Гидротермальная энергия

.

Кроме подземного существует и водное тепло, которое также представляет интерес в качестве источника энергии.

p>Солнце нагревает только верхние слои воды морей и океанов, так как нагретая вода не опускается вниз, поскольку ее плотность меньше, чем у холодной. В результате температура поверхностных слоев воды во многих районах тропиков достигает 27—30 °С, а температура воды на глубине в 1 км не превышает 5 °С. Этот перепад температур образует огромный источник энергии, мощность которого достигает 100—130 ТВт. В настоящее время можно освоить лишь 4—5 ТВт, так как существующие способы позволяют получить эффект при условии, когда разница температур не менее 20 °С.

Для преобразования данной энергии в электричество служат системы, использующие эффект фазового перехода жидкостей в нар при низких температурах.

В 1974 г. на Гавайях был построен Центр развития океанской тепловой энергетики — NELHA (Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority). Уже в 1979 г. заработала первая экспериментальная электростанция закрытого цикла на 50 кВт. Станция, известная как «Mini-ОТЕС» (Ocean Thermal Energy Conversion), была установлена на пришвартованной примерно в 2 км от берега морской барже. Станция действовала с августа по октябрь 1979 г., причем разница между полезной и затраченной мощностью составила 12—15 кВт.

В районе Нью-Йорка построена ОТЕС мощностью 7,18 МВт.

Однако следует отметить, что к промышленному освоению запасов тепловой энергии Мирового океана человечество пока не приступило.

История использования энергии ветра уходит в глубокую древность. Первоначально ее использовали для движения парусных судов, затем человек научился строить ветряные мельницы. С развитием электрических приводов эпоха ветряных мельниц к середине XX в. закончилась.

В последнее время энергия ветра вновь привлекает внимание энергетиков, поскольку имеет колоссальные ресурсы. Среднегодовая мощность ветров на планете составляет 25—40 ТВт, что значительно больше суммарной мощности искусственных энергетических установок. В настоящее время может быть использовано не более 10% этой энергии, так как наиболее мощные воздушные течения находятся на высоте, равной несколько сотен метров. Ветроресурсы России, доступные для технического освоения, равны около 1,1 ТВт.

В конце XX — начале XXI в. начинается бурное развитие ветроэнергетики. Если в 1994 г. суммарная установленная мощность всех ветроэнергетических установок (ВЭУ) в мире составляла 3,5 ГВт, то к концу 2012 г. превысила 282,6 ГВт. По оценкам Американской ассоциации энергетики ветра (AWEA), к концу 2020 г. суммарная установленная мощность ВЭУ на планете достигнет 1,2 ГВт. Согласно прогнозам организации «Гринпис» и Европейской ассоциации ветроэнергетики к 2040 г. доля ветроэнергетики в мировом производстве электроэнергии может вырасти до 40%. В долгосрочной перспективе аналитики предсказывают ветроэнергетике победу над гидроэнергетикой, которая в настоящее время производит 23% мирового электричества.

Сегодня лидирующее положение в выработке электроэнергии на ВЭУ занимает Германия, где суммарная установленная мощность таких установок равна 18,4 ГВт.

В 1995 г. на острове Беринга вблизи Камчатки были запущены две ВЭУ мощностью по 250 кВт каждая. В соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика» в России суммарная установленная мощность ВЭУ к 2015 г. будет доведена до 228 МВт.

Первая в Беларуси промышленная ВЭУ мощностью 250 кВт введена в строй в 2005 г.

Кроме очевидных достоинств, ветроэнергетика имеет ряд недостатков. Мощность ВЭУ зависит от скорости ветра в кубе — фактора, отличающегося большим непостоянством, поэтому подача электроэнергии с ВЭУ в энергосистему отличается значительной неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем режиме. Поскольку в энергосистеме имеются пики и провалы энергопотребления, то введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему увеличивает ее дестабилизацию. При включении ВЭУ требуется резерв мощности в энергосистеме (например, в виде ГАЭС). Данная особенность существенно удорожает получаемую от ВЭУ электроэнергию. Такие проблемы в энергосистемах начинаются после достижения доли ветроэнергетики 20—25% от общей установленной мощности системы.

К экологическим недостаткам ветроэнергетических установок следует отнести шум, инфразвук и вибрацию. В непосредственной близости уровень шума достаточно крупной ВЭУ может превышать 100 дБ. Также помимо шума, воспринимаемого человеческим ухом, вокруг ВЭС возникает опасный инфразвук частотой 6—7 Гц, вызывающий резонанс некоторых органов человека. При этом нарушается координация движения, повышается утомляемость, возникает чувство тошноты, снижается внимание. Инфразвук практически не поглощается в атмосфере. ВЭС также могут оказывать вибрационное воздействие па близлежащие поселения людей, поэтому в Великобритании, Германии, Нидерландах и Дании приняты законы, ограничивающие уровень шума от работающих ВЭУ до 45 дБ в дневное время и до 35 дБ ночыо. Кроме того, определено минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.

Крупномасштабное применение ВЭУ в каком-то одном районе может также вызвать там климатические изменения, так как скорость движения воздуха после комплекса таких установок существенно снижается.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >