Как было сказано выше, альтернативные источники энергии являются возобновляемым ресурсом, в теории с могущим заменить собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Применение уранового топлива в ядерной энергетике не влечет за собой выбросов углекислого газа, но таит в себе угрозу совсем другого характера.

Направление основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная является «экологически чистой.

Основные способы получения энергии:
Солнечный коллектор. По сути это набор соединённых между собой стеклянных трубок по которым циркулирует вода. Солнечные лучи нагревают воду, которая в свою очередь идёт на нужды горячего водоснабжения.

Солнечный концентратор – солнечные лучи собираются парабалическими (вогнутыми) зеркалами, и отражают их в на стеклянной ёмкости с теплоносителем. Теплоноситель нагреваясь превращается в пар, пар крутит турбину, турбина – генератор, генератор вырабатывает электроэнергию.

СЭС башенного типа (он же солнечный концентратор). В центре такой электростанции располагается башня (высотой 15-25 метров) на вершине которой расположена ёмкость с жидким теплоносителем (обычно ёмкость либо стеклянная, либо из металла, окрашенного в чёрный цвет). Зеркала-отражатели (площадью от 1 м²) расположены по кругу вокруг башни, и повёрнуты с таким расчетом чтобы солнечные лучи отражались точно на ёмкости с теплоносителем (обычно температура теплоносителя в башне около 700 градусов).

Теплоноситель нагреваясь превращается в пар, пар крутит турбину, турбина – генератор, генератор вырабатывает электроэнергию.
Самой сложной частью такой ЭС является система позиционирования, которая должна поворачивать все зеркала в зависимости от движения солнца.
Но стоит отметить что СЭС башенного типа имеют самую высокую мощность из всех СЭС.

СЭС тарелочного типа Можно сказать, что это также СЭС башенного типа, только в миниатюре.

На вогнутом зеркале (иногда сборном) крепят миниатюрный бак для теплоносителя.

Фотоэлектрические элементы(она же фотогальваника, она же СЭС на солнечных батареях). Всё просто, солнечный свет падает на фотоэлектрический преобразователь, на выходе получаем электричество.

В последние десятилетия ведётся активная разработка новых типов солнечных батарей (сравните стоимость производства и номинальную мощность году в 1990 и теперь).

Достоинства
• Перспективность, доступность и неисчерпаемость источника энергии в условиях постоянного роста цен на традиционные виды энергоносителей.
• Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может привести к изменению климата (из-за изменения отражательной способности земли).
• В экваториальных широтах на основе солнечных панелей можно создавать мобильные электростанции;
• В освоении околоземного космического пространства солнечные элементы самый распространенный источник энергии;

Недостатки
• Зависимость от погоды и времени суток.
• Сезонность в средних широтах и несовпадение периодов выработки энергии и потребности в энергии. Нерентабельность в высоких широтах.
• При промышленном производстве — необходимость дублирования солнечных станций электроисточниками сопоставимой мощности (или например работа параллельно сети).
• Необходимость периодической очистки отражающей/поглощающей поверхности от загрязнения.
• Нагрев атмосферы над электростанцией.
• Утилизация отработанных солнечных элементов пока представляется проблемной

Ветряная энергетика – направление т.н. альтернативной энергетики, использующая для получения электроэнергии силу воздушного перемещения масс (энергию ветра).
В основном используются ветрогенераторы (альтернативы особой нету).

