Нетрадиционная энергетика: НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА • Большая российская энциклопедия

Содержание

Нетрадиционная энергетика | это… Что такое Нетрадиционная энергетика?

ТолкованиеПеревод

Нетрадиционная энергетика

Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

Содержание

  • 1 Направления альтернативной энергетики
  • 2 Альтернативный источник энергии
  • 3 Классификация источников
  • 4 Перспективы
  • 5 Инвестиции
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Литература

Направления альтернативной энергетики

  • ветроэнергетика
    Автономные ветрогенераторы
    Ветрогенераторы работающие параллельно с сетью
  • гелиоэнергетика
    Солнечный водонагреватель
    Солнечный коллектор
    Фотоэлектрические элементы
  • альтернативная гидроэнергетика
    приливные электростанции
    волновые электростанции
    мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)
    водопадные электростанции
  • геотермальная энергетика
    Тепловые и электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)
    Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта по средством теплообмена)
  • космическая энергетика
  • водородная энергетика и сероводородная энергетика
    Водородные двигатели (для получения механической энергии)
    Топливные элементы (для получения электричества)
  • биотопливо
    Получение биодизеля
    Получение метана и синтез-газа
  • распределённое производство энергии — новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

Альтернативный источник энергии

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников

Тип источников Преобразуют в энергию
Ветряные движение воздушных масс
Геотермальные тепло планеты
Солнечные электромагнитное излучение солнца
Гидроэнергетические движение воды
Биотопливные теплоту сгорания возобновляемого топлива (например, спирта)

Перспективы

На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1 % мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании,Канаде, России, Индии, Китае.

Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.

В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае.

В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый cпирт.

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и грядущим топливным дефицитом в традиционной энергетике.

По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП[1].

Инвестиции

Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.

Во всём мире 2008 году инвестировали в $51,8 млрд в ветроэенергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд[2].

Примечания

  1. European Renewables Target Can Create 2.8M Jobs
  2. Green energy overtakes fossil fuel investment, says UN

Ссылки

  • Геополитика солнца. Частный Корреспондент. chaskor. ru (22 ноября 2008).
  • Журнал «Академия Энергетики»
  • Практическое применение альтернативной энергетики

Литература

Wikimedia Foundation.
2010.

Игры ⚽ Нужно сделать НИР?

  • Неторей карта
  • Нетребин

Полезное

Нетрадиционная энергетика | это… Что такое Нетрадиционная энергетика?

ТолкованиеПеревод

Нетрадиционная энергетика

Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

Содержание

  • 1 Направления альтернативной энергетики
  • 2 Альтернативный источник энергии
  • 3 Классификация источников
  • 4 Перспективы
  • 5 Инвестиции
  • 6 Примечания
  • 7 Ссылки
  • 8 Литература

Направления альтернативной энергетики

  • ветроэнергетика
    Автономные ветрогенераторы
    Ветрогенераторы работающие параллельно с сетью
  • гелиоэнергетика
    Солнечный водонагреватель
    Солнечный коллектор
    Фотоэлектрические элементы
  • альтернативная гидроэнергетика
    приливные электростанции
    волновые электростанции
    мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках)
    водопадные электростанции
  • геотермальная энергетика
    Тепловые и электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле)
    Грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта по средством теплообмена)
  • космическая энергетика
  • водородная энергетика и сероводородная энергетика
    Водородные двигатели (для получения механической энергии)
    Топливные элементы (для получения электричества)
  • биотопливо
    Получение биодизеля
    Получение метана и синтез-газа
  • распределённое производство энергии — новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

Альтернативный источник энергии

Альтернативный источник энергии — способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Классификация источников

Тип источников Преобразуют в энергию
Ветряные движение воздушных масс
Геотермальные тепло планеты
Солнечные электромагнитное излучение солнца
Гидроэнергетические движение воды
Биотопливные теплоту сгорания возобновляемого топлива (например, спирта)

Перспективы

На возобновляемые (альтернативные) источники энергии приходится всего около 1 % мировой выработки электроэнергии. Речь идет прежде всего о геотермальных электростанциях (ГеоТЭС), которые вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах — Франции, Великобритании,Канаде, России, Индии, Китае.

Солнечные электростанции (СЭС) работают более чем в 30 странах.

В последнее время многие страны расширяют использование ветроэнергетических установок (ВЭУ). Больше всего их в странах Западной Европы (Дания, ФРГ, Великобритания, Нидерланды), в США, в Индии, Китае.

В качестве топлива в Бразилии и других странах все чаще используют этиловый cпирт.

Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и грядущим топливным дефицитом в традиционной энергетике.

По оценкам Европейской комиссии к 2020 году в странах Евросоюза в индустрии возобновляемой энергетики будет создано 2,8 миллионов рабочих мест. Индустрия возобновляемой энергетики будет создавать 1,1 % ВВП[1].

Инвестиции

Согласно отчёту ООН, в 2008 году во всём мире было инвестировано $140 млрд в проекты, связанные с альтернативной энергетикой, тогда как в производство угля и нефти было инвестировано $110 млрд.

