Alternativní zdroje energie: přehled technologií

Úvod

Celá současná globální ekonomika závisí na bohatství, které bylo nashromážděno v dobách dinosaurů: na ropě, plynu, uhlí a dalších fosilních palivech. Většina činností v našem životě, od jízdy metrem až po ohřívání konvice v kuchyni, nakonec zahrnuje spalování tohoto prehistorického dědictví. Hlavním problémem je, že tyto snadno dostupné zdroje energie nejsou obnovitelné. Dříve nebo později lidstvo vyčerpá veškerou ropu z útrob Země, spálí všechen plyn a vytěží všechno uhlí. Na čem pak budeme ohřívat naše konvice?

Neměli bychom zapomínat ani na negativní dopad spalování paliv na životní prostředí. Zvýšení množství skleníkových plynů v atmosféře zvyšuje průměrnou teplotu celé planety. Produkty spalování paliva produkty spalování paliva znečišťují ovzduší. Postiženi jsou zejména obyvatelé velkých měst.

Všichni myslíme na budoucnost, i když se tak nestane ještě za našeho života. Svět si již dlouho uvědomuje omezení fosilních paliv. A negativní ekologický dopad jejich používání. Přední státy již zavádějí programy postupného přechodu na čisté a obnovitelné zdroje energie.

Lidstvo po celém světě hledá a postupně zavádí náhradu za fosilní paliva. Solární, větrné, přílivové, geotermální a vodní elektrárny jsou na celém světě v provozu již dlouho. Zdá se, co nám brání v tom, abychom s jejich pomocí zajistili všechny potřeby lidstva právě teď?

Alternativní energie má ve skutečnosti mnoho problémů. Například problém geografického rozložení energetických zdrojů. Větrné elektrárny se staví pouze v oblastech, kde často fouká silný vítr, solární elektrárny se staví pouze v oblastech s minimálním počtem zatažených dnů a vodní elektrárny se staví na velkých řekách. Ropa samozřejmě také není všude dostupná, ale je snadnější ji získat.

Druhým problémem alternativní energie je nestabilita. Větrné elektrárny jsou závislé na větru, který neustále mění rychlost nebo se zcela zastaví. Solární elektrárny nefungují dobře při zataženém počasí a v noci nefungují vůbec.

Vítr ani slunce nezohledňují potřeby spotřebitelů energie. Současně je energetický výkon tepelné nebo jaderné elektrárny konstantní a snadno regulovatelný. Jediným způsobem, jak tento problém vyřešit, je vybudování obrovských zásobníků energie, které by vytvořily rezervu pro případ nízké výroby. To však celý systém velmi prodražuje.

Kvůli těmto a mnoha dalším potížím se rozvoj alternativních zdrojů energie ve světě zpomaluje. Spalování fosilních paliv je stále jednodušší a levnější.

Alternativní zdroje energie sice nejsou výhodné v celosvětovém měřítku, ale v rámci jednotlivých domácností mohou být velmi atraktivní. Mnoho lidí je již postiženo neustále se zvyšujícími sazbami za elektřinu, teplo a plyn. Energetické společnosti sahají každým rokem hlouběji do kapes obyčejných lidí.

Odborníci z mezinárodního fondu rizikového kapitálu I2BF představili první přehled trhu s obnovitelnou energií. Předpovídají, že alternativní energetické technologie budou konkurenceschopnější a rozšířenější za 5 až 10 let. Rozdíl v nákladech na alternativní a konvenční energii se již nyní rychle zmenšuje.

Náklady na energii se vztahují k ceně, kterou chce výrobce alternativní energie získat, aby kompenzoval své kapitálové náklady po dobu trvání projektu a zajistil návratnost 10 % investovaného kapitálu. Tato cena bude zahrnovat také náklady na dluhové financování, protože většina projektu je značně zadlužená.

Výše uvedený graf znázorňuje ocenění různých druhů alternativní a konvenční energie ve druhém čtvrtletí roku 2011 (obrázek 1).