Крупные ветряные электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов.
Основным критерием при выборе мест строительства ВЭС является наличие ветра со скоростью выше от 4,5 м/с и выше на предполагаемом месте строительства ВЭС. Тут можно немного схитрить, скажем установить ветряк на высокой башне-столбе (вершине холма и т.п.), на высоте как известно и ветер сильнее.
Ветрогенератор собирается на подготовленной площадке за 7—10 дней (гораздо меньше чем время на получение разрешения строительства). Высота башни генератора обычно 30-50 метров. Основная сложность – повесить лопасти на такой высоте.
По типу размещения различают:
• Наземные ВЭС – как понятно из названия, их ставят на земле. На данный момент это самый распространенный тип ВЭС. Крупнейшей (на 2014 год) ветряной электростанцией является электростанция Альта, расположенная в штате Калифорния, США. Полная мощность — 1550 МВт;
• Прибрежные ВЭС. Прибрежные ВЭС строят на небольшом удалении от берега моря или океана;
• Шельфовая. Их строят в море, на расстоянии 10 - 60 километров от берега. По сравнению с наземными ВЭС, можно выделить ряд преимуществ типа: с берега почти не видно, или в море ветры посильнее нежели на суше. Основным критерием при строительстве является глубина, не более 30 метров, что обусловлено сложностью вбивания свай под ветряк. В совокупности с тем, что морская вода приведёт к более быстрой коррозии металлических конструкций, как результат - шельфовые ВЭС более дороги в строительстве, чем те же наземные. Крупнейшей шельфовой станцией в 2013 году являлась электростанция London Array (Великобритания) с установленной мощностью 630 МВт;
• Плавающая. Самый новый тип ВЭС. Первый прототип плавающей ветряной турбины был построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года (ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии);
• Парящая ВЭС. Всё ещё задумки, эскизы да пару исследовательских прототипов. Берём аэростат, приделываем к нему ветряк, и поднимаем всю эту конструкцию метров на 300-500 над землёй. Не забываем про электрокабель (за одно он может быть «привязью»). Например прототип Vestas V164-8.0-MW мощностью 30 кВт. Существует также прототип парящей ВЭС небольшой мощности с возможностью быстрой транспортировки (разработана как мобильная электростанция для ликвидации стихийных бедствий и пр.);

Также стоит добавить, что в настоящий момент идут активные разработки ветрогенератора с вертикальной осью вращения. По заявлениям разработчиков, это позволит снизить пороговую скорость ветра до 3 м/с и ниже.
Достоинства
• Экологичность;
• ВЭС требуют минимального обслуживания;
Недостатки
• Высокий уровень шума от ветроустановки;
• Зависимость от наличия ветра, как результат непостоянство получения электроэнергии;
• В теории – замедление скорости ветра в районе крупных ВЭС;
• Ветроустановки «глушат» часть радиочастотного диапазона (в некоторых случаях отражают радиоволны). Применение некоторых типов радаров ПВО становится затруднительным;

5 самых мощных ВЭС (данные на начало 2014 года):
1) Ганьсу (Китай) - 7,965 ГВт
2) Муппандал (Индия) - 1,5 ГВт
3) Джайсалмар (Индия) - 1,064 ГВт
4) Альта (Калифорния, США) - 1,02 ГВт
5) Шефердс Флэт (Орегон, США) - 0,845 ГВт

Также в Ветряной энергетике разработанна т.н. «циклонная ветроустановка» (ВЭС аэротермического типа). Принцип действия циклонных электроустановок заключается в том, что когда теплый воздух поднимается, он смешивается с циркулирующим воздушным потоком, образовавшийся «циклон» начинает вращать турбину.
Пример: имеем вертикальную трубу высотой 300 метров, в верхней части трубы – ветрогенератор с вертикальной осью, в нижней части трубы засасываем и нагреваем воздух. Нагретый воздух стремится подняться в верх, а учитывая высоту трубы скорость будет приличной, поднимаясь крутит ветрогенератор.
Данный тип ветрогенератора планируется применять в местах, с низкой скоростью ветра.
К сожалению, с момента подачи первых патентов на циклонную ветроустановку (конец 1970 г.) было построено лишь несколько небольших прототипов. Самый большой из них был высотой в 3 метра (мощность около 100 ватт, но могу и ошибаться). Исследователи столкнулись с неконтролируемой турбулентностью внутри трубы. С новой силой исследования должны были начаться в 2007 году в Дубае, с тех пор в новостных лентах про циклонные ветроустановки ничего не слышно.