Во всём мире 2008 году инвестировали в $51,8 млрд в ветроэенергетику, $33,5 млрд в солнечную энергетику и $16,9 млрд в биотопливо. Страны Европы в 2008 году инвестировали в альтернативную энергетику $50 млрд, страны Америки — $30 млрд, Китай — $15,6 млрд, Индия — $4,1 млрд[2].

Примечания

  1. European Renewables Target Can Create 2.8M Jobs
  2. Green energy overtakes fossil fuel investment, says UN

Ссылки

  • Геополитика солнца. Частный Корреспондент. chaskor. ru (22 ноября 2008).
  • Журнал «Академия Энергетики»
  • Практическое применение альтернативной энергетики

Литература

Wikimedia Foundation.
2010.

Игры ⚽ Нужен реферат?

  • Неторей карта
  • Нетребин

Полезное

Перспективы нетрадиционных источников энергии в Индии

Возобновляемые источники энергии, часто называемые нетрадиционными источниками энергии, представляют собой источники, которые постоянно обновляются за счет естественных процессов. Солнечная энергия, энергия ветра, биоэнергия (биотопливо, культивируемое устойчивым образом), гидроэнергетика и другие устойчивые источники энергии являются некоторыми примерами.

Система возобновляемой энергии преобразует энергию солнца, ветра, падающей воды, морских волн, геотермального тепла или биомассы в тепло или электричество, которые люди могут использовать. Большая часть возобновляемой энергии поступает от солнца и ветра, прямо или косвенно, и никогда не может быть исчерпана, поэтому ее называют возобновляемой.

Однако традиционные источники энергии, такие как уголь, нефть и природный газ, обеспечивают большую часть мировой энергии. Невозобновляемые источники энергии — это слово, используемое для описания этих видов топлива. Несмотря на то, что доступное количество этих видов топлива огромно, они конечны и теоретически «иссякнут» в какой-то момент в будущем.

Почему необходимо использовать нетрадиционные источники энергии?

С ростом потребления энергии население все больше зависит от ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и газ. Поскольку цены на газ и нефть продолжают расти с каждым днем, необходимо гарантировать поставки энергии в будущем. В результате мы должны использовать все больше и больше возобновляемых источников энергии. Правительство Индии учредило отдельный департамент под названием « Отдел нетрадиционных источников энергии «За эффективное использование нетрадиционных источников.

Некоторые преимущества нетрадиционных источников энергии: 

  • Они возобновляемы по своей природе.
  • Они практически не загрязняют окружающую среду по сравнению с традиционными источниками энергии.
  • Требуют минимального обслуживания.
  • Это долгосрочный экономичный выбор.

Некоторые недостатки Нетрадиционные источники энергии:

  • Первоначальная стоимость установки выше.
  • Энергию нельзя брать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, круглый год, потому что одни дни будут более ветреными, чем другие, и будет светить солнце. сильнее в другие дни.
  • Энергия должна храниться. Географические местоположения могут быть трудными для навигации.

Нетрадиционные источники энергии

1. Солнечная энергия

С доисторических времен солнечная энергия была наиболее доступным и бесплатным источником энергии. Каждый год солнечная энергия, по оценкам, примерно в 15 000 раз превышает ежегодное коммерческое потребление энергии в мире, достигает планеты. От 300 до 330 дней в году Индия получает солнечную энергию в диапазоне от 5 до 7 кВтч/м2 . Этой энергии достаточно для работы солнечной электростанции мощностью 20 мегаватт на квадратный километр земли.

Мощность проекта NTPC почти вдвое превышает мощность солнечного парка Бхадла в Раджастхане, который в настоящее время является крупнейшей в стране солнечной электростанцией. К 2032 году NTPC надеется построить 60 ГВт (гигаватт) мощностей возобновляемой энергии.

«Долгосрочные выгоды будут получены от разработки доступных, неограниченных и чистых технологий солнечной энергии», — заявило Международное энергетическое агентство в 2011 году. безвозмездная поставка. Это повышает устойчивость, уменьшает загрязнение, сокращает расходы на смягчение последствий изменения климата и удерживает цены на ископаемое топливо ниже, чем они были бы в противном случае. Эти преимущества широко распространены. В результате возросшие расходы на поощрения за раннее развертывание следует рассматривать как расходы на обучение, которые необходимо расходовать осторожно и справедливо распределять». В Австралии самое большое количество солнечной энергии в мире, на которую приходится 9,9% от общего спроса на электроэнергию в 2020 году.

Солнечные тепловые устройства используются в бытовых и промышленных солнечных водонагревателях, воздухонагревателях, солнечных плитах и ​​солнечных сушилках.

a) Солнечные водонагреватели:

Представляет собой тонкую плоскую прямоугольную коробку, установленную на крыше здания или жилого дома с прозрачной крышкой, обращенной к солнцу. Через коробку проходят маленькие трубки, по которым нагревается жидкость, которая может быть водой или другой жидкостью, например раствором антифриза. Трубки соединены с пластиной теплопоглощающего абсорбера, на которую нанесено специальное покрытие. Тепло вырабатывается в коллекторе и передается жидкости, протекающей по трубкам.

