Tradicionalni i alternativni načini proizvodnje električne energije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Trenutno, čovječanstvo koristi sve moguće načine za proizvodnju električne energije. Teško je precijeniti značaj ovog resursa. A njegova potrošnja raste svakim danom. Zbog toga se sve više pažnje poklanja netradicionalnim metodama proizvodnje električne energije. Istovremeno, ovi izvori u ovoj fazi razvoja ne mogu u potpunosti zadovoljiti potrebe stanovništva Zemlje. Ovaj članak ukratko daje pregled glavnih tradicionalnih i alternativnih načina proizvodnje električne energije.

Dobivanje struje iz termoelektrana

Ovaj način proizvodnje električne energije je najčešći. Na primjer, u Ruskoj Federaciji, izvori topline čine gotovo 80% cjelokupne proizvodnje potrebnog resursa. Godine prolazeekolozi već praktično viču o negativnom uticaju ovakvih inženjerskih objekata na životnu sredinu i zdravlje ljudi, ali stanice izgrađene sredinom prošlog veka (ili čak one predrevolucionarne) nastavljaju da snabdevaju strujom naseljene gradove i velika industrijska preduzeća.

Izvori toplote su tradicionalne metode proizvodnje električne energije. I sada, već tri-četiri decenije, zauzimaju vodeću poziciju na rang listi po proizvodnji. I to uprkos brzom razvoju alternativnih metoda proizvodnje električne energije.

Među svim inženjerskim projektima izdvaja se posebna vrsta konstrukcije. Riječ je o termoelektranama, čija je dodatna funkcija opskrba toplinom kuća i stanova građana. Prema mišljenju stručnjaka, efikasnost ovakvih elektrana je izuzetno niska, a prenos generisanog resursa na velike udaljenosti povezan je sa velikim gubicima.

Proizvodnja energije se izvodi na sljedeći način. Čvrsto, tečno ili plinovito gorivo se sagorijeva, zagrijavajući vodu u kotlu na značajne temperature. Sila pare pokreće lopatice turbine, uzrokujući da se rotor turbinskog generatora okreće i proizvodi električnu energiju.

Hidroelektrane su obećavajući način za proizvodnju električne energije

Izgradnja složenih inženjerskih objekata dizajniranih za pretvaranje vodene energije u električnu energiju započela je u Ruskom Carstvu. Od tada je prošlo mnogo godina, a ovaj izvor je još uvijek aktivan.korišteno. Tokom godina industrijalizacije SSSR-a (1930-ih), gigantske hidroelektrane su rasle širom zemlje. Sve snage mlade i krhke zemlje bile su bačene u izgradnju ovih divova (što vrijedi samo jedna Zaporoška hidroelektrana!). Inženjerske građevine tih godina još uvijek rade i proizvode značajnu količinu električne energije.

Trenutno se država kladi na razvoj "zelenih" načina proizvodnje električne energije. Stoga se aktivno finansira izgradnja modernih i vrlo produktivnih hidroelektrana širom zemlje. Strategija izgradnje objekata srednje veličine na malim pritokama rijeka se u potpunosti opravdala. Jedna takva stanica može u potpunosti zadovoljiti potrebe za električnom energijom malih susjednih naselja. Na nacionalnom nivou, to će dovesti do povećanja efikasnosti nacionalne ekonomije i konkurentnosti domaćih proizvođača industrijske robe.

Nedostaci ove tehnologije uključuju visoku cijenu takvih objekata i veoma duge periode povrata. Glavni troškovi su za izgradnju brane. Ali potrebno je podići samu zgradu (administrativne i mašinske zgrade), izgraditi uređaj za ispuštanje vode i tako dalje. Parametri i sastav konstrukcije zavise od mnogih faktora: instalirane snage generatora i pritiska vode, tipa elektrane (brana, kanal, skretanje, skladište, plima). Hidroelektrane na velikim plovnim rijekama također imaju složene plovne prevodnice i kanale kako bi se osigurala migracija ribe do mrijestilišta.

Nuklearna energetska industrija

Nuklearna elektrana danas više nikoga ne iznenađuje. Takvi objekti počeli su se aktivno podizati još u SSSR-u. Stoga ova tehnologija spada u tradicionalne metode proizvodnje električne energije.

Nuklearne elektrane se i dalje aktivno grade ne samo u Rusiji, već iu zemljama bližeg i daljeg inostranstva. Na primjer, kompanija s ruskim korijenima Rosatom financira izgradnju takvog izvora u Republici Bjelorusiji. Inače, ova stanica će biti prva na ovoj teritoriji.

