Компьютер солнечная батарея атомная электростанция ветряной двигатель что лишнее
Обновлено: 07.07.2024
Два источника энергии, которые популярны в экологических спорах. О них говорят, спорят на разных уровнях. Они популярны в отдельных местах земли. Таким же вопросом, что в заголовке, задался один из пользователей TJ, на который мы отвечаем.
Экология не пытается сделать все, что используется ноль-отходным или сделать мир без углеродных следов. Физически это невозможно, поэтому экология борется за их сокращение и минимальный вред окружающей среде. Поэтому для изучения этой темы стоит задаться вопросом: Что больше вредит природе?
По состоянию на 2017 год возобновляемая и невозобновляемая энергетика рознятся (в США). В год производится 805КВт атомной энергии, тогда как 331КВт приходят с невозобновляемой энергии.
По данным World Nuclear Industry Status Report, в мире насчитывается около 750 атомных реакторов, из них которые только 409 в рабочем состоянии и 51 на стадии строительства. Средний возраст реакторного парка около 31 лет, а доля атомной энергии в производстве электроэнергии 10%.
В России насчитывается 61 реакторов, из которых 38 работают и 3 еще строится. В среднем реакторам 29 лет, а их процент в общей статистике 20%. В последние десятилетия РФ резко увеличил количество реакторов за счет завершения проектов, которые стартовали во времена СССР. Таким образом реакторы завершаются через 35 лет, после начала.
В отчете о состоянии мировой атомной отрасли восстанавливаются некоторые из 35-летней истории строительства ростовских реакторов 3 и 4. Строительство реакторов началось в Советском Союзе в 1983 году и завершилось в Российской Федерации в 2018 году. Неоднократно меняли названия и «официальные» сроки начала строительства.
Огромная энергоемкость
1 килограмм урана с обогащением до 4%, используемого в ядерном топливе, при полном выгорании выделяет энергию, эквивалентную сжиганию примерно 100 тонн высококачественного каменного угля или 60 тонн нефти.
Повторное использование
Расщепляющийся материал (уран-235) выгорает в ядерном топливе не полностью и может быть использован снова после регенерации (в отличие от золы и шлаков органического топлива). В перспективе возможен полный переход на замкнутый топливный цикл, что означает практически полное отсутствие отходов.
Снижение парникового эффекта
Интенсивное развитие ядерной энергетики можно считать одним из средств борьбы с глобальным потеплением. К примеру, атомные станции в Европе ежегодно позволяют избежать эмиссии 700 миллионов тонн СО2. Действующие АЭС России ежегодно предотвращают выброс в атмосферу около 210 млн тонн углекислого газа. По этому показателю Россия находится на четвертом месте в мире.
Загрязнение атмосферы при необходимости взрывных работ.
Производственный процесс по отделению скальных горных пород от массива с помощью взрыва. Этот процесс изымает земельные участки под строительство и обустройство санитарных зон. Это влечет собой изменение рельефа местности и уничтожение растительности из-за строительства. Не забываем про флору и фауну.
Выбросы в водные бассейны, атмосферу и на поверхности почв
Выброс тепла в атмосферу и в водные ресурсы, вызванный техногенной деятельностью, и наряду с выбросами парниковых газов, служащий одним из факторов глобального потепления. Меняются физические свойства воды, что неблагоприятно влияет на обитателей водоемов. Основным фактором ухудшения её качества является снижение растворимости кислорода, которая уменьшается на одну треть при температуре 30С, вызывая эвтрофикацию водоёмов и их видовой состав.
Ионизирующее излучение при выводе станции из эксплуатации
Обычно происходит при отклонении от инструкции при демонтаже. В ряде случаев более поздние эпидемиологические исследования на людях, которые подвергались воздействию в детском возрасте в медицинских целях (КТ в детском возрасте), позволяют сделать вывод о том, что вероятность рака может повышаться даже при более низких дозах. Дородовое воздействие ионизирующего излучения может вызвать повреждение мозга плода при сильной дозе. Эпидемиологические исследования свидетельствуют о том, что риск развития рака у плода после воздействия облучения аналогичен риску после воздействия облучения в раннем детском возрасте.
