Что относится к альтернативным источникам энергии: Альтернативные источники энергии — что это, стоимость и другие проблемы использования

Альтернативные источники энергии – обзор, плюсы и минусы

Для получения любого вида энергии необходим определенный источник. Как известно, существуют традиционные и нетрадиционные источники энергии. Их обычно называют альтернативными.

Традиционными источниками энергии являются нефть, уголь, природный газ. Запасы данных источников энергии исчерпаемы, подлежат длительному восстановлению, а также отрицательно отражаются на экологическом состоянии планеты. Поэтому большинством стран мира в качестве основного направления развития энергетики определено производство энергии с помощью альтернативных источников. Альтернативные источники энергии относятся к возобновляемым ресурсам, они более экологичны и экономичны. 

Вид альтернативного источника энергии	Способ применения
Энергия солнечного излучения	Фотоэлектрическая панель (ФЭП) Солнечный коллектор Солнечная электростанция (СЭС)
Энергия ветра	Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) Ветряная электростанция (ВЭС)
Гидроэнергия	Гидроэлектростанция (ГЭС)
Энергия приливов и отливов	Приливная электростанция (ПЭС)
Энергия волн океанов и морей	Волновая электростанция (ВЭС)
Геотермальная энергия	Геотермальная станция (ГеоТЭС)
Энергия биомассы (биоэнергия)	Переработка твердых, жидких и газообразных видов биотоплива термохимическими, физико-химическими, либо биохимическими методами

 

Энергия электромагнитного солнечного излучения

Солнечное излучение может использоваться для выработки электро- и тепловой энергии. Прямое преобразование солнечной радиации в электроэнергию производится как путем прямого преобразования на фотоэлектрических панелях, так и косвенно с использованием термодинамических методов (получение пара с высоким давлением).

Получение тепловой энергии из солнечной производится за счет поглощения данной энергии и дальнейшего нагрева поверхности и теплоносителя. Для этого используются специальные коллекторами и приемы «солнечной архитектуры».

Совокупность установок для преобразования энергии Солнца составляет солнечную электростанцию.

Кинетическая энергия ветра

Она служит для преобразования в механическую, тепловую, а также, чаще всего, в электроэнергию. Чтобы получить механическую энергию из кинетической энергии воздушных масс применяют элементарные ветряные мельницы. Однако для дальнейшего преобразования полученной механической энергии необходимо использование ветрогенератора.

Ветрогенератор позволяет преобразовать механическую энергию вращения ротора в электрическую. Существует возможность накопления полученной электроэнергии при помощи аккумуляторных батарей и использования только при необходимости. Такая установка будет называться ветроэнергетической, или ветроустановкой. Совокупность нескольких ветроустановок будет называться ветряной электростанцией.

Гидроэнергия

Гидроэнергия – это энергия, сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних течениях рек, сооружаются плотины. Гидроэнергию можно преобразовывать в механическую либо электроэнергию с помощью гидротурбин. Данные установки называют гидроэлектростанциями (ГЭС).

Энергия приливов и отливов

Преобразование энергии приливов и отливов в электроэнергию производится на приливных электрических станциях двумя способами:

1. Первый способ по принципу преобразования энергии аналогичен преобразованию энергии на гидроэлектростанции путем вращения турбины, связанной с электрогенератором;
2. При втором способе используется энергия движения воды; данный способ основан на перепаде уровня воды при приливах и отливах.

Энергия волн

Энергия волн используется для получения механической и электрической энергии. Преобразование происходит на специальных волновых электростанциях, принцип работы которых основан на оказании воздействия волн на следующие применяемые устройства: поплавки, маятники, лопасти. Перемещение данных устройств образует механическую энергию, которая далее при помощи электрогенератора преобразуется в электроэнергию.

Геотермальная энергия или энергия тепла Земли

Она может использоваться по прямому назначению, либо для получения электроэнергии. Преобразование энергии происходит на геотермальных станциях – ГеоТЭС.