Stav svijeta prema nuklearnoj energiji je vrlo dvosmislen. Njemačka je, na primjer, ozbiljno odlučila da potpuno napusti miroljubivi atom. I to u vrijeme kada Ruska Federacija aktivno ulaže u izgradnju novih objekata najnovije generacije.

Naučnici su pouzdano utvrdili da su depoziti nuklearnog goriva u utrobi zemlje mnogo veći od svih rezervi ugljikovodičnih sirovina (nafta i plin). Sve veća potražnja za ugljovodonicima dovodi do njihovog poskupljenja. Zbog toga se razvoj nuklearne energije isplati.

Snaga vjetra

Energija vjetra u industrijskim razmjerima nastala je relativno nedavno i dodana na listu netradicionalnih načina proizvodnje električne energije. A ovo je vrlo obećavajuća tehnologija. Sa velikim stepenom vjerovatnoće, može se tvrditi da će u dalekoj budućnosti vjetrenjače proizvoditi onoliko električne energije koliko je čovječanstvu potrebno. I to nisu prazne riječi, jer prema najskromnijim procjenamanaučnici, ukupna sila vjetra na površini globusa je najmanje stotinu puta veća od snage svih vodnih resursa.

Glavni problem je nedosljednost protoka zraka, što otežava predviđanje proizvodnje energije. Na ogromnoj teritoriji Rusije neprestano duvaju vjetrovi. A ako naučite kako da efikasno i efikasno koristite ovaj neiscrpni resurs, onda možete više nego zadovoljiti sve potrebe teške industrije i stanovništva zemlje.

Uprkos očiglednim prednostima korištenja energije vjetra, količina električne energije koju generiraju vjetroelektrane ne prelazi jedan posto ukupne. Oprema za ove namjene je veoma skupa, osim toga takvi objekti neće biti efikasni u svakom području, a transport električne energije na velike udaljenosti povezan je sa velikim gubicima.

Geotermalna energija

Razvoj geotermalnih izvora označio je novu prekretnicu u istoriji razvoja alternativnih metoda proizvodnje električne energije.

Princip proizvodnje električne energije je dovod kinetičke i potencijalne energije pare tople vode iz podzemnog izvora do lopatica generatorske turbine, koja proizvodi struju kroz rotacijske pokrete. U teoriji, temperaturna razlika na površini iu dubini zemljine kore je karakteristična za bilo koje područje. Međutim, obično je minimalan i nije ga moguće koristiti za proizvodnju električne energije. Izgradnja ovakvih stanica opravdana je samo uodređena područja naše planete (seizmički aktivna). Island je pionir u razvoju ove metode. Zemlje ruske Kamčatke se takođe mogu koristiti u ove svrhe.

Princip dobijanja energije je sljedeći. Vruća voda iz utrobe zemlje izlazi na površinu. Pritisak je ovdje mnogo niži, što uzrokuje ključanje vode. Odvojena para se usmerava kroz cevovod i rotira lopatice turbina generatora. Teško je predvidjeti budućnost ovog modernog načina proizvodnje električne energije. Možda će se takve stanice masovno graditi na teritoriji Ruske Federacije, ili će možda ova ideja vremenom izumrijeti i niko se toga neće sjetiti.

Razvoj toplotne energije okeana

Svjetski okeani su nevjerovatni u svojim razmjerima. Stručnjaci ne mogu dati čak ni grubu procjenu količine toplinske energije akumulirane u njemu. Jedno je jasno – kolosalna količina resursa ostaje neiskorišćena. Trenutno su već izgrađeni prototipovi elektrana koje pretvaraju toplotnu energiju oceanskih voda u struju. Međutim, ovo su pilot projekti i nema izvjesnosti da će se ova oblast energetike dalje razvijati.

Oliva i tok u službi elektroprivrede

Transformisanje moćne sile oseke i oseke u vredne derivate je novi način proizvodnje električne energije. Priroda ovih pojava je sada poznata i ne izaziva ono strahopoštovanje koje je nastalo među našim precima. To je zbog utjecaja magnetskog poljavjerni satelit planete - mjesec.

Najuočljivije plimske i oseke vode uočene su u plitkim vodama mora i okeana, kao iu rečnim koritima.

Prva stanica koja je zaista dala rezultat izgrađena je davne 1913. godine u Velikoj Britaniji blizu Liverpoola. Od tada su mnoge zemlje pokušavale da ponove iskustvo, ali su na kraju odustale od ovog poduhvata iz raznih razloga.

