Traditionella och alternativa sätt att generera el

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

För närvarande använder mänskligheten alla möjliga sätt att generera elektricitet. Det är svårt att överskatta betydelsen av denna resurs. Och dess konsumtion växer för varje dag. Av denna anledning ägnas mer och mer uppmärksamhet åt icke-traditionella metoder för att generera el. Samtidigt kan dessa källor i detta utvecklingsstadium inte fullt ut tillgodose jordens befolknings behov. Den här artikeln går kortfattat igenom de viktigaste traditionella och alternativa sätten att generera el.

Få el från värmekraftverk

Denna metod för att generera el är den vanligaste. Till exempel i Ryska federationen står värmekällor för nästan 80% av hela genereringen av den nödvändiga resursen. Åren gårMiljöaktivister skriker redan praktiskt taget om de negativa effekterna av sådana tekniska strukturer på miljön och människors hälsa, men stationer byggda i mitten av förra seklet (eller till och med förrevolutionära sådana) fortsätter att förse befolkade städer och stora industriföretag med elektricitet.

Värmekällor är traditionella metoder för att generera el. Och nu, i tre eller fyra decennier, har de intagit en ledande position i rankingen när det gäller produktion. Och detta trots den snabba utvecklingen av alternativa metoder för att generera el.

Bland alla ingenjörsprojekt urskiljs en speciell typ av struktur. Dessa är kraftvärmeverk, vars ytterligare funktion är att förse medborgares hus och lägenheter med värme. Enligt experter är effektiviteten hos sådana kraftverk extremt låg, och överföringen av den genererade resursen över långa avstånd är förknippad med stora förluster.

Energigenerering utförs enligt följande. Fast, flytande eller gasformigt bränsle förbränns, vilket värmer vattnet i pannan till betydande temperaturer. Kraften från ångan driver turbinbladen, vilket får turbingeneratorns rotor att rotera och generera elektricitet.

Vattenkraftverk är ett lovande sätt att generera el

Konstruktionen av komplexa tekniska strukturer utformade för att omvandla vattenenergi till elektricitet började i det ryska imperiet. Många år har gått sedan dess, och denna källa är fortfarande aktiv. Begagnade. Under åren av industrialiseringen av Sovjetunionen (1930-talet) växte gigantiska vattenkraftverk över hela landet. Alla krafter i ett ungt och bräckligt land kastades in i konstruktionen av dessa jättar (som bara är värt ett Zaporizhzhya vattenkraftverk!). Tekniska strukturer från dessa år är fortfarande i drift och genererar en betydande mängd el.

För närvarande satsar staten på utvecklingen av "gröna" sätt att generera el. Därför finansieras aktivt byggandet av moderna och mycket produktiva vattenkraftverk i hela landet. Strategin att bygga medelstora anläggningar på små bifloder till floderna har helt berättigat sig själv. En sådan station kan till fullo tillgodose elbehovet i små närliggande bebyggelser. På nationell nivå kommer detta att leda till en ökad effektivitet i den nationella ekonomin och konkurrenskraften för inhemska tillverkare av industrivaror.

Nackdelarna med denna teknik inkluderar den höga kostnaden för sådana objekt och mycket långa återbetalningstider. De huvudsakliga kostnaderna är för byggandet av dammen. Men det är nödvändigt att uppföra själva byggnaden (förv altnings- och maskinbyggnader), bygga en anordning för att tömma vatten och så vidare. Parametrarna och sammansättningen av strukturen beror på många faktorer: den installerade kraften hos generatorerna och vattnets tryck, typen av kraftverk (damm, kanal, avledning, lagring, tidvatten). Vattenkraftverk på stora farbara floder har också komplexa farbara slussar och kanaler för att säkerställa fiskvandring till lekområden.

Kärnkraftsindustrin

Kärnkraftverk idag överraskar inte längre någon. Sådana anläggningar började aktivt byggas tillbaka i Sovjetunionen. Därför tillhör denna teknik de traditionella metoderna för att generera el.

Kärnkraftverk byggs fortfarande aktivt, inte bara i Ryssland, utan också i länder nära och långt utomlands. Till exempel finansierar ett företag med ryska rötter Rosatom byggandet av en sådan källa i Republiken Vitryssland. Förresten, den här stationen kommer att vara den första i detta territorium.

Världens inställning till kärnenergi är mycket tvetydig. Tyskland beslutade till exempel på allvar att helt överge den fredliga atomen. Och detta i en tid då Ryska federationen aktivt investerar i byggandet av nya anläggningar av den senaste generationen.

Forskare har tillförlitligt fastställt att avlagringarna av kärnbränsle i jordens tarmar är mycket större än alla reserver av kolväteråvaror (olja och gas). Den ständigt ökande efterfrågan på kolväten leder till att de stiger i pris. Det är därför utvecklingen av kärnenergi lönar sig.

Vindkraft

Vindkraftsindustri i industriell skala uppstod relativt nyligen och lades till listan över icke-traditionella sätt att generera el. Och detta är en mycket lovande teknik. Med en hög grad av sannolikhet kan man hävda att i en avlägsen framtid kommer väderkvarnar att generera så mycket el som mänskligheten behöver. Och det är inte tomma ord, för enligt de mest blygsamma uppskattningarforskare, den totala vindkraften på jordklotet är minst hundra gånger större än kraften hos alla vattenresurser.

Huvudproblemet är inkonsekvensen av luftflöden, vilket gör det svårt att förutsäga energiproduktionen. Vindar blåser ständigt på Rysslands stora territorium. Och om du lär dig hur du effektivt och effektivt använder denna outtömliga resurs, då kan du mer än tillfredsställa alla behov hos tung industri och landets befolkning.

Trots de uppenbara fördelarna med att använda vindenergi, överstiger inte mängden el som genereras av vindkraftsparker en procent av den totala mängden. Utrustning för dessa ändamål är mycket dyr, dessutom kommer sådana anläggningar inte att vara effektiva i alla områden, och transport av el över långa avstånd är förknippad med stora förluster.

Geothermal Energy

Utvecklingen av geotermiska källor markerade en ny milstolpe i historien om utvecklingen av alternativa metoder för att generera el.

Principen för kraftgenerering är tillförseln av kinetisk och potentiell energi av varmvattenånga från en underjordisk källa till bladen på en generatorturbin, som producerar ström genom rotationsrörelser. I teorin är temperaturskillnaden på ytan och i djupet av jordskorpan karakteristisk för alla områden. Det är dock vanligtvis minim alt, och det går inte att använda det för att generera el. Byggandet av sådana stationer är motiverat endast ivissa områden på vår planet (seismiskt aktiva). Island är en pionjär i utvecklingen av denna metod. Landet i ryska Kamchatka kan också användas för dessa ändamål.

Principen för att få energi är som följer. Varmvatten från jordens tarmar kommer upp till ytan. Trycket här är mycket lägre, vilket gör att vattnet kokar. Den separerade ångan leds genom rörledningen och roterar bladen på generatorturbinerna. Det är svårt att förutsäga framtiden för detta moderna sätt att generera el. Kanske kommer sådana stationer att byggas massivt på Ryska federationens territorium, eller så kanske den här idén kommer att dö ut med tiden och ingen kommer ihåg det.

Utveckling av havstermisk energi

Världens hav är fantastiska i sin omfattning. Specialister kan inte ens ge en grov uppskattning av mängden värmeenergi som ackumuleras i den. En sak är klar – en kolossal mängd resurser förblir oanvända. För närvarande har det redan byggts prototyper av kraftverk som omvandlar havsvattnets värmeenergi till ström. Detta är dock pilotprojekt och det finns ingen säkerhet att detta energiområde kommer att utvecklas ytterligare.

Ebb och flod i elkraftindustrins tjänst

Att omvandla den kraftfulla kraften från ebb och flod till värdefulla derivat är ett nytt sätt att generera elektricitet. Naturen hos dessa fenomen är nu känd och orsakar inte den vördnadsfulla vördnad som uppstod bland våra förfäder. Detta beror på påverkan av magnetfältetplanetens trogna satellit - månen.

De mest märkbara tidvatten- och ebbströmmarna av vatten observeras i det grunda vattnet i haven och oceanerna, såväl som i flodbäddar.

Den första stationen som verkligen gav resultat byggdes 1913 i Storbritannien nära Liverpool. Sedan dess har många länder försökt upprepa upplevelsen, men till slut övergav de denna satsning av olika anledningar.

Solenergi

Faktum är att alla naturliga fossila bränslen bildades för miljoner år sedan med deltagande och under påverkan av solljus. Således kan vi säga att mänskligheten har länge och aktivt använt produkter som erhållits från solen. I själva verket är vi skyldiga närvaron av floder och sjöar till denna outtömliga källa, som säkerställer cirkulationen av vatten. Detta är dock inte vad som menas med modern solenergi. Relativt nyligen har forskare kunnat utveckla och producera speciella batterier. De genererar elektricitet när solljus träffar deras yta. Denna teknik hänvisar till ett alternativt sätt att generera el.

Solen är kanske den mest kraftfulla källan av alla kända för närvarande. På tre dagar får planeten jorden så mycket energi som inte finns i alla utforskade och potentiella fyndigheter av alla typer av termiska resurser. Men bara 1/3 av denna energi når jordskorpans yta, och det mesta av den försvinner i atmosfären. Och ändå talar vi om kolossala volymer. Enligt experter, en liten reservoarfår lika mycket energi som ett ganska stort värmekraftverk.

Det finns installationer i världen som använder energin från solljus för att producera ånga. Den driver en generator och genererar elektricitet. Sådana installationer är dock mycket sällsynta.

Oavsett vilken princip som elektricitet genereras måste installationen vara utrustad med en kollektor - en anordning för att koncentrera solljus. Säkert har många sett solpaneler med egna ögon. Det verkar som om de är under mörkt glas. Det visar sig att en sådan beläggning är den enklaste samlaren. Principen för dess funktion är baserad på det faktum att ett mörkt transparent material överför solens strålar, men fördröjer och reflekterar infraröd och ultraviolett strålning. Inuti batteriet finns rör med ett fungerande ämne. Eftersom värmestrålning inte överförs genom den mörka filmen, är temperaturen på arbetsvätskorna mycket högre än den omgivande temperaturen. Det bör noteras att sådana lösningar fungerar effektivt endast på tropiska breddgrader, där det inte finns något behov av att vända uppsamlaren efter solen.

En annan typ av beläggning är en konkav spegel. Sådan utrustning är en mycket dyr lösning, så den har inte hittat någon bred tillämpning. En sådan uppsamlare kan ge uppvärmning upp till tre tusen grader Celsius.

Den här riktningen utvecklas snabbt. I Europa kommer du inte att överraska någon med hus som är bortkopplade från elektriska nätverk. Dock i industriell skalaelektricitet genereras inte med denna metod. Solpaneler prunkar på taken till sådana hus. Detta är en mycket tveksam investering. I bästa fall kommer installationen av sådan utrustning att löna sig först efter tio års drift.

Använda havsströmmar

Det här är ett mycket ovanligt sätt att generera el. På grund av temperaturskillnaden i de norra delarna av haven och södra (ekvatorial), uppstår kraftfulla strömmar i hela volymen. Om en turbin är nedsänkt i vatten, kommer en kraftfull ström att rotera den. Detta är grunden för principen för driften av sådana kraftverk.

Denna energikälla används för närvarande inte aktivt. Det finns många tekniska utmaningar att lösa. Endast experimentellt arbete utförs. Britterna är mest aktiva i denna riktning. Det är möjligt att inom en snar framtid kommer kolonier av kraftverk att dyka upp utanför Storbritanniens kust, vars blad kommer att sättas i rörelse av havsströmmar.

Sätt att få el hemma

El kan även genereras hemma. Och om du tar det här problemet på allvar kan du till och med tillgodose hushållets behov av el.

Först och främst bör det noteras att några av de listade metoderna för att generera el är ganska användbara i en privat ekonomi. Så många bönder och bara ägare av lantegendomar installerar väderkvarnar på sina tomter. Dessutom kan solpaneler ses allt oftare på taken på hus på landet.

Det finns andrasätt att producera el, men deras praktiska tillämpning är utesluten. Det här är mer för skojs skull eller för att experimentera.