«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет
Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.
Доля источников энергии в мировом потреблении (Фото: REN21)
Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)
Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.
Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.
Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.
Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.
Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.
Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.
Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.
Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.
Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.
Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.
В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.
Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.
Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.
Зеленая экономика Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики КитаяСерьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.
Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.
Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.
В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.
Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.
Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии (Фото: REN21)
Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)
Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.
В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.
Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.
100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.
Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.
«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO2 в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.
Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.
Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)
Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.
IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.
Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.
Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.
Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.
Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.
К альтернативным источникам энергии относят нетрадиционные источники энергии — солнечную, ветровую, геотермальную энергетику и так далее.
Возобновляемые источники энергии не загрязняют окружающую среду, помогают снизить уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, уменьшить последствия изменения климата. Они практически неисчерпаемы, в то время как ископаемое топливо рано или поздно закончится.
К возобновляемым источникам не относится атомная энергетика и природный газ, поскольку запасы этих ресурсов ограничены.
Существуют различные виды энергии и способы ее добычи.
Исходя из нашей трактовки, можно выделить следующие виды альтернативных источников: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.
Способы добычи и использования энергии отличаются в зависимости от вида альтернативных источников. Объединяет их то, что на сегодняшний день все они используются гораздо реже, чем ископаемое топливо, но при этом обладают большим потенциалом для развития.
В настоящее время производство альтернативной энергии, несмотря на ее высокую экологичность и перспективность, ограничено. Развитие технологий на ее основе имеет ряд издержек, с которыми приходится считаться.
Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество.
Недавние исследования показали, что стоимость недвижимости увеличивается после установки солнечных батарей. Сами солнечные панели при этом дешевеют.
Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света. В России, например, самыми солнечными городами являются Улан-Удэ и Хабаровск.
Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.
Солнечная энергия не работает ночью. «Солнечные» домохозяйства полагаются на коммунальные сети для получения электроэнергии ночью и в других ситуациях, когда солнечный свет ограничен.
Первоначальная стоимость установки и использования солнечной энергии очень высока, потому что человек должен заплатить за всю систему — батареи, провода, солнечные панели и так далее.
Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.
С 1980 года цены на нее снизились более чем на 80%. Благодаря технологическому прогрессу и возросшему спросу цены, как ожидается, будут снижаться в обозримом будущем.
Ветер — не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.
Энергия ветра может быть использована только в местах, где высокая скорость ветра. Поскольку сильные ветра в основном дуют в отдаленных незаселенных районах, необходимо строить линии электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией жилые дома в городе. А это требует дополнительных инвестиций.
Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах — почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.
Накопительные гидроэлектростанции способны генерировать электроэнергию по требованию, что позволяет гидроэлектростанциям заменить такие традиционные диспетчерские генераторы, как угольные и газовые установки.
Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.
Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.
Энергия волн предсказуема, и вы можете определить количество энергии, которое может быть произведено.
Волны имеют более высокую энергетическую мощность, чем, например, ветер, и это делает волновую энергетику более эффективной.
После установки соответствующих электростанций они имеют минимальные эксплуатационные расходы, что делает инвестиции в них более привлекательными.
Хотя это чистая энергия, ее использование создает опасность для морской флоры и фауны, меняет морское дно и среду обитания некоторых его жителей.
Волновая энергия приносит пользу только электростанциям, построенным в городах рядом с океаном.
Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.
Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.
Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.
Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.
Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.
Строительство станций для выработки гидротермальной энергии требует малых затрат. Эксплуатационные расходы также относительно низкие.
Температура воды выше температуры нагретого воздуха, что делает гидротермальную энергию более эффективной.
Солнце нагревает только верхние слои морей и океанов, поэтому возможных мест для построения станций не так много.
Технологии для выработки гидротермальной энергетики развиты слабо.
Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.
Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии.
Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду.
Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.
Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.
В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.
Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.
Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.
Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.
Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO2.
Возобновляемые источники энергии помогают бороться с климатическими изменениями, которые становятся более разрушительными. Ветер, солнце, вода и другие источники энергии в будущем станут хорошей заменой ископаемому топливу. Чем раньше это случится, тем лучше для нас и нашей планеты.
Растущий сектор создает рабочие места уже сегодня, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Эти факторы способствовали росту популярности возобновляемых источников энергии в последние годы. Преимущества каждого вида альтернативного источника энергии определенно перевешивают минусы.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.
Александр Гаджиев
Константин Чернов
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.
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.
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.
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.
МОСКВА, 19 дек — ПРАЙМ. Использовать возобновляемые источники энергии (ВИЭ) человечество стало раньше, чем научилось добывать уголь, нефть и газ. Однако со временем потребление энергии росло — человеку индустриального общества требовалось уже в 100 раз больше энергии, чем в первобытную эпоху. И тогда обеспечить стабильную поставку таких мощностей стало возможным благодаря сжиганию ископаемого топлива.
Сейчас человечество снова задумалось об использовании альтернативных источников энергии, так как запасы нефти и газа исчерпаемы, а их использование наносит большой вред окружающей среде, но уже на совершенно другом уровне. Ведь перемолоть муку на ветряной мельнице или обеспечить электроэнергией целый город с помощью ветрогенераторов — задачи разного масштаба.
К основным видам ВИЭ сегодня относят гидроэнергетику, ветроэнергетику, гелиоэнергетику. В некоторых местах можно развивать волновую и геотермальную энергетику.
САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ВИЭ
Гидроэнергетика — самый распространенный способ добычи энергии из неисчерпаемого источника, теоретический потенциал которого оценивается в 30-40 ТВт·ч в год. Для ее работы необходимо построить плотину, разместить турбины, которые будет крутить вода. Явным преимуществом является стабильность выработки энергии и возможность ее контролировать, изменяя скорость потока воды. Среди недостатков — резкое изменение уровня воды в искусственных водохранилищах, нарушение нерестового цикла рыб и снижение количества кислорода в воде, что вредит флоре и фауне водоема.
Еще один перспективный источник — ветроэнергетика. Для добычи энергии таким способом необходимо установить специальные турбины, которые будет вращать ветер, за счет чего будет вырабатываться электричество. Ветряные турбины легко и дешево обслуживать, они не занимают много места, вращаются на высоте от 100 м, то есть, под ними можно, например, вести сельскохозяйственную деятельность.
Иногда ветроэлектростанции (ВЭС) строят прямо в море. Такой проект в 2017 году разработали Дания, Нидерланды и Германия. Они собираются к 2050 году соорудить в море остров площадью 6 кв. км и разместить на нем турбины. Планируется, что такая станция сможет вырабатывать до 30 ГВт·ч в год энергии, а в перспективе — до 100 ГВт·ч в год.
Однако у этого источника дешевой и чистой энергии есть несколько существенных недостатков — нестабильность и зависимость от места размещения. Ветер дует не везде и не всегда. А в местах, где ветер дует часто и с большой силой, как правило, не располагаются населенные пункты. Это повышает расходы на строительство линий электропередач и транспортировку энергии. Поэтому ветроэнергетика хороша именно как дополнительный источник энергии.
Альтернатива ВЭС — солнечные электростанции (СЭС), которые могут работать по нескольким принципам. В одном случае с помощью сфокусированных солнечных лучей нагревают резервуар с водой (температура пара в нем может доходить до 7000С), в другом — используются фотобатареи. Второй тип гораздо проще соорудить, устанавливать фотоэлементы можно практически везде, а стоимость их продолжает снижаться с развитием технологии производства.
Главными недостатками СЭС является большая зависимость от места расположения, времени суток и сезона. Например, станция не будет вырабатывать энергию ночью, значительно меньше — в зимнее время года. Полностью обеспечить себя электричеством с помощью СЭС могут даже не все африканские страны. Поэтому солнечная энергетика на данном этапе тоже может служить только в качестве вспомогательного источника.
КАК ИСПОЛЬЗУЮТ ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
В волновой энергетике используются специальные модули, которые качаются на волнах и таким образом приводят в действие специальные поршни. Потенциал этого вида ВИЭ оценивают более чем в 2 ТВт·ч в год. Волновые электростанции защищают берега и набережные от разрушения, уменьшают воздействие на опоры и мосты. При правильной установке они не вредят окружающей среде, к тому же практически незаметны в море.
Среди недостатков — нестабильность (то есть станция вырабатывает меньше энергии во время штиля), шум, незаметность для водного транспорта, из-за чего необходимо дополнительно устанавливать сигнальные элементы.
В некоторых местах устанавливают геотермальные станции (ГеоТЭС). Общий потенциал геотермальной энергии оценивается в 47 ТВт·ч в год, что соответствует выработке примерно 50 тысяч АЭС, но сейчас технологии позволяют получить доступ только к 2% от него — 840 ГВт·ч в год. Чтобы это сделать, роют две скважины, по одной из них подается вода, которая, нагреваясь от тепла земли, превращается в пар. Затем пар по трубе направляется в турбины. На разных этапах происходит его очистка от примесей.
Главное преимущество геотермальной энергетики — стабильность, которую не могут обеспечить многие ВИЭ, и компактность, что удобно для районов со сложным рельефом. С другой стороны, вода, которая проходит через скважины, несет большое количество тяжелых металлов и других вредных веществ. При неправильной эксплуатации станции или при возникновении чрезвычайной ситуации, попадание в атмосферу и в почву этих веществ, может привести к экологической катастрофе локального масштаба.
Кроме того, стоимость энергии ГеоТЭС выше, чем у ВЭС и СЭС, а мощность довольно невысокая.
Основная проблема практически всех перечисленных выше источников заключается в их нестабильности. Современные аккумуляторы не позволяют накапливать такое количество энергии, чтобы без потерь мощности использовать ее в ночное время или во время штиля. Один из вариантов — во время пиковых нагрузок поднимать воду в верхнюю часть водохранилища и потом во время затишья использовать ее для выработки энергии на ГЭС.
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ В РОССИИ И В МИРЕ
На данный момент использование ВИЭ активно развивается в Европе, где страны вынуждены закупать топливо для работы традиционных электростанций. Но, по мнению некоторых экспертов, в развитии альтернативной энергетики заинтересованы и государства, чья экономика зависит от экспорта нефти и газа. Ведь если в некоторых регионах использовать ВИЭ вместо газа, это топливное сырье можно будет отправить на экспорт.
Тем не менее, в России этот сектор энергетики развивается очень медленно. По данным аналитической компании Enerdata, в Норвегии около 97% электроэнергии добывается из альтернативных источников с учетом гидроэнергетики, около 80% — в Новой Зеландии и Бразилии. В Европе 30-40% энергии ВИЭ вырабатывается в Германии, Италии, Испании и Великобритании. В России этот показатель составляет всего 17,2%, из них доля СЭС и ВЭС — менее 1%.
Альтернативная энергетика, основанная на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ), демонстрирует большие темпы роста по всей планете. За последние четыре года ее доля в мировом потреблении электричества удвоилась и составила 20%. В России лишь 1% совокупной установленной мощности всей энергосистемы приходится на долю ВИЭ. Однако, стремление занять достойное место среди развитых стран и осознание того, что наши запасы ископаемых источников энергии хоть и велики, но не безграничны, стимулировали ряд мер по развитию этого сектора генерации. Производство энергии на основе ВИЭ получило мощную государственную поддержку1, что вызвало интерес инвесторов. Давайте подробнее рассмотрим основные секторы альтернативной энергетики.
