Презентация на тему Альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии Использование солнечной энергии Подготовили: студентки 3 курса Абзалова Акбота, Самигуллина Альбина Министерство Науки и Образования РК Атырауский государственный университет имени Х.Досмухамедова Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электроэнергию и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность. Солнечная энергия • Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения •Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.

•Преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины, использующие водяной пар. Использование солнечной электроэнергии в мире Суммарная мощность СЭС составляет 17 320 МВт Германия Световой колодец в Пантеоне, им. Светов В й ые фонари. ы Применение солнечной энергии «Город солнца» Альтернативные источники энергии Использование солнечной энергии Подготовили: студентки 3 курса Абзалова Акбота, Самигуллина Альбина Министерство Науки и Образования РК Атырауский государственный университет имени Х.Досмухамедова Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электроэнергию и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность. Солнечная энергия • Общее количество солнечной энергии, достигающее поверхности Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность в энергии на тысячелетия. Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения •Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов. •Преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины, использующие водяной пар. Использование солнечной электроэнергии в мире Суммарная мощность СЭС составляет 17 320 МВт Германия Световой колодец в Пантеоне, им. Светов В й ые фонари. ы Применение солнечной энергии «Город солнца» ь 4 Ч Ч ее СЭС башенного типа Е Е Е я Е: 5 Е я Фотовольтаические СЭС Достоинства:  Перспективность, доступность и неисчерпаемость источника энергии в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей.  Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно). Недостатки:  Зависимость от погоды и времени суток  Сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии. Нерентабельность в высоких широтах  Как следствие, необходимость аккумуляции энергии  Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур)  Необходимость периодической очистки, отражающей/поглощающей поверхности от загрязнения  Нагрев атмосферы над электростанцией Недостатки:  Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в вечерних сумерках, в то время как пик электропотребления приходится именно на вечерние часы  Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., что ставит под вопрос экологическую чистоту производства и утилизации батарей.

Альтернативные источники энергии

В современном мире, с растущими показателями потребления и как следствие — ограниченными энергоресурсами, стремительные обороты набирает развитие технологий добычи энергии из альтернативных, возобновляемых источников.

К таким источникам относятся, в первую очередь, солнечная и ветровая энергии, геотеримальное тепло, энергия морских волн и приливов.

Сегодня альтернативные источники энергии уже широко используются для решения проблем энергоснабжения не только в промышленных масштабах, но и в частном секторе.  Доступность технологий получения энергии из неисчерпаемых источников позволяет строить энергонезависимые дома с экологически чистой инфраструктурой в удаленных районах и решать проблемы энергоснабжения уже существующих объектов. 

Виды альтернативных источников энергии

Такие альтернативные источники энергии, как энергия солнечного света и ветра используются для энергоснабжения и нагрева воды, геотермальное тепло земли — для отопления и кондиционирования зданий. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит при помощи фотоэлектрических пластин из кремния — самого распространенного элемента на планете. Солнечные батареи, на основе кремниевых пластин имеют продолжительный ресурс жизни — более 25 лет и, в зависимости от технологии производства, сохраняют до 80% своей эффективности в течении всего ресурса. Количество энергии, получаемой от солнечных батарей, различается и напрямую зависит от месторасположения и солнечной активности в различные сезоны года. Эффективность преобразования энергии у солнечных батарей достигает 20% и зависит от технологии их производства и чистоты кремния. Технология стремительно развивается и показатель эффективности постоянно растет.

Эксплуатация ветро-установок (ветрогенераторов) для получения электричества, целесообразна в районах с высоким значением средней скорости ветра или в периоды низкой солнечной активности. Эффективность преобразования энергии ветра не уступает эффективности гелиоустановок, но зависит от точки расположения объекта и корректно рассчитанного потенциала местности.

Широко используется для отопления зданий и геотермальное тепло земли. Тепловые насосы позволяют получать тепло окружающей среды: земли, воды или воздуха. В зимний период геотермальное тепло используется для отопления зданий, а в летние месяцы позволяет эффективно отводить тепло, производя кондиционирование.

Альтернативные источники энергии и выгоды их использования

Эффективность использования тех или иных альтернативных источников энергии напрямую зависит от региона, в котором необходима установка. Качественный мониторинг энергопотенциала позволяет определять наиболее подходящую технологию и рассчитывать ее окупаемость на годы вперед, а так же исключает ошибки связанные с региональными особенностями.

Конечно, первоначальную цену энергонезависимого дома, с экологически чистыми, возобновляемыми источниками энергоснабжения, сегодня нельзя назвать низкой, но по истечении двух — пяти лет эксплуатации альтернативные источники энергии полностью окупают свою стоимость и приносят ощутимую финансовую выгоду в течении многих лет.  Не стоит забывать о экологичности альтернативных технологий добычи энергии. Солнечные, ветровые и гелиоустановки не производят вредных выбросов в атмосферу, не загрязняют воду и безопасны для человека.

 

Производство солнечных батарей набирает обороты

Нехватка ресурсов в удаленных регионах, в совокупности с быстрыми темпами развития технологии привело к ситуации, когда производство солнечных батарей быстро набирает обороты, а стоимость конечных изделий с каждым годом становится все более доступной для потребителей со средним уровнем доходов. И если вчера технология гелиоустановок была доступна лишь для космических программ, то уже сегодня мини-солнечные электростанции, как грибы после дождя, растут на крышах домов и садовых участках.

 

     

Конкурс индивидуальных проектов по физике. Тема: Альтернативные источники электроэнергии

1. Конкурс индивидуальных проектов по физике.

ТЕМА: Альтернативные источники
электроэнергии.
Выполнил работу:
Арифуллин Азат А.
студент группы 1 С-2
Руководитель:
Биктимерова Ирина
Мухаматгалиевна,
преподаватель
физики

2. Направление исследовательской работы: естественно–научное. Тема –Альтернативные источники электроэнергии.

3. Цели работы:

— познакомиться с основными источниками
альтернативной электроэнергии и ознакомиться с
принципом их работы;
— рассмотреть получение электроэнергии за счет
природных источников;
— выявить перспективы нетрадиционных источников
электроэнергии и их влияние на окружающую среду;
— выявить эффективность альтернативных источников
электроэнергии.
— способствовать популяризации альтернативных
источников энергии.

4. Традиционные источники энергии

Запасы ископаемых видов топлива ограничены и в конце концов,
они иссякнут.
По оценкам:
Нефти хватит на
несколько десятков
лет.
Газа – до 80 лет.
Угля – около 100
лет.

5. Выброс вредных веществ на ТЭС

6. Прорыв строящейся плотины Саяно-Шушенской ГЭС.

Прорыв строящейся плотины
Саяно-Шушенской ГЭС.

7. Авария на Чернобыльской АЭС

8. Причины и важность перехода на альтернативные источники электроэнергии

В экологическом плане: как я уже отметил, сегодня общеизвестен и доказан факт
опасного влияния на окружающую среду традиционных технологий получения
электроэнергии, их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению
климата уже в первых десятилетиях XXI века.
В плане политики: страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную
энергетику, уже будет претендовать на мировое первенство и фактически диктовать
цены на топливные ресурсы.
В плане экономики: переход на альтернативные технологии в энергетике позволит
сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях
промышленности. Также стоимость энергии, производимой многими альтернативными
источниками, намного ниже стоимости энергии из нетрадиционных источников, да и
сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче.
Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную — постоянно растут.
В социальном плане: численность и плотность населения постоянно растут. При этом
трудно найти районы строительства АЭС, где производство энергии было бы удобно и
безопасно. В связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также
нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты нынешняя
традиционная энергетика представляется тупиковой; для эволюционного развития
общества необходимо немедленно начать постепенный переход на альтернативные
источники энергии.

9. Ветроэнергетика

10. «Принцип работы»

11. «Ветряная ферма»

13. ВЭС Тюпкильды

14. Геотермальные электростанции.

19. Достоинства геотермальной энергетики

1.Обеспечение устойчивого тепло- и
электроснабжения населения в тех зонах нашей
планеты, где централизованное энергоснабжение
отсутствует или обходится слишком дорого.
2.Обеспечение гарантированного минимума
энергоснабжения населения в зонах
неустойчивого централизованного
энергоснабжения из-за дефицита электроэнергии
в энергосистемах, предотвращение ущерба от
аварийных и ограничительных отключений и т.п.
3.Снижение вредных выбросов от энергоустановок
в отдельных регионах со сложной экологической
обстановкой.
4. Практическая неиссякаемость и полная
независимость от условий окружающей среды,
времени суток и года.

20. Мутновская ГеоЭС

21. Приливные электростанции

22. Принцип работы

23.

Кислогубская ПЭССолнечные электростанции.

25. СЭС Хайбуллинского района

СЭС Хайбуллинского района

26. Как создавался макет

28. Спасибо за внимание

Проект по английскому языку на тему «Альтернативные источники энергии»