Obr. 1.	Oceňování různých druhů alternativní a konvenční energie

Čísla ukazují, že geotermální energie, stejně jako odpadky a skládkový plyn, mají nejnižší náklady ze všech alternativních zdrojů energie. Ve skutečnosti již mohou přímo konkurovat konvenční energii, ale limitujícím faktorem je omezený počet míst, kde lze tyto projekty realizovat.

Tato kniha je určena všem, kteří chtějí být nezávislí na rozmarech energetického průmyslu, kteří chtějí přispět k rozvoji alternativní energie a kteří chtějí jednoduše ušetřit nějaké peníze za energii.

Z knihy В. Hermanovič, A. Turilin "Alternativní zdroje energie. Praktické konstrukce pro větrnou, solární, vodní a zemní energii a energii z biomasy.

Pokračovat ve čtení zde

Mají alternativní zdroje energie budoucnost?

Alternativní zdroje obnovitelné energie jsou poměrně zajímavé a slibné. Existuje například několik účinných metod získávání vody ze vzduchu. To však vyžaduje použití generátoru. Čas ukáže, zda budou nalezeny nové přístupy k řešení těchto problémů a zlepšení technik.

Je otázkou, zda se podaří zdroje rozumně využít.

Podívejte se na toto video na YouTube

Předchozí Engineering️ Domácí napěťová relé 220V: jak chránit domácí spotřebiče
Další Inženýrství Zda je třeba podat hlášení, či nikoliv na vodoměrech v roce 2019: a co se stane, když to neuděláte včas?

Typy alternativních zdrojů energie.

Vítr, slunce, voda, biopaliva a zemské teplo jsou relativně nevyčerpatelné a obnovitelné. Výhody alternativních zdrojů energie jsou nesporné, protože šetří přírodní zdroje. Kromě toho jsou mnohem šetrnější k životnímu prostředí.

Větrná energie.

Princip využití větrné energie spočívá v přeměně kinetické energie na energii elektrickou, tepelnou a mechanickou. Větrné generátory se používají k výrobě elektrické energie. Mohou mít různé technické parametry, velikosti, provedení, horizontální nebo vertikální osu otáčení. Plachty jsou klasickým příkladem využití energie větru pro námořní dopravu a větrný mlýn pro její přeměnu na mechanickou energii.

Průměr lopatek a jejich výška určují výkon větrného mlýna. Generátory začínají vyrábět proud při síle větru 3 m/s a dosahují maxima při 15 m/s. Rychlost větru nad 25 m/s je kritická - generátor se vypne.

Solární energie je dar od Slunce.

Solární energie jako alternativní zdroj energie je přirozeným pokračováním životodárné mise Slunce na naší planetě. Lidstvo se ji však dosud nenaučilo přímo využívat. V současné době se solární panely používají jako měniče sluneční energie na elektrickou a solární kolektory se používají pro tepelnou energii. V některých případech se navíc používá kombinace obou těchto metod.

Solární technologie je ohřev povrchu slunečním zářením a využití ohřáté vody pro ohřev vody, vytápění nebo pro použití v parních generátorech. Solární kolektory slouží k přeměně sluneční energie na teplo. Jejich celkový počet kapacita závisí na Počet a kapacita jednotlivých jednotek, které jsou součástí solárního tepelného systému nebo zařízení na výrobu tepla.

Solární panely se dělí na:

• křemík
• film

V současné době jsou nejoblíbenější křemíkové krystalické baterie a nejvhodnější jsou filmové baterie. Křemíkové panely jsou jednou z nejlepších možností pro soukromý dům.

Vodní energie - využití síly vody.

Princip vodních elektráren spočívá v tom, že síla vody působí na lopatky vodní turbíny, která vyrábí elektřinu. Někdy se za alternativní formy energie považují pouze ty vodní elektrárny, které nevyužívají mohutné přehrady a vyrábějí elektřinu přirozeným prouděním vody. Důvodem je značný negativní dopad výkonných vodních elektráren na přirozenou říční krajinu, její mělčení a katastrofální záplavy.

