32,6% – olie en olieproducten. 30,0% – steenkool. 23,7% – gas. De top drie van de energiebronnen die de mensheid van energie voorzien, ziet er precies zo uit. Sterrenschepen en de "groene" planeet zijn nog steeds even ver weg als het "sterrenstelsel ver, ver weg".
Er is zeker een beweging in de richting van alternatieve energie, maar het gaat zo langzaam dat men hoopt op een doorbraak - nog niet. Laten we eerlijk zijn: de komende 50 jaar zullen fossiele brandstoffen onze huizen verlichten.
De ontwikkeling van alternatieve energie gaat langzaam, als een deftige heer langs de oever van de Theems. Tegenwoordig is er veel meer geschreven over niet-traditionele energiebronnen dan is gedaan voor hun ontwikkeling en implementatie in het dagelijks leven. Maar in deze richting zijn er 3 erkende "mastodons" die de rest van de strijdwagen achter zich aan trekken.
Kernenergie wordt hier niet beschouwd, omdat de kwestie van de progressiviteit en opportuniteit van de ontwikkeling zeer lang kan worden besproken.
Hieronder zullen stroomindicatoren van stations zijn, daarom zullen we, om de waarden te analyseren, een startpunt introduceren: de krachtigste energiecentrale ter wereld is de Kashiwazaki-Kariwa-kerncentrale (Japan). Die een capaciteit heeft van 8,2 GW.
Luchtenergie: wind in dienst van de mens
Het basisprincipe van windenergie is de omzetting van de kinetische energie van bewegende luchtmassa's in thermische, mechanische of elektrische energie.
Wind is het resultaat van het verschil in luchtdruk op het oppervlak. Hier wordt het klassieke principe van 'communicerende vaten' geïmplementeerd, alleen op wereldschaal. Stel je 2 punten voor - Moskou en St. Petersburg. Als de temperatuur in Moskou hoger is, warmt de lucht op en stijgt, waardoor een lage druk en een verminderde hoeveelheid lucht in de lagere lagen achterblijft. Tegelijkertijd is er hoge druk in St. Petersburg en is er voldoende lucht “van onderaf”. Daarom beginnen de massa's richting Moskou te stromen, omdat de natuur altijd naar evenwicht streeft. Dit is hoe de luchtstroom wordt gevormd, die de wind wordt genoemd.
Deze beweging draagt een enorme energie met zich mee, die ingenieurs proberen vast te leggen.
Vandaag de dag komt 3% van de energieproductie in de wereld uit windturbines, en de capaciteit groeit. In 2016 was het opgesteld vermogen van windparken groter dan het vermogen van kerncentrales. Maar er zijn 2 kenmerken die de ontwikkeling van de richting beperken:
1. Geïnstalleerd vermogen is het maximale bedrijfsvermogen. En als kerncentrales bijna altijd op dit niveau draaien, halen windparken zelden dergelijke indicatoren. Het rendement van dergelijke stations is 30-40%. De wind is extreem onstabiel, wat de toepassing op industriële schaal beperkt.
2. Plaatsing van windparken is rationeel op plaatsen met constante windstromen - op deze manier is het mogelijk om maximale efficiëntie van de installatie te garanderen. Lokalisatie van generatoren is aanzienlijk beperkt.
Windenergie kan vandaag de dag alleen worden beschouwd als een aanvullende energiebron in combinatie met permanente, zoals kerncentrales en stations die brandbare brandstof gebruiken.
Windmolens verschenen voor het eerst in Denemarken - ze werden hierheen gebracht door de kruisvaarders. Vandaag de dag wordt in dit Scandinavische land 42% van de energie opgewekt door windparken.
Het project voor de aanleg van een kunstmatig eiland 100 km voor de kust van Groot-Brittannië is bijna afgerond. Bij de Doggersbank komt een fundamenteel nieuw project – voor 6 km2 er komen veel windturbines die elektriciteit naar het vasteland zullen transporteren. Het wordt het grootste windpark ter wereld. Tegenwoordig is dat Gansu (China) met een capaciteit van 5,16 GW. Dit is een complex van windturbines, dat elk jaar groeit. De geplande indicator is 20 GW.
En een beetje over de kosten.
De gemiddelde kostenindicatoren voor de opgewekte 1 kWh energie zijn:
─ kolen 9-30 cent;
─ wind 2,5-5 cent.
Als het mogelijk is om het probleem met afhankelijkheid van windenergie op te lossen en daarmee de efficiëntie van windparken te vergroten, dan hebben ze een groot potentieel.
Zonne-energie: de motor van de natuur – de motor van de mensheid
Het productieprincipe is gebaseerd op het verzamelen en verdelen van de warmte van de zonnestralen.
Nu is het aandeel van zonne-energiecentrales (SPP) in de wereldenergieproductie 0,79%.
Deze energie wordt in de eerste plaats geassocieerd met alternatieve energie - fantastische velden bedekt met grote platen met fotocellen worden direct voor je ogen getekend. In de praktijk is de winstgevendheid van deze richting vrij laag. Onder de problemen kan men een schending van het temperatuurregime boven de zonne-energiecentrale onderscheiden, waar de luchtmassa's worden verwarmd.
Er zijn ontwikkelingsprogramma's voor zonne-energie in meer dan 80 landen. Maar in de meeste gevallen hebben we het over een hulpbron van energie, omdat het productieniveau laag is.
Het is belangrijk om de stroom goed te plaatsen, waarvoor gedetailleerde kaarten van zonnestraling worden samengesteld.
De zonnecollector wordt zowel gebruikt voor het verwarmen van water voor verwarming als voor het opwekken van elektriciteit. Fotovoltaïsche cellen wekken energie op door onder invloed van zonlicht fotonen uit te schakelen.
De koploper op het gebied van energieproductie bij zonne-energiecentrales is China, en in termen van opwekking per hoofd van de bevolking - Duitsland.
De grootste zonne-energiecentrale staat op de Topaz-zonneboerderij in Californië. Vermogen 1,1 GW.
Er zijn ontwikkelingen om collectoren in een baan om de aarde te brengen en zonne-energie op te vangen zonder deze in de atmosfeer te verliezen, maar deze richting kent nog te veel technische obstakels.
Waterkracht: met de grootste motor ter wereld
Waterkracht is een leider onder alternatieve energiebronnen. 20% van de energieproductie in de wereld komt uit waterkracht. En onder hernieuwbare bronnen 88%.
Op een bepaald deel van de rivier wordt een enorme dam gebouwd, die het kanaal volledig blokkeert. Stroomopwaarts wordt een reservoir gecreëerd en het hoogteverschil langs de zijkanten van de dam kan honderden meters bedragen. Op die plaatsen waar de turbines staan, stroomt het water snel door de dam. Dus de energie van bewegend water laat de generatoren draaien en leidt tot de opwekking van energie. Alles is eenvoudig.
Van de minnen: een groot gebied staat onder water, het bioleven in de rivier wordt verstoord.
De grootste waterkrachtcentrale is Sanxia (“Drie Gorges”) in China. Het heeft een capaciteit van 22 GW en is daarmee de grootste fabriek ter wereld.
Waterkrachtcentrales zijn over de hele wereld gebruikelijk en in Brazilië leveren ze 80% van de energie. Deze richting is de meest veelbelovende in alternatieve energie en ontwikkelt zich voortdurend.
Kleine rivieren zijn niet in staat om grote stroom te produceren, dus waterkrachtcentrales erop zijn ontworpen om aan de lokale behoeften te voldoen.
Het gebruik van water als energiebron is geïmplementeerd in verschillende grote concepten:
1. Gebruik van getijden. De technologie is in veel opzichten vergelijkbaar met de klassieke waterkrachtcentrale, met als enige verschil dat de dam niet het kanaal blokkeert, maar de monding van de baai. Het water van de zee maakt dagelijks fluctuaties onder invloed van de aantrekkingskracht van de maan, wat leidt tot de circulatie van water door de turbines van de dam. Deze technologie is slechts in enkele landen geïmplementeerd.
2. Gebruik van golfenergie. Ook de constante schommelingen van het water in de open zee kunnen een bron van energie zijn. Dit is niet alleen de passage van golven door statisch geïnstalleerde turbines, maar ook het gebruik van "drijvers": maar het oppervlak van de zee plaatst een ketting van speciale drijvers, met daarin kleine turbines. Golven draaien generatoren en er wordt een bepaalde hoeveelheid energie opgewekt.
Over het algemeen kan alternatieve energie tegenwoordig geen wereldwijde energiebron worden. Maar het is goed mogelijk om de meeste objecten van autonome energie te voorzien. Afhankelijk van de kenmerken van het gebied, kunt u altijd de beste optie kiezen.
Voor wereldwijde energieonafhankelijkheid zal iets fundamenteel nieuws nodig zijn, zoals de 'ethertheorie' van de beroemde Serviër.
Zonder demagogie is het vreemd dat de mensheid in de jaren 2000 niet veel progressiever energie produceert dan de locomotief die de gebroeders Lumiere fotografeerden. Tegenwoordig is de kwestie van energiebronnen ver in de sfeer van politiek en financiën gegaan, die de structuur van de elektriciteitsproductie bepaalt. Als olie de lampen doet branden, dan heeft iemand het nodig...