Гипотеза Если использовать  альтернативные источники энергии , то это приведет к возобновлению природных ресурсов.  ГИПОТЕЗА: Можно найти дешёвую экологически чистую добычу электроэнергии. Актуальность Актуальность  проекта   связана   с  тем,   что   сегодня   актуальна   проблема   исчерпаемости природных ресурсов и ухудшение экологии Земли. Технологии будущего ученые очень тесно связывают с экологически чистыми источниками энергии и связи с ростом цен на энергоносители, все больше владельцев частных домов обращаются к возобновляемым и нетрадиционным   источникам   энергии,   таких   как   ветровая,   солнечная,   гидроэнергия   и геотермальная.  Цель Изучить   разнообразные   альтернативные   источники   энергии,   их   достоинства   и недостатки, найти КПД каждого вида источника этой энергии и создать один из них. ЦЕЛЬ   исследования:   определить   экологически   чистый   способ   добычи   электрической энергии из подручных, мало затратных средств. Задачи 1) Найти информацию об альтернативной энергетике; 2) Подробно изучить эту информацию; 3) Выбрать     такой   альтернативный   источник   энергии,   который   можно   создать   в школьных условиях; 4) Найти инструкцию по созданию этого источника; 5) Сделать альтернативный источник энергии своими руками; 6) Представить его вместе рефератом (защитить проект). МЕТОДЫ исследования: Определить экологически чистые виды энергии при помощи анализа литературы, проведения исследований, наблюдений,  обработки полученных экспериментальных данных и теоретического обобщения.       ПРЕДМЕТ исследования: альтернативные источники энергии. ВВЕДЕНИЕ Экологическая   обстановка   –   пожалуй,   самая актуальная проблема   21   века.   В современном мире человечество нуждается в электрической энергии каждый день. Она нужна   как   большим   предприятиям,   так   и   в   быту.   На   её   выработку   тратится   много средств, поэтому счета за электроэнергию ежегодно растут. Те предприятия, которые могут вырабатывать дешёвую электроэнергию, наносят большой вред экологии, который потом отражается на нашем здоровье и окружающей среде. А те предприятия, которые вырабатывают   более   экологически   чистую   электроэнергию,   как,   к   примеру, гидроэлектростанции, требуют больших затрат.. Поэтому мы и взяли эту тему. Для начала обратимся к определению:  1 «Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения, передачи   и   использования энергии,   которые   распространены   не   так   широко, как традиционные, однако представляют интерес из­за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.» 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.  Альтернативный   источник энергии —   заменяет   собой   традиционные   источники   энергии,   функционирующие на нефти,   добываемом природном   газе и угле,   которые   при   сгорании   выделяют   в атмосферу углекислый газ, вызывающий парниковый эффект и глобальное потепление. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых   или   практически   неисчерпаемых   природных   ресурсов   и   явлений.   Во внимание может браться также экологичность и экономичность. Как   известно,   немалая   часть   загрязнения   экосистемы   состоит   из   продуктов переработки, сжигания, добычи таких видов топлива как: уголь, нефть, газ, считаемых традиционными. Глобальный спрос на энергию увеличивается примерно на 3% в год. В 2025 году энергопотребление составит 22,8 млрд. т у. т. Мировые запасы традиционных энергетических ресурсов, по оценкам специалистов, составляют: угля ­ более 1500 млрд. тонн, нефти ­ 170 млрд. т, газа ­ 172 трлн. куб. м. По прогнозам, мировых запасов угля, нефти   и   газа   при   непрерывном   росте   промышленности,   как   основного   потребителя энергетической отрасли, хватит на 100 лет и более.        В последние годы интенсивная добыча нефти, газа, угля в Казахстане, а также само функционирование   и   развитие   ТЭК   республики   оказывают   чрезвычайно   большое   и дестабилизирующее воздействие как на воспроизводство природных ресурсов, так и на окружающую   среду.   Поэтому   с   точки   зрения   природопользования   важен   поиск альтернативных,   природосберегающих   вариантов   решения   энергетических   проблем. Большой   природоохранный   эффект   может   дать   широкое   использование   «мягких» (альтернативных)   источников   энергии,   являющихся,   в   отличие   от   топливно­ энергетических, возобновимыми ресурсами и, как правило, не загрязняющих окружающую среду. В настоящее время получили распространение следующие виды такой энергии: гидроэнергия, ветровая, солнечная,водородная, управляемый термоядерный синтез.    В   этой   работе   я   перечислю   и   охарактеризую   некоторые     альтернативные источники энергии, используемые человечеством, и мы выберем наиболее перспективный из них 2.    Теоретическая часть: Альтернативная   энергетика —   совокупность   перспективных   способов   получения, передачи   и   использования энергии,   которые   распространены,   не   так   широко, как традиционные,   однако   представляют   интерес   из­за   выгодности   их   использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде. 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 энергию  для существования.  2 Альтернативный   источник   энергии является возобновляемым   ресурсом,   он   заменяет собой   традиционные   источники   энергии,   функционирующие   на нефти, добываемом природном   газе и угле,   которые   при   сгорании   выделяют   в   атмосферу углекислый   газ,   способствующий   росту   парникового   эффекта   и   глобальному потеплению.   Причина   поиска   альтернативных   источников   энергии —   потребность получать   её   из   энергии   возобновляемых   или   практически   неисчерпаемых   природных ресурсов и явлений.  Во внимание может браться также экологичность и экономичность 3  . Ветровая энергия        Новейшие исследования направлены преимущественно на получение электрической энергии из энергии ветра. Стремление освоить производство ветроэнергетических машин привело к появлению на свет множества таких агрегатов. Некоторые из них достигают десятков   метров   в   высоту,   и,   как   полагают,   со   временем   они   могли   бы   образовать настоящую   электрическую   сеть.   Малые   ветроэнергетические   агрегаты   предназначены для снабжения электроэнергией отдельных домов.    В проектировании установки самая трудная проблема состояла в том, чтобы при разной силе ветра обеспечить одинаковое число оборотов пропеллера. Поэтому угол наклона лопастей по отношению к ветру регулируют   за счет поворота их вокруг продольной   оси:   при   сильном   ветре     угол   острее,   воздушный   поток   свободнее обтекает лопасти и отдает им меньшую часть своей энергии. Помимо регулирования лопастей весь генератор автоматически поворачивается на мачте против ветра. Ветроэнергетика Достоинства: 1) Экологически­чистый вид энергии. 2) Эргономика (ветровые электростанции занимают мало места и легко вписываются в любой   ландшафт,   а   также   отлично   сочетаются   с   другими   видами   хозяйственного использования территорий). 3) Возобновляемая   энергия   (энергия   ветра,   в   отличие   от   ископаемого   топлива, неистощима). 4) Ветровая энергетика ­ лучшее решение для труднодоступных мест (для удалённых мест   установка   ветровых   электрогенераторов   может   быть   лучшим   и   наиболее дешёвым решением). Недостатки: 3 1) Нестабильность (нет гарантии получения необходимого количества электроэнергии; на   некоторых   участках   суши   силы   ветра   может   оказаться   недостаточно   для выработки необходимого количества электроэнергии). 2) Относительно невысокий выход электроэнергии (ветровые генераторы значительно уступают   в   выработке   электроэнергии   дизельным   генераторам,   что   приводит   к необходимости установки сразу нескольких турбин; кроме того, ветровые турбины неэффективны при пиковых нагрузках). 3) Высокая   стоимость   (стоимость   установки, электроэнергии, составляет 1 миллион долларов).   производящей   1   мега­ватт 4) Опасность   для   дикой   природы   (вращающиеся   лопасти   турбины   представляют опасность для некоторых видов живых организмов; согласно статистике, лопасти каждой установленной турбины являются причиной гибели не менее 4 особей птиц в год). 5) Шумовое  загрязнение  может причинять  беспокойство  диким  животным  и людям, проживающим поблизости. 4. Энергия Солнца.            Почти  все  источники энергии так или иначе используют энергию Солнца: уголь, нефть, природный газ не что иное, как «законсервированная» солнечная энергия. Она заключена в этом топливе с незапамятных времен.  Энергия   солнечного   излучения   распределена   по   большой   площади   (иными   словами, имеет   низкую   плотность),   любая   установка   для   прямого   использования   солнечной энергии должна иметь собирающее устройство (коллектор) с достаточной поверхностью.         Несмотря на северную широту географического расположения Казахстана, ресурсы солнечной   энергии   в   стране   являются   стабильными   и   приемлемыми,   благодаря благоприятным климатическим условиям.      Площадь Казахстана, доступная для установки фотоэлектрических преобразователей.        «Солнечные   нагреватели   воды   разработанные   в  Казахском  НИИ  энергетики   и выполненные на основе полимерных материалов, на порядок дешевле традиционных. Расчеты   специалистов   показывают,   что   использование   таких   СНВ   может   быть экономически   выгодно   даже   в   условиях   города,   где   имеется   большое   количество разнообразных источников энергии.  Солнечная энергетика (Гелиоэнергетика) Достоинства: 4 1) Общедоступность и неисчерпаемость источника. 2) Теоретически, полная безопасность для окружающей среды. Недостатки: 1) Зависимость от погоды и времени суток. 2) Как следствие необходимость аккумуляции энергии. 3) Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов. 4) Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли. 5. Геотермальная энергия Геотермальная   энергетика —   направление энергетики,   основанное   на производстве электрической   энергии за   счёт   энергии,   содержащейся   в   недрах   земли, на геотермальных станциях. В вулканических районах   циркулирующая   вода   перегревается   выше   температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин.  Главным достоинством геотермальной энергии является её практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Существуют   следующие   принципиальные   возможности   использования   тепла   земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры можно направлять для   горячего водоснабжения и теплоснабжения,   для   выработки   электроэнергии   либо одновременно   для   всех   этих   целей.   От   того,   какой   источник   геотермальной   энергии используется, зависит устройство станции. Если в данном регионе имеются источники подземных термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и горячего водоснабжения.  Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается   в   необходимости   возобновляемого   цикла   поступления   (закачки)   воды   в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей   различных   токсичных   металлов   (например, бора, свинца, цинка)   и   химических соединений   (аммиака, фенолов),   что   исключает   сброс   этих   вод   в   природные   водные системы, расположенные на поверхности. Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения. 5 Геотермальная энергия Достоинства: 1) Возобновляемый   источник   энергии   (во   всяком   случае,   при   условии,   что   в нагнетательную   скважину   не   закачивается   слишком   много   воды   за   слишком короткое время). 2) Геотермальная   электростанция   для   работы   не   требует   поставок   топлива   из внешних источников. 3) Эксплуатация   геотермальной   электростанции   не   требует   дополнительных расходов, кроме расходов на профилактическое техобслуживание или ремонт. 4) Геотермальные   электростанции   не  портят   пейзаж   и   не   требуют   значительного землеотвода. 5) Обычная   геотермальная   электростанция,   расположенная   на   берегу   моря   или океана, может применяться и для опреснения воды. 6) Не зависит от времени года и времени суток. Недостатки: 1) Найти   подходящее   место   для   строительства   геотермальной   электростанции   и получить   разрешение   местных   властей   и   согласие   жителей   на   ее   возведение может быть проблематичным. 2) Иногда   действующая   геотермальная   электростанция   может   остановиться   в результате естественных изменений в земной коре, плохого выбора  места или чрезмерной закачки воды в породу через нагнетательную скважину. 3) Через   эксплуатационную   скважину   могут   выделяться   горючие   или   токсичные газы или минералы, содержащиеся в породах земной коры. Избавиться от них достаточно сложно.  4) Стоимость установки геотермальной электростанции велика. 6. Управляемый термоядерный синтез            Одним из наиболее перспективных инновационных источников энергии является управляемый термоядерный синтез (УТС). Энергия синтеза выделяется при слиянии ядер тяжелых   изотопов   водорода.   Топливом   для   термоядерного   реактора   служат   вода   и литий, запасы которых практически не ограничены. В земных условиях реализация УТС представляет   сложную   научно­технологическую   задачу,   связанную   с   получением температуры вещества более 100 миллионов градусов и термоизоляцией области синтеза от стенок реактора. 6 Интерес к термоядерной энергетике проявляет и Казахстан. Среди основных проектов в   рамках   индустриально­инновационного   развития   Казахстана   до   2015   года   есть прорывные проекты. Один   из   них  –   казахстанский   термоядерный   материаловедческий   реактор   Токамак.   В данный момент является единственным в мире токамаком, предназначенным для решения задач   в   области   материаловедения.   Поэтому   токамак   находится   в   таблице   самых перспективных установок XXI века. А Казахстан, активно работая с токамаком, будет иметь  рынке. 5сентября   2010   года   на   казахстанском   токамаке   была   получена   первая   плазма.   В мировом вес     на   настоящий  момент проводятся работы и эксперименты по подготовке к физическому пуску токамака и вводу в эксплуатацию комплекса в целом. Следующим шагом развития отрасли, по мнению казахстанских ученых, должна стать программа развития атомной энергетики в Казахстане. Исследование.  Мы  взяли   один  клубень  картофеля  и  измерили  напряжение.   Затем  разрезали   клубень пополам,  ложкой   в одной  из   половинок  сделали  ямку.  Туда  положили   зубную пасту, смешанную с содой. Соединили две половинки картофеля и измерили напряжение. Вывод: практически без увеличения массы, было увеличено напряжение . Мы создали своего рода биотопливо. Этим доказали, что при смешивании определённых компонентов, можно добиться увеличения напряжения. Заключение: Вывод:   я изучил особенности альтернативной энергетики, узнал о разных источниках альтернативной энергии и создала один из них. Моя работа только первый шаг в изучении данной проблемы. Но мои исследования можно и сейчас использовать в повседневной жизни. 7 Литература I 1. 2. II 3. 4. III 5. 6.  7. Источники: Солнечная энергетика и солнечные батареи (http://solar­battery.narod.ru) Интернет версия журнала «Наука и жизнь» Исследования: Дементьев Б. А. Ядерные энергетические реакторы.  1984 Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. 1985 Справочные издания Ф. Н. Мильков Общее землеведение  Б. С. Залогин 0кеаны  М. Р. Плоткин Основы промышленного производства М. М. Дагаев Астрофизика  8. 9.     Л.Д.Юдасин. Энергетика: проблемы и надежды.   10.    Г.Г.Чибриков. Интернационализация хозяйственной жизни и глобальные проблемы современности.   8 9

Инвестиционные проекты по применению альтернативных источников энергии.

Для реализации данного проекта предлагается создать сетевую структуру с широким использованием кооперативных связей.
Конструкция ториевого мини-реактора представляет из себя три герметичных цилиндра, изготовленных из нержавеющей стали, и вложенных друг в друга наподобие русской матрёшки.
Между цилиндрами имеется пространство.
Пространство между внутренним и средним цилиндром, используется для разогрева инертного газа, закачиваемого компрессором, который затем поступает на лопатки турбины.
Пространство между средним и внешним цилиндром заполнено теплоизолятором.
При проектировании данного реактора предлагается использовать общую теорию ядерного реактора и общепринятые методы и подходы разработок ядерных реакторов, которые хорошо показали свою эффективность на практике.
Дополнительно предлагается использовать теорию глубокого выгорания топлива, а также теорию режима самозащищённости реактора.
Ожидаемые результаты:

• создание малогабаритного необслуживаемого, одноразового жидкосолевого реактора мощностью 1-10 МВт (тепл.).;
• патентование всех технологий и изобретений, которые будут достигнуты в ходе выполнения работ;
• создание прочной технологической цепочки, связывающей всех участников проекта от разработчика до конечного потребителя;
• создание дилерской сети, призванной обеспечить продвижение товара, как на внутренний, так и на зарубежный рынки.

Цели проекта:
Создать реактор, работающий по ториевому циклу, который позволяет создать энергетический блок, лишенный недостатков, характерных для уран-плутониевых реакторов.

Конкурентные преимущества проекта:
Проект одноразового необслуживаемого ториевого мини-реактора выгодно отличается от других предлагаемых проектов по следующим параметрам:

• Низкая стоимость всего проекта.
• Отсутствие при эксплуатации ректора обслуживающего персонала.
• Возможность размещения реактора в любой точке земного шара без привязки к наличию специалистов:
  — ядерщиков,
  — воды,
  — любой другой инфраструктуры (дорог, портов и т.д.).
• Возможность поточного производства крупных партий реакторов с одинаковыми параметрами (на сегодняшний день нет в мире двух одинаковых реакторов- каждый строится индивидуально).
• Низкая цена для потребителя.
• Большая прибыль для производителя реакторов – 100%.
• Быстрая окупаемость проекта для эксплуатирующей организации – в течение первого года эксплуатации.
• Возможность экспортирования как самого изделия так и технологий зарубеж.
• Возможность ликвидации аварий без облучения ликвидаторов путём заливки в шахту реактора бетонного раствора в шахту реактора толщиной не менее трёх метров – 2 миксера бетона.

География реализации продукции/проектов по строительству:
Потенциальные покупатели ториевых реакторов:

• управляющие компании,
• администрации поселков,
• администрации иных населенных пунктов.

Краткая справка о состоянии отрасли в стране реализации проекта:
Две трети территории России – зона децентрализованного энергоснабжения.
Российский рынок – это рынок обусловленный необходимостью заселения гигантских северных, сибирских и дальневосточных регионов с целью недопущения этих территорий другими народами и государствами вместе с теми богатствами, которые находятся в их недрах.
В настоящее время российский рынок свободен, а зарубежный плотно занят Росатомом.
Необходимо обратить внимание на то, что мини АЭС окупает себя в первый же год своей эксплуатации, а сам проект окупает себя так же в первый год эксплуатации (в четвертом году от начала проекта) даже при условии, что будут эксплуатироваться только 8 реакторов из опытной партии (2 реактора будут разрушены по программе испытаний).

Краткая справка о состоянии отрасли на региональном уровне:
Ториевый реактор незаменим не только на Севере но и в труднодоступных районах РФ, также его можно отправлять на экспорт, что в условиях возможного введения эмбарго на поставки нефти и газа окажет существенное влияние на структуру экспорта.

