Tradiciniai ir alternatyvūs elektros gamybos būdai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Šiuo metu žmonija naudoja visus įmanomus elektros energijos gamybos būdus. Sunku pervertinti šio š altinio svarbą. Ir jo vartojimas auga kiekvieną dieną. Dėl šios priežasties vis daugiau dėmesio skiriama netradiciniams elektros gamybos būdams. Tuo pačiu metu šie š altiniai šiame vystymosi etape negali visiškai patenkinti žemės gyventojų poreikių. Šiame straipsnyje trumpai apžvelgiami pagrindiniai tradiciniai ir alternatyvūs elektros gamybos būdai.

Elektros tiekimas iš šiluminių elektrinių

Šis elektros gamybos būdas yra labiausiai paplitęs. Pavyzdžiui, Rusijos Federacijoje šilumos š altiniai sudaro beveik 80% visų būtinų išteklių generavimo. Metai bėgaaplinkosaugininkai jau praktiškai šaukia apie neigiamą tokių inžinerinių statinių poveikį aplinkai ir žmonių sveikatai, tačiau praėjusio amžiaus viduryje pastatytos (ar net ikirevoliucinės) stotys ir toliau aprūpina elektra apgyvendintus miestus ir dideles pramonės įmones.

Šilumos š altiniai yra tradiciniai elektros gamybos būdai. Ir dabar, tris ar keturis dešimtmečius, jie užima pirmaujančią vietą reitinge pagal produkciją. Ir tai nepaisant sparčiai besivystančių alternatyvių elektros energijos gamybos būdų.

Tarp visų inžinerinių projektų išskiriamas specialus statinio tipas. Tai termofikacinės elektrinės, kurių papildoma funkcija – aprūpinti šiluma miestiečių namus ir butus. Ekspertų teigimu, tokių elektrinių efektyvumas yra itin žemas, o generuojamo resurso perkėlimas dideliais atstumais susijęs su dideliais nuostoliais.

Energija gaminama taip. Deginamas kietas, skystas ar dujinis kuras, kaitinant vandenį katile iki reikšmingos temperatūros. Garų jėga varo turbinos mentes, todėl turbinos generatoriaus rotorius sukasi ir generuoja elektrą.

Hidroelektrinės yra perspektyvus būdas gaminti elektrą

Rusijos imperijoje pradėti statyti sudėtingi inžineriniai statiniai, skirti vandens energiją paversti elektros energija. Nuo to laiko praėjo daug metų, o šis š altinis vis dar veikia.naudojamas. SSRS industrializacijos metais (1930 m.) visoje šalyje išaugo milžiniškos hidroelektrinės. Į šių milžinų (kuris vertas tik vienos Zaporožės hidroelektrinės!) statybą buvo įmestos visos jaunos ir trapios šalies jėgos. Tų metų inžinerinės konstrukcijos vis dar veikia ir gamina daug elektros energijos.

Šiuo metu valstybė lažinasi už „žaliųjų“elektros gamybos būdų kūrimą. Todėl aktyviai finansuojamos modernių ir labai našių hidroelektrinių statybos visoje šalyje. Vidutinio dydžio objektų statybos mažuose upių intakuose strategija visiškai pasiteisino. Viena tokia stotis gali visiškai patenkinti nedidelių gretimų gyvenviečių elektros poreikius. Nacionaliniu mastu tai padidins šalies ekonomikos efektyvumą ir šalies pramonės prekių gamintojų konkurencingumą.

Šios technologijos trūkumai yra didelė tokių objektų kaina ir labai ilgas atsipirkimo laikotarpis. Pagrindinės išlaidos – užtvankos statybai. Bet reikia pastatyti patį pastatą (administracinius ir mašinų pastatus), pastatyti vandens išleidimo įrenginį ir pan. Konstrukcijos parametrai ir sudėtis priklauso nuo daugelio veiksnių: generatorių sumontuotos galios ir vandens slėgio, elektrinės tipo (užtvankos, kanalo, nukreipimo, saugyklos, potvynio). Hidroelektrinėse didelėse laivybai skirtose upėse taip pat yra sudėtingų laivybai tinkamų šliuzų ir kanalų, užtikrinančių žuvų migraciją į nerštavietes.

Branduolinės energijos pramonė

Atominė elektrinė šiandien nieko nebestebina. Tokie įrenginiai buvo pradėti aktyviai statyti dar SSRS. Todėl ši technologija priklauso tradiciniams elektros gamybos būdams.

Atominės elektrinės vis dar aktyviai statomos ne tik Rusijoje, bet ir artimose bei tolimose užsienio šalyse. Pavyzdžiui, rusiškų šaknų turinti bendrovė „Rosatom“finansuoja tokio š altinio statybą B altarusijos Respublikoje. Beje, ši stotis bus pirmoji šioje teritorijoje.