Využití přírodní energie mořských a oceánských přílivů a odlivů není pro ekology sporné. K přeměně kinetické energie na elektrickou dochází v tomto případě ve speciálních přílivových stanicích.

Geotermální energie je teplo Země.

Zemský povrch vyzařuje teplo nejen v místech, kde dochází k vyzařování horkých seismických zdrojů, jako je Kamčatka, ale téměř ve všech oblastech planety. Speciální tepelná čerpadla slouží k získávání tepla ze země a jeho následné přeměně na elektrickou energii nebo k jeho využití jako tepla. Princip fungování jednotek vychází z termodynamických zákonů a fyzikálních zákonů chování kapalin a plynů, zejména freonu.

Typ konstrukce čerpadla určuje primární zdroj energie, např. "země-vzduch" nebo "země-voda".

Biopaliva.

Princip výroby biopaliv je založen na zpracování ekologických produktů pomocí speciálních zařízení. Při zpracování vzniká teplo nebo elektrická energie. Biopaliva mohou být v kapalném, pevném nebo plynném skupenství. Pevná paliva jsou např. palivové brikety, kapalná paliva jsou bioetanol a plynná paliva jsou bioplyn. Mezi jeho druhy patří skládkový plyn, který vzniká na skládkách. Využití bioplynu ze starých skládek pomáhá řešit problém recyklace.

Alternativní zdroj energie: co to je a proč je potřeba

Energetický průmysl je dodnes založen na dokonale vyvinutých a osvědčených způsobech výroby elektřiny. Jedná se o známé jaderné, elektrárenské a vodní elektrárny. Všichni pracují se zdroji naší planety, které se dříve či později vyčerpají nebo dojde k reakcím, které mohou způsobit nenapravitelné škody.

V roce 2017 bylo procento využití těchto zdrojů rozděleno následovně:

• 39,3 % - uhlí;
• 22,9 % - zemní plyn;
• 16 % - voda;
• 10,6 % - jaderná energie;
• 4,1 % - olej.

V současné době tento perspektivní obor hledá v okolním světě látky a procesy, které jsou schopny

• Obnovovat své zdroje (tj. být nevyčerpatelný);
• představují z hlediska kvality naprostou náhradu běžných výrobků;
• být hospodárný;
• nepoškozují životní prostředí.

Co je špatného na konvenčních zdrojích energie?

Uhlí, ropa a plyn zatím plně nenahrazují energii, kterou lidstvo potřebuje. Jejich zásoby jsou však omezené a neobnovitelné.

Například ropa a zemní plyn vznikaly na naší Zemi až 350 milionů let a my jsme jejich zdroje vyčerpali mnohem rychleji.

Přibližně 90 % energie na planetě bylo v roce 2010 vyrobeno spalováním fosilních a biopaliv z rostlinných nebo živočišných zdrojů. Do roku 2040 neklesne pod 80 %. Zároveň se zvyšuje spotřeba energie: do roku 40 o 56 %.

V roce 2012 vědci uvedli, že veškerý plyn na planetě dojde do roku 2052 a ropa vydrží o něco déle - do roku 2060. Jinými slovy, naše děti už mohou dohnat dobu, kdy bude tanker nebo plynovod zbytečný a lesy se budou kácet.

Škodlivé emise do ovzduší ze spalovacích produktů a výroby jaderné energie jsou příčinou poškozování ozonové vrstvy a globálního oteplování.

Celá moderní civilizace tak stojí před globální otázkou, jaký zdroj energie nahradí ten tradiční a zároveň zachová životní prostředí, bez ohledu na to, jak moc se politici a těžaři ropy ohánějí.

Tepelná energie

Nejrozšířenější odvětví energetiky v Rusku. Tepelné elektrárny v zemi vyrábějí více než 1000 MW a jako suroviny používají uhlí, plyn, ropné produkty, břidlici a rašelinu. Vyrobená primární energie se dále přeměňuje na elektřinu. Z technologického hlediska mají tyto rostliny mnoho výhod, které přispívají k jejich oblibě. Patří mezi ně nenáročnost na provozní podmínky a snadná technická organizace.

