Енергія Сонця

Енергія Сонця

У останній годину інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко збільшився. У даній частині я розгляну можливості саме безпосереднього використання сонячної енергії; хоча більшість всієї енергії, що потрапляє на Землю є сонячною, та основна частина її зосереджується у атмосфері та гідросфері.

Потенціальні можливості використання безпосередньо сонячної енергії дуже великі. Якщо ми зможемо використовувати 0,0125% всієї цієї енергії, то людство було б б повністю забезпеченє енергією тепер, а використання 0,5% повністю б покрило усі потреби людства назавжди (якщо вважати, що населення землі не перевищить 20 млрд.).

Нажаль, це лише потенційні можливості. Праворуч до того, що навіть при найкращих погодних умовах енергетична гус-тина сонячного потоку не перевищує 250 Вт/м2. Спробуємо порахувати: у тому, щоб коллек-тори «збирали» за рік таку кількість енергії їхнього потрібно розмістити на площі 130 000 км² !!! Окрім того, для створення такої великої кількості коллекторів потрібно 1,3*109 тон алюмінію. Світовий запас алюмінію оцінюють якраз в таку цифру.

Зрозуміло, що існують різні фактори, що обмежують потужності сонячної енергетики. Окрім ціни та ресурсоємкості ще існує проблема площі. Наприклад, якщо у 2100 році людство повністю забезпечуватиме свої енергетичні потреби за рахунок Сонця, то площа коллекторів винна якщо сягати 1−3 млн. км2. Також безпосередьнє використання сонячного випромінювання потребує велику кількість роботи: для виготовлення 1 МВт-року знадобиться від 10 до 40 тис. людино-годин. На тому годину у традиційній енергетиці цей показник менший у 50−80 разів.

Отже тепер ще годі й говорити про масштабне використання сонячного проміння. Звісно, у курортних та віддалених від електромережі регіонах сонячні електростанції можуть бути необхідними, але й загальна частка сонячної енергії надзвичайно мала. Та й навіщо будувати коллектори, якщо в природі існують набагато більші й потужніші коллектори: атмосфера та гідросфера?

Енергія вітру.

Енергія повітряних мас, що постійно рухаються, у сотні разів перевищує запаси гідроенергії всіх річок планети. Всюди й постійно на землі дмуть вітри: від легкого вітерця до могутніх ураганів. Ці вітри могли б повністю задовольнити потреби людства. Алі частка вітряних електростанцій становить лише 0,1%. Чому ж тоді такий доступний та екологічно чистий спосіб видобутку енергії так слабко використовується?

Людство використовує енергію вітру более ніж 5 тис. років. Спочатку вітер використовувався у тому, щоб приводити у рух човни, потім — щоб молоти зерно та підіймати воду. Зараз вітер використовується для видобутку електроенергії. Хоча тепер ціна 1 Квт-години видобутої із енергії вітру порівняно невисока — 4 центи — але й усі проекти по будівництву нових вітряків зазвичай дуже повільно окуповують собі. Найбільш вдалим можна вважати проект будівництва вітряків на Гавайському острові Охіо: гігантські вітряки, із діаметром ротору 122 м. тепер виробляють понад 6200 кВт кожен, при швидкості вітру 47 км/год. Скоріш на постійне зростання цін на паливні ресурси зробить такі проекти ще более рентабельними, а згодом й зросте частка «вітрової» електроенергії.

Енергія річок.

Багато тисячолітть вірно служити людині енергія, що міститься в текучій воді. Запаси ціеї енергії величезні. Люди навчились використовувати цю енергію раніше за усі інші. Колі настала доба електрики, водяне колесо наново відродилося, але й тепер уже у вигляді водяної турбіни. Можна сказати, що ще у 1891 р. почалася доба гідроенергетики.

Гідроелектростанції мають багато переваг: постійно відновлювальний запас енергії, простота в користуванні, відносна відсутність забруднення оточуючого середовища. Алі побудувати велику греблю набагато складніше, ніж водяне колесо. А, щоб змусити потужні турбіни обертатися, потрібно накопити величезні запаси енергії за плотиною. Отож потрібно затопити певні реґіони, а свою чергу може призвести до непоправних наслідків. Тож будівництво гребель вимагає від інженерів дуже точних розрахунків, а будь-яка помилка може призвести до екологічної катастрофи. І навіть при точних розрахунках будівництво плотини стає важливим екологічним чинником на великих площах. Ніщо не береться нізвідкіля: гребля зменшує швидкість течії, забираючи у неї енергію, а це може викликати заболочування та «цвітіння» води у заплавах. Дисбаланс може викликати сам непередбачувані наслідки.

Зараз у Китаї на р. Яндзи будується сама велика гребля в світі. Предбачається, що рівень води до 2004 р. підніметься на 220 м. Це притому, що кожної секунди р. Яндзи виносить у морі 34 000 м³ води, а гребля винна якщо пропускати 25 000 м³. Це дійсно дасть змогу видобувати колосальні кількості енергії й одразу ж вирішить енергетичні проблеми Китаю. Алі половина всього сільського госполарства Китаю використовує воду із р. Яндзи та її приплив. Половина сільського господарства Китаю — це 8−10% всього світового сільського господарства. Навіть страшно уявити, що якщо, якщо інженери припустили фатальної помилки. Окрім того за планом проекту якщо затоплено 13 великих й 70 малих міст, 1300 селищ. Затопленню також підлягає багато культурних та археологічних пам’яток, туристичних місць, серед які всесвітьно відомі «Три «.

Отже повний перехід на видобування енергії лише із річкових потоків може бути не менш небезпечним, ніж використання паливних ресурсів. Зараз ми можемо говорити лише про часткове енергокористування річками у тихий місцях, де постійні розливи річок стають справжніми стихійними лихами. Таких регіонах небезпечні розливи річок перетворюються за допомогою гребель на корисні джерела енергії. як прикад можна навести каскад гребель корпорації «TVA» на річці Теннесі, США. 51 гребля захищає орні землі. На 38 із них працюють гідроелектростанції. До будівництва цих гребель ведення сільськогосподарської діяльності було б майже неможливим.