Нетрадиционные источники энергии

Нетрадиционными источниками энергии являются: геотермальная энергия, солнечная энергия, ветряная энергия, энергия, получаемая из биомассы, энергия приливов.

В Казахстане среди возобновляемых источников энергии могут использоваться энергия ветра, солнечной радиации. Энергия малых рек может использоваться в предгорных районах, геотермальная энергия, энергия морских волн возможна только в отдаленных ограниченных районах. Биомасса в основном характерна для районов с развитой сельскохозяйственной деятельностью. Ввиду этого в целом для страны наибольший интерес представляет использование солнечной и ветровой энергии.

Солнечная энергия — это возобновляемый источник энергии, обусловленный использованием солнечных лучей для получения энергии. Солнечная энергетика является одной из самых перспективных источников альтернативной энергии. Солнце является главным источником энергии на Земле, так как оно способствует тому сто текут реки, дует ветер, растут растения, которые являются пищей для живых организмов. Нефть, газ, уголь также образовались благодаря Солнцу. На сегодняшний день человечество использует только одну десятитысячную часть энергии, направляемую Солнцем на землю. Имея возможность использовать хотя бы 1% энергии Солнца, человечество решило бы вопрос об энергетической проблеме на многие столетия вперед.

В 1839 году А. Беккерель впервые заметил излучение электронов под воздействием солнечного света, но лишь в 1905 году А. Энштейн доработал эту теорию и за это получил Нобелевскую премию. А в 30-х годах ХХ века советские физики, используя фотоэффект получили электрический ток. Высокий уровень развития и широкое применение солнечных лучей началось в 50-х годах ХХ-го века.

Наша страна имеет потенциал солнечной радиаций в 1300 — 1800 Квт. ч/м2год. Количество солнечных часов — 2200−3000 ч в год. Климат Казахстана является благоприятным в перспективе использования энергии солнца и может вывести нашу страну на лидирующую позицию по использованию солнечной энергии.

Энергия ветра — производное солнечной энергии, возникающее при неравномерном нагревании земной поверхности. В течении нескольких тысяч лет, люди используют энергию ветра. Силой ветра надувались паруса кораблей, работали ветряные мельницы. Энергия ветра экологически чиста и доступна на всей Земле. Человек знаком с энергией ветра уже десятки тысячелетий. Известно что еще древние египтяне пользовались парусами 5000 лет назад. Примерно в 700 г н.э. на территории современного Афганистана ветряная энергия использовалась для помола зерна, а уже в ХIV веке голландцы, для этой же цели стали применять усовершенствованные ветряные мельницы. В 1854 году в США изобрели водяной насос, который работал за счет ветряной энергии. Примерно к 1940 году США эксплуатировало свыше 6 миллионов ветряков для водоподъема и производства электричества. Как бы то ни было, во второй половине ХХ-го века, с началом широко использования нефти в получении энергии, ветер утратил свою былую актуальность. В дальнейшем, в результате роста цен на нефть, получение энергии с помощью ветра вновь обрело свою актуальность.

На сегодняшний день в Казахстане потенциал энергии ветра равен 1 трлн кВт/ч в год, а это в 25 раз превышает объем всех топливно-энергетических ресурсов Казахстана вместе взятых. В Джамбульской области имеется Кордайская ветроэлектростанция с мощностью 1500 кВт, там же подходит к концу строительство второй ВЭС, мощность которой 45 МВт. В будущем, в связи с ростом цен на топливно-энергетические ресурсы, спрос на ветроэлектростанции будет только возрастать. Геотермальная энергия-это энергия, выделяемая из внутренних слоев земли в течении миллионов лет. Согласно геолого-физическим исследованиям, температура центра земли доходит до 3000−6000о и плавно снижается от ядра до поверхности. Геотермальная энергия может быть использована в сейсмоактивных и вулканических районах. Геотермальная энергия активно используется такими странами, как США, Италия, Исландия, Мексика, Япония, Россия и т. д. Геотермальные источники энергии встречаются в виде сухого горячего пара, влажного горячего пара и горячей воды. Например, электрическая железная дорога в Италии, с 1904 года активируется сухим горячим паром. Геотермальный тепловой фонд (8*1030Дж), а это на 35 млрд. раз больше мирового потребления энергии за год. Например, всего лишь 1% геотермальной энергии может дать то количество энергии, которое в 500 раз превышает все запасы нефти и газа. Освоение геотермальных ресурсов взяло начало в 1916 году, в Италии. В то время была запущена первая геотермальная электростанция мощностью 7,5 МВт. В Казахстане потенциал запасов геотермальной воды низкой и средней температуры значителен. С помощью геотермальной воды (80оС), находящейся в источнике Капланбек (вблизи города Шымкента), отапливаются жилые дома. Недалеко от города Алматы расположен геотермальный источник с температурой воды 80−120о, его используют для отопления теплиц зимой и охлаждения летом. При проведенной оценке геотермальных ресурсов, были определены основные геотермальные районы: недалеко от города Шымкента, Тараза, Кызылорды, глубиной 1200−2100 м, с температурой 45−80о; в долине реки Чу и на севере пустыни Кызыл-Кум, (80−90о); в долине реки Или, глубина 2000;3500 м, температура 90−115оС; в Алматы, глубина 2500−3000 м, температура 80−120оС, а также в Талдыкурганской области, температурой воды 90оС. Энергия биомасс-возобновляемый источник энергии, состоящий из углерода и таких элементов как водород, кислород, азот и щелочь. Биомасса-ресурс, который всегда присутствует в природе. Под термином «Биомасса» объединяются все материалы растительного происхождения, которые можно использовать для получения энергии: древесина, трава, отходы растений и деревьев, навоз и т. д. Доступность биомассы во всех местах, где растут деревья и сельхоз культуры; возможность хранения, что отличает эту разновидность ВИЭ от других источников энергии, имеющих непостоянность или сезонность; экологичность-при получении и использовании энергия биомассы не влияет на климат и не вызывает возникновения парниковых газов; выгода для сельских жителей-это существенные преимущества перед традиционными источниками энергии. В таких странах как США, Дания, Канада, Австрия, Швеция на долю биоэнергетики приходится 4%, 6%, 7%, 14%, 16% соответственно. Обстановка с потенциалом биоэнергии в Казахстане на сегодняшний является таковой: леса, заняли 10 млн. га, а это составляет 4% от всей территорий страны. Энергетический запас древесных отходов — более 200 000 т. Солома в Казахстане является важным биоресурсом. Даже при использовании 20% объема производимой в Казахстане соломы для энергетических нужд, то полученная энергия составила бы 87 ГВт. Энергия приливов. Под влиянием небесных сил Луны и Солнца повышается уровень морской воды, при котором поток воды как во время прилива, так и во время отлива вращает установленную турбину, которая связана с электрогенератором, проводимым выработанный ток на ПЭС. По расчетным показателям при использовании энергии приливов, к примеру, для выработки электроэнергии, энергия мирового океана равна 1 млрд.кВт. Стабильная работа и гарантированная выработка электрической энергии; не наносит вреда окружающей среде; не приводит к таким последствиям как затопление земель и радиоактивное загрязнение — все это преимущества ПЭС.