Солнечная энергетика. По данным исследования Global Power Industry Outlook - 2017 добыча солнечной энергии на основе фотоэлементов – фотовольтаика - станет самым быстрорастущим сегментом альтернативной энергетики, ее доля в объеме глобальных инвестиций к 2020 г. составит 37,5%. Решающий фактор для развития солнечной энергетики - количество солнечных дней в году, а не среднегодовая температура, как ошибочно полагают многие.
Получается, Россия обладает всеми необходимыми ресурсами для освоения этого сектора энергетики. По данным Института Энергетической стратегии, потенциал солнечной энергии, поступающей на территорию РФ в течение трех дней, превышает объем годового производства электроэнергии в нашей стране. Солнечные электростанции (СЭС) уже успешно функционируют в Башкортостане, Оренбургской области, на Алтае, в Хакасии и в Крыму. На данный момент в России создано 57 проектов СЭС совокупной установленной мощностью 1089 МВт, 26 из которых уже распределены между застройщиками и будут реализованы к 2022 году.
Ветровая энергетика. Сила ветра использовалась с давних времен, и сегодня она эффективно преобразуется в электроэнергию во многих странах. В Евросоюзе совокупная установленная мощность ветроэнергетических установок (ВЭУ) составляет 10% от совокупной мощности всей энергосистемы, что превышает даже долю угольной генерации. В одной только Германии ветряки производят более 20% электроэнергии, а в Дании – 42%!
Российская Федерация обладает наибольшим в мире ветроэнергетическим потенциалом. Он составляет примерно 260 ТВт⋅ч/год, что равно 30% энергии, производимой электростанциями страны. Сейчас доля ветрогенерации у нас составляет 0,01% от общей установленной мощности энергосистемы. На 70-ти процентах территории России децентрализованное энергоснабжение, но эта зона обладает богатыми ветроресурсами. Камчатка, Магаданская область, Чукотка, Сахалин, Якутия, Бурятия, Таймыр - здесь открываются большие перспективы для развития отечественной ветрогенерации. До 2022 года в России будут построены еще 43 ветроэлектростанции (ВЭС) совокупной мощностью 1651 МВт, для сравнения: на данный момент этот показатель составляет около 80 МВт.
Гидроэнергия также входит в состав возобновляемых источников энергии. Но большие ГЭС не относятся к альтернативной энергетике, так как наносят большой вред природе. Альтернативная гидроэнергетика включает малые ГЭС, приливные и волновые электростанции. Кислогубская приливная электростанция (ПЭС) была построена в 1968 году, став первой в России. Генераторы для нее были разработаны Ленинградским электромашиностроительным заводом, входящем сегодня в состав концерна «Русэлпром». На этапе строительства сейчас находятся еще 3 ПЭС.
Волновая энергетика – одно из самых молодых направлений, оно активно развивается во всем мире и имеет большие перспективы. Волновые электростанции бывают принципиально разных видов, и все они доказали свою эффективность: волновая энергетика уже составляет 1% от мировой добычи электроэнергии. Это связано с тем, что сила морской стихии имеет очень большую мощность. В этой области энергетики Россия старается не отставать от передовых технологий. В экспериментальном режиме у нас работают уже 2 волновые установки: в Приморье и в Крыму.
Геотермальная генерация. Не стоит забывать и об энергии недр земли. Источниками перегретых вод обладают множественные вулканические зоны планеты, в их числе: Камчатка, Курильские, Японские и Филиппинские острова, обширные территории Кордильер и Анд. Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных электростанций в мире уступает большинству станций на иных ВИЭ, и зоны их использования невелики. Однако, они составляют большую долю в энергетике таких стран, как Исландия, Филиппины, Мексика, Италия, Индонезия. А в России геотермальная энергия уже обеспечивает электричеством Камчатку на 40%, хотя ее ресурсы еще мало освоены. У нас есть и другие потенциальные регионы для развития геотермальной энергетики: Краснодарский край, Ставрополье, Карачаево-Черкессия, Дагестан.
При переходе на альтернативные источники энергии нужно учитывать особенности конкретного региона. Россия обладает большим потенциалом во всех областях альтернативной энергетики, что является преимуществом и стимулом к развитию технологий, снижению добычи природных ископаемых и вырубки леса, а также сохранению экологии.
Возобновляемая энергия (Зеленая энергия ) — энергия из постоянных источников
Возобновляемая или регенеративная энергия (Зеленая энергия) - Renewable energy - энергия из источников, которые по человеческим понятиям являются неисчерпаемыми.
Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения.
Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов - таких как солнечный свет, ветер, дождь, приливы и геотермальная теплота , которые пополняются естественным путем.
Ориентировочно, около 18 % мирового потребления энергии было удовлетворяется из возобновляемых источников энергии, причем 13 % из традиционной биомассы, таких, как сжигание древесины.
Гидроэлектроэнергия является очередным крупнейшим источником возобновляемой энергии, обеспечивая 3 % мирового потребления энергии и 15 % мировой генерации электроэнергии.
Использование энергии ветра растет примерно на 30 %/ год, по всему миру с установленной мощностью 196600 МВт в 2010 г и широко используется в странах Европы и США.
Ежегодное производство в фотоэлектрической промышленности достигло 6900 МВт в 2008 году.
Солнечные электростанции популярны в Германии и Испании.
Солнечные тепловые станции действуют в США и Испании, а крупнейшей из них является станция в пустыне Мохаве мощностью 354 МВт.
Крупнейшей в мире геотермальной установкой, является установка на гейзерах в Калифорнии, с номинальной мощностью 750 МВт.
Бразилия проводит одну из крупнейших программ использования возобновляемых источников энергии в мире, связанную с производством топливного этанола из сахарного тростника.
Этиловый спирт в настоящее время покрывает 18 % потребности страны в автомобильном топливе.
Топливный этанол также широко распространен в США.
Ветроэнергетика преобразует кинетическую энергию воздушных масс в атмосфере в электрическую, тепловую и любую другую форму энергии.
Гидроэнергетика специализируется на использовании потенциальной энергии водного потока рек, формируемых осадками, выпавшими на возвышенности.
Приливная энергетика использует энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Энергетика морских волн использует потенциальную энергию волн переносимую на поверхности океана.
Мощность волнения оценивается в кВт/м.
По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает большей удельной мощностью.
Несмотря на схожую природу с энергией приливов, отливов и океанских течений волновая энергия представляет собой отличный от них источник возобновляемой энергии.
Перекрыв плотиной залив, пролив, устье впадающей в море реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (более 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины.
При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 час с перерывами соответственно 2-1 час 4 раза/ сутки (такая ПЭС называется 1-бассейновой 2-стороннего действия).
Солнечная энергетика преобразует электромагнитное солнечное излучение в электрическую или тепловую энергию.
Геотермическая энергия использует в качестве теплоносителя воду из горячих геотермальных источников. В связи с отсутствием необходимости нагрева воды ГеоТЭС являются в значительной степени более экологически чистыми, нежели ТЭС.
Биоэнергетика специализируется на производстве энергии из биологического сырья.
Энергетическая проблема сегодня является одной из самых актуальных для всего человечества. Традиционные источники, такие как нефть, газ и прочие ископаемые, постепенно теряют свою актуальность, становятся более дорогими и, конечно же, наносят огромный вред окружающей среде. Именно поэтому всевозможные солнечные батареи, ветровые и гидроэлектростанции, а также биореакторы становятся столь популярными сегодня. Все они относятся к альтернативным или зеленым источникам энергии, о которых и пойдет речь ниже.
Главная проблема традиционных на данный момент ресурсов – это их ограниченное количество. А поскольку «аппетиты» человечества в этом отношении растут в геометрической прогрессии, уже в скором времени по мнению многих ученых Европа может столкнуться с кризисом.
Зеленую энергию также называют возобновляемой или регенеративной. Ее источники по историческим меркам считаются неисчерпаемыми. Суть указанного метода заключается в получении энергии из постоянно происходящих в природе процессов с последующим применением ее в технической сфере.
Тенденции развития зеленой энергетики вполне можно назвать обнадеживающими. Так в странах Евросоюза в период с 2004 по 2013 годы доля энергии, получаемой из альтернативных источников возросла с 14 до 25%. Важно также отметить, что ведущие мировые корпорации всецело поддерживают переход на возобновляемые источники энергии, вкладывая в эту отрасль огромные суммы. Так компания Apple является крупнейшим владельцем солнечных электростанций, которые обеспечивают работу абсолютно всех ее дата-центров. Известный производитель мебели IKEA планирует уже к 2020 году полностью отказаться от традиционных источников энергии.
Что касается отдельных государств, то наиболее активную позицию в данном вопросе демонстрирует Бразилия. Уже сегодня практически пятая часть общей потребности в автомобильном топливе в этой стране удовлетворяется с помощью биоэтанола, производимого из сахарного тростника.
В данном случае необходимая для сельского хозяйства и промышленности энергия добывается путем преобразования кинетического потенциала воздушных масс. Для осуществления данного процесса требуется установка специальной ветровой мельницы. Мощность последней напрямую зависит от общей площади лопастей, а также в меньшей мере от высоты конструкции.
Чаще всего описанные агрегаты устанавливаются в прибрежной зоне, которая считается наиболее перспективной в данной сфере. Интересно, что ветряные мельницы практически не требуют обычного топлива для своей работы. Подсчитано, что один генератор мощностью 1 МВт за 20 лет своей работы экономит около 92 тысяч баррелей нефти или порядка 29 тысяч тонн каменного угля.
Как становится понятно уже из названия, основным источником в данном случае является вода, а точнее, потенциал ее потока. Причем на сегодняшний день это наиболее часто используемый тип зеленой энергии. С одной стороны, строительство гидроэлектростанций является самым дорогостоящим, но с другой окупаются они гораздо быстрее, а себестоимость генерируемой ими энергии существенно ниже по сравнению с ветровой или солнечной.
Еще одним минусом гидроэлектростанций можно назвать тот факт, что при их строительстве приходится затапливать довольно обширные территории. А это, конечно же, влияет, и не всегда благоприятно, на состояние окружающей среды.
Наиболее активно выработкой гидроэнергии занимаются Исландия, Канада и Норвегия. А начиная с 2000-х годов их активно догоняет Китай, правительство которого считает данный вид энергии наиболее перспективным для своей страны.
Следует отметить еще и приливные и волновые станции, в работе которых непосредственное участие также принимает вода. Первые используют тот обстоятельство, что уровень морей и океанов в некоторых местах Земного шара изменяется дважды в сутки. Для извлечения энергии в устье реки устанавливается плотина с вмонтированными в нее гидроагрегатами. Второй тип станций работает за счет переработки потенциала волн, возникающих на поверхности океанов.
В данном случае происходит превращение электромагнитного излучения в тепло или электричество. Все существующие на сегодняшний день солнечные станции могут работать как по принципу внутреннего фотоэффекта, так и с использованием кинетической энергии пара. Последние еще называют СЭС косвенного действия. Существует несколько их типов, которые отличаются по конструкции:
Интересно заметить, что любая солнечная батарея, использующаяся в быту, относится к СЭС прямого действия. А крупнейшая из них носит название Topaz Solar Farm и расположена в Соединенных Штатах Америки. Ее мощность составляет порядка 550 МВт.