В Беларуси
Ветроустановки в качестве генераторов электроэнергии начали использовать в начале 20 века (до этого ветряки в основном использовали как мельницы, коих было на территории современной Беларуси…пару сотен, может больше). В 1940-е планировалось массовое оснащение БССР ветрогенераторами разных мощностей, но 2-я мировая война перечеркнула эти планы.
Когда война закончилась где-то к середине 1950-х вновь вспомнили забытые планы. Но и на этот раз им не суждено было сбыться, была осуществленна электрификация БССР, и даже к самым отдалённым деревням потянулись электрические кабели и провода.
В середине 1970-х, в разгар нефтяного кризиса, было решено вновь «присмотреться» к нетрадиционным способам получения электроэнергии. Даже к 1980-м годам в БССР появился филиал НПО «Ветроэн» (разработка, производство и внедрение ветряков), который в прочем работал на экспорт в прибалтийские или черноморские регионы. До 1990 года, всего лишь 23 ветряка от НПО «Ветроэн» были установлены в БССР, 8 из которых на испытательно-демонстрационном полигоне под Заславлем.
В 1989 году в СССР разработали комплексную программу внедрения нетрадиционных видов энергии, которая должна была затронуть и Беларусь. Но распад СССР перечеркнул и эти планы.
Вновь вспомнили про ВЭС только в 2011 году. Была принята Национальная программа развития местных возобновляемых источников энергии. Планировался ряд ветряков мегаватного класса рядом с д.Волма под Держинском (этак на 400 МВт общей мощности). Но сначала проект быў з'едзены бюракратамі застопорили бюрократические проволочки, а потом и военные окончательно «закрыли» проект (читай выше про радиочастотный диапазон) …хотя нет один ветряк там всё же появился.


На данный момент в Белариси установлено 23 ветроустановки средней и большой мощности.

крупнейшие ВЭС Беларуси (данные на конец 2012 года:
1) Новогрудская ВЭС (подробнее) - 1,6 МВт
2) Дрибенский ветропарк(подробнее установка ветряков продолжается)

Гидроэнергетика – направление альтернативной энергетики, использующие энергию перемещения водных масс.
Самый существенный вклад в гидроэнергетику вносят ГЭС, да-да, те самые с огромными плотинами, которые с технической точки зрения подпадают под определение альтернативного источника энергии. Но давайте ГЭС рассмотрим отдельно (чуть позже, и, пожалуй, в отдельной теме форума), к том уже в этой теме мы рассматриваем нетрадиционные источники энергии. Поэтому перейдём сразу к ним.

Приливная ЭС – ГЭС на которой водяные массы движутся не за счет течения рек, а за счет приливов-отливов.
В некоторых местах планеты, высота приливов превышает 5-7 метров.
Принцип действия. В устье реки, или просто в узком каньоне на берегу моря (океана) строят плотину которая собственно и отрезает импровизированное водохранилище от моря. Во время прилива, шлюзы открывают и «впускают» прилив внутрь. Как только начинается отлив, шлюзы закрывают, и в работу включаются гидрогенераторы. Таким образом пока вытекает вода есть и электроэнергия. Через 12 часов цикл повторяется.

Самые мощные ПЭС
1) Сихвинская ПЭС (Юж.Корея) - 254 МВт
2) Ля Ранс - 240 МВт

Примечателен тот факт, что вместо Сихвинской ПЭС планировали сделать большое водохранилище для пресной воды и частично осушить море. Правда сразу после строительства дамбы стало понятным, что качество воды в водохранилище низкое, и было решено разобрать часть дамбы. А после решили переделать в ПЭС.
Достоинства
• Низкая себестоимость получения электроэнергии;
• Относительная безопасность. Даже частичное разрушение дамбы врятли приведёт к сколь-нибудь ощутимым разрушениям для окружения;
Недостатки
• Непостоянство мощности требует параллельной готовности равных мощностей;
• Высокая стоимость строительства;

Мини и микро ГЭС. Как понятно из названия, те же ГЭС, только размер по меньше. В мире нет точного определения мини-ГЭС или микро-ГЭС, в основном принято, что мини-ГЭС - это ГЭС с мощностью менее 10 МВт (для некоторых стран 2-30 МВт), а микро – менее 0,1 МВт. Широко применяется на горных реках, но в принципе достаточно просто сильного течения.
В Беларуси.
В Беларуси до 1960-х годов существовало примерно 179 малых ГЭС которые обеспечивали электроэнергией нужды сельского хозяйства. С момента полной электрификации Беларуси, большая часть мини-ГЭС были разобраны или заброшены.
В середине-конце 1990-х вопрос о мини-ГЭС начали развивать с новой силой. И уже к 2010 году (по данным Википедии), в Беларуси насчитывалось 36 мини-ГЭС (общей мощностью 13,5 МВт, и выработкой примерно 33 ГВт•ч в год).
К 2013 году мини-ГЭС было уже 41 (общей мощностью 16,51 МВт и ориентировочной выработкой 140 ГВт•ч в год, при потреблении Беларуси 31 500 ГВт•ч за 2013 год).
Однако в июле 2014 года, гос. программу строительства новых мини-ГЭС урезали примерно на половину.