Pasaulio požiūris į branduolinę energiją yra labai dviprasmiškas. Pavyzdžiui, Vokietija rimtai nusprendė visiškai atsisakyti taikaus atomo. Ir tai tuo metu, kai Rusijos Federacija aktyviai investuoja į naujų, naujausios kartos įrenginių statybą.

Mokslininkai patikimai nustatė, kad branduolinio kuro nuosėdos žemės gelmėse yra daug didesnės už visas angliavandenilių žaliavų (naftos ir dujų) atsargas. Nuolat didėjanti angliavandenilių paklausa lemia jų brangimą. Štai kodėl branduolinės energijos plėtra atsiperka.

Vėjo energija

Pramoninio masto vėjo energijos pramonė atsirado palyginti neseniai ir įtraukta į netradicinių elektros gamybos būdų sąrašą. Ir tai yra labai perspektyvi technologija. Su didele tikimybe galima teigti, kad tolimoje ateityje vėjo malūnai gamins tiek elektros energijos, kiek reikės žmonijai. Ir tai ne tušti žodžiai, nes kukliausiais vertinimaismokslininkai, bendra vėjo jėga Žemės rutulio paviršiuje yra bent šimtą kartų didesnė už visų vandens išteklių galią.

Pagrindinė problema yra oro srautų nenuoseklumas, dėl kurio sunku numatyti energijos gamybą. Vėjai nuolat pučia didžiulę Rusijos teritoriją. Ir jei išmoksite efektyviai ir efektyviai naudoti šį neišsenkantį išteklį, galėsite patenkinti visus sunkiosios pramonės ir šalies gyventojų poreikius.

Nepaisant akivaizdžios vėjo energijos naudojimo naudos, vėjo jėgainėse pagaminamos elektros energijos kiekis neviršija vieno procento visos. Šiems tikslams skirta įranga yra labai brangi, be to, ne visose srityse tokie įrenginiai bus efektyvūs, o elektros transportavimas dideliais atstumais susijęs su dideliais nuostoliais.

Geoterminė energija

Geoterminių š altinių plėtra pažymėjo naują etapą alternatyvių elektros energijos gamybos būdų kūrimo istorijoje.

Elektros generavimo principas – karšto vandens garų kinetinės ir potencialios energijos tiekimas iš požeminio š altinio į generatoriaus turbinos mentes, kurios sukimosi judesiais gamina srovę. Teoriškai temperatūrų skirtumas žemės plutos paviršiuje ir gelmėse būdingas bet kuriai sričiai. Tačiau dažniausiai ji yra minimali, o panaudoti elektrai gaminti neįmanoma. Tokių stočių statyba pateisinama tik mtam tikros mūsų planetos sritys (seismiškai aktyvios). Islandija yra šio metodo kūrimo pradininkė. Šiems tikslams galima panaudoti ir Rusijos Kamčiatkos žemes.

Energijos gavimo principas yra toks. Karštas vanduo iš žemės gelmių patenka į paviršių. Slėgis čia daug mažesnis, todėl vanduo užverda. Atskirti garai nukreipiami vamzdynu ir sukasi generatoriaus turbinų mentes. Sunku numatyti šio modernaus elektros gamybos būdo ateitį. Galbūt tokios stotys bus masiškai statomos Rusijos Federacijos teritorijoje, o gal laikui bėgant ši idėja užges ir niekas apie tai neprisimins.

Vandenyno šiluminės energijos plėtra

Pasaulio vandenynai yra nuostabūs savo mastu. Specialistai negali net apytiksliai įvertinti jame sukauptos šiluminės energijos kiekio. Aišku viena – kolosalus resursų kiekis lieka nepanaudotas. Šiuo metu jau yra pastatyti elektrinių prototipai, kurie vandenynų vandenų šilumos energiją paverčia srove. Tačiau tai yra bandomieji projektai ir nėra tikrumo, kad ši energetikos sritis bus toliau plėtojama.

Ebb and flow elektros energijos pramonėje

Galingos atoslūgio jėgos pavertimas vertingais išvestiniais produktais yra naujas būdas gaminti elektrą. Šių reiškinių prigimtis dabar žinoma ir nesukelia tos pagarbios baimės, kuri kilo tarp mūsų protėvių. Taip yra dėl magnetinio lauko įtakosištikimasis planetos palydovas – mėnulis.

Pastebimiausios vandens potvynių ir atoslūgių srovės stebimos sekliuose jūrų ir vandenynų vandenyse, taip pat upių vagose.

Pirmoji stotis, kuri tikrai davė rezultatų, buvo pastatyta dar 1913 m. JK netoli Liverpulio. Nuo tada daugelis šalių bandė pakartoti šią patirtį, tačiau galiausiai dėl įvairių priežasčių jos atsisakė šios įmonės.

