Альтернативные и нетрадиционные источники энергии

Альтернативная энергетика в мире стремительно развивается. Наиболее перспективными в настоящее время являются три технологии: энергетика на основе биомассы, солнечная и ветряная энергетика. Лидерами в области внедрения вышеперечисленных технологий являются развитые страны Европы и Бразилия. Бразилия сделала ставку на энергетику на основе биомассы, а европейские страны развивают ветряную и солнечную энергетику. Рынок возобновляемых источников энергии в 2008 году составил 115,9 млрд долл.

Мировой опыт показывает, что благодаря государственной поддержке, ветроэнергетическая отрасль получила мощный толчок для развития. В настоящие время устанавливаются ветротурбины мощностью 6 МВт, в разработке турбины мощностью до 10 МВт. Чем больше растет мощность и количество ветротурбин, тем дешевле они становятся. В течение последних двух десятилетий НИОКР по совершенствованию турбин ВЭУ обеспечили снижение удельной стоимости примерно на 30%.

Солнечная энергетика — это отрасль мировой энергетики, связанная с получением полезной энергии путем преобразования солнечного излучения. Солнечное излучение бывает прямое и рассеянное.

Все солнечные батареи в зависимости от способа преобразования делятся на:

• · фотоэлектрические преобразователи — полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество;
• · солнечные коллекторы — нагревательные низкотемпературные установки, используемые как нагреватели воды для различных нужд;
• · гелиоэлектростанции (ГеЭС) — солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение для приведения в действие тепловых и других машин.

Использование солнечной энергии началось в 1960;х годах как основного источника энергии для спутников на околоземной орбите. На данный момент в мире широко развита практика использования солнечной энергии для работы водных насосов, обеспечения уличного освещения. Современные фотоэлектрические установки работают в любую погоду. Они достигают в облачную погоду 80% своей проектной производительности, в туманную — 50%, и, даже при сплошной облачности, они вырабатывают 30% энергии.

Мировой опыт показывает, что фотоэлементы служат экономически выгодным источником электричества для основных нужд, таких как:

• · освещение;
• · водозабор;
• · средства связи;
• · медицинские учреждения;
• · местный бизнес.

При всех своих достоинствах у солнечной энергетики есть существенные недостатки:

• · солнечной энергетике необходимы значительные площади для функционирования (для электростанции мощностью 1 ГВт необходимо несколько десятков квадратных километров);
• · поток солнечной радиации сильно зависит от широты и от климата района земли, что затрудняет повсеместное использование солнечной энергетики;
• · солнечная электростанция не работает ночью, недостаточно эффективно работает в утренние и вечерние часы; для преодоления этих проблем необходимы либо эффективные электрические аккумуляторы (на сегодняшний день это не разрешенная проблема), либо строить гидроаккумулирующие станции, которые требуют также значительных площадей;
• · дороговизна фотоэлементов, несмотря на то, что в период с 1990;2005 года цены на фотоэлементы снижались на 4−5% в год;
• · КПД большинства гелиоэлектростанций составляет менее 20%;
• · обслуживание гелиоэлектростанций требует значительных средств, так как фотоэлементы необходимо очищать от пыли;
• · влияние солнечных электростанций на экологию еще недостаточно изучено.

Биоэнергетика и другие виды Биоэнергетика — отрасль электроэнергетики, основанная на использовании биотоплива. Различают следующие виды биотоплива:

• · жидкое;
• · твердое;
• · газообразное;
• · биотопливо из водорослей.

Биотопливо производится, в отличие от нефти и газа, из возобновляемого биологического топлива — биомассы. Биомассой может быть как отходы от других производств, так и переработанные сельскохозяйственные культуры. Современная биоэнергетика основана на высокоэффективных технологиях преобразования биомассы в удобные для использования виды энергии. Годовое потребление биомассы в мире эквивалентно потреблению 1 млрд. тонн нефти и сравнимо с уровнем потребления природного газа.

Перспективы использования биотоплива неоднозначны. С одной стороны идет рост производства и потребления биотоплива, государство стимулирует переход к «зеленому» топливу. С другой стороны из-за угрозы продовольственного кризиса, который по оценкам ОЭСР-ФАО может произойти в 2013;2017 годах, снижает привлекательность данного вида возобновляемого источника энергии. С экологической точки зрения с производством биотоплива не все ясно. Увеличение посевов кукурузы, основного сырья для биоэтанола в США, приводит к осушению ряда территорий, так как кукуруза забирает много влаги из почвы.