Не стоит забывать про техногенные риски, возможные в атомной энергетике. Среди них:
- Внештатные ситуации с хранением ядерных отработанных веществ. Производство радиоактивных отходов, происходящее на всех этапах топливно-энергетического цикла, требует дорогостоящих и сложных процедур переработки и захоронения.
- Так называемый «человеческий фактор», который может спровоцировать сбой в работе и даже серьезную аварию.
- Утечки на предприятиях, перерабатывающих облученное топливо.
- Возможный ядерный терроризм.
В природе существует естественная радиация. Но для экологии опасно интенсивное радиационное воздействие АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Также весьма актуальна проблема с утилизацией ядерных отходов. Для безопасного существования биосферы нужны особые защитные меры и средства. Отношение к строительству атомных электростанций в мире крайне неоднозначно, особенно после ряда крупных катастроф на ядерных объектах.
В 2015 году 19,3% мирового потребления энергии поступало из возобновляемых источников. Доля традиционной биомассы постепенно сокращается, в то время как доля современной возобновляемой энергии растёт. С 2004 по 2013 годы доля электроэнергии, производимой в Евросоюзе из возобновляемых источников, выросла с 14% до 25%. В 2018 году в Германии из возобновляемых источников было произведено 38% электроэнергии.
В 2019 г. в России принята программа развития солнечной и ветроэнергетики до 2024 г. «Пять гигаватт». Запланировано, что к 2024 г. выработка электроэнергии на СЭС и ВЭС составит около 1% от общего объема производства. Не так перспективно как в мире, но как есть.
В первую очередь это возобновляемость, обильность и постоянство
Говоря о солнечной энергии, в первую очередь, необходимо упомянуть, что это — возобновляемый источник энергии, в отличие от ископаемых видов топлива — угля, нефти, газа, которые не восстанавливаются. Потенциал солнечной энергии огромен — поверхность Земли облучается 120 тыс. тераваттами солнечного света, а это в 20 тыс. раз превышает общемировую потребность в ней. Кроме того, солярная энергия неисчерпаема и постоянна — ее нельзя перерасходовать в процессе удовлетворения нужд человечества в энергоносителях, так что ее хватит в избытке и на долю будущих поколений.
Низкие эксплуатационные расходы
Перейдя на солнечные батареи в качестве автономного источника энергии, собственники частых домов получают ощутимую экономию. Немаловажно и то, что обслуживание систем энергоснабжения на солнечных батареях характеризуется низкими затратами — необходимо лишь несколько раз в год подвергать чистке солнечные элементы, а гарантия производителя на них, как правило, составляет 20-25 лет.
Стоимость одного атомного реактора составляет от 4 с половиной до 7 тысяч долларов за киловатт установленной мощности.
Для солнечной электростанции 1 кВт установленной мощности стоит 45-60 тыс. руб.
Простое техобслуживание
Солнечные панели нуждаются лишь в очистке несколько раз в год. Известные производители выпускают оборудование с гарантией до 25 лет.
Затраты энергии на производство солнечных панелей не окупаются
Солнечная энергия, выработанная одной панелью в южных широтах, окупит её производство за шесть лет. Атомные, а также гидро- и теплоэлектростанции не окупаются вовсе, так как для выработки некоего количества энергии, они потребляют топливо. Хотя, если потребления будет больше, эту проблему можно решить.
Утилизация солнечных пластин
На самом деле, в настоящее время существует два способа утилизировать данные приборы — механически, с помощью прессов, и термически, в автоклавных печах. В Европе создана организация PV CYCLE, занимающаяся вопросами утилизации солнечных панелей. Опять же, если потребления будет больше, эту проблему можно также решить.
Жизненный цикл (только солнечные панели)
Среднее время работы инвертора — 10-15 лет. Однако его эффективность не снижается постепенно, как в солнечной панели. Однажды он просто перестает работать. Обычно именно так происходит с так называемыми центральными инверторами. Однако в то же время есть хорошая альтернатива — микро-инверторы, которые можно устанавливать на каждой отдельной солнечной панели. Их срок службы должен быть выше чем у традиционных инверторов и может доходить до 25 лет.
