Нетрадиційні джерела енергії та їх вплив на навколишнє середовище

 

 

 

 

Енергія вітру.

 

      У пошуках альтернативних  джерел енергії в багатьох  країнах чимала

вплив приділяють вітроенергетиці. Вітер служив людству протягом

тисячоліть, забезпечуючи енергію  для вітрильних суден, для розмелу  зерна і

перекачування води. В даний час  головне місце займає вироблення

електроенергії. Уже сьогодні в  Данії вітроенергетика покриває близько 2%

потреб країни в електроенергії. У США на декількох станціях

працює близько 17 000 вітроагрегатів загальною потужністю до 1500 МВт.

Вітроенергетичні пристрої випускаються не тільки в США і Данії, а й

Великобританії, Канаді, Японії і деяких інших країнах.

      Для того щоб  будівництво вітроелектростанції  виявилося

економічно виправданим, необхідно, щоб середньорічна швидкість  вітру в

даному районі складала не менш 6 метрів в секунду. У нашій країні

вітряки можна будувати на узбережжях чорного, Балтійського і Каспійського

морів, в Нижньому Поволжі або  на півдні Західного Сибіру, ​​в Центральному

Чорноземному районі. Але найбільшою вітропотенціал мають узбережжя

Північного Льодовитого і Тихого океанів, у тому числі Ямал, Таймир, Камчатка,

Чукотка і прилеглі острови. У нинішню  епоху високих цін на паливо

можна думати, що вітродвигуни виявляться конкурентноздатними по

вартості і зможуть брати  участь у задоволенні енергетичних потреб країни.

 

      Конструкція вітродвигунів.

      Ветродвігатель виробляє  енергію, коли вітер тисне на його лопаті.

Чим довше лопать, тим більше вітрової енергії вона може перехопити.

Точно також, чим більша швидкість  вітру, тим більше його тиск на лопаті

і тим більше кількість перехоплюваних енергії.

      Вихід енергії  не перебуває в лінійній залежності від довжини лопаті і

від швидкості вітру: він росте пропорційно квадрату довжини лопаті і кубу

швидкості вітру.

      Звернемо увагу на те, що при швидкості вітру 33 кілометри в годину

подовження лопаті в 4 рази (з 15 до 60 м) збільшує вироблення енергії в 16

разів. Зауважимо також, що при довжині  лопаті 30 м вітер зі швидкістю 50

кілометрів на годину забезпечує вироблення електроенергії, в 26 разів більшу,

ніж вітер зі швидкістю 17 кілометрів на годину. Саме тому інженери

схиляються на користь великих  вітродвигунів і прагнуть перехопити вітер

на великій висоті.

      Більшість великих вітродвигунів, що споруджуються зараз або вже

діючих, розраховано на роботу при швидкостях вітру 17 - 58 кілометрів на

годину. Вітер зі швидкістю менше 17 кілометрів на годину дає мало корисної

енергії, а при швидкостях більш 58 кілометрів на годину можливе пошкодження

двигуна.

 

 

 

      Вітродвигуни не  слід розраховувати на перехоплення  штормових вітрів.

Навіть якщо такий вітер забезпечує одержання набагато більше енергії, ніж

слабкі вітри, він робить настільки  сильний тиск на лопаті, що вся

машина може бути зруйнована. Крім того, тривалість часу, коли

дмуть штормові вітри, настільки мала, що внесок штормових вітрів у

сумарну вироблення енергії незначний, і це робить подібний ризик

безглуздим. Щоб усунути проблему штормових вітрів, лопаті

вітродвигунів згинають так, щоб вони були злегка повернені в одну

сторону для зменшення напору вітру; завдяки цьому повні удари сильних

поривів не ушкоджують пропелер. Ця стара  практика відома як

«Оперення». Щоб запобігти поломку  лопатей, застосовують також нові

матеріали, здатні протистояти великим  навантаженням.

