Петров Юрий
Ученик 11 класса
МОУ СШ №31
г. Волжский
Энергетика будущего,
альтернативные источники энергии
На сегодняшний день люди больше всего используют невозобновляемые источники энергии. Следуя из названия можно понять, что их количество в природе с каждым днём уменьшается ,так как их добыча не прекращается ни на секунду . К примеру, по статистике Россия добывает 10.58млн бар в сутки ,США же 9.352 млн бар в сутки. Это наталкивает на мысль о том, что в скором времени людям придётся отказаться от этих источников энергии. По мнению экспертов, человечеству запасов хватит еще на 50 лет ,это не учитывая того, что разведанные запасы еще ничего не гарантируют .Непрекращающаяся добыча данных ресурсов также провоцирует увеличение цен на них. Это можно отследить по графику роста цен на нефть с 2000 по 2021:например, в 2010 бар нефти стоил 32$,но уже в 2021 - около 65$ . Но наряду с этими составляющими использование подобных источников энергии пагубно влияет на окружающую среду. При сжигание нефтепродуктов или же угля в атмосферу выделяется большое количество углекислого газа, оксида азота и различных сернистых соединений ,которые своей большой концентрацией в атмосфере вызывают так называемый парниковый эффект . Также мы не затрагиваем катастрофы ,связанные с разливом нефтепродуктов в окружающую среду и ,как следствие, причиняющие большой урон как животным, так и растениям. Именно из-за этих причин ,описанных выше, человечество пытается заменить традиционные источники энергии на возобновляемые ,которые не только можно будет использовать бесконечно, но и не причинять минимальный вред природе. Сейчас многие страны перешли на такой тип ресурсов, и по их опыту можно анализировать и делать выводы о слабых и сильных сторонах каждого из ниже описанных вариантов альтернативных источников энергии.
Гелиоэнергетика
Данный способ основывается на получении с помощью солнечного излучения и преобразования в любого вида энергии. Люди используют в основном привычные нам солнечные панели для сбора солнечных лучей. Принцип их работы довольно прост: солнечный свет, попадая на элементы солнечных панелей, преобразуется в постоянный электрический ток. Также ,если соединить фотоэлементы последовательно ,можно получить постоянный ток. Если же соединение параллельно, то увеличится сила тока. Тем самым, можно подстраивать и использовать аппаратуру под свои нужды. Именно из-за экономичности и почти отсутствующего вреда для окружающей среды такие страны, как США, Китай и Италия используют данный вид энергии. Этот ресурс имеет перспективность в том, что получать его можно почти повсеместно и безопасно. К тому же ,если традиционные виды энергоносителей постоянно дорожают в силу своей исчерпаемости, то этот не имеет темпа роста, так как бесконечен. Однако здесь также присутствуют и негативные стороны. Во-первых, очень сильная зависимость от географических и погодных условий. Если световых часов будет мало, то и получаемая электроэнергия будет мала. Во-вторых, необходимость большой площади для использования электростанций. И в-третьих, сложность производства и утилизации фотоэлементов ставит под вопрос массовость этого способа добычи электроэнергии. Так содержит ядовитые вещества такие как: мышьяк, кадмий и свинец. Вследствие этих причин доля добываемой электроэнергии с помощью солнечных лучей составляет всего 2.1% от всех.
Ветроэнергетика
Весьма популярна и действена такая отрасль электроэнергетики ,как солнечная. Специализируется на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в любую форму энергии для использования в хозяйстве. В свою очередь также является возобновляемым источником электроэнергии. Преимуществом считается и то, что данный источник электроэнергии 3 раза дешевле, чем производить электричество сжиганием угля, что и повышает его популярность на данный момент. Ещё недавно у ветроэнергетики было 2 ключевые проблемы - шум и сильная зависимость от скорости ветра. Но их удалось решить : благодаря новым лопастям и методу их производству шум стал более приемлимым, а со второй проблемой смогли справиться с помощью роторных установок , которые позволяют запускать ветрогенераторы с 1м.с. Стоит добавить, что в нашей стране есть 6 ВЭС ,которые полностью функционируют и имеют мощность в 4000кВт. Из положительных сторон этого способа можем отметить низкую себестоимость ,минимальный вред окружающей среде и малую занимаемость площади земли. Однако у этого вида добычи электроэнергии очень много минусов : зависимость от погоды, издаваемый шум, высокая цена ,нерентабельность для пользования в быту .Эти причины по-настоящему тормозят глобализацию добычи энергии таким путем, но ,несмотря на это, доля использования составляет 4.8% от общей массы добычи электроэнергии. Стоит помнить, что утилизировать те же самые лопасти трудно и иногда даже невозможно. На что люди их просто зароняют как мусор.