Уральские школьники стали победителями национального этапа международного проекта Play Energy-2016

Восьмой сезон PlayEnergy-2016 в России, по сравнению с прошлым сезоном, принес гораздо больше наград уральским студентам и школьникам. Так, проекты ребят, представленные Рефтинской и Среднеуральской ГРЭС заняли четыре из шести призовых мест в двух возрастных категориях. Еще два проекта команд уральских школьников победили в специальной номинации в области устойчивого развития.

В младшей возрастной категории (5-8 классы) победил проект, представленный Среднеуральской ГРЭС — «Умный дом для Кузьки», выполненный учащимися 7 «А» класса лицея №7 г.Березовского. Вместе с руководителем проекта – учителем физики Мариной Викторовной Леоновой, ребятам удалось создать макет и видеоролик «Умного дома». Это новый уровень комфорта, который складывается из удобного и эффективного управления инженерными системами дома. «Умный дом» позволяет объединить все процессы в единую систему и управлять ими централизованно и синхронизировано, а также грамотно использовать природные ресурсы.

Проект, заявленный на конкурс Рефтинской ГРЭС, стал серебряным призером в данной возрастной категории (5-8 классы). Ученик 7Б класса школы №4 г.Асбеста совместно с руководителем проекта – учителем русского языка и литературы Нелли Ереминой представили действующий макет + видеоролик «Энергия поплавка». Вода обладает большой выталкивающей силой, согласно закону Архимеда. Взяв это свойство воды за основу, школьник построил мини поплавочно-индукционную электростанцию. Используя метод поплавка, электростанция накапливает энергию волн, преобразуя её в электрическую. Эта энергия направляется на нужды туристического лагеря, который находится неподалёку. Такое устройство может быть небольшого размера и вы можете использовать его в походах, на пикниках и на отдыхе вблизи водоёмов. Напомним, на региональном уровне проект занял 1 место.

На третьем месте расположился проект семиклассников МБОУ СОШ №14, Невинномысска «Город «Энергия природы». Цель проекта – создание базовых условий и развитие местного потенциала по улучшению качества жизни человека путем продвижения использования возобновляемых источников энергии, таких как микро- и малые ГЭС, солнечные, ветровые и биогазовые установки. В проекте представлен макет «Город «Энергия природы», внешний вид которого призывает всех людей как можно быстрее переходить на альтернативные виды энергии. Данный город — наглядный пример использования вариантов получения энергии, которая не нарушает экологическую составляющую нашей планеты, а, наоборот, украшает и помогает её сберечь без вреда для всех живых организмов.

В старшей возрастной категории (9-11 классы) победителем стал проект Рефтинской ГРЭС. Ребята 9-10 классов школ №6 и №17 представили действующий макет + презентация «Энелджайзер – витамины будущего». Создание фабрики по производству витаминов, желе и соков из фруктов. Энелджайзер восполняют недостаток витаминов у человека и заряжают его энергией. Энергия для витаминов накапливается на спортивных и игровых площадках. На территории фабрики установлены ветрогенераторы и солнечные панели, которые обеспечивают её электроэнергией.

На втором месте проект учащихся 10А класса СОШ №3, Конаково «Использование солнечной энергии в школе».Проект демонстрирует рациональность использования солнечной энергии для обеспечения энергопотребления школы. Ученики 10 класса МБОУ СОШ №3 подготовили целый фильм со своим участием, в основе которого лежала идея создания своими руками специальных солнечных панелей, которые в течение дня будут собирать солнечный свет и преобразовывать его в электроэнергию, которая в дальнейшем сможет обеспечивать жизнедеятельность школы. Ребята также произвели расчеты, в которых наглядно показано, сколько школа смогла бы сэкономить, используя эти солнечные панели.

Также в старшей возрастной категории бронзу удалось завоевать группе 194-Э Екатеринбургского энергетического техникума, представлявшие Среднеуральскую ГРЭС. Студенты показали видеопрезентацию «Энергия молний». Ребята создали модель установки, позволяющей использовать энергию молний в качестве альтернативного источника энергии. Рассмотрены характеристики молний, их виды, области частоты молний. Предложен эскиз грозовой электростанции.

Вне конкурса жюри выбрало ещё два проекта в области устойчивого развития: проект «Энергия добра» учеников 8а класса школы № 200 г.Екатеринбург, цель которого — изучение удивительного свойства человека – доброты. Участники создали открытую группу «В Контакте» для заявок нуждающимся, оказывали помощь всем адресатам.

В старшей возрастной категории (9-11 классы) студенты Асбестовского политехникума посвятили свой проект теме бездомных животных, представив действующий макет и видеоролик «Кошкин дом». По мнению конкурсантов, в современном мире остро стоит вопрос о бездомных животных. Особо тяжело им приходится в зимнее время. Ребята предлагают строить отапливаемые за счёт энергии солнца дома для бездомных котов. Конструкция такого дома несложная, но она может спасти многих бездомных животных в холода.

Старшая возрастная категория 9-11 класс

Таким образом, главный приз – поездку в Италию завоевали рефтинские школьники. Награждение национальных и региональных победителей состоится в ближайшее время. К слову, это уже третья победа на национальном этапе проектов школьников, представленных Рефтинской ГРЭС.

Напомним, «PlayEnergy-2016» прошел под девизом «Покажи свою энергию».

Раскрыть потенциал и узнать что-то новое ребятам помогали найти сами энергетики во время открытых уроков, экскурсий на электростанции, обсуждения дидактических материалов, которые были предоставлены школьникам до старта нового сезона. Согласно правилам конкурса, победители определялись в двух возрастных категориях: 5-8 и 9-11 классы.

Стоит отметить, в 2015 году проект PlayEnergy завоевал диплом I степени Всероссийского конкурса молодежных разработок и образовательных инициатив в сфере энергетики в номинации «Лучшие практики российских компаний и организаций ТЭК в области разработки и реализации образовательных, профориентационных и мотивационных проектов для школьников, студентов и молодых специалистов» в рамках Молодежного дня IV Международного форума ENES 2015.

Альтернативные источники энергии в Краснодарском крае

В процессе работы над исследовательским проектом по географии «Альтернативные источники энергии в Краснодарском крае» ученицей 9 класса была поставлена цель изучить возможности использования альтернативных источников энергии в Краснодарском крае и выявить возможность использования воды Черного моря как энергетического ресурса.

Подробнее о проекте:

В основе творческой работы по географии «Альтернативные источники энергии в Краснодарском крае» лежит анализ социологического опроса жителей станицы Новолеушковской на предмет их видения альтернативного источника получения электроэнергии в Краснодарском крае.

В предложенном проекте по географии «Альтернативные источники энергии в Краснодарском крае» автором были изложены история развития энергетики в Краснодарском крае, в станице Новолеушковской и альтернативные источники энергии в Краснодарском крае, которые уже нашли свое применение, а также рассмотрены перспективы использования вод Черного моря в энергетике Краснодарского края.

Оглавление

Введение
1. История развития энергетики в Краснодарском крае, в станице Новолеушковской.
2. Социологический опрос.
3. Использование альтернативных источников энергии в Краснодарском крае
4. Перспективы использования вод Черного моря в энергетике Краснодарского края
Заключение
Литература
Приложение

Введение

Компьютеры, сотовые телефоны, бытовая техника… Эти достижения современной науки и техники настолько вошли в нашу жизнь, что нам кажется — так было всегда. Но случаи отключения электроэнергии являются для нас настоящей трагедией: не работает связь, почта, банки не могут обслуживать клиентов…Мы знаем, что источниками традиционных видов энергии являются топливные ресурсы: нефть, газ, уголь.

Это – исчерпаемые природные ресурсы. В результате их сжигания увеличивается загрязнение окружающей среды, нарушается тепловой баланс атмосферы и это постепенно приводит к глобальным изменением климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов показывают неизбежность перехода к альтернативным источникам энергии.

Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли. В мировой и отечественной энергетике давно известно использование также и морских энергоресурсов: построены электростанции на использовании энергии приливов в Белом, Баренцевом, Охотском морях.

Цель работы: изучение возможностей использования альтернативных источников энергии в Краснодарском крае.

Задачи:

1. Изучить историю развития энергетики в Краснодарском крае, станице Новолеушковской. Подобрать необходимый материал в библиотеке, побеседовать с работниками элекроучастка, со старожилами станицы.
2. Провести социологический опрос среди старшеклассников о перспективах развития альтернативной энергетики в крае.
3. Проанализировать опыт использования альтернативных источников энергии в Краснодарском крае.
4. Выявить возможность использования воды Черного моря как энергетического ресурса.

Выбранную для исследования тему считаем актуальной, так как переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны.

Материалы, представленные в работе, помогут сверстникам осознать бережное отношение к энергетическим ресурсам, расширят знания об альтернативной энергетике.

Материалы работы могут быть использованы на уроках географии, кубановедения, физики, химии, а также во внеклассной работе и для создания презентации.

Методы:

1. Ознакомление с краеведческими материалами сельской библиотеки.
2. Собеседование с местными жителями, социологический опрос старшеклассников.
3. Обработка, систематизация, обобщение и анализ полученных данных и материалов.

Гипотеза. Альтернативные источники энергии помогут в перспективе решить энергетическую проблему края.

Перейти к разделу: 2. История развития энергетики в Краснодарском крае

Альтернативные источники энергии

Различные типы альтернативных источников энергии

В течение нескольких десятилетий ведется немало дискуссий об ущербе, наносимом окружающей среде засорением и выбросом вредных газов в атмосферу. Многие идеи о том, как защитить окружающую среду, были реализованы либо общественным сознанием, либо законом, чтобы помочь очистить землю и уменьшить загрязнение в будущем. Эти идеи варьируются от переработки до вывоза мусора и использования альтернативных источников энергии.Мы собираемся сосредоточиться на преимуществах, возможностях и препятствиях, которые возникают при использовании альтернативной энергии.

Альтернативную энергию лучше всего определить как использование источников энергии, отличных от традиционных ископаемых видов топлива, которые считаются экологически вредными и дефицитными. Ископаемое топливо состоит из природного газа, угля и нефти. В настоящее время ископаемое топливо является наиболее используемым источником энергии для обогрева наших домов и питания наших автомобилей. Чтобы использовать это топливо в качестве энергии, его необходимо сжечь, а при сжигании этого топлива в атмосферу выделяются вредные газы, вызывая загрязнение.Еще одна проблема, связанная с ископаемыми видами топлива, — это их запасы: неясно, как долго хватит запасов нефти и угля при наших текущих темпах потребления или будут ли новые запасы открыты до того, как текущие запасы закончатся. По оценкам, на сколько хватит текущих запасов, от 20 до 400 лет. Из-за опасений по поводу ископаемого топлива все больше людей начинают использовать альтернативные источники энергии. Некоторыми популярными альтернативными источниками энергии являются энергия ветра, гидроэлектроэнергия (гидроэнергетика), солнечная энергия, биотопливо и водород.Все эти виды топлива имеют две общие черты: их небольшое воздействие на окружающую среду на Земле и их устойчивость (бесконечные поставки) в качестве источника энергии.

Итак, если предполагается, что альтернативные источники энергии решат наши проблемы с окружающей средой и снабжением, почему мы не перешли на использование исключительно альтернативных источников энергии? Что ж, простой ответ заключается в том, что альтернативные источники энергии, как правило, имеют общие препятствия для их использования в качестве широко распространенных источников энергии. Эти препятствия включают местоположение, хранение, высокую стоимость производства и использования и нестабильное энергоснабжение.

Энергия ветра

Энергия ветра — не новый источник энергии. На протяжении сотен лет люди использовали силу ветра для отправки своих кораблей через океаны и использовали ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачивания воды и пиления древесины. Сила ветра легче всего увидеть, используя детскую ветряную мельницу. Основная концепция заключается в том, что, когда ветряная мельница задерживается встречным потоком ветра, ветер захватывает изгиб лопастей, заставляя ветряную мельницу вращаться. Это энергия ветра в действии.

Ветряная турбина работает так же, как старая ветряная мельница, в том, что она также использует кинетическую энергию ветра (энергия, вызванная движением) для вращения лопастей. Лопасти вращают вал, который соединен с генератором . Генератор — это устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую. Внутри генератора медная катушка перемещается через магнитное поле валом, который соединен с движущимися лопастями. Это движение заставляет электрический ток течь через медную катушку.Когда генератор механически приводится в действие ветром через ветряную турбину, он может производить электричество.

Энергия ветра считается экологически чистым источником энергии, потому что в производстве энергии ветра нет химических процессов. Побочные продукты, такие как углекислый газ, не вызывают загрязнения воздуха или воды. Ветровая генерация — это возобновляемый ресурс, который никогда не иссякнет, и это отличный источник энергии для людей, живущих в отдаленных районах, где может быть трудно обеспечить их энергией с помощью проводов, подключенных к электростанции, которая находится далеко.Фактическое пространство, занимаемое ветряной турбиной, относительно невелико по сравнению с другими альтернативными источниками энергии. Диаметр основания должен составлять всего около шести футов, что делает стоимость ветряной турбины относительно дешевой.

Проблема с использованием энергии ветра заключается в том, что это не всегда гарантированный источник энергии. Когда ветер не дует, электричество не вырабатывается, и приходится полагаться на резервный источник энергии. Ветряные электростанции необходимы для коммерческой генерации, что поднимает вопрос о препятствиях на фоне ландшафта, вызванных множеством ветряных турбин, установленных рядом друг с другом.Многие люди не хотят видеть несколько ветряных турбин за окнами своей кухни. Еще одна проблема — это опасность, которую эти движущиеся лезвия создают для птиц, пролетающих по местности. Ветряные турбины новой конструкции имеют более крупные лопасти, которые вращаются с меньшей скоростью, чтобы птицы могли их видеть и не цепляться за лопасти.

Гидроэлектроэнергия

Термин « гидроэлектроэнергия» относится к производству электроэнергии за счет энергии воды. «Гидро» происходит от греческого слова «гидра», что означает вода.Как и энергия ветра, использование воды для производства энергии имеет более ранние корни, чем в наши дни. Водяные колеса впервые использовались для улавливания энергии воды и механического измельчения зерна. Позже они использовались для перекачивания воды, орошения сельскохозяйственных культур, привода лесопильных заводов и текстильных фабрик. Сегодня мы используем водяные турбины так же, как ветряные, для выработки электроэнергии.

Самым распространенным источником энергии воды сегодня является гидроэлектростанция. Для гидроэлектростанций обычно требуется плотина, построенная на реке, которая создает резервуар с водой.Плотина удерживает воду до тех пор, пока ворота не откроются, чтобы вода могла протекать через нее. С помощью силы тяжести вода течет по трубопроводу, называемому напорным трубопроводом , к турбине. Перепад высот через напорный помогает воде, чтобы создать давление по мере приближения к турбине. Движущаяся вода достигает турбины и вращает лопасти турбины. Над турбиной расположен генератор, который валом соединен с турбиной. Подобно генератору в ветряной турбине, генератор в водяной турбине также вырабатывает электричество, перемещая ряд медных катушек мимо магнитов.Затем трансформатор принимает электричество, произведенное генератором, и преобразует его в ток более высокого напряжения. Электричество теперь готово для питания предприятий и домов по линиям электропередачи.

Гидроэлектроэнергия — это возобновляемый источник, не образующий отходов и не загрязняющий окружающую среду. В отличие от энергии ветра, гидроэлектроэнергия более надежна. Энергия может накапливаться для использования плотиной, сдерживающей воду, до тех пор, пока не потребуется больше энергии. Однако гидроэнергетика требует большой электростанции, строительство которой очень дорого.Эти электростанции также требуют строительства плотин на реках, что изменяет экосистему местности. Вместо реки в районе над плотиной теперь есть большое озеро, которое простирается над местами обитания наземных животных. Количество и качество воды, вытекающей из плотины, может иметь неблагоприятное (отрицательное) влияние на растения, живущие на земле и в воде внизу.

Солнечная энергия

Солнечная энергия просто использует солнечный свет в качестве энергии. Это можно сделать, используя солнечную батарею для преобразования солнечного света в электричество, используя солнечные тепловые панели, которые используют солнечный свет для нагрева воздуха и воды, или пассивно используя солнечную энергию, позволяя солнечному свету проникать через окна для обогрева здания.Общая энергия, которую мы получаем от солнца каждый год, примерно в 35000 раз больше, чем энергия, которую использует человечество, а это означает, что этот источник энергии, вероятно, является одним из лучших источников для будущего. Проблема заключается в том, чтобы использовать и хранить эту энергию экономичным способом.

Один из самых популярных способов использования солнечной энергии — использование фотоэлектрических элементов, которые также известны как солнечные элементы. Фотоэлементы работают, поглощая частицы солнечной энергии, из которых состоит солнечный свет.Эти частицы называются фотонами. Поглощенные фотоны переносятся на полупроводниковый материал, обычно кремний. (Полупроводники — это вещества, которые проводят электричество легче, чем изоляторы, но не так легко, как проводники, такие как медь.) Электроны в полупроводнике отбрасываются входящими фотонами, оставляя промежутки между связями атомов. И свободные электроны, и открытые пространства могут нести электрический ток. Фотоэлектрические элементы построены с одним или несколькими электрическими полями для управления потоком электронов, таким образом контролируя поток тока.Когда металлические контакты размещаются сверху и снизу фотоэлемента (во многом как батарея), мы можем извлечь этот электрический ток, чтобы использовать его в повседневной жизни.

Подобно вышеуказанным альтернативным источникам энергии, солнечная энергия является возобновляемой и не загрязняет окружающую среду. В отличие от ветряных турбин и гидроэлектроэнергии, фотоэлектрическое преобразование в электричество является прямым, что означает, что не требуется дорогой и громоздкий генератор. Подобно ветровым турбинам, солнечная энергия также может использоваться в удаленных местах, где было бы экономически невозможно обеспечить энергией удаленную электростанцию.Солнечная энергия также может быть очень эффективной для обеспечения тепла и света за счет использования солнечных печей, солнечных водонагревателей, солнечных домашних обогревателей и использования световых люков.

У солнечной энергии есть общий недостаток с ветряными турбинами: их непредсказуемость. Солнечная энергия работает только тогда, когда светит солнце, что делает фотоэлементы неэффективными в ночное время, а в пасмурный день они не работают. В настоящее время необходимо использовать накопители энергии, чтобы солнечная энергия стала основным источником энергии. Многие формы солнечной энергии по-прежнему экономически нецелесообразны.Фотоэлектрические электростанции дороги в строительстве, и их эффективность в производстве энергии составляет всего около 10%. Электростанции требуется около пяти лет, чтобы произвести такое же количество энергии, которое было затрачено на первоначальное здание электростанции. При современных технологиях солнечную энергию лучше всего использовать в меньших масштабах, например в частных домах.

Биотопливо

Есть много источников энергии, которые подпадают под категорию биотоплива: биомасса, биодизель, этанол и метанол — лишь некоторые из них.Основная идея здесь — использовать органические вещества (обычно получаемые из растений) в качестве источника топлива. Биомасса означает использование мусора и растительности в качестве источника топлива. Когда мусор разлагается (распадается), он производит газ, называемый метаном, который можно уловить, а затем сжечь для получения энергии, которая может быть преобразована в электричество. Растительность можно сжигать напрямую, как ископаемое топливо, для получения энергии. Хотя эти методы действительно помогают с точки зрения затрат и устойчивости, они по-прежнему оказывают значительное воздействие на окружающую среду, как и ископаемое топливо.

Этанол и метанол — два спирта, которые производятся из биомассы. Этанол обычно производится из кукурузы, но его также можно получить из отходов сельского хозяйства, лесозаготовок и бумаги. Метанол также известен как древесный спирт, потому что его можно производить из дерева; однако большая часть метанола производится с использованием природного газа, поскольку он дешевле. В то время как биодизель является альтернативой дизельным двигателям, этанол и метанол являются альтернативой бензиновым двигателям. Большинство частных автомобилей имеют бензиновые двигатели и могут использовать смеси этанола с незначительной модификацией двигателя или без него.Этанол также горит чище и производит меньше выбросов парниковых газов, чем бензин. Однако сравнивать цену этанола с ценой на бензин немного сложно. Один галлон чистого этанола содержит на 34% меньше энергии, чем один галлон чистого бензина. Обычная смесь этанола, E85, представляет собой смесь 85% этанола и 15% бензина и дает на 27% меньше топлива, чем 100% бензин. Таким образом, для того, чтобы E85 стоил меньше бензина, он должен иметь более чем 27% -ное снижение цены, чем бензин. Бензин стоит 3 доллара.00 галлон имеет такую ​​же экономию топлива, как E85, который стоит 2,19 доллара за галлон.

Биодизель производится путем смешивания растительного масла, такого как рапсовое или соевое масло, и спирта, такого как метанол или этанол. Катализатор часто добавляют для увеличения скорости реакции между растительным маслом и спиртом. Этот процесс производства биодизеля называется переэтерификацией (для получения дополнительной информации о переэтерификации щелкните здесь). Этот химический процесс заставляет глицерин отделяться от жира в растительном масле, оставляя после себя два продукта: метиловый эфир или этиловый эфир (химическое название биодизеля) и глицерин.Глицерин — ценный побочный продукт, который часто используется для производства мыла и других продуктов.

Биодизель считается идеальным топливом, потому что он экологически чистый и может использоваться в любом дизельном двигателе. Его часто смешивают с обычным дизельным топливом, чтобы избежать осложнений при использовании в холодную погоду. Чистый биодизельный гель при более высокой температуре, чем нефтяное дизельное топливо. (Соевый биодизель, закупленный в США, начинает превращаться в гель при температуре около 40 ° F.) Это означает, что грузовик, работающий на биодизельном топливе, при минусовых температурах сложнее запустить, чем грузовик, работающий на нефтяном дизельном топливе.Производство биодизеля обходится дороже, и, следовательно, его дороже покупать, чем нефтяное дизельное топливо. В противном случае биодизель работает так же, как нефтяное дизельное топливо. Чистое биодизельное топливо и смеси биодизеля выделяют меньше парниковых газов, биоразлагаемы (способны разлагаться естественными процессами) и могут продлить срок службы дизельных двигателей. Некоторые заправочные станции, которые поставляют дизельное топливо, также поставляют биодизельное топливо. Эти розничные торговцы более распространены в штатах Среднего Запада. Вот карта розничных продавцов биодизеля в Соединенных Штатах.

Водород

Водород — одно из самых многообещающих альтернативных видов топлива будущего. Его большие запасы и чистое горение заставляют многих ученых и экологически сознательных граждан рассматривать его как решение для замены ископаемого топлива без радикального изменения нашего нынешнего образа жизни и зависимости от личных транспортных средств. В отличие от ископаемого топлива, это неуглеродное топливо, поэтому при его сжигании не образуется больше углекислого газа. Водород — самый простой и самый распространенный элемент на Земле, он содержится в воде, воздухе и всех органических веществах.Однако даже с учетом всех этих положительных моментов на пути к использованию водорода в качестве основного источника топлива стоят две основные проблемы: его производство и хранение.

Есть два основных способа производства водорода: электролиз и риформинг природного газа. Электролиз включает использование электрического тока для разделения молекулы воды на водород и кислород. (Чтобы отделить водород в домашних условиях с помощью электролиза, нажмите здесь.) В процессе реформинга природного газа метан (который является основным компонентом природного газа, используемого для производства водорода) нагревается с помощью пара, вызывая реакцию между метаном и водой. пар, выделяющий водород, диоксид углерода и следовые количества оксида углерода.В настоящее время оба метода используют природный газ для производства водорода. Для риформинга метана требуется отделение водорода от углерода в метане, но для электролиза требуется источник энергии для выработки электричества для расщепления молекулы воды. В качестве источника топлива для производства электроэнергии чаще всего используется природный газ. Поскольку оба этих метода требуют потребления природного газа для производства водорода, использование водорода обходится дороже, чем природный газ.

Водород можно использовать в транспортных средствах двумя способами: для выработки электроэнергии в топливном элементе или непосредственно в двигателе внутреннего сгорания.Использование водорода в топливном элементе — более чистый метод. Топливный элемент — это электрохимическое устройство, которое объединяет водород и кислород для производства электроэнергии. Его единственными побочными продуктами являются тепло и вода, которые не загрязняют окружающую среду. При использовании водорода непосредственно в двигателе внутреннего сгорания водород сжигается с окружающим воздухом (который составляет около двух третей азота), образуя оксидные газы на основе азота, которые вызывают некоторое загрязнение, и водяной пар. Независимо от того, используется ли водород непосредственно в двигателе внутреннего сгорания или в топливном элементе, оба метода требуют хранения водорода для использования во время движения транспортного средства.В пересчете на вес водород производит больше энергии при сжигании по сравнению с любым другим топливом — один фунт водорода производит в 2,6 раза больше энергии, чем один фунт бензина. Однако водород — это газ, поэтому один фунт водорода занимает в четыре раза больше места, чем один фунт бензина. Например, автомобиль, вмещающий 15 галлонов бензина, должен содержать эквивалентное количество водорода 60 галлонов для производства того же количества энергии. Бак в транспортном средстве должен быть размером с две средние ванны для хранения водорода, необходимого для того, чтобы проехать разумное расстояние без дозаправки.Однако 15 галлонов бензина будут весить 90 фунтов, тогда как 60 галлонов водорода будут весить всего 34 фунта.

Чтобы решить эту проблему с пространством, водород можно превратить в жидкость, которая занимает меньше места, чем водород в виде газа, но для того, чтобы превратить водород в жидкость, его необходимо охладить и поддерживать температуру -423,2 ° по Фаренгейту. Хранить водород в виде газа или жидкости очень дорого и обременительно. Тем не менее, на горизонте есть надежда. Министерство энергетики США предоставило гранты ученым, чтобы найти способы улучшить хранение водорода на небольших транспортных средствах за счет улучшения сжатия и сжижения водорода, использования гидридов металлов для хранения большего количества водорода без увеличения веса транспортного средства и улучшения его характеристик. использование адсорбирующих материалов для сбора и удержания газообразного водорода на поверхности твердого тела.Однако, даже если мы преодолеем проблему хранения, мы все равно столкнемся с препятствиями и расходами, связанными с заменой всех автомобилей с бензиновым двигателем на автомобили с водородным двигателем и заменой заправочных станций водородными заправочными станциями, чтобы превратиться в Америку, основанную на водороде.

местных выгод и ресурсов возобновляемых источников энергии | Энергетические ресурсы для государственных, местных и племенных органов власти

На этой странице:

Обзор

Местные органы власти могут значительно сократить свой углеродный след, покупая или напрямую вырабатывая электроэнергию из чистых возобновляемых источников.

К наиболее распространенным технологиям использования возобновляемых источников энергии относятся:

• Солнечная энергия (фотоэлектрическая, солнечная тепловая)
• Ветер
• Биогаз (например, газ из метантенка для очистки свалочного газа / сточных вод)
• Геотермальный
• Биомасса
• Гидроэлектростанция с низким уровнем воздействия
• Новые технологии — энергия волн и приливов

Местные органы власти могут подавать пример, производя энергию на месте, покупая экологически чистую энергию или покупая возобновляемую энергию.Использование комбинации вариантов возобновляемой энергии может помочь в достижении целей местных органов власти, особенно в некоторых регионах, где доступность и качество возобновляемых ресурсов различаются.

Варианты использования возобновляемых источников энергии включают:

• Производство возобновляемой энергии на месте с использованием системы или устройства в месте, где используется электроэнергия (например, фотоэлектрические панели на государственном здании, геотермальные тепловые насосы, комбинированное производство тепла и электроэнергии на биомассе).

• Покупка зеленой энергии через сертификаты возобновляемой энергии (REC) — также известные как зеленые метки, сертификаты зеленой энергии или продаваемые сертификаты возобновляемой энергии — которые представляют собой технологии и экологические характеристики электроэнергии, произведенной из возобновляемых ресурсов.

• Покупка возобновляемой энергии у электроэнергетической компании в рамках программы экологического ценообразования или зеленого маркетинга, при которой покупатели платят небольшую надбавку в обмен на электроэнергию, произведенную на месте из зеленых энергоресурсов.

Начало страницы

Преимущества возобновляемых источников энергии

Экологические и экономические выгоды от использования возобновляемых источников энергии включают:

• Производство энергии, исключающей выбросы парниковых газов из ископаемого топлива и снижающей некоторые виды загрязнения воздуха
• Диверсификация энергоснабжения и снижение зависимости от импортного топлива
• Создание экономического развития и рабочих мест в производстве, установке и т. Д.

Начало страницы

Реализация проектов по возобновляемой энергии на месте

Производство электроэнергии на месте предоставляет местным органам власти самый прямой доступ к возобновляемым источникам энергии.В дополнение к общим преимуществам, проекты на местах также обеспечивают защиту от финансовых рисков и улучшают качество электроэнергии и надежность электроснабжения.

Однако органы местного самоуправления, рассматривающие возможность генерации на месте, могут столкнуться с возможными техническими, финансовыми и нормативными проблемами. Чтобы преодолеть эти проблемы, органы местного самоуправления могут:

• Оценить наличие местных возобновляемых ресурсов
• Рассмотрите стоимость различных возобновляемых технологий
• Изучите совокупные затраты и выгоды от использования экологически чистой энергии на месте
• Рассмотреть требования к разрешениям для мест, где может быть размещен объект
• Привлечение местных заинтересованных сторон, особенно в отношении размещения.
• Оценить имеющиеся источники финансирования и других стимулов

Начало страницы

Инструменты и ресурсы

Начало страницы

Объяснение возобновляемой энергии — U.S. Управление энергетической информации (EIA)

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия — это энергия из источников, которые восполняются естественным образом, но с ограниченным потоком; возобновляемые ресурсы практически неисчерпаемы по продолжительности, но ограничены по количеству энергии, доступной в единицу времени.

Скачать изображение Потребление первичной энергии в США по источникам энергии, всего в 2019 году = 100,2 квадриллиона Британских тепловых единиц (БТЕ) ​​всего = 11.4 квадриллиона БТЕ 2% — геотермальная энергия 9% — солнечная 24% — ветровая 4% — отходы биомассы 20% — биотопливо 20% — древесина 22% — гидроэлектрическая биомасса43% возобновляемая энергия 11% природный газ 32% нефть 37% ядерная энергия 8% уголь 11% Примечание: сумма компонентов может не равняться 100% из-за независимых Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики, таблицы 1.3 и 10.1, апрель 2020 г., предварительные данные.

Какую роль играют возобновляемые источники энергии в Соединенных Штатах?

До середины 1800-х годов древесина была источником почти всех потребностей страны в энергии для отопления, приготовления пищи и освещения.С конца 1800-х годов до сегодняшнего дня ископаемое топливо — уголь, нефть и природный газ — были основными источниками энергии. Гидроэнергетика и древесина были наиболее используемыми возобновляемыми источниками энергии до 1990-х годов. С тех пор объемы и процентные доли от общего потребления энергии в США от биотоплива, геотермальной энергии, солнечной энергии и энергии ветра увеличились, и в 2019 году совокупная процентная доля этих возобновляемых источников энергии была больше, чем совокупная доля древесины и энергии. гидроэнергетика.

Потребление биотоплива, геотермальной, солнечной и ветровой энергии в США в 2019 году было почти в три раза больше, чем в 2000 году.

В 2019 году возобновляемые источники энергии обеспечили около 11,5 квадриллионов британских тепловых единиц (БТЕ) ​​(1 квадриллион — это цифра 1, за которой следуют 15 нулей), что составляет 11,4% от общего потребления энергии в США. На электроэнергетический сектор приходилось около 56% от общего потребления возобновляемой энергии в США в 2019 году, и около 17% от общего объема производства электроэнергии в США приходилось на возобновляемые источники энергии.

Возобновляемые источники энергии могут сыграть важную роль в сокращении выбросов парниковых газов. Использование возобновляемых источников энергии может сократить использование ископаемых видов топлива, которые являются крупнейшими источниками U.S. Выбросы углекислого газа. Управление энергетической информации США прогнозирует, что потребление возобновляемой энергии в США будет продолжать расти до 2050 года.

Последнее обновление: 22 июня 2020 г.

Определение возобновляемых источников энергии и типы возобновляемых источников энергии

Перейти к разделу

Ветряные турбины и большая солнечная панель в Палм-Спрингс, Калифорния

Возобновляемые источники энергии стремительно развиваются, поскольку инновации снижают затраты и начинают реализовывать перспективы экологически чистой энергии в будущем.Американская солнечная и ветровая генерация бьет рекорды и интегрируется в национальную электросеть без ущерба для надежности.

Это означает, что возобновляемые источники энергии все больше вытесняют «грязное» ископаемое топливо в энергетическом секторе, предлагая выгоду от более низких выбросов углерода и других видов загрязнения. Но не все источники энергии, которые продаются как «возобновляемые», полезны для окружающей среды. Биомасса и большие плотины гидроэлектростанций создают трудные компромиссы при рассмотрении воздействия на дикую природу, изменения климата и других проблем.Вот что вам следует знать о различных типах возобновляемых источников энергии и о том, как можно использовать эти новые технологии у себя дома.

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия, часто называемая чистой энергией, поступает из природных источников или процессов, которые постоянно пополняются. Например, солнечный свет или ветер продолжают светить и дуть, даже если их наличие зависит от времени и погоды.

В то время как возобновляемые источники энергии часто считают новой технологией, использование энергии природы уже давно используется для отопления, транспорта, освещения и многого другого.Ветер привел в движение лодки для плавания по морям и ветряные мельницы для измельчения зерна. Солнце согревало днем ​​и помогало разжигать костры до вечера. Но за последние 500 лет или около того люди все чаще обращались к более дешевым и грязным источникам энергии, таким как уголь и фракционный газ.

Теперь, когда у нас есть все более инновационные и менее дорогие способы улавливания и удержания энергии ветра и солнца, возобновляемые источники энергии становятся все более важным источником энергии, составляя более одной восьмой U.Поколение С. Расширение использования возобновляемых источников энергии также происходит в больших и малых масштабах: от солнечных панелей на крышах домов, которые могут продавать электроэнергию обратно в сеть, до гигантских морских ветряных электростанций. Даже некоторые целые сельские общины полагаются на возобновляемые источники энергии для отопления и освещения.

По мере того, как использование возобновляемых источников энергии продолжает расти, ключевой целью будет модернизация энергосистемы Америки, сделав ее более умной, безопасной и более интегрированной в разных регионах.

Грязная энергия

Невозобновляемая или «грязная» энергия включает ископаемые виды топлива, такие как нефть, газ и уголь.Невозобновляемые источники энергии доступны только в ограниченном количестве, и их восполнение занимает много времени. Когда мы перекачиваем газ на станцию, мы используем ограниченный ресурс, полученный из сырой нефти, которая существует с доисторических времен.

Невозобновляемые источники энергии также обычно встречаются в определенных частях мира, что делает их более распространенными в одних странах, чем в других. Напротив, в каждой стране есть доступ к солнцу и ветру. Приоритет невозобновляемых источников энергии может также повысить национальную безопасность за счет уменьшения зависимости страны от экспорта из стран, богатых ископаемым топливом.

Многие невозобновляемые источники энергии могут угрожать окружающей среде или здоровью человека. Например, для бурения нефтяных скважин может потребоваться вскрытие бореальных лесов Канады, технологии, связанные с гидроразрывом, могут вызывать землетрясения и загрязнение воды, а угольные электростанции загрязняют воздух. В довершение всего, все эти действия способствуют глобальному потеплению.

Виды возобновляемых источников энергии

Солнечная энергия

Люди использовали солнечную энергию на протяжении тысяч лет — для выращивания сельскохозяйственных культур, сохранения тепла и сушки пищи.По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, «за один час на Землю падает больше энергии солнца, чем используется всеми людьми в мире за один год». Сегодня мы используем солнечные лучи по-разному — для обогрева домов и предприятий, для подогрева воды или питания устройств.

Солнечные батареи на крышах Восточного Остина, Техас

Солнечные или фотоэлектрические элементы изготавливаются из кремния или других материалов, которые преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.Распределенные солнечные системы вырабатывают электроэнергию на местном уровне для домов и предприятий, используя панели на крышах или общественные проекты, которые питают целые кварталы. Солнечные фермы могут генерировать электроэнергию для тысяч домов, используя зеркала для концентрации солнечного света на акрах солнечных элементов. Плавучие солнечные фермы — или «плавучие гелиоэлектрики» — могут эффективно использовать очистные сооружения и водоемы, которые не являются экологически уязвимыми.

Solar поставляет чуть более 1 процента США.производство электроэнергии . Но почти треть всех новых генерирующих мощностей в 2017 году приходилась на солнечную энергию, уступая только природному газу.

Солнечные энергетические системы не производят загрязнителей воздуха или парниковых газов, и, пока они правильно расположены, большинство солнечных панелей оказывают незначительное воздействие на окружающую среду за пределами производственного процесса.

Энергия ветра

Мы далеко ушли от старых ветряных мельниц. Сегодня турбины высотой с небоскребы — с турбинами почти такого же диаметра — привлекают внимание во всем мире.Энергия ветра вращает лопасти турбины, которая питает электрический генератор и производит электричество.

Ветер, на который приходится чуть более 6 процентов выработки энергии в США, стал самым дешевым источником энергии во многих частях страны. В число ведущих штатов ветроэнергетики входят Калифорния, Техас, Оклахома, Канзас и Айова, хотя турбины можно размещать в любом месте с высокими скоростями ветра — например, на вершинах холмов и открытых равнинах — или даже на открытом море в открытом море.

Другие альтернативные источники энергии

Hydroelectric Power

Гидроэнергетика — крупнейший возобновляемый источник электроэнергии в Соединенных Штатах, хотя вскоре ожидается, что энергия ветра выйдет на первое место.Гидроэнергетика полагается на воду — обычно это быстро движущаяся вода в большой реке или быстро спускающаяся вода с высокой точки — и преобразует силу этой воды в электричество, вращая лопасти турбины генератора.

На национальном и международном уровнях большие гидроэлектростанции или мегаплотины часто считаются невозобновляемой энергией. Мегаплотины отводят и сокращают естественные потоки, ограничивая доступ животных и людей, которые зависят от рек. Небольшие гидроэлектростанции (установленная мощность менее 40 мегаватт), тщательно управляемые, не причиняют такой большой экологический ущерб, поскольку они отвлекают лишь часть потока.

Биомасса Энергия

Биомасса — это органический материал, который поступает из растений и животных и включает в себя сельскохозяйственные культуры, древесные отходы и деревья. Когда биомасса сжигается, химическая энергия выделяется в виде тепла и может генерировать электричество с помощью паровой турбины.

Биомассу часто ошибочно называют чистым возобновляемым топливом и более зеленой альтернативой углю и другим ископаемым видам топлива для производства электроэнергии. Однако недавняя наука показывает, что многие формы биомассы, особенно лесной, производят более высокие выбросы углерода, чем ископаемое топливо.Также существуют негативные последствия для биоразнообразия. Тем не менее, некоторые формы энергии биомассы могут служить вариантом с низким содержанием углерода при определенных обстоятельствах. Например, опилки и щепа с лесопильных заводов, которые в противном случае быстро разлагались бы и выделяли углерод, могут быть источником энергии с низким содержанием углерода.

Геотермальная энергия

Геотермальная электростанция Сварценги недалеко от Гриндавика, Исландия

Даниэль Снаер Рагнарссон / iStock

Если вы когда-нибудь отдыхали в горячем источнике, значит, вы использовали геотермальную энергию.Ядро Земли примерно такое же горячее, как поверхность Солнца, из-за медленного распада радиоактивных частиц в горных породах в центре планеты. Бурение глубоких скважин выводит на поверхность очень горячую подземную воду в качестве гидротермального ресурса, который затем прокачивается через турбину для выработки электроэнергии. Геотермальные установки обычно имеют низкие выбросы, если они закачивают пар и воду, которые они используют, обратно в резервуар. Есть способы создать геотермальные электростанции там, где нет подземных резервуаров, но есть опасения, что они могут увеличить риск землетрясения в районах, которые уже считаются геологическими горячими точками.

