Реферат по физике «Альтернативные источники электроэнергетики»

1. х Содержание.
Введение 3-4
Электроэнергетика 5
Альтернативные источники электроэнергетики 6
Нетрадиционные источники энергии:
Водород-топливо будущего 7
Ветровая энергия 8
Солнечная энергия 9-10
Геотермальная энергия 11
Тепловая энергия океана 12
Энергия морских течений 13
Энергия приливов и отливов 14
Альтернативные источники
электроэнергетики в России 15
Вывод 16-17
Библиографический список 18
Иллюстрированные приложения 19-26

2. Введение.
« Нетрадиционная энергетика»
нетрадиционная потому, что
не везде ещё у нас есть традиция -
беречь родную природу.
Разуваев В.А.
На пороге XXI века человек все чаще стал задумываться о том, что станет
основой его существования в новой эре. Можно выделить много составляющих,
которые играют важнейшую роль в жизни людей, но все-таки особое место в ней
занимает, конечно, энергетика. Однако в последнее время все человечество
сталкивается с проблемой нехватки электроэнергетики. Дефицит энергии и
ограниченность топливных ресурсов с все нарастающей остротой показывают
неизбежность перехода к нетрадиционным (альтернативным источникам энергии).
Таким образом, в своей работе я хочу рассмотреть основные возможности
использования нетрадиционных способов добычи энергии, которые пока
непопулярны в современном мире, но необходимы в будущем.
Поэтому тема моего реферата - «Альтернативные источники
электроэнергетики». Основные цели моей работы: 1) ознакомиться с основными
аспектами энергетической проблемы в современном мире, 2) рассмотреть
основные методы нетрадиционной электроэнергетики, 3) сделать выводы, которые
помогут найти пути выхода из сложившейся на сегодняшний день ситуации. Для
достижения данной цели необходимо выделить и рассмотреть основные причины,
указывающие на важность скорейшего перехода к альтернативной
электроэнергетики. Это следующие причины:
 Глобально-экологический кризис. Сегодня общеизвестен и доказан факт
пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих
технологий (в частности ядерных и термоядерных), их применение
неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых
десятилетиях XXI века.
2

3.  Политическая сторона вопроса. Та страна, которая первой в полной мере
освоит альтернативную электроэнергетику, способна претендовать на
мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.
 Экономическое значение нетрадиционных источников. Переход на
альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные
ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях
промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими
альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из
традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства
альтернативных электростанций существенно короче. Цены на
альтернативную энергию снижаются, а на традиционную постоянно растут.
 Социальная сторона. Численность и плотность населения постоянно
растут. При этом трудно найти районы строительства атомных
электростанций (АЭС) и гидроэлектростанций (ГРЭС), где производство
энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей нас среды.
Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в
районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно-
энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими
равнинными ГЭС, - всё это увеличивает социальную напряженность.
 Эволюционно-исторический подход. В связи с ограниченностью
топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным нарастанием
катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты
существующая традиционная энергетика представляется тупиковой; для
эволюционного развития общества необходимо немедленно начать
постепенный переход на альтернативные источники энергии.
Теперь следует приступить к основной части реферата, т.е. рассказать все об
альтернативных источниках электроэнергетики. Но прежде для более глубокого
понимания главной темы хочу все-таки дать определение электроэнергетики и
немного рассказать о ее развитие, а потом приступить к раскрытию поставленных
целей.
3

4. Никакой вид энергии не
обходится
так дорого, как её недостаток.
Гоми Баба.
Электроэнергетика – составная часть энергетики, задача которой - выработка
электроэнергии на электростанциях и передача ее потребителям по линиям
электропередач. Эта единственная отрасль промышленности, продукцию которой
нельзя хранить, нельзя «запасать впрок».
Основные типы электростанций: тепловые, гидравлические, атомные. Они
являются традиционными. Для того чтобы быстрее, доступнее и кратко рассказать
о станциях такого типа, лучше всего соотнести все данные в таблицу и выделить
основное (см. приложения, рис. 1). Очевидно, что каждая станция имеет свои
недостатки и достоинства. ТЭС строятся быстро и дешево, но потребляют большое
количество топлива, работают в постоянном режиме, но требуют длительной
остановки при ремонтах, угольные ТЭС выбрасывают много твердых отходов и
вредных газов в атмосферу. Затем, ГЭС строятся дольше, стоят дороже всех типов
электростанций. Используют энергию падающей воды, себестоимость
электроэнергии минимальна, легко включаются в нужное время, происходит
затопление речных долин – особо ценных земель. АЭС строятся долго и стоят
дорого, но электроэнергия дешевле, чем на ТЭС, использует уран, требует
точности оборудования, квалифицированных работников, при работе без
происшествий – воздействие на среду незначительно; требуется захоронение
радиоактивных отходов. Очевидно, что эти типы электростанции отрицательно
воздействуют на окружающую среду. Интересно будет узнать, сколько процентов
электроэнергии производят на станциях разного типа (см. приложения, рис.2). Из
диаграммы видно, что больше всего приходит на ТЭС, затем идет ГЭС, а
последней стала атомная электростанция.
4