Оба источника энергии по-своему хороши. Для маленьких экономик ВЭ, а те, кто могут позволить — АЭ. Однако стоит понимать, что про АЭ мы уверенно говорим, так как этим пользуются почти во всем мире.
Лучшее, что можно сделать в такой ситуации — продолжать во что бы то ни стало исследования, пытаясь сделать солнечную, ветряную и геотермальную энергетику ещё эффективней и ещё доступней. Процесс идёт, прогресс не в тупике, и мир медленно, но уверенно отказывается от ископаемого топлива, пока его использование не стало слишком дорогим и опасным.
При правильном и умном использованием АЭС может стать перспективным для экологии, не считая выбросы в виде бассейнов. Однако это не мешает развиваться обеим источникам. Если внедрять практику Франции (80% энергии АЭ), может быть это лучший способ добывать энергию.
Мы хотим сказать, что сейчас лучше использовать ядерную энергетику, а в будущем, когда мы выйдем из тумана — солнце. Нужно продвинуть переработку и утилизацию солнечных панелей. А гидро- и ветряные станции распространять, чтобы они не стали убыточными.
Задавайте вопросы в комментариях любых постов. Мы ответим!
Атомные электростанции это абсолютное зло. Миф об их дешевизне ошибочен. Ведь после того как энергия произведена, нужно затратить гигантские ресурсы чтобы тысячи лет где то хранить отработанное топливо и загрязненное оборудование.
Ветрянные станции вредны тем, что создают инфразвуковые колебания. Поэтому ветряки не устанавливают вблизи жилых построек.
Солнечные станции не имеют никаких отрицательных сторон. Тут написали, про вред экологии, но в чем он может проявиться. Поставил батерею на крышу и живи радуйся. Батареи делают из кремния, то есть из песка.
А Вам известно, сколько отходов дает производство солнечных батарей? Да, батареи делаются из кремния. Но этот кремний надо десять раз переработать, чтобы он стал годиться для выработки электроэнергии. И вот в ходе этих переработок используются такие вещества, которые потом уходят в отходы и жутко загрязняют экологию.
Ну во первых масса отходов от всего производства солнечных батарей в мире это несколько тонн. А по атомной промышленности заводы в районе р. Теча ежегодно сбрасывают сотни миллионов кубометров (то есть тонн) слабо загрязненных веществ. Так что сравнивать их даже и смешно. А ветрянные станции, чтобы крутились нужно смазывать ветряки маслом. А этого масла тратится тысячи и тысячи тонн в год. И тут масштаб сброса несопоставим. Да и ветряки делают не из дерева. А выбросы при производстве кремния это отходы плавиковой кислоты (то есть фтор). Кислота конечно вредна, но это настолько мизерные масштабы. Условно в морской воде содержится фтора в триллионы триллионов раз больше, чем человек его за год сбрасывает. Да и самый распоследний вулканчик ежегодно в сотни раз фтора выбрасывает в атмосферу. Так в данном вопросе согласиться с вами сложно.
Димка Крышечкин Гуру (3284) Ога, всё это расчудесно, отходы мизерные, но и количество производимой энергии такое же. Посчитай, сколько крыш нужно застелить батарейками, чтобы запитать мощного потребителя типа десятикиловаттного электропривода или хотя бы бытовой печки (2..3 кВт). В расчёт брать: стоимость батарей (немалая, убедись по прайсам), КПД (1..3%), количество солнечных дней в году (у меня гарантированно солнечны только август-сентябрь, Владивосток, муссоны, что поделать), место для расположения батарей (нет у меня своей крыши, над головой ещё 8 этажей потребителей. Придётся вырубить соседний ельник 8)) Отсюда вывод - пусть моя страна лучше питается атомными станциями, место под помойку в России всегда найдётся, чем я буду готовить еду на костре, а РЛС ПВО будет заменён на сержанта с биноклем. Если не ограничиваться предложенными автором вопроса вариантами - термояд-станция нагнёт всех остальных и по мощности, и по экологии. В позитивную сторону, естественно :)
Мощность солнечного излучения 1,4 квт на квадратный метр это на орбите Земли. Атмосфера половину отражает, так что можно говорить о 0,7 квт. КПД новых типов батарей уже достигает 10-20% (а самых суперновых уже под 50%). Но разговор об обычных панелях. При КПД 15% с 1 квадратного метра можно получать 0,1 квт мошности. То есть если у вас есть стандартная панельная пятиэтажка из 6 подъездов площадь ее крыши 840 метров, то есть это 84 квтчас производства солнечными батареями, то есть вполне хватит для жителей.