5 крупнейшихГЭС и мини-ГЭС Беларуси (данные на конец 2013 года, т.к. мощных ГЭС в Беларуси не предвидится, привёл всё в перемешу):
1) Гродненская ГЭС (р.Нёман, Гродно) - 17 МВт

2) Осиповичская - 2,175 МВт
3) Вилейская - 2,0 МВт
4) Чигиринская - 1,5 МВт
5) Гезгальская - 0,62 МВт

Также начато строительство:
• Витебская ГЭС – 40 МВт (запуск назначен на 2017 год);
• Полоцкая ГЭС (р.Западная Двина) – 21,75 МВт (запуск перенесён на 2016 год);
• Немновская ГЭС – 20 МВт.

Геотермальная энергетика - направление альтернативной энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.

В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.


Используется как для нагрева воды для отопления, так и для производства электроэнергии. На геотермальных электростанциях вырабатывают немалую часть электроэнергии в странах Центральной Америки, на Филиппинах, в Исландии; Исландия также являет собой пример страны, где термальные воды широко используются для обогрева, отопления.

Петротермальная энергетика
Данный тип ГеоЭС связан с глубинными температурами Земли, которые с определённого уровня начинают подниматься. Средняя скорость её повышения с глубиной — около 2,5 °С на каждые 100 м. На глубине 5 км температура составляет примерно 125 °С, а на 10 км около 250 °С. Добыча тепла производится посредством бурения двух скважин, в одну из которых закачивается вода, которая, нагреваясь, попадает в смежную скважину и выходит в виде пара. Основная проблема петротермальных ЭС на сегодня - низкая рентабельность

Достоинства
• практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.

Недостатки
• Возможность использовать только в сейсмоактивных районах Земли (исключение петротермальнаяГеоЭС)
• В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности. Обычно эту воду остывшей приходится закачивать обратно.

На строительной площадке Полоцкой ГЭС 20 апреля прорвало дамбу. Котлован глубиной с девятиэтажный дом, где должны были начаться основные работы, ушёл под воду. Во сколько обойдётся паводок компании, которая возводит Полоцкую ГЭС, ещё предстоит подсчитать.

Там, где недавно работали люди и техника, теперь находится водная гладь. Дамба, которая защищала строительную площадку Полоцкой ГЭС, не выдержала натиска Западной Двины. За несколько часов потоком воды смыло результат работы многих месяцев. Люди и техника не пострадали, все покинули опасную территорию за 7 минут до прорыва.

Рабочие рассказали, что первые признаки того, что песочная насыпь не выдержит давления воды, появились к полудню. 12 часов строители пытались сделать всё, чтобы дамба устояла. Но безрезультатно: в полночь река затопила строительную площадку.

Анатолий Абдулин, житель Полоцка: «Котлован здесь был невероятной глубины, воды мало, почти не было. Я ещё удивлялся, что такой огромный котлован и нет грунтовых вод. А сейчас вот приезжаю — всё затопило».

Дамбу прорвало, когда строители должны были приступать к работе на самом дне котлована. Здесь должны были заливать первый бетон — к этому всё было готово. Хотя, по словам специалистов, с самого начала строительства не всё шло гладко: река не сразу потекла по обводному каналу. Когда возвели две дамбы и откачали воду, должны были заложить основу будущей ГЭС.

Восемь месяцев назад строители заявляли: «Мы победили реку». Но Западная Двина снова напомнила о себе.


Генеральный подрядчик ГЭС — российская компания «Технопромэкспорт». Заказчик — «Витебскэнерго». Пока комментариев от них получить не удалось. Не ясно пока, насколько сдвинутся сроки окончания строительства. Первые киловатты ГЭС должна была дать в марте 2015 года.

Рабочие на стройплощадке рассказывают, что такого подъёма воды никто не ожидал. На Западной Двине большая стройка должна развернуться не только рядом с Полоцком, ещё будет Витебская ГЭС, Бешенковичская и Верхнедвинская. Их возводят китайская и турецкие компании. И им, по всей видимости, придётся учитывать опыт своих российских коллег

Читать полностью: http://naviny.by/rubrics/disaster/2013/ ... _124_7714/