5. Дав поверхностное представление об электроэнергетики и о традиционных
источниках ее производства, следует приступить к раскрытию основной темы
работы «Альтернативные источники электроэнергетики».
"Нет простых решений,
есть только разумный выбор".
Мудрец.
Альтернативными источниками электроэнергетики называют
нетрадиционными, с помощью которых добывают энергию (но небольшую часть,
если сравнивать с основными типами электростанций). Ученые предостерегают:
разведанных запасов органического топлива при нынешних темпах роста
энергопотребления хватит всего на 70-130 лет. Именно такие умозаключения
лишний раз подтверждают необходимость скорейшего перехода к альтернативной
электроэнергетики. Основные виды «традиционной» энергии: солнечная, ветровая,
геотермальная, водородная, тепловая энергия океана, энергия приливов и отливов,
морских течений. Но обо всем подробнее. Для того, чтобы выделить основные
причины перехода к таким способам добычи энергии и найти пути выхода из
сложившейся на сегодняшний день ситуации необходимо разобраться в каждом
источнике альтернативной электроэнергетики и понять его сущность, все «за» и
«против».
Е
5

6. Водород – топливо
будущего.
Водород самый простой и легкий из всех химических элементов, можно
считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании
водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород,
причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды (см.
приложения, рис. 3). Во вселенной содержится 92% водорода (см. приложения,
рис.4),а 73% поверхности Земли покрыты водой, то можно считать, что водород -
неисчерпаемое топливо
Но как же используют водород как топливо сегодня? В настоящее время
существует множество методов промышленного производства водорода. Можно
выделить несколько наиболее распространенных способов получения водорода.
 Паровая конверсия природного газа/метана. В настоящее время данным
способом производится примерно половина всего водорода. Водяной пар при
температуре 700° −1000° С смешивается с метаном под давлением в
присутствии катализатора.
 Газификация угля. Старейший способ получения водорода. Уголь
нагревают при температуре 800°-1300° Цельсия без доступа воздуха. Из
атомной энергии. Использование атомной энергии для производства водорода
возможно в различных процессах: химических, электролиз воды,
высокотемпературный электролиз.
 Водород из биомассы. Водород из биомассы получается
термохимическим, или биохимическим способом. При термохимическом
методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500°-800°
С.
Водород обладает очень высокой теплотворной способностью. Водород
можно транспортировать и распределять по трубопроводам, как природный газ.
Что ожидает нас в будущем? Планируют построить водородное шоссе в
6

7. Калифорнии, а к 2010 году 200 заправочных станций на главных шоссе штата.
Вскоре начнет действовать SINERGY - Сингапурская энергетическая программа.
Это только небольшая часть всего, что планируется сделать. Но некоторое
уже реализовано. В Германии производятся подводные лодки класса U-212 с
топливными элементами производства Siemens AG (см. приложения рис.5).
Французский автомобильный концерн Renault совместно с компанией Nuvera Fuel
Cells планирует разработать серийный автомобиль, использующий в качестве
топлива водород, уже к 2010 г (см. приложения, рис. 6). Все выше приведенные
примеры лишний раз подтверждают, что водород имеет перспективы для
дальнейшего развития, много различных проектов запланировано уже, но, главное,
чтобы они были реализованы, и финансирование не тормозило этот процесс.
Ветровая энергия - огромная энергия движущихся воздушных масс. Запасы
энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек
планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры – от легкого ветерка,
несущего желанную прохладу в летний зной, до могучих ураганов, приносящих
неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный океан, на дне
которого мы живем.
Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра. Принцип
работы ветроустановок очень прост: лопасти, которые вращаются за счет силы
ветра, через вал передают механическую энергию к электрогенератору (см.
приложение, рис.7). Тот в свою очередь вырабатывает энергию электрическую.
Получается, что ветроэлектростанции работают как игрушечные машины на
батарейках, только принцип их действия противоположен. Вместо преобразования
электрической энергии в механическую, энергия ветра превращается
электрический ток. Чтобы как-то компенсировать изменчивость ветра, сооружают
огромные «ветреные фермы». Ветродвигатели там стоят рядами на обширном
пространстве и работают на единую сеть. На одном краю «фермы» может дуть
ветер, на другом в это время тихо. Ветряки нельзя ставить слишком близко, чтобы
они не загораживали друг друга. Поэтому ферма занимает много места. Такие
фермы есть в США, во Франции, в Англии, а в Дании «ветряную ферму»
разместили на прибрежном мелководье Северного моря: там она никому не мешает
и ветер устойчивее, чем на суше (см. приложения, рис. 8).
Но существуют также и недостатки данных установок. Вряд ли требуется
говорить, что за ветер платить не нужно, однако машины, нужные для того, чтобы
запрячь его в работу, обходятся слишком дорого. При использовании ветра
возникает серьезная проблема: избыток энергии в ветреную погоду и недостаток ее
7

8. в периоды безветрия. Но, несмотря на эти недостатки, ветроэнергетика все равно
имеет место в будущем и перспективы развития. Некоторые из них:
правительством Канады установлена - цель к 2015 году производить 10%
электроэнергии из энергии ветра, Германия планирует к 2020 году производить
20% электроэнергии из энергии ветра, В Испании к 2011 году будет установлено 20
000 МВт ветрогенераторов, Международное Энергетическое Агентство
International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030 году спрос на
ветрогенерацию составит 4 800 ГигаВатт.
Солнечная энергия – это кинетическая энергия излучения,
образующаяся в результате реакций в недрах Солнца. Поскольку её
запасы практически неистощимы, ее относят к возобновляемым
энергоресурсам.
Ныне солнечная энергетика широко применяется в случаях, когда
малодоступность других источников энергии в совокупности с изобилием
солнечного излучения оправдывает её экономически.
Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения.
1. Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов (см. приложения,
рис. 9).
2. Гелиотермальная энергетика - Нагревание поверхности, поглощающей
солнечные лучи и последующее распределение, и использование тепла.
3. «Солнечный парус» может в безвоздушном пространстве преобразовывать
солнечные лучи в кинетическую энергию.
4. Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергию в
энергию воздушного потока).
5. Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри
баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата).
Энергетическая башня.
Это и есть принцип действия энергетической башни: лучи солнца
концентрируются в одном пункте соответственно расположенными зеркалами. Эти
8

9. зеркала поворачиваются на протяжении дня, чтобы следовать за солнцем в его
небесном пути. Они отражают солнечные лучи и фокусируют их на энергетической
башне, где огромная концентрация энергии заставляет воду кипеть и превращаться
в пар. Пар по трубам поступает в турбину на Землю, вращает ее и вырабатывает
электричество (см. приложение, рис. 10).
Солнечные пруды.
Солнечные пруды – еще более дешевый способ улавливать солнечную
энергию. Искусственный водоем частично заполняется рассолом (очень соленой
водой), поверх которого находится пресная вода. Плотность рассола гораздо выше,
поэтому он остается на дне и с верхним слоем почти не смешивается. Солнечные
лучи без помех проходят через пресную воду, но поглощаются рассолом,
превращаясь при этом в тепло. Верхний слой действует как изоляция, не позволяя
нижнему остывать. Иными словами, в солнечных прудах используется тот же
принцип, что и в парниках, только земля и стекло заменены соответственно
рассолом и пресной водой.
Недостатки перечисленных установок.
К недостаткам всех перечисленных установок преобразования солнечной
энергии относится то, что для них нужны большие площади, причем относительно
недалеко (в пределах 80 км) от потребителя. Иначе потери при передаче
электроэнергии будут недопустимо высоки. Правда, со временем могут появиться
сверхпроводящие линии электропередач, которые решат проблему, однако в
ближайшем будущем строительство энергобашен и солнечных прудов
ограничивается недостатком вблизи крупных городов достаточно обширных
свободных территорий.
Перспективы солнечной энергетики.
Использование солнечной энергии может быть полезно в нескольких
отношениях. Во-первых, при замене ею ископаемого топлива уменьшается
загрязнение воздуха и воды. Во-вторых, замена ископаемого топлива означает
сокращение импорта топлива, особенно нефти. В-третьих, заменяя атомное
топливо, мы снижаем угрозу распространения атомного оружия. Наконец,
солнечные источники могут обеспечить нам некоторую защиту, уменьшая нашу
зависимость от бесперебойного снабжения топливом.
Солнечная энергия в будущем.
Корпорация PowerLight при финансовой поддержке компании General
Electric приступила к строительству крупнейшей в мире солнечной
электростанции. Электростанция разместится в одном из самых солнечных
9