Самая эффективная, но и самая дорогая форма солнечного коллектора горячей воды – это вакуумный трубчатый коллектор. В этих коллекторах используются стеклянные или металлические трубки с вакуумом, что позволяет им работать в более холодных районах.

b) Солнечная плита:

Солнечная плита — это устройство, которое готовит с использованием солнечной энергии, что значительно снижает потребность в ископаемом топливе, древесине и электричестве. Однако его можно использовать только для увеличения количества топлива для приготовления пищи, а не для его полной замены. Это основное устройство для приготовления пищи, которое подходит для домашнего использования в течение большей части года, за исключением сезона дождей, пасмурных дней и зимних месяцев. Солнечные плиты в коробке: в Индии наиболее распространены коробчатые солнечные плиты с одним отражающим зеркалом. Эти плиты стали довольно популярными в сельских районах, где женщины проводят значительное количество времени за сбором дров.

c) Солнечная фотогальваническая система (PV):

Используя фотоэлектрический эффект, фотогальваническая система преобразует свет в постоянный электрический ток (DC). Солнечная фотоэлектрическая энергия превратилась в многомиллиардный, быстрорастущий бизнес, который продолжает повышать свою рентабельность и вместе с CSP имеет самые высокие перспективы среди всех возобновляемых технологий. Линзы или зеркала, а также системы слежения используются в системах концентрированной солнечной энергии (CSP) для фокусировки широкой области солнечного света в крошечный луч. Объекты концентрированной солнечной энергии были впервые произведены в промышленных масштабах в 1980-е годы.

Техническое название солнечных электростанций – фотоэлектрические . Photo — это сокращение от «light», а voltaic — это сокращение от «electric». Фотоэлементы обычно изготавливаются из кремния, материала, который спонтанно высвобождает электроны при воздействии света. Количество электронов, испускаемых кремниевыми элементами, пропорционально количеству падающего на них света. Кремниевая ячейка заключена в металлическую сетку, которая направляет электроны по маршруту для создания электрического тока. Этот ток направляется в провод, который подключается к батарее или устройству постоянного тока. Одна ячейка обычно производит 1,5 Вт электроэнергии. Отдельные элементы соединяются в солнечную панель или модуль с выходной мощностью от 3 до 110 Вт. Солнечные панели могут быть соединены последовательно и параллельно, чтобы сформировать солнечную батарею, которая может производить столько энергии, сколько позволяет пространство. Модули обычно предназначены для обеспечения питания 12 вольт. Пиковая мощность фотоэлектрических модулей измеряется в солнечный полдень в ясный день.

d) Насосы для солнечной воды:

Насос в насосной системе солнечной воды питается от двигателя на солнечной энергии, а не от традиционной энергии, получаемой из коммунальной сети. Солнечная батарея, размещенная на платформе, и мотопомпа, совместимая с фотоэлектрической батареей, составляют систему перекачки воды SPV. Он преобразует солнечную энергию в электричество, которое затем используется для питания насосной системы. Вода забирается из открытого колодца, скважины, ручья, пруда или канала с помощью насосной системы.

2. Энергия ветра

Энергия ветра — это процесс использования энергии ветра для производства электроэнергии. Кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую энергию. Из-за кривизны Земли различные части атмосферы нагреваются в разной степени, когда солнечное излучение попадает в атмосферу. Экватор получает больше всего тепла, а полюса — меньше всего.

Ветры возникают при перемещении воздуха из более теплых мест в более холодные, и именно эти воздушные потоки улавливаются ветряными мельницами и ветряными турбинами для выработки электроэнергии. Энергия ветра не является новым открытием; он использовался на протяжении тысячелетий в виде обычных ветряных мельниц — для измельчения кукурузы, перекачивания воды и управления парусными судами. Благодаря усовершенствованным технологиям энергия ветра теперь может использоваться для производства энергии в большем масштабе.

Обладая потенциалом в 20 000 МВт, Индия была определена как одна из самых привлекательных стран для развития ветроэнергетики . По состоянию на сентябрь 2001 г. общая установленная мощность ветрогенераторов в мире составляла 23 270 МВт. В Германии 8100 МВт, в Испании 3175 МВт, в США 4240 МВт, в Дании 2417 МВт, в Индии 1426 МВт. В результате Индия занимает пятое место в мире по производству энергии ветра. Тамил Наду имеет 39 ветровых станций, Гуджарат — 36, Андхра-Прадеш — 30, Махараштра — 27, Карнатака — 26, Керала — 16, Лакшадвип — 8, Раджастхан — 7, Мадхья-Прадеш — 7, Орисса — 7, Западная Бенгалия — 2. 1 в Андаманском Никобаре и 1 в Уттар-Прадеше. Семь из 208 подходящих станций имели плотность энергии ветра более 500 Вт/м2.

3. Энергия биомассы

Биомасса – это возобновляемый источник энергии, состоящий из углеродсодержащих отходов человеческой и природной деятельности. Он поступает из самых разных мест, включая побочные продукты деревообрабатывающей промышленности, сельскохозяйственные культуры, лесное сырье, бытовой мусор и так далее. Биомасса не выделяет углекислый газ в атмосферу, поскольку она поглощает такое же количество углерода во время своего роста, как и выделяет при сжигании. Его преимущество в том, что он может генерировать энергию, используя то же оборудование, которое сейчас используется для сжигания ископаемого топлива.