Solarna energija

U stvari, sva prirodna fosilna goriva nastala su prije više miliona godina uz učešće i pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Dakle, možemo reći da čovječanstvo dugo i aktivno koristi proizvode dobivene od sunca. Naime, prisustvo rijeka i jezera dugujemo ovom nepresušnom izvoru, koji osigurava cirkulaciju vode. Međutim, to nije ono što se podrazumijeva pod modernom solarnom energijom. Relativno nedavno, naučnici su uspjeli razviti i proizvesti posebne baterije. Oni proizvode električnu energiju kada sunčeva svjetlost udari na njihovu površinu. Ova tehnologija se odnosi na alternativni način proizvodnje električne energije.

Sunce je možda najmoćniji izvor od svih trenutno poznatih. Za tri dana planeta Zemlja dobije onoliko energije koliko je nema u svim istraženim i potencijalnim nalazištima svih vrsta termalnih resursa. Međutim, samo 1/3 te energije dopire do površine zemljine kore, a većina se raspršuje u atmosferi. A ipak govorimo o kolosalnim količinama. Prema riječima stručnjaka, jedan mali rezervoarprima energije koliko i prilično velika termoelektrana.

U svijetu postoje instalacije koje koriste energiju sunčeve svjetlosti za proizvodnju pare. Pokreće generator i proizvodi električnu energiju. Međutim, takve instalacije su vrlo rijetke.

Bez obzira na princip po kojem se proizvodi električna energija, instalacija mora biti opremljena kolektorom - uređajem za koncentrisanje sunčeve svjetlosti. Sigurno su mnogi svojim očima vidjeli solarne panele. Čini se da su pod tamnim staklom. Ispada da je takav premaz najjednostavniji kolektor. Princip njegovog rada zasniva se na činjenici da tamni prozirni materijal propušta sunčeve zrake, ali odlaže i odbija infracrveno i ultraljubičasto zračenje. Unutar baterije se nalaze cijevi s radnom tvari. Pošto se toplotno zračenje ne prenosi kroz tamni film, temperatura radnih fluida je mnogo viša od temperature okoline. Treba napomenuti da ovakva rješenja efikasno funkcionišu samo u tropskim geografskim širinama, gdje nema potrebe za okretanjem kolektora nakon sunca.

Drugi tip premaza je konkavno ogledalo. Takva oprema je vrlo skupo rješenje, pa nije našla široku primjenu. Takav kolektor može da obezbedi zagrevanje do tri hiljade stepeni Celzijusa.

Ovaj pravac se ubrzano razvija. U Evropi nećete nikoga iznenaditi kućama koje su isključene sa električne mreže. Međutim, u industrijskim razmjerimaelektrična energija se ne proizvodi ovom metodom. Na krovovima takvih kuća vijore se solarni paneli. Ovo je vrlo upitna investicija. U najboljem slučaju, ugradnja ovakve opreme isplatit će se tek nakon deset godina rada.

Korišćenje morskih struja

Ovo je vrlo neobičan način proizvodnje električne energije. Zbog temperaturne razlike u sjevernim regijama okeana i južnim (ekvatorijalnim), snažne struje nastaju u cijelom volumenu. Ako je turbina uronjena u vodu, tada će je rotirati snažna struja. Ovo je osnova principa rada ovakvih elektrana.

Međutim, ovaj izvor energije se trenutno ne koristi aktivno. Mnogo je inženjerskih izazova koje tek treba riješiti. Izvodi se samo eksperimentalni rad. Britanci su najaktivniji u tom pravcu. Moguće je da će se u bliskoj budućnosti na obali Velike Britanije pojaviti kolonije elektrana čije će lopatice pokretati morske struje.

Načini da dobijete struju kod kuće

Struja se može proizvesti i kod kuće. A ako ovo pitanje shvatite ozbiljno, možete čak i zadovoljiti potrebe domaćinstva za strujom.

Prije svega, treba napomenuti da su neke od navedenih metoda proizvodnje električne energije prilično primjenjive u privatnoj privredi. Dakle, mnogi farmeri i samo vlasnici seoskih imanja postavljaju vjetrenjače na svojim parcelama. Takođe, solarni paneli se sve češće mogu vidjeti na krovovima seoskih kuća.

Ima i drugihnačina proizvodnje električne energije, ali njihova praktična primjena ne dolazi u obzir. Ovo je više za zabavu, ili u svrhu eksperimenta.