10. районов Европы - в 200 км к юго-востоку от столицы Португалии Лиссабона (см.
приложения, рис 11). В скором будущем на севере Китая будет выстроена
солнечная электростанция, которая станет первой крупной коммерческой станцией,
перерабатывающей энергию солнца в электричество. Реализацией проекта
займется германская компания Solar Millennium AG и китайская фирма Inner
Mongolia Ruyi Industry.
Геотермальная энергетика — производство электроэнергии, а также тепловой
энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. В вулканических
районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на
относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности
иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам
возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем паротермы
распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна
при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие
горизонты пород с температурой менее 100°C распространены и на множестве
геологически малоактивных территорий, поэтому наиболее перспективным
считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Достоинства и недостатки. Итак, достоинствами геотермальной энергии
можно считать практическую неисчерпаемость ресурсов, независимость от
внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования
термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики и медицины. Недостатками ее
являются высокая минерализация термальных вод большинства месторождений и
наличие токсичных соединений и металлов, что исключает в большинстве случаев
сброс термальных вод в природные водоемы.
Хозяйственное применение геотермальных источников распространено в
Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа,
Коста Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.
Существуют следующие принципиальные возможности использования тепла
земных глубин. Воду или смесь воды и пара в зависимости от их температуры
можно направлять для горячего водоснабжения и теплоснабжения, для выработки
электроэнергии либо одновременно для всех трех целей. Высокотемпературное
тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно
использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой
источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.
10

11. Геотермальная электроэнергетика в мире. Крупнейшим производителем
геотермальной электроэнергии являются США. Основные промышленные зоны:
«гейзеры» — в 100 км к северу от Сан-Франциско (1360 МВт установленной
мощности), и северная часть Солёного моря в центральной Калифорнии (570 МВт
установленной мощности), в Неваде установленная мощность станций достигает
235 МВт. Геотермальная электроэнергетика, как один из альтернативных
источников энергии в стране, имеет особую правительственную поддержку. В
Исландии действует пять теплофикационных геотермальных электростанций
общей электрической мощностью 420 МВт, которые производят 26.5 % всей
электроэнергии в стране (см. приложения, рис. 12).
Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети
земной поверхности (361 млн. км2) занимают моря и океаны – акватория Тихого
океана составляет 180 млн. км2. Атлантического – 93 млн. км2, Индийского – 75
млн. км2. Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву
поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет
величину порядка 1026 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается
величиной порядка 1018 Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь
ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся
капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась
малоперспективной.
Последние десятилетие характеризуется определенными успехами в использовании
тепловой энергии океана. Так, созданы установки мини-ОТЕС (см. приложение,
рис.13) и ОТЕС-1 (ОТЕС – начальные буквы английских слов Осеаn Тhеrmal
Energy Conversion, т.e. преобразование тепловой энергии океана – речь идет о
преобразовании в электрическую энергию). В августе 1979 г. вблизи Гавайских
островов начала работать теплоэнергетическая установка мини-ОТЕС. Пробная
эксплуатация установки в течение трех с половиной месяцев показала ее
достаточную надежность. При непрерывной круглосуточной работе не было
срывов, если но считать мелких технических неполадок. Впервые в истории
техники установка мини-ОТЕС смогла отдать во внешнюю нагрузку полезную
мощность, одновременно покрыв и собственные нужды. Опыт, полученный при
эксплуатации мини-ОТЕС, позволил быстро построить более мощную
теплоэнергетическую установку ОТЕС-1 и приступить к проектированию еще
более мощных систем подобного типа.
Новые станции ОТЕС на мощность во много десятков и сотен мегаватт
проектируются без судна. Это – одна грандиозная труба, в верхней части которой
находится круглый машинный зал, где размещены все необходимые устройства
для преобразования энергии. Верхний конец трубопровода холодной воды
расположится в океане на глубине 25–50 м. Машинный зал проектируется вокруг
трубы на глубине около 100 м. Там будут установлены турбоагрегаты, работающие
на парах аммиака, а также все остальное оборудование. Масса всего сооружения
превышает 300 тыс. т. Труба-монстр, уходящая почти на километр в холодную
11