Saulės energija

Tiesą sakant, visas natūralus iškastinis kuras susidarė prieš milijonus metų, dalyvaujant saulės šviesai ir jai veikiant. Taigi galime teigti, kad žmonija jau seniai ir aktyviai naudoja produktus, gautus iš saulės. Tiesą sakant, upių ir ežerų buvimas yra dėkingas šiam neišsenkančiam š altiniui, užtikrinančiam vandens cirkuliaciją. Tačiau tai nereiškia, kad šiuolaikinė saulės energija. Palyginti neseniai mokslininkai sugebėjo sukurti ir pagaminti specialias baterijas. Jie gamina elektros energiją, kai saulės šviesa patenka į jų paviršių. Ši technologija reiškia alternatyvų būdą gaminti elektrą.

Saulė yra bene galingiausias š altinis iš visų šiuo metu žinomų. Per tris dienas Žemės planeta gauna tiek energijos, kiek nėra visuose ištirtuose ir galimuose visų tipų šiluminių išteklių telkiniuose. Tačiau tik 1/3 šios energijos pasiekia žemės plutos paviršių, o didžioji jos dalis išsisklaido atmosferoje. Ir vis dėlto kalbame apie kolosalias apimtis. Pasak ekspertų, vienas mažas rezervuarasgauna tiek energijos kiek gana didelė šiluminė elektrinė.

Pasaulyje yra įrenginių, naudojančių saulės šviesos energiją garui gaminti. Jis varo generatorių ir gamina elektrą. Tačiau tokie įrengimai yra labai reti.

Nepriklausomai nuo to, kokiu principu generuojama elektra, instaliacijoje turi būti įrengtas kolektorius – saulės šviesos koncentravimo įrenginys. Tikrai daugelis yra matę saulės baterijas savo akimis. Atrodo, kad jie yra po tamsiu stiklu. Pasirodo, tokia danga yra paprasčiausias kolektorius. Jo veikimo principas pagrįstas tuo, kad tamsi skaidri medžiaga praleidžia saulės spindulius, tačiau uždelsia ir atspindi infraraudonąją bei ultravioletinę spinduliuotę. Akumuliatoriaus viduje yra vamzdeliai su darbine medžiaga. Kadangi šiluminė spinduliuotė per tamsią plėvelę nepraleidžiama, darbinių skysčių temperatūra yra daug aukštesnė nei aplinkos temperatūra. Pažymėtina, kad tokie sprendimai efektyviai veikia tik tropinėse platumose, kur nereikia sukti kolektoriaus po saulės.

Kitas dangos tipas yra įgaubtas veidrodis. Tokia įranga yra labai brangus sprendimas, todėl plataus pritaikymo nerado. Toks kolektorius gali šildyti iki trijų tūkstančių laipsnių Celsijaus.

Ši kryptis sparčiai vystosi. Europoje nuo elektros tinklų atjungtais namais nieko nenustebinsite. Tačiau pramoniniu mastuelektros energija šiuo metodu negaminama. Ant tokių namų stogų puikuojasi saulės baterijos. Tai labai abejotina investicija. Geriausiu atveju tokios įrangos montavimas atsipirks tik po dešimties metų eksploatacijos.

Jūros srovių naudojimas

Tai labai neįprastas būdas gaminti elektrą. Dėl temperatūrų skirtumo šiauriniuose vandenynų regionuose ir pietiniuose (pusiaujo) visame tūryje kyla galingos srovės. Jei turbina yra panardinta į vandenį, tada galinga srovė ją suks. Tai yra tokių elektrinių veikimo principo pagrindas.

Tačiau šis energijos š altinis šiuo metu aktyviai nenaudojamas. Dar reikia išspręsti daugybę inžinerinių iššūkių. Atliekami tik eksperimentiniai darbai. Šia kryptimi aktyviausi yra britai. Gali būti, kad netolimoje ateityje prie Didžiosios Britanijos krantų atsiras jėgainių kolonijos, kurių ašmenis pajudins jūros srovės.

Būdai gauti elektros namuose

Elektrą galima pasigaminti ir namuose. Ir jei rimtai pažvelgsite į šią problemą, netgi galite patenkinti namų ūkio poreikius dėl elektros energijos.

Visų pirma, reikia pažymėti, kad kai kurie iš išvardytų elektros gamybos būdų yra gana pritaikomi privačioje ekonomikoje. Taigi daugelis ūkininkų ir tiesiog kaimo dvarų savininkų savo sklypuose įsirengia vėjo malūnus. Taip pat saulės baterijas vis dažniau galima pamatyti ant kaimo namų stogų.

Yra ir kitųelektros gamybos būdai, tačiau jų praktinis pritaikymas nekyla. Tai daugiau pramogai arba eksperimento tikslais.