Нижегородська авторська академічна школа

Реферат

Світова електроенергетика

Автор: Майдокін Олексій Володимирович

учень 11 «А» класу

Керівник: Гаврикова Ольга Миколаївна

Нижній Новгород

2003

Рецензія

Зміст

Вступ 3
Загальні положення 4
Типи і види електростанцій 6
Фактори, що впливають на розміщення електричних станцій 10
Проблеми розвитку ядерної енергетики 11
Альтернативні джерела енергії 13
Сонячна енергія 14
Енергія вітру 15
Морська енергія 16
Енергія річок 16
Енергія світового океану 17
Енергія землі 20
Енергія з відходів 20
Енергія гною 20
Воднева енергетика 21
Висновок 24
Список літератури 25

Введення

Сучасне суспільство до кінця ХХ століття зіткнулося з енергетичними проблемами, які приводили певної міри навіть до криз.
Людство намагається знайти нові джерела енергії, які були б вигідні у всьому: простота видобутку, дешевизна транспортування, екологічна чистота, восполняемость. Вугілля і газ відходять на другий план: їх застосовують тільки там, де неможливо використовувати що-небудь інше. Всі більше місце в нашому житті займає атомна енергія: її можна використовувати як в ядерних реакторах космічних човників, так і в легковому автомобілі.

Всі традиційні джерела енергії обов'язково закінчаться, особливо при постійно зростаючих потребах людей. Тому на рубежі XXI століття людина стала замислюватися про те, що стане основою його існування в нової ери. Є й інші причини, у зв'язку з якими людство звернулося до альтернативних джерел енергії. По-перше, безперервне зростання промисловості, як основного споживача всіх видів енергії (за нинішньої ситуації запасів вугілля вистачить приблизно на 270 років, нафти на - 35 - 40 років, газу - на 50 років). По-друге, необхідність значних фінансових витрат на розвідку нових родовищ, тому що часто ці роботи пов'язані з організацією глибокого буріння (зокрема, в морських умовах) та іншими складними і наукомісткими технологіями. І, по-третє, екологічні проблеми, пов'язані з видобутком енергетичних ресурсів. Не менш важливою причиною необхідності освоєння альтернативних джерел енергії є проблема глобального потепління. Суть її полягає в тому, що двоокис вуглецю
(СО2), що вивільняється при спалюванні вугілля, нафти і бензину в процесі отримання тепла, електроенергії і забезпечення роботи транспортних засобів, поглинає теплове випромінювання поверхні нашої планети, нагрітої Сонцем і створює так званий парниковий ефект.

Загальні положення

Електроенергетика - галузь промисловості, що займається виробництвом електроенергії на електростанціях і передачею її споживачам, є також однією з базових галузей важкої промисловості.

Енергетика є основою розвитку виробничих сил у будь-якому державі. Енергетика забезпечує безперебійну роботу промисловості, сільського господарства, транспорту, комунальних господарств. Сталий розвиток економіки неможливо без постійно розвивається енергетики.

Науково-технічний прогрес неможливий без розвитку енергетики, електрифікації. Для підвищення продуктивності праці першорядне значення має механізація і автоматизація виробничих процесів, заміна людської праці (особливо тяжкого або монотонного) машинним. Але переважна більшість технічних засобів механізації та автоматизації
(устаткування, прилади, ЕОМ) має електричну основу. Особливо широке застосування електрична енергія отримала для приводу в дію електричних моторів. Потужність електричних машин (в залежності від їх призначення) різна: від часток вата (мікродвигуни, які застосовуються в багатьох галузях техніки і в побутових виробах) до величезних величин, що перевищують мільйон кіловат (генератори електростанцій).

Людству електроенергія потрібна, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу та ін) кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива - урану і торію, з якого можна отримувати в реакторах - множителі плутоній. Тому важливо на сьогоднішній день знайти вигідні джерела електроенергії, причому вигідні не тільки з точки зору дешевизну палива, але і з точки зору простоти конструкцій, експлуатації, дешевизни матеріалів, необхідних для спорудження станції, довговічності станцій.

Енергетична промисловість є частиною паливно - енергетичної промисловості і нерозривно пов'язана з іншою складовою цього гігантського господарського комплексу - паливної промисловістю.