12. глубину океана, а в ее верхней части что-то вроде маленького островка.
Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные
в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с
помощью турбин, погруженных в воду (подобно ветряным мельницам,
«погруженным» в атмосферу).
Если бы мы смогли полностью использовать эту энергию, она была бы
эквивалентна суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт, Но
эта цифра чисто теоретическая, а практически можно рассчитывать на
использование лишь около 10% энергии течения. В настоящее время в ряде стран,
и в первую очередь в Англии, ведутся интенсивные работы по использованию
энергии морских волн. Британские острова имеют очень длинную береговую
линию, к во многих местах море остается бурным в течение длительного времени.
По оценкам ученых, за счет энергии морских волн в английских территориальных
водах можно было бы получить мощность до 120 ГВт, что вдвое превышает
мощность всех электростанций, принадлежащих Британскому Центральному
электроэнергетическому управлению.
Один из проектов использования морских волн основан на принципе
колеблющегося водяного столба. В гигантских «коробах» без дна и с отверстиями
вверху под влиянием волн уровень воды то поднимается, то опускается. Столб
воды в коробе действует наподобие поршня: засасывает воздух и нагнетает его в
лопатки турбин. Главную трудность здесь составляет согласование инерции
рабочих колес турбин с количеством воздуха в коробах, так чтобы за счет инерции
сохранялась постоянной скорость вращения турбинных валов.
12

13. Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов.
Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление – ритмичное
движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца (см.
приложение, рис.14). Поскольку Солнце находится от Земли в 400 раз дальше,
гораздо меньшая масса Луны действует на земные воды вдвое сильнее, чем масса
Солнца. Поэтому решающую роль играет прилив, вызванный Луной (лунный
прилив). В морских просторах приливы чередуются с отливами теоретически через
6 ч 12 мин 30 с. Если Луна, Солнце и Земля находятся на одной прямой, Солнце
своим притяжением усиливает воздействие Луны, и тогда наступает сильный
прилив. Когда же Солнце стоит под прямым углом к отрезку Земля-Луна
(квадратура), наступает слабый прилив (квадратурный, или малая вода). Сильный и
слабый приливы чередуются через семь дней.
Первая морская приливная электростанция мощностью 635 кВт была построена в
1913 г. в бухте Ди около Ливерпуля. В 1935 г. приливную электростанцию начали
строить в США. Американцы перегородили часть залива Пассамакводи на
восточном побережье, истратили 7 млн. долл., но работы пришлось прекратить из-
за неудобного для строительства, слишком глубокого и мягкого морского дна, а
также из-за того, что построенная неподалеку крупная тепловая электростанция
дала более дешевую энергию.
Аргентинские специалисты предлагали использовать очень высокую приливную
волну в Магеллановом проливе, по правительство не утвердило дорогостоящий
проект.
В электросеть Норвегии была подключена первая в истории подводная
электростанция, генерирующая электроэнергию за счёт приливно-отливных
движений воды (см. приложение, рис. 15).
С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает
ПЭС мощностью 240 тыс. кВт. Советский инженер Бернштейн разработал удобный
способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал
рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной
нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в
Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в
Мезенском заливе на Баренцевом море. В настоящее время в мире
эксплуатируются 10 приливных электростанций: промышленная «Ранс» во
Франции, экспериментальные – «Кислогубская» в России (см. приложения, рис. 16)
и «Аннаполис» в Канаде и семь малых ПЭС в Китае. В последние десятилетия
13