Источники геотермальной энергии могут быть высоко- и низкопотенциальными. К высокопотенциальным источникам относятся гидротермальные ресурсы (термальная вода). Их применяют для отопления помещений.

Низкопотенциальные источники энергии, в свою очередь, бывают естественными (воздух атмосферы, грунтовая вода, сам грунт) и искусственными (вентиляционный воздух помещения, отработанные воздух, вода или тепло). Данные источники применяют для кондиционирования, теплоснабжения и горячего водоснабжения.

Биоэнергия

Биоэнергию производят из разных видов биологического сырья, которое получается после переработки биоотходов. Из твердых (щепа, пеллеты, древесина, солома), жидких (биоэтанол, биометанол, биодизель) и газообразных (биогаз, биоводород) видов биологического топлива путем термохимических (пиролиз, сжигание), физико-химических (биоконверсия), либо биохимических (анаэробное брожение биомассы) методов преобразования получают тепловую или электрическую энергию.

Преимущества и недостатки альтернативных источников энергии следует рассматривать в индивидуальном порядке, однако выделим несколько общих плюсов и минусов, характерных для всех источников.

Плюсы использования альтернативных источников энергии

• Возобновляемость

• Экологический аспект.

• Широкое распространение, доступность.

• Низкая себестоимость производства энергии в обозримом будущем.

 

Минусы применения альтернативных источников энергии

• Непостоянство, зависимость от погодных условий и времени суток.

• Невысокий коэффициент полезного действия (за исключение водных источников энергии).

• Высокая стоимость

• Недостаточная единичная мощность установок.

Оставить заявку на консультацию 

Более подробную информацию по использованию альтернативных источников энергии для Вашего объекта Вы сможете узнать по телефонам:

+375 29 571 65 85
+375 29 101 02 58

Приглашаем к сотрудничеству архитекторов, монтажников и строительные организации.

Статья подготовлена с использованием материалов с сайта https://plusiminusi.ru

Альтернативные источники энергии: проблемы внедрения

Содержание

• Что относится к альтернативным источникам энергии
• Основные проблемы альтернативной энергетики
• 5 причин медленного отказа от нефти, газа и угля

Переход человечества на альтернативные источники энергии неизбежен.

Многие ученые уже сейчас предрекают скорый отказ от нефти, газа и угля в пользу новых источников. Ожидается, что переход может занять не более 10 лет. При этом лидеры мировых государств должны всерьез подойти к решению этой задачи. Но, несмотря на все перспективы энергетической революции, существуют определенные проблемы массового перехода на новые источники энергии.

Что относится к альтернативным источникам энергии

Использование альтернативных источников основано на получении энергии из возобновляемых природных ресурсов: солнечного света, приливов, ветра и др. Они станут достойной заменой традиционных источников энергии, запасы которых постепенно иссякают. Но эффективность применения таких источников зависит от особенностей климата, что несколько осложняет ситуацию.

На сегодняшний день известны такие источники:

• энергия солнца;
• энергия ветра;
• геотермальная энергия;
• энергия приливов и волн
• возобновляемое (растительное) топливо.

Основные проблемы альтернативной энергетики

Отсутствие государственной поддержки

Главная проблема использования альтернативных источников энергии – дотационность. К примеру, внедрение новых технологий в странах с прохладным климатом и недостаточным количеством солнечного света потребует значительных финансовых затрат. Без серьезной государственной поддержки использование альтернативной энергетики будет убыточным и бессмысленным. Значительных затрат потребует не только производство, но и транспортировка энергии.

Альтернативная энергетика не подходит для промышленного производства

Энергия, получаемая из природных источников, нуждается в «страховочном» дублировании другими типами электростанций. Это связано с тем, что ее производство зависит от времени суток, погодных условий и прочих факторов. К сожалению, в большинстве стран альтернативная энергетика способна выполнять функцию дополнительного источника, но заменить собой традиционную энергию она пока что не может.

Зависимость от погодных условий

Непостоянство природных явлений – это еще одна серьезная проблема альтернативных источников энергии. Солнце может в любой момент скрыться за тучами, ветер утихнуть, а высота приливов уменьшиться. Установив на крыше дома солнечные батареи, его владелец отдается на милость природы: если в течение нескольких дней будет солнечная погода – в доме будут работать все электроприборы. Но если погода будет пасмурной – жителям дома придется приготовиться к отсутствию самых необходимых благ цивилизации. Даже если до этого были накоплены избыточные запасы энергии – в период простоя электростанций они иссякнут.

Низкий КПД

Низкий уровень выработки энергии природными источниками пока что не позволяет превратить их в основной источник питания. К примеру, для обеспечения жилого дома электричеством в объеме 200-300 Вт площадь солнечных батарей должна составлять не менее 20 м².

Длительный процесс оформления документов

Людям, желающим открыть частную электростанцию, придется столкнуться с необходимостью в получении большого количества бумаг и разрешений. Перед началом выполнения работ по установке электростанции в обязательном порядке надо получить разрешение местных властей на постройку, согласие соседей и пр. Также необходимо ознакомиться с перечнем условий и требований к техническим характеристикам строящихся объектов. Если этого не сделать – владельцу электростанции придется отвечать в суде.

Шумная работа электростанций

Шумная работа характерна не для всех видов альтернативных источников энергии, но игнорировать наличие этого фактора нельзя. При работе ветряных электростанций сила шумового эффекта достигает 34-45 дБ на расстоянии 20 метров. Непрерывный шум будет неприятен как владельцу дома, так и его соседям. Еще один минус альтернативных источников энергии – неприятный запах. Он характерен для биомассовой энергетики, основанной на разложении отмерших растений, навоза и др. Решить проблему неприятного запаха не поможет даже использование герметичных контейнеров.

Высокая стоимость оборудования и обслуживания

Производство оборудования для электростанций – это сложный и трудоемкий процесс, требующий значительных финансовых вложений. Высокая стоимость солнечных батарей обусловлена тем, что в их состав входит фотоэлемент, разработанный на основе кремния. Кремний должен пройти предварительное очищение и преобразование, а это обходится производителям недешево. Так же дела обстоят и с другими источниками энергии, основанной на использовании природных ресурсов.

5 причин медленного отказа от нефти, газа и угля

Несмотря на то, что существуют определенные проблемы внедрения новых источников энергии, у них есть большие перспективы в будущем. Стремительное развитие научно-технического прогресса позволит создать более дешевые и экологичные установки, благодаря чему существенно снизится стоимость такой энергии.

Отказ от традиционных источников энергии (нефти, природного газа, угля) неизбежен по таким причинам:

• Традиционные энергодобывающие технологии оказывают пагубное влияние на окружающую среду. Катастрофическое изменение климата вследствие их использования будет заметно уже в первые десятилетия XXI века.
• Запасы нефти и других полезных ископаемых ограничены, процесс их восстановления займет длительный период времени.
• Переход на альтернативные источники энергии позволит сберечь топливные ресурсы планеты для переработки в химической и других отраслях промышленности.
• Цены на некоторые виды альтернативной энергии уже сегодня заметно ниже стоимости на традиционную энергию.
• Страна, которая первой во всем мире освоит альтернативную энергетику, сможет диктовать цены на топливные ресурсы.

Использование альтернативных источников энергии во всем мире набирает обороты. Они практически неисчерпаемы и не наносят вред окружающей природе. Отказ от нефти и газа потребует слаженной работы многих людей, междисциплинарных исследований и положительного отношения политиков к этому вопросу.

Возобновляемая энергия | Департамент энергетики

Управление Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии

Возобновляемая энергия — это энергия, получаемая из таких источников, как солнце и ветер, которые естественным образом пополняются и не истощаются. Возобновляемая энергия может использоваться для производства электроэнергии, отопления и охлаждения помещений и воды, а также для транспорта.

