Какие альтернативные источники энергии вы знаете: Альтернативные источники энергии: что это, виды, есть ли в России

Альтернативные источники энергии: что это, виды, есть ли в России

«Зеленую» энергию выбирают страны, города, компании и граждане. Рассказываем, как возобновляемые источники переходят из категории альтернативных в основные, как они развиваются в России и мире и какое будущее их ждет

• Что это
• Виды
• Планы
• Примеры
• Инвестиции

Что такое альтернативные источники энергии

Альтернативные источники энергии — это возобновляемые энергетические ресурсы, которые получают благодаря использованию гидроэнергии, энергии ветра, солнечной энергии, геотермальной энергии, биомассы и энергии приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.

Доля источников энергии в мировом потреблении

(Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 32)

Виды альтернативных источников энергии

1. Солнечная энергия

Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха.

Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.

2. Энергия ветра

Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.

Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.

3. Энергия воды

Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.

4. Геотермальная энергия

Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.

5. Биоэнергетика

Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.

6. Энергия приливов и отливов

Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.

Как разные страны мира выполняют планы по энергопереходу

Страны по всему миру поставили себе амбициозные задачи по переходу на возобновляемую энергию. Цели стали частью и Парижского соглашения — к 2030 году решения с нулевым выбросом углерода могут быть конкурентоспособными в секторах, на которые приходится более 70% глобальных выбросов. Сделать это планируется за счет энергетического перехода — процесса замены угольной экономики возобновляемой энергетикой. В 2020 году, несмотря на пандемию и экономическую рецессию, многие города, страны и компании продолжали объявлять или осуществлять планы по декарбонизации.

Ожидается, что в 2021 году Индия внесет самый большой вклад в развитие возобновляемой энергетики. Здесь планируют запустить ряд ветряных и солнечных проектов.

В Евросоюзе также прогнозируется скачок в приросте мощностей в 2021 году. Здесь даже в условиях пандемии не забывают о Green Deal — крупнейшей в истории ЕС коррекции экономического курса. Цель проекта — сформировать в ЕС углеродно-нейтральное пространство к 2030 году. Для этого планируется сократить на 40% объем выбросов парниковых газов от уровня 1990 года и увеличить долю энергии из возобновляемых источников до 32% в общей структуре энергопотребления. Как посчитала Еврокомиссия, достичь этих задач можно будет с помощью ежегодных инвестиций в размере €260 млрд. Доля ВИЭ в энергосистеме ЕС также постоянно растет. Так, около 40% электроэнергии в первом полугодии 2020 года в ЕС было произведено из возобновляемых источников.

Пока же в лидерах инвестиций в развитие возобновляемой энергетики — Китай, США, Япония и Великобритания. С тех пор, как BloombergNEF начал отслеживать эти данные, глобальные инвестиции в ветровую и солнечную энергетику, биотопливо, биомассу и отходы, малую гидроэлектроэнергетику увеличились почти на порядок. В годовом выражении вложения в чистую энергию выросли с $33 млрд до более чем $300 млрд за 20 лет.

Китай за десять лет стал главным производителем оборудования для возобновляемой энергетики. В первую очередь, речь идет о солнечных панелях. Семь из десяти крупнейших мировых производителей солнечных батарей — это китайские компании. В целом развитие технологий удешевило стоимость строительства новых объектов ВИЭ. Это приближает планы Китая стать углеродно нейтральным к 2060 году.

Зеленая экономика

Ставка на солнце и уголь: два лица энергетики Китая

Серьезных шагов в сторону энергоперехода ожидают и от президента США Джо Байдена. Он не только вернул страну в Парижское соглашение, но и заявил о том, что намерен добиться чистых выбросов парниковых газов и перехода на 100% экологичной энергии к 2050 году.

Также к 2050 году планируют использовать только ВИЭ Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Великобритания. Прошедший 2020 год уже стал самым экологичным для энергосистемы Великобритании со времен промышленной революции. Страна целых 67 дней смогла обходиться без угля. От традиционных источников энергии Британия планирует отказаться уже к 2025 году.

Активно развиваются ВИЭ в Испании — по прогнозам, сектор только солнечной энергетики в стране будет расти примерно вдвое быстрее, чем в Германии.

В 2020 году Шотландия получила 97% электроэнергии из возобновляемых источников. С помощью произведенной «зеленой» энергии получилось обеспечить электронужды более чем 7 млн домохозяйств. Шотландия планирует стать углеродной нейтральной уже к 2030 году.

Этот же год выбран временем полного отказа от традиционной энергетики для Австрии, а Саудовская Аравия запланировала к 2030 году получать 50% электроэнергии от ВИЭ.

Национальные цели по доле ВИЭ среди источников энергии

(Фото: REN21)

Полная версия отчета Renewables 2020 в формате PDF (см. стр. 57)

Геотермальная энергия в Рейкьявике и солнечные батареи для Берлина

Отдельные города по всему миру также стремятся стать климатически нейтральными. По данным CDP, из более чем 570 городов мира, по которым ведется статистика, более 100 получают по крайней мере 70% электроэнергии из возобновляемых источников — энергии воды, геотермальной, солнечной и ветровой энергии.

В списке присутствуют такие города, как Окленд, Найроби, Осло, Сиэтл, Ванкувер, Рейкьявик, Порту, Базель, Богота и другие.

Например, Берлингтон (штат Вермонт, США) уже получает 100% электроэнергии от ветра, солнца, воды и биомассы. Вся электроэнергия Рейкьявика производится за счет гидроэлектростанций и геотермальных источников. К 2040 году весь общественный и личный транспорт столицы должен стать свободным от ископаемого топлива.

100% энергии из возобновляемых источников для швейцарского Базеля обеспечивает собственная энергоснабжающая компания. Большая часть электроэнергии поступает от гидроэнергетики и 10% — от ветра. В мае 2017 года Швейцария проголосовала за постепенный отказ от атомной энергетики в пользу ВИЭ.