14. разработаны проекты крупных ПЭС «Северн» в Англии (8,6 ГВт), «Кемберленд»
(1,15 ГВт) и «Кобекуид» (4,03 ГВт) в Канаде, ведутся проектные работы по ПЭС в
Южной Корее, Австралии, Индии, Аргентине.
Альтернативные источники
электроэнергетики в России.
Узнав об альтернативной электроэнергетике, в общем, конечно, будет
интересно и, безусловно, очень важно рассказать об альтернативных источниках
именно в России. Узнать о положении альтернативной электроэнергетике в нашей
стране просто необходимо, потому что без этого невозможно продвижение вперед
во всей добыче энергии традиционной, и нетрадиционной. В 1990 году на долю
АПЭ приходилось приблизительно 0,05 % общего энергобаланса, в 1995 году -
0,14%, в 2005 год планировалось около 0,5-0,6% энергобаланса страны (т.е.
приблизительно в 30 раз меньше, чем в США, а если учесть соотношение
энергобалансов, то у нас «запланировано» отставание примерно в 150 раз). Такие
процентные соотношения, конечно, не радуют. Но в чем же проблемы такого
положения альтернативной электроэнергетике в России? Итак, по всем видам АПЭ
Россия находится на одном из последних мест в мире. В нашей стране отсутствует
правовая база для внедрения АПЭ, нет никаких стимулов для развития этого
направления.
В стране отсутствует отрасль, объединяющая все разрозненные разработки в
единый стратегический замысел. Практически отсутствует стратегия
полномасштабного перехода к альтернативной энергетике и по-прежнему делается
ставка на малую, автономную энергетику, причем в весьма отдаленном будущем.
Что, конечно скажется на экономическом отставании страны, а также на
экологической обстановке в стране. Проблема финансирования, на мой взгляд,
тоже актуальна и наиболее важная. Но все-таки в нашей стране существуют
станции, которые вырабатывают энергию за счет альтернативных источников,
несмотря на то, что их доля мала и незначительна. Подземное тепло или
геотермальную энергию используют на Камчатке (Паужетская станция, см.
приложение, рис.17). Выделяют основные области использования геотермальной
энергии (см. приложение, рис. 18). Этот способ добычи энергии относительно
дешевый и новый для нашей страны. Далее, на Кольском полуострове используют
энергию приливов и отливов (Кислогубская станция, она располагается в заливе,
которое соединяется с морем, такое узкое пространство перегораживают плотиной
и устанавливают турбины). Солнечная энергию используют в разных частях
России, особых закономерностей нет, только необходима ясная солнечная погода
(см. приложение, рис. 19). Ветровые станции широкого распространения у нас не
получили, но выделяются некоторые области (см. приложение, рис. 20) . Вот такое
скудное положение станций, производимых энергию при помощи альтернативных
источников, в России. Проблем, связанных с переходом на альтернативную
электроэнергетику, у нас очень много, и даже трудно выделить какую-либо из них.
Но, главное, то, что нам необходимо начать разработку и финансирование станций
таких типа, потому что это сказывается на экономическом отставании страны, если
14

15. сейчас это еще не очень проявляется, то в будущем ситуация изменится в корне из-
за того, что традиционные источники энергии не возобновимы, а на долго их не
хватит.
Вывод.
Роль энергии в поддержании и дальнейшем развитии цивилизации
неоспорима. За время существования нашей цивилизации много раз происходила
смена традиционных источников энергии на новые, такие переходы играли очень
важную роль во всем развитии человечества и в экономическом развитии каждой
страны, именно благодаря этому были выделены лидирующие и отстающие
страны. Говорить о значении энергии для всех землян необязательно т.к. каждый
человек понимает нашу зависимость от энергии. Жизнь не стоит на месте, все идет
вперед. Это доказывает и изменение структуры потребляемого топлива.
Человечество прошло следующий путь:
солома дрова уголь нефть газ.
На этом оно не остановится. Мы не знаем, что будет дальше, но можем это
предположить. Уже сейчас явно выражена необходимость перехода к
альтернативной электроэнергетике (причины указаны во введении). В своей работе
я рассказала об альтернативных источниках электроэнергетике, определила
причины скорейшего перехода к данному способу добычи энергии, рассказала о
положении дел, связанных с данным вопросом, в России. Все это уже было
сказано, но цель моей работы не только рассказать о выше перечисленном, но и
выделить то, что тормозит развитие альтернативной энергии, и что можно и уже
нужно сделать для достижения поставленной цели т.е. для перехода к такому
способу добычи энергии.
Почему в мире так неохотно переходят на АПЭ? Вот основные причины:
1) финансирование – пожалуй, самая главная проблема.
2) не достаточно изученность многих АИЭ
3) низкое КПД
4) разные административные барьеры
Преодолев одну проблему, человечество лишь приблизится к поставленной цели,
но не сможет осуществить ее полностью, поэтому нужно искать новые пути выхода
из сложившейся ситуации.
Существует много путей выхода, и каждый человек по-своему оценивает их, но я
хочу предложить следующее:
1) Необходимо объединить все разрозненные разработки в единый стратегический
замысел.
2) Обратить особое внимание на использование альтернативных источников в
крупных, развитых, индустриальных городах, потому что, как известно, все
инновации прежде всего появляются именно в них, и создать проект «АИЭ для
15

16. мировых столиц», задачи которого будут: внедрить альтернативную
электроэнергетику в жизнь городов, изменить сложившуюся на сегодняшний день
экологическую ситуацию, стать независимыми от поставщиков традиционных
источников электроэнергетики, которые диктуют цены на топливные ресурсы.
3) Создать привлекательность для инвесторов во вложении денежных средств в
проекты, связанные с переходом на альтернативные источники электроэнергетики,
путем снижением налогов или предоставлением определенных льгот. Тем самым
можно решить главную проблему неохотного перехода к альтернативным
преобразованиям энергии – финансирование.
4) Необходимо с помощью средств массовой информации донести до людей
сложившуюся на сегодняшний день ситуацию, но и обратить их внимание на
важность такого перехода.
Я выбрала эту тему, так как она кажется, на мой взгляд, очень интересной и
актуальной. Я считаю, что за альтернативными источниками энергии стоит
будущее. А уже сейчас мы должны думать, какую планету мы оставим своим
потомкам. Я не думаю, чтобы людям на Земле было все равно, в какой среде будут
расти их дети и внуки.
16

17. Используемая литература.
1. Журнал «Наука и жизнь», издательство «Правда», 1989г.
2. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника, 1997г.
3. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982г.
4. П. Ревелль, Ч. Ревелль «Энергетические проблемы человечества», «Мир», 1995г.
5. Славкин В. Все обо всем – М.: ТКО «АСТ», 1996г.
6. Справочник школьника – М.: «Слово», 1995г.
7. Электронная библиотека:
1. www.science-award.siemens.ru
2. www.wikipedia.org
17

18. Иллюстрированные приложения.
Тип электростанций Строительство и
эксплуатация
Работа в
энергосистеме
Воздействие на
окружающую
среду
Тепловые
(ТЭС)
Строятся быстро и
дешево, но
потребляют
большое количество
топлива,
следовательно,
затраты на добычу
и перевозку
топлива.
Работают в
постоянном режиме,
но требуют
длительной
остановки при
ремонтах.
Угольные ТЭС
выбрасывают
много твердых
отходов и вредных
газов в атмосферу.
Гидравлические
(ГЭС)
Строятся дольше,
стоят дороже всех
типов
электростанций.
Используют
энергию падающей
воды,
обслуживающий
персонал невелик,
себестоимость
электроэнергии
минимальна.
Могут покрывать
сильные нагрузки,
легко включаясь в
нужное время.
Происходит
затопление речных
долин – особо
ценных земель;
зарегулирование
стока рек.
Атомные
(АЭС)
Строятся долго и
стоят дорого, но
электроэнергия
дешевле, чем на
ТЭС.
Использует уран, не
зависит от
топливных ресурсов,
требует точности
оборудования.
Квалифицированных
работников.
При работе без
происшествий –
воздействие на
среду
незначительно;
требуется
захоронение
радиоактивных
отходов.
Рис. 1 Типы электростанций и их различия.
э
18

19. Рис. 2
Рис. 3
х
Рис. 3 Разложение воды.
19
Производство электроэнергии на станциях разного типа
67%
19%
14%
ТЭС
ГЭС
АЭС

20. Рис. 4
Рис. 5 «Водородный автомобиль»
Рис. 6 Подводная лодка в Германии с силовой установкой на водородных топливных
элементах.
20

21. Рис. 7 Ветроустановка.
Рис. 8 Прибрежная ферма ветроэнергетических установок Миддельгрюнден,
около Копенгагена, Дания. На момент постройки она была крупнейшей в мире.
Рис. 9 Получение энергии с
помощью фотоэлементов.
21

22. Рис. 10 Энергетическая башня.
Рис. 11 Солнечная электростанция.
Рис. 12 Несьявеллир ГеоТЭС, Исландия
22

23. Рис. 13 Установка OTEC
Рис.14 Влияние Луны на приливы и отливы.
Рис. 15 «Лунные мельницы»
23

24. Рис. 16 Экспериментальная приливная электростанция - Кислогубская ПЭС на
Баренцевом море.
Рис.17 Паужетская станция
Рис. 18
24

25. Рис. 19
25

26. Рис. 20
26