Вообще никто не говорит, что нужно в Мурманске, Владивостоке, строить солнечные станции на обычном солнце, вопрос был в принципе. Есть еще варианты с использовнием солнечных зеркал из тонкой алюминиевой пленки в космосе. 20-30 таких зеркал диаметром в сотни метровконцентрируют свет на элементах на поверхности. Мощность таких станций может быть вообще неограниченной. Главное это себестоимость энергии на солнечных стнциях, она равна нулю и конкурентов тут у нее мало.
Смотря по каким критериям. Атомные станции дают дешевую энергию, однако опасны. Солнечные экологически грязные, и требуют особых условий. А ветрянные очень дорогие в эксплуатации.
Конечно солнечные и ветряные электростанции лучше :).
. но дороже :(
Лучще для чего? Представте себе ветряную (или солнечную) электростанцию, питающую алюминиевый завод! Картина маслом - километров на 200 вокруг завода - сплошные ветряки!
Атомные лучше. А термоядерные - ещё лучше.
Токамак форева.
Вам что лучше - пользоваться газ плитой или смотреть телевизор?
Также и электростанции - у всех своя специфика и предназначение работать в определенных на то условиях.
Система оснащена контроллером избытка мощности, который нагревает воду системы ГВС и отопления за счёт избытка вырабатываемого от солнечных панелей электричества.
Итак, мы имеем классическую сетевую солнечную электростанцию — солнечные батареи и сетевой инвертор (преобразователь).
Принцип работы: Сетевая солнечная электростанция добавляет выработанную электроэнергию во внутреннюю сеть, из промышленной сети берётся только недостающая мощность. Благодаря отсутствию аккумуляторов этот тип солнечных электростанций очень быстро окупается (три-пять лет), не требует обслуживания, а доказанный срок службы составляет более 35 лет.
Теперь давайте рассмотрим пример ситуации, с которой многие столкнулись после установки солнечной электростанции.
Представим, что потребление нашего дома 10 кВт, а солнечная электростанция вырабатывает 15 кВт. Соответственно, имеем лишние 5 кВт. Куда мы можем их использовать? Есть несколько способов:
Австрийская компания Fronius выпустила чрезвычайно эффективное устройство именно такого типа — контроллер избытков Ohmpilot. Он полностью управляется инвертором, который всегда имеет точную информацию об избытках потреблении, и задействует Ohmpilot таким образом, чтобы лишнее использовалось эффективно.
Контроллер позволяет плавно регулировать мощность от 0 до 3 кВт в однофазной конфигурации и от 0 до 9 кВт в трёхфазной. Таким образом используется ровно столько избытка мощности, сколько есть на данный момент.
Наиболее типичный вариант использования Ohmpilot — нагрев воды. Цели могут быть разные: горячее водоснабжение, отопление (электрический тёплый пол, тепловой насос) или подогрев бассейна.
Контроллер имеет вход для датчика температуры (тип PT1000) и позволяет производить нагрев до заданной температуры.
Встроенная в инвертор система мониторинга позволяет удалённо контролировать все параметры системы из любого места с компьютера, планшета или мобильного телефона и в случае необходимости сообщает об отслеживаемых событиях.
Также ведётся полная аналитика по выработке солнечной энергии и потреблению, работе контроллера OhmPilot и температуре воды за любой период.
На графике выше показана статистика по выработке и потреблению за день. Видно как с 6:00 постепенно начинается выработка от солнца, в 7:00 плавно начинает свою работу контроллер OmhPilot, примерно с 9:30 объект полностью использует энергию солнца, включая наш контроллер, греющий воду в баке для ГВС, и начинается отдача лишней электроэнергии в промышленную сеть. Отдача электроэнергии осуществляется на основании договорных отношений внутри кооператива.
Этот график показывает статистику выработки по месяцам. Серый цвет — сколько электроэнергии от солнца потребил непосредственно сам объект, синий — сколько излишков электроэнергии направлено на нагрев воды, зелёный — отданная электроэнергия в сеть кооператива. Система была запущена в конце августа 2018 года.
Тут мы видим статистику потребления. Серым цветом обозначено, сколько мы потребили от солнца, красным — сколько потребили от промышленной сети. Учёт потреблённой и отданной электроэнергии между объектом и кооперативом осуществляет многофункциональный двунаправленный счетчик ПСЧ-4ТМ.05МД.21.
Таким образом, после установки солнечных батарей удалось снизить затраты на электроэнергию и газ. Конечно же, пришлось перестроить свою жизнь в плане использования бытовых приборов и прочего, но зато экономия составляет в совокупности от 65 до 90%.
Домашнюю мини-электростанцию «Белгородские известия» нашли в селе Крюково Борисовского района
Поднимаешься на машине из борисовского села Крюково в сторону Красной Яруги, видишь улицу справа от дороги и обычный дом из наступившего будущего: с гаража смотрит в небо солнечная батарея, а сверху на неё машет лопастями ослепительно-белый ветрогенератор. Пока в мире кипят страсти по поводу будущего альтернативной энергетики, хозяин дома попробовал получать зелёные киловатты прямо во дворе.
Без перебоев
Правду говорят, что мужик в глубине души и до седых волос остаётся мальчишкой. Андрею Гусенцову исполнилось 50, а о своей мини-электростанции он говорит улыбаясь и блестя глазами. Рассказывать приходится часто: гости и посетители в его дворе – обычное дело. Оно и понятно: дипломированный и добровольный электрик у нас каждый третий, а личную солнечную батарею в белгородских сёлах попробуй ещё найди. Интересно же.
Сам Андрей Михайлович родом из Белоруссии, пока работает на Севере, в Надыме, был электромонтёром на высоковольтных линиях. А из Крюково родом его жена, здесь же живёт тёща. И сейчас, дорабатывая положенный срок на электрохимической защите газопроводов, он параллельно всё больше вживается в крюковскую усадьбу.
«Решили обосноваться здесь. Края красивые, спокойно, чистый воздух, есть смысл жить!»
На самом деле причина, по которой несколько лет назад хозяин завёл собственную электрогенерацию, самая простая и приземлённая. Не хотелось зависеть от перебоев в обычной электросети. Сегодня в сельских домах это уже не просто погасшая лампочка. Отопление, плита, часто водяная скважина – всё на электричестве и останавливается, когда обесточиваются розетки. И пусть отключения в наше время бывают не так часто, но приятного всё равно в них мало, особенно зимой. Начал Гусенцов своё электрохозяйство с бензогенератора, но его надо заправлять.
«Так и пришла мысль о зелёной энергии. Делать начал сразу на долгую перспективу, чтобы купил – и забыл! Гарантия на панели 25–30 лет, это уже срок большой. О выгоде с самого начала речи не шло, хотелось в первую очередь бесперебойного энергоснабжения».
Умный ящик
Сегодня дома у Гусенцова полноценная гибридная станция: участок продолжает запитываться от борисовских электросетей, но значительную часть потребностей уже покрывает своя выработка. Начав с одной солнечной панели, Андрей Михайлович планирует расширить мощности. Своей очереди на установку ждут ещё три солнечные батареи мощностью по 325 ватт.
Сейчас на дом работает один блок из трёх батарей – получилась панель примерно три на полтора метра. Стоит она на кронштейне с поворотным механизмом, вернее, не стоит, а целый день смещается вокруг оси, выискивая самую яркую точку в небе. И на самом деле тёмно-фиолетовая плоскость – только верхушка небольшого альтернативно-энергетического айсберга.
«Вся фишка в инверторе, который подаёт и регулирует напряжение».
На стене в гараже висит этот самый инвертор – оптимистично салатовый ящик поменьше газовой колонки со светящимся табло. Это мозг домовой электрики, который круглые сутки сам решает, откуда брать ватты для лампочки, утюга или электродрели. Именно на него заведена солнечная панель, к нему же подключена батарея автомобильных аккумуляторов. В них копится энергия крюковского солнца, если хозяева в эту минуту ничем электрическим не пользуются. Пошёл расход – аккумуляторы отдают накопленную мощность. Цифры и стрелочки на табло наглядно показывают, что куда идёт.
