

Другие преобразователи солнечной энергии – солнечные коллекторы. Самый простой пример – черная металлическая пластина под тонким слоем прозрачной жидкости.

Принцип: Темное сильнее нагревается, это общеизвестно, следовательно, нагревается и жидкость, покрывающая пластину. Далее система такова: контур жидкостью (уже нагретой) помещается в бак, с холодным водообеспечением. Вода в баке от такого соседства нагревается, а в коллекторе – охлаждается. И так по кругу. Получается замкнутая система, позволяющая нагревать воду, а зимой иметь горячие батареи в доме.

Этот тип коллектора называется плоским. Недостаток варианта – значительная теплопотеря.

Также солнечные коллекторы бывают трубчатыми и воздушными. В последних вместо жидкости циркулирует воздух. Они используются для сушки белья и обогрева. Такие коллекторы просты конструктивно и недороги.

Трубчатые – представляют собой ряд трубок со светопоглощающим материалом и циркулирующей внутри жидкостью. Все трубки объединены в единый коллектор. Этот тип коллекторов дорог, но очень надежен и прост.

Если в  коллекторе используются концентраторы (разработка современных инженеров для поднятия температуры жидкости до 120-200 C°), то они называются концентрационными. Отличаются особой дороговизной.

Применение ветрогенераторов

Ветрогенератор представляет собой башню с лопастями, генератором и электронной системой управления. Ветер приводит в движение лопасти, лопасти действуют на валы трансмиссии, соединенные с генератором. Он в свою очередь соединен с системой управления и трансформатором, который повышает напряжение полученной энергии. В самом конце преобразованная энергия подается в основную электросистему.

Плюсы ветрогенераторов:

• отсутствие выбросов и автономность;
• применение возобновляемого ресурса.

Применение энергии воды

Яркий пример этого – гидроэлектростанция.

Принцип работы: ГЭС строят на плотинах, они оборудованы шлюзами с управляемым сбросом водяных масс. Со шлюзами соединены лопасти генераторов. Водяная масса раскручивает лопасти, таким образом, вырабатывается электричество.

Другие источники преобразования энергии воды - сила течения и энергия приливов/отливов. Первый способ пока существует только в проекте. Для реализации требуются большие финансовые вложения и течение чуть ли не масштаба Гольфстрима. Но некоторые маломасштабные проекту демонстрируют возможности такого применения энергии.

На энергии приливов работают некоторые электростанции. Плотину размещают в морском заливе.

Суть метода: водяные массы вращают вал генератора, проникая в специальные впускные отверстия и вырабатывая энергию. С отливом все происходит в обратную сторону (только вода уходит уже в выпускные отверстия).

Такую станцию легко обслуживать, она привлекает туристов. Но изначально нужно вложить большое количество средств в строительство, страдает морская фауна. Если будут допущены технические ошибки, возможно затопление близлежащих территорий.

Что такое биогаз?

Биогаз – вещество, вырабатываемое при анаэробной переработке отходов органической природы (зерна, травы, жира, силоса и т.д.) Это смесь сероводорода, метана и углекислоты.

Генератор для получения этого соединения – герметичное устройство, к которому предъявляются особые требования безопасности. Специфику его работы нужно знать.

Объем и состав полученного вещества зависит от используемого сырья. Полученный биогаз нельзя вдыхать. Из-за постоянно растущего давления, его нужно отбирать регулярно. Иначе газ имеет свойство взрываться. Часто его устанавливают в толще земли. Также для эффективной работы нужен доступ к воде.

Газ используется как сырье на тепловых электростанциях, как аналог обычного природного газа. Этот ресурс возобновляем, доступен (особенно в сельской местности) из-за обилия сырья.

Дополнительным плюсом является сопутствующая выработка органического удобрения.

Использование теплонасоса

Теплонасос – сложное устройство, работающее с тепловой энергией. Используется энергия воздуха, воды, земли. Его действие заключается в преобразовании энергии низкопотенциальной в высокопотенциальную.

Основное назначение – обогрев или охлаждение помещений.

Типы данного устройства бывают самые разные, в  зависимости от среды установки. Тип «земля-вода» требует проведения трудоемких земляных работ, если наружный контур в грунтовой толще располагается горизонтально. При типе «вода-вода», наружный контур нужно просто опустить в водоем.

Эффективность оборудования зависит от постоянства температуры окружающей среды.

Плюсы использования:

• Многофункциональность;
• Энергоэффективность;
• Пожаробезопасность;
• Надежность и высокий срок службы конструкции.

Из всех перечисленных методов выработки энергии, несомненно, можно выбрать тот, который понравится и будет удобен каждому конкретному пользователю. В результате – можно не зависеть от качества работы коммунальщиков и не беспокоиться о постоянно растущих тарифах. Переход к альтернативным источникам энергии позволит чувствовать себя более свободно.