Океан

Энергия приливов и волн все еще находится в стадии развития, но океаном всегда будет управлять гравитация луны, что делает использование ее силы привлекательным вариантом. Некоторые подходы к приливной энергии могут нанести вред дикой природе, например, приливные заграждения, которые работают так же, как плотины и расположены в океанской бухте или лагуне. Как и приливная сила, сила волны зависит от плотинных структур или устройств, закрепленных на дне океана, на поверхности воды или чуть ниже нее.

Возобновляемые источники энергии в доме

Солнечная энергия

В меньшем масштабе мы можем использовать солнечные лучи для питания всего дома — будь то с помощью фотоэлементов или пассивной солнечной конструкции дома.Пассивные солнечные дома предназначены для того, чтобы встречать солнце через окна, выходящие на юг, а затем сохранять тепло через бетон, кирпич, плитку и другие материалы, которые сохраняют тепло.

Некоторые дома на солнечной энергии производят более чем достаточно электроэнергии, что позволяет домовладельцу продавать излишки электроэнергии обратно в сеть. Батареи также являются экономически привлекательным способом хранения избыточной солнечной энергии, чтобы ее можно было использовать в ночное время. Ученые усердно работают над новыми достижениями, сочетающими форму и функцию, такими как солнечные световые люки и кровельная черепица.

Геотермальные тепловые насосы

Геотермальная технология — это новый взгляд на узнаваемый процесс: змеевики в задней части холодильника представляют собой миниатюрный тепловой насос, отводящий тепло изнутри, чтобы продукты оставались свежими и прохладными. В доме геотермальные или геообменные насосы используют постоянную температуру земли (на несколько футов ниже поверхности) для охлаждения домов летом и обогрева домов зимой — и даже для нагрева воды.

Геотермальные системы могут быть изначально дорогими в установке, но обычно окупаются в течение 10 лет.Они также тише, требуют меньшего количества проблем с обслуживанием и служат дольше, чем традиционные кондиционеры.

Малые ветряные системы

Ветряная электростанция на заднем дворе? Лодки, владельцы ранчо и даже компании сотовой связи регулярно используют небольшие ветряные турбины. Дилеры теперь помогают размещать, устанавливать и обслуживать ветряные турбины и для домовладельцев, хотя некоторые энтузиасты DIY устанавливают турбины сами. В зависимости от ваших потребностей в электроэнергии, скорости ветра и правил зонирования в вашем районе ветряная турбина может снизить вашу зависимость от электрической сети.

Продажа энергии, которую вы собираете

Дома, работающие на ветряной и солнечной энергии, могут быть автономными или подключаться к более крупной электросети, которую предоставляет поставщик электроэнергии. Электроэнергетические компании в большинстве штатов позволяют домовладельцам оплачивать только разницу между потребляемой электроэнергией, поставляемой в сеть, и тем, что они произвели — процесс, называемый чистым счетчиком. Если вы производите больше электроэнергии, чем используете, ваш провайдер может заплатить вам розничную цену за эту мощность.

Возобновляемые источники энергии и вы

Отстаивание возобновляемых источников энергии или их использование в домашних условиях может ускорить переход к экологически чистой энергии будущего.Даже если вы еще не можете установить солнечные батареи, вы можете выбрать электричество из экологически чистых источников энергии. (Свяжитесь с вашей энергетической компанией, чтобы узнать, предлагает ли она такой выбор.) Если возобновляемая энергия недоступна через ваше коммунальное предприятие, вы можете приобрести сертификаты возобновляемой энергии для компенсации вашего использования.

7 типов возобновляемых источников энергии: будущее энергетики

Что такое возобновляемая энергия?

Возобновляемая энергия — это энергия, полученная из природных ресурсов Земли, которые не являются исчерпаемыми или исчерпаемыми, такими как ветер и солнечный свет.Возобновляемая энергия является альтернативой традиционной энергии, основанной на ископаемом топливе, и, как правило, гораздо менее вредна для окружающей среды.

7 видов возобновляемой энергии

Солнечная

Солнечная энергия получается путем улавливания лучистой энергии солнечного света и преобразования ее в тепло, электричество или горячую воду. Фотоэлектрические системы могут преобразовывать прямой солнечный свет в электричество за счет использования солнечных батарей.

Льготы

Одним из преимуществ солнечной энергии является то, что солнечный свет функционально бесконечен .Благодаря технологиям для его сбора существует неограниченный запас солнечной энергии, а это означает, что ископаемое топливо может стать устаревшим. Использование солнечной энергии, а не ископаемого топлива, также помогает нам улучшить здоровье населения и состояние окружающей среды. В долгосрочной перспективе солнечная энергия также может сократить расходы на электроэнергию, а в краткосрочной перспективе сократить ваши счета за электроэнергию. Многие местные органы власти, правительства штатов и федеральные органы власти также стимулируют инвестиции в солнечную энергию, предоставляя скидки или налоговые льготы.

Ограничения по току

Хотя солнечная энергия сэкономит вам деньги в долгосрочной перспективе, она, как правило, требует значительных первоначальных затрат и является нереальным расходом для большинства домашних хозяйств.В личных домах домовладельцам также необходимо иметь достаточно солнечного света и места для размещения своих солнечных панелей, что ограничивает круг лиц, которые могут реально внедрить эту технологию на индивидуальном уровне.

Ветер

Ветряные электростанции улавливают энергию ветрового потока с помощью турбин и преобразуют ее в электричество. Есть несколько форм систем, используемых для преобразования энергии ветра, и каждая из них различается. Промышленные ветряные генерирующие системы могут питать множество различных организаций, в то время как одинарные ветряные турбины используются в дополнение к уже существующим энергетическим организациям.Другая форма — ветряные электростанции коммунального масштаба, которые закупаются по контракту или оптом. Технически энергия ветра — это форма солнечной энергии. Явление, которое мы называем «ветром», вызвано разницей температуры в атмосфере в сочетании с вращением Земли и географией планеты. [1]

источник

Льготы

Энергия ветра — это чистый источник энергии, а это означает, что он не загрязняет воздух, как другие виды энергии. Энергия ветра не производит углекислый газ и не выделяет каких-либо вредных продуктов, которые могут вызвать ухудшение окружающей среды или негативно повлиять на здоровье человека, например, смог, кислотный дождь или другие улавливающие тепло газы.[2] Инвестиции в ветроэнергетические технологии могут также открыть новые возможности для создания рабочих мест и профессионального обучения, поскольку турбины на фермах необходимо обслуживать и поддерживать в рабочем состоянии.

Сделайте следующий шаг, выбрав лучший план энергопотребления для своего дома! justenergy.com/

Ограничения по току

Поскольку ветряные электростанции, как правило, строятся в сельских или отдаленных районах, они обычно находятся далеко от шумных городов, где больше всего требуется электричество.Энергия ветра должна транспортироваться по переходным линиям, что ведет к более высоким затратам. Хотя ветряные турбины производят очень мало загрязнения, некоторые города выступают против них, поскольку они доминируют над горизонтом и создают шум. Ветровые турбины также угрожают местной дикой природе, например птицам, которых иногда убивают, ударяя по лопастям турбины во время полета.

Гидроэлектростанция

Плотины — это то, что у людей больше всего ассоциируется с гидроэнергетикой. Вода течет через турбины плотины для производства электроэнергии, известной как гидроаккумулирующая энергия.Русловая гидроэлектростанция использует канал для отвода воды, а не через плотину.

Льготы

Гидроэнергетика очень универсальна и может быть произведена как с помощью крупномасштабных проектов, таких как плотина Гувера, так и небольших проектов, таких как подводные турбины и нижние плотины на небольших реках и ручьях. Гидроэлектроэнергия не приводит к загрязнению и поэтому является гораздо более экологически чистым вариантом энергии для нашей окружающей среды.

Ограничения по току

Мост-У.Сооружения гидроэлектростанции используют больше энергии, чем они могут произвести для потребления. В системах хранения может потребоваться использование ископаемого топлива для перекачки воды. [3] Хотя гидроэлектроэнергия не загрязняет воздух, она нарушает водные пути и отрицательно влияет на животных, которые в них живут, изменяя уровень воды, течения и пути миграции многих рыб и других пресноводных экосистем.

Геотермальные источники

Геотермальное тепло — это тепло, которое удерживается под земной корой в результате образования Земли 4.5 миллиардов лет назад и от радиоактивного распада. Иногда большое количество этого тепла уходит естественным путем, но все сразу, что приводит к знакомым явлениям, таким как извержения вулканов и гейзеры. Это тепло можно улавливать и использовать для производства геотермальной энергии с помощью пара, который поступает из нагретой воды, перекачиваемой под поверхность, которая затем поднимается вверх и может использоваться для работы турбины.

Льготы

Геотермальная энергия не так распространена, как другие виды возобновляемых источников энергии, но имеет значительный потенциал для энергоснабжения.Поскольку его можно построить под землей, он оставляет очень мало следов на суше. Геотермальная энергия восполняется естественным образом и поэтому не подвержена риску истощения (в человеческом масштабе времени).

Ограничения по току

Стоимость играет важную роль, когда речь идет о недостатках геотермальной энергии. Мало того, что строительство инфраструктуры обходится дорого, еще одной серьезной проблемой является ее уязвимость к землетрясениям в определенных регионах мира.

Океан

Океан может производить два типа энергии: тепловую и механическую.Тепловая энергия океана зависит от температуры поверхности теплой воды для выработки энергии с помощью множества различных систем. Механическая энергия океана использует приливы и отливы для выработки энергии, которая создается вращением Земли и гравитацией Луны.

Льготы

В отличие от других форм возобновляемой энергии, энергия волны предсказуема, и легко оценить количество энергии, которое будет произведено. Вместо того, чтобы полагаться на различные факторы, такие как солнце и ветер, энергия волн гораздо более последовательна.Этот тип возобновляемой энергии также широко распространен, наиболее густонаселенные города, как правило, расположены вблизи океанов и гаваней, что облегчает использование этой энергии для местного населения. Потенциал энергии волн представляет собой поразительный, пока еще неиспользованный энергетический ресурс с оценочной способностью производить 2640 ТВтч / год. Всего 1 ТВтч / год энергии может обеспечить электричеством около 93850 домов в США в год, что примерно вдвое превышает количество домов, существующих в настоящее время в США [4].

Ограничения по току

Те, кто живет у океана, определенно извлекают выгоду из энергии волн, но те, кто живет в государствах, не имеющих выхода к морю, не будут иметь доступа к этой энергии.Еще один недостаток энергии океана состоит в том, что она может нарушить работу многих хрупких экосистем океана. Хотя это очень чистый источник энергии, поблизости необходимо построить крупное оборудование, чтобы помочь улавливать энергию этой формы, которая может вызвать разрушение дна океана и морской жизни, которая его обитает. Еще один фактор, который следует учитывать, — это погода: когда наступает ненастная погода, она меняет плотность волн, тем самым производя меньшую отдачу энергии по сравнению с обычными волнами без штормовой погоды.

Водород

Водород необходимо объединить с другими элементами, такими как кислород, чтобы получить воду, поскольку он не встречается в природе как газ сам по себе.Когда водород отделяется от другого элемента, его можно использовать как для топлива, так и для электричества.

Льготы

Водород можно использовать как чистое горючее, что приводит к меньшему загрязнению и более чистой окружающей среде. Он также может использоваться для топливных элементов, которые похожи на батареи, и могут использоваться для питания электродвигателя.

Ограничения по току

Поскольку для производства водорода нужна энергия, он неэффективен, когда дело касается предотвращения загрязнения.

Биомасса

Биоэнергетика — это возобновляемая энергия, получаемая из биомассы . Биомасса — это органическое вещество, которое поступает из недавно появившихся растений и организмов. Использование дров в вашем камине — это пример биомассы, с которым знакомо большинство людей.

Существуют различные методы, используемые для выработки энергии за счет использования биомассы. Это можно сделать путем сжигания биомассы или использования газа метана, который образуется в результате естественного разложения органических материалов в прудах или даже на свалках.

Льготы

Использование биомассы в производстве энергии создает углекислый газ, который попадает в воздух, но регенерация растений потребляет такое же количество углекислого газа, которое, как утверждается, создает сбалансированную атмосферу. Биомассу можно использовать по-разному в нашей повседневной жизни не только для личного пользования, но и для бизнеса. В 2017 году энергия биомассы составляла около 5% от общего объема энергии, используемой в США. Эта энергия поступала из древесины, биотоплива, такого как этанол, и энергии, полученной из метана, улавливаемого со свалок или сжигания городских отходов.(5)

Ограничения по току

Хотя новым растениям для роста необходим углекислый газ, растениям нужно время, чтобы вырасти. У нас также пока нет широко распространенной технологии, позволяющей использовать биомассу вместо ископаемого топлива.

источник

Возобновляемые источники энергии: что вы можете сделать?

Как потребитель, у вас есть несколько возможностей улучшить окружающую среду, выбрав более экологичное энергетическое решение. Если вы домовладелец, у вас есть возможность установить в доме солнечные батареи.Солнечные панели не только снижают ваши затраты на электроэнергию, но и помогают повысить уровень жизни с помощью более безопасного и экологически чистого варианта энергии , который не зависит от ресурсов, наносящих вред окружающей среде. Есть также альтернативы более экологичному образу жизни, предлагаемые вашими электрическими компаниями. Just Energy позволяет потребителям выбирать варианты экологически чистой энергии, которые помогут вам уменьшить воздействие на окружающую среду за счет компенсации энергопотребления. Добавьте JustGreen в свой план электроснабжения или природного газа, чтобы снизить воздействие уже сегодня!