Мировые столицы также не остаются в стороне. Например, Сенат Берлина утвердил план мероприятий по развитию солнечной энергетики в столице Германии «Masterplan Solarcity». В соответствии с общей стратегией развития города Берлин должен стать климатически нейтральным к 2050 году. В конце 2018 года в Берлине работали солнечных электростанций, которые покрывали 0,7% потребления электроэнергии, к 2050 году 25% энергопотребления города будут обеспечиваться за счет солнечной энергетики.

«Мы продвигаем расширение возобновляемых источников энергии в Берлине. Сейчас на рассмотрении Сената столицы находятся два законопроекта. Закон о солнечной энергии обязывает владельцев частных домов устанавливать солнечные системы на крышах. Законопроект Администрации по окружающей среде и климату сделает использование солнечной энергии в общественных зданиях обязательным уже в 2023 году. Это радикально сократит выбросы CO₂ в Берлине», — рассказала руководитель фракции «Зеленые» в берлинском Сенате Зильке Гебель.

Как бизнес формирует положительный имидж, инвестируя в ВИЭ

Компании по всему миру также создают стратегии и определяют «зеленые» цели, которых они хотят достичь в течение определенного периода времени. Появилось осознание: нужно действовать ответственно и подавать экологичный пример потребителям. Конечно, использование ВИЭ может не только помочь в формировании положительного имиджа для компаний, но и снизить затраты на электроэнергию.

Полная версия отчета Renewables 2019 в формате PDF (см. стр. 47)

Так, новые серверы Facebook, а также компания General Motors будут получать энергию от солнечной электростанции. Ее строят в штате Кентукки в рамках масштабной программы Green Invest.

IKEA запланировала производить больше электроэнергии на основе возобновляемых источников, чем она потребляет, к 2030 году. В 14 странах на магазинах размещены 920 тыс. солнечных панелей, а также более 530 ветряных турбин. Ingka, материнская компания IKEA, инвестировала около $2,8 млрд в различные проекты ВИЭ и стала владельцем 1,7 ГВт мощностей. Она также продолжит вкладывать средства в строительство ветропарков и солнечных электростанций.

Химический концерн BASF будет постепенно переходить на возобновляемые источники энергии, а также планирует инвестировать в ветропарки.

Компания Intel получает энергию от ветра, солнца, воды и биомассы. С 2012 года Intel инвестировал $185 млн в 2 000 проектов по энергосбережению, а 100% электроэнергии, потребляемой корпорацией в США и ЕС, поступает из ВИЭ.

Apple также ставит перед собой цель стать углеродно нейтральной. Она приобрела несколько солнечных ферм, обеспечивая устойчивую энергию для своих центров обработки данных. С 2018 года все розничные магазины, офисы и центры обработки данных Apple работают на 100% возобновляемой энергии.

Microsoft ежегодно использует более 1,3 млрд. кВт·ч «зеленой» энергии при разработке ПО, работы центров обработки данных и производства. Компания обязалась сократить выбросы углекислого газа на 75% к 2030 году.

Альтернативные источники энергии

В условиях постоянного ухудшения экологической обстановки на планете человечество вынуждено искать альтернативные источники энергии. Все больше стран делают выбор в их пользу. Конечно, перестраивать энергетическую инфраструктуру — затратное дело, но стоит рассматривать этот процесс как вклад в будущее всей планеты.

Энергию можно разделить на два больших класса: невозобновляемая и возобновляемая. К первой категории относится использование таких энергоносителей, как нефть и каменный уголь. Рано или поздно из запасы на планете будут исчерпаны. К тому же, их применение связано с выбросами в атмосферу углекислого газа и глобальным потеплением. Возобновляемые, или альтернативные источники энергии — неисчерпаемые ресурсы, например, ветер или солнечный свет. Их применение имеет меньше «побочных эффектов», а риск истощения запасов отсутствует полностью. В наши дни большая часть энергии вырабатывается за счет сжигания нефти и газа, а также благодаря работе атомных электростанций. Все эти источники потенциально опасны для окружающей среды. Поэтому востребованной становится альтернативная энергетика, позволяющая получать энергию более экологичным способом, наносящим минимальный вред окружающей среде.

Энергия ветра

Ветровая энергетика — преобразование энергии движущихся воздушных масс в электричество, которое может быть использовано потребителем. Подсчитано, что запасов ветровой энергии в 100 раз больше, чем энергетических запасов всех рек нашей планеты. Основа установки для получения энергии — ветровые генераторы и ветровые мельницы. Особенно развит этот способ в Германии, Дании и Ирландии.

Основные плюсы ветровой энергетики — экологичность и низкая стоимость получаемой энергии. Но есть и существенный минус. Предсказать силу ветра невозможно, она непостоянна и зависит от множества факторов. Поэтому приходится использовать дополнительные источники получения энергии. Есть у ветрогенераторов еще одно неприятное свойство: они могут вызывать радиопомехи. Наконец, ветровая энергетика может потенциально оказывать влияние на климат планеты, так как ветрогенераторы забирают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс. Однако ученые все еще не могут определить, насколько выраженным может быть это влияние и приведет оно к позитивным или негативным последствиям.

Сила воды

Основа гидроэнергетики — преобразование энергии водных масс в электричество. В качестве примера можно привести гидроэлектростанции, которые устанавливаются на крупных реках. Движущаяся вода воздействует на лопасти турбины, вращая их. Возникающая во время вращения энергия и преобразуется в электричество. Строительство ГЭС обходится государству очень дорого. Однако затраты быстро окупаются, так как цена полученной энергии получается сравнительно низкой (например, по сравнению с атомными электростанциями).

Строить гидроэлектростанции можно только на реках, которые никогда не пересыхают и имеют быстрое течение. Для возведения ГЭС необходимо обустроить плотину, позволяющую добиться определенного напора воды.

В России доля электрической энергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями, составляет около 20% от всей энергетической генерации, а суммарная мощность всех ГЭС составляет 48085 МВт. В последние годы появилась идея использовать энергию приливов. Строятся приливные станции, преобразующие кинетическую энергию движущейся морской воды. В России самая крупная приливная электростанция функционирует в Мурманской области. Ее установленная мощность достигает 1,7 МВт. Наконец, есть способы генерации энергии из волн.