Биомасса является важным источником энергии и, после угля, нефти и природного газа, самым важным топливом на планете. Ожидается, что биоэнергия в форме биогаза станет одним из наиболее важных источников энергии для устойчивого развития во всем мире. Биомасса в виде биогаза имеет лучшую энергоэффективность, чем прямое сжигание.

Биогаз — это чистое и эффективное топливо, изготовленное из коровьего навоза, человеческих отходов или любого другого биологического вещества, подвергнутого анаэробной ферментации. Биогаз содержит 55-60% метана, а остальное в основном представляет собой углекислый газ. Биогаз – это нетоксичное топливо, которое можно использовать для приготовления пищи и освещения. Побочный продукт можно использовать в качестве высококачественного навоза.

Топливо из биомассы составляет примерно треть от общего потребления топлива в стране. Это основной источник энергии для более чем 90% сельских семей и около 15% городских домохозяйств. Энергия и навоз производятся с использованием исключительно местных ресурсов, таких как коровий навоз и другие органические отходы. В результате биогазовые установки являются дешевыми источниками энергии в сельской местности.

4. Гидроэнергетика

Начало промышленной революции было вызвано потенциальной энергией падающей воды, которая собиралась и преобразовывалась в механическую энергию водяными колесами.

Реки и ручьи были перекрыты плотинами, а мельницы были возведены везде, где был достаточный напор или перепад высот. Турбина вращается, потому что через нее проходит вода под давлением. Турбина связана с генератором, который вырабатывает энергию.

Потенциал малой гидроэнергетики в Индии оценивается более чем в 10 000 МВт. К концу марта 1999 года в Индии было установлено в общей сложности 183,45 МВт малых гидроэлектростанций. Отдельно возводятся малые ГЭС мощностью 3 МВт, сейчас строится проект мощностью 148 МВт.

5. Энергия океана и приливов

a) Энергия приливов:

Для выработки энергии приливов и отливов требуется строительство плотины через эстуарий для предотвращения приливов и отливов. Как и в случае плотин гидроэлектростанций, напор воды используется для привода турбин, которые вырабатывают энергию из поднятой воды в бассейне.

Плотины могут быть построены для выработки электроэнергии на приливах, отливах или на обоих берегах реки. Диапазон приливов может варьироваться от 4,5 до 12,4 метра в зависимости от местоположения. Для экономичной работы и достаточного напора воды для турбин необходим диапазон приливов не менее 7 м.

b) Мощность океана:

Океаны занимают более 70% поверхности Земли, что делает их крупнейшими коллекторами солнечной энергии на планете. Энергия океана получается из водных волн, приливов и тепловой энергии (тепла), хранящейся в океане. Солнце нагревает поверхностные воды гораздо сильнее, чем глубокие океанские воды, сохраняя при этом тепловую энергию.

6. Геотермальная энергия

Это тип энергии, получаемой из земли. Он заключен в земной коре на глубине 10 км в виде горячих источников, гейзеров и других природных явлений. Около 250 горячих источников с температурой от 9От 0 до 130 градусов по Цельсию были обнаружены в таких областях, как долина Пуга в Ладакхе, Маникаран в Химачал-Прадеше и Таттапани в Чхаттисгархе, что указывает на то, что геотермальный потенциал Индии в основном находится вдоль Гималаев. Национальная аэрокосмическая лаборатория в Бангалоре запустила пилотный проект недалеко от Маникарана для исследований и разработок, а также сбора данных для строительства более крупных геотермальных электростанций.

Индия может похвастаться крупнейшими в мире программами использования возобновляемых источников энергии . В деревнях и городах Индии были созданы и используются различные решения в области возобновляемых источников энергии. В 1992 году было создано Министерство нетрадиционных источников энергии (МИНЭС) для надзора за всеми аспектами нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Правительство Индии также учредило Агентство по развитию возобновляемых источников энергии с ограниченной ответственностью (IREDA) для оказания финансовой помощи проектам по возобновляемым источникам энергии в виде субсидий и займов под низкие проценты.

Долгосрочный экономический успех и прогресс любой страны неразрывно связаны с развитием и безопасностью ее энергетического сектора. В свете конечности и ограниченности запасов традиционных источников энергии, а также их воздействия на окружающую среду необходимо уделить особое внимание развитию секторов нетрадиционной энергетики и их эффективному использованию на благо и прогресс общества. Такие усилия также способствовали бы созданию большого количества рабочих мест на всех уровнях, особенно в сельских районах. В результате для развивающихся стран все большее значение приобретает внедрение технологий нетрадиционной и возобновляемой энергетики. Отрасли нетрадиционной и возобновляемой энергетики в Индии имеют большие возможности для роста. Индия — единственная страна, в которой есть специальное министерство по нетрадиционным источникам энергии. В Индии действует крупнейшая в мире программа децентрализованной солнечной энергетики, вторая по величине в мире программа по производству биогаза и усовершенствованных печей и пятая по величине в мире программа по использованию энергии ветра.

