Відновлювана енергетика

Вітряк у Пирогові. Вітряки — один із прикладів застосування енергії вітру для потреб людини.

Відно́влювана енерге́тика — енергетична галузь, що спеціалізується на отриманні та використанні енергії з відновлюваних джерел енергії. До відновлюваних джерел енергії належать періодичні або сталі потоки енергії, що розповсюджуються в природі і обмежені лише стабільністю Землі як космопланетарного елемента: променева енергія Сонця, вітер, гідроенергія, природня теплова енергія, і т. д.

Розвиток відновлюваної енергетики має величезне значення з огляду на подальшу долю людства, оскільки горючі корисні копалини, що є основою виробництва енергії на початку 21 ст., мають обмежені запаси, які рано чи пізно будуть вичерпані. Ідеальним для виживання людства був би сталий розвиток, концепція, за якою виробництво й споживання в суспільстві були б збалансовані так, щоб не залежати від ресурсів, доступних тільки тимчасово.

Джерела відновлюваної енергетики

Термоядерний синтез Сонця — джерело більшості видів відновлюваної енергії, за винятком геотермічної енергії та енергії припливів і відливів (див. Природні енергетичні ресурси). За розрахунками астрономів, тривалість життя Сонця, що залишилась, становить близько п'яти мільярдів років, тому за масштабами людського життя відновлюваній енергії, що походить від Сонця, виснаження не загрожує.

У суворо фізичному сенсі енергія не відновлюється, а постійно вилучається з вищеназваних джерел. З сонячної енергії, що прибуває на Землю, лише дуже невелика частина трансформується в інші форми енергії, а велика частина просто йде в космос.

Використанню постійних процесів протиставлено видобуток копалин енергоносіїв, таких як кам'яне вугілля, нафта, природний газ або торф. У широкому розумінні вони теж поновлювані, але не за мірками тривалості життя людини, оскільки процес їхнього утворення вимагає сотень мільйонів років, а їхнє використання проходить набагато швидше.

Основною відмінністю відновлюваних джерел енергії є те, що вони не знищуються під час їхнього використання, на відміну від мінеральних палив, які споживаються для вироблення енергії. Застосування відновлюваної енергії людиною потребує наявності технологій використання енергії сонячного світла, вітру, морських хвиль, водних течій, біологічних процесів, таких як анаеробний розклад, біологічне вироблення водню, та геотермальних теплових джерел.

Традиційне використання енергії вітру, води, та сонячного світла вже широко поширене. Однак, масове виробництво електричної енергії з використанням відновлюваних джерел енергії набуло популярності лише нещодавно, що віддзеркалює основні загрози від зміни клімату, побоювань вичерпати мінеральне паливо, та соціальних і політичних ризиків через широке використання мінеральних палив та атомної енергетики. Зараз використання відновлювальних джерел енергії швидко зростає (на 50% з 2004 до 2007 року), та в 2007 році досягло 3,4% від загального виробництва електроенергії (не враховуючи велику гідроенергетику, що надає ще 15% від загального виробництва).

Основні технології відновлюваної енергетики

Вітроенергетика

Потоки повітря можуть бути використані для приведення в рух вітрових турбін. Сучасні вітрові турбіни мають номінальну потужність від, приблизно, 600 кВт до 5 МВт. Найпоширенішими в комерційному застосуванні, наразі, є повітряні турбіни з номінальною потужністю в діапазоні 1.5—3 МВт. Потужність вітрової турбіни має кубічну залежність від швидкості вітру, тобто потужність зростає ще швидше, ніж швидкість вітру. Найкращими для розташування вітрових електростанцій є місцевості з потужнішими та сталішими вітрами, такі як прибрежні смуги та вершини гір.

Гідроенергетика

Для отримання корисної енергії можна використовувати кінетичну енергію потоків води або теплову енергію гарячих джерел. Оскільки густина води приблизно в 800 разів більша за густину повітря, навіть повільний потік води, або слабка океанська течія може виробляти істотну кількість енергії.

Сонячна енергетика

Монокристалічний сонячний елемент

В цьому контексті, «сонячна енергія» може позначати енергію, отриману від сонячного випромінення. Існують різні шляхи застосування енергії сонячного випромінення, включно із:

• Генерування електричної енергії із використанням сонячних елементів.
• Генерування електричної енергії із використанням концентраторів сонячного випромінення.
• Генерування електричної енергії шляхом нагрівання стисненого повітря для обертання турбін.
• Обігрівання будівель через систему пасивного обiгріву.
• Нагрівання продуктів харчування в сонячних печах.
• Нагрівання води або повітря для господарчих потреб в геліоколекторах.
• Нагрівання та охолодження повітря із використанням сонячних камeнів.
• Генерування електричної енергії на геосинхронній орбіті із використанням штучних супутників — орбітальної енергетичної системи.
• Кондиціонування повітря.

Див. також: Сонячна енергія в Україні

Біопалива

Значним ресурсом для відновлюваної енергетики є використання хімічної енергії біомас. Перевагою біомас є те, що їх можна безпосередньо перетворювати в паливо для автомобілів та інших машин.

Відновлювана енергетика в Україні

В Україні дослідженнями проблем відновлюваної енергетики займається, зокрема, Інститут відновлюваної енергетики НАНУ, Міжгалузевий науково-технічний центр, інші науково-дослідні установи та приватні підприємства.

За оцінками дослідників, загальний економічно-доцільний потенціал відновлюваних та нетрадиційних джерел енергії в Україні складає, приблизно, 454.4 млрд кВт год. або 59.2 млн т у. п. на рік. Станом на 1998 рік, 3.05% від загального обсягу споживання енергії було отримано з відновлюваних джерел енергії.

Від 2009 року об'єкти відновлюваної енергетики в Україні отримали право на використання зеленого тарифу.

Джерела інформації

• Erneuerbare Energie — сторінка в німецькомовній вікіпедії.
• Renewable energy — сторінка в англомовній вікіпедії.

Див. також

• Масдар - місто майбутнього
• Інститут електродинаміки НАН України
• Сонячна енергія в Україні
• Інститут загальної енергетики
• Зелений тариф

Підрозділи відновлюваної енергетики: Сонячна енергетика; Гідроенергетика; Біоенергетика; Вітроенергетика; Геотермальна енергетика; Енергія морських хвиль; Воднева енергетика;

Поновлювані джерела енергії Гідроенергія (енергія рік, припливів і відпливів) Енергія морських хвиль Деревина, Відходи, Геотермальні джерела, Енергія вітру, Сонячна енергія, Енергія фізичного поля

Література

• Список галузевих журналів відновлюваної енергетики
• Н.М. Мхитарян Энергетика нетрадиционных и возобновляемых источников. Опыт и перспективы.. — Наукова думка, 1999. ISBN 966-00-0655-1.

Посилання

• Maidan Wiki: Енергетика, збірка гіперпосилань на ресурси про енергетику взагалі, та відновлювану енергетику зокрема.