Эффективными оказались только три из них: поплавки, искусственные атоллы и подводные камеры. Такие электростанции передают кинетическую энергию по кабелю на станцию, где происходит выработка электричества. Есть у волновой энергетики два недостатка. Себестоимость полученное энергии довольно высока, а позволить себе обустройство станции могут только страны, имеющие продолжительную береговую линию. По этой причине этот вид используется редко.

Геотермальная энергетика

Наша планета вырабатывает большое количество тепла. Для получения энергии, в частности, используются геотермальные источники, располагающиеся в сейсмически опасных территориях и вулканических районах. Горячая вода может быть использована для непосредственного отопления зданий. Также ее перерабатывают в электроэнергию при вращении горячим паром турбины, идущей к генератору. Больше всего таких станций во Франции, Мексике и Америке.

Энергия осмотической диффузии

Этот вид альтернативной энергии стал разрабатываться сравнительно недавно. Осмотические электростанции устанавливаются в устьях рек и извлекают энергию из энтропии жидкостей в процессе взаимодействия соленой и пресной воды. Когда концентрация солей выравнивается, возникает избыточное давление, благодаря которому вращаются лопасти турбины. Пока в мире существует только одна осмотическая электростанция, функционирующая в Норвегии.

Биотопливо

Биотопливо производится из органических продуктов, в процессе переработки которых получается электрическая энергия. Выделяют твердое и жидкое биотопливо. К первой группе относятся дрова, топливные брикеты. Жидкое биотопливо — это биодизель, биобутанол, диметиловый эфир и т. д. Топливо можно получать непосредственно из биомассы (остатков растительного и животного происхождения), которые во время брожения выделяют горючий газ. Такие биогенераторы устанавливаются в сельских местностях. В России в последние годы построено множество заводов, которые перерабатывают древесные отходы в топливные брикеты и пеллеты, применяемые как топливо для различных видов котлов.

Гравитационная энергетика

Гравитационная энергетика — преобразование потенциальной энергии гравитационного поля планеты в электроэнергию. На данный момент уже разработан проект гравитационной электростанции, которая представляет собой подъемный кран со стрелами. Двигатели приходят в действие, когда опускаются блоки. Подъем блоков осуществляется, когда в сеть поступает избыток энергии.

Солнечная энергия, солнечные электростанции

Солнечную энергию преобразуют в электрическую посредством солнечный батарей. Удивительно, но всей планете на год хватило бы энергии, которую Солнце отправляет на Землю в течение одного дня. При этом выработка электроэнергии солнечными батареями не превышает 2% от общего количества. Однако солнечная энергия — одна из самых экологичных, безопасных и недорогих по себестоимости.

Пожалуй, единственным недостатком солнечной энергии является зависимость ее получения от времени суток и погодных условий. В северных странах строительство солнечных электростанция экономически невыгодно. По крайней мере, на данном этапе: ученые не исключают, что удастся создать солнечные батареи, которые будут улавливать фотоны даже в пасмурные дни.

Есть еще одна проблема: фотоэлементы необходимо вовремя утилизировать, так как в них содержатся мышьяк, галлий и свинец. Далеко не все страны могут позволить себе создание производств по переработке отработанных солнечных батарей. Наиболее широкое распространение солнечное электричество получает там, где оно обходится дешевле всех других видов. Например, солнечные электростанции устанавливаются на отдаленных фермерских участках, на комических станциях. Используется оно и в странах, где высока себестоимость других видов энергии. В качестве примера можно привести Израиль, где примерно 90% воды нагревается за счет энергии Солнца.
Солнечные батареи в последние годы активно используются для создания экологически безопасных автомобилей, самолетов и даже поездов. Солнечными батареями нередко оснащаются так называемые «умные дома», которые самостоятельно могут регулировать мощность установки в зависимости от потребностей обитателей жилья. В нашей стране солнечная энергетика получает все большее распространение в качестве резервного источника электрической энергии.

В России суммарная мощность электростанций, работающих на энергии Солнца, составляет 400,0 МВт. Проектируются новые станции, мощность которых будет составлять 850,0 МВт. Широко обсуждается проект создания космических солнечных электростанций. В открытом космосе преграды для солнечной радиации в виде атмосферного слоя отсутствуют. Поэтому возможен запуск на орбиту установок, оснащенных солнечными батареями, улавливающими энергию Солнца и пересылающих их на землю. КПД таких станций потенциально обещает быть приближенным к 100%, однако на данный момент их создание и запуск обойдется настолько дорого, что себестоимость энергии для потребителей получится слишком высокой.

Плюсы и минусы использования

Главными плюсами использования альтернативных источников энергии являются:

• возобновляемость ресурсов. Если поставить получение альтернативной энергии на поток, человечество никогда не столкнется с тем, что природные запасы исчерпают себя;

• экологическая безопасность. Альтернативная энергетика предполагает отсутствие опасных выбросов в окружающую среду;

• доступность по цене. На данный момент разработано множество способов получения альтернативной энергии. Поэтому любое государство может подобрать те варианты, которым наилучшим образом соответствуют его климатическим условиям.

Есть у альтернативной энергетики и минусы, затрудняющие ее широкое распространение:

• высокая стоимость необходимого оборудования. Не все государства могут позволить себе строительство и монтаж солнечных и ветровых электростанций;

• зависимость от внешних условий и климата. Солнечная энергия, которая признается наиболее перспективной, недоступна в странах с невысокой продолжительностью светового дня, сейсмическая и геотермальная энергия может быть получена лишь в вулканических, сейсмически нестабильных регионах и т.д.;

• небольшая мощность установок. Единственным исключением из этого правила являются гидроэлектростанции, мощность которых можно сравнить с аналогичным показателем АЭС;

• воздействие на климат. Даже альтернативные источники энергии оказывают воздействие на климатические условия. Например, высокий спрос на биотопливо может стать причиной уменьшения площади посевных площадей, а строительство плотин для гидроэлектростанций оказывает влияние на речные биотопы.

Перспективы в России

Россия может получать из ветра около 10% всей энергии и примерно 15% — за счет солнечного света. Однако широкого распространения альтернативные источники энергии в нашей стране не получают. Связано это с доступностью невозобновляемых ресурсов (нефти и газа). Отсутствует и экономическая стимуляция строительства альтернативных электростанций. Во многих странах Европы имеется стимулирующий тариф, по которому государство приобретает полученную альтернативными способами энергию. В России подобный тариф не введен. Тем не менее, в России успешно реализуется ряд проектов, связанных с альтернативной энергетикой. Например, в 2017 году в Химках был запущен проект по созданию Центра альтернативной энергетики. Задачей центра будет обеспечение энергией промышленных предприятий. В 2019 году в Мурманске начал строиться ветропарк, который начнет функционировать в 2021 году. Планируется, что мощность парка составит 201 МВт. Ученые уверены в том, что в ближайшие годы человечество вынуждено будет стремиться к полному переходу на альтернативные источники энергии. Это даст возможность сохранить планету для будущих поколений и избежать кризиса, связанного с исчерпанием невозобновляемых ресурсов. Согласно прогнозам, будущее энергетики связано с энергией Солнца и ветра. Остается надеяться на то, что людям удастся успеть научиться полностью обходиться возобновляемыми источниками энергии до момента, когда запасы нефти и газа на планете подойдут к концу.

© Компания «Реалсолар». Все права защищены. Перепечатка документа запрещена. Статья занесена в поисковые системы как уникальный текст.

плюсы и минусы / Статья / Сусанин

Альтернативные источники энергии — являются ли они хорошей заменой нефти и углю, какими преимуществами и недостатки обладают — рассказали журналисты Plus-one. ru.

Что такое альтернативная энергия?

К альтернативным источникам энергии относят нетрадиционные источники энергии — солнечную, ветровую, геотермальную энергетику и так далее.

Возобновляемые источники энергии не загрязняют окружающую среду, помогают снизить уровень выбросов парниковых газов в атмосферу, уменьшить последствия изменения климата. Они практически неисчерпаемы, в то время как ископаемое топливо рано или поздно закончится.

К возобновляемым источникам не относится атомная энергетика и природный газ, поскольку запасы этих ресурсов ограничены.

Альтернативные виды энергии

Существуют различные виды энергии и способы ее добычи. Исходя из данной
трактовки можно выделить следующие виды альтернативных источников: солнечная энергия, ветроэнергетика, гидроэнергия, волновая энергетика, энергия приливов и отливов, гидротермальная энергия, энергия жидкостной диффузии, геотермальная энергия и биотопливо.

Способы добычи и использования энергии отличаются в зависимости от вида альтернативных источников. Объединяет их то, что на сегодняшний день все они используются гораздо реже, чем ископаемое топливо, но при этом обладают большим потенциалом для развития.

Плюсы и минусы альтернативной энергии

В настоящее время производство альтернативной энергии, несмотря на ее высокую экологичность и перспективность, ограничено. Развитие технологий на ее основе имеет ряд издержек, с которыми приходится считаться.

1. Солнечная энергия

Плюсы:

Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество.

Недавние исследования показали, что стоимость недвижимости увеличивается после установки солнечных батарей. Сами солнечные панели при этом дешевеют.

Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света. В России, например, самыми солнечными городами являются Улан-Удэ и Хабаровск.

Минусы:

Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.

Солнечная энергия не работает ночью. «Солнечные» домохозяйства полагаются на коммунальные сети для получения электроэнергии ночью и в других ситуациях, когда солнечный свет ограничен.

Первоначальная стоимость установки и использования солнечной энергии очень высока, потому что человек должен заплатить за всю систему — батареи, провода, солнечные панели и так далее.

2. Ветроэнергетика

Плюсы:

Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.

С 1980 года цены на нее снизились более чем на 80%. Благодаря технологическому прогрессу и возросшему спросу цены, как ожидается, будут снижаться в обозримом будущем.

Минусы:

Ветер — не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.

Энергия ветра может быть использована только в местах, где высокая скорость ветра. Поскольку сильные ветра в основном дуют в отдаленных незаселенных районах, необходимо строить линии электропередачи, чтобы обеспечить электроэнергией жилые дома в городе. А это требует дополнительных инвестиций.

3. Гидроэнергия

Плюсы:

Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах — почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.

Накопительные гидроэлектростанции способны генерировать электроэнергию по требованию, что позволяет гидроэлектростанциям заменить такие традиционные диспетчерские генераторы, как угольные и газовые установки.

Минусы:

Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.

Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.

4. Волновая энергетика

Плюсы:

Энергия волн предсказуема, и вы можете определить количество энергии, которое может быть произведено.

Волны имеют более высокую энергетическую мощность, чем, например, ветер, и это делает волновую энергетику более эффективной.

После установки соответствующих электростанций они имеют минимальные эксплуатационные расходы, что делает инвестиции в них более привлекательными.

Минусы:

Хотя это чистая энергия, ее использование создает опасность для морской флоры и фауны, меняет морское дно и среду обитания некоторых его жителей.

Волновая энергия приносит пользу только электростанциям, построенным в городах рядом с океаном.

5. Энергия приливов и отливов

Плюсы:

Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.

Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.

Минусы:

Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.

Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.

Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.

6. Гидротермальная энергия

Плюсы:

Строительство станций для выработки гидротермальной энергии требует малых затрат. Эксплуатационные расходы также относительно низкие.

Температура воды выше температуры нагретого воздуха, что делает гидротермальную энергию более эффективной.

Минусы:

Солнце нагревает только верхние слои морей и океанов, поэтому возможных мест для построения станций не так много.

Технологии для выработки гидротермальной энергетики развиты слабо.

7. Энергия жидкостной диффузии

Плюсы:

Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.

Минусы:

Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии.

Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать

8. Геотермальная энергия

Плюсы:

Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду.

Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.

Минусы:

Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.

В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.

9. Биотопливо

Плюсы:

Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.

Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.

Минусы:

Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.

Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO2.

Возобновляемые источники энергии помогают бороться с климатическими изменениями, которые становятся более разрушительными. Ветер, солнце, вода и другие источники энергии в будущем станут хорошей заменой ископаемому топливу.

Растущий сектор создает рабочие места уже сегодня, делает электрические сети более устойчивыми, расширяет доступ к энергии в развивающихся странах и помогает снизить счета за электроэнергию. Эти факторы способствовали росту популярности возобновляемых источников энергии в последние годы. Преимущества каждого вида альтернативного источника энергии определенно перевешивают минусы.

Почему будущее за альтернативными источниками энергии?

В США ископаемое топливо производит до 80% всей потребляемой нами энергии. Наш нынешний уровень зависимости от ископаемого топлива ведет нас к быстрому истощению этих ограниченных материалов. Это означает, что если мы не будем осторожны, у нас закончатся наши драгоценные невозобновляемые ресурсы. Это означает, что больше не будет нефти, природного газа и даже угля.

Сжигание ископаемого топлива на электростанциях также вредно для окружающей среды. Мы говорим обо всем, от загрязнения океана и воздуха до разрушения целых экосистем.

Хорошая новость заключается в том, что теперь мы можем уменьшить нашу зависимость от ископаемых видов топлива, таких как нефть, уголь и природный газ, благодаря развитию альтернативных источников энергии. В этой статье мы обсудим, что такое альтернативная энергия и почему так важно перейти от нашей зависимости от ископаемого топлива к альтернативным источникам энергии. Мы также рассмотрим разницу между альтернативными и возобновляемыми источниками энергии, а также то, какие источники энергии мы используем сегодня для удовлетворения наших энергетических потребностей.

Что такое альтернативная энергия?  

Ископаемое топливо (нефть, уголь и природный газ) — наш самый традиционный источник энергии. Следовательно, энергия, произведенная из любого источника, кроме ископаемого топлива, является альтернативной энергией. Другими словами, альтернативная энергия – это любое количество энергии, полученное из неископаемых источников топлива. Вообще говоря, использование альтернативной энергии оказывает незначительное воздействие на окружающую среду.

В чем разница между возобновляемыми и альтернативными источниками энергии?  

Теперь мы знаем, что альтернативных источников энергии — это любые источники, которые мы используем для дополнения или даже замены традиционных источников энергии, используемых для производства электроэнергии. Почти то же самое можно сказать и о возобновляемых источниках энергии. Но между ними есть одно тонкое различие. Все возобновляемые источники энергии подпадают под категорию альтернативных источников энергии, но наоборот это не работает.

Это потому, что возобновляемые источники энергии получают из естественных источников или процессов на Земле, таких как солнце, ветер и вода. Мы называем эти ресурсы возобновляемыми или устойчивыми (как в устойчивой энергетике), поскольку, в отличие от ископаемого топлива, это естественное постоянное обновление делает их неисчерпаемыми. Однако возможны альтернативные источники энергии, которые являются исчерпаемыми и, следовательно, невозобновляемыми. В этом разница. Так какой же альтернативный источник энергии является исчерпаемым? Вам придется продолжить чтение, чтобы узнать.

Каковы лучшие виды альтернативных источников энергии?  

Оборудование, необходимое для использования энергии из альтернативных источников, раньше было настолько дорогим, что не было практично для использования потребителем. Однако благодаря возросшему спросу, более опытным разработчикам энергии, конкурентоспособным цепочкам поставок, улучшенным технологиям использования возобновляемых источников энергии и расширенным возможностям повышения энергоэффективности это уже не так.

Фактически, Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA) опубликовало отчет еще в 2020 году, показывающий, как возобновляемая энергия в настоящее время становится все более дешевой, чем ископаемое топливо для производства электроэнергии. Давайте рассмотрим несколько лучших альтернативных источников энергии, которые мы используем сегодня.

Каковы наиболее доступные варианты производства энергии?  

источник

Береговая ветровая энергия и солнечная фотоэлектрическая энергия, соответственно, в настоящее время являются наиболее доступными вариантами, когда речь идет о производстве энергии. Использование этих двух природных ресурсов вместо угля может сэкономить до 23 миллиардов долларов в год на расходах энергосистемы. Это также может снизить ежегодные выбросы углекислого газа на 1,8 гигатонны. Биоэнергетика, геотермальная энергия, гидроэлектроэнергия и ядерная энергия также находятся в центре внимания с точки зрения финансовой конкуренции, в значительной степени в зависимости от местоположения.

Какой альтернативный источник энергии самый эффективный?  

источник

Что касается энергоэффективности, то лидером среди возобновляемых источников энергии является энергия ветра. За ветром идет геотермальная энергия, гидроэнергетика, атомная энергия, а затем солнечная энергия.

Какие источники энергии самые надежные?  

источник

Из всех известных источников энергии атомная энергетика на сегодняшний день имеет самый высокий коэффициент мощности. Атомные электростанции способны вырабатывать максимальную мощность свыше 93% времени в год. Далее на очереди идет геотермальная энергия, за которой следует природный газ.

Природный газ считается самым экологически чистым и надежным ископаемым топливом, но он все же не является чистым энергетическим ресурсом. Однако есть альтернатива, называемая возобновляемым природным газом (RNG). RNG также называется биометаном и производится из домашнего скота, отходов свалок и других органических материалов путем анаэробного сбраживания. Хотя это не ископаемое топливо, RNG полностью идентичен обычному природному газу по химическому составу, что позволяет использовать ту же систему распределения.

Какой альтернативный источник энергии наносит наименьший вред окружающей среде?  

источник

Как оказалось, энергия ветра, использующая турбины для получения энергии от ветра, является одной из самых чистых и устойчивых форм производства электроэнергии. Он способен производить энергию, не производя никаких загрязняющих веществ или выбросов глобального потепления. Кроме того, воздействие ветряных турбин на землю и животных минимально.

Какие 9 наиболее часто используемых альтернативных источников энергии?  

Вот краткий справочный список некоторых из наиболее распространенных устойчивых источников энергии, которые мы используем сегодня.

1. Энергия ветра   

За последние 10 лет в Соединенных Штатах ветровая энергия утроилась, что сделало энергию ветра номером один по величине возобновляемых источников энергии в стране. Энергия ветра является одним из альтернативных источников энергии, который обслуживает как отдельных людей, так и целые сообщества. Он универсален и может производиться от небольших ветряных мельниц или ветряных турбин на жилых объектах до крупных морских ветряных электростанций в океане.

2. Солнечная энергия  

Солнечная энергия чаще всего относится к использованию фотогальванических элементов (или солнечных элементов) для производства энергии. В небольшом масштабе вы можете увидеть несколько солнечных панелей на крыше дома, используемых для производства энергии только для этого дома. В более широком масштабе вы можете увидеть солнечную ферму, используемую в качестве электростанции для производства электроэнергии для своих потребителей.

3. Гидроэлектроэнергия   

Генерируемая из энергии движущейся воды гидроэлектроэнергия (также известная как гидроэлектроэнергия) производится, когда вода за плотиной заставляет лопасти турбины двигаться, проходя через водозабор. Затем лопасти турбины вращают генератор для выработки электроэнергии, которая направляется в дома и предприятия.

4. Геотермальная энергия

Мы вырабатываем геотермальную энергию, используя подземные резервуары горячей воды и пара. Геотермальное электричество может напрямую обогревать и охлаждать здания.

Почтовый индекс

5. Биоэнергетика

Мы производим биоэнергию из органических материалов, известных как биомасса или биотопливо. Некоторыми примерами могут быть недавно жившие животные или побочные продукты растений и древесина. Например, метан можно улавливать на свалках для производства биоэнергии, которую мы затем используем для производства электроэнергии и тепла. Этанол является одним из примеров биотоплива, с которым знакомы многие люди.

6. Ядерная энергия

Ядерная энергия создается в виде тепла в процессе деления атомов. Первоначальный процесс деления создает энергию и запускает цепную реакцию, которая повторяет процесс и генерирует больше энергии. На атомных электростанциях тепло, выделяемое при делении, создает пар. Затем пар вращает турбину, что приводит к производству электроэнергии.

7. Водородная энергетика  

Водород используется в качестве экологически чистого топлива, что приводит к меньшему количеству загрязняющих веществ и более чистой окружающей среде. Мы также используем его для топливных элементов. Они похожи на батареи и используются для питания электродвигателей.

8. Энергия приливов   

При движении приливов мы получаем энергию приливов, когда кинетическая энергия движения воды преобразуется в электрическую энергию. Конечно, это один из местных источников энергии, но очень эффективный. Энергия приливов является возобновляемой и производит большое количество энергии даже при низких скоростях приливов.

9. Энергия волн  

Энергия волн — это альтернативный источник энергии, получаемый из волн, движущихся по воде. Энергия волн использует электрические генераторы, размещенные на поверхности океана. Высота волны, длина волны, скорость волны и плотность воды определяют выход энергии. Энергия волн является экологически чистой, возобновляемой и безвредной для атмосферы.

Какие альтернативные источники энергии являются невозобновляемыми?  

источник

Хотя ядерная энергия сама по себе является возобновляемым источником энергии, мы не относим ее к категории возобновляемых источников. Материал, используемый на атомных электростанциях для создания ядерного деления, обычно представляет собой редкий тип урана, который не является возобновляемым.

Другим альтернативным источником энергии, который иногда считается невозобновляемым источником, является энергия биомассы, которая зависит от сырья биомассы (растения, которые перерабатываются и сжигаются для производства электроэнергии). Сырье биомассы включает такие культуры, как кукуруза и соя. Если вы не пересадите растения достаточно быстро, энергия биомассы превратится в невозобновляемый источник энергии.

Каковы преимущества использования альтернативных источников энергии?  

Другими названиями возобновляемых источников энергии, которые вы можете услышать, являются чистая энергия или зеленая энергия. Когда мы используем возобновляемые ресурсы для производства энергии, это намного бережнее для окружающей среды, чем сжигание ископаемого топлива.

Как правительства, так и отдельные потребители имеют возможность существенно сократить свой углеродный след, напрямую влияя на глобальное потепление и изменение климата, путем поиска альтернативных источников энергии. Давайте рассмотрим экологические преимущества чистой энергии, а также экономические преимущества, которые она может предложить:  

• Экономия ископаемого топлива: Мы вырабатываем возобновляемую энергию, используя практически неисчерпаемые ресурсы. Когда мы используем эти природные ресурсы, нам разрешается сохранять и продлевать наше время с помощью невозобновляемых ископаемых видов топлива, которые опасно близки к истощению.
• Медленное и обратное изменение климата: Основной причиной выбросов двуокиси углерода в США является производство электроэнергии на электростанциях, работающих на ископаемом топливе. Углекислый газ и дополнительные выбросы парниковых газов являются основными причинами изменения климата и глобального потепления. Альтернативные источники энергии имеют гораздо меньший углеродный след, чем природный газ, уголь и другие ископаемые виды топлива. Переход на возобновляемые источники энергии для производства электроэнергии поможет планете, замедлив и обратив вспять изменение климата.
• Спасение жизней: Переход только на гидроэнергию, энергию ветра и солнечную энергию потенциально может спасти до 7 миллионов жизней каждый год за счет сокращения загрязнения воздуха.
• Уменьшение суровой погоды: Замедляя последствия изменения климата и, в конечном итоге, обращая их вспять, мы можем ожидать снижения экстремальных погодных явлений, таких как засухи, наводнения и штормы, вызванные глобальным потеплением.
• Свести к минимуму зависимость от топлива: Мы можем диверсифицировать наше энергоснабжение, внедряя широкомасштабные технологии использования возобновляемых источников энергии и сводя к минимуму нашу зависимость от импортного топлива.
• Развитие экономики и рабочих мест: Производство еще большего количества энергетических систем коммунального масштаба может обеспечить экономический рост, а также рабочие места в монтажной и производственной отраслях, не говоря уже об устойчивой энергетике.