Електроенергетика поряд з іншими галузями народного господарства розглядається як частина єдиної народно-господарської економічної системи. В даний час без електричної енергії наше життя немислима.
Електроенергетика вторглася в усі сфери діяльності людини: промисловість і сільське господарство, науку і космос. Уявити без електроенергії наш побут також неможливо. Настільки широке поширення пояснюється її специфічними властивостями: o можливості перетворюватися практично в усі інші види енергії

(теплову, механічну, звукову, світлову та інші); o здібності відносно просто передаватися на значні відстані у великих кількостях; o величезним швидкостями протікання електромагнітних процесів; o здатності до дроблення енергії і утворення її параметрів

(зміна напруги, частоти).

Основним споживачем електроенергії залишається промисловість, хоча її питома вага в загальному корисному споживанні електроенергії в усьому світі значно знижується. Електрична енергія в промисловості застосовується для приведення в дію різних механізмів і безпосередньо в технологічних процесах. В даний час коефіцієнт електрифікації силового приводу в промисловості складає 80%. При цьому близько 1/3 електроенергії витрачається безпосередньо на технологічні потреби.

У сільському господарстві електроенергія застосовується для обігріву теплиць і приміщень для худоби, освітлення, автоматизації ручної праці на фермах.

Величезну роль електроенергія грає в транспортному комплексі.
Велика кількість електроенергії споживає електрифіковану залізничний транспорт, що дозволяє підвищувати пропускну здатність доріг за рахунок збільшення швидкості руху поїздів, знижувати собівартість перевезень, пiдвищення економію палива. Електрифіковану номінал залізних доріг в Росії, становив за довжиною 38% всіх залізниць країни і близько 3% залізниць світу, забезпечує 63% вантажообігу залізниць
Росії і 1/4 світового вантажообігу залізничного транспорту. В Америці і, особливо в країнах Європи, ці показники дещо вище.

Електроенергія в побуті є основною частиною забезпечення комфортабельній життя людей. Багато побутові прилади (холодильники, телевізори, пральні машини, праски та інші) були створені завдяки розвитку електротехнічної промисловості.

Сьогодні по споживанню електроенергії на душу населення Росія поступається 17 країнами світу, серед яких США, Франція, Німеччина, від багатьох з цих країн відстає і за рівнем електроозброєність праці в промисловості та сільському господарстві. Споживання електроенергії в побуті і сфері послуг у Росії 2-5 разів нижче, ніж в інших розвинених країнах. При цьому ефективність і результативність використання електроенергії в Росії помітно менше, ніж у ряді інших країн.

Електроенергетика - найважливіша частина життєдіяльності людини.
Рівень її розвитку відображає рівень розвитку продуктивних сил суспільства і можливості науково-технічного прогресу.

Типи і види електростанцій

Теплоенергетика

Перші ТЕС з'явилися наприкінці XIX століття (в 1882 - у Нью-Йорку, 1883 -- в Петербурзі, 1884 - у Берліні) і одержали переважне поширення. У середині 70-х років ХХ століття ТЕС - основний вид електричних станцій. Частка вироблюваної ними електроенергії складала: у
Росії і США 80% (1975), у світі близько 76% (1973).

Зараз близько 50% всієї електроенергії світу виробляється на теплових електростанціях. Більшість міст Росії забезпечуються саме ТЕС. Часто в містах використовуються ТЕЦ - теплоелектроцентралі, що виробляють не тільки електроенергію, але й тепло у вигляді гарячої води. Така система є досить-таки непрактичною тому на відміну від електрокабелю надійність теплотрас надзвичайно низька на великих відстанях, ефективність централізованого теплопостачання сильно при передачі також знижується (ККД досягає 60 - 70%). Підраховано, що при довжині теплотрас більше 20 км (типова ситуація для більшості міст) установка електричного бойлера в окремому будинку стає економічно вигідна. На розміщення теплових електростанцій робить основний вплив паливний і споживчий фактори. Найбільш потужні ТЕС розташовані в місцях видобутку палива. Теплові електростанції, що використовують місцеві види органічні палив (торф, сланці, низькокалорійні і многозольние вугілля, мазут, газ), орієнтуються на споживача і одночасно знаходяться у джерел паливних ресурсів.

