Возобновляемые источники электроэнергии. Их преимущества и недостатки | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №2 (397) январь 2022 г.

Дата публикации: 08.01.2022

Статья просмотрена: 1079 раз

Библиографическое описание:

Тищенко, И. Ю. Возобновляемые источники электроэнергии. Их преимущества и недостатки / И. Ю. Тищенко, Д. Ю. Тищенко, С. А. Завгородний. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 2 (397). — С. 56-59. — URL: https://moluch.ru/archive/397/87695/ (дата обращения: 16.12.2024).



В статье авторы рассматривают использование возобновляемых источников электроэнергии, их преимущества и недостатки.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии, солнечные батареи, гидроэлектростанции, ветрогенераторы.

Возобновляемая энергия — это энергия, произведённая из неисчерпаемых или возобновляемых природных ресурсов. За счет цикличности процессов, протекающих в природе, некоторые источники пополняются при прохождении полного цикла, что позволяет использовать их регулярно в энергетической отрасли.

Возобновляемые источники электроэнергии отличаются от альтернативных. Альтернативные источники электроэнергии включают в себя возобновляемые источники и другие неископаемые виды энергии. Основное назначение альтернативных источников электроэнергии является поиск нетрадиционных способов получения электроэнергии.

Нетрадиционные источники классифицируют по виду источника и явлению. Первая классификация содержит три источника:

— Механическая;

— Химическая;

— Тепловая.

Вторая классификация разделяет по явлениям:

— Солнце;

— Ветер;

— Вода.

Лидирующие положение среди возобновляемых источников электроэнергии занимают источники, основанные на преобразовании солнечной энергии. Потенциальные возможности использования солнечной радиации определяются географическими и климатическими характеристиками района, косвенно характеризуемые продолжительностью солнечного сияния. Наиболее пригодными для использования солнечной радиации в экономических целях являются территории, расположенные на экваторе и в ближних к нему широтах. Для России это Сочи, Астрахань, чуть восточнее — Кызыл и Владивосток.

Солнечная батарея — объединение фотоэлектрических преобразователей преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток. Пример солнечной батареи приведён на рис 1. Для получения электроэнергии используют панели, на которых концентрируется солнечные лучи, за счет происходит их нагревание и последующая выработка электроэнергии из-за взаимодействия элементов солнечной панели: фосфора и бора.

Солнечная батарея

Рис. 1. Солнечная батарея

Панели чаще всего используют при производстве космических аппаратов и для электроснабжения зданий.

Основными недостатками солнечной энергии является её стоимость, производство солнечных панелей, использование больших площадей и низкий коэффициент полезного действия, достигающий в лучшем случае 20 %. Преимущества солнечной энергии — автономность использования, возможность наращивания мощности, экологически безопасно.

Помимо энергии солнца, широко используют и энергию ветра. Ветер — это перемещение воздушной массы, возникающее за счёт разницы атмосферного давления и неравномерного распределения тепла. Ветер обладает кинетической энергией. Это используется при работе ветроэнергетических установок. При размещении установок учитывают скорость ветра в регионе. На территории РФ наиболее благоприятные районы для размещения ветрогераторов располагаются вдоль северных морей — Охотского, Баренцева и Карского.

Ветроэнергетическая установка представляет собой башню с вращающимися лопастями (рис. 2). Фундаменты башен погружают в грунт на глубину до 30 метров. Целесообразна установка конструкций под водой и с плавающими основаниями. Скорость и часто изменяется, из-за чего может снизиться выработка всего ветропарка.

Ветроэнергетические установки

Рис. 2. Ветроэнергетические установки

К недостаткам ветровой электроэнергетики можно отнести непостоянство ветра, влияние на климат и шум. К преимуществам — сбережение топлива и простая эксплуатация, дешевая электроэнергия.

В качестве еще одного возобновляемого источника энергии используют энергию воды. Основным источником в гидроэнергетике является энергия напора. Энергию воды преобразуют гидроэлектростанции (рис. 3), строящиеся на руслах рек. Необходимый напор воды образуется из-за разницы уровней воды, обеспеченных посредством сооружения плотины и водохранилища. В гидроагрегате вода поступает на лопасти гидротурбины, которая приводит в действие гидрогенератор, вырабатывающий непосредственно электроэнергию.

Нижне-Бурейская ГЭС

Рис. 3. Нижне-Бурейская ГЭС

К недостаткам использования энергии воды можно отнести повреждение экосистем и потери земли. Большие резервуары, необходимые для работы гидроэлектростанций, приводят к затоплению обширных земель выше по течению от плотины, уничтожая долины и леса. Помимо этого, у ГЭС есть и положительные стороны. Вода из водоёмов может идти на полив сельскохозяйственных культур, в ней можно разводить рыбу. Плотины помогают предотвратить наводнения.

Исходя из выше сказанного, можно прийти к выводу, что возобновляемые источники энергии обладают рядом преимуществ и недостатков. К преимуществам можно отнести снижение расхода топлива, незначительное влияние на экологию, возобновляемость. К недостаткам относят высокую стоимость, низкий КПД, занимание больших территорий.

Литература:

  1. Б. В. Лукутин Возобновляемые источники электроэнергии: учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. — 187 с.
  2. Д. де Рензо, В. В. Зубарев Ветроэнергетика. Москва. Энергоатомиздат, 1982
  3. Алибек Алхасов. Возобновляемая энергетика. — 2010. — 257 с
  4. Ушаков, В. Я. Возобновляемая и альтернативная энергетика: ресурсосбережение и защита окружающей среды. — Томск: СПБ Графикс, 2011. — 137 с.
  5. D. W. Keith,J. F. DeCarolis,D. C. Denkenberger,D. H. Lenschow,S. L. Malyshev,S.Pacala,P. J. Rasch. The influence of large-scale wind power on global climate (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2004. — Iss. 46.
Основные термины (генерируются автоматически): солнечная энергия, возобновляемый источник электроэнергии, возобновляемый источник энергии, солнечная батарея, альтернативный источник электроэнергии, источник, недостаток, преимущество, солнечная радиация, энергия воды.


Похожие статьи

Геотермальная энергетика

В статье авторы исследуют более экологичные источники энергии — геотермальные источники, а также необходимость отказа от использования традиционных источников энергии и перехода на возобновляемые источники.

Проблемы и перспективы развития электроэнергетики в современных условиях

Развитие возобновляемых источников энергии: экономический аспект

В статье представлены результаты научного исследования, посвященные изучению экономических аспектов развития возобновляемых источников энергии.

Перспективы использования когенерационных установок

В статье анализируются потенциальные области применения когенерационных установок, приводится их краткое описание, а также анализируются преимущества и недостатки.

Ветроэнергетика как источник электрической энергии

В данной статье рассмотрены проблемы современной энергетики. Изложен один из путей решения данной проблемы с помощью развития ветроэнергетики. Рассмотрены ветроэнергостанции, их автоматизированная система управления, недостатки и пути решения.

Актуальные вопросы развития рынка возобновляемых энергетических ресурсов в России

В данной статье автором рассмотрены перспективы развития рынка ВИЭ в России, а также функционирование ВИЭ в настоящее время.

Электростанции и их роль в системе энергообеспечения

В статье проанализированы различные электростанции в качестве источников энергообеспечения, показаны преимущества и недостатки традиционной и альтернативной энергетики. Показано, что крупные электростанции всё ещё ориентированы на традиционные источн...

Солнце — альтернативный источник энергии

В статье рассматривается альтернативный источник энергии — энергия солнца. Его значимость и возможности применения на практике.

Разработка альтернативного источника энергии на основе растительных продуктов

В данной статье излагаются взгляды, связанные с альтернативными источниками энергии на основе растительных продуктов. Показаны преимущества и недостатки их использования в быту. Особое внимание отводится на выяснение более эффективного метода изготов...

Альтернативные источники энергии в экономике Кубани

В статье исследуются альтернативные источники электроэнергии, в частности ветряная и солнечная энергетика. Рассматриваются пути применения альтернативных источников в сельскохозяйственной промышленности Краснодарского края Российской Федерации. Опред...

Похожие статьи

Геотермальная энергетика

В статье авторы исследуют более экологичные источники энергии — геотермальные источники, а также необходимость отказа от использования традиционных источников энергии и перехода на возобновляемые источники.

Проблемы и перспективы развития электроэнергетики в современных условиях

Развитие возобновляемых источников энергии: экономический аспект

В статье представлены результаты научного исследования, посвященные изучению экономических аспектов развития возобновляемых источников энергии.

Перспективы использования когенерационных установок

В статье анализируются потенциальные области применения когенерационных установок, приводится их краткое описание, а также анализируются преимущества и недостатки.

Ветроэнергетика как источник электрической энергии

В данной статье рассмотрены проблемы современной энергетики. Изложен один из путей решения данной проблемы с помощью развития ветроэнергетики. Рассмотрены ветроэнергостанции, их автоматизированная система управления, недостатки и пути решения.

Актуальные вопросы развития рынка возобновляемых энергетических ресурсов в России

В данной статье автором рассмотрены перспективы развития рынка ВИЭ в России, а также функционирование ВИЭ в настоящее время.

Электростанции и их роль в системе энергообеспечения

В статье проанализированы различные электростанции в качестве источников энергообеспечения, показаны преимущества и недостатки традиционной и альтернативной энергетики. Показано, что крупные электростанции всё ещё ориентированы на традиционные источн...

Солнце — альтернативный источник энергии

В статье рассматривается альтернативный источник энергии — энергия солнца. Его значимость и возможности применения на практике.

Разработка альтернативного источника энергии на основе растительных продуктов

В данной статье излагаются взгляды, связанные с альтернативными источниками энергии на основе растительных продуктов. Показаны преимущества и недостатки их использования в быту. Особое внимание отводится на выяснение более эффективного метода изготов...

Альтернативные источники энергии в экономике Кубани

В статье исследуются альтернативные источники электроэнергии, в частности ветряная и солнечная энергетика. Рассматриваются пути применения альтернативных источников в сельскохозяйственной промышленности Краснодарского края Российской Федерации. Опред...

Задать вопрос