Привезено вам justenergy.com

Источники:

1. Energy.gov, Преимущества и проблемы ветроэнергетики, Источник: https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy
2. Energy.gov, Преимущества и проблемы ветроэнергетики, Источник: https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy
3. Управление энергетической информации США, Что такое производство электроэнергии в США по источникам энергии?, Источник: https: // www.eia.gov/tools/faqs/faq.php?id=427&t=3
4. Бюро управления энергетикой океана, Энергия океанских волн, получено с: https://www.boem.gov/Ocean-Wave-Energy/
5. Управление энергетической информации США, объяснение биомассы, получено с: https://www.eia.gov/energyexplained/?page=biomass_home

Альтернативная энергия | WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Хотя большая часть энергии, используемой в Соединенных Штатах, по-прежнему производится из ископаемого топлива (см., Например, EIA), также наблюдается огромный рост технологий альтернативных и возобновляемых источников энергии.В этом контексте альтернатива энергия относится к энергии, полученной не из традиционных источников ископаемого топлива (уголь, природный газ, нефть) с помощью традиционных процессов. Возобновляемая энергия энергия — это разновидность альтернативной энергии; Согласно Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), «возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, постоянно пополняются и никогда не закончатся».

Как рынок, так и регулирующие силы способствуют более широкому внедрению возобновляемых источников энергии.Например, Закон об энергетической политике 2005 г. (EPACT) призывает федеральные агентства получать не менее 7,5% своей электроэнергии из возобновляемых источников. Чтобы стимулировать развитие новых проектов в области возобновляемых источников энергии, Указ 13693 требует от федеральных агентств изучить возможность производства возобновляемой энергии на своих объектах. Многие штаты по всей стране внедрили стандартов портфеля возобновляемых источников энергии (RPS) , требующих минимальной доли возобновляемой энергии во всей продаваемой электроэнергии.База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и повышения эффективности (DSIRE) содержит информацию о некоторых из этих RPS.

В сочетании с нормативными требованиями к возобновляемым источникам энергии стоимость ископаемого топлива остается довольно высокой, а стоимость некоторых технологий использования возобновляемых и альтернативных источников энергии снижается. Эта статья посвящена нескольким таким источникам энергии, уделяя основное внимание производству электроэнергии. Практическое использование этих систем зависит от конкретной технологии, области применения, местоположения, стоимости энергии и других факторов.Хотя многие технологии становятся более рентабельными, альтернативное производство энергии не заменяет надежных стратегий повышения энергоэффективности. Внедрение в первую очередь стратегий повышения эффективности по-прежнему является лучшим подходом к достижению большинства энергетических целей.

Описание

Ветер

На протяжении веков люди использовали энергию ветра — исторически она использовалась в качестве механической энергии для измельчения или перекачивания воды. Ветряные водяные насосы по-прежнему используются в отдаленных районах США.S., но использование ветра для выработки электроэнергии стало гораздо более распространенным явлением. В современных ветряных турбинах кинетическая энергия ветра преобразуется в энергию вращения, а затем в электрическую энергию. Затем это электричество кондиционируется и — в большинстве случаев — отправляется в коммунальную сеть.

В некоторых частях страны ветровая энергия стала конкурентоспособной по стоимости по сравнению с традиционными источниками производства электроэнергии. Растет число доступных ветрогенераторов мощностью от нескольких сотен ватт (для питания небольших автономных домов, парусных лодок и т. Д.) до нескольких мегаватт (для генерации в масштабе коммунальных услуг). Физические размеры этих генераторов имеют аналогичный диапазон диаметров от 3–4 футов до 300–400 футов.

Ветряные генераторы, безусловно, наиболее эффективны в районах с постоянным высокоскоростным ветром. Деревья, здания и рельеф могут значительно замедлить ветры. В Соединенных Штатах лучшие ветровые ресурсы обычно находятся у побережья (от берега) или на равнинах. Министерство энергетики, NREL и другие разработали карты ветровых ресурсов страны, а некоторые штаты разработали более подробные карты.

Правильное расположение ветряных турбин имеет решающее значение. Поскольку на малых расстояниях скорость ветра может сильно варьироваться, передовой опыт часто требует мониторинга ветровых ресурсов на участке (или нескольких потенциальных участках) в течение года или более. В случае генераторов меньшего размера (несколько киловатт) турбины обычно следует устанавливать на 30–50 футов выше следующего по высоте объекта в радиусе 500 футов (деревья, здания и т. Д.). Генераторы большего размера расположены на высоте 100 футов или более от земли, где скорость ветра выше и менее турбулентна.

Поскольку большая часть электроэнергии используется в зданиях, многие люди пытались установить ветряные турбины на крышах зданий. Часто это неэффективная стратегия из-за веса, вибрации, крутящего момента и шума генераторов. Чтобы получить доступ к более высоким скоростям ветра, генераторы следует размещать значительно выше близлежащих зданий. Однако есть некоторые ветрогенераторы, специально разработанные для установки на зданиях. Они, как правило, небольшие (обычно 2000 Вт или меньше) и по-прежнему подвержены ограничениям по скорости ветра и турбулентности.

Ветряные турбины, установленные на многоквартирном доме в Бронксе, Нью-Йорк
Фотография предоставлена ​​Steven Winter Associates, Inc.

Ветряная турбина в школе Массачусетса
Фото предоставлено: Northern Power Systems

В то время как небольшие, устанавливаемые в зданиях турбины могут быть привлекательными для проектировщиков, более крупные турбины (расположенные намного выше зданий и других препятствий) намного более эффективны в отношении выработки электроэнергии.

Биомасса

Биомасса Выработка энергии обычно относится к сжиганию растительного материала в турбинах, которые, в свою очередь, вырабатывают электричество.Термин биотопливо обычно относится к топливу, полученному из растительного материала (биомассы), которое может использоваться вместо обычных ископаемых видов топлива.

Эффективная дровяная печь в новом доме
Фото: Steven Winter Associates, Inc.

Древнейшим способом использования энергии биомассы является сжигание древесины для сохранения тепла. Это все еще довольно распространено в домах сегодня, и есть также более совершенные системы котлов, которые сжигают дрова для нагрева воды для использования в домах или больших зданиях.Некоторые из этих устройств предназначены для сжигания древесных гранул , а не более крупных кусков древесины. Древесные пеллеты — это небольшие (менее одного дюйма) кусочки переработанной биомассы из различных источников (древесная щепа, опилки, отходы деревообработки и т. Д.). Пеллеты, сжигающие пеллеты, обычно имеют бункеры, которые подают топливо в топку при контролируемой температуре. скорость сжигания гранул легче контролировать, чем некоторые другие типы устройств на биомассе. Более подробную информацию об этой и других технологиях сжигания древесины для зданий можно получить на сайте ENERGY.Страницы GOV Energy Saver.

В более крупных масштабах многие лесные и сельскохозяйственные предприятия сжигают древесину и сельскохозяйственные отходы для получения полезного тепла — тепло можно использовать напрямую или использовать для питания турбин для выработки электроэнергии. Когда топливо из биомассы стоит недорого, особенно когда это отходы, такое производство энергии может быть очень рентабельным.

Как и при сжигании ископаемого топлива, при сжигании биомассы выделяется углекислый газ и другие загрязнители. Поскольку углерод в биомассе совсем недавно абсорбировался из атмосферы, при устойчивом управлении ресурсами биомассы чистые выбросы диоксида углерода могут быть небольшими.Однако этот замкнутый углеродный цикл не обязательно включает энергию, необходимую для выращивания, сбора урожая и обработки биомассы. Помимо загрязняющих веществ, противники образования биомассы ссылаются на потенциальное воздействие на сельское или лесное хозяйство региона. С ростом спроса на биомассу может возникнуть необходимость в добыче ресурсов менее устойчивыми способами.

Биотопливо

Топливный насос с 20% биодизельного топлива (B20), 85% этанола и стандартное неэтилированное топливо с 10% этанола.
Фото: Чарльз Бенсинджер и партнеры по возобновляемым источникам энергии из Нью-Мексико

Как описано выше, биотопливо — это топливо, полученное из биомассы, которое можно использовать вместо традиционных ископаемых видов топлива.Двумя наиболее распространенными видами биотоплива являются этанол и биодизель. Этанол в настоящее время используется в бензиновых смесях для многих автомобилей. Большая часть этого этанола образуется в результате ферментации сахаров, содержащихся в пищевых культурах, в первую очередь, в кукурузе. Федеральные стимулы делают это рентабельным, но растет беспокойство по поводу того, что использование этанола, полученного в результате ферментации кукурузного сахара, не является устойчивым; для выращивания, сбора урожая и обработки материала может потребоваться больше энергии, чем содержится в конечном произведенном топливе.Другие стратегии производства этанола — с использованием целлюлозного материала, а не сахаров — позволяют получать этанол из древесной стружки, листьев, сельскохозяйственных отходов и подобных материалов. Они являются многообещающими с точки зрения устойчивости, но в настоящее время они требуют значительно более высоких затрат (дополнительную информацию см. В информационном бюллетене EERE ).

Биодизель производится путем преобразования натуральных масел — обычно растительных масел — в пригодное для использования топливо. Топливо можно использовать во многих двигателях или приборах внутреннего сгорания, предназначенных для дизельного топлива или без него.2 мазута. Приборы обычно не требуют или требуют незначительной регулировки, хотя иногда смесь биодизеля и бензина обеспечивает наилучшую работу. Процесс производства хорошо изучен и экологически безопасен. Главное ограничение производства биодизеля — это рентабельный и устойчивый источник растительных масел.

Отработанные масла были одной из первых целей производителей биодизельного топлива. В некоторых областях менеджеры ресторанов, которые раньше платили значительную плату за утилизацию отработанного масла для жарки, нашли новых потребителей, которые были готовы брать отработанное масло бесплатно или даже платить за отработанное масло.Хотя такое отработанное масло действительно экологично, в результате образуется очень небольшой объем биодизеля. Большая часть топлива производится из натуральных растительных масел, особенно из соевых или рапсовых масел. Большинство экспертов сходятся во мнении, что производство биодизеля намного менее энергоемкое, чем производство традиционного этанола, т.е. Для создания топлива используется гораздо меньше энергии, чем содержится в конечном топливном продукте.

Солнечная энергия

Солнечные энергетические системы в зданиях включают системы, улавливающие тепло (например, солнечные системы нагрева воды и пассивное отопление), а также системы, преобразующие солнечную энергию в электричество.Последнее осуществляется в основном с помощью фотоэлектрических систем (PV) . В фотоэлектрической технологии произошли резкие улучшения — и снижение затрат — с момента ее первого применения в космической программе в 1960-х годах. Хотя эта технология все еще стоит недешево, с 2006 по 2010 год стоимость установки фотоэлектрических систем снизилась на 30–40%. Это падение — в сочетании с более высокими затратами на энергию, государственными и / или коммунальными льготами и тарифами на электроэнергию по времени использования — сделало фотоэлектрические системы рентабельными для растущего числа приложений.

В основе фотоэлектрической технологии лежат полупроводники (в основном на основе кремния), используемые в самих фотоэлектрических модулях. Модули преобразуют солнечный свет в энергию постоянного тока (DC); энергия постоянного тока обычно затем преобразуется в энергию переменного тока (AC) через инверторы. От инверторов энергия обычно подается в электрическую систему здания или экспортируется в коммунальную сеть.

Простая схема, показывающая основные компоненты фотоэлектрической системы и то, как она обычно встраивается в здание — в данном случае в дом.

Количество электричества, которое генерирует фотоэлектрическая система, зависит от количества получаемого солнца и многих других параметров установки (наклон, ориентация, затенение и т. Д.). Простой и точный инструмент для прогнозирования генерации — PVWatts, разработанный NREL.

Поскольку фотоэлектрические коллекторы нуждаются в прямом солнечном свете, их часто устанавливают на крышах. Несмотря на то, что он не очень тяжелый, при планировании установки на крыше необходимо учитывать структурные факторы. Конструкторам необходимо учитывать требования к монтажу, балласт и ветровые нагрузки.Любые проемы в крыше (для монтажа или электрических) должны быть тщательно спланированы и детализированы. Панели должны быть обращены на юг (в северном полушарии), а тень (от деревьев, других зданий, оборудования на крыше и т. Д.) Должна быть минимальной. В некоторых случаях фотоэлектрические коллекторы могут быть встроены в крышу или ограждающую конструкцию здания; см. страницу Building-Integrated Photovoltaics для получения дополнительной информации.

В то время как большинство фотоэлектрических коллекторов устанавливаются в стационарных положениях, некоторые отдельно стоящие массивы используют устройства для отслеживания пути солнца по небу.Это может существенно увеличить выработку электроэнергии (на 20% или более), но также увеличивает стоимость и сложность системы. Сами фотоэлектрические модули очень прочные и не имеют движущихся частей; срок действия большинства гарантий составляет 20–30 лет. Инверторы обычно более короткоживущие; эти гарантии обычно составляют 5–10 лет.

Фотоэлектрическая система

в центре обработки почты в Лос-Анджелесе. Фотоэлектрические панели — одна из самых надежных технологий использования возобновляемых источников энергии, и интеграция в здания может быть простой.
Фото: Билл Голов

Также фотоэлектрические модули

могут монтироваться на наземных или вспомогательных конструкциях.Эти коллекционеры обеспечивают тень для припаркованных автомобилей в MCAS Miramar.
Фотография предоставлена: MCAS Miramar

Геотермальная энергия

Температура на дне земной коры — примерно на 5–40 миль ниже поверхности — обычно превышает 1000 ° F. В некоторых местах эти высокие температуры достигаются ближе к поверхности, что приводит к вулканической активности, горячим источникам, гейзерам и возможности для выработки геотермальной электроэнергии. Геотермальные установки вырабатывают относительно неглубокие карманы пара; пар используется для работы турбин, вырабатывающих электричество.

Очевидно, геотермальная генерация очень зависит от местоположения. Согласно источникам Министерства энергетики, в Соединенных Штатах имеется около 3000 МВт геотермальной электроэнергии. Однако исследователи говорят, что есть потенциал для выработки 100 000 МВт с использованием новейших технологий. В некоторых местах, где доступные геотермальные ресурсы не имеют достаточной температуры для рентабельного производства электроэнергии, тепло можно использовать напрямую (для промышленных процессов, отопления помещений и т. Д.) В Соединенных Штатах почти все генераторы — и большинство потенциальных площадок — расположены в западной части страны (см. Карту).

Термин «геотермальный» также иногда используется для обозначения геотермальных тепловых насосов (GSHP). Хотя GSHP не является средством производства возобновляемой энергии, они могут быть частью эффективной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Когенерация

Когда топливо — на основе ископаемого или иного происхождения — преобразуется в электричество, также образуется значительное количество тепла. Обычно количество произведенного тепла намного превышает количество полезной электроэнергии; обычно 30–40% энергии ископаемого топлива преобразуется в электричество с использованием традиционных технологий. Когенерация или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) — это стратегия, при которой как полезное тепло, так и электричество получают в результате переработки топлива.

Эти когенерационные установки вырабатывают электроэнергию для удовлетворения некоторой базовой нагрузки в многоквартирном доме в Нью-Йорке. Хотя первоначальные расходы и затраты на техническое обслуживание значительны, стоимость природного газа, используемого для выработки электроэнергии, меньше, чем стоимость электроэнергии, купленной у коммунального предприятия. Вырабатываемая двигателями тепловая энергия, используемая для нагрева воды, дает дополнительную экономию природного газа в размере более 10 000 долларов в год.
Фото: Steven Winter Associates, Inc.

Сама концепция не нова. Почти с тех пор, как люди сжигали топливо для выработки электроэнергии, люди искали способы использовать избыточное выделяемое тепло. Новые технологии в сочетании с более высокими тарифами на электроэнергию позволяют распределенной когенерации меньшего масштаба быть более рентабельной в некоторых зданиях или университетских городках.

Когенерация — это стратегия, которая включает многие типы технологий распределенной генерации, такие как турбины, микротурбины, поршневые двигатели и топливные элементы.Наиболее распространенным топливом для этих когенерационных технологий является природный газ. Большая часть текущих исследований и разработок сосредоточена на водородных топливных элементах, но большая часть водорода в настоящее время также производится из природного газа. Хотя когенерацию можно рассматривать как альтернативную энергетическую технологию, она не является возобновляемой, если основана на ископаемом топливе.

Когенерация наиболее эффективна там, где как электрические, так и тепловые нагрузки предсказуемы, устойчивы и совпадают. Например, тепловые требования для обогрева помещений зимой и требования электричества для охлаждения помещений летом не подходят для когенерации.Однако на том же участке могут существовать постоянные круглогодичные тепловые нагрузки (например, техническая вода) и базовые электрические нагрузки (освещение, оборудование, базовые нагрузки ОВК и т. Д.). Вполне возможно, что когенерационная система надлежащего размера сможет с минимальными затратами удовлетворить базовые нагрузки, в то время как дополнительное тепло и электричество будут получены с меньшими затратами из традиционных источников. Точное знание схем нагрузки — как тепловой, так и электрической — является ключевым моментом при проектировании хорошей когенерационной системы.

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика — одна из старейших и наиболее распространенных технологий использования возобновляемых источников энергии, на долю которой приходится более 10% всех энергоносителей.С. электричество в 1996 г. (ОВОС). Однако к 2009 году эта доля упала до менее 7%. Сама выработка гидроэлектроэнергии за этот период упала на 22%. Обычная гидроэнергетика, безусловно, возобновляемая, но зачастую не является устойчивой. Воздействие плотин на экологию рек часто бывает драматичным, и рабочие плотины были сняты в попытке восстановить прибрежные экосистемы.

Бета-гидрокинетический генератор будет установлен недалеко от Истпорта, штат Мэн, где расположены одни из крупнейших приливов и отливов в США.
Фото: Ocean Renewable Power Company

Хотя можно создать устойчивые гидроэнергетические системы на реках, эти системы, как правило, меньше по размеру (дополнительную информацию см. В ресурсах EERE).Гидроэнергетика также переходит от плотин к гидрокинетическим системам — системам, которые используют естественный поток воды, а не перекрывают или отклоняют поток через обычные турбины. Есть много типов появляющихся гидрокинетических технологий; некоторые предназначены для рек, некоторые — для районов океана с сильными приливными потоками, а некоторые предназначены для использования энергии океанских волн.

Приложение

Хотя многие альтернативные энергетические технологии становятся более жизнеспособными и доступными, возобновляемые источники энергии по-прежнему часто намного дороже, чем энергоэффективность; Как правило, экономить энергию намного дешевле, чем генерировать возобновляемую энергию .Наиболее экономически эффективный способ достижения целей EPAct (или других) в области возобновляемых источников энергии, вероятно, будет включать как увеличение числителя (возобновляемая энергия), так и уменьшение знаменателя (общая энергия) в уравнении доли возобновляемых источников энергии:

Понимание общего энергопотребления на объекте также важно при изучении подходящих альтернативных энергетических систем. Когенерационные системы, например, должны иметь такие размеры, чтобы выдерживать постоянные электрические и тепловые нагрузки, чтобы быть практичными и рентабельными.Если мощность, используемая для охлаждения помещения, представляет собой большие затраты, фотоэлектрическая система, размер которой позволяет уменьшить этот пик, может привести к более значительной экономии затрат.

При планировании альтернативных систем генерации очень важно рассмотреть возможность интеграции в существующие электрические системы и / или коммунальные сети. Требования к межсетевому соединению энергосистемы меняются от штата к штату и часто от энергосистемы к энергосистеме. Ссылки на несколько государственных нормативных актов можно найти на DSIRE; уточните у местных коммунальных предприятий и / или региональных властей конкретные требования к разрешениям и межсетевым соединениям.

Учет площадки также важен при планировании. В дополнение к очевидному (например, фотоэлектрические системы не должны быть затенены, ветряные турбины должны иметь доступ к постоянным ветрам), проектировщики должны учитывать эстетическое и шумовое воздействие технологий.

Наконец, при планировании систем альтернативной энергетики учитывайте текущие требования к эксплуатации и техническому обслуживанию. Требования к эксплуатации и техническому обслуживанию этих технологий сильно различаются. Помимо затрат, убедитесь, что у предприятия или персонала есть ресурсы, необходимые для поддержания работы систем с максимальной производительностью.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Рентабельный, устойчивый, устойчивый — оптимизация энергопотребления

Организации

Прочие

Какие возобновляемые источники энергии используются чаще всего в мире?

Гидроэнергетика

Гидроэнергетика является наиболее широко используемым возобновляемым источником энергии, с глобальной установленной мощностью гидроэлектростанций, превышающей 1 295 ГВт, что составляет более 18% от общей установленной мощности по выработке электроэнергии в мире и более 54% от общемировой мощности по выработке возобновляемой энергии.

Самый распространенный метод производства гидроэлектроэнергии включает строительство плотин на реках и выпуск воды из водохранилища для привода турбин. Гидроаккумуляторы представляют собой еще один метод производства гидроэлектроэнергии.

Китай обладает самой большой гидроэлектрической мощностью в мире и крупнейшей в мире гидроэлектростанцией «Три ущелья» (22,5 ГВт). На долю страны приходилось примерно 40% общей гидроэлектрической мощности, добавленной в мире в 2018 году.В Бразилии, США, Канаде и России также находятся одни из крупнейших гидроэнергетических комплексов в мире.

«Китай имеет самую большую гидроэнергетическую мощность в мире».

Гидроэнергетические проекты, однако, вызвали споры в последние годы из-за экологических и социальных последствий, связанных с биоразнообразием и переселением людей.

Энергия ветра

Ветер является вторым наиболее широко используемым возобновляемым источником энергии, поскольку в 2018 году глобальная установленная мощность ветроэнергетики превысила 563 ГВт, что составляет примерно 24% от общей мировой мощности по производству возобновляемой энергии.

Китай с установленной мощностью более 184 ГВт является крупнейшим производителем энергии ветра в мире, за ним следуют США (94 ГВт к концу 2018 года). Более половины из 49 ГВт ветроэнергетических мощностей, добавленных во всем мире в 2018 году, приходилось на Китай (20 ГВт) и США (7 ГВт).

Германия, Испания, Индия, Великобритания, Италия, Франция, Бразилия, Канада и Португалия — другие крупные страны-производители ветровой энергии, на которые вместе с Китаем и США приходится более 85% всей ветроэнергетики. производственные мощности в мире.

База ветроэнергетики Цзюцюань мощностью 8 ГВт в Китае в настоящее время считается крупнейшей береговой ветроэлектростанцией в мире, а морская ветряная электростанция Walney Extension 659 МВт, расположенная в Ирландском море, Великобритания, является крупнейшей оффшорной ветроэлектростанцией.

Солнечная энергия

Более 486 ГВт установленной мощности делают солнечную батарею третьим по величине возобновляемым источником энергии в мире с преобладающей фотоэлектрической (PV) технологией. Использование технологии концентрирования солнечной энергии (CSP) также растет, при этом глобальная установленная мощность CSP достигает 5.5 ГВт к концу 2018 года. Китай, США, Германия, Япония, Италия и Индия обладают крупнейшими солнечными фотоэлектрическими мощностями в мире, в то время как Испания имеет 42% мировых мощностей CSP.

Ежегодный темп роста совокупной мощности солнечной энергии в течение последних пяти лет составлял в среднем 25%, что делает солнечную энергию самым быстрорастущим возобновляемым источником энергии.

«В Испании сосредоточено более 75% мировых мощностей CSP».

На долю

Азии приходилось примерно 70% от общих 94 ГВт глобального расширения солнечной энергетики в 2018 году, в то время как США, Австралия и Германия добавили 8.4 ГВт, 3,8 ГВт и 3,6 ГВт в новых проектах солнечной энергетики в течение года.

Солнечная электростанция в Нур-Абу-Даби мощностью 1,17 ГВт в Объединенных Арабских Эмиратах (ОАЭ) в настоящее время является крупнейшей в мире однопроцентной солнечной электростанцией.

Биоэнергетика

Биоэнергетика — четвертый по величине возобновляемый источник энергии после гидро-, ветровой и солнечной энергии. Чистая мировая мощность производства электроэнергии из биомассы в настоящее время превышает 117 ГВт, в то время как мировое производство биоэнергии увеличилось с 317 ТВтч в 2010 году до более чем 495 ТВтч в 2018 году.

Современная биомасса, особенно биотопливо и древесные гранулы, все чаще используется для производства тепла и электроэнергии наряду с традиционными источниками биомассы, такими как побочные продукты сельского хозяйства.

США, Бразилия, Китай, Индия, Германия и Швеция в настоящее время являются ведущими производителями биоэнергии в мире. В 2018 году на Китай, Индию и Великобританию пришлось более половины от общего увеличения мировых мощностей по производству биоэнергетики.

Связанный отчет

Тематические отчеты

Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?

Отчет

GlobalData по темам TMT за 2021 год расскажет вам все, что вам нужно знать о темах революционных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

Электростанция Ironbridge мощностью 740 МВт, расположенная в ущелье Северн, Великобритания, является крупнейшей в мире электростанцией, работающей на биомассе, а электростанция Vaskiluodon Voima мощностью 140 МВт в Финляндии — крупнейшая биогазовая установка в мире.

Геотермальная энергия

В 2018 году мировая мощность геотермальной энергии превысила 13,2 ГВт, что сделало ее пятым по величине возобновляемым источником для производства электроэнергии.В 2018 году выработка геотермальной электроэнергии превысила 85 ТВтч.

Одна треть зеленой энергии, вырабатываемой с использованием геотермальных источников, составляет электричество, а оставшиеся две трети — это прямое тепло. США, Филиппины, Индонезия, Мексика и Италия входят в пятерку крупнейших производителей геотермальной энергии в мире.

В 2018 году мировые геотермальные мощности увеличились на 539 МВт, из которых на долю Турции приходилось примерно 40%.

«В 2018 году мировое производство геотермальной электроэнергии превысило 85 ТВтч.”

Геотермальный комплекс Гейзерс, расположенный к северу от Сан-Франциско в Калифорнии, США, с активной производственной мощностью 900 МВт, является крупнейшей геотермальной электростанцией в мире, за которой следует геотермальная электростанция Cerro Prieto мощностью 820 МВт в Мексике.

Связанный отчет

Загрузить полный отчет из хранилища отчетов GlobalData

Получить отчет

Последний отчет от Посетить GlobalData Store

Связанные компании

Арджай Инжиниринг

Нефть в воде, разливы и мониторинг уровня при эксплуатации электростанции

Связанные компании

Арджай Инжиниринг

Нефть в воде, разливы и мониторинг уровня при эксплуатации электростанции

28 августа 2020

.