IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Альтернативные источники энергии представляют собой весьма важную роль в современном мире. С тех пор как люди научились добывать уголь, нефть, газ и другое природное топливо прошел большой промежуток времени. Актуальность работы рассматривается в том, что вопрос переработки продуктов сгорания по-прежнему остается открытым. В работе представлены характерные особенности альтернативных источников энергии, их значимость и необходимость в жизни людей на сегодняшний день, подразделение на классы и виды.

В работе рассматривается актуальный вопрос альтернативных источников энергии. Изучены и представлены основные понятия альтернативных источников энергии, проанализированы существующие виды альтернативных источников энергии, рассмотрены ситуации использования альтернативных источников энергии в России и мире.

Важным аспектом в работе являются представленные методы поддержки возобновляемых источников энергии, позволяющие охарактеризовать меры поддержки энергии, возмещение стоимости технологического присоединения, фиксирование тарифов на энергию и создание инвестиционных проектов.

Также, большое внимание уделено проблеме использования возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергетика, ветроэнергетика, солнечная энергетика и другие.

Энергосбережение на данный момент является важной проблемой не только в нашей стране, но и во всем мире. В понимании обычного обывателя энергосбережение – это денежная экономия, а если рассматривать этот вопрос на глобальном уровне, то это прежде всего экономия ресурсов, безвредное производство и сокращенные затраты на громадные проекты по строительству электростанций.

Без источников энергии жизнь человека трудно себе представить. Традиционные источники энергии — нефть, газ, каменный уголь, дрова — со временем иссякнут. По некоторым оценкам это произойдет уже в ближайшие десятилетия. Проблема перехода от традиционных углеводородных источников энергии — дерева, угля, нефти, газа — становится все более актуальной с каждым годом. И дело не только в том, что традиционные источники истощаются, хотя и этот аспект проблемы немаловажен. Кроме перспективы истощения традиционных источников существует еще и проблема экологическая, поскольку сжигание углеводородного топлива приводит к вредным выбросам в атмосферу, ухудшая сферу обитания человека, создавая экологические проблемы. Использование атомной энергии, на которую возлагались большие надежды, тоже не панацея, потому что порождает вопросы, связанные с экологией.

Поэтому так важно найти новые источники энергии, не связанные с углеводородным или ядерным топливом, более безопасные с экологической точки зрения. В мире уже наметился существенный прогресс в использовании альтернативных, возобновляемых источников энергии. Однако далеко не все еще понимают важность и актуальность этой проблемы. И требуются значительные усилия по пропаганде альтернативной энергетики, пояснению ее преимуществ и развеиванию сложившихся предрассудков. Исходя из актуальности и новизны представленной проблемы, определены цель и задачи работы.

Цель проекта: представить анализ альтернативных источников энергии.

Задачи:

1. изучить основные понятия альтернативных источников энергии;

2. проанализировать методы поддержки возобновляемых источников энергии;

3. рассмотреть проблемы использования альтернативных источников энергии в мире.

Рассматривая виды альтернативной энергетики, необходимо представить ее общее понятие. Альтернативная энергетика это - совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены, не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде [1].

Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии — «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Рассматривая виды альтернативных источников энергии необходимо представить такие источники как: ветроэнергетика, биотопливо, энергия солнца, геотермальная энергетика, грозовая энергетика, управляемый термоядерный синтез [3].

По своей сути, альтернативные источники энергии предполагают использование различных устройств и оборудования, с помощью которых энергия солнца, ветра и.т.д. преобразуется в энергию, используемую для нужд человека. Главным преимуществом альтернативных источников энергии является возобновляемость, экологичность, неисчерпаемость и доступность при использовании современных технологий их получения, а главным фактором который стимулирует процесс развития данной энергетики в мире является насущная необходимость снижения уровня загрязнения окружающей среды.

Мировой опыт показывает, что первоначальный толчок к развитию альтернативной энергетики, особенно в странах, богатых традиционными источниками, должен быть дан государством, что касается России, то следует констатировать, что государственная поддержка этому сектору энергетической отрасли практически не оказывается, в результате чего развитие использования альтернативных источников энергии в России испытывает серьезные проблемы. Ветряная и солнечная энергетика, которая активно развивается в странах Азии и Европы, в России значительно отстает в своем развитии. В общем доля альтернативной энергетики в общем объеме производства электроэнергии в России, составляет всего около 1,2%, в то время как аналогичные показали в странах Европы, США и Китая составляют от 6 до 12,5%, а в отдельных странах этот показатель достигает и более высоких значений. Несмотря на попытки развивать альтернативные источники энергии в России их доля является очень низкой в структуре энергетического баланса страны [2].

В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их используют в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае. Дания получает 25% энергии из ветра.

К альтернативным источникам энергии относятся возобновляемые источники – энергия солнца, ветра, геотермальная, океаническая, энергия биомассы, термоядерная энергия и другие источники. В качестве примера альтернативного источника энергии мы рассмотрим ветрогенераторы [1].

Несмотря на доступность и экологическую чистоту ветровой энергии, ветрогенераторы, ветроэлектростанции имеют как ряд преимуществ, так и ряд недостатков. Преимущества очевидны: в первую очередь, экологичность и мобильность установки. А к недостаткам можно отнести неровный выход энергии, сильный шум, вызывающий вибрацию инфразвук, возможные помехи для приёма телесигнала. Но если на данный момент проблемы шума, вибрации уже решены западными разработчиками, то остается еще один важный фактор – это стоимость самой ветроэлектростанции, ее обслуживание и сфера применения. То, что ветрогенераторы можно применять и в промышленности, и в частном секторе – это, конечно, неоспоримое преимущество, по сравнению с другими электростанциями, но есть и небольшие нюансы.

Производства ветроагрегатов достаточно большой мощности (более 100 кВт), не говоря о производстве агрегатов мегаваттного класса, в России нет, хотя ведутся переговоры о создании совместных предприятий с западными компаниями. Имеются только предприятия по выпуску небольших партий ветряков малой мощности. А так как ветрогенераторы в основной своей массе закупаются в других странах, то это влечет за собой ряд других проблем. Обслуживанием любой электроэнергетической установки должны заниматься специалисты. Но так как ветроэлектростанции только начинают занимать определенную нишу в энергетике, то и достаточного количества обслуживающего персонала в этой сфере мы не имеем. В результате это может привести к перерыву в электроснабжении, даже при незначительной поломке электроустановки.

Биотопливо разделяют на твёрдое, жидкое и газообразное. Твёрдое — это традиционные дрова (часто в виде отходов деревообработки) и топливные гранулы (прессованные мелкие остатки деревообработки).

Первыми начали использовать традиционные сельскохозяйственные культуры с высоким содержанием жиров, крахмала, сахаров. Растительные жиры хорошо перерабатываются в биодизель. Растительные крахмалы и сахара перерабатываются на этанол. Однако такое сырьё оказалось крайне неудобным: помимо затратного землепользования с истощением почв и высокими потребностями в обработке почв, удобрениях и пестицидах его изъятие с рынка прямо влияет на цену пищевых продуктов. Такое сырьё относят к первому поколению. Непищевые остатки культивируемых растений, травы и древесина стали вторым поколением сырья. Его получение гораздо менее затратно, чем у культур первого поколения. Такое сырьё содержит целлюлозу и лигнин. Его можно прямо сжигать (как это традиционно делали с дровами), газифицировать (получая горючие газы), осуществлять пиролиз. Основные недостатки второго поколения сырья — занимаемые земельные ресурсы и относительно невысокая отдача с единицы площади. Третьим поколение сырья стали водоросли. Не требуют земельных ресурсов, могут иметь большую концентрацию биомассы и высокую скорость воспроизводства.

Солнечная энергетика — направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемые источники энергии и является «экологически чистой», то есть не производящей вредных отходов во время активной фазы использования. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Солнечная энергетика имеет свои достоинства и преимущества. К достоинствам можно отнести неисчерпаемость солнечного света, доступный источник энергии, экологическая и биологическая безопасность. Главными недостатками являются их зависимость от состояния атмосферы, от суточных и сезонных колебаний радиации, возможность сильного изменения климата при переходе на индустриальный уровень, дороговизна строительства и ввод в эксплуатацию, кропотливый уход для поддержания исправности, атмосферные слои на территории производства.

Использование энергии естественного движения, т.е. течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. До середины 19 в. для этого применялись водяные колеса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидравлические турбины. До конца 19 в. энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например, для размола зерна или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. В наши дни практически вся механическая энергия, создаваемая гидравлическими турбинами, преобразуется в электроэнергию.

Геотермальная энергетика используется как для нагрева воды, для отопления, так и для производства электроэнергии. На геотермальных электростанциях вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Грозовая энергетика — это способ использования энергии путём поимки и перенаправления энергии молний в электросеть. Компания Alternative Energy Holdings 11 октября 2006 года объявила об успешном развитии прототипа модели, которая может продемонстрировать возможности «захвата» молнии для дальнейшего её превращения в электроэнергию. Молния является чистой энергией, и её применение будет не только устранять многочисленные экологические опасности, но также будет значительно уменьшать дороговизну производства энергии.

Исторически вопрос управляемого термоядерного синтеза на мировом уровне возник в середине XX века. Известно, что Игорь Курчатов в 1956 году высказал предложение о сотрудничестве учёных-атомщиков разных стран в решении этой научной проблемы. Это произошло во время посещения Британского ядерного центра «Харуэлл».

Исходя из представленного теоретического анализа можно сделать вывод о том, что дальнейшее существование энергетики будет смещаться в сторону развития альтернативных источников энергии и так называемой малой энергетики. Вызвано это, в первую очередь, дефицитом энергии и ограниченностью топливных ресурсов. Альтернативные источники энергии экологичны, возобновляемы, к тому же они распределены относительно равномерно, поэтому лидерство в их использовании завоюют регионы с квалифицированной рабочей силой, восприимчивостью к нововведениям и стратегическим предвидением.

Список использованных источников

1. Байерс Т.20 конструкций с солнечными элементами: учебник. - М.: Мир, 1988. - 197С.

2. Пустовалова Л.М. Общая химия: учебник/ Л.М. Пустовалова, И.Е. Никанорова. - Ростов-на-Дону, Феникс, 2005. - 478С.

3. Сюнроку Танака Жилые дома с автономным теплохладоснабжением: учебное пособие / Танака Сюнроку, Суда Рейдзи. - М.: Стройиздат, 1989. - 225С.

4. Копылов В.А. География промышленности России и стран СНГ. Учебное пособие. – М.: Маркетинг, 2001 – 184 с.

5. Видяпин М.В., Степанов М.В. Экономическая география России. – М.: Инфра – М., 2002 – 533 с.

6. Морозова Т.Г. Экономическая география России – 2 -е изд., ред.- М.: ЮНИТИ, 2002 – 471 с.

7. https://ru.wikipedia.org

Код для цитирования: Скопировать