Невозобновляемая энергия, напротив, поступает из ограниченных источников, которые могут быть израсходованы, таких как ископаемое топливо, такое как уголь и нефть.

Виды возобновляемой энергии

Возобновляемые источники энергии, такие как биомасса, геотермальные ресурсы, солнечный свет, вода и ветер, являются природными ресурсами, которые могут быть преобразованы в следующие виды чистой полезной энергии:

• Биоэнергия

• Геотермальная энергия

• Водород

• Гидроэнергетика

• Морская энергия

• Солнечная энергия

• Энергия ветра

Преимущества возобновляемых источников энергии

Преимущества использования возобновляемых источников энергии многочисленны и влияют на экономику, окружающую среду, национальную безопасность и здоровье человека.

Вот некоторые преимущества использования возобновляемых источников энергии в США:

• Повышенная надежность, безопасность и отказоустойчивость национальной энергосистемы
• Создание рабочих мест в отраслях возобновляемой энергетики
• Снижение выбросов углерода и загрязнения воздуха в результате производства энергии
• Повышение энергетической независимости США
• Повышение доступности, поскольку многие виды возобновляемой энергии конкурентоспособны по стоимости с традиционными источниками энергии
• Расширенный доступ к чистой энергии для не подключенных к сети или удаленных, прибрежных или островных сообществ.

Узнайте больше о преимуществах энергии ветра, солнечной энергии, биоэнергии, геотермальной энергии, гидроэнергетики и морской энергии, а также о том, как Министерство энергетики работает над модернизацией сети.

Возобновляемая энергия в США

Возобновляемые источники энергии производят около 20% всего электричества в США, и этот процент продолжает расти. На следующем графике представлены доли общего производства электроэнергии в 2021 году по типам возобновляемой энергии:

Ожидается, что в 2022 году солнечная и ветровая энергия добавят более 60% генерирующих мощностей коммунального масштаба в энергосистему США (46 % от солнца, 17% от ветра).

Соединенные Штаты — богатая природными ресурсами страна с обильными возобновляемыми источниками энергии. Доступная сумма составляет 100 умножить на годовую потребность страны в электроэнергии. Узнайте больше о потенциале возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах.

Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии

Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии (EERE) Министерства энергетики США является центром прикладных исследований, разработок и демонстрации возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах.

EERE имеет три направления: возобновляемые источники энергии, устойчивый транспорт и энергоэффективность. Направление возобновляемых источников энергии состоит из четырех технологических офисов:

Офис геотермальных технологий.

Офис технологий солнечной энергетики

Управление гидроэнергетических технологий

Управление ветроэнергетических технологий

Управление биоэнергетических технологий EERE и Управление технологий водорода и топливных элементов проводят исследования и разработки в области возобновляемых источников энергии в рамках компонента «Устойчивый транспорт», а технологические офисы в рамках компонента «Энергоэффективность» интегрируют возобновляемые источники энергии в свою работу.

Каждый американец может выступать за использование возобновляемых источников энергии, став чемпионом по экологически чистой энергии. И маленькие, и большие действия имеют значение. Присоединяйтесь к движению.

Продвижение возобновляемых источников энергии в США

EERE предлагает финансирование исследований и разработок для продвижения технологий экологически чистой энергии. Найдите открытые возможности финансирования и узнайте, как подать заявку на финансирование.

17 национальных лабораторий Министерства энергетики США проводят исследования и помогают вывести на рынок технологии использования возобновляемых источников энергии. Узнайте больше о национальных лабораториях и программах вывода технологий на рынок на EERE.

Возобновляемая энергия дома

Домовладельцы и арендаторы могут использовать чистую энергию дома, покупая экологически чистую энергию, устанавливая системы возобновляемой энергии для производства электроэнергии или используя возобновляемые ресурсы для воды и отопления и охлаждения помещений.

Перед установкой системы возобновляемой энергии важно снизить потребление энергии и повысить энергоэффективность дома.

Посетите страницу Energy Saver, чтобы узнать больше о различных способах использования возобновляемых источников энергии в домашних условиях:

 

Покупка чистой электроэнергии

Планирование домашних систем возобновляемой энергии

Малые ветроэлектрические системы

Использование солнечной энергии в домашних условиях

Системы микрогидроэнергетики

Солнечные водонагреватели

Активное солнечное отопление

Геотермальные тепловые насосы

Дизайн пассивного солнечного дома

Наружное солнечное освещение

Вы можете иметь право на налоговые льготы на федеральном уровне и уровне штата, если вы устанавливаете в своем доме систему возобновляемой энергии. Посетите ENERGY STAR, чтобы узнать о льготах по федеральному налогу на возобновляемую энергию для домовладельцев. Для получения информации о государственных стимулах посетите веб-сайт базы данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности.

Другие способы EERE Champions Clean Energy

 

Energy Efficiency

Узнайте об исследованиях и разработках EERE в области энергоэффективности в передовом производстве, строительных технологиях, федеральном управлении энергопотреблением, защите от погодных условий для малоимущих и межправительственном партнерстве.

Учить больше

Устойчивый транспорт

Узнайте о работе EERE в области биоэнергетики, водородных и топливных элементов, а также транспортных средств, чтобы расширить доступ к бытовым экологически чистым транспортным видам топлива и повысить энергоэффективность, удобство и доступность перевозки людей и товаров.

Учить больше

Найти работу в области чистой энергии

EERE занимается созданием экономики чистой энергии, что означает создание миллионов новых рабочих мест в строительстве, производстве и других отраслях промышленности. Узнайте больше о возможностях трудоустройства в сфере возобновляемых источников энергии:

Вакансии в области чистой энергии

Готовы начать строить наше будущее в области чистой энергии с новой карьерой в EERE?

Учить больше

Поиск карьеры в сфере экологически чистой энергетики

Рабочие места в сфере экологически чистой энергетики можно найти в государственном, частном и некоммерческом секторах, начиная с начального уровня и заканчивая профессиональными должностями.

Учить больше

Стажировки, стипендии, возможности для выпускников и докторантов

Найдите стипендии, стипендии, стажировки и исследовательские возможности в EERE и других федеральных агентствах США, связанных с наукой, технологиями, инженерией и математикой (STEM).

Учить больше

Возможности для выпускников и докторантов

EERE и различные другие организации и учреждения предлагают возможности получения стипендий по всей стране — от Вашингтона, округ Колумбия, до Дейтона, Огайо, Голдена, Колорадо и других мест — как для студентов, так и для преподавателей.

Учить больше

EERE Вакансии

Список вакансий в EERE.

Учить больше

Корпус чистой энергии

Примите участие в революции чистой энергии и внесите свой вклад в борьбу с климатическим кризисом. Присоединяйтесь к нам!

Учить больше

Использование альтернативных источников энергии | National Geographic Society

Используйте MapMaker Interactive для изучения использования альтернативных источников энергии в странах по всему миру.

Классы

7–12+

Предметы

Науки о Земле, география, гуманитарная география

Альтернативная энергия – это энергия, которая не производится из ископаемого топлива и, таким образом, практически не производит парниковых газов, таких как двуокись углерода (CO2). Это означает, что энергия, произведенная из альтернативных источников, не способствует парниковому эффекту, вызывающему изменение климата. Вы можете исследовать выбросы CO2 с помощью MapMaker Interactive здесь.

Эти источники энергии называются «альтернативными», поскольку они представляют собой альтернативу углю, нефти и природному газу, которые были наиболее распространенными источниками энергии со времен промышленной революции. Эти ископаемые виды топлива выделяют высокие уровни CO2 при сжигании для производства энергии и электричества. Однако альтернативную энергию не следует путать с возобновляемой энергией, хотя многие возобновляемые источники энергии также можно считать альтернативными. Солнечная энергия, например, является одновременно возобновляемой и альтернативной, потому что ее всегда будет много, и она не выделяет парниковых газов. Атомная энергетика, однако, является альтернативной, но не возобновляемой, поскольку она использует уран, ресурс которого ограничен. Узнайте больше о возобновляемых источниках энергии с помощью MapMaker Interactive здесь.

