Elektriskās enerģijas avoti
Enerģijas problēma ir viena no galvenajām cilvēces problēmām. Galvenie enerģijas avoti šobrīd ir gāze, ogles un nafta. Saskaņā ar prognozēm naftas rezerves pietiks 40 gadiem, ogļu - 395, bet gāzes - 60 gadiem. Globālā enerģētikas sistēma saskaras ar milzīgām problēmām.
Elektroenerģijas ziņā elektroenerģijas avotus pārstāv dažādas elektrostacijas — termoelektrostacijas, hidroelektrostacijas un atomelektrostacijas. Straujas dabisko enerģijas nesēju izsīkšanas rezultātā priekšplānā tiek izvirzīts uzdevums atrast jaunas enerģijas iegūšanas metodes.
Elektroenerģijas avots - elektroprece (ierīce), kas pārvērš dažāda veida enerģiju elektroenerģijā (GOST 18311-80).
Pamata elektriskās enerģijas avoti
• TPP
Viņi strādā ar organisko degvielu – mazutu, oglēm, kūdru, gāzi, slānekli. Termoelektrostacijas galvenokārt atrodas dabas resursu apgabalā un lielu naftas pārstrādes rūpnīcu tuvumā.
• Hidroelektrostacijas
Tie tiek uzcelti vietās, kur lielas upes aizsprosto dambis, un, pateicoties krītošā ūdens enerģijai, griežas elektriskā ģeneratora turbīnas. Elektroenerģijas ražošana ar šo metodi tiek uzskatīta par videi draudzīgāko, jo netiek sadedzināts dažāda veida kurināmais, līdz ar to nav kaitīgu atkritumu. Sīkāku informāciju skatiet šeit - Hidroelektrostacijas darbības princips
• Atomelektrostacijas
Ūdens sildīšanai nepieciešama siltumenerģija, kas izdalās kodolreakcijas rezultātā. Citādi izskatās pēc termoelektrostacijas.
Netradicionālie enerģijas avoti
Tie ietver vēju, sauli, siltumu no sauszemes turbīnām un okeāna plūdmaiņas. Pēdējā laikā tos arvien vairāk izmanto kā netradicionālus papildu enerģijas avotus. Zinātnieki apgalvo, ka līdz 2050 nestandarta enerģijas avoti kļūs pamata un parastais zaudēs savu nozīmi.
• Saules enerģija
Ir vairāki veidi, kā to izmantot. Saules enerģijas iegūšanas fizikālās metodes laikā tiek izmantotas galvaniskās baterijas, kas spēj absorbēt un pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā vai siltumu. Tiek izmantota arī spoguļu sistēma, kas atstaro saules starus un novirza tos uz caurulēm, kas piepildītas ar eļļu, kur koncentrējas saules siltums.
V Atsevišķos reģionos lietderīgāk ir izmantot saules kolektorus, ar kuru palīdzību iespējams daļēji atrisināt vides problēmu un izmantot enerģiju sadzīves vajadzībām.
Galvenās saules enerģijas priekšrocības ir avotu vispārējā pieejamība un neizsmeļamība, pilnīga drošība videi un galvenie ekoloģiski tīrie enerģijas avoti.
Galvenais trūkums ir nepieciešamība pēc lielām zemes platībām, lai uzbūvētu saules elektrostaciju.
• Vēja enerģija
Vēja parki spēj ražot elektroenerģiju tikai tad, ja vējš ir stiprs. Vēja "modernie primārie enerģijas avoti" ir vēja turbīna, kas ir diezgan sarežģīta struktūra. Tajā ir ieprogrammēti divi darbības režīmi - vājš un stiprs vējš, un ir arī dzinēja apturēšana, ja ir ļoti stiprs vējš.
Galvenais trūkums vēja elektrostacijas (HES) — troksnis, ko rada dzenskrūves lāpstiņu rotācija.Vispiemērotākās ir mazās vējdzirnavas, kas paredzētas videi nekaitīgas un lētas elektrības nodrošināšanai piepilsētas teritorijās vai atsevišķās saimniecībās.
