Альтернативные источники энергии

Гидроисточники

В связи с ограниченными запасами природных энергоресурсов и проблемой сохранения окружающей среды все больший интерес представляют источники энергии, образующейся не за счет процесса горения. К таким источникам энергии относятся вода, Солнце, ветер, геотермальные источники, ядерное топливо.

В гидроисточниках потенциальная энергия воды превращается в электроэнергию на гидроэлектростанциях, где с помощью плотины поднимается уровень речной воды, или на приливных электростанциях, использующих энергию приливов и отливов.

Принцип работы гидроэлектростанций основан на превращении потенциальной энергии воды в кинетическую энергию вращения турбины, связанной с генератором. Генератор на основе явления электромагнитной индукции превращает кинетическую энергию вращения турбины в электроэнергию. Для работы таких установок необходим большой перепад уровней воды. Одна из первых гидроэлектростанций, использующих естественный перепад уровней реки, была построена на Ниагаре. На современных гидроэлектростанциях возводятся громадные плотины, повышающие уровень воды и создающие водохранилища.

Гидроэлектростанции, строительство которых широко развернулось как в нашей стране, так и за рубежом после Второй мировой войны, внесли существенный вклад в увеличение энергоресурсов. В России построено более 100 гидроэлектростанций, одними из мощнейших являются наши Красноярская ГЭС (6000 МВт) и Саяно-Шушенская ГЭС (6400 МВт). Однако с течением времени выяснилось, что мощные гидроэлектростанции, построенные на равнинных реках, приводят к нарушению экологического баланса (затопление больших площадей, вывод из сельскохозяйственного оборота плодородных земель, изменение климата и т.д.). События на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 г. показали, что нарушение технологических регламентов, непонимание требований к режиму эксплуатации ведут к тяжелым катастрофам. Восстановление гидроэлектростанции или экологического равновесия требует громадных финансовых затрат. Очевидно, гидроэнергетика перспективна только в случае использования естественного перепада уровня воды (например, на горных реках). В то же время основные потребители электроэнергии сосредоточены в основном не в горных районах, а передача электроэнергии на большие расстояния сопряжена с большими потерями.

Приливные электростанции преобразуют энергию морских приливов и отливов в электроэнергию. Приливные электростанции построены во Франции, России и Китае. Выработка электроэнергии на них не требует топлива и ее себестоимость относительно невысока, такие электростанции наносят минимальный ущерб окружающей среде. Однако стоимость сооружения приливных электростанций больше стоимости строительства гидроэлектростанции той же мощности, поэтому в настоящее время доля вырабатываемой приливными электростанциями электроэнергии невелика.

Необычная гидроэлектростанция – ледниковая ГЭС – работает в Гренландии. Турбина ледниковой ГЭС приводится в движение водой, поступающей из водохранилища, расположенного у подножия большого ледника. Летом ледник подтаивает, талая вода стекает в водохранилище. Зимой ледник нарастает за счет снега, а запасов воды, накопившихся летом, хватает на всю зиму.