Содержание
Что такое возобновляемые источники энергии? Для чего они нужны? Электростанции, которые работают на угле и нефти, имеют один очень серьезный недостаток. Дело в том, что выделяющиеся при горении газы загрязняют атмосферу земли. Некоторые газы образуют кислотные дожди. Другие, как полагают, вызывают изменение климата Земли. Атомные электростанции не загрязняют так окружающую среду. Но в процессе их работы образуются радиоактивные материалы, опасные для всех представителей живой природы.
Поэтому ученые ищут новые, более безопасные источники энергии. В частности, их привлекают возобновляемые источники энергии – это неисчерпаемая энергия океана и Солнца. Они, в отличие от угля и нефти, являются «возобновляемыми» ресурсами, то есть никогда не иссякают.
Возобновляемые источники энергии: солнечная энергия
Солнечные батареи
Ежедневно Земля получает от Солнца столько энергии, сколько образовалось бы при сжигании 500 000 миллиардов баррелей нефти. Частично эта энергия поглощается облаками. Но значительное ее количество достигает Земли. Один из путей использования этой энергии — собирать ее с помощью солнечных панелей. Такие панели состоят из большого количества соединенных вместе фотоэлементов, которые вырабатывают электричество. Солнечные панели применяются для приведения в действие водяных насосов в районах с сухим жарким климатом. Но пока эти устройства довольно дороги.
Зеркальные нагреватели
Более дешевый способ аккумулирования солнечной энергии основан на использовании зеркал. В Калифорнии (США) построена электростанция, в которой 1 800 зеркал отражают солнечный свет на резервуар с жидкостью, установленный на верху опоры. Нагретая жидкость образует пар, используемый для вращения турбины и электрогенератора. Однако строительство солнечных электростанций затруднено тем, что положение зеркал постоянно должны регулировать компьютеры, так чтобы они всегда были обращены к Солнцу.
Возобновляемые источники энергии: энергия моря
Генераторы, работающие на энергии волн, состоят из отвесной колонны, или уткоподобного поплавкового устройства, частично выступающего из воды.
- Непрерывное движение воды в море может быть источником энергии. Один из методов основан на использовании специальных буев, которые, качаясь на волнах, могут вырабатывать электричество. Таким способом обеспечивается освещение некоторых навигационных буев.
- Другой метод заключается в том, что на дне моря закрепляют высокую колонну с открытым дном, через которое вода может затекать внутрь. В результате находящийся в колонне воздух сжимается и «продавливается» через установленную сверху турбину. Генераторы такого типа действуют в Шотландии, Ирландии и Норвегии.
- Новый тип гидроэлектростанции на реке Роне во Франции использует энергию приливов и отливов. Приливная волна, поднимаясь по реке, проходит через ворота плотины. При сильных приливах ворота закрываются и пропускают воду над плотиной, Стекая обратно в море, вода проходит через турбины.
Кислотный дождь
Некоторые из выделяющихся на электростанциях газов, такие как двуокись азота, смешиваются с атмосферной влагой. При этом образуются кислоты, выпадающие в виде дождя. В ряде регионов Европы и Северной Америки кислотность этих дождей не уступает кислотности лимонного сока. Они наносят вред растениям, уничтожая листву и вызывая гибель деревьев, и убивают рыбу и растения в озерах и прудах.
Энергия ветра. Ветрогенераторы
Известно несколько типов современных больших ветровых генераторов.
- Некоторые похожи на увеличенные обычные ветряные мельницы. Их крылья, или лопасти, обращены в направлении ветра. Часто устанавливают только две огромные лопасти, по форме напоминающие пропеллеры самолета.
- Другой тип генераторов состоит из двух гибких металлических полос, соединенных вверху и внизу с вертикальным столбом и улавливающих потоки воздуха при любом направлении ветра.
- Третий гип имеет вертикальные лопасти на концах кронштейна, прикрепленного к верхней части столба. При очень сильном ветре лопасти загибаются наружу, что уменьшает скорость их вращения до безопасной.
В Калифорнии (США) в пустыне Мохаве одна электрическая компания уже использует ветровую энергию для промышленных целей. Она построила «ветровую ферму», состоящую из нескольких сотен современных ветряных мельниц, идущих правильными рядами через пустыню и подсоединенных к электрическому генератору. Вырабатываемая электроэнергия подается в находящийся неподалеку город Лос-Анджелес.
«Ветровые фермы» состоят из большого количества генераторов с несколькими лопастями на ветровом колесе, которое может поворачиваться в направлении ветра.
Ветровой генератор с вертикальными лопастями
Ветровой генератор с вертикальными лопастями. Это ветровое колесо вращается в горизонтальной плоскости и поэтому представляет собой идеальный вариант для тех мест, где направление ветра часто меняется.
Возобновляемые источники энергии: энергия растений
Большая часть населения Земли сосредоточена в развивающихся странах, где источником энергии служат растения — для приготовления пищи и обогрева, например, сжигают древесину. Это возобновляемые источники энергии, разумеется.
В Бразилии жидкое топливо добывают из сахарного тростника. Это топливо — разновидность спирта — получают из
- маниоки (тропического растения, из которого делают крупу тапиоку),
- зерен пшеницы
- морских водорослей
и других растений. Они подвергают брожению, так же как это делают с виноградным соком при изготовлении вина. Спирт, который выпаривают из образовавшейся жидкости, по энергосодержанию примерно вдвое уступает бензину, но в смеси с ним может использоваться в автомобилях.
Энергия из отходов
Богатый энергией газ, называемый биогазом, получают из природных источников – гниющих растений, останков животных и хозяйственных отходов. Он образуется, например, на мусорных свалках и в болотах.
Биогаз состоит главным образом из метана и углекислого газа. Поскольку метан — легкогорючий газ, эту смесь можно использовать как топливо. В некоторых странах, где не хватает других видов топлива или они очень дороги, биогаз используют как основной источник энергии. К сожалению, в нем содержится также небольшое количество кислот, которые быстро разрушают обычные двигатели. Поэтому были сконструированы специальные двигатели, в которых доступ кислых газов к наиболее чувствительным деталям перекрыт.
Домашние отходы берут из мусоросборников на мусоросжигательные станции, где из них вырабатывают тепло для жилых домов и учреждений.