Принцип роботи теплових станцій заснований на послідовному перетворення хімічної енергії палива в теплову та електричну енергію. Основним обладнанням ТЕС є котел, турбіна, генератор. У котлі при спалюванні палива виділяється теплова енергія, яка перетвориться в енергію водяної пари. У турбіні водяна пара перетворюється в механічну енергію обертання. Генератор перетворює енергію обертання в електричну. Теплова енергія для потреб споживання може бути взята в вигляді пари з турбіни або котла.

Теплові електростанції мають як свої переваги, так і недоліки. Позитивним у порівнянні з іншими типами електростанцій є відносно вільне розміщення, пов'язане з широким розповсюдженням і різноманітністю паливних ресурсів; здатність виробляти електроенергію без сезонних коливань. До негативних відносяться наступні фактори: ТЕС володіє низьким коефіцієнтом корисної дії, якщо послідовно оцінити різні етапи перетворення енергії, то побачимо, що не більше 32% енергії палива перетворюється на електричну. Паливні ресурси нашої планети обмежені, тому потрібні електростанції, які не будуть використовувати органічне паливо. Крім того, ТЕС робить украй несприятливий вплив на навколишнє середовище.
Теплові електростанції всього світу, в тому числі і Росії викидає в атмосферу щорічно 200-250 млн. тонн золи і близько 60 млн. тонн сірчистого ангідриду, вони сприймають величезну кількість кисню.

Гідроенергетика

За кількістю виробленої енергії на другому місці знаходяться гідравлічні електростанції (ГЕС). Вони проводять найбільш дешеву електроенергію, але мають досить велику собівартість зведення. Саме
ГЕС дозволили радянському уряду в перші десятиліття радянської влади зробити великий прорив у промисловості.

Сучасні ГЕС дозволяють робити до 7 млн. кВт енергії, що вдвічі перевищує показники діючих у даний час ТЕС і, поки, АЕС, однак розміщення ГЕС в Європі утруднено через дорожнечу землі та неможливості затоплення великих територій в даних регіонах. Важливим недоліком ГЕС є сезонність їхньої роботи, настільки незручна для промисловості.

ГЕС можна розділити на дві основні групи: ГЕС на великих рівнинних річках і ГЕС на гірських річках. У нашій країні більша частина ГЕС споруджувалася на рівнинних річках. Рівнинні водосховища зазвичай великі за площею і змінюють природні умови на значних територіях. Погіршується санітарний стан водойм: нечистоти, які раніше виносилися річками, накопичуються у водосховищах, доводиться застосовувати спеціальні заходи для промивання русел річок і водоймищ. Спорудження ГЕС на рівнинних річках менше рентабельно, ніж на гірських, але іноді це необхідно, наприклад, для створення нормального судноплавства і зрошення. У всіх країнах світу намагаються відмовитися від використання ГЕС на рівнинних річках, переходячи на швидкі гірські річки або АЕС.

Гідравлічні електростанції використовують для вироблення електроенергії гідроенергетичні ресурси, тобто силу падаючої води.
Існує три основних види ГЕС:

1. Гідроелектричним станції.

Технологічна схема їх роботи задоволена проста. Природні водні ресурси ріки перетворюються в гідроенергетичні ресурси за допомогою будівництва гідротехнічних споруд. Гідроенергетичні ресурси використовуються в турбіні і перетворюються в механічну енергію, механічна енергія використовується в генераторі і перетворюється в електричну енергію.

2. Приливні станції.

Природа сама створює умови для отримання натиску, під яким може бути використана вода морів. У результаті припливів і відливів рівень морів змінюється на північних морях - Охотському, Беринговому, хвиля досягає 13 метрів. Між рівнем басейну і моря створюється різниця і таким чином створюється натиск. Так як приливна хвиля періодично змінюється, то в Відповідно до неї змінюється напір і потужність станцій. Поки що використання приливної енергії ведеться у скромних масштабах. Головним недоліком таких станцій є вимушений режим. Приливні станції
(ВЕЗ) дають свою потужність не тоді, коли цього вимагає споживач, а в залежності від припливів і відливів води. Велика також вартість споруд таких станцій.

3. Гідроакумулюючі електростанції.

Їх дія заснована на циклічному переміщення одного і того ж обсягу води між двома басейнами: верхнім і нижнім. У нічні години, коли потреба електроенергії мала, вода перекачується з нижнього водосховища у верхній басейн, споживаючи при цьому надлишки енергії, виробленої електростанціями вночі. Вдень, коли різко зростає споживання електрики, вода скидається з верхнього басейну вниз через турбіни, виробляючи при цьому енергію. Це вигідно, тому що зупинки
ТЕС у нічний час неможливі. Таким чином ГАЕС дозволяє вирішувати проблеми пікових навантажень. У Росії, особливо в європейській частині, гостро стоїть проблема створення маневрених електростанцій, у тому числі ГАЕС.

Крім вказаних переваг і недоліків гідравлічні електростанції мають наступні: ГЕС є досить ефективними джерелами енергії, оскільки використовують відновлювані ресурси, вони прості в управлінні і мають високий ККД - понад 80%. В результаті виробляється енергія на ГЕС найдешевша. Величезна гідність ГЕС - можливість практично миттєвого автоматичного запуску та відключення будь-якого необхідної кількості агрегатів. Але будівництво ГЕС вимагає тривалих термінів і великих питомих капіталовкладень, це пов'язано з втратою земель на рівнинах, завдає шкоди рибному господарству. Частка участі ГЕС у виробленні електроенергії значно менше їх частки у встановленій потужності, що пояснюється тим, що їх повна потужність реалізується лише в короткий період часу, причому тільки в багатоводні роки. Тому, незважаючи на забезпеченість багатьох країн світу гідроенергетичними ресурсами, вони не можуть служити основною вироблення електроенергії.

Атомна енергетика.

Перша в світі АЕС - Обнінська була пущена в 1954 році в Росії.
Персонал 9 російських АЕС складає 40,6 тис. осіб або 4% від загальної числа населення зайнятого в енергетиці. 11,8% або 119,6 млрд. кВт всій електроенергії, виробленої в Росії вироблено на АЕС. Тільки на АЕС зростання виробництва електроенергії зберігається високим.

Планувалося, що питома вага АЕС у виробництві електроенергії досягне в СРСР у 1990 р. 20%, фактично було досягнуто тільки 12,3%.
Чорнобильська катастрофа викликала скорочення програми атомного будівництва, з 1986 р. в експлуатацію були введені тільки 4 енергоблоки.
АЕС, що є найбільш сучасним видом електростанцій, мають ряд істотних переваг перед іншими видами електростанцій: при нормальних умовах функціонування вони обсолютно не забруднюють навколишнє середовище, не вимагають прив'язки до джерела сировини і відповідно можуть бути розміщені практично скрізь, нові енергоблоки мають потужність практічекі рівну потужності середньої ГЕС, проте коефіцієнти використання встановленої потужності на АЕС (80%) значно перевищує цей показник у ГЕС або ТЕС.

Значних недоліків АЕС при нормінімальних умовах функціонування практично не мають. Однак не можна не помітити небезпеку
АЕС при можливих форс-мажорних обставин: землетруси, урагани, і т. п. - тут старі моделі енергоблоків становлять потенційну небезпека радіаційного зараження територій через неконтрольоване перегріву реактора. Проте повсякденна робота АЕС супроводжується рядом негативних наслідків:

1. Існуючі труднощі у використанні атомної енергії - поховання радіоактивних відходів. Для вивезення зі станцій споруджуються контейнери з потужною захистом і системою охолодження. Поховання проводиться в землі, на великих глибинах у теологічно стабільних пластах.

2. Катастрофічні наслідки аварій на деяких застарілих

АЕС - наслідок недосконалої захисту системи.

3. Теплове забруднення використовуваних АЕС водойм.

Функціонування АЕС, як об'єктів підвищеної небезпеки, вимагає участі державних органів влади і управління у формуванні напрямків розвитку, виділення необхідних коштів.

Фактори, що впливають на розміщення електричних станцій

На розміщення різних видів електростанцій впливають різні фактори. На розміщення теплових електростанцій робить основний вплив паливний і споживчий фактори. Найбільш потужні ТЕС розташовані, як правило, в місцях видобутку палива, чим більша електростанція, тим далі вона може передавати електроенергію. Споживчу орієнтацію мають електростанції, що використовують висококалорійне паливо, що економічно вигідно транспортувати. Електростанції, що працюють на мазуті, розташовуються переважно в центрах нафтопереробної промисловості.

Так як гідравлічні електростанції використовують для вироблення електроенергії силу падаючої води, то, відповідно, орієнтовані на гідроенергетичні ресурси. Величезні гідроенергетичні ресурси світу розташовані нерівномірно. Для гідробудівництва в нашій країні було характерно спорудження на ріках каскадів гідроелектростанціях. Каскад-група
ТЕС, розташованих ступенями за течією водного потоку для послідовного використання його енергії. При цьому крім отримання електроенергії, вирішуються проблеми постачання населення і виробництва водою, усунення паводків, поліпшення транспортних умов. На жаль, створення каскадів в країні призвело до вкрай негативних наслідків: втрати цінних сільськогосподарських земель, порушення екологічної рівноваги.

Рівнинні водосховища зазвичай великі за площею змінюють природні умови на значних територіях. Погіршується санітарний стан водойм: нечистоти, які раніше виносилися річками, накопичуються в водосховищах, доводиться застосовувати спеціальні заходи для промивання русел річок і водоймищ. Спорудження ГЕС на рівнинних річках менш рентабельно, ніж на гірських, але іноді це необхідно, наприклад, для створення нормального судноплавства і зрошення.

Атомні електростанції можна будувати в будь-якому районі, незалежно від його енергетичних ресурсів: атомне паливо відрізняється великим вмістом енергії (в 1 кг основного ядерного палива - урану - міститься енергії стільки ж, скільки в 2500 т. вугілля). В умовах безаварійної роботи АЕС не дають викидів в атмосферу, тому нешкідливі для споживача. Останнім час створюються АТЕЦ і АСТ. На АТЕЦ, як і на звичайній ТЕЦ, виробляється і електрична і теплова енергія, а на АСТ тільки теплова.

Проблеми розвитку ядерної енергетики

Після катастрофи на Чорнобильській АЕС під впливом громадськості в
Росії були істотно пріторможени темпи розвитку атомної енергетики.
Існувала раніше, програма прискореного досягнення сумарної потужності
АЕС в 100 млн. кВт (США вже досягли цього показника) була фактично законсервована. Величезні прямі збитки спричинило закриття всіх будувалися в Росії АЕС, станції, визнані зарубіжними експертами як цілком надійні, були заморожені навіть у стадії монтажу обладнання. Однак, Останнім часом становище починає змінюватися: у червні 93го року пущений 4-ий енергоблок Балаковської АЕС, в найближчі декілька років планується пуск ще декількох атомних станцій і додаткових енергоблоків принципово нової конструкції. Відомо, що собівартість атомної енергії значно перевищує собівартість електроенергії, отриманої на теплових або гідравлічних станціях, однак використання енергії АЕС в багатьох конкретних випадках не тільки незамінна, але і є економічно вигідним - в США АЕС за період з 58 року по даний момент принесли 60 млрд. доларів чистого прибутку. Велика перевага для розвитку атомної енергетики в Україні створюють російсько-американські угоди про СНО-1 і СНО-
2, за якими будуть вивільнятися величезні кількості збройового плутонію, невійськове використання якого можливе лише на АЕС. Саме завдяки роззброєння традиційно вважалася дорогою електроенергія, що отримується від
АЕС, може стати приблизно в два рази дешевше електроенергії ТЕС.

Російські та зарубіжні вчені-ядерники в один голос говорять, що для радіофобії, що виникла після чорнобильської аварії, серйозних підстав науково-технічного характеру не існує. Як повідомила урядова комісія з перевірки причин аварії на Чорнобильській АЕС, «аварія сталася внаслідок грубих порушень порядку управління атомним реактором РБМК-
1000 оператором і його помічниками, що мали вкрай низьку кваліфікацію ».
Велику роль в аварії зіграла і що відбулася незадовго до неї передача станції з Мінсередмашу, що накопичився на той час величезний досвід управління ядерними об'єктами в Міненерго, де такого досвіду зовсім не було. До теперішнього часу система безпеки реактора РБМК істотно поліпшена: вдосконалена захист активної зони від перепалу, прискорена система спрацьовування аварійних сенсорів. Журнал Scientific American визнав ці удосконалення вирішальними для безпеки реактора. У проектах нового покоління атомних реакторів основна увага приділяється надійному охолодження активної зони реактора. Останні кілька років збої в роботі на
АЕС в різних країнах відбуваються рідко і класифікуються як украй незначні.

Розвиток атомної енергетики в світі неминуче і це зараз розуміє більшість населення планети, та й сам відмову від ядерної енергетики зажадав б колосальних витрат. Так, якщо вимкнути сьогодні всі АЕС, буде потрібно додатково близько 100 млрд. тонн умовного палива, яке просто нема звідки взяти.

Принципово новий напрямок у розвитку енергетики та можливої заміні АЕС представляють дослідження з бестоплівним електрохімічним генераторів. Споживаючи натрій, що міститься в морській воді в надлишку цей генератор має ККД близько 75%. Продуктом реакції тут є хлор та кальцинована сода, причому можливе подальше використання цих речовин у промисловості.

Середній коефіцієнт використаної потужності АЕС за країною світу склав 70%, однак у деяких регіонах він був вище 80%.

Альтернативні джерела енергії

На жаль, запаси нафти, газу, вугілля аж ніяк не нескінченні. Природі, щоб створити ці запаси, було потрібно мільйони років, витрачені вони будуть за сотні років. Сьогодні у світі стали серйозно замислюватися над тим, як не допустити хижацького розграбування земних багатств. Адже лише за цієї умови запасів палива може вистачити на століття. На жаль, багато нафтовидобувних країн живуть сьогоднішнім днем. Вони нещадно витрачають даровані їм природою нафтові запаси. Зараз багато хто з цих країн, особливо в районі Перської затоки, буквально купаються в золоті, не замислюючись, що через кілька десятків років ці запаси вичерпаються. Що ж станеться тоді, - а це рано чи пізно трапиться, - коли родовища нафти і газу будуть вичерпані? Те, що відбулося підвищення цін на нафту, необхідну не тільки енергетиці, але і транспорту, і хімії, змусило задуматися про інші види палива, придатних для заміни нафти і газу.
Особливо замислювалися тоді ті країни, де немає власних запасів нафти і газу, і яким доводиться їх купувати.

Тому в загальну типологію електростанцій включаються електростанції, що працюють на так званих нетрадиційних або альтернативних джерелах енергії. До них відносять: o енергію припливів і відливів; o енергію малих річок; o енергію вітру; o енергію Сонця; o геотермальну енергію; o енергію горючих відходів та викидів; o енергію вторинних або скидних джерел тепла та інші.

Не дивлячись на те, що нетрадиційні види електростанцій займають всього кілька відсотків у виробництві електроенергії, в світі розвиток цього напрямку має велике значення, особливо з огляду на різноманітність територій країн. У Росії єдиним представником цього типу ЕС є Паужетская ГеоТЕС на Камчатці потужністю 11МВт. Станція експлуатується з 1964 року і вже застаріла як морально, так і фізично.
Рівень технологічних розробок Росії в цій області сильно відстає від світового. У віддалених або важкодоступних районах Росії, де немає необхідності будувати велику електростанцію, та й обслуговувати її часто нікому, "нетрадиційні" джерела електроенергії - найкраще рішення.

збільшенням числа електростанцій на альтернативних джерелах енергії будуть сприяти наступні принципи: o більш низька вартість електроенергії та тепла, що отримується від нетрадиційних джерел енергії, ніж від усіх інших джерел; o можливість практично у всіх країнах мати локальні електростанції, які роблять їх незалежними від загальної енергосистеми; o доступність і технічно реалізована щільність, потужність для корисного використання; o поновлювані нетрадиційних джерел енергії; o економія або заміна традиційних енергоресурсів та енергоносіїв; o заміна експлуатованих енергоносіїв для переходу до екологічно чистих видів енергії; o підвищення надійності існуючих енергосистем.

Практично кожна країна має у своєму розпорядженні будь-яким видом цієї енергії і в найближчій перспективі може внести істотний внесок у паливно - енергетичний баланс світу.

Сонячна енергія

Сонце - невичерпне джерело енергії - щомиті дає Землі 80 трильйонів кіловат, тобто в кілька тисяч разів більше, ніж усі електростанції світу. Треба тільки вміти користуватися ним. Наприклад, Тибет -- найближча до Сонця частина нашої планети - по праву вважає сонячну енергію своїм багатством. На сьогодні в Тибетському автономному районі Китаю побудовано вже більше п'ятдесяти тисяч Геліопечи. Сонячної енергією опалюються житлові приміщення площею 150 тисяч квадратних метрів, створені геліотепліци загальною площею мільйон квадратних метрів.

Хоча сонячна енергія і безкоштовна, одержання електрики з неї не завжди достатньо дешево. Тому фахівці безупинно прагнуть удосконалити сонячні елементи і зробити їх ефективніше. Новий рекорд в цьому відношенні належить Центру прогресивних технологій компанії
"Боїнг". Створений там сонячний елемент перетворює в електроенергію 37% що потрапив на нього сонячного світла.

У Японії вчені працюють над вдосконаленням фотогальванічних елементів на кремнієвій основі. Якщо товщину сонячного елемента існуючого стандарту зменшити в 100 разів, то такі тонкоплівкові елементи зажадають набагато менше сировини, що забезпечить їх високу ефективність і економічність. Крім того, їх мала вага і виняткова прозорість дозволять легко встановлювати їх на фасадах будівель і навіть на вікнах, для забезпечення електроенергією житлових будинків. Однак оскільки інтенсивність сонячного світла не завжди і не скрізь однакова, то навіть за встановлення безлічі сонячних батарей, будівлі буде потрібно додатковий джерело електрики. Одним з можливих рішень цього питання є використання сонячних елементів у комплексі з двостороннім паливними елементом. У денний час, коли працюють сонячні елементи, надлишкову електроенергію можна пропускати через водневий паливний елемент і в такий чином одержувати водень із води. Вночі ж паливний елемент зможе використовувати цей водень для виробництва електроенергії.

Компактна пересувна електростанція сконструйована німецьким інженером Хербертом Бойерманом. При власній вазі 500 кг вона має потужність 4 кВт, інакше кажучи, здатна повністю забезпечити електрострумом достатньої потужності заміське житло. Це досить хитромудрий агрегат, де енергію виробляють відразу два пристрої - вітрогенератор нового типу і комплект сонячних панелей. Перший оснащений трьома півсферами, які (у відміну від звичайного вітрового колеса) обертаються при найменшому русі повітря, друга - автоматикою, акуратно орієнтує солярні елементи на світило. Видобута енергія накопичується в акумуляторному блоці, а той стабільно постачає струмом споживачів.

Дивлячись вперед, в ті часи, коли штат Каліфорнія потребуватиме зручних станціях для підзарядки електробатареї, "Південно-каліфорнійська компанія Едісон "планує почати випробування спеціальної автостанції для машин, що працюють на сонячній енергії, яка в кінцевому рахунку повинна стати звичайною заправної станцією з безліччю паркувальних місць і різними магазинами. Сонячні панелі на даху станції, розташованої в місті Даймонд-Барі, забезпечать енергію для зарядки електромобілів протягом всього робочого дня навіть взимку. А надлишок, що отримується від цих панелей, буде використовуватися для потреб самої автостанції. Вже в 1981 році через протоку Ла-
Манш здійснив переліт першим у світі літак з двигуном, що працює від сонячних батарей. Щоб зробити переліт на відстань 262 км, йому знадобилося 5,5 години. А за прогнозами вчених кінця минулого століття, очікувалося, що до 2000 року на дорогах Каліфорнії з'явиться близько 200000 електромобілів. Можливо, і нам варто подумати про використання сонячної енергії в широких масштабах. Зокрема, у Криму з його
"Солнцеобільностью".

Енергія вітру

На перший погляд здається вітер одним з найбільш доступних і поновлюваних джерел енергії. На відміну від Сонця він може "працювати" взимку і влітку, вдень і вночі, на півночі і на півдні. Але вітер - це дуже розсіяний енергоресурс. Природа не створила "родовища" вітрів і не пустила їх, подібно річках, по руслах. Вітрова енергія практично завжди
"Розмазала" по величезних територій. Основні параметри вітру - швидкість і напрямок - змінюються часом дуже швидко і непередбачувано, що робить його менш "надійним", ніж Сонце. Таким чином, постають дві проблеми, які необхідно вирішити для повноцінного використання енергії вітру. По-перше, це можливість "ловити" кінетичну енергію вітру з максимальної площі.
По-друге, ще важливіше добитися рівномірності, постійності вітрового потоку.
Друга проблема поки вирішується із працею. Існують цікаві розробки по створення принципово нових механізмів для перетворення енергії вітру в електричну. Одна з таких установок породжує штучний сверхураган всередині себе при швидкості вітру до 5 м/с!

Вітрові двигуни не забруднюють навколишнє середовище, але вони дуже громіздкі і галасливі. Щоб виробляти з їх допомогою багато електроенергії, необхідні величезні простори землі. Краще за все вони працюють там, де дують сильні вітри. І, тим не менше, всього одна електростанція, яка працює на викопному паливі, може замінити за кількістю отриманої енергії тисячі вітряних турбін.

При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії у вітряну погоду і недолік її в періоди безвітря. Як же накопичувати і зберегти про запас енергію вітру? Найпростіший спосіб полягає в те, що вітряне колесо рухає насос, який накачує воду в розташований вище резервуар, а потім вода, стікаючи з нього, приводить в дію водяну турбіну і генератор постійного або змінного струму.
Існують й інші способи і проекти: від звичайних, хоч і малопотужних акумуляторних батарей до розкручування гігантських маховиків або нагнітання стисненого повітря в підземні печери і аж до виробництва водню як паливо. Особливо перспективним представляється останній спосіб.
Електричний струм розкладає воду на кисень і водень.
Водень можна зберігати в зрідженому вигляді і спалювати в топках теплових електростанцій у міру потреби.

Американський вчений Вільям Херонімус вважає, Що виробляти водень за рахунок енергії вітру краще всього на море. З цією метою він пропонує встановити біля берега високі щогли з вітродвигуни діаметром
60 м і генераторами. 13 тисяч таких установок могли б розміститися вздовж узбережжя Нової Англії (північний схід США) і «ловити» переважні східні вітри. Деякі агрегати будуть закріплені на дні дрібного моря, інші будуть плавати на його поверхні. Постійний струм від вітроелектричних генераторів буде живити розташовані на дні електролізних установки, звідки водень буде з підводного трубопроводу подаватися на суходіл.

Морська енергія

Останнім часом у деяких країнах знову звернули увагу на ті проекти, які були відкинуті раніше як малоперспективні. Так, у Зокрема, в 1982 році британський уряд скасував державне фінансування тих електростанцій, які використовують енергію моря: частина таких досліджень припинилася, частина тривала при явно недостатніх асигнування від Європейської комісії і деяких промислових фірм і компаній. Причиною відмови в державній підтримці називалася недостатня ефективність способів отримання "морського" електрики за порівняно з іншими його джерелами, зокрема - атомними.

У травні 1988 року в цій технічної політики відбувся переворот.
Міністерство торгівлі та промисловості Великобританії прислухався до думки свого головного радника з енергетики Т. Торпа, який повідомив, що три з шести наявних у країні експериментальних установок удосконалені та нині вартість 1 кВт/год на них складає менше 6 пенсів, а це нижче мінімального рівня конкурентоспроможності на відкритому ринку. Ціна "морський" електроенергії з 1987 року знизився вдесятеро.

Хвилі. Найбільш досконалий проект "Кивають качка", запропонований конструктором С. Солтер. Поплавки, похитується хвилями, дають енергію вартістю всього 2,6 пенсу за 1 кВт/год, що лише трохи вище вартості електроенергії, яка виробляється новітніми електростанцій, що спалюють газ (у Британії це - 2,5 пенса), і помітно нижче, ніж дають АЕС (близько 4,5 пенсу за 1 кВт/год).

Слід зауважити, що використання альтернативних джерел, відновлюваних видів енергії може досить ефективно знизити відсоток викидів в атмосферу шкідливих речовин, тобто в якійсь мірі вирішити одну з важливих екологічних проблем. Енергія моря може з повним підставою бути зарахованим до таких джерел.

Енергія річок

Приблизно 1/5 частина енергії, що споживається у всьому світі, виробляють на ГЕС. Її отримують, перетворюючи енергію падаючої води в енергію обертання турбін, яка в свою чергу обертає генератор, що виробляє електрику. Гідростанції бувають дуже потужними. Так, станція Ітапу на річці Парана на кордоні між Бразилією і Парагваєм розвиває потужність до13
000 млн. кВт.

Енергія малих річок також у ряді випадків може стати джерелом електроенергії. Можливо, для використання цього джерела необхідні специфічні умови (наприклад, річки