Нетрадиційні способи виробництва електроенергії

Серед нетрадиційних джерел виробництва електроенергії є енергія сонячного світла, вітру, морських течій, хвиль, припливів і відпливів, геотермальна енергія земних надр та інші.

Енергія сонячного світла є перспективним джерелом енергії. Від Сонця на Землю йде світловий потік, енергія якого становить 1,57·10¹⁸ кВт·год на рік, що еквівалентно 1,3·10¹⁴ т умовного палива. Цей потік енергії можна перетворити або на теплову або на електричну енергію. Першу в Україні електростанцію (СЕС) побудовано в 1985 р. в Криму. Її потужність 5 МВт. Для одержання водяної пари на цій сонячній електростанції воду нагрівають енергією Сонця. На висоті 78 м встановлено котел, на який подають сонячну енергію дзеркальні геліостати.

Площа всіх дзеркал дорівнює 40000 м². Кожне дзеркало автоматично обертається навколо вертикальної та горизонтальної осей. Пара, утворена в котлі після нагрівання води, має температуру і тиск, достатні для руху турбіни, а з нею і ротора електрогенератора, який завершує цикл перетворення сонячної енергії на електричну.

З 1989 р. в США на півдні Каліфорнії успішно працює промислова СЕС потужністю 200 МВт. Така СЕС може забезпечити потреби в електроенергії 250-тисячного міста, хоча з економічного погляду вона не може конкурувати з ТЕС чи АЕС.

Використання сонячної енергії в майбутньому, можливо, буде пов'язане з програмами освоєння космосу. Потужність потоків сонячної енергії поза межами атмосфери майже на 50 % більша, ніж на поверхні Землі. Існує ідея розмістити на орбіті великі геосинхронні до обертання Землі панелі сонячних батарей і транспортувати енергію пучком надвисокочастотного випромінювання до приймачів на Землю, де вона буде конвертована в електроенергію.

Енергія вітру використовується людиною вже багато віків (парусний флот, вітряки тощо). У вітроенергетиці сьогодні використовуються вітродвигуни для сільськогосподарських робіт, підйому та перекачки води тощо. В першому десятиріччі XXI ст. ВЕС будуть спроможні покривати до 10—15 % регіональних потреб деяких розвинених держав у електроенергії. Так, наприклад, у США (Каліфорнія) в одній із енергосистем уже працює понад десяток великих ВЕС, загальна потужність яких становить близько 1000 МВт. Але навіть така сучасна ВЕС за потенційним ресурсом енергії еквівалентна лише 10 % одного блока сучасної АЕС. Слід зазначити, що такі ВЕС можуть ефективно працювати лише за певних кліматичних та погодних умов, тобто в регіонах, які характеризуються стабільними вітровими потоками.

Безумовно, широке застосування ВЕС значною мірою спроможне вирішити сучасні економічні проблеми постачання електроенергії окремим господарським регіонам, переважно у сільській і віддаленій від електромереж місцевості, але навіть за межами першого десятиріччя XXI ст. частка ВЕС у загальному світовому балансі електропостачання не перевищуватиме кількох відсотків.

В Україні будуються та вже діють кілька великих ВЕС. П'ять станцій знаходяться в Криму, де особливо гостро стоїть проблема енергопостачання. Найбільшою є Донузлавська ВЕС (53 вітрових агрегати). До експериментальних належать Акташська (14 вітрогенераторів), Чорноморська (4), Сакська (23) та Євпаторійська (1 вітроагрегат потужністю 420 кВт). У Миколаївській області вже виробляє енергію Ажигільська ВЕС (3), на Львівщині — Трускавецька (7), на Херсонщині — Асканійська (3) та Новоатовська (12). У 1999 році введена в дію найпотужніша в Україні Маріупольська ВЕС. Усі вітрові станції виробляють за рік близько 4 млн кВт·год електроенергії, що становить 0,0025 % від загального вироблення її в Україні. Для порівняння: найбільша у світі частка вироблення електроенергії вітровими станціями у Данії становить 4 %.

Геотермальна енергія — це запаси тепла, що містяться в надрах Землі. Особливу практичну цінність мають гарячі джерела води і пари (гейзери). На Камчатці з 1966 року функціонує електростанція, що використовує енергію гейзерів. Собівартість електроенергії на ній в 4 рази нижча від енергії, одержаної традиційним шляхом. Крім виробництва електроенергії, тепло гейзерів використовується для опалення побутових і промислових приміщень, теплиць у сільському господарстві тощо.

Необхідно збільшувати виробництво електроенергії з будь-яких нетрадиційних джерел: з відходів сільського господарства виготовляють біопаливо, що у великих масштабах практикують країни Латинської Америки й Африки. За підрахунками фахівців, Україна біопаливом може забезпечити більш ніж наполовину потреби свого автомобільного транспорту. Варто переробляти буре вугілля на рідке паливо, використовувати термальні води, що рентабельно для Карпат і Криму, де на глибинах 1000 і 2000 м температура термальних вод досягає 70 °С і 100 °С. Доцільно більше використовувати енергію малих річок, силу вітру, енергію Сонця, морських хвиль, сірководню вод Чорного моря, метану шахт Донбасу. Вітрові електростанції України могли б дати кількість електроенергії, що дорівнює 22 Дніпрогесам, хвильові електростанції Чорного і Азовського морів, за підрахунками вчених, могли б виробити до 17 млрд кВт·год на рік електроенергії.

Енергія океану використовується сьогодні як енергія морських припливів, енергія морських хвиль і течій. Морські припливи мають величезну енергію, що залежить від висоти припливної хвилі, яка досягає 10—20 м. Світовий енергетичний потенціал морських припливів становить близько 500 млн т умовного палива на рік. Хвиля висотою 3 м несе приблизно 90 кВт енергії на 1 м узбережжя. В 1978 році в Японії почала давати струм плавуча електростанція, яка працює на енергії морських хвиль. Станція змонтована на судні довжиною 80 м і шириною 12 м. З енергетичної точки зору океанські течії (Гольфстрім, Куросіо та ін.) безкорисно розсіюють близько 3 млн МВт потужності. Зроблені перші кроки на шляху практичного використання цього джерела енергії.

Дата добавления: 2015-11-16