Відновлювані енергоресурси, їх характеристика та види

- геотермальна енергія: теплова енергія, що надходить із земних надр, зазвичай у вигляді гарячої води або пари. Використовується для виробництва або безпосередньо як джерело тепла для систем теплопостачання, потреб сільського господарства тощо;

- сонячна енергія: випромінювання Сонця, що використовується для одержання гарячої води й електричної енергії;

- енергія вітру: кінетична енергія вітру, що застосовується для виробництва електроенергії у вітрових турбінах;

- енергія припливів, морських хвиль і океану: механічна енергія припливних потоків , або хвиль, що використовується для виробництва електричної енергії;

У структурі світового виробництва електричної енергії ВДЕ посідають почесне друге місце. Вони забезпечили 19% світового виробництва електроенергії в 2000 р., слідом за вугіллям (39%), випередивши атомну енергетику (17%), природний газ (17%) і нафту (8%). Основну кількість електроенергії, що виробляється ВДЕ, отримано на гідроелектростанціях (92 %). Незважаючи на значний прогрес у розвитку, геотермальна, сонячна й вітрова енергетика забезпечили в 2000 р. менше 3% від загального внеску ВДЕ, хоча вже у 2002 р. ця цифра зросла до 4%.Сонячна енергія. Сонце здатне забезпечити нас такою кількістю енергії, яка значно перевищує наші потреби. З часом люди винаходили нові способи використання сонячного випромінення. З’явилися навіси, що зберігають сонячне тепло взимку, теплиці, завдяки яким можна подовжувати тривалість сільськогосподарських робіт; зимові сади, високоефективні сушилки, сонячні пічки для приготування їжі та плавки металів, опріснювачі води тощо. На енергії сонячних променів сьогодні рухаються машини.

Сонячна енергетика грунтується на перетворенні сонячного випромінювання в електричну (сонячні електричні системи) чи теплову енергію (сонячні теплові системи - виробляють теплоту для одержання гарячої води, опалення приміщень тощо).

Сонячна енергія найефективніше може бути використана як теплова. Перевагою таких систем є високий коефіціент корисної дії (ККД), який сягає 45-60%, а в разі застосування концентраторів - 80-85%. Тепло отримане в сонячних системах теплопостачання використовується для нагрівання води, опалення будівель, у сільському господарстві, у технологічних процесах у промисловості.

Широкого розповсюдження набуло використання низькотемпературних сонячних систем, де теплоносій нагрівається до 100-2000C. Але іноді потрібні більш високі температури, і з цією метою використовують різного типу концентратори сонячного випромінення, що дозволяє досягати високих температур (до 3000 градусів за Цельсієм), чого достатньо навіть для плавки металів.

Прості водонагрівачі утримують весь об'єм рідини, яку необхідно на¬гріти. До них належать:

•відкритий резервуар на поверхні землі (наприклад, басейн). Це найпростішій нагрівач води.

•чорний резервуар - ємністьз чорною матовою повер¬хнею, в якій міститься рідина. Нагрівачі цього типу прості у виготовленні і дозволяють нагрівати воду до температури 45°С.

•проточні нагрівачі . В такій системі вода протікає по пара¬лельних трубках, закріплених на чорній металевій пластині.

Водонагрівачі більш складної конструкції нагрівають за певний час лише незначну частину рідини, яка потім, як правило, накопичується в окремому резервуарі для використання енергії у потрібний час.

Найбільш поширеним є використання сонячного випромінювання для нагрівання води в системах опалення та гарячого водопостачання за допомогою сонячних колекторів.

Їх підрозділяють на одноконтурні (прямі) і двоконтурні (непрямі). В одноконтурних системах циркулює вода, а в двоконтурних - теплоносій-антифриз (звичайно з вмістом поліпропіленгліколю). Цей теплоносій потрібний для того, щоб сонячна система теплопостачання могла використовуватися цілий рік. Спочатку антифриз нагрівається в колекторі, а потім він нагріває воду через теплообмінник.

Найпоширеніші пласкі (не фокусуючі) приймачі дозволяють збирати як пряме, так і розсіяне випромінення, а відтак працювати як у сонячну, так і хмарну погоду. Основним елементом сонячної нагрівальної системи(колектора) є приймач, у якому відбувається нагрівання рідини за рахунок сонячного випромінення.. Принцип дії його дуже простий: промені сонця, проникаючи крізь скло колектора (проходить близько 80-85%) зустрічаються з чорним дном колектора (абсорбером) і в значній мірі поглинаються ним. Абсорбер починає випромінювати інфрачервоне випромінювання, яке не може проникнути крізь скло назовні; знизу витоку тепла запобігає шар теплоїзолючого матеріалу. Акумульоване таким чином тепло передаеться теплоносію, що протікає по трубках, розташованих на дні колектора. Прокачування нагрітої рідини може здійснюватися як вимушено - активні системи, або системи з примусовою циркуляцією теплоносія, з використанням помп, так і природним шляхом - пасивні системи, або термосифонні, з природною циркуляцією, яка зумовлена перепадом температури і тиску, природною конвек¬цією. В останньому випадку нагрівач повинен розміщуватися нижче накопичувача на¬грітої води.