«Это у меня стоят 100-амперные аккумуляторы, а лучше поставить на 200 ампер – хватит на полную пяти-шестичасовую нагрузку».
700 напополам
Сели аккумуляторы – инвертор добирает ток из проводов. Если вдруг темно или сильные тучи, аккумуляторы разрядились, а на линии отключение – система может запустить бензогенератор. Всё продумано и в теории вроде бы красиво, а вот как на практике? У нас же не пустыня Невада, насколько хватает среднестатистического российского солнца? Оказывается, хватает.
«Солнечным днём киловатт энергии берёт без проблем. Всё, что ниже киловатта в доме, – даже станция водяная, она в районе 350–500 ватт, какое-никакое освещение, зарядки, телевизор – в течение дня без проблем питается от панели. Гостевая комната, гараж – всё оттуда».
Рядом с нами жужжит болгарка – работают строители, отделывают фасад дома. В глубине двора – бетономешалка, которая тоже распробовала вкус солнечного тока. Пока мы разговариваем, солнечная панель вдруг ожила и заметно пошла в сторону. Небо закрыто лёгкой облачной дымкой и вроде бы светится одинаково, но датчики всё равно поняли, что солнце сдвинулось, и повели батарею вслед за ним.
«Я подсчитывал, с учётом пасмурных дней получается 50 на 50. Если за год у меня примерно сгорает 700 киловатт, то 300 с лишним пришло из сети, а остальное компенсировано. Станция окупится через 6–7 лет».
Болгарка от ветра
А вот ветрогенератор у Андрея Михайловича пока больше в качестве эксперимента. «Удружила» всем знакомая интернет-площадка: он заказывал ветряк и сопутствующее оборудование на 48 вольт, а пришло всё 12-вольтовое. Скандалить Гусенцов не стал: искать крайнего на другом конце континента пришлось бы долго. Установил и пустил в работу то, что прислали.
Дом стоит на склоне, ветер здесь частый гость. Сейчас почти штиль, его напор еле ощутим, но лопасти всё равно исправно крутятся. Пока хозяин подсоединил генератор к аккумулятору поменьше, на выходе получается зарядка до 13,4 вольта. Дальше принцип такой же. Подсоединяй аккумулятор к инвертору (правда, другому, маленькому) и получай рабочее электричество.
«Может не потянуть, конечно, но попробуем».
Хозяин быстро соединяет ветряной аккумулятор с инвертором и подступает к ним с маленькой, на один киловатт, болгаркой. Включённая в розетку болгарка исправно жужжит и вгрызается в железный уголок. Всё получилось, оказывается, и от 12 вольт можно заставить технику работать.
Ничего сверхъестественного
Панели, пучки проводов, схемы, мерцающие циферки – попробуй разберись. Андрей Гусенцов ходил в школе в радиокружок, да и работа в своё время свела с электричеством. Тем не менее хозяин уверен, смонтировать такую установку нетрудно, если голова и руки на правильном месте.
«Закон Ома будете знать – сможете поставить. Абсолютно на всё есть документация, научиться несложно».
Чисто теоретически, если обрасти ещё батареями и поставить специальный счётчик, можно даже продавать излишки энергии. Но такой задачи хозяин себе не ставит, главное, чтобы в доме постоянно энергия была. По прикидкам Андрея Гусенцова, стоит работающее и ещё не установленное оборудование примерно 115 тысяч. Для большинства деньги немаленькие, но Андрей Михайлович их нашёл.
«Конечно, в это нужно вкладываться. Но мы с женой договорились: у тебя свои игрушки, вязальная машина например, у меня свои. Если в семье работают два человека, всё равно есть возможность что‑то отложить. А так, вообще, такая гибридная система может быть полезна тем, кто живёт на удалении, в хуторах допустим. Фермерам – для доильных аппаратов или другой техники в полевых условиях. Что‑то можно упростить, что‑то купить дешевле. У меня инвертор на восемь киловатт, а для скважины вполне хватило бы маленького, который я показывал. Зато теперь я спокоен: если случается отключение, у меня даже телевизор не моргает».
Читайте также: