32,6% – olie og olieprodukter. 30,0% – kul. 23,7 % – gas. De tre bedste blandt de energikilder, der forsyner menneskeheden, ser præcis sådan ud. Rumskibe og den "grønne" planet er stadig lige så langt væk som "galaksen langt, langt væk".
Der er bestemt en bevægelse mod alternativ energi, men den går så langsomt, at man håber på et gennembrud – ikke endnu. Lad os være ærlige: I de næste 50 år vil fossile brændstoffer oplyse vores hjem.
Udviklingen af alternativ energi går langsomt, som en fornem herre langs Thames-dæmningen. I dag er der skrevet meget mere om utraditionelle energikilder, end der er gjort for deres udvikling og implementering i hverdagen. Men i denne retning er der 3 anerkendte "mastodonter", der trækker resten af vognen bag sig.
Atomenergi tages ikke i betragtning her, fordi spørgsmålet om dens progressivitet og fordelagtige udvikling kan diskuteres i meget lang tid.
Nedenfor vil der være strømindikatorer for stationer, derfor vil vi for at analysere værdierne introducere et udgangspunkt: det mest kraftfulde kraftværk i verden er Kashiwazaki-Kariwa atomkraftværket (Japan). Som har en kapacitet på 8,2 GW.
Luftenergi: vind i menneskets tjeneste
Det grundlæggende princip for vindenergi er omdannelsen af den kinetiske energi af bevægende luftmasser til termisk, mekanisk eller elektrisk energi.
Vind er resultatet af forskellen i lufttryk på overfladen. Her implementeres det klassiske princip om at "kommunikere fartøjer", kun på globalt plan. Forestil dig 2 point – Moskva og St. Petersborg. Hvis temperaturen i Moskva er højere, så varmes luften op og stiger, hvilket efterlader lavt tryk og en reduceret mængde luft i de nederste lag. Samtidig er der højtryk i Sankt Petersborg, og der er luft nok "nedefra". Derfor begynder masserne at strømme mod Moskva, fordi naturen altid stræber efter balance. Sådan dannes luftstrømmen, som kaldes vinden.
Denne bevægelse bærer på en enorm energi, som ingeniører søger at fange.
I dag kommer 3 % af verdens energiproduktion fra vindmøller, og kapaciteten vokser. I 2016 oversteg vindmølleparkernes installerede kapacitet atomkraftværkernes kapacitet. Men der er 2 funktioner, der begrænser udviklingen af retningen:
1. Installeret effekt er den maksimale driftseffekt. Og hvis atomkraftværker kører på dette niveau næsten hele tiden, når vindmølleparker sjældent sådanne indikatorer. Effektiviteten af sådanne stationer er 30-40%. Vinden er ekstremt ustabil, hvilket begrænser anvendelsen i industriel skala.
2. Placering af vindmølleparker er rationel på steder med konstante vindstrømme – på denne måde er det muligt at sikre maksimal effektivitet af installationen. Lokalisering af generatorer er væsentligt begrænset.
Vindenergi kan i dag kun betragtes som en ekstra energikilde i kombination med permanente, såsom atomkraftværker og stationer, der anvender brændbart brændsel.
Vindmøller dukkede første gang op i Danmark – de blev bragt hertil af korsfarerne. I dag, i dette skandinaviske land, produceres 42 % af energien fra vindmølleparker.
Projektet for opførelsen af en kunstig ø 100 km ud for Storbritanniens kyst er næsten afsluttet. Et fundamentalt nyt projekt bliver skabt ved Dogger Bank – på 6 km2 der vil blive installeret mange vindmøller, der skal overføre elektricitet til fastlandet. Det bliver den største vindmøllepark i verden. I dag er dette Gansu (Kina) med en kapacitet på 5,16 GW. Dette er et kompleks af vindmøller, som vokser hvert år. Den planlagte indikator er 20 GW.
Og lidt om omkostningerne.
De gennemsnitlige omkostningsindikatorer for den genererede 1 kWh energi er:
─ kul 9-30 cents;
─ vind 2,5-5 øre.
Hvis det er muligt at løse problemet med afhængighed af vindkraft og dermed øge effektiviteten af vindmølleparker, så har de et stort potentiale.
Solenergi: naturens motor – menneskehedens motor
Produktionsprincippet er baseret på opsamling og fordeling af varme fra solens stråler.
Nu er andelen af solenergianlæg (SPP) i verdens energiproduktion 0,79 %.
Denne energi er først og fremmest forbundet med alternativ energi - fantastiske felter dækket af store plader med fotoceller tegnes umiddelbart foran dine øjne. I praksis er rentabiliteten af denne retning ret lav. Blandt problemerne kan man udpege en overtrædelse af temperaturregimet over solcelleanlægget, hvor luftmasserne opvarmes.
Der findes programmer for udvikling af solenergi i mere end 80 lande. Men i de fleste tilfælde taler vi om en hjælpeenergikilde, fordi produktionsniveauet er lavt.
Det er vigtigt at placere strømmen korrekt, for hvilken der udarbejdes detaljerede kort over solstråling.
Solfangeren bruges både til opvarmning af vand til opvarmning og til produktion af el. Fotovoltaiske celler genererer energi ved at "slå ud" fotoner under påvirkning af sollys.
Førende med hensyn til energiproduktion på solkraftværker er Kina, og med hensyn til produktion pr. indbygger – Tyskland.
Det største solcelleanlæg er placeret på Topaz solar farm, som ligger i Californien. Effekt 1,1 GW.
Der er udvikling for at sætte solfangere i kredsløb og indsamle solenergi uden at miste den i atmosfæren, men denne retning har stadig for mange tekniske forhindringer.
Vandkraft: Brug af den største motor på planeten
Vandkraft er førende blandt alternative energikilder. 20 % af verdens energiproduktion kommer fra vandkraft. Og blandt vedvarende kilder 88%.
En massiv dæmning er ved at blive bygget på en bestemt del af floden, som fuldstændig blokerer kanalen. Et reservoir skabes opstrøms, og højdeforskellen langs dæmningens sider kan nå flere hundrede meter. Vand passerer hurtigt gennem dæmningen de steder, hvor møllerne er installeret. Så energien fra vand i bevægelse spinder generatorerne og fører til generering af energi. Alt er enkelt.
Af minusser: et stort område er oversvømmet, biolivet i floden er forstyrret.
Det største vandkraftværk er Sanxia ("Three Gorges") i Kina. Den har en kapacitet på 22 GW, og er den største fabrik i verden.
Vandkraftværker er almindelige i hele verden, og i Brasilien leverer de 80 % af energien. Denne retning er den mest lovende inden for alternativ energi og udvikler sig konstant.
Små floder er ikke i stand til at producere stor strøm, så vandkraftværker på dem er designet til at opfylde lokale behov.
Brugen af vand som energikilde er implementeret i flere hovedkoncepter:
1. Brug af tidevand. Teknologien ligner på mange måder det klassiske vandkraftværk, med den eneste forskel, at dæmningen ikke blokerer kanalen, men udmundingen af bugten. Havets vand laver daglige udsving under indflydelse af månens tiltrækning, hvilket fører til cirkulation af vand gennem dæmningens turbiner. Denne teknologi er kun blevet implementeret i få lande.
2. Brug af bølgeenergi. De konstante fluktuationer af vand i det åbne hav kan også være en energikilde. Dette er ikke kun passagen af bølger gennem statisk installerede turbiner, men også brugen af "flydere": men havets overflade placerer en kæde af specielle flydere, indeni hvilke er små turbiner. Bølger spinner generatorer og en vis mængde energi genereres.
Generelt er alternativ energi i dag ikke i stand til at blive en global energikilde. Men det er ganske muligt at forsyne de fleste objekter med autonom energi. Afhængigt af territoriets egenskaber kan du altid vælge den bedste mulighed.
For global energiuafhængighed vil der kræves noget fundamentalt nyt, som den berømte serbers "etherteori".
Uden demagogi er det mærkeligt, at menneskeheden i 2000'erne producerer energi ikke meget mere progressivt end det lokomotiv, som Lumiere-brødrene fotograferede. I dag er spørgsmålet om energiressourcer gået langt ind i sfæren af politik og finans, som bestemmer strukturen i elproduktionen. Hvis olie tænder lamperne, så har nogen brug for det...