      Інші проблеми  в конструкції вітродвигунів  обумовлені просто

природою системи, необхідної для перехватка енергії вітру. Двигуни

зазвичай встановлюють на високих  вежах, щоб лопаті були відкриті більш

сильним вітрам, що дмуть на великій  висоті. Ближче до поверхні будинку,

дерева, невеликі пагорби і т. п. Стримують і послаблюють вітер. Тому

потрібні високі щогли. Однак важке  устаткування - пропелер, коробка

передач і генератор - повинна розміщуватись на верхівці щогли, і це вимагає

міцної конструкції.

      Ще одну проблему  використання енергії від вітродвигуна  створює

природа самого вітру. Швидкість вітру варіює в широких межах - від

легкого подиху до могутніх поривів; у зв'язку з цим змінюється і  число

обертів генератора за секунду. Для усунення цього перемінний струм,

виробляється при обертанні  осі, випрямляють, тобто перетворюють в

постійний, що йде в одному напрямку. При великих розмірах вітродвигуна

цей постійний струм надходить  в електронний перетворювач, який

виробляє стабільний перемінний струм, придатний для подачі в енергетичну

систему. Невеликі вітродвигуни на кшталт тих, що використовують на

ізольованих фермах чи на морських островах, подає випрямлений струм у

великі акумуляторний батареї  замість перетворювача. Акумуляторні

батареї абсолютно необхідні для  запасання електроенергії на періоди,

коли вітер дуже слабкий для  вироблення будь-якої енергії.

      Більш важка проблема  регулювання всієї системи електростанцій. Також

як на приливних станцій, тут  бувають періоди, коли генератори

виробляють мало енергії чи зовсім її не виробляють. В такий час

необхідно десь збільшити вироблення струму звичайною електростанцією, щоб

покрити потребу в ньому.

 

 

 

      Проблеми навколишнього  середовища.

      Чи викликає вітрова  енергетика забруднення повітря?  Ні. Чи потребує

вона води для охолодження і  чи не викликає теплового забруднення? Ні.

Споживає вона паливо? Ні. Але вона виробляє шум, вимагає земельної

площі і матеріалів для конструкцій. Вона також надає візуальне

вплив, але опори ліній далекої електропередачі мають висоту, близьку до

висоті самого вітродвигуна з числа  нині розроблювальних, а градирні

бувають ще вище.

      Є ще один вид  впливу вітрової енергетики. Великі

вітродвигуни обертаються зі швидкістю  близько 30 обертів на секунду. Це

близько до частоти синхронізації  телебачення. Тому великі вітродвигуни

можуть заважати прийому передач  на відстані до 1,6 км. При використанні

лопатей зі скловолокна, які виявилися  дешевше металевих,

відстань перешкод зменшується  приблизно вдвічі. Але так працює лише з

великими вітродвигуни, і можна  очікувати, що це не буде проблемою для

менших двигунів.

      Лопаті вітродвигунів  можуть убити птахів, але важко  передбачити, в

яких масштабах це буде відбуватися.

      Безсумнівно, якийсь  збиток навколишньому середовищу  може наноситися також

видобутком руди, виготовленням  акумуляторних батарей і набагато більшою

кількістю проводів і ліній передачі, необхідних для збору електроенергії

від численних її джерел. Але в  цілому, якщо ми врахуємо всі витрати на

охорону середовища, вони виявляться дуже малими.

 

      Отже, огляд різних альтернативних джерел енергії показує,

що на порозі широкомасштабного промислового впровадження знаходяться

вітротурбіни і сонячні батареї. Якщо додати до цього енергозбереження,

є надія на вирішення встають енергетичних проблем; таким чином,

будівництво нових атомних і  теплових електростанцій зовсім не обов'язково.

Однак їх доведеться ще якийсь час  зберегти в якості резервних для

стабільного енергозабезпечення. Що ж стосується віддаленого майбутнього, то в

Насамперед слід розробляти системи  запасання енергії,

вироблюваної сонячними і вітровими  станціями.

      З точки зору навколишнього середовища та сталого розвитку ці

альтернативні джерела електрики  цілком надійні. На жаль, вони

ніяк не вирішують проблему скорочення запасів сирої нафти, яка по-

раніше необхідна для транспорту.

      Пасивні сонячні  нагрівальні системи дуже рентабельні,  і має

сенс включати їх у проекти всіх нових будинків. Однак, поки що

існуючі і використовувані будинки  не зміняться, споживання традиційних

енергоресурсів не знизиться; в  кращому випадку сповільниться  його ріст.

Дійсно скоротити їхнє використання могло б повсюдне поліпшення

теплоізоляції будівель і установка  в низ «заднім числом» сонячних систем

опалення та водонагріву. У такому випадку з'явиться можливість перекинути

частину мазуту, споживаного в побутових  цілях, на потреби транспорту. Однак в

найсприятливішому випадку проблеми майбутнього дефіциту сирої нафти,

необхідної для виробництва, автомобільного пального.

      Тому потрібно зосередити основну увагу на транспортному секторі.

 

 

      Що Ви можете  зробити?

      Добре поінформовані  і активні громадяни можуть  багато чого зробити для

підтримки і розвитку більш збалансованої й екологічно стійкої

політики. Крім того, необхідно писати у відповідні органи, вимагаючи,

щоб вони підтримали наступні заходи:

      - Фінансування в першу чергу не ядерної енергетики, а

        досліджень і технічних розробок в галузі використання

        сонячної енергії  для одержання водню, дешевого  виробництва

        сонячних батарей  і легких, недорогих акумуляторів  з високою

        ємністю;

      - Перерозподіл асигнувань  що йдуть на прокладку автострад

        (Тільки стимулюють  споживання палива), на будівництво

        рейкових електротранспортних  систем;

      - Поновлення економічного  стимулювання енергозбереження  та

        використання  сонячних нагрівальних систем; вкладаючи  гроші в

        ці перспективні  напрямки, ми в кінцевому рахунку доможемося більшої

        економічної  та політичної безпеки, ніж  витрачаючи кошти на

        охорону танкерів  з нафтою.

 

   Зауважте, що жодне з цих  заходів не вимагає додаткових

витрат; мова йде тільки про зміну  пріоритетів, яка могла б привести

нас до стійкого суспільства.

Вивчайте і застосовуйте на практиці будь-які засоби, що дозволяють заощаджувати в

Вашому власному будинку (зрозуміло, не призводять до дискомфорту), поліпшуючи

його теплоізоляцію і впроваджуючи, де це тільки можливо, сонячні системи

опалення та гарячого водопостачання.

       Нарешті, щоб  захистити себе в майбутньому  нафтових криз,

постарайтеся оселитися в такому місці, де користуватися автомобілем

необов'язково.

 

      Я вибрала цю  тему, так як вона здається, на  мій погляд, дуже

цікавою. Я вважаю, що за альтернативними  джерелами енергії варто

майбутнє. А вже зараз ми повинні думати, яку планету ми залишимо своїм

нащадкам. Я не думаю, щоб людям  на Землі було все одно в якому  середовищі

будуть зростати їх діти та онуки. Так об'єднаємо ж зусилля для боротьби за чисту

планету, за чисте повітря, за чисту  воду!

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури:

1.П. Ревелли, Ч. Ревелли «Енергетичні  проблеми людства»,

видавництво «Світ», 1995

2. П. Ревелли, Ч. Ревелли «Забруднення  води і повітря», видавництво  «Світ»,

1995

3. Б. Небел «Наука про навколишнє  середовище», видавництво «Світ», 1993

4. «Кримська сонячна електростанція»,  Зовнішторгвидав

5.Журнал «Наука і життя», видавництво  «Правда», 1989р.