В последние годы использование альтернативных источников энергии становится всё более актуальным на разных уровнях: от частных жилых домов, где владельцы внедряют небольшие системы, до целых государств. К примеру, Швеция уже в 2018 году на 57% перешла на возобновляемые источники энергии, и планирует довести этот показатель до 100% до 2040 года. Рассмотрим, как это работает и почему это выгодно?

Почему «альтернативные»?

Традиционным способом получения энергии считается преобразование в энергию ископаемого топлива: угля, нефти, природного газа, урана и других веществ, скрывающихся в недрах земли. У такого подхода есть целый ряд проблем:

  • Ресурсы не бесконечны. Ученые всего мира приходят к выводу, что ископаемое топливо рано или поздно закончится, и человечество должно быть готово к этому.
  • Загрязняется атмосфера. Ископаемая органика (нефть, уголь, газ) загрязняет атмосферу избыточным диоксидом углерода, в то время как атомные электростанции неоднократно становились причиной катастрофического загрязнения территорий.
  • Сложный технологический процесс: топливо нужно добывать, хранить, перемещать, своевременно поставлять на электростанции, проводить захоронение отходов и т.п.

Теперь мы подходим к главному вопросу: что такое альтернативные источники энергии? Это способы получения электроэнергии, не предполагающие переработку ископаемого топлива. Вокруг нас «разлито» очень много энергии, и главное придумать подходящую конструкцию чтобы ее использовать. Солнце, ветер, приливы и отливы, волны в океанах, жар земной коры, даже вращение земли и гравитация, - вот источники чистой, безопасной энергии, ресурс которых практически неограничен.

Альтернативная энергетика – это направление науки и техники, которое обеспечивает применение солнечного ядерного синтеза, энергии движения Земли и Луны и внутреннего потенциала Земли в промышленных масштабах. Современные методы позволяют выйти на высокие мощности, что уже в ближайшей перспективе открывает возможность заменить традиционные источники.

Самые перспективные технологии

Теперь рассмотрим наиболее прогрессивные технологии альтернативных источников энергии.

  • Солнечные электростанции являются прямым способом «отбора», поступающего на нашу планету тепла, выделяющегося в ходе ядерного синтеза на Солнце. С помощью специальных панелей электромагнитное излучение звезды аккумулируется в виде заряда электроэнергии. Преимущество технологии – масштабируемость. Можно поставить буквально две небольшие панели на крышу частного дома и запитать энергией этот дом. А можно построить масштабную сборку из зеркал и центральной генерирующей установки, которая сможет снабжать экологически чистой электроэнергией целый город.
  • Ветровые электростанции обеспечивают переработку кинетической энергии движения воздуха в электроэнергию. Конструкции представляют собой ветряные мельницы с лопастями особой формы и специальными подшипниками, минимизирующими трение.  Решение также масштабируемое: от одной «мельницы» до огромных полей, объединяющих тысячи генерирующих устройств. Именно потенциал ветра преимущественно используется в Европе для того, чтобы заменять традиционные энергоресурсы.
  • Гидродинамические электростанции: приливные и волновые. Генерация энергии происходит похожим образом с традиционными ГЭС, однако установки ставятся не на искусственно созданных дамбах (которые вредят экологии), а в зонах, где вода движется естественным путем, скрывая в себе огромную кинетическую энергию. К примеру, сила одного 8-балльного шторма примерно равна энергии взрыва 100 ядерных бомб, и научившись утилизировать хотя бы малую толику этого ресурса, можно получить высокопроизводительную генерирующую систему.
  • Геотермальные установки. Относительно новый вид, представляют собой электростанции, получающие электричество за счет нагрева воды в недрах или на поверхности земли. Для этого требуется либо устанавливать станцию в зонах активности горячих источников, либо использовать технологию теплообмена на поверхности земли. Одновременно используются для генерации электрической энергии и подачи горячей воды в сети ГВС и отопления.

Также к альтернативным источникам относят тепловые энергетические установки, которые работают за счет сжигания возобновляемых ресурсов (биотоплива). Однако это лишь отчасти оправдано, так как проблема выделения диоксида карбона остается актуальной по мере развития данного направления энергетики.

Технологии альтернативных источников энергии

Почему переход на зеленые системы идет так медленно?

Ключевая проблема – высокая стоимость всех этих решений. В среднем, срок окупаемости оборудования составляет 10 – 30 лет, не каждое производство или государство может себе позволить такие крупные инвестиции при такой медленной окупаемости. Потому на данном этапе развития альтернативные источники энергии – решение для самых развитых и богатых стран, а также самых состоятельных людей энтузиастов, которые внедряют данные решения на своих участках по собственной инициативе.