Нетрадиционные источники энергии — GeeksforGeeks

Можете ли вы представить себе вождение автомобиля, работающего на воде? Или тот, который питается от Солнца? Дело в том, что вам, возможно, придется привыкнуть к таким диковинным мыслям. Традиционные виды топлива все больше истощаются, в то время как нетрадиционные источники энергии становятся нашим будущим. И, чтобы их запустить, давайте больше изучать нетрадиционные источники энергии.

Энергия является важнейшим компонентом экономической инфраструктуры, поскольку она является основным ресурсом, необходимым для поддержания экономического роста. Экономическое развитие и использование энергии тесно связаны между собой. Чем выше потребление энергии на душу населения в стране, тем она более развита, и наоборот. Человеческая цивилизация зависит от множества источников энергии. В этой статье мы обсудим нетрадиционные источники энергии и их использование, преимущества и недостатки. Прежде, что давайте сначала поймем, что такое энергия?

Что такое энергия?

Термин «Энергия» относится к способности или способности выполнять работу. Существуют кинетическая энергия, электрическая энергия, тепловая энергия, потенциальная энергия, химическая энергия, ядерная энергия и другие виды энергии. Все источники энергии связаны с движением. Кинетическая энергия, например, связана с любым движущимся объектом или телом.

Энергия, согласно принципу сохранения энергии или основному правилу термодинамики, не может быть произведена или уничтожена, а может только преобразовываться из одной формы в другую.

Существует два основных источника энергии: Традиционные источники энергии и Нетрадиционные источники энергии .

Традиционные источники энергии- Источники энергии, которые используются людьми в течение длительного периода времени и после завершения эксплуатации не могут быть быстро заменены, называются традиционными источниками энергии. Например, уголь, нефть и т. д.

Нетрадиционные источники энергии — Источники энергии, которые постоянно пополняются в природе и широко доступны. Нетрадиционными их называют потому, что до сих пор они не нашли широкого применения в нашей повседневной жизни. Эти источники энергии также не вызывают загрязнения. Например, солнечная энергия от солнца, энергия ветра от ветра, энергия приливов, биогаз и так далее.

Давайте обсудим нетрадиционные источники энергии более подробно:

Нетрадиционные источники энергии

Солнце является основным источником энергии на нашей планете, и все остальные примеры, упомянутые выше, получены либо напрямую, либо косвенно от солнца. Например, ветровая энергия, которую мы получаем от ветров и ветров, производится неодинаковым нагревом двух разных областей поверхности земли. Таким образом, мы можем использовать эти источники энергии до тех пор, пока наша земля не получит свет от солнца, который будет там в течение следующих миллионов лет. По этой же причине нетрадиционные источники энергии также называют возобновляемые источники энергии так как каждый день эти энергии обновляются в природе.

Нетрадиционные источники энергии , часто называемые возобновляемыми источниками энергии, представляют собой источники энергии, которые постоянно обновляются за счет естественных процессов. Нетрадиционные источники энергии быстро не истощаются и могут создаваться в постоянном темпе для многократного использования.

Приливная, ветровая, солнечная, ядерная энергия, энергия биомассы и другие природные ресурсы геотермальной энергии обозначаются как « нетрадиционные ресурсы ». Поскольку они не загрязняют окружающую среду, мы можем использовать их для получения чистой энергии с минимальными отходами.

Кроме того, эти источники энергии дешевле и не загрязняют окружающую среду и природу. Они также известны как возобновляемые источники энергии, поскольку они могут быть созданы или созданы в результате естественных процессов со скоростью, превышающей или равной скорости, с которой они используются.

Давайте обсудим каждый пример нетрадиционных источников энергии с их примерами, преимуществами, недостатками как:

Приливная энергия

Прежде чем узнать, что такое приливная энергия, давайте сначала разберемся, что такое приливы? Приливы — это периодическое движение вод океана из-за гравитационной силы Луны и Солнца. Приливы бывают двух видов – приливы т.е. подъем воды и отливы т.е падение уровня воды. Поскольку это вызвано действием Солнца и гравитационного эффекта Луны, приливная энергия называется возобновляемой энергией.

Энергия приливов — это энергия подъема и опускания воды во время приливов и отливов. Энергию приливов можно преобразовать в электричество, построив плотины через узкие проходы в море.

Энергия приливов и отливов получается и используется для выработки электроэнергии с помощью машины под названием Генератор приливной энергии . Приливные плотины или дамбы строятся над ограниченным входом в море. Когда уровень моря поднимается, вода льется в плотину. Это приводит к смещению лопастей турбины, соединенных на входе в плотину. В результате вырабатывается мощность.

Энергия приливов, полученная с помощью генератора энергии приливов

Преимущества энергии приливов

Некоторые преимущества энергии приливов:

  1. Энергия приливов является возобновляемым источником энергии, что означает, что она не ухудшается по мере потребления.
  2. Приливные электростанции, помимо того, что они являются устойчивым источником энергии, не выделяют парниковых газов при производстве электроэнергии.
  3. Приливные течения вполне предсказуемы. Отливы и приливы следуют предсказуемым закономерностям, что позволяет легко предсказать, когда в течение дня будет вырабатываться электричество.
  4. Приливные электростанции способны производить большое количество электроэнергии. Одна из ключевых причин этого заключается в том, что вода чрезвычайно плотная — более чем в 800 раз плотнее воздуха.
  5. Кроме того, система, созданная для получения приливной энергии, имеет низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.

Недостатки приливной энергии

Некоторые недостатки приливной энергии:

  1. Возможное место установки должно соответствовать чрезвычайно точным условиям для разработки приливной электростанции. Поскольку они должны располагаться на береговой линии, возможные местоположения станций ограничены прибрежными штатами.
  2. Из-за высокой плотности воды приливные энергетические турбины должны быть значительно более надежными, чем ветряные турбины. Стоимость строительства приливной электростанции варьируется в зависимости от используемой технологии.
  3. Тот факт, что приливная энергия является возобновляемой, не означает, что она полностью экологически безопасна. Развитие приливных электростанций может оказать существенное влияние на окружающую экологию.
  4. Хотя приливная энергия генерирует предсказуемую мощность, она не производит постоянную мощность. Мы можем предсказать, когда приливная электростанция выработает электричество, но эта мощность может не соответствовать спросу на энергию.

Энергия ветра  

Энергия ветра называется энергия ветра . Ветер содержит кинетическую энергию, которую можно использовать для использования энергии путем преобразования ее в механическую энергию с помощью ветряной мельницы. Хотя энергия ветра используется нами давно, она использовалась для приведения в движение парусов корабля еще в древности.

Преимущества:

i. Как и солнечная энергия, это также возобновляемая форма энергии.

ii. Он не вызывает загрязнения воздуха и глобального потепления, выделяя вредные газы.

iii. Он компактен и требует очень мало места на поверхности земли, а земля между двумя ветряными мельницами может использоваться для сельского хозяйства и других различных целей.

Недостатки:  

i. Это очень зависит от местоположения, так как ветряные мельницы не могут быть установлены во всех местах. Его можно устанавливать только в местах с сильным ветром

ii. Он очень дорог в установке и сложен в ремонте.

III. Штормы и циклоны наносят большой ущерб ветряным мельницам.

Теперь, поняв преимущества и недостатки энергии ветра, давайте разберемся, как работает ветряная мельница и как она производит энергию.

Ветряная мельница представляет собой высокую башнеобразную конструкцию с лопастями (чаще всего с тремя). Под действием ветра эти лопасти вращаются, а они вращают катушку, соединенную с лопастями. Эта катушка помещается между северным и южным полюсами магнита, который действует как электрический генератор и производит электричество.

Солнечная энергия

Солнце является самым большим источником энергии, который у нас есть, оно постоянно излучает очень высокую энергию в течение очень долгого времени и будет продолжать это делать. Энергия, которую мы получаем от солнца, называется солнечной энергией.

Солнечную энергию можно использовать с помощью нескольких устройств, таких как солнечная плита и солнечная панель.

Солнечная плита

Все мы знаем, что черная поверхность поглощает большую часть падающей на нее энергии и очень мало отражает обратно. Этот принцип используется солнечными плитами и солнечными водонагревателями. В дополнение к этому, некоторые солнечные плиты используют нагреватель, чтобы сфокусировать солнечные лучи в определенной точке для большего нагрева. Также плиты накрыты стеклянной пластиной, догадались, почему? Это происходит из-за парникового эффекта, поскольку стеклянные пластины задерживают солнечное тепло внутри плиты.

Недостаток солнечной плиты: Солнечная плита может работать только при наличии солнечного тепла, она не может накапливать солнечную энергию для повторного использования.

Солнечная панель

Недостаток солнечной плиты преодолевается за счет использования солнечной панели. Солнечная панель представляет собой набор солнечных элементов. Один элемент может производить напряжение около 0,5-0,9 В и может производить энергию 1,5 Вт.  

Преимущества:  

i. Они не требуют обслуживания и служат около  25 лет.

ii. Они могут хранить солнечную энергию в виде электричества и могут быть повторно использованы несколькими способами.

iii. Они являются очень важным источником энергии для космических полетов, так как все орбитальные аппараты и спутники используют солнечную энергию.

Недостатки:

i. Солнечные элементы состоят из кремния. Хотя он доступен в изобилии, но высококачественный кремний очень дорог, поэтому стоимость установки становится очень высокой.

Солнечная энергия также имеет решающее значение для нашего выживания. Это связано с тем, что без солнечной энергии растения не могут осуществлять фотосинтез, и, следовательно, не осталось бы пищи.

Преимущества солнечной энергии:

i. Солнечная энергия доступна нам в бесконечном количестве. Так как солнце будет там и будет непрерывно излучать энергию в течение следующих нескольких сотен миллионов лет.

ii. Солнечная энергия может защитить природу и уменьшить глобальное потепление. Солнечная энергия — это зеленая форма энергии, которую можно преобразовать в электричество и использовать в различных источниках энергии, и этот процесс создания электричества намного чище, чем сжигание угля, который выделяет вредные газы в нашу атмосферу.

III. Солнечные устройства (такие как солнечные панели и солнечные плиты), хотя и дорогие сейчас, являются разовыми инвестициями и экономят хорошие деньги в долгосрочной перспективе.

iv. Правильное использование солнечной энергии также является очень важным аспектом нашего освоения космоса, поскольку искусственные спутники и другие орбитальные аппараты, которые мы отправляем в космическое пространство и на разные планеты, работают с использованием солнечной энергии.

Энергия ветра  

Энергия, получаемая от ветра, называется энергией ветра . Ветер содержит кинетическую энергию, которую можно использовать для использования энергии путем преобразования ее в механическую энергию с помощью ветряной мельницы. Хотя энергия ветра использовалась нами уже давно, в древние времена она использовалась для приведения в движение парусов корабля.

Преимущества:

i. Как и солнечная энергия, это также возобновляемая форма энергии.

ii. Он не вызывает загрязнения воздуха и глобального потепления, выделяя вредные газы.

iii. Он компактен и требует очень мало места на поверхности земли, а земля между двумя ветряными мельницами может использоваться для сельского хозяйства и других различных целей.

Недостатки:  

i. Это очень зависит от местоположения, так как ветряные мельницы не могут быть установлены во всех местах. Его можно устанавливать только в местах с сильным ветром

ii. Он очень дорог в установке и сложен в ремонте.

iii. Штормы и циклоны наносят большой ущерб ветряным мельницам.

Теперь, поняв преимущества и недостатки энергии ветра, давайте разберемся, как работает ветряная мельница и как она производит энергию.

Ветряная мельница представляет собой высокую башнеобразную конструкцию с лопастями (чаще всего с тремя). Под действием ветра эти лопасти вращаются, а они вращают катушку, соединенную с лопастями. Эта катушка помещается между северным и южным полюсами магнита, который действует как электрический генератор и производит электричество.

 

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия — это тепловая энергия, которой обладают горные породы внутри земли. Места, где камни внутри очень горячие, называются горячими точками.

Тепло этих камней нагревает подземные воды и превращает их в пар. Этот пар извлекается путем бурения скважины в земле и подключения трубопровода для вращения турбины с помощью пара и выработки электроэнергии для использования.

В Индии только в Мадхья-Прадеше есть точка доступа. Но в США нет. геотермальных электростанций. Тихоокеанское огненное кольцо также является подходящим местом для геотермальных источников энергии.

Преимущества:

i. Они возобновляемы и полностью экологически безопасны.

ii. Они также являются энергией будущего, и новые исследования по более эффективному использованию геотермальной энергии ведутся в разных частях мира.

Энергия биомассы

Сначала поймите, что такое биомасса? Отходы и мертвые останки живых животных, растений называют биомассой. Они содержат соединения углерода. Запасенная в них химическая энергия называется энергией биомассы. Эта форма энергии используется людьми с самого раннего возраста. Люди сжигают древесину и навоз крупного рогатого скота для приготовления пищи в течение очень долгого времени и продолжают по сей день. Но этот метод не очень выгоден, так как выбрасывает в атмосферу вредные газы.

Гораздо более передовым и эффективным способом использования биомассы является производство биогаза из биомассы. Биогаз производится путем разложения биомассы в отсутствие кислорода. Биогаз содержит почти 60% метана, а остальное – двуокись углерода, водород и сероводород.

Биогаз производится на большой куполообразной установке, также называемой биогазовой установкой. В Индии, однако, эти заводы называются Гобарским газовым заводом, потому что основным продуктом, из которого здесь производится биогаз, является коровий навоз (также называемый гобар на местном языке).

Преимущества:

i. Это эффективная технология, которая производит топливо из наших отходов.

ii. Это снижает нашу зависимость от ископаемых видов топлива, поскольку биогаз, полученный на заводах по производству биомассы, может непосредственно использоваться в качестве топлива

III. Это очень рентабельно и дешево.

iv. Это углеродно-нейтральный. При сжигании биоотходов выделяется двуокись углерода, но при сжигании биотоплива, такого как биогаз и т. д., в атмосферу не выделяется углерод.

Недостатки:

i. Он выделяет метан в окружающую среду, вызывая парниковый эффект и глобальное потепление.

ii. Он не так эффективен, как ископаемое топливо.

iii. Строительство биогазовой установки требует много места.

Атомная энергия

Ядерная энергия – это энергия, вырабатываемая при расщеплении одного тяжелого ядра на два легких ядра или при слиянии двух легких ядер в одно тяжелое ядро ​​с образованием огромного количества энергии в виде тепла и света.

Ядерные реакции бывают двух типов:

i. Ядерное деление

ii. Ядерный синтез

Ядерный деление- Процесс, при котором одно тяжелое ядро ​​(например, урана, полония) расщепляется на два легких ядра, производя при этом большое количество энергии и нейтронов.

Ядерный синтез- Процесс, при котором два легких ядра сливаются в одно тяжелое при очень высокой температуре и давлении, производя большое количество энергии.

В обеих реакциях источником энергии является потеря массы, сумма продуктов меньше суммы продуктов. Потеря массы преобразуется в энергию в соответствии с уравнением массы-энергии Эйнштейна , E=mc2.