Могут ли альтернативные источники энергии эффективно заменить ископаемые виды топлива?  

источник

Поскольку технологии альтернативной энергетики продолжают совершенствоваться, их стоимость одновременно снижается. Солнечная и ветровая энергия раскрыли потенциал для создания достаточного запаса энергии, чтобы удовлетворить мировой спрос. Когда вы смотрите на то, насколько доступными, эффективными и экономически выгодными являются эти электростанции, вы начинаете понимать, как мы можем вытеснить ископаемое топливо в течение следующих 30 лет.

Большинство потребителей согласны с тем, что преимущества использования альтернативных источников энергии намного перевешивают любые недостатки. Не говоря уже о том, что постоянно появляются усовершенствованные технологии для устранения недостатков различных возобновляемых ресурсов.

Теперь вы понимаете важность перехода на альтернативные источники энергии и почему это так важно для здорового будущего, но как вы можете осуществить это необходимое изменение? Когда будете готовы, обратитесь к поставщику энергии. Сообщите им, что вы хотели бы выбрать новый тарифный план на электроэнергию или природный газ в рамках ваших усилий по энергосбережению. Узнайте о продуктах экологически чистой энергии и спланируйте варианты, чтобы начать свой новый устойчивый образ жизни.

Предоставлено вам justenergy.com

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
Избранное изображение:

Возобновляемая энергия | Типы, формы и источники

Наиболее популярными возобновляемыми источниками энергии в настоящее время:

1. Солнечная энергия
2. Энергия ветра
3. Гидроэнергетика
4. Tidal Energy
5. Geothermal Energy
6. BioM
7. Geothermal Energy
8. BioM
9. Geothermal Energy
10. BioM BioM
11. . энергетическая работа

    1) Солнечная энергия

    Солнечный свет является одним из самых распространенных и свободно доступных энергетических ресурсов нашей планеты. Количество солнечной энергии, достигающей земной поверхности за один час, превышает общие энергетические потребности планеты в течение целого года. Хотя это звучит как идеальный возобновляемый источник энергии, количество солнечной энергии, которую мы можем использовать, зависит от времени суток и сезона года, а также от географического положения. В Великобритании солнечная энергия становится все более популярным способом дополнительного использования энергии. Узнайте, подходит ли он вам, прочитав наше руководство по солнечной энергии.

     

    2) Энергия ветра

    Ветер — богатый источник экологически чистой энергии. Ветряные электростанции становятся все более привычным явлением в Великобритании, поскольку энергия ветра вносит все больший вклад в национальную энергосистему. Чтобы использовать электричество из энергии ветра, турбины используются для привода генераторов, которые затем подают электричество в национальную сеть. Несмотря на то, что доступны бытовые или «автономные» системы генерации, не каждое свойство подходит для домашней ветряной турбины. Узнайте больше об энергии ветра на нашей странице, посвященной энергии ветра.

     

    3) Гидроэнергетика

    В качестве возобновляемого источника энергии гидроэнергетика является одним из наиболее коммерчески развитых. Построив плотину или барьер, большой резервуар можно использовать для создания контролируемого потока воды, который будет вращать турбину, вырабатывающую электроэнергию. Этот источник энергии часто может быть более надежным, чем солнечная или ветровая энергия (особенно если это приливы, а не река), а также позволяет хранить электроэнергию для использования, когда спрос достигает пика. Как и энергия ветра, в определенных ситуациях гидроэнергетика может быть более жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии (в зависимости от типа и по сравнению с другими источниками энергии), но в значительной степени в зависимости от типа собственности ее можно использовать для бытовых, «автономных» источников энергии. ‘ поколение. Узнайте больше, посетив нашу страницу гидроэнергетики.

     

    4) Энергия приливов

    Это еще один вид гидроэнергетики, использующий приливные течения два раза в день для привода турбогенераторов. Хотя приливный поток, в отличие от некоторых других источников гидроэнергии, не является постоянным, он хорошо предсказуем и поэтому может компенсировать периоды, когда приливное течение низкое. Узнайте больше, посетив нашу страницу морской энергии .

     

    5) Геотермальная энергия

    Используя природное тепло под землей, геотермальную энергию можно использовать для непосредственного обогрева домов или для производства электроэнергии. Хотя она использует энергию прямо у нас под ногами, геотермальная энергия имеет незначительное значение в Великобритании по сравнению с такими странами, как Исландия, где геотермальное тепло доступно гораздо свободнее.

     

    6) Энергия биомассы

    Это преобразование твердого топлива из растительных материалов в электричество. Хотя по сути биомасса включает сжигание органических материалов для производства электроэнергии, и в настоящее время это гораздо более чистый и энергоэффективный процесс. Преобразовывая сельскохозяйственные, промышленные и бытовые отходы в твердое, жидкое и газообразное топливо, биомасса вырабатывает энергию при гораздо меньших экономических и экологических затратах.

    Что не является возобновляемым источником энергии?

    Ископаемое топливо не является возобновляемым источником энергии, потому что оно не бесконечно. Кроме того, они выделяют углекислый газ в нашу атмосферу, что способствует изменению климата и глобальному потеплению.

    Сжигание дров вместо угля немного лучше, но это сложно. С одной стороны, древесина является возобновляемым ресурсом при условии, что она поступает из устойчиво управляемых лесов. Древесные пеллеты и спрессованные брикеты производятся из побочных продуктов деревообрабатывающей промышленности и, возможно, являются перерабатываемыми отходами.

    Топливо из сжатой биомассы также дает больше энергии, чем дрова. С другой стороны, сжигание древесины (будь то сырая древесина или переработанные отходы) выбрасывает частицы в нашу атмосферу.

     

    Будущее возобновляемых источников энергии

    По мере роста населения мира растет и спрос на энергию для питания наших домов, предприятий и сообществ. Инновации и расширение использования возобновляемых источников энергии являются ключом к поддержанию устойчивого уровня энергии и защите нашей планеты от изменения климата.

    Возобновляемые источники энергии сегодня составляют 26% электроэнергии в мире, но, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2024 году их доля достигнет 30%. исполнительный директор Фатих Бироль.

    В 2020 году Великобритания достигла нового удивительного рубежа в области возобновляемых источников энергии. В среду, 10 июня, страна впервые отпраздновала два месяца работы исключительно на возобновляемых источниках энергии. Это большой шаг в правильном направлении для возобновляемых источников энергии.(1) 

    Ожидается, что в будущем количество возобновляемых источников энергии будет продолжать расти, поскольку мы наблюдаем увеличение спроса на электроэнергию. Это снизит цены на возобновляемые источники энергии, что хорошо для планеты и для наших кошельков.

    Объяснение гидроэнергетики — Управление энергетической информации США (EIA)

    • Основы
    • +Меню

    Гидроэнергия – это энергия движущейся воды

    Люди издавна используют силу воды, текущей в ручьях и реках, для производства механической энергии. Гидроэнергетика была одним из первых источников энергии, используемых для производства электроэнергии, и до 2019 г., гидроэнергетика была крупнейшим источником общего годового производства возобновляемой электроэнергии в США.

    В 2021 году на долю гидроэлектроэнергии приходилось около 6,3% от общего объема выработки электроэнергии в коммунальном масштабе США ¹ и 31,5% от общего объема производства электроэнергии из возобновляемых источников в коммунальном масштабе. Доля гидроэлектроэнергии в общем производстве электроэнергии в США со временем уменьшилась, в основном из-за увеличения производства электроэнергии из других источников.

    Гидроэнергетика основана на круговороте воды

    • Солнечная энергия нагревает воду на поверхности рек, озер и океанов, в результате чего вода испаряется.
    • Водяной пар конденсируется в облака и выпадает в виде осадков — дождя и снега.
    • Осадки собираются в ручьях и реках, которые впадают в океаны и озера, где испаряются и снова начинают свой цикл.

    Количество осадков, стекающих в реки и ручьи в географической области, определяет количество воды, доступной для производства гидроэлектроэнергии. Сезонные колебания количества осадков и долгосрочные изменения в характере осадков, такие как засухи, могут иметь большое влияние на доступность производства гидроэлектроэнергии.

    Источник: адаптировано из Национального проекта развития энергетического образования (общественное достояние)

    Источник: Управление долины Теннесси (общественное достояние)

    Гидроэлектроэнергия вырабатывается с помощью движущейся воды

    Поскольку источником гидроэлектроэнергии является вода, гидроэлектростанции обычно располагаются на источнике воды или рядом с ним. Объем водного потока и изменение высоты — или падения, часто называемого напором — от одной точки к другой определяют количество доступной энергии в движущейся воде. В целом, чем больше расход воды и чем выше напор, тем больше электроэнергии может произвести гидроэлектростанция.

    На гидроэлектростанциях вода течет по трубе или водоводу , затем толкает и вращает лопасти в турбине, чтобы вращать генератор для производства электроэнергии.

    Обычные гидроэлектростанции включают:

    • Русловые системы , в которых сила течения реки оказывает давление на турбину. Сооружения могут иметь водослив в водотоке для отвода потока воды к гидротурбинам.
    • Системы хранения , в которых вода скапливается в резервуарах, созданных плотинами на ручьях и реках, и сбрасывается через гидротурбины по мере необходимости для выработки электроэнергии. Большинство гидроэнергетических объектов США имеют плотины и водохранилища.

    Гидроаккумулирующие сооружения представляют собой тип гидроаккумулирующей системы, в которой вода перекачивается из источника воды в водохранилище на большей высоте и выпускается из верхнего водохранилища для питания гидротурбин, расположенных ниже верхнего водохранилища. Электроэнергия для перекачки может поставляться гидротурбинами или другими типами электростанций, включая электростанции, работающие на ископаемом топливе, или атомные электростанции. Обычно они перекачивают воду в хранилище, когда спрос на электроэнергию и затраты на ее выработку и/или когда оптовые цены на электроэнергию относительно низки, и выпускают накопленную воду для выработки электроэнергии в периоды пикового спроса на электроэнергию, когда оптовые цены на электроэнергию относительно высоки. Гидроаккумулирующие гидроэлектростанции обычно используют больше электроэнергии для перекачки воды в верхние водохранилища, чем они производят с накопленной водой. Таким образом, ГАЭС имеют чистый отрицательный баланс выработки электроэнергии. Управление энергетической информации США публикует выработку электроэнергии на гидроаккумулирующих электростанциях как отрицательную выработку.

    Нажмите, чтобы увеличить

    История гидроэнергетики

    Гидроэнергетика является одним из старейших источников энергии для производства механической и электрической энергии, и до 2019 года она была крупнейшим источником общего годового производства возобновляемой электроэнергии в США. Тысячи лет назад люди использовали гидроэнергию, чтобы вращать гребные колеса на реках для измельчения зерна. До того, как в Соединенных Штатах появились паровая энергия и электричество, зерновые и лесопилки работали напрямую от гидроэнергии. Первое промышленное использование гидроэнергетики для выработки электроэнергии в Соединенных Штатах было в 1880 году для питания 16 дуговых ламп на фабрике стульев Росомахи в Гранд-Рапидс, штат Мичиган. Первая в США гидроэлектростанция по продаже электроэнергии открылась на реке Фокс недалеко от Эпплтона, штат Висконсин, 30 сентября 1882 г.

    В США работает около 1450 обычных и 40 гидроаккумулирующих гидроэлектростанций. Старейшим действующим гидроэнергетическим объектом США является электростанция Уайтинга в Уайтинге, штат Висконсин, которая начала работу в 1891 году и имеет общую генерирующую мощность около 4 мегаватт (МВт). Большая часть гидроэлектроэнергии в США производится на крупных плотинах на крупных реках, и большинство этих гидроэлектростанций были построены до середины 1970-х годов федеральными государственными учреждениями.