Tradicionalni in alternativni načini pridobivanja električne energije

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Trenutno človeštvo uporablja vse možne načine za proizvodnjo električne energije. Pomen tega vira je težko preceniti. In njegova poraba raste vsak dan. Zaradi tega se vedno več pozornosti namenja netradicionalnim metodam pridobivanja električne energije. Hkrati ti viri na tej stopnji razvoja ne morejo v celoti zadovoljiti potreb zemeljskega prebivalstva. Ta članek na kratko pregleda glavne tradicionalne in alternativne načine pridobivanja električne energije.

Pridobivanje električne energije iz termoelektrarn

Ta način pridobivanja električne energije je najpogostejši. Na primer, v Ruski federaciji viri toplote predstavljajo skoraj 80% celotne proizvodnje potrebnega vira. Leta minevajookoljevarstveniki že tako rekoč kričijo o negativnem vplivu tovrstnih inženirskih objektov na okolje in zdravje ljudi, a postaje, zgrajene sredi prejšnjega stoletja (ali celo predrevolucionarne), še naprej oskrbujejo z električno energijo naseljena mesta in velika industrijska podjetja.

Viri toplote so tradicionalni načini pridobivanja električne energije. In zdaj, tri ali štiri desetletja, zasedajo vodilno mesto na lestvici glede na proizvodnjo. In to kljub hitremu razvoju alternativnih metod za pridobivanje električne energije.

Med vsemi inženirskimi projekti se razlikuje posebna vrsta konstrukcije. Gre za kombinirane toplotne in elektrarne, katerih dodatna funkcija je oskrba hiš in stanovanj občanov s toploto. Po mnenju strokovnjakov je učinkovitost takšnih elektrarn izjemno nizka, prenos ustvarjenega vira na velike razdalje pa je povezan z velikimi izgubami.

Proizvodnja energije se izvaja na naslednji način. Trdo, tekoče ali plinasto gorivo se zgoreva, segreva vodo v kotlu na znatne temperature. Sila pare poganja lopatice turbine, zaradi česar se rotor turbinskega generatorja vrti in proizvaja električno energijo.

Hidroelektrarne so obetaven način za proizvodnjo električne energije

Gradnja kompleksnih inženirskih struktur, namenjenih pretvorbi vodne energije v električno energijo, se je začela v Ruskem cesarstvu. Od takrat je minilo veliko let in ta vir je še vedno aktiven.uporablja. V letih industrializacije ZSSR (1930-ih) so po vsej državi rasle velikanske hidroelektrarne. Vse sile mlade in krhke države so bile vržene v gradnjo teh velikanov (kar je vredna le ena hidroelektrarna Zaporizhzhya!). Inženirski objekti tistih let še vedno delujejo in proizvajajo znatno količino električne energije.

Trenutno država stavi na razvoj "zelenih" načinov pridobivanja električne energije. Zato se po vsej državi aktivno financira gradnja sodobnih in zelo produktivnih hidroelektrarn. Strategija gradnje srednje velikih objektov na majhnih pritokih rek se je v celoti upravičila. Ena taka postaja lahko v celoti zadovolji potrebe po električni energiji manjših sosednjih naselij. V nacionalnem merilu bo to vodilo k povečanju učinkovitosti nacionalnega gospodarstva in konkurenčnosti domačih proizvajalcev industrijskega blaga.

Slabosti te tehnologije vključujejo visoke stroške takšnih predmetov in zelo dolge dobe vračila. Glavni stroški so za izgradnjo jezu. Treba pa je postaviti samo zgradbo (upravne in strojne zgradbe), zgraditi napravo za odvajanje vode itd. Parametri in sestava konstrukcije so odvisni od številnih dejavnikov: inštalirane moči generatorjev in tlaka vode, vrste elektrarne (jez, kanal, preusmeritev, skladiščenje, plimovanje). Hidroelektrarne na velikih plovnih rekah imajo tudi zapletene plovne zapore in kanale, ki zagotavljajo selitev rib na drstišča.

jedrska energetska industrija

Nuklearna elektrarna danes nikogar več ne preseneča. Takšne objekte so začeli aktivno postavljati že v ZSSR. Zato ta tehnologija spada med tradicionalne metode pridobivanja električne energije.

Nuklearne elektrarne se še vedno aktivno gradijo ne samo v Rusiji, ampak tudi v bližnjih in daljnih tujih državah. Na primer, podjetje z ruskimi koreninami Rosatom financira gradnjo takšnega vira v Republiki Belorusiji. Mimogrede, ta postaja bo prva na tem ozemlju.

Odnos sveta do jedrske energije je zelo dvoumen. Nemčija se je na primer resno odločila, da popolnoma opusti miroljubni atom. In to v času, ko Ruska federacija aktivno vlaga v gradnjo novih objektov najnovejše generacije.

Znanstveniki so zanesljivo ugotovili, da so nahajališča jedrskega goriva v zemeljskih črevesjih veliko večja od vseh zalog ogljikovodikovih surovin (nafta in plin). Vedno večje povpraševanje po ogljikovodikih vodi do njihovega podražitve. Zato se razvoj jedrske energije obrestuje.

Energija vetra

Industrija vetrne energije v industrijskem obsegu je nastala relativno nedavno in dodana na seznam netradicionalnih načinov pridobivanja električne energije. In to je zelo obetavna tehnologija. Z visoko stopnjo verjetnosti je mogoče trditi, da bodo v daljni prihodnosti vetrnice proizvedle toliko električne energije, kot jo potrebuje človeštvo. In to niso prazne besede, saj po najskromnejših ocenahznanstveniki, je skupna sila vetra na površju zemeljske oble vsaj stokrat večja od moči vseh vodnih virov.

Glavni problem je neskladnost zračnih tokov, zaradi česar je težko napovedati proizvodnjo energije. Na velikem ozemlju Rusije nenehno pihajo vetrovi. In če se naučite učinkovito in učinkovito uporabljati ta neizčrpen vir, potem lahko več kot zadovoljite vse potrebe težke industrije in prebivalstva države.

Kljub očitnim prednostim uporabe vetrne energije količina električne energije, ki jo proizvedejo vetrne elektrarne, ne presega enega odstotka celotne. Oprema za te namene je zelo draga, poleg tega pa takšne naprave ne bodo učinkovite na vseh področjih, transport električne energije na dolge razdalje pa je povezan z velikimi izgubami.

geotermalna energija

Razvoj geotermalnih virov je pomenil nov mejnik v zgodovini razvoja alternativnih metod pridobivanja električne energije.

Načelo proizvodnje električne energije je dovajanje kinetične in potencialne energije pare tople vode iz podzemnega vira na lopatice generatorske turbine, ki proizvaja tok z rotacijskimi gibi. Teoretično je temperaturna razlika na površini in v globinah zemeljske skorje značilna za katero koli območje. Vendar je običajno minimalen in ga ni mogoče uporabiti za proizvodnjo električne energije. Gradnja takšnih postaj je upravičena le vdoločena področja našega planeta (potresno aktivna). Islandija je pionir v razvoju te metode. Za te namene je mogoče uporabiti tudi dežele ruske Kamčatke.

Načelo pridobivanja energije je naslednje. Vroča voda iz zemeljskega nedra prihaja na površje. Tlak je tukaj precej nižji, zaradi česar voda zavre. Ločena para je usmerjena skozi cevovod in vrti lopatice generatorskih turbin. Težko je napovedati prihodnost tega sodobnega načina pridobivanja električne energije. Morda bodo takšne postaje množično zgrajene na ozemlju Ruske federacije ali pa bo ta ideja sčasoma zamrla in se je nihče ne bo spomnil.

Razvoj oceanske toplotne energije

Svetovni oceani so neverjetni v svojem obsegu. Strokovnjaki ne morejo podati niti grobe ocene količine toplotne energije, ki se v njej nabere. Ena stvar je jasna – ogromna količina virov ostaja neporabljena. Trenutno so že izdelani prototipi elektrarn, ki pretvarjajo toplotno energijo oceanskih voda v tok. Vendar so to pilotni projekti in ni gotovo, da se bo to področje energetike še razvijalo.

Osim in tok v službi elektroenergetike

Preoblikovanje močne sile oseke in oseke v dragocene derivate je nov način pridobivanja električne energije. Narava teh pojavov je zdaj znana in ne povzroča tistega spoštljivega strahospoštovanja, ki se je pojavilo med našimi predniki. To je posledica vpliva magnetnega poljazvesti satelit planeta - luna.

Najbolj opazni tokovi plimovanja in oseke so opaženi v plitvih vodah morij in oceanov, pa tudi v strugah.

Prva postaja, ki je resnično dala rezultat, je bila zgrajena leta 1913 v Veliki Britaniji blizu Liverpoola. Od takrat so številne države poskušale ponoviti izkušnjo, a so na koncu ta podvig iz različnih razlogov opustili.

sončna energija

Pravzaprav so vsa naravna fosilna goriva nastala pred milijoni let s sodelovanjem in pod vplivom sončne svetlobe. Tako lahko rečemo, da človeštvo že dolgo in aktivno uporablja izdelke, pridobljene iz sonca. Pravzaprav temu neizčrpnemu viru, ki zagotavlja kroženje vode, dolgujemo prisotnost rek in jezer. Vendar pa to ni tisto, kar pomeni sodobna sončna energija. Relativno pred kratkim so znanstveniki lahko razvili in izdelali posebne baterije. Proizvajajo električno energijo, ko sončna svetloba zadene njihovo površino. Ta tehnologija se nanaša na alternativni način pridobivanja električne energije.

Sonce je morda najmočnejši vir od vseh trenutno znanih. V treh dneh planet Zemlja prejme toliko energije, kot je ni v vseh raziskanih in potencialnih nahajališčih vseh vrst toplotnih virov. Vendar le 1/3 te energije doseže površino zemeljske skorje, večina pa se razprši v ozračje. In vendar govorimo o ogromnih količinah. Po mnenju strokovnjakov en majhen rezervoarprejme toliko energije kot dokaj velika termoelektrarna.

Na svetu obstajajo naprave, ki za proizvodnjo pare uporabljajo energijo sončne svetlobe. Poganja generator in proizvaja električno energijo. Vendar so takšne namestitve zelo redke.

Ne glede na princip, po katerem nastaja električna energija, mora biti inštalacija opremljena s kolektorjem – napravo za koncentriranje sončne svetlobe. Zagotovo so mnogi videli sončne celice na lastne oči. Zdi se, da so pod temnim steklom. Izkazalo se je, da je tak premaz najpreprostejši zbiralnik. Načelo njegovega delovanja temelji na dejstvu, da temen prozoren material prepušča sončne žarke, vendar zamuja in odbija infrardeče in ultravijolično sevanje. V notranjosti baterije so cevi z delovno snovjo. Ker se toplotno sevanje ne prenaša skozi temni film, je temperatura delovnih tekočin veliko višja od temperature okolice. Treba je opozoriti, da takšne rešitve učinkovito delujejo le v tropskih zemljepisnih širinah, kjer ni treba obračati kolektorja za soncem.

Druga vrsta premaza je konkavno ogledalo. Takšna oprema je zelo draga rešitev, zato ni našla široke uporabe. Tak kolektor lahko zagotovi ogrevanje do tri tisoč stopinj Celzija.

Ta smer se hitro razvija. V Evropi ne boste nikogar presenetili s hišami, ki so odklopljene od električnih omrežij. Vendar v industrijskem obseguelektrična energija se ne proizvaja s to metodo. Na strehah takšnih hiš se šibajo sončni paneli. To je zelo vprašljiva naložba. V najboljšem primeru se bo namestitev takšne opreme izplačala šele po desetih letih delovanja.

Uporaba morskih tokov

To je zelo nenavaden način pridobivanja električne energije. Zaradi temperaturne razlike v severnih regijah oceanov in južnih (ekvatorialnih) nastajajo močni tokovi po celotnem volumnu. Če je turbina potopljena v vodo, jo bo zasukal močan tok. To je osnova principa delovanja takšnih elektrarn.

Vendar se ta vir energije trenutno ne uporablja aktivno. Obstaja veliko inženirskih izzivov, ki jih je treba še rešiti. Izvaja se le eksperimentalna dela. V tej smeri so najbolj aktivni Britanci. Možno je, da se bodo v bližnji prihodnosti ob obali Velike Britanije pojavile kolonije elektrarn, katerih rezila bodo poganjali morski tokovi.

Načini pridobivanja električne energije doma

Elektriko lahko pridobivate tudi doma. In če to vprašanje vzamete resno, lahko celo zadovoljite potrebe gospodinjstva po elektriki.

Najprej je treba omeniti, da so nekateri od naštetih načinov pridobivanja električne energije precej uporabni v zasebnem gospodarstvu. Tako mnogi kmetje in samo lastniki podeželskih posestev na svojih parcelah nameščajo mline na veter. Tudi sončne kolektorje je vse pogosteje mogoče videti na strehah podeželskih hiš.

Obstajajo še druginačinov proizvodnje električne energije, vendar njihova praktična uporaba ne pride v poštev. To je bolj za zabavo ali za namen eksperimentiranja.