Альтернативные источники электроэнергии

Вопрос об альтернативных источниках электроэнергии уже много лет занимает умы ведущих специалистов в области разработки и создания дешёвых энергетических систем будущего. По прогнозам учёных в ближайшие 60 -70 лет запасы угля, природного газа и нефти могут быть исчерпаны практически полностью. Угроза энергетического кризиса совсем не за горами, и поэтому уже сегодня во многих странах мира форсируются разработки современных энергосберегающих технологий, а также ведётся непрерывный поиск альтернативных (недорогих) источников электроэнергии.

К альтернативным (бесплатным) источникам электроэнергии принято относить такие системы преобразования природной энергии в электрическое напряжение, как солнечные энергосистемы, ветряные электрогенераторы, а также термоэлектрические источники электроэнергии.

Солнечные электростанции используют для своей работы солнечное излучение, трансформируя его в электрическую энергию. Солнечные энергосистемы могут быть построены как по схеме с термодинамическим преобразованием энергии солнца, так и по схеме прямого преобразования последней в электрическую энергию (с помощью фотоэлементов). В первом случае солнечная радиация сначала превращается в тепловую энергию и только затем (с помощью теплогенератора) преобразуется в электрическую. Во втором варианте превращение солнечной энергии в электрическую осуществляется за счёт электронных свойств фотоэлементов (за счёт использования "фотоэффекта"), т.е. используются солнечные модули.

К категории солнечных энергонакопителей можно отнести и так называемые коллекторы, или аккумуляторы тепла, которые подобно фотоэлементам устанавливаются на крышах зданий и домов. Коллектор представляют собой конструкцию из соединительных труб и баков, окрашенную в чёрный цвет. Конструкции с подобным покрытием за счёт интенсивного поглощения ими солнечного излучения способны нагревать содержащуюся в них воду до 70 градусов по Цельсию. Причём в солнечную погоду такое нагревание возможно даже при нулевой температуре окружающего воздуха. При этом количество нагреваемой воды, ее рабочая температура, а также период накопления тепла зависят только от размеров используемого резервуара.

Ветряные электрогенераторы широко применяются в тех районах, где в течение года преобладает устойчивая ветреная погода. В настоящее время на рынке специального электрооборудования можно встретить различные модели ветряных электрогенераторов, различающихся как по мощности, так и по конструктивному исполнению.

Термоэлектрические источники электроэнергии были придуманы человеком очень давно. Ещё во время второй мировой войны советские инженеры разработали первую модель термогенератора, предназначенного для партизанских отрядов и работающего от огня костра. В сороковые годы прошлого века выпускались также термогенераторы, работающие на тепле керосиновой лампы и вырабатывающие электроэнергию, которая использовалась для работы радиопередатчиков и приёмников.

В настоящее время термогенераторы широко применяются на атомных электростанциях. При этом в ходе нагрева рабочего вещества (воды) и возникновения большой разницы температур и давлений происходит процесс генерации электричества.

Термогенераторы, выпускаемые в наше время для бытовых и промышленных нужд, представляют собой энергопреобразующие системы, разработанные на базе газовых котлов или печей медленного горения и рассчитанные на мощность не более 200 Вт. Такие установки довольно удобны для использования в современных загородных коттеджах, имеющих газовое отопление и в частных домах с печным отоплением.

Следует отметить то, что все перечисленные источники энергии не являются идеальными сами по себе, и каждый из них имеет свои определённые недостатки. Но любой из этих источников очень удачно дополняет другие и компенсирует, таким образом, имеющиеся недостатки остальных систем.

К примеру, наблюдая за погодой можно заметить интересную закономерность: при ясной, безоблачной погоде практически не бывает сильного ветра. И, наоборот, сильный, порывистый ветер обычно наблюдается в облачные и пасмурные дни. Из этого следует, что самое разумное на сегодня решение - это комбинированное использование солнечных батарей и "ветряков". При подобной организации альтернативной системы энергоснабжения заметно повышается её надежность, поскольку вероятность одновременного выхода из строя обеих составляющих системы крайне мала.