В данном случае в качестве носителя используется вода, добываемая из горячих источников. Подобные станции считаются гораздо более выгодными в экономическом плане по сравнению с обычным ТЭС. Это объясняется тем, что для их работы нет необходимости дополнительно нагревать воду. Чаще всего геотермальные станции устанавливаются в вулканических районах, где вода нагревается до необходимой температуры на сравнительно небольших глубинах. Наиболее оптимальный вариант – это использование носителя, полученного из гейзера. Но если таковых поблизости нет, приходится прибегать к бурению.
В данном случае энергия, как электрическая, так и тепловая, производится из топлива органического происхождения. Последние разделяют на три поколения. К первому из них относят продукты, получаемые в результате переработки отходов. Такой вариант считается наиболее доступном, но и самым неэффективным.
К биотопливу второго поколения относят продукты, полученные путем пиролиза, то есть быстрого превращения массы в жидкость. Последнюю гораздо легче транспортировать, а впоследствии превращать в топливо для автомобилей или электростанций. Источниками описанного сырья могут выступать водоросли, а также некоторые виды культурных растений, таких как кукуруза, сахарный тростник, рапс и прочие.
Критики биоэнергетики заявляют, что из-за высокого спроса на подобное топливо, фермерские хозяйства все чаще отдают предпочтения выращиваю топливных культур.
Основным плюсом абсолютно всех альтернативных источников энергии является их экологичность. Другими словами, во время работы подобных станций не происходит никаких вредных выбросов в окружающую атмосферу. Даже авария на ветряной, солнечной или любой другой альтернативной электростанции приведет только к материальным потерям ее владельцев, но не станет причиной глобального экологического бедствия, как это может случиться, к примеру, с АЭС.
Также следует отметить, что установка большинства типов станций не вредит окружающему ландшафту. Если говорить о ветровых ЭС, то они занимают минимальные площади и даже могут сочетаться с некоторым другими видами хозяйственной деятельности.
Еще один неоспоримый плюс альтернативных источников энергии – их неисчерпаемость. То есть, установка любой станции будет гарантированно обеспечивать необходимым количеством электроэнергии тут или иную территорию в течение неограниченного времени.
Также существует возможность установки станции малой мощности. Она может обеспечивать энергией небольшие поселки или даже частные хозяйства.
90 000 Что такое альтернативные источники энергии? ТипыВозобновляемые источники энергии можно разделить на солнечную энергию, энергию ветра, воды, геотермальную энергию и энергию биомассы.
Солнечная энергия - Ее источником являются реакции ядерного синтеза, происходящие внутри Солнца. Эта энергия достигает нас в виде солнечного излучения. Мы можем использовать его напрямую благодаря фотоэлектрическим панелям или солнечным коллекторам. Косвенно солнечная энергия также является источником энергии воды, ветра и биомассы.К преимуществам солнечной энергетики можно отнести наименьшее воздействие на окружающую среду среди всех альтернативных источников энергии, неограниченные ресурсы и повсеместное присутствие. Однако к недостаткам относятся: неравномерность потока энергии в суточном и годовом масштабе и зависимость интенсивности солнечной энергии от запыленности, загрязнения и облачности.
Энергия ветра - хотя и имеет прямое отношение к солнечной энергии, но из-за способа ее получения квалифицируется как отдельный источник энергии.В промышленности она в основном преобразуется в механическую энергию, которая вырабатывается вращением ветряной турбины, приводимой в движение лопастями лопастей ротора. Электричество вырабатывается за счет вращательного движения, которое приводит в движение генераторы с помощью шестерен. Энергия, производимая ветряными электростанциями, не содержит продуктов, загрязняющих атмосферу Земли, например, вредной пыли CO 2, и других парниковых газов. Энергия ветра бесплатна и доступна практически в любом месте.Однако в Польше существуют энергетические зоны, разработанные на основе многолетних исследований, которые определяют ветровые условия по 5-балльной шкале (в том числе чрезвычайно, благоприятный, неблагоприятный ) . Среди преимуществ ветроэнергетики можно отметить: освоение пустырей под электростанции, создание новых рабочих мест и экономия энергоресурсов. К недостаткам можно отнести большой разброс силовой установки и шум, создаваемый работой турбины.
Энергия воды - как и в случае ветра, связана с солнечной энергией.При испарении вода поднимается вверх и приобретает потенциальную энергию. Конденсируясь и выпадая в виде дождя, она питает реки, из которых можно получать кинетическую энергию текущей воды. На суше мы можем использовать ее в основном двумя способами:
По характеру работы различают следующие типы гидроэлектростанций:
Существуют также альтернативные способы использования энергии воды, доступной в морях и океанах. Среди них выделяются среди прочих энергия приливов, волн и энергия морских или океанских течений. К преимуществам гидроэнергетики относятся более низкие эксплуатационные расходы и затраты на выработку электроэнергии, чем при традиционной энергетике, а к недостаткам – большие инвестиционные затраты, вмешательство в природную среду, заиление дна рек.
Геотермальная - это природная энергия, исходящая изнутри Земли.Из-за разницы температур между ядром Земли и земной корой происходит постоянный поток тепла от ядра к поверхности. Эту энергию в виде тепла можно легко наблюдать в польских каменноугольных шахтах, где температура первичной породы на самых низких уровнях добычи превышает 50⁰C. В настоящее время геотермальная энергия используется для получения горячей воды или пара непосредственно из источников. Одним из важнейших его преимуществ является независимость от погодных условий (в отличие, например, ответер и солнце). К недостаткам можно отнести возможность засоления почвы, высокие первоначальные инвестиционные затраты и - в случае неправильной эксплуатации - выделение вредных газов в виде сероводорода и углекислого газа.
Энергия биомассы представляет собой органическую массу природного происхождения, содержащую элементарный углерод (C). Он образовался в результате фотосинтеза под действием солнечной радиации. Энергия из биомассы может быть получена из сельскохозяйственных отходов, т.е.солома, сложные эфиры рапсового масла, отходы леса. Также его иногда производят из отходов целлюлозно-бумажной, текстильной и пищевой промышленности. Он непосредственно используется для подачи тепловой энергии или для производства электроэнергии. Косвенно растительные и животные вещества используются для производства топлива или биогаза. В развивающихся странах преобладает традиционный способ использования (например, в качестве топливной древесины), в то время как в развитых странах биомасса в основном используется в переработанной форме (например, в качестве топлива).гранулы). К преимуществам энергии биомассы можно отнести развитие местного рынка производства и поставок биомассы, а к недостаткам — высокие затраты на приобретение, переработку и транспортировку.
Существует много преимуществ использования возобновляемых ресурсов, таких как геотермальная энергия, солнце, ветер или вода. Это способствует сокращению выбросов парниковых газов, таких как углекислый газ и метан. Спрос на невозобновляемые источники энергии, т.е.каменный и бурый уголь, природный газ. Использование альтернативных источников энергии приводит к тому, что в атмосферу выбрасывается меньше вредных газов. Это улучшает состояние воздуха, которым мы дышим, и мест, в которых мы живем. Возобновляемые источники энергии также способствуют экономической активизации, подпитывая мировую и местную экономику.
Напишите нам, наш специалист свяжется с вами и подготовит индивидуальное предложение ESOLEO.
Имя и фамилия *
Адрес электронной почты *
Номер телефона *
* Обязательные поля
Ваш запрос зарегистрирован в нашей системе. Наш консультант свяжется с вами для организации бесплатного аудита в течение 8 рабочих дней.
С уважением ESOLEO
Этот веб-сайт использует файлы cookieАльтернативные источники энергии становятся все более популярными среди потенциальных инвесторов. Они сочетают в себе экологические и экономические аспекты, ограничивая объем производимого загрязнения окружающей среды и обеспечивая дополнительную экономию в бюджете домохозяйства. Это также позволяет вам стать независимым от стандартного поставщика электроэнергии, что увеличивает стоимость самой собственности. Хотите узнать больше о домашних солнечных или ветряных электростанциях? Вы найдете их в материале ниже.Мы сердечно приглашаем вас прочитать.
Альтернативные источники энергии, которые мы можем использовать в Польше:
ОРГАНИЗОВАТЬ БЕСПЛАТНЫЙ АУДИТ
Возобновляемые источники энергии отличаются тем, что их использование не связано с долгосрочным дефицитом, поскольку ресурс возобновляется в короткие сроки.К таким источникам относятся, в частности:
Учитывая эксплуатацию природных ресурсов, получение энергии из возобновляемых источников имеет только преимущества. Проблема возникает только тогда, когда мы начинаем оценивать затраты на строительство альтернативной электростанции и распределение избыточной энергии в местную сеть или анализируем процесс строительства альтернативного источника тепла (например,тепловые насосы). В большинстве случаев это относительно большие инвестиции. Однако мы должны помнить, что закон построен таким образом, что инвесторы могут подавать заявки на финансирование и что все изменения почти всегда учитывают факты, а это означает, что последующие законы о возобновляемых источниках энергии отвечают потребностям инвесторов и учитывают учет решения возникающих проблем.
Возможность получения финансирования из различных источников означает, что стоимость строительства 90 043 альтернативной электростанции перестает быть недостатком инвестиций. Также стоит учитывать тот факт, что даже столь затратное на первый взгляд вложение быстро окупается. После подключения домохозяйства к солнечной электростанции наши счета за электроэнергию снизятся на 70-80%, а в некоторых случаях даже на… 100%. А если мы построим установку не для одного домохозяйства, а целую солнечную или фотоэлектрическую ферму, мы не только станем независимыми от внешних поставщиков, но и сможем продавать излишки энергии в сеть.
Эффективно снизить расход энергии Самые популярные 90 043 альтернативные электростанции в Польше – это солнечные электростанции, в которых используются солнечные коллекторы (солнечные панели) или фотогальванические панели.Фотоэлектрические установки преобразуют энергию солнечного излучения в электричество, а это значит, что мы строим фотоэлектрические установки, когда нам нужен независимый источник электроэнергии (электричества). Мы устанавливаем солнечные панели, чтобы они преобразовывали солнечное излучение в тепло, а это значит, что мы устанавливаем их, когда нам нужна тепловая энергия (тепло) для нагрева водопроводной воды. В польском пейзаже все чаще можно увидеть дома с характерными серыми «заплатами» на крыше — это солнечные панели или фотоэлектрические панели.Многие инвесторы рассматривают их установку еще на этапе проектирования дома.
Ознакомьтесь с картой инсоляции в Польше . Узнайте, какая инсоляция в вашем регионе. Также свяжитесь с нашей командой специалистов. Будем рады помочь вам определиться и ответить на все ваши вопросы.
