32,6% – nafta ja naftasaadused. 30,0% – kivisüsi. 23,7% – gaas. Inimkonda varustavate energiaallikate esikolmik näeb välja täpselt selline. Tähelaevad ja "roheline" planeet on endiselt sama kaugel kui "kauge, kaugel olev galaktika".
Kindlasti toimub liikumine alternatiivenergia poole, kuid see on nii aeglane, et loodetakse läbimurret – veel mitte. Olgem ausad: järgmise 50 aasta jooksul valgustavad meie kodusid fossiilkütused.
Alternatiivse energia areng kulgeb aeglaselt, nagu prim džentelmen mööda Thamesi kaldapealset. Tänapäeval on ebatraditsioonilistest energiaallikatest kirjutatud palju rohkem, kui on tehtud nende arendamiseks ja igapäevaelus rakendamiseks. Kuid selles suunas on 3 tunnustatud "mastodoni", kes tõmbavad ülejäänud vankri enda järel.
Tuumaenergeetikat siinkohal ei käsitleta, sest selle progressiivsuse ja arendamise otstarbekuse üle võib arutleda väga pikalt.
Allpool on jaamade võimsusnäitajad, seetõttu toome väärtuste analüüsimiseks sisse lähtekoha: maailma võimsaim elektrijaam on Kashiwazaki-Kariwa tuumajaam (Jaapan). Mille võimsus on 8,2 GW.
Õhuenergia: tuul inimese teenistuses
Tuuleenergia põhiprintsiip on liikuvate õhumasside kineetilise energia muundamine soojus-, mehaaniliseks või elektrienergiaks.
Tuul on pinnal õhurõhu erinevuse tagajärg. Siin rakendatakse klassikalist laevade suhtlemise põhimõtet, ainult globaalses mastaabis. Kujutage ette 2 punkti – Moskva ja Peterburi. Kui Moskvas on temperatuur kõrgem, siis õhk soojeneb ja tõuseb, jättes madala rõhu ja vähendatud õhuhulga alumistesse kihtidesse. Samal ajal on Peterburis kõrgrõhkkond ja õhku “altpoolt” piisavalt. Seetõttu hakkavad massid Moskva poole voolama, sest loodus püüdleb alati tasakaalu poole. Nii tekib õhuvool, mida nimetatakse tuuleks.
See liikumine kannab endas tohutut energiat, mida insenerid püüavad tabada.
Tänapäeval saadakse 3% maailma energiatoodangust tuuleturbiinidest ja võimsus kasvab. 2016. aastal ületas tuuleparkide installeeritud võimsus tuumajaamade võimsust. Kuid on 2 funktsiooni, mis piiravad suuna arendamist:
1. Installitud võimsus on maksimaalne töövõimsus. Ja kui tuumajaamad töötavad sellel tasemel peaaegu kogu aeg, jõuavad tuulepargid selliste näitajateni harva. Selliste jaamade efektiivsus on 30-40%. Tuul on äärmiselt ebastabiilne, mis piirab kasutamist tööstuslikus mastaabis.
2. Tuuleparkide paigutamine on ratsionaalne pideva tuulevooluga kohtadesse – nii on võimalik tagada paigaldise maksimaalne efektiivsus. Generaatorite lokaliseerimine on oluliselt piiratud.
Tuuleenergiat saab tänapäeval käsitleda ainult täiendava energiaallikana koos püsivate, näiteks tuumaelektrijaamade ja põlevkütust kasutavate jaamadega.
Esimest korda tekkisid tuulikud Taanis – need tõid siia ristisõdijad. Täna toodetakse selles Skandinaavia riigis 42% energiast tuuleparkides.
Suurbritannia rannikust 100 km kaugusel asuva tehissaare rajamise projekt on peaaegu valmis. Dogger Bankis luuakse põhimõtteliselt uus projekt – 6 km ulatuses2 paigaldatakse palju tuulikuid, mis edastavad elektrit mandrile. Sellest saab maailma suurim tuulepark. Tänapäeval on see Gansu (Hiina) võimsusega 5,16 GW. See on tuuleturbiinide kompleks, mis kasvab igal aastal. Planeeritud näitaja on 20 GW.
Ja natuke kuludest.
Keskmised kulunäitajad toodetud 1 kWh energia kohta on järgmised:
─ kivisüsi 9-30 senti;
─ tuul 2,5-5 senti.
Kui tuuleenergiast sõltuvusega on võimalik probleemi lahendada ja seeläbi tuuleparkide efektiivsust tõsta, siis on neil suur potentsiaal.
Päikeseenergia: looduse mootor – inimkonna mootor
Tootmise põhimõte põhineb päikesekiirte soojuse kogumisel ja jaotamisel.
Nüüd on päikeseelektrijaamade (SPP) osakaal maailma energiatoodangus 0,79%.
Seda energiat seostatakse ennekõike alternatiivenergiaga – otse teie silme ette joonistuvad suurte fotoelementidega plaatidega kaetud fantastilised väljad. Praktikas on selle suuna kasumlikkus üsna madal. Probleemide hulgas võib välja tuua temperatuurirežiimi rikkumise päikeseelektrijaama kohal, kus õhumassid kuumutatakse.
Päikeseenergia arendusprogramme on rohkem kui 80 riigis. Kuid enamikul juhtudel räägime abienergiaallikast, kuna tootmise tase on madal.
Oluline on võimsus õigesti paigutada, mille kohta koostatakse üksikasjalikud päikesekiirguse kaardid.
Päikesekollektorit kasutatakse nii vee soojendamiseks kütteks kui ka elektri tootmiseks. Fotogalvaanilised elemendid genereerivad energiat, "löödes välja" päikesevalguse mõjul olevad footonid.
Päikeseelektrijaamade energiatootmises on liider Hiina ja elaniku kohta toodangu poolest Saksamaa.
Suurim päikeseelektrijaam asub Topaz päikesefarmis, mis asub Californias. Võimsus 1,1 GW.
Kollektorite orbiidile panemiseks ja päikeseenergia kogumiseks, ilma et see atmosfääri kaoks, on arendusi, kuid sellel suunal on endiselt liiga palju tehnilisi takistusi.
Veeenergia: kasutab planeedi suurimat mootorit
Hüdroenergia on alternatiivsete energiaallikate seas liider. 20% maailma energiatoodangust pärineb hüdroenergiast. Ja taastuvate allikate hulgas 88%.
Teatud jõelõigule ehitatakse massiivne tamm, mis blokeerib kanali täielikult. Vastuvoolu luuakse veehoidla, mille kõrguste vahe tammi külgedel võib ulatuda sadade meetriteni. Turbiinide paigaldamise kohtades läbib vesi kiiresti tammi. Nii et liikuva vee energia pöörleb generaatoreid ja viib energia tekkeni. Kõik on lihtne.
Miinustest: suur ala on üle ujutatud, bioelu jões häiritud.
Suurim hüdroelektrijaam on Sanxia (“Kolm kuru”) Hiinas. Selle võimsus on 22 GW, mis on maailma suurim tehas.
Hüdroelektrijaamad on levinud kogu maailmas ja Brasiilias annavad need 80% energiast. See suund on alternatiivenergias kõige lootustandvam ja areneb pidevalt.
Väikesed jõed ei ole suutelised suurt energiat tootma, seetõttu on nendel asuvad hüdroelektrijaamad projekteeritud kohalike vajaduste rahuldamiseks.
Vee kasutamist energiaallikana rakendatakse mitmes peamises kontseptsioonis:
1. Loodete kasutamine. Tehnoloogia sarnaneb paljuski klassikalise hüdroelektrijaamaga, ainsa erinevusega, et tamm ei ummista mitte kanalit, vaid lahe suudme. Mere vesi teeb kuu külgetõmbe mõjul igapäevaseid kõikumisi, mis viib vee ringlemiseni läbi tammi turbiinide. Seda tehnoloogiat on rakendatud vaid mõnes riigis.
2. Laineenergia kasutamine. Energiaallikaks võib olla ka vee pidev kõikumine avamerel. See ei ole ainult lainete läbimine staatiliselt paigaldatud turbiinide kaudu, vaid ka "ujukite" kasutamine: mere pinnale asetatakse spetsiaalsete ujukite ahel, mille sees on väikesed turbiinid. Lained pöörlevad generaatorid ja tekib teatud kogus energiat.
Üldiselt ei saa alternatiivenergia tänapäeval muutuda ülemaailmseks energiaallikaks. Kuid enamiku objektide varustamine autonoomse energiaga on täiesti võimalik. Sõltuvalt territooriumi omadustest saate alati valida parima võimaluse.
Ülemaailmse energiasõltumatuse saavutamiseks on vaja midagi täiesti uut, näiteks kuulsa serblase "eetri teooriat".
Ilma demagoogiata on kummaline, et 2000. aastatel toodab inimkond energiat mitte palju progressiivsemalt kui vedur, mida vennad Lumiere’id pildistasid. Tänaseks on energiaressursside teema läinud kaugele poliitika ja rahanduse sfääri, mis määrab elektritootmise struktuuri. Kui õli põleb lambid, siis keegi vajab seda ...