5. Энергия солнца

Солнечная энергия - энергия в виде излучаемого тепла и света. Лучистая энергия солнца может быть использована для освещения, обогрева зданий и для производства электроэнергии. Исторически сложилось так, что солнечная энергия использовалась через пассивные технологии. Как правило, это связано с конструкцией зданий и их прозрачных элементов, таких как окна, навесы и т.д. Такая практика использования солнца для освещения и отопления помещений значительно сокращает использование электрического или механического оборудования для тех же целей.

 Солнечная энергия может быть использована только в дневное время и только тогда, когда солнечный свет не блокируется облаками, зданиями или другими препятствиями.

На сегодня есть две активных солнечных технологии, которые включают электрическое или механическое оборудование, которые становятся все более распространенными. Первая - использование коллекторов или панелей для нагрева воды или воздуха для вентиляции в зданиях. Вторая - использование фотоэлектрических технологий в солнечных батареях для преобразования света в электричество.

Достоинства:

• Общедоступность и неисчерпаемость источника.

• Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).

Недостатки:

• Зависимость от погоды и времени суток.

• Как следствие необходимость аккумуляции энергии.

• При промышленном производстве -- необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.

• Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).

• Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.

• Нагрев атмосферы над электростанцией. [5]

6. Гидроэнергетика

Гидроэнергетика - использование энергии естественного движения, т.е. течения, водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. До середины 19 в. для этого применялись водяные колеса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидравлические турбины. До конца 19 в. энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например, для размола зерна или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. В наши дни практически вся механическая энергия, создаваемая гидравлическими турбинами, преобразуется в электроэнергию.

Почти вся гидравлическая энергия представляет собой одну из форм солнечной энергии и поэтому относится к возобновляемым природным энергоресурсам. Под лучами солнца испаряется вода из озер, рек и морей. Образуются облака, идет дождь, и вода, в конце концов возвращается в водные бассейны, т.е. туда, откуда испарилась. С таким круговоротом воды в природе связаны колоссальные количества энергии. Географическая область умеренного климата высотой над уровнем моря около 2500 м и количеством осадков порядка 1000 мм/год теоретически могла бы непрерывно давать более 750 кВт с каждого квадратного километра площади. На самом деле можно использовать лишь малую долю всего количества осадков и лишь ничтожную долю высоты, с которой они стекают. Кроме того, обычно КПД современных гидротурбин и генераторов не превышает 86%. Тем не менее, производительность гидроэлектростанций (ГЭС) в США составляет около 75 000 МВт и, по крайней мере, еще 50 000 МВт можно получить дополнительно.[6]

Достоинства:

• использование возобновляемой энергии.

• очень дешевая электроэнергия.

• работа не сопровождается вредными выбросами в атмосферу.

• быстрый (относительно ТЭЦ/ТЭС) выход на режим выдачи рабочей мощности после включения станции.

Недостатки:

• затопление пахотных земель

• строительство ведется там, где есть большие запасы энергии воды

• на горных реках опасны из-за высокой сейсмичности районов

• сокращенные и нерегулируемые попуски воды из водохранилищ по 10-15 дней приводят к перестройке уникальных пойменных экосистем по всему руслу рек, как следствие, загрязнение рек, сокращение трофических цепей, снижение численности рыб, элиминация беспозвоночных водных животных, повышение агрессивности компонентов гнуса (мошки) из-за недоедания на личиночных стадиях, исчезновение мест гнездования многих видов перелетных птиц, недостаточное увлажнение пойменной почвы, негативные растительные сукцессии (обеднение фитомассы), сокращение потока биогенных веществ в океаны.