Енергетика й екологія

Серед переваг сонячної енергії — її вічність і ви¬няткова екологічна чистота. Сонячна енергія над¬ходить на всю поверхню Землі, лише полярні райо¬ни планети страждають від її нестачі. Тобто, прак¬тично на всій земній кулі лише хмари та ніч заважа¬ють користуватися нею постійно. Така загальнодо¬ступність робить цей вид енергії неможливим для монополізації, на відміну від нафти і газу. Звичайно, вартість 1 кВт • год. сонячної енергії значно вища, ніж отримана традиційним методом. Лише п'ята частина сонячного світла перетворюється в електрич¬ний струм, але ця частка дедалі зростає завдяки зу¬силлям учених та інженерів світу.

Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена по великій площі (іншими словами, має низьку густину), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати зби¬раючий пристрій з достатньою поверхнею. Найпро¬стіший пристрій такого роду — плоский колектор; в принципі це чорна плита, добре ізольована знизу.Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропус¬кає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. У просторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, в яких тече вода, масло, повітря, сірчистий ангідрид і т.п. Сонячне проміння, проникаючи крізь скло або плас¬тмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою та нагріває робочу речовину в трубках. Тепло¬ве випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в ньому значно вища (на 200—300 °С), ніж температура навколишнього повітря. У цьому виявляється так званий парниковий ефект. Більш складним колектором, Вартість якого значно вища, є вгнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче проміння в малому об'ємі біля певної геометричної точки — фокуса. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця. Це дає-змогу збирати Значну кількість сонячного проміння. Температура в робочому просторі дзеркальних колеїсгорів досягає 3000 °С і вище. Існують електрос¬танції дещо іншого типу, їх відмінність полягає в тому, що сфокусоване на вершину вежі сонячне теп¬ло приводить у рух натрієвий теплоносій, який нагріває воду до утворення пари. На думку фахівців, найпривабливішою ідеєю щодо перетворення соняч¬ної енергії є використання фотоелектричного ефек¬ту в напівпровідниках. Однак поверхня сонячних батарей для забезпечення достатньої потужності має бути досить значною (для добового вироблення 500 МВт • год. необхідна поверхня площею 500 000 м2), що досить дорого. Сонячна енергетика належить до найбільш матеріалоємних видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії спричиняє гігантське збільшення потреб у матеріа¬лах, а отже, в трудових ресурсах для видобутку сиро¬вини, її збагачення, отримання матеріалів, виготов¬лення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Ефективність сонячних електростанцій у районах, віддалених від екватора, досить мала че¬рез нестійкі атмосферні умови, відносно слабку Інтенсивність сонячної радіації, а також її коливан¬ня, зумовлені чергуванням дня і ночі.

ГЕОТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ

Геотермальна енергетика використовує високі тем¬ператури глибоких надр земної кори для вироблення теплової енергії. У деяких місцях Землі, особливо на краю тектонічних плит, теплота виходить на поверх¬ню у вигляді гарячих джерел — гейзерів і вулканів. В інших областях підводні джерела протікають крізь га¬рячі підземні пласти, і цю теплоту можна забрати че¬рез системи теплообміну. Ісландія є прикладом країн, де широко використовується геотермальна енергія.

БЮГАЗ. БІотЕхнотагая

Зараз розроблено технології, які дають змогу до¬бувати горючі гази з біологічної сировини в резуль¬таті хімічної реакції розпаду високомолекулярних сполук на низькомолекулярні за рахунок діяльності особливих бактерій (які беруть участь у реакції без доступу кисню з повітря). Схема реакції: біомаса + + бактерії -> горючі гази + інші гази + добрива.

Біомаса— це відходи сільськогосподарського виробництва (тваринництва, переробної промисловості). Основною сировиною для виробництва біогазу є гній, який доставляють на біогазввуетанцію. Головним про¬дуктом біогазової станції є суміш горючих газів (90 % у суміші складає метан). Цю суміш постачають на ус¬тановки для вироблення теплоти, на електростанції.

Відновлювані джерела (крім енергії води, що падає) мають спільний недолік: їхня енергія дуже слабо сконцентрована, що створює чималі труднощі для практичного використання. Вартість відновлю¬ваних джерел (не враховуючи ГЕС) набагато вища,

ніж традиційних. Як сонячна, так і вітрова та інші види енергії, можуть успішного використовуватись для вироблення електроенергії в діапазоні потужностей від кількох до десятків кіловат. Але ці види енергії цілком неперспективні для створення потуж¬них промислових ейергоджерел.