• Paisuma un paisuma spēkstacijas
Plūdmaiņu enerģija tiek izmantota elektroenerģijas ražošanai. Lai uzbūvētu visvienkāršāko plūdmaiņu spēkstaciju, būtu nepieciešams baseins, dambis vai upes grīva vai līcis. Dambis aprīkots ar hidroturbīnām un caurtekām.
Ūdens ieplūst baseinā bēguma laikā, un, kad baseina un jūras līmenis ir vienāds, caurtekas tiek aizvērtas. Tuvojoties bēgumam, ūdens līmenis pazeminās, spiediens kļūst pietiekams, sāk darboties turbīnas un elektriskie ģeneratori, un pamazām ūdens pamet baseinu.
Jauniem enerģijas avotiem plūdmaiņu spēkstaciju veidā ir daži trūkumi — saldūdens un sālsūdens normālas apmaiņas traucējumi; ietekme uz klimatu, viņu darba rezultātā mainās ūdeņu enerģētiskais potenciāls, ātrums un kustības laukums.
Plusi — videi draudzīgums, zemas saražotās enerģijas izmaksas, fosilā kurināmā ieguves, sadedzināšanas un transportēšanas līmeņa pazemināšanās.
• Netradicionāli ģeotermālās enerģijas avoti
Enerģijas ražošanai tiek izmantots zemes turbīnu (dziļi iesēdušos karsto avotu) siltums. Šo siltumu var izmantot jebkurā reģionā, bet izmaksas var atgūt tikai tur, kur karstie ūdeņi atrodas pēc iespējas tuvāk zemes garozai - geizeru un vulkānu aktīvās darbības zonām.
Galvenie enerģijas avoti ir divu veidu - pazemes baseins ar dabisko siltumnesēju (hidrotermiskais, tvaika-termiskais vai tvaika-ūdens avoti) un karsto iežu siltums.
Pirmais veids ir lietošanai gatavs pazemes katls, no kura var ražot tvaiku vai ūdeni no parastajām akām. Otrais veids ļauj iegūt tvaiku vai pārkarsētu ūdeni, ko var tālāk izmantot enerģijas vajadzībām.
Abu veidu galvenais trūkums ir zemā ģeotermālo anomāliju koncentrācija, kad virsmai tuvojas karstie akmeņi vai avoti. Tāpat ir nepieciešams atkārtoti iepludināt notekūdeņus pazemes horizontā, jo termālais ūdens satur daudz toksisku metālu sāļus un ķīmiskos savienojumus, kurus nevar novadīt virszemes ūdens sistēmās.
Priekšrocības – šīs rezerves ir neizsmeļamas.Ģeotermālā enerģija ir ļoti populāra, pateicoties aktīvai vulkānu un geizeru darbībai, kuru teritorija aizņem 1/10 no zemes virsmas.
Jauni daudzsološi enerģijas avoti — biomasa
Biomasa ir primārā un sekundārā. Enerģijas iegūšanai var izmantot kaltētas aļģes, lauksaimniecības atkritumus, koksni u.c. Enerģijas izmantošanas bioloģiskā iespēja ir biogāzes ražošana no kūtsmēsliem fermentācijas rezultātā bez gaisa piekļuves.
Mūsdienās pasaulē ir uzkrājies pieklājīgs daudzums atkritumu, kas degradē vidi, atkritumi kaitīgi ietekmē cilvēkus, dzīvniekus un visu dzīvo būtni. Tāpēc ir nepieciešama enerģētikas attīstība, kur vides piesārņojuma novēršanai tiks izmantota sekundārā biomasa.
Pēc zinātnieku aprēķiniem, apdzīvotās vietas ar elektrību pilnībā var nodrošināt tikai uz to atkritumu rēķina. Turklāt atkritumu praktiski nav. Līdz ar to atkritumu izvešanas problēma tiks risināta vienlaikus ar elektroenerģijas piegādi iedzīvotājiem par minimālām izmaksām.
Priekšrocības — nepalielinās oglekļa dioksīda koncentrācija, tiek atrisināta atkritumu izmantošanas problēma, līdz ar to uzlabojas ekoloģija.