ОРГАНИЗОВАТЬ БЕСПЛАТНЫЙ АУДИТ
Биомасса определяется как источники энергии, состоящие из всех веществ растительного и/или животного происхождения, которые поддаются биологическому разложению и использование которых в энергетических целях не ограничено законом.В качестве альтернативного источника энергии биомасса используется для производства тепловой энергии и биотоплива. Биомасса может быть твердой (пеллеты, брикеты, опилки, древесные отходы, солома и т.д.) или жидкой (растительные масла). Биогаз как альтернативный источник энергии, в свою очередь, является продуктом метанового брожения соединений органического происхождения (например, сточных вод, в том числе сахарных, коммунально-бытовых отходов, навоза, навозной жижи, отходов агропищевой промышленности, биомассы), а также частично их тление гниение, возникающее в биогазовой установке.
Хотя биогаз производится как побочный продукт разложения органических соединений, в качестве биотоплива он не имеет запаха и цвета. Сжигание биомассы более популярно в Польше, чем использование биогазовых установок и биогазовых ТЭЦ.
Ветряные электростанции не входят в число самых популярных альтернативных источников энергии в Польше. Ветряные электростанции, отвечающие за производство электроэнергии, относительно редки. В Польше можно найти удовлетворительные условия для строительства такого типа решений, среди прочего.в в прибрежных районах или на горных перевалах. Однако обычно это туристические зоны, которые используются совсем по-другому. Европейскими лидерами по производству энергии ветра являются Германия, Нидерланды и Испания.
Ветряные турбины используются для выработки электроэнергии из ветра, в настоящее время часто сосредоточены в так называемых ветряные электростанции. Количество энергии, вырабатываемой такими электростанциями, определяется не только силой ветра, но и частотой этого явления в данной местности.
Стоит, однако, отметить, что конструкция таких ветряков значительно сложнее фотовольтаики, а сами устройства занимают гораздо больше места, чем солнечные панели - что автоматически исключает возможность строительства ветряка на частной территории для личного пользования .
Геотермальные тепловые насосы — это инновационная форма отопления, которая все чаще используется инвесторами, строящими новые объекты недвижимости.Это инновационные отопительные устройства, которые забирают тепло непосредственно из земли и транспортируют теплоноситель в систему данного объекта.
Рост популярности грунтовых насосов в Польше не случаен. Они особенно ценятся потенциальными потребителями из-за влияния 90 043 изменяющихся климатических условий. Когда осенью и зимой температура воздуха начинает опускаться ниже нуля, грунтовый насос не нуждается в дополнительной поддержке от дополнительного нагревателя для потребления энергии, как в случае тепловых насосов с воздушным источником.Температура окружающей среды не оказывает существенного влияния на температуру источника с глубины 8 метров, а с 15 метров она стабилизируется на уровне 10ºC. С практической точки зрения это означает, что геотермальный тепловой насос не зависит от погодных условий и перепада температур.
Независимо от выбранного типа теплового насоса он должен работать от электричества. Поэтому для оптимизации затрат, связанных с эксплуатацией системы отопления, исходя из вышеизложенногоназемные или воздушные насосы, для этой цели стоит использовать альтернативный источник энергии - фотоэлектричество - тем самым подгоняя имущество до уровня самоокупаемости.
В долгосрочной перспективе альтернативная энергетика является не только финансово выгодной, но и единственно правильным решением, сохраняющим нашу природную среду. Тот, кто сегодня строит дом и хочет, чтобы он был умным, идет к проэкологическим решениям.Возобновляемые источники энергии – будущее мировой энергетики. Неправомерная эксплуатация невозобновляемых ресурсов привела природную среду в умирающее состояние. Альтернативная энергетика дает надежду на более рациональное использование природных ресурсов. Также в Польше мы видим эти зависимости, и поэтому все больше и больше домохозяйств используют альтернативные источники энергии.
Вы хотите инвестировать в фотогальванику или планируете адаптировать свое предприятие к экологически безопасным решениям в области энергетики и отопления? Свяжитесь с нашей командой специалистов и узнайте, что мы можем предложить.Мы будем рады ответить на все ваши вопросы и проблемы.
ОРГАНИЗОВАТЬ БЕСПЛАТНЫЙ АУДИТ
.90 000 Что такое альтернативные источники энергии? Какие типы альтернативных источников мы различаем? »Maat4Природные ресурсы Земли с каждым годом сокращаются. Каменный уголь, бурый уголь, нефть и природный газ являются основными ископаемыми видами топлива, используемыми для производства энергии. Энергия, полученная таким образом, генерирует загрязняющие вещества, которые затем попадают в воздух, почву и воду. Сокращение выбросов углекислого газа является одним из приоритетов международной экологической политики.Достижение поставленных целей возможно благодаря замене ископаемого топлива альтернативными источниками энергии. В этой статье вы узнаете, что это такое и какие виды возобновляемой энергии мы различаем.
Альтернативные источники энергии – это естественные, регулярно повторяющиеся естественные процессы, используемые для производства энергии с низким уровнем выбросов. Главной отличительной чертой этой группы является систематическое пополнение запасов сырья, благодаря чему они становятся практически неисчерпаемыми.Использование альтернативных источников энергии включено в концепцию устойчивого развития и имеет ключевое значение для осуществления энергетической трансформации экономики, призванной обеспечить безопасное и долгосрочное будущее человечества. К основным альтернативным источникам энергии относятся: биомасса, биогаз, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, энергия воды и атомные электростанции.
Биомасса получается в процессе биодеградации. Он включает сжигание:
Первая из упомянутых групп называется фитомассой, тогда как животная биомасса в литературе по данному вопросу именуется зоомасой. Характерной особенностью этого альтернативного источника энергии является универсальность агрегатных состояний (твердое, жидкое или газообразное) и возможность использования нескольких технологий сжигания. К основным процессам относятся:
Сжигание биомассы приводит к гораздо меньшему загрязнению, чем использование угля или нефти.В то же время это позволяет уменьшить углеродный след при транспортировке — однородное распределение сырья дает возможность создать соответствующую установку в оптимальном месте.
Биогаз – еще один вид альтернативного источника энергии, который можно успешно использовать как для производства электроэнергии (в искровых двигателях или турбинах), так и тепла (в результате сжигания в газовых котлах). Энергия вырабатывается в процессе метанового брожения, при котором используются пищевые, растительные, животные или даже бытовые отходы (шлам сточных вод).Биогаз также образуется в естественных условиях на торфяных болотах, на морском дне, в навозной жиже или у жвачных животных. Готовая газовая смесь состоит примерно из 66% метана и примерно из 33% углекислого газа. Кроме того, в биогазе можно обнаружить следовые количества 90 033 водорода, сероводорода и аммиака.
Ветряные мельницы являются классическим элементом польской экосистемы. Они встречаются во многих местах (в основном у моря, где порывы ветра гораздо сильнее, чем в других регионах) и являются одним из важнейших источников возобновляемой энергии.В этом случае ток генерируется вращательным движением, которое использует шестерни для привода генераторов. Полученное таким образом электричество не содержит продуктов, загрязняющих атмосферу Земли. Энергию ветра можно также получать от небольших турбин в бытовых установках или на предприятиях. В случае последних производство экологически чистой электроэнергии является не только эффективной формой экономии, но и важным элементом улучшения имиджа компании.
Солнечная энергия является наиболее динамично развивающейся отраслью энергетики в Польше.Его можно использовать для производства тепла и электричества. В первом случае используются солнечные коллекторы, которые нагревают воду за счет поглощения солнечного излучения. На следующем этапе она перекачивается в бак с горячей водой.
В свою очередь, фотоэлектрические панели используются для производства электроэнергии. Процесс получения энергии начинается, когда солнце попадает на поверхность модулей. Движение электронов создает напряжение, которое передается по солнечному кабелю на инвертор в виде постоянного тока.Здесь происходит преобразование в переменный ток. Его можно использовать для питания любого электронного устройства в домашнем хозяйстве, компании или общественном здании. Фотоэлектрические установки могут быть установлены на крышах зданий, площадках или в менее стандартных местах (возле прудов, на фасаде, на навесах).
Геотермальная энергия — нишевый альтернативный источник энергии. Это природный ресурс из недр Земли, который использует разницу температур между ядром Земли и земной корой.Подземные воды и водяной пар получают путем бурения специализированной скважины. После нагрева нагнетаемая туда холодная вода откачивается и используется для обогрева помещений или для привода паровых турбин. Также возможно преобразовать его в электричество благодаря использованию геотермальной электростанции. Главное преимущество геотермальной энергии – независимость от погодных условий. Низкое его использование в Польше связано в основном с высокими затратами на внедрение решения.Это уже важное звено в энергетическом хозяйстве Исландии, Турции, Новой Зеландии, Индонезии и Филиппин.
Получение энергии из воды может принимать различные формы. Традиционные мельницы используются все реже, в то время как различные типы электростанций набирают популярность. Имеются:
Гидроэнергетика также используется в морях и океанах.Энергия приливов, волн и энергия течений используется для производства электричества.
Энергия, полученная от атомных электростанций, также классифицируется как альтернативный источник энергии. В производстве используется ядерная реакция деления атома радиоактивного элемента, например, плутония или урана. Атомные электростанции являются одним из приоритетов экологической политики международных организаций, однако их внедрение в хозяйственную практику требует длительного времени.Это связано с огромными капиталовложениями и эксплуатационными расходами.
Декарбонизация экономики является важным шагом к обеспечению безопасного будущего для человечества. Это делается путем замены ископаемого топлива альтернативными источниками энергии. Электричество и тепло, полученные от солнечного излучения, ветра, воды или биомассы, не наносят вреда окружающей среде, имеют высокий КПД и не иссякают. Кроме того, некоторые из них помогают сократить количество образующихся отходов и позволяют продавать произведенную энергию.Инвестиции в альтернативные источники энергии могут быть сделаны правительствами, государственными учреждениями, компаниями или частными лицами. Во многих случаях они связаны с возможностью получения сбережений и улучшения общественного имиджа.
.90 000 Альтернативные источники электроэнергии в ПольшеВ настоящее время изменение климата, существует много споров об используемых источниках энергии. На в мире по-прежнему доминируют уголь и ядерная энергия. Однако Альтернативные источники электроэнергии не только приобретают все большее популярности и в Польше, но они способны рано или поздно заменить обычные источники. Скорее, термин «альтернативный» следует заменить «возобновляемыми» источниками энергии, которые кажутся более подходящими для их природа.Альтернативные источники электроэнергии практически доступны неисчерпаемы и могут использоваться в течение длительного времени без вреда для окружающей среды.
Если вы планируете установить фотоэлектрические панели, обязательно ознакомьтесь с предложениями нескольких компаний. Получить их можно очень просто – воспользуйтесь сервисом «Поиск подрядчика» на сайте «Строительные калькуляторы». Заполнив короткую форму, вы получите около десятка предложений от разных компаний без каких-либо комиссий и обязательств.
Использование энергии ветра для производства электроэнергии Электричество сегодня является популярной альтернативой ископаемому топливу. Большой ветряные электростанции преобразуют энергию движения воздуха в электричество через несущие винты, построенные по принципу крыльев самолета.
Современные ветряки могут при оптимальных условиях использовать до 59% чистой энергии ветра для выработки электроэнергии. Большой наземные или морские ветряные электростанции снабжают клиентов чистым, электричество без углекислого газа.
Проблема с ветряной электростанцией, однако установленная номинальная мощность устройств редко совпадает с реальными результатами. Приборы необходимо выключать при слишком сильном ветре и при слишком слабом ветре. сила ветра производит мало электричества.Трудно уверить стабильность и непрерывность производства на постоянном уровне.
Солнце является источником жизненной энергии для нашей планеты. Он снабжает нас пищей благодаря фотосинтезу растений, нагревает поверхность и приводит в движение ветры и морские воды, обеспечивает стабильность климата. Часть энергии солнечной энергии, поглощаемой поверхностью Земли, было бы достаточно, чтобы удовлетворить потребности человека в энергии.
Существует два типа устройств сбора энергии. солнечный. Первые работы по простому принципу нагрева воды через солнечные панели. Примеры можно найти на крышах частных домов, где такие панели используются для нагрева воды для бытовых нужд. Различные солнечные устройства вид устанавливает все больше и больше для производства электроэнергии. Клетки солнечные панели, объединенные по практическим соображениям в солнечные панели, источник чистой энергии.
Солнечная энергия широко доступна, однако она подвержена значительным колебаниям, вызванным временем суток и сезоном. В нашей ширине географически фотоэлектрические установки редко достигают оптимальной эффективности. Тем не менее, рентабельность таких установок не вызывает сомнений. тем более, что просьюмеры, т.е. производители электроэнергии самостоятельно потребности, они могут рассчитывать на субсидии от государства и выгодные контракты с электростанции для хранения излишков.
Энергия воды – одна из древнейших используемых форм энергия. С давних времен вода использовалась для привода мельниц и лесопилки. Приводя в движение турбины, вода также может генерировать электричество. Существуют также различные типы гидроэлектростанций. наиболее распространенными примерами являются русловые электростанции. Аккумулирующие электростанции накапливать большое количество воды в водоемах, чтобы потеть в пиковый период требуется, чтобы пропустить его через турбины.
Приливные гидроэлектростанции используют турбины для привода движение воды между приливами и отливами. В связи с тем, что не так много расположение поддается строительству такой электростанции, да и соленая вода ей вредит турбины, эта форма получения электроэнергии не очень экономична.
Альтернативные источники энергии также находятся под землей. Вниз Производство электроэнергии использует большие залежи пара глубина, приводящая в движение турбины электростанции.Потому что Польша за пределами действующие зоны вулканической активности, вырабатывающие пар для этих целей это не выгодно. Тем не менее, у нас есть богатые энергетические ресурсы геотермальная.
Полностью экологичный и экономически выгодный все более популярными тепловыми насосами. Тепловые насосы потребляют энергию возобновляемые, содержащиеся в земле. Рекуперация, с другой стороны, в сочетании с тепловым насосом обеспечивает подачу свежего воздуха постоянной температуры без лишних затрат энергии термальный.Рекуперация – вентиляция с рекуперацией тепла.
Вместо ископаемого топлива для выработки энергии электричество, биомасса используется все больше и больше. это группа продукты и отходы в основном растительного происхождения, например
Источников энергии под названием альтернативных сегодня нет они являются открытиями нашего времени, но использовались на протяжении тысячелетий.Уже первый ветряные и водяные мельницы использовали естественное движение воздуха и воды для движущиеся устройства, облегчающие ручную работу. Они использовали принципы сохраненной физики до сегодняшнего дня. Современные ветряные или гидроэлектростанции являются хорошим примером как, согласно старым правилам, может производиться энергия.
Там была даже широко восхваляемая геотермальная энергия уже использовались в древности для обогрева бань и подобных помещений. Модное в последнее время использование солнечной энергии также началось в Открытие фотоэлектрического явления Беккерелем в 1839 г.Скоро тогда впервые было показано, что электрический ток может возникать под действием легкий и без движущихся частей.
По данным Европейского агентства по окружающей среде (ЕАОС), доля зеленой энергии в общем валовом потреблении энергии (электроэнергия, тепло и топливо) в европейских странах удвоилась в период с 2005 по 2018 год, достигнув в среднем около 18% (для стран ЕС еще с Великобританией). Однако в последние годы темпы этого роста замедлились.Растущий спрос на энергию и стагнация в этой области в транспортном секторе могут, по мнению ЕАОС, поставить под угрозу достижение цели 2020 года в размере 20%.
С другой стороны, по данным ЕАОС, уже 24 государства-члена достигли или превысили ориентировочные цели, изложенные в Директиве о возобновляемых источниках энергии в 2018 году. Печально известными исключениями являются Франция, Ирландия, Нидерланды и Польша. Результаты, представленные Евростатом, выглядят несколько иначе. При сравнении доли чистой энергии в общем потреблении национальные цели на 2020 г.в 2018 году (это последние доступные данные) 11 стран (Швеция, Финляндия, Латвия, Литва, Эстония, Дания, Хорватия, Литва, Болгария, Италия и Кипр) внедрили. В случае с Венгрией и Румынией показатели еще были достигнуты в 2017 году, но через год снова оказались ниже порога. В Литве и Италии результаты за 2018 г. оказались хуже, чем годом ранее, но все же выше предполагаемых.
В 2018 году 30,7% валового конечного потребления электроэнергии, 19,5% на отопление и охлаждение и 7,6% потребления топлива в транспортном секторе приходилось на возобновляемые источники энергии в Европейском союзе (ЕС).49% установок ВИЭ использовались для отопления и 43% для производства электроэнергии. Что касается отопительных установок, то 80 % энергии приходится на сжигание твердой биомассы. Однако развитие тепловых насосов, солнечных коллекторов и биогазовых установок набирает обороты. В свою очередь, на увеличение производства электроэнергии из ВИЭ влияет рост наземной и морской ветроэнергетики и фотоэлектрических систем (ФЭ).
Пандемия коронавируса в этом году вызвала значительное снижение спроса на энергию, затронувшее как традиционные источники, использующие ископаемое топливо, так и возобновляемые источники энергии.Пока рано прогнозировать, изменится ли из-за этого доля зеленой энергии в общем потреблении. Но это не будет долгосрочным эффектом — спрос может быстро вырасти после того, как экономика вернется на восходящую траекторию.
Национальный план действий по возобновляемым источникам энергии (NREAP)
| Год | Доля возобновляемой энергии в общем потреблении ЕС (%) | Ожидаемый целевой показатель NREAP (%) |
| 2005 | 9.02 |
|
| 2010 | 12,92 | 11,56 |
| 2015 | 16,67 | 15,25 |
| 2018 * | 18.09 | 18,88 |
Источник: ЕЭЗ
*) На 2020 годцель ЕС — 20%, а NREAP — 20,6%
Увеличение конечного энергопотребления, наблюдаемое с 2015 года, привело к снижению доли возобновляемых источников энергии в энергетическом «пироге». Наиболее важной проблемой является транспорт, который, правда, увеличил использование зеленого топлива с 2,9% в 2005 г. до примерно 8% в 2017 г. (но год спустя результат составил 7,6%), но в соответствии с целями ЕС он должен 10% в 2020 году. Кроме того, только сертифицированное биотопливо, соответствующее Директиве об устойчивом развитии и не оказывающее негативного воздействия на климат, учитывается в уровне потребления в этом секторе.Это не могут быть товары, производство которых ограничено сельскохозяйственными и лесными угодьями. Каждая страна должна продемонстрировать соблюдение правил ЕС; биотопливо без сертификатов не включено как полученное из возобновляемых источников.
Среди стран Европейской экономической зоны (ЕЭП), а значит, и не только членов ЕС, существуют значительные различия в доле возобновляемых источников энергии в общем потреблении. Высокий результат Норвегии (более 72,75% в 2018 г.)) является результатом очень высокой степени использования гидроэнергии. Аналогично в Исландии (72,21%), где гидроэнергетика сопровождается использованием геотермальных источников. Дания, с долей возобновляемых источников энергии более 30%, достигла этого уровня благодаря ветровой энергии, в основном оффшорной. В свою очередь, Португалия приближается к своей цели с помощью солнечных электростанций. Наиболее слабых результатов среди стран ЕС добились Польша (11,28% при национальном задании 15%), Ирландия (11,06% - задание 16%), Великобритания (11,02% и 15%), Бельгия (9,42% и 13%), Люксембург (9,06% и 11%), Мальта (7,98% и 10%) и Нидерланды (7,39% и 14%).
Наибольший прогресс с 2005 по 2018 год был зафиксирован в Дании (почти на 21 процентный пункт), Швеции (более 14 процентных пунктов), Финляндии (около 12,4 процентных пункта), Эстонии (12,6 процентных пункта) и Италии (10,1 п.п.) .
Все страны Европы разработали политику и системы поддержки возобновляемых источников энергии, такие как субсидии на установку, гарантированные тарифы или бонусы, обязательства по квотам, а также системы аукционов и торгов. Трансграничные статистические передачи также могут осуществляться в ЕЭЗ, чтобы помочь странам, которые изо всех сил пытаются достичь своих целей.Это редко используемое решение — пока такие действия предприняли только Эстония, Литва, Люксембург, Швеция и Норвегия. Например, первые три страны подписали соглашение о статистической передаче возобновляемой энергии из Эстонии и Литвы в Люксембург. Возможно, такой механизм следует применять в более широком масштабе: более половины стран ЕС предполагают более высокое производство ВИЭ, чем планировалось, чтобы они могли перевести излишки в страны с дефицитом.
Возобновляемая энергия является основным механизмом создания низкоуглеродной и ресурсосберегающей экономики.Уже благодаря увеличению производства зеленой энергии и сокращению потребления ископаемых ресурсов. Без этих изменений выбросы ПГ в 2018 году были бы на 11% выше.
В 2018 году около 25% электроэнергии приходилось на ВИЭ. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в последнее десятилетие наблюдается сильный рост, хотя использование возобновляемых источников энергии росло медленнее в промышленности и недвижимости.
В 2018 году выработка увеличилась на 450 ТВтч и была на 7% выше, чем в 2017 году. Наибольший, 90% вклад в прирост выработки внесли солнечные, ветровые и гидроэлектростанции. Установлено около 180 ГВт новых мощностей ВИЭ (как и в 2017 г.), а оценки МЭА показывают, что в 2019 г. прирост мощности был выше.
В сценарии развития энергетики, соответствующем текущей политике, Агентство прогнозирует, что более половины прироста производства электроэнергии к 2040 г.подойдут солнечные и ветряные источники. За это время доля конечного потребления энергии (не только электроэнергии) из ВИЭ вырастет с 990 млн тнэ в 2018 году до почти 2260 млн тнэ. В случае отопления МЭА предполагает, что в 2040 году 60% тепла будет производиться из возобновляемых источников энергии благодаря таким решениям, как пеллеты в котлах и печах, биогаз, биометан и биотопливо. На транспорте вклад возобновляемых источников энергии увеличится примерно до 300 млн т н.э. (75% из которых будет составлять биотопливо).
С другой стороны, в сценарии устойчивого развития, благодаря инвестиционным стимулам, ВИЭ обеспечатдо 66% электроэнергии с вкладом в конечное энергопотребление 37%. В то же время общее производство электроэнергии от ветра и фотоэлектричества (15 500 ТВт-ч) будет выше, чем от гидроэнергетики (6950 ТВт-ч). В сегменте отопления доля ВИЭ составит 30% (1 200 млн т н.э.), а в транспортном секторе она увеличится до 600 млн т н.э. (60% составит биотопливо, остальное — зеленая электроэнергия, используемая электромобилями и железными дорогами).
По первому сценарию к 2040 году будет введено 20 500 ГВт новых мощностей, две трети из которых будут приходиться на возобновляемые источники энергии.Наибольший вклад в это развитие внесут Китай и ЕС (80%), гораздо меньший прирост придется на Юго-Восточную Азию и Ближний Восток. Фотоэлектричество будет развиваться быстрее всего.
В сценарии устойчивого развития 80% новых мощностей будет обеспечиваться за счет возобновляемых источников энергии во всех регионах. Рост будет дополнен ядерной энергетикой и технологиями улавливания CO2 в установках, использующих ископаемое топливо. Биогаз может стать дополнительным фактором развития возобновляемых источников энергии.Анализы МЭА показывают, что годовая добыча (осуществляемая устойчивым образом) может превышать 570 млн т н.э., или 20% мирового спроса на природный газ. Однако развитие этого сегмента требует разработки соответствующих методов поддержки.
МЭА подчеркивает, что оффшорные ветряные электростанции имеют наибольший потенциал для удовлетворения спроса на электроэнергию, гораздо более эффективные, чем береговые и фотоэлектрические фермы. Все более крупные турбины выигрывают от лучших ветровых условий вдали от берегов, что обеспечивает высокую эффективность.Многообещающим новым решением являются плавучие турбины, которые позволят еще эффективнее использовать ресурсы ветра. Ветряные электростанции также могут использоваться для производства безуглеродного водорода в периоды, когда производство превышает спрос.
По мнению Агентства, именно ветровая, наземная и морская энергия открывает путь к полной декарбонизации в странах ЕС.
Производство электроэнергии из возобновляемых источников (ТВтч):
| Регион | 2018 | 2030 | 2040 |
| Северная Америка | 1242 | 2471 | 3984 |
| Центральная и Южная Америка | 869 | 1316 | 1741 |
| Европа | 1438 | 2721 | 3817 |
| Африка | 163 | 716 | 1509 |
| Ближний Восток | 23 | 305 | 1010 |
| Евразия | 260 | 452 | 807 |
| Азиатско-Тихоокеанский регион | 2805 | 7453 | 13197 |
Источник: МЭА
По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (Международное агентство по возобновляемым источникам энергии — IRENA) в 2019 году 75% новых генерирующих мощностей в электроэнергетике приходилось на возобновляемые источники энергии, а доля возобновляемых источников энергии в мировом производстве электроэнергии превысила 33%. Это рекордные результаты. В Европе и США количество электростанций, работающих на ископаемом топливе, закрытых в прошлом году, превысило количество новых станций. Однако в Азии и на Ближнем Востоке тенденция была прямо противоположной — запускалось больше угольных и газовых электростанций. В последнем регионе на новые установки ВИЭ приходилось лишь 26% новой мощности.За последнее десятилетие в зеленые источники было инвестировано около 3 миллиардов долларов, но агентство считает, что к 2030 году расходы должны быть удвоены, чтобы справиться с климатическим кризисом.
В прошлом году было установлено 179 ГВт новых мощностей ВИЭ, что немного меньше, чем в 2018 году (176 ГВт), но также зафиксировано снижение инвестиций в традиционные источники. Доля солнечных электростанций составила 55% – большая их часть построена в Азии (Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Вьетнам), но значительный рост зафиксирован и в США, Австралии, Испании, Германии и Украине.Энергия ветра добавила 34% новых мощностей — почти половина ветряных электростанций построена в Китае, за ним следуют США. 95% этих ферм представляют собой береговые электростанции.
Использование других «зеленых» технологий — гидроэнергетики, биоэнергетики, геотермальной энергии и морской энергии — несколько увеличилось по сравнению с прошлым годом. Геотермальная энергетика развивается в Турции, Индонезии и Кении с использованием тепла глубоких горных пород. Но это все же небольшая ниша по сравнению с другими ВИЭ.
Уголь по-прежнему доминирует в польской энергетике. По данным Polskie Sieci Elektroenergetyczne (PSE), в 2019 году доля коммерческих электростанций в производстве электроэнергии составила 75,39%. Возобновляемые источники энергии составляют всего 9,03%, а доля коммерческих гидроэлектростанций составила 1,55%.
Структура производства электроэнергии в Польше в 2019 г. 90 014
| Тип | Доля (%) |
| Коммунальные электростанции, работающие на каменном угле | 49,25 |
| Коммерческие электростанции, работающие на буром угле | 26.14 |
| Ветряные электростанции и другие возобновляемые источники энергии | 9.03 |
| Коммерческие газовые электростанции | 7,62 |
| Промышленные электростанции | 6,41 |
| Коммерческие гидроэлектростанции | 1,55 |
Источник: PSE
По данным Управления регулирования энергетики (ERO), на конец прошлого года общая мощность ВИЭ достигла уровня примерно 9,11 ГВт.Наибольший вклад внесли ветряные электростанции (почти 5,92 ГВт) и установки на биомассе (1,49 ГВт). 973 МВт составила мощность ГЭС (незначительное снижение по сравнению с 2018 годом), а около 245 МВт – биогазовой установки. Солнечная энергия достигла почти 478 МВт после сильного роста: в 2018 году такие установки предлагали всего 147 МВт. В 2020 году этот сектор интенсивно развивается, как в более крупных коммерческих фермах, так и в домашних микроустановках, которые переживают рыночный бум из-за возможности получения субсидий на и без того относительно дешевые фотоэлектрические панели.
Гидроэлектростанции вырабатывают электроэнергию, поскольку потоки воды приводят в движение турбины. Двумя основными типами являются проточные и резервуарные электростанции , . Первые размещаются в сооружениях на водосливах, разделяющих реки. Они могут работать непрерывно, но производительность зависит от количества проточной воды. При более частых засухах их возможности окажутся под угрозой.
Резервуарные электростанции благодаря запруживанию воды и накоплению ее в резервуарах достигают большой мощности (китайская плотина «Три ущелья» достигает 22,5 тыс. метров).МВт, крупнейшая Жарновская электростанция в Польше - 716 МВт). Они могут регулировать производство в зависимости от спроса, они более устойчивы к колебаниям количества воды, поступающей в реки. Их строительство связано с ухудшением экологии, до сих пор строятся крупные объекты в Азии, Южной Америке и Африке.
Другими ВИЭ, использующими энергию воды, являются приливные электростанции , волново-водные (моремоторные) и морско-тепловые (океанотермальные) электростанции. Первые используют приливы и отливы: они строятся в эстуариях, где турбины, размещенные в плотинах, работают благодаря воде, притекающей во время прилива и вытекающей во время отлива.Однако они могут работать только там, где есть большая амплитуда прилива. Самая крупная расположена во Франции (амплитуда от 5 м до 13,5 м) на Ла-Манше и имеет мощность 240 МВт.
Волново-водяные электростанции вырабатывают электроэнергию за счет энергии волн и морских и океанских течений. В них используются турбины, приводимые в действие водой, поступающей в бак и протекающей через устройство, а также воздушные турбины, которые движутся благодаря воздуху, сжатому водой, стекающей на дно бака.Установки (различных типов) располагаются, в том числе, во Франции, России, США, Норвегии и Шотландии.
Тепловые электростанции используют разницу температур между глубинами морей и их поверхностными слоями. Лучше всего они работают в экваториальной зоне (стабильные условия работы). В качестве рабочей среды они используют газы, которые испаряются при температуре около 30°С (поверхностные воды) и конденсируются при температуре около 7°С (вода, добываемая с глубин 300–500 м). Таких установок несколько — одна из крупнейших — электростанция мощностью 40 МВт на Гавайях.
Чаще всего это объекты, состоящие из наборов фотоэлектрических (PV) панелей, которые преобразуют солнечный свет в электричество с использованием полупроводниковых материалов благодаря так называемому к фотогальваническому эффекту. Нынешние низкие цены на панели означают, что они стали обычным явлением. Их можно использовать как в домашних микроустановках, так и в мощных фермах. Крупнейший такой солнечный парк (Pavagada) был запущен в Индии. Панели PV покрывают 53 км 2 , а их установленная мощность составляет 2050 МВт.
Второй тип - тепловые электростанции (солнечные тепловые), использующие солнечную тепловую энергию. Система зеркал, отслеживающих положение солнца, концентрирует излучение на установках с теплоносителем (например, расплавленными солями), который нагревается примерно до 400°С, а затем через теплообменники преобразует воду в пар под давлением, приводящий в движение турбина. Современные установки могут накапливать тепловую энергию и вырабатывать электроэнергию до нескольких часов после наступления темноты.Примером может служить израильская электростанция Ашалим мощностью 121 МВт, расположенная в пустыне Негев.
Они используют энергию ветра для привода турбин. Их строят на суше и в морях. Море, благодаря более стабильным ветровым условиям, обладает большей эффективностью. В 2018 году они покрыли почти 5% мирового спроса на электроэнергию. Первая такая ферма была создана в 1980 году в США. Его установленная мощность составляла 600 кВт. Одна из крупнейших оффшорных ферм — голландская установка недалеко от Роттердама.Он имеет мощность 750 МВт, диаметр лопастей турбины 220 м, а общая высота башен 260 м. Новинкой станут плавучие оффшорные ветряные электростанции, а небольшие домашние ветряки представляют собой нишевое решение, замененное фотоэлектрическими. микроустановки.
Геотермальный источник использует тепло грунтовых вод или горных пород. Чаще используется для отопления, но при определенных условиях годится и для выработки электроэнергии. Геотермальные условия в Польше позволяют это первое применение, но нет никаких шансов для производства электроэнергии.Трудностью в инвестициях является высокая минерализация хозяйственно-бытовых подземных вод. Поле Гейзеров в США мощностью 908 МВт является одной из крупнейших геотермальных электростанций.
Биомасса обычно используется как в качестве топлива для отопительных котлов, так и для выработки электроэнергии. В Польше общая мощность электростанций на биомассе составляет примерно 1,49 ГВт. Они являются возобновляемыми источниками, но загрязняют воздух (взвешенная пыль). Самый большой котел на биомассе в стране находится на электростанции Поланец.
Ферментация дает биогаза . Он также производит, среди прочего, этанол и метанол в качестве биотоплива. В результате этерификации получают биодизель. В Польше действует около 120 сельскохозяйственных биогазовых установок. Мощность бытовых биогазовых установок составляет примерно 245 МВт.
|
| Страна | 90 464 2017 | 90 464 2018 | Цель (2020) |
| | Норвегия | 90 464 71,647 | 72.752 | |
| | Исландия | 70 708 | 72.208 | |
| | Швеция | 54.201 | 54,645 | 90 464 49 |
| | Финляндия | 40,917 | 41.162 | 90 464 38 |
| | Латвия | 39.019 | 40.292 | 90 464 40 |
| | Черногория | 39.708 | 38.807 | |
| | Дания | 90 464 34,72 | 35.708 | 90 464 30 |
| | Албания | 34.465 | 34,865 | |
| | Австрия | 33,144 | 33.426 | 90 464 34 |
| | Португалия | 30.611 | 30.322 | 90 464 31 |
| | Эстония | 29.127 | 29,996 | 90 464 25 |
| | Хорватия | 27,28 | 28.024 | 90 464 20 |
| | Косово | 23.082 | 24.896 | |
| | Литва | 26.039 | 24.448 | 90 464 23 |
| | Румыния | 24.454 | 23.875 | 90 464 24 |
| | Словения | 21.056 | 21.149 | 90 464 25 |
| | Болгария | 18.701 | 20.528 | 90 464 16 |
| | Сербия | 20.287 | 20.320 | |
| | Европейский союз - 27 стран (с 2020 г.) | 90 464 18 471 | 18.881 | |
| | Северная Македония | 19.636 | 18.118 | |
| | Греция | 16,951 | 18.002 | 90 464 18 |
| | Европейский Союз - 28 стран (2013-2020) | 17.473 | 17,977 | 90 464 20 |
| | Италия | 18.267 | 17.775 | 90 464 17 |
| | Испания | 17,563 | 17.453 | 90 464 20 |
| | Франция | 16.011 | 16.593 | 90 464 23 |
| 91 112 | Германия | 90 464 15,472 | 16.481 | 90 464 18 |
| 91 138 | Чехия | 14.803 | 15 150 | 90 464 13 |
| 91 164 | Кипр | 10.491 | 13.882 | 90 464 13 |
| 91 190 | Турция | 12.766 | 13.659 | |
| | Венгрия | 13,517 | 12.489 | 90 464 13 |
| | Словакия | 11.465 | 11.896 | 90 464 14 |
| 91 266 | Польша | 10,964 | 11.284 | 90 464 15 |
| | Ирландия | 10,588 | 11.061 | 90 464 16 |
| 91 320 | Великобритания | 9.731 | 11.017 | 90 464 15 |
| 91 346 | Бельгия | 9.064 | 9.423 | 90 464 13 |
| 91 372 | Люксембург | 6.286 | 9.059 | 90 464 11 |
| 91 398 | Мальта | 7,27 | 7,978 | 90 464 10 |
| 91 424 | Нидерланды | 6.461 | 7,385 | 90 464 14 |
Источник: Евростат
|
| Страна | 90 464 2017 | 90 464 2018 |
| 91 480 | Норвегия * | 104.851 | 106.818 |
| | Исландия | 90 464 93,376 | 98.497 |
| | Албания | 91.025 | 92.466 |
| | Австрия | 71,626 | 73.051 |
| | Швеция | 65,909 | 66.228 |
| | Дания | 59,968 | 62.434 |
| | Латвия | 90 464 54,352 | 53.499 |
| | Черногория | 50.111 | 52.419 |
| | Португалия | 90 464 54,168 | 52.186 |
| | Хорватия | 90 464 46.437 | 48.139 |
| | Румыния | 41,965 | 41.793 |
| | Германия | 90 464 34,612 | 38.033 |
| | Турция | 35.107 | 37.544 |
| | Финляндия | 90 464 35,22 | 36,77 |
| | Испания | 36,395 | 35,16 |
| | Италия | 90 464 34.104 | 33,93 |
| | Ирландия | 30.096 | 33.242 |
| | Словения | 32.427 | 32.323 |
| | Европейский союз - 27 стран (с 2020 г.) | 31.102 | 32.201 |
| | Европейский Союз - 28 стран (2013-2020) | 30.704 | 32.062 |
| | Великобритания | 90 464 27,35 | 30.884 |
| | Сербия | 27.448 | 28.658 |
| | Греция | 24.475 | 26.01 |
| | Северная Македония | 24.839 | 24.838 |
| | Болгария | 19.022 | 22.147 |
| 91 112 | Словакия | 21.343 | 21.499 |
| 91 138 | Франция | 19,932 | 21.179 |
| 91 164 | Эстония | 90 464 17,44 | 19.689 |
| 91 190 | Бельгия | 90 464 17.266 | 18.902 |
| | Литва | 18.255 | 18.407 |
| | Нидерланды | 13.804 | 15 123 |
| 91 266 | Чехия | 13,654 | 13.711 |
| | Польша | 13.089 | 13.026 |
| 91 320 | Кипр | 8.911 | 9.357 |
| 91 346 | Люксембург | 8.055 | 9.131 |
| 91 372 | Венгрия | 7,522 | 8.289 |
| 91 398 | Мальта | 6,844 | 7,688 |
| 91 424 | Косово | 3,622 | 4.241 |
Источник: Евростат
*) излишек
Последние данные Всемирного банка о доле возобновляемых источников энергии в производстве электроэнергии и уровне генерации относятся к 2015 году.но они дают обзор ситуации на нашем земном шаре.
| 91 480 | Новая Зеландия | 90 464 80,08 |
| | Бразилия | 90 464 73,97 |
| | Дания | 90 464 65,51 |
| | Румыния | 90 464 39,75 |
| | Италия | 90 464 38,68 |
| | Германия | 29,23 |
| | Аргентина | 28.14 |
| | Великобритания | 24,84 |
| | Китай | 23,93 |
| | Франция | 90 464 15,86 |
| | Россия | 90 464 15,86 |
| | Польша | 13,80 |
| | Австралия | 13,64 |
| | США | 13,23 |
| | Чехия | 11.40 |
| | Украина | 4,38 |
Источник: Всемирный банк
| 91 480 | Китай | 1398321 |
| | США | 568439 |
| | Бразилия | 90 464 430 230 |
| | Германия | 187366 |
| | Россия | 168 963 |
| | Италия | 108906 |
| | Франция | 89357 |
| | Великобритания | 83551 |
| | Аргентина | 40791 |
| | Австралия | 34405 |
| | Новая Зеландия | 90 464 35 400 |
| | Румыния | 26202 |
| | Польша | 22683 |
| | Дания | 18962 |
| | Чехия | 90 464 9422 |
| | Украина | 7103 |
Источник: Всемирный банк
Читайте также: В Швейцарских Альпах есть солнечная электростанция
92 868 92 869 Кратко о возобновляемых источниках энергии 92 870
Возобновляемые источники энергии, т.е. источники энергии, ресурсы которых возобновляются в короткие сроки - их использование не связано с их длительным дефицитом.
Этот тип источника включает:
Кроме того, мы также включаем возобновляемые источники энергии:
Гравитационная энергия воды считается наиболее интенсивно используемым возобновляемым источником энергии – в 2018 году на нее приходилось 62,8% энергии от этого вида источника. Далее следует энергия ветра (19%), солнечная энергия (8,8%), биотопливо (6,3%) и геотермальная энергия.
Наиболее доступным источником возобновляемой энергии является солнечная энергия. 86 петаватт энергии достигает поверхности нашей планеты, что примерно в 5000 раз превышает потребности человечества.Однако следует отметить, что на использование возобновляемых источников энергии в значительной степени влияет их концентрация. Например, хотя солнечная энергия является наиболее распространенным источником, она также является наиболее рассредоточенной. С другой стороны, среди прочих энергия ветра, которая может быть более концентрированной – один ветряк может иметь мощность в несколько мегаватт.
Зачем использовать возобновляемые источники энергии? Вот некоторые из причин:
ВИЭ должны составлять значительную долю в энергетическом балансе Европы. Цель Евросоюза — к концу 2032 года получать 32% энергии из альтернативных источников. Конечно, у каждой страны свой план. В случае Польши, в соответствии с целями климатического и энергетического пакета ЕС, доля возобновляемых источников энергии в конечном потреблении энергии для нашей страны должна составить 21% к 2030 году.
Гидроэнергетика, ветер и биомасса составляют наибольшую долю на польском рынке возобновляемых источников энергии.Интенсивно развивается и фотовольтаика, то есть преобразование солнечного света в электричество.
.90 000 Возобновляемые источники энергии - экологический домМенее чем через полтора года все новостройки должны будут соответствовать стандартам WT 2021, которые предусматривают еще большее снижение потребления первичной энергии (отопление, охлаждение, вентиляция, нагрев ГВС). С 1 января 2021 года не будет разрешено превышать 70 кВтч/м2/год. Выполнить эти требования проще благодаря доле возобновляемой энергии (ВИЭ) в энергетическом балансе здания.Какие решения ВИЭ следует выбрать, чтобы они были лучшими?
Возобновляемые источники энергии позволяют сократить или полностью отказаться от использования угля, нефти или газа в быту, тем самым уменьшая выбросы загрязняющих веществ. В долгосрочной перспективе это также означает значительную экономию.
• гравитационная энергия воды,
• энергия ветра,
• солнечная энергия,
• биотопливо,
• геотермальная энергия.
Благодаря устройствам и системам ВИЭ можно отапливать помещения, нагревать хозяйственно-питьевую воду и вырабатывать собственную электроэнергию.
Использование RES имеет много преимуществ, одним из наиболее часто упоминаемых является сокращение ежемесячных счетов за эксплуатацию здания. Вы можете получить больше независимости от поставщиков электроэнергии. Установка, например, теплового насоса и фотогальванических систем также увеличивает стоимость недвижимости и ее привлекательность для продажи.
На этапе строительства дома решение об использовании оборудования для возобновляемых источников энергии позволяет отказаться от строительства дымохода, что также приводит к снижению затрат на строительство. Также нельзя забывать о положительном воздействии на природную среду и снижении выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. В настоящее время строительство домов с применением экологически чистых систем отопления поддерживается государственной программой «Чистый воздух», в рамках которой можно получить финансирование на замену источника тепла.
Тепловой насос, фотоэлектрические панели и солнечные системы — лучшие устройства для экологического дома . Первые два предложения отлично работают вместе - благодаря комбинации тепловых насосов и фотоэлектрических панелей ч можно создать дом с нулевым годовым балансом энергии, превышающим 250 злотых - это фиксированная плата).
Является альтернативой отопительным котлам. Устройство использует только 25% электроэнергии — остальное получается из возобновляемых источников. Вы можете нагреть или охладить дом и горячую воду с помощью теплового насоса. Стоит отметить, что на 1 кВтч потребляемой электроэнергии тепловой насос получает от 3 до 5 кВтч тепловой энергии – это позволяет снизить расходы на отопление до трех раз по сравнению с отопительными приборами, не использующими ВИЭ.
Позволяет производить электроэнергию из 100% возобновляемой солнечной энергии. Полученную энергию можно использовать для работы бытовой техники и электроники, а также для работы теплового насоса. Благодаря сочетанию этих двух решений (тепловые насосы и фотогальваника) вы можете получить независимость от распределителей электроэнергии. Чтобы дом с установленным тепловым насосом и фотоэлектрическими панелями был энергоэффективным, в нем стоит установить рекуперацию. Механическая вентиляция позволяет улучшить воздухообмен в здании и, таким образом, избавиться от лишней влаги.
Дом на одну семью, соответствующий стандартам WT 202 1, должен иметь достаточную теплоизоляцию перегородок и первичное потребление энергии для отопления, охлаждения, вентиляции и горячего водоснабжения. не более 70 кВтч/м2/год. Предлагаемые в настоящее время на рынке устройства возобновляемой энергии позволяют построить высокоэффективное решение для дома в соответствии с условиями WT 2021.
.Достаточно установить сплит-тепловой насос типа «воздух-вода» (например,тепловой насос aroTHERM SPLIT фирмы Vaillant, имеющий наружный блок со встроенным бойлером ГВС - блок uniTOWER), вентиляция здания в виде приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла и фотогальванической установки.
.90 000 видов возобновляемых источников энергии - Название сайта меняется на языках!Гидроэнергетика, вероятно, является старейшим и наиболее широко используемым источником возобновляемой энергии. Энергия текущей или падающей воды веками обрабатывалась и экономно использовалась. До изобретения электрических машин и распространения электроэнергетики гидроэнергетика широко использовалась для привода мельниц, лесопилок, кузнечных и сукновальных фабрик.Делалось это с помощью водяных колес, простейший вариант которых — т. н. недолет колеса, был описан еще в 3 веке до н.э. Принцип водяного колеса так же прост, как и его конструкция. Он состоит из деревянного или металлического колеса, снабженного лопастями, чашками или перегородками, образующими рабочую поверхность. Сконструированное таким образом колесо, помещенное в течение реки, преобразует энергию воды в механическую энергию. В зависимости от способа подачи водяного потока существует три типа водяных колес.В дополнение к упомянутой ходовой части имеются также опорное и подающее колеса. В настоящее время гидроэнергия чаще всего преобразуется в электроэнергию с помощью гидроэлектростанций и установленных в них двигателей, называемых турбинами. Водяные турбины состоят из металлических роторов, снабженных, как и водяные колеса, лопастями. Сконструированный таким образом ротор под действием потока воды вращается, преобразуя энергию воды в механическую энергию. Это, в свою очередь, благодаря генератору, соединенному с турбинами, используется для производства электроэнергии.Наиболее часто используемые типы турбин: турбины Каплана, Фрэнсиса и Пелтона. Гидроэлектростанции используют как энергию протекающих внутренних вод (проточные электростанции), так и энергию их снижения в результате плотин. К этой категории относятся: электростанции на водохранилищах с периодическим регулированием расхода, электростанции в компактном каскаде, а также насосные электростанции и электростанции с насосным агрегатом. Помимо вышеперечисленных, существуют также электростанции, использующие энергию морских волн (т. н.паромоторные электростанции), электростанции, преобразующие энергию движущихся масс морских течений, и установки, использующие энергию приливов и отливов морей (приливные электростанции). Энергия воды является наиболее эффективным источником возобновляемой энергии. КПД его преобразования может превышать 80%. К его характерным параметрам относятся: водосброс, т. е. разница высоты, с которой вода падает на лопатки турбины, и скорости ее потока. Эти параметры зависят от ряда факторов, в том числе географические и гидрологические условия и используемые технологии.
Энергия ветра – это энергия, скрытая в движении воздуха, что обусловлено разностью плотности нагретых воздушных масс и их восходящим движением. Возникающее отрицательное давление засасывает его холодные массы. Воздух течет из области с более высоким давлением в область с более низким давлением. Поэтому можно сказать, что энергия ветра — это солнечная энергия, потому что солнце нагревает воздух. Подсчитано, что от 1 до 2% солнечной энергии, достигающей Земли, преобразуется в кинетическую энергию ветра.Скорость и сила ветра зависят от разницы давлений между двумя точками. Чем больше разница, тем больше будет скорость ветра. Движение воздуха обычно происходит параллельно поверхности Земли, но при соответствующем рельефе оно может иметь иное направление, например, вверх и вниз. С точки зрения возможности использования ветра в энергетических целях он характеризуется тремя измерениями: скоростью, направлением и повторяемостью. Скорость ветра увеличивается с высотой, а наименьшая у земли, что является результатом действия сил трения.Направление ветра определяет направление, откуда приходит ветер. Повторяемость – это сумма часов, в течение которых ветер дует с определенной скоростью в течение года. Энергия ветра преобразуется в электричество с помощью ветряных турбин, а также используется как механическая энергия в ветряных мельницах и ветряных насосах. Ветрогенераторы оснащены лопастными роторами. Набегающий ветер приводит в движение ротор. Затем вращающийся ротор передает механическую энергию генератору.Генератор, также известный как генератор, в свою очередь преобразует его в электричество. В зависимости от положения оси ротора ветродвигатели делятся на: турбины с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Эффективность использования энергии ветра ветряными электростанциями составляет около 30 % (аналогичная эффективность достигается и на угольных электростанциях). Энергия ветра широко доступна, но она очень изменчива как во времени, так и в пространстве. На силу энергии ветра существенное влияние оказывает форма и управление территорией.
Энергия солнца, точнее энергия солнечного излучения, является богатейшим источником энергии, который есть у человечества, и в то же время необходимым условием для жизни и функционирования человека вообще. Энергия солнца может быть использована для отопления и производства электроэнергии. В первом случае это делается с помощью систем, механически передающих тепло через рабочие тела: масло, воду или воздух. Среди всех методов обработки солнечной радиации в настоящее время наиболее эффективным, как в энергетическом, так и в экономическом отношении, является использование солнечной энергии.Эффективность преобразования солнечной энергии в полезное тепло, которое можно использовать для отопления помещений (центральное отопление) или производства горячей воды для бытовых нужд (ГВС), достигает 80%. Для этого используются солнечные коллекторы. По своей конструкции различают два типа этих устройств: плоские и вакуумные коллекторы. Плоские коллекторы состоят из абсорбера, обычно изготовленного из медного или алюминиевого листа, реже из стали, к которому крепятся медные трубы. Именно через них протекает вышеупомянутая рабочая жидкость.Все это покрыто высокоселективным слоем, характеризующимся высоким коэффициентом поглощения солнечного излучения и низким коэффициентом испускания инфракрасного излучения. Поглотитель дополнительно защищают от теплопотерь, помещая его в герметичную камеру, изолированную снизу полиуретановой плитой или минеральной ватой. Все эти элементы заключены внутри металлического каркаса, покрытого стеклом. Второй тип коллекторов – это вакуумные коллекторы. Поглотитель расположен внутри соединенных между собой стеклянных трубок, внутри которых вакуум.Коллекторы этого типа отличаются несколько большей эффективностью, особенно в весенний и осенне-зимний периоды, что обусловлено способностью поглощать рассеянную солнечную энергию. Важной особенностью солнечной энергии является способность генерировать электродвижущую силу в твердых телах, например в кремниевых пластинах. Это явление называется фотогальваническим эффектом и нашло свое применение во втором использовании солнечной энергии — производстве электроэнергии. В этом процессе участвуют фотоэлектрические панели.Их основным элементом являются фотоэлектрические (ФЭ) элементы. Типичная фотоэлектрическая ячейка представляет собой полупроводниковую пластину из кристаллического или поликристаллического кремния. В результате поглощения солнечного излучения на выводах элементов создается напряжение. Электрический ток протекает при приложении нагрузки. КПД такого типа установок относительно невысок и составляет максимум 30%. Однако это очень перспективная технология, поэтому фотовольтаика в настоящее время является одной из самых быстрорастущих отраслей энергетики.Характерной чертой солнечной энергетики, как и энергии ветра, является ее высокая изменчивость. Количество солнечной радиации, достигающей поверхности Земли, меняется в зависимости от времени суток, года, ориентации на Солнце и климатического пояса.
Геотермальная энергия – это тепловая энергия недр Земли, хранящаяся в горных породах, воде и парах. Недра Земли на глубине примерно 5 км содержат тепловую энергию порядка 140 миллионов ЭДж.Это почти в пятьдесят раз больше энергии, чем та, которая достигает земной поверхности за год от солнца. Первоначально внутреннее тепло Земли исходило от гравитационного сжатия, возникшего при формировании планеты. В настоящее время наибольшее количество тепла (45-90%) выделяется при распаде радиоактивных изотопов калия, урана и тория. Геотермальная энергия является возобновляемым источником энергии, поскольку ее источник — горячие недра земного шара — практически неисчерпаем. Геотермальная энергия используется преимущественно тогда, когда теплоносителем является вода или пар.Для извлечения геотермальных вод на поверхность бурятся скважины на глубину их залегания. Затем следует пробурить вторую скважину на некотором расстоянии от водозабора. Прежде чем тепло будет удалено, геотермальная вода будет вытеснена обратно в месторождение. Существует два способа использования геотермальной воды: прямой, при котором вода подается по системе труб, и непрямой – путем передачи тепла холодной воде по замкнутому контуру. Геотермальная энергия используется в качестве основного источника тепла в системах центрального отопления, а также для производства электроэнергии.В последнем случае оплата производится только в том случае, если вода в источнике особенно горячая. Во всем мире производство электроэнергии, вырабатываемой геотермальной энергией, основано на источниках с температурой выше 100°С. Тогда можно напрямую использовать паровую турбину. В настоящее время все более популярной становится технология бинарных схем, позволяющая использовать источники тепла с минимальной температурой 90°С. Однако воды с более низкой температурой не подходят для выработки электроэнергии по техническим причинам.Это потребовало бы использования огромных теплообменников для получения даже небольшого количества электроэнергии. Как правило, геотермальные воды отличаются высокой минерализацией, что обусловливает тяжелые условия работы теплообменников и других элементов геотермальной арматуры.
Биомасса – это все органические вещества, присутствующие на Земле, то есть все виды биоразлагаемых веществ растительного и животного происхождения. Традиционно под биомассой понимаются отходы и остатки от домашних хозяйств и промышленности.Однако все чаще выращивание так называемых энергетические растения, которые характеризуются высоким ежегодным приростом, высокой теплотворной способностью, высокой устойчивостью к болезням и вредителям, а также относительно низкими требованиями к почве. Чрезвычайно важным фактором является также возможность механизации агротехнических работ на этапе закладки плантации, а также уборки урожая. Биомасса состоит из углеводов, крахмала и лигнина. Углеводы вместе с крахмалом являются пищей для животных и человека, а также сырьем для производства этанола, который можно использовать энергетически.Остальные компоненты биомассы не обладают питательными свойствами. Лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза являются очень хорошими источниками энергии. Наиболее эффективным способом получения энергии из биомассы является ее сжигание. Это можно сделать путем прямого сжигания, как биогаз или биотопливо. Тепло, полученное в результате этого процесса, затем используется для выработки электроэнергии. Побочным продуктом его производства является углекислый газ (CO 2 ). Однако углекислый газ не вреден для окружающей среды и не вызывает парниковый эффект.Это связано с тем, что он остается в замкнутом контуре из-за процесса фотосинтеза. По сравнению с каменным углем биомасса имеет более высокое содержание кислорода и водорода и меньше углерода. Например, теплотворная способность желтой соломы 14,3 МДж/кг, дров 13 МДж/кг, угля 29,3 МДж/кг. Отсюда следует, что с точки зрения энергии одна тонна угля эквивалентна двум тоннам древесины или соломы. Биомасса в настоящее время является одним из самых дешевых источников возобновляемой энергии, и ее производство может быть автоматическим или поддерживаться соответствующей обработкой, такой как внесение удобрений или борьба с вредителями.О том, что биомасса относится к возобновляемым источникам энергии, свидетельствует тот факт, что она доступна циклически, через равные промежутки времени. Его формирование будет происходить самопроизвольно до тех пор, пока солнце излучает солнечную энергию и почва отвечает необходимым требованиям растительности.
.
