32,6% – нафта и нафтни деривати. 30,0% – угаљ. 23,7% – гас. Прва три међу изворима енергије који снабдевају човечанство изгледају управо овако. Звездани бродови и „зелена“ планета су још увек далеко као „далека, далека галаксија“.
Свакако постоји кретање ка алтернативној енергији, али је толико споро да се надају пробоју – још не. Будимо искрени: у наредних 50 година фосилна горива ће осветљавати наше домове.
Развој алтернативне енергије иде полако, као примљив господин уз насип Темзе. Данас се о нетрадиционалним изворима енергије пише много више него што је урађено за њихов развој и имплементацију у свакодневни живот. Али у овом правцу постоје 3 призната "мастодонта" који вуку остатак кочије за собом.
Нуклеарна енергија се овде не разматра, јер се о питању њене прогресивности и сврсисходности развоја може расправљати веома дуго.
Испод ће бити индикатори снаге станица, па ћемо за анализу вредности увести полазну тачку: најмоћнија електрана на свету је нуклеарна електрана Кашивазаки-Карива (Јапан). Која има капацитет од 8,2 ГВ.
Енергија ваздуха: ветар у служби човека
Основни принцип енергије ветра је претварање кинетичке енергије покретних ваздушних маса у топлотну, механичку или електричну енергију.
Ветар је резултат разлике ваздушног притиска на површини. Овде се примењује класични принцип „комуникационих пловила“, само на глобалном нивоу. Замислите 2 тачке – Москву и Санкт Петербург. Ако је температура у Москви виша, онда се ваздух загрева и подиже, остављајући низак притисак и смањену количину ваздуха у нижим слојевима. Истовремено, у Санкт Петербургу је висок притисак и има довољно ваздуха „одоздо”. Стога масе почињу да се сливају ка Москви, јер природа увек тежи равнотежи. Тако настаје проток ваздуха који се назива ветар.
Овај покрет носи огромну енергију коју инжењери желе да ухвате.
Данас 3% светске производње енергије долази из ветротурбина, а капацитет расте. У 2016. години инсталисани капацитет ветропаркова премашио је капацитет нуклеарних електрана. Али постоје 2 карактеристике које ограничавају развој правца:
1. Инсталирана снага је максимална радна снага. И ако нуклеарне електране раде на овом нивоу скоро све време, ветропаркови ретко достижу такве показатеље. Ефикасност таквих станица је 30-40%. Ветар је изузетно нестабилан, што ограничава примену у индустријским размерама.
2. Постављање ветропаркова је рационално на местима сталних струјања ветра – на тај начин је могуће обезбедити максималну ефикасност инсталације. Локализација генератора је значајно ограничена.
Енергија ветра се данас може посматрати само као додатни извор енергије у комбинацији са трајним, као што су нуклеарне електране и станице које користе запаљиво гориво.
Ветрењаче су се први пут појавиле у Данској - овде су их донели крсташи. Данас се у овој скандинавској земљи 42% енергије производи ветропарковима.
Пројекат изградње вештачког острва 100 км од обале Велике Британије скоро је завршен. У Доггер банци ће бити креиран фундаментално нови пројекат – за 6 км2 биће постављено много ветротурбина које ће преносити електричну енергију на копно. Биће то највећи ветропарк на свету. Данас је ово Гансу (Кина) са капацитетом од 5,16 ГВ. Ово је комплекс ветротурбина, који расте сваке године. Планирани индикатор је 20 ГВ.
И мало о трошковима.
Просечни показатељи трошкова за произведену 1 кВх енергије су:
─ угаљ 9-30 центи;
─ ветар 2,5-5 центи.
Ако је могуће решити проблем зависности од енергије ветра и тиме повећати ефикасност ветропаркова, онда они имају велики потенцијал.
Соларна енергија: мотор природе – мотор човечанства
Принцип производње заснива се на прикупљању и дистрибуцији топлоте од сунчевих зрака.
Сада је учешће соларних електрана (СПП) у светској производњи енергије 0,79%.
Ова енергија је, пре свега, повезана са алтернативном енергијом – пред вашим очима се цртају фантастична поља прекривена великим плочама са фотоћелијама. У пракси, профитабилност овог правца је прилично ниска. Међу проблемима се може издвојити кршење температурног режима изнад соларне електране, где се ваздушне масе загревају.
Програми развоја соларне енергије постоје у више од 80 земаља. Али у већини случајева говоримо о помоћном извору енергије, јер је ниво производње низак.
Важно је правилно поставити снагу, за шта се састављају детаљне карте сунчевог зрачења.
Соларни колектор се користи и за загревање воде за грејање и за производњу електричне енергије. Фотонапонске ћелије стварају енергију тако што „избијају“ фотоне под утицајем сунчеве светлости.
Лидер по производњи енергије у соларним електранама је Кина, а по производњи по глави становника Немачка.
Највећа соларна електрана налази се на соларној фарми Топаз, која се налази у Калифорнији. Снага 1,1 ГВ.
Постоје помаци за постављање колектора у орбиту и прикупљање сунчеве енергије без губитка у атмосфери, али овај правац и даље има превише техничких препрека.
Снага воде: коришћење највећег мотора на планети
Хидроенергија је лидер међу алтернативним изворима енергије. 20% светске производње енергије долази из хидроенергије. А међу обновљивим изворима 88%.
На одређеном делу реке гради се масивна брана, која потпуно блокира канал. Узводно се ствара резервоар, а висинска разлика дуж страна бране може достићи стотине метара. Вода брзо пролази кроз брану на местима где су постављене турбине. Дакле, енергија покретне воде врти генераторе и доводи до стварања енергије. Све је једноставно.
Од минуса: велика површина је поплављена, биоживот у реци је поремећен.
Највећа хидроелектрана је Санкиа („Три клисуре“) у Кини. Има капацитет од 22 ГВ и представља највећу електрану на свету.
Хидроелектране су уобичајене широм света, ау Бразилу дају 80% енергије. Овај правац је најперспективнији у алтернативној енергији и стално се развија.
Мале реке нису способне да произведу велику снагу, па су хидроелектране на њима пројектоване да задовоље локалне потребе.
Коришћење воде као извора енергије се спроводи у неколико главних концепата:
1. Употреба плиме и осеке. Технологија је по много чему слична класичној хидроелектрани, са једином разликом што брана не блокира канал, већ ушће у залив. Вода мора свакодневно колеба под утицајем привлачења месеца, што доводи до кружења воде кроз турбине бране. Ова технологија је примењена само у неколико земаља.
2. Коришћење енергије таласа. Стална колебања воде на отвореном мору такође могу бити извор енергије. Ово није само пролаз таласа кроз статички постављене турбине, већ и употреба „пловка”: али површина мора поставља ланац посебних пловака, унутар којих су мале турбине. Таласи врте генераторе и генерише се одређена количина енергије.
Генерално, данас алтернативна енергија није у стању да постане глобални извор енергије. Али сасвим је могуће обезбедити већину објеката аутономном енергијом. У зависности од карактеристика територије, увек можете изабрати најбољу опцију.
За глобалну енергетску независност биће потребно нешто суштински ново, попут „теорије етра“ славног Србина.
Без демагогије, чудно је да 2000-их човечанство производи енергију не много прогресивније од локомотиве коју су браћа Лумијер фотографисала. Данас је питање енергетских ресурса отишло далеко у сферу политике и финансија, што одређује структуру производње електричне енергије. Ако уље пали лампе, онда је некоме потребно…