На этой карте показан средний процент общего потребления энергии в стране из альтернативных источников в период с 2006 по 2010 год. Альтернативная энергия здесь включает гидроэлектроэнергию, солнечную энергию, геотермальную энергию, энергию ветра, ядерную энергию и энергию биомассы. Данные исходят от Всемирного банка. Важно отметить, что, хотя Всемирный банк считает ядерную энергию альтернативным источником энергии, не все эксперты по энергетической политике согласны с тем, как классифицировать ядерную энергию.

Fast Fact

• В 1980 году только три страны — Исландия, Норвегия и Швейцария — получали более 30% своей энергии из альтернативных источников, включая атомную энергию. В 2009 г. еще семь стран получали более 30% своей энергии из альтернативных источников. Это Парагвай, Таджикистан, Франция, Швеция, Коста-Рика, Литва и Армения.

Краткий факт

• В 2010 году Исландия использовала эквивалент 16 842 килограммов нефти на человека, что является самым высоким потреблением энергии на душу населения среди всех стран мира. Однако большая часть этой энергии поступает не из нефти, поскольку Исландия получает 85% своей энергии из альтернативных источников, включая гидроэлектростанции и геотермальные источники.

Краткий факт

• В 2009 году Парагвай получил 99,45% своей энергии от гидроэлектроэнергии. Источником этой огромной гидроэлектростанции является плотина Итайпу, крупнейшая гидроэлектростанция в мире. Плотина построена на реке Парана на границе Бразилии и Парагвая.

Краткий факт

• Саудовская Аравия — единственная страна в группе крупнейших экономик G-20, которая получает менее 1% своей энергии из альтернативных источников. Крупный экспортер нефти, Саудовская Аравия получает 100% своей энергии из ископаемого топлива.

Статьи и профили

Scientific American: Один горячий остров — возобновляемая геотермальная энергия ИсландииNew York Times: Таджикистан надеется, что вода поддержит его амбицииNational Geographic Environment: освещение изменения климатаNational Geographic: Great Energy Challenge

Аудио и видео

Канал National Geographic : Альтернативная энергия

Кредиты

Кредиты СМИ

Аудио, иллюстрации, фотографии и видео указываются под активом мультимедиа, за исключением рекламных изображений, которые обычно ссылаются на другую страницу, содержащую кредит СМИ. Правообладателем для СМИ является лицо или группа, указанные в титрах.

Writer

Ryan Schleeter

Editors

National Geographic Society

Sean P. O’Connor, BioBlitz Education Consultant

Factchecker

David Knoppers, National Geographic Society

other

Last Updated

September 7, 2022

Полномочия пользователя

Для получения информации о правах пользователя ознакомьтесь с нашими Условиями обслуживания. Если у вас есть вопросы о лицензировании контента на этой странице, свяжитесь с нами по адресу [email protected] для получения дополнительной информации и получения лицензии. Если у вас есть вопросы о том, как цитировать что-либо на нашем веб-сайте в вашем проекте или презентации в классе, обратитесь к своему учителю. Она или он лучше всего знает предпочтительный формат. Когда вы обратитесь к нему или к ней, вам потребуется название страницы, URL-адрес и дата доступа к ресурсу.

Медиа

Если медиаресурс доступен для загрузки, в углу средства просмотра медиа появится кнопка загрузки. Если кнопка не отображается, вы не можете загрузить или сохранить медиафайл.

Текст

Текст на этой странице можно распечатать и использовать в соответствии с нашими Условиями предоставления услуг.

Интерактивы

Любые интерактивы на этой странице можно воспроизводить только во время посещения нашего веб-сайта.