Цивилизационное и экономическое становление общества влечет за собой необходимость поддерживать непрерывность поставок энергии, что заставляет нас искать новые источники энергии, которые не основаны на невозобновляемых минеральных ресурсах. Цивилизация и экономический прогресс заставляют государственные органы проводить политику устойчивого развития, которая стимулирует развитие экономики страны, ограничивая негативное воздействие на природу.
Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии
Соображения охраны окружающей среды и развитие космической техники, увеличил интерес к новым, нетрадиционным источникам и технологиям производства электроэнергии. Эти новые нетрадиционные источники электроэнергии можно разделить на возобновляемые и невозобновляемые.
Возобновляемые источники электроэнергии включают:
- солнечную энергию;
- энергию ветра;
- приливные волны;
- морские волны и тепловую энергию океанов.
Невозобновляемые источники включают:
- водород;
- магнитогидродинамическую энергию;
- топливные элементы.
Энергия внутренней поверхности Земли (геотермальная) может быть включена в оба типа источников: гейзеры являются невозобновляемым источником, а энергия горячих пород – возобновляемой энергией.
Энергия солнца – история и развитие
Солнечная энергия является основным источником энергии на Земле. Солнечное излучение используется для производства электроэнергии и тепла. Однако следует помнить, что оно также используется в процессе фотосинтеза растениями, которые затем образуют резервы биомассы. Энергия ископаемого топлива, в настоящее время основного энергетического ресурса, также является энергией солнца. Миллионы лет назад он был «захвачен» биомассой, а затем подвергся трансформации. И в результате биохимических и физико-химических процессов превратился в уголь, нефть и природный газ. Энергия ветра и морские волны также генерируются солнечной радиацией.
Люди всегда использовали возобновляемую энергию Солнца. В древности сушили пищу и использовали для розжига. Для этой последней цели древние греки приспособили заполненный водой стеклянный сосуд сферической формы, которая фокусировала солнечные лучи.
Со временем Солнце стали использовать для производства тепловой энергии. В 1897 году в городе Пасадена около Лос-Анджелеса, 30% домов были обогреты таким образом. Солнечная энергия впервые использовалась для производства электроэнергии.
В Калифорнии, в пустыне Мохаве, в 200 км к северо-востоку от Лос-Анджелеса, в 1984-1992 годах был создан комплекс из 13 гелиотермальных электростанций различной мощности. Также в Калифорнии в 1984 году была запущена электростанция Carissa Plain, производящая электричество с использованием гели-электрического метода. Этот метод предполагает прямое преобразование солнечной энергии в электрическую энергию с использованием фотоэлементов. Такие клетки преобразуют не только прямое излучение Солнца в электрическую, но и рассеянное излучение с облачностью.
Солнечная энергия – потенциал, который невозможно исчерпать
Потенциал солнечной энергии действительно огромен: глобальный мировой спрос на энергию может быть покрыт солнечной радиацией, достигающей поверхности Земли всего за один час!
К сожалению, накопление этих огромных ресурсов остается проблемой. Использование солнечной энергии требует большого пространства, а также надлежащих гелиоэнергетических условий, которые есть не всегда и везде. Чем облачнее и ближе к большим городам, тем меньше солнечного света достигает поверхности земного шара.
Это делает проблематичным использование солнечных лучей в северных районах, а также в отопительный осенне-зимний сезон из-за погодных условий.
Влияние на экологию
Важным аргументом, который подтверждает необходимость использования альтернативных источников энергии, является тот факт, что ежегодное производство электроэнергии возобновляемым источником мощностью 160 кВт предотвращает выброс в атмосферу огромного количества загрязнителей.
К ним относятся:
- двуокись серы – 2000 кг;
- двуокись азота – 500 кг;
- двуокись углерода – 250 000 кг;
- пыль и шлаки – 17 500 кг.
Плюс к этому, энергия природы – мирный источник, исключающий войны и борьбу за лакомый кусок земли, содержащий залежи нефти или газа. Более того, это источник, доступный каждому человеку и не контролирующийся сильными мира сего. Не поэтому ли первые разработки в области альтернативного получения энергии оказались «забытыми» на десятки лет?
