Поняття та класифікація нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії.

В енергетиці користуються такими поняттями.

Велика енергетика – напрямок енергетики, пов'язаний з отриманням мереж тепла і електрики. Характерною рисою установок у великій енергетиці є великі розміри генераторних блоків і залежність від користувача.

Мала енергетика – напрямок енергетики, пов'язаний з отриманням незалежних від централізованих мереж тепла і електрики. Характерною рисою установок в малій енергетиці є компактні розміри генераторних блоків і, як правило, мобільність конструкцій.

Загальноприйнятого терміна «мала енергетика» в даний час немає. В електроенергетиці найбільш часто до малих електростанціям прийнято відносити електростанції потужністю до 50 МВт з агрегатами одиничною потужністю до 25 МВт. Зазвичай такі електростанції поділяють на три підкласи:

– мікроелектростанціі потужністю до 100 кВт;

– мініелектростанції потужністю від 100 кВт до 1 МВт;

– малі електростанції потужністю більше 1 МВт.

Автономні джерела енергії – джерело електричної енергії, необхідної для роботи схем і пристроїв, не пов'язаних з лініями електропередачі.

Традиційні непоновлювані джерела енергії – це природні запаси речовин і матеріалів, які можуть бути використані людиною для виробництва енергії. Прикладом можуть служити ядерне паливо, вугілля, нафта, газ. Енергія непоновлюваних джерел на відміну від поновлюваних знаходиться в природі в зв'язаному стані і вивільняється в результаті цілеспрямованих дій людини;

Нетрадиційні поновлювані джерела енергії (НПДЕ) – це джерела на основі постійних існуючих або періодично виникаючих в навколишньому середовищі потоків енергії. Поновлювана енергія не є наслідком цілеспрямованої діяльності людини, і це є її відмітною ознакою.

Усі енергетичні ресурси на Землі, що є продуктами безперервної діяльності Сонця, можуть бути поділені на дві основні групи: на акумульовані природою й у більшості випадків непоновлювані та на неакумульовані, але постійно поновлювані (табл.1). До першої групи належать запаси паливних копалин: нафта, кам'яне та буре вугілля, спанні, торф і підземні гази, а також термоядерна і ядерна енергія. До другої групи належать сонячне випромінювання, вітер, потоки рік, морські хвилі та припливи, внутрішнє тепло Землі.

Таблиця 1.1. Потенціальні запаси джерел енергії на Землі

Згідно з класифікацією Міжнародного енергетичного агентства до поновлюваних джерел енергії належать такі категорії:

– поновлювальні джерела енергії (ПДЕ), які спалюються, і відходи біомаси:

– тверда біомаса і тваринні продукти: біологічна маса, у тому числі будь-які матеріали рослинного походження, що використовуються безпосередньо як паливо або перетворюються на інші форми перед спалюванням (деревина, рослинні відходи і відходи тваринного походження; деревне вугілля, яке одержують з твердої біомаси);

–газ/рідина з біомаси (біогаз, отриманий у процесі анаеробної ферментації біомаси і твердих відходів, який спалюється для виробництва електрики і тепла);

– муніципальні відходи: матеріали, що спалюються для продукування теплової та електричної енергії (відходи житлового, комерційного і громадського секторів). Утилізуються муніципальною владою з метою централізованого знищення;

– промислові відходи: тверді й рідкі матеріали (наприклад, автомобільні покришки), що спалюються безпосередньо, зазвичай на спеціалізованих підприємствах, для виробництва теплової й електричної енергії;

– гідроенергія: потенційна, або кінетична, енергія води, перетворена на електричну енергію за допомогою гідроелектростанцій, як великих, так і малих;

– геотермальна енергія: теплова енергія, що надходить із земних надр, зазвичай у вигляді гарячої води або пари. Використовується для виробництва або безпосередньо як джерело тепла для систем теплопостачання, потреб сільського господарства тощо;

– сонячна енергія: випромінювання Сонця, що використовується для одержання гарячої води й електричної енергії;

– енергія вітру: кінетична енергія вітру, що застосовується для виробництва електроенергії у вітрових турбінах;

– енергія припливів, морських хвиль і океану: механічна енергія припливних потоків , або хвиль, що використовується для виробництва електричної енергії;

Таблиця 1.2. Показники перспективного використання нетрадиційних джерел електричної енергії млн т у.п./рік

Класифікацію поновлюваних джерел енергії наведено на рис. 1.1 результатами прямої сонячної діяльності є тепловий ефект і фотоефект, внаслідок чого Земля отримує теплову енергію та світло. Результатом побічної діяльності Сонця є відповідні ефекти в атмосфері, гідросфері та геосфері, що викликають появлення вітру, хвиль, зумовлюють течію річок, створюють умови для збереження внутрішнього тепла Землі.

Рисунок 1.1. Класифікація поновлюваних джерел енергії

Сонячна діяльність характеризується приблизними показниками, наведеними на рис.1.2 які загалом утворюють схему теплового балансу Землі

Рисунок 1.2. Розподіл променевої енергії Сонця

Автономна енергоустановка з НДЕЕ повинна мати або акумулятори, або установку-дублера, що працює на традиційному паливі. Якщо установка з НДЕЕ приєднана до мережі, то мережа повинна взяти на себе компенсацію нерівномірності постачання енергії, для чого вона повинна мати достатню ємність і маневреність.