Гидроэнергетика
Это область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования энергии водного потока в электрическую энергию. Этот вид альтернативной энергетики очень распространен в нашей стране. К примеру, по статистике мы потребляем только гидроэнергетикой 167ТВч ч .Также в России существуют и работают около 360 ГЭС разных мощностей ,которые дают 16% от общей энергетики всей страны. Однако какие бы не были показатели эффективности гидроэнергетики, в ней все равно есть свои недостатки. Первым и самым значимым является сокращение трофических цепей. Наравне с этим идет снижение численности рыб, эминация беспозвоночных водных животных, исчезновение мест гнездование перелетных птиц и сокращение потока биогенных веществ в океан. Тем самым гидроэлектростанции несут огромное негативное влияние на экологию, что делает их далеко не безопасным видом добычи электроэнергии . В большинстве случаев при работе ГЭС происходит затопление пахотных земель, что в свою очередь также оказывает влияние на сельское хозяйство. Стоит упомянуть и о плюсах : незагрязнение атмосферы, очень дешевая электроэнергия ,смягчение климата вблизи водохранилищ и быстрый выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции. Доля добычи электроэнергии данным видом в мире составляет 16.2%.
Термоядерный Синтез
Это синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии, который, в отличие от взрывного термоядерного синтеза (используемого в термоядерных взрывных устройствах), носит управляемый характер. Управляемый термоядерный синтез отличается от традиционной ядерной энергетики тем, что в последней используется реакция распада, в ходе которой из тяжёлых ядер получаются более лёгкие ядра. В привычном нам понимании используется на атомных электростанциях ,которые применяют радиоактивные вещества для воспроизведения энергии ,что, как мы знаем, таит в себе скрытую угрозу-радиацию. Достаточно вспомнить ужасную аварию на Чернобыльской АЭС, образовавшую такую зону отчуждения. Эта авария повлекла за собой огромную экологическую катастрофу .Также многие ученые спорят об эффективности этих станций и их энергии в сравнении с затратами. Здесь также присутствует более положительное влияние ,точнее отсутствие влияния на окружающею среду ,нежели чем ГЭС и ВЭС, при соблюдении всех правил и техник безопасности . В сравнении с другими источниками энергии составляет около 10% от всей энергетики мира.
В итоге я бы хотел выделить солнечную энергетику, так как она является самой безопасной и самой перспективной из всех представленных. Ученый и бизнесмен Илон Маск прокомментировал вопрос об альтернативных источниках энергии: «Солнце и ветер — самые эффективные, безопасные и экономически выгодные источники энергии. Однако, делая выбор в пользу первого или второго, нужно учитывать многие факторы. Например, ветроэнергетика — шумное удовольствие, способное не только нарушать человеческий покой, но и вредить окружающей среде. Шумовое загрязнение — серьезная проблема. Компания Tesla, выбирая источник энергии для своего производства, фокусировалась на всех параметрах, изучая плюсы и минусы. Как известно, мы сделали выбор в пользу Солнца». Следовательно, для большей эффективности и меньшего вреда для человека и природы стоит объединить ветровую и солнечную энергию поэтому в свою очередь хочу предложить установку , которая позволит совместить все преимущества данных видов альтернативных источников энергии. Этот проект имеет ряд преимуществ: низкая стоимость производства энергии (2.94 руб/кВт) , меньшая занимаемая площадь в сравнение с солнечной станцией, круглосуточная выработка электроэнергии в независимости от солнечных лучей, а также возможность опреснения воды с помощью этого объекта. Данную идею описал Дэн Заславский в своей работе “Energy Towers” ,но проект данной конструкции не был реализован. Исследования профессора можно взять за основу предложенной мной установки и воплотить на практике в России.
Ссылки:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Альтернативная_энергетика
https://ru.wikipedia.org/wiki/Управляемый_термоядерный_
https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидроэнергетика
https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_энерг
https://ru.wikipedia.org/wiki/Электроэнергети
https://oilprice.com/oil-price-charts/
https://worldpopulationreview.com/country-rankings/oil-producing-countries
https://www.conserve-energy-future.com/different-energy-sources.php
https://www.bbc.com/news/business-53067009
ttps://www.scribd.com/full/30734361?access_key=key-yj7100lj9fj8cs54nz3