Хотя ядерные реакции производят большое количество энергии, они неуправляемы и могут привести к взрыву.

Но мы, люди, до сих пор можем контролировать только реакцию деления. Внутри ядерного реактора в контролируемых условиях происходит реакция деления с выделением тепла, которое используется для производства пара, вращающего турбину для производства электроэнергии.

Реакция ядерного деления

Мы видели определение ядерного деления, в котором говорится, что в реакции деления одно тяжелое ядро ​​распадается на два легких ядра и производит большое количество энергии и нейтронов вместе с ним. Эти нейтроны идут и сталкиваются с другими атомами урана (или плутония), и таким образом продолжается цепная реакция, и каждая из этих реакций испускает огромное количество энергии в виде тепла и света. Именно поэтому ядерные реакции неуправляемы. Теперь давайте разберемся, как электроэнергия вырабатывается атомной электростанцией.

Преимущества ядерной энергии:

i. Ядерная энергия является зеленым источником энергии, который не производит никаких вредных газов.

ii. Количество энергии, получаемой в результате одной ядерной реакции, очень велико.

Недостатки:

i. Ядерные реакции очень трудно контролировать, так как они представляют собой цепные реакции, и даже небольшая ошибка может привести к огромным рискам.

ii. Элементы, используемые в реакции, радиоактивны, и излучение может вызвать серьезные проблемы со здоровьем, такие как рак и другие генетические деформации.

III. К сожалению, это также используется в ядерном оружии. Атомная бомба основана на реакции ядерного деления, где реакция неуправляема. Он использовался два раза во время Второй мировой войны и стал причиной гибели миллионов людей.

На сегодняшний день мы не можем контролировать реакции синтеза.

Ядерный синтез происходит внутри Солнца, где два атома водорода объединяются в один атом гелия, который в процессе производит огромное количество энергии.

Примеры задач

Проблема 1: Каковы условия для того, чтобы источник энергии был хорошим источником энергии?

Решение:

Источник энергии считается хорошим источником энергии, если,

  • Легко доступный
  • Легкий в хранении и транспортировке
  • Экономичный

Проблема 2: может энергии быть полностью свободным от загрязнения? Почему и почему бы и нет?

Решение:

Нет, любой источник энергии не может быть полностью экологически чистым. Это связано с тем, что процесс производства энергии может не вызывать загрязнения, но производство необходимых устройств может вызывать загрязнение. Подобно тому, как солнечная энергия является зеленой, но производство солнечных батарей вызывает загрязнение. Точно так же ядерная энергия может не вызывать загрязнения, но электронные отходы, образующиеся после реакций деления, вредны и представляют опасность для здоровья. Тем не менее, они намного чище, чем невозобновляемые источники энергии, такие как ископаемое топливо, уголь и т. д.

Задача 3: Назовите и определите процесс, используемый для производства электроэнергии с использованием ядерной энергии.

Решение:

Процесс, используемый для производства электроэнергии из ядерной энергии, называется ядерным делением.

Ядерное деление: Ядерное деление — это процесс, при котором одно тяжелое ядро ​​распадается на два легких ядра почти одинаковой массы и производит огромное количество энергии в виде тепла и света.

Задача 4: Назовите два преимущества и недостатки производства электроэнергии из солнечной энергии.

Решение:

Преимущества солнечной энергии:

  • Это экологически чистый источник энергии, поскольку он не загрязняет окружающую среду.
  • Он широко доступен, его хватит на миллионы лет, и поэтому он является более надежной формой энергии, чем ископаемое топливо и уголь.

Недостатки солнечной энергии:

  • Стоимость солнечной панели слишком высока, поэтому не все могут ее себе позволить.
  • Для установки солнечных панелей требуется много открытого пространства, которое получает хороший солнечный свет. Таким образом, он не может быть установлен в любом месте.

Проблема 5: Почему использование древесины в качестве топлива нецелесообразно, хотя древесина считается возобновляемым источником энергии?

Решение:

Использование древесины в качестве топлива нецелесообразно, так как:

  • Леса, утраченные при добыче древесины, восстанавливаются примерно 15-20 лет, что является довольно длительным периодом времени. Таким образом, однажды потерянная древесина не может быть немедленно восстановлена.
  • При сжигании древесины выделяется несколько парниковых газов, таких как двуокись углерода и метан, которые вызывают парниковый эффект, а дым вызывает загрязнение воздуха.

Проблема 6: Как все живые существа на нашей планете прямо или косвенно зависят от нашего солнца в своем выживании?

Решение:

Солнце называют основным источником энергии на нашей планете, потому что растениям требуется солнечный свет для производства пищи с помощью фотосинтеза. Этот процесс имеет два важных значения: во-первых, он обеспечивает всех животных на этой планете, включая нас, пищей, во-вторых, он высвобождает кислород, который является поддерживающим жизнь газом для выживания всех живых существ. Солнце также нагревает нашу планету, что создает подходящую температуру на нашей планете для жизни. Солнечное нагревание является причиной ветров и волн на нашей планете.

Нетрадиционная энергетика: НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА • Большая российская энциклопедия