Zařízení na výrobu tepelné energie v podobě kondenzačních zařízení a kombinovaných elektráren a tepláren lze budovat přímo v oblastech, kde se zdroj těží nebo kde se nacházejí spotřebitelé. Sezónní výkyvy nemají vliv na stabilitu elektráren, což činí tyto zdroje energie spolehlivými. Tepelné elektrárny však mají i své nevýhody, mezi něž patří využívání vyčerpatelných zdrojů paliva, znečišťování životního prostředí, potřeba velkého množství pracovních sil atd.

Co si vybrat: obnovitelné zdroje nebo jadernou energii?

Historicky byly jaderná, uhelná a vodní energie masivními zdroji energie.

Proto vláda Ruské federace, nehledě na to, že mnoho zemí na světě se intenzivně zabývá rozvojem obnovitelných zdrojů energie, plánuje do začátku roku 2020 vyrábět pouze 4,5 % energie z obnovitelných zdrojů, protože si uvědomuje, že uhlovodíky nejsou neomezené.

Ruská vláda počítá s dlouhodobým získáváním energie z plutonia a termonukleární energie; tyto zdroje energie nejsou plně prozkoumány a představují reálnou hrozbu pro lidstvo. To platí pro vývoj a využití veškeré jaderné energie.

Za účelem dalšího výzkumu jaderné energie byl v roce 2007 ve Francii spuštěn experimentální fúzní reaktor mezinárodního významu.

Projekt založila skupina několika zemí včetně Ruska. Hlavním cílem takového projektu bylo dokázat, že energie z jaderné fúze může být komerčně využívána jako zdroj elektrické energie. Řešení této otázky nebylo dosud nalezeno.

Podle výpočtů vědců zabývajících se studiem jaderné fúze nebude množství energie z nich získané do roku 2100 schopno překročit 100 GW, což je nízký ukazatel řešení lidských problémů spojených se získáváním elektrické energie. Například současné světové elektrárny vyrábějí 4 000 GW elektřiny.

Jediným způsobem, jak vyřešit problém výroby elektřiny, je přechod lidstva k obnovitelným zdrojům energie a souběžná aplikace technologií, které šetří energii. Výhodou takového přechodu by bylo zachování klimatu planety. Pro zahájení tohoto procesu jsou k dispozici všechny potřebné finance.

Alternativní energie v moderním Rusku

V porovnání s předchozími lety se alternativní energie v Rusku rozvíjí rychleji, ale není dominantní. Většina energie v zemi dnes pochází z tradičních zdrojů.

Solární elektrárny

Solární elektrárny na Uralu

Potenciál pro výrobu solární elektřiny mají jižní regiony země, západní Sibiř, východní Sibiř a Dálný východ. V Rusku je solární energie perspektivním odvětvím, a proto jsou projekty v této oblasti podporovány vládou.

Vodní a přílivové elektrárny

Rusko aktivně využívá vodní potenciál pro výrobu energie: od roku 2017 má 15 elektráren s výkonem nad 1 000 megawattů a stovky elektráren s nižším výkonem. Energie vyrobená ve vodních elektrárnách stojí o polovinu méně než energie vyrobená v tepelných elektrárnách.

Přílivové elektrárny vyžadují velké finanční prostředky, proto se tato oblast v Ruské federaci nerozvíjí. Podle prognóz vědců by se přílivové elektrárny mohly podílet na výrobě jedné pětiny elektřiny v Rusku.

Větrné elektrárny

V Rusku není možné instalovat generátory s horizontální osou otáčení kvůli nízké rychlosti větru. Často se však používají konstrukce se svislou osou otáčení.

Větrná elektrárna v Uljanovské oblasti

V roce 2018 činila celková kapacita větrných elektráren v Rusku 134 megawattů. Největší elektrárna v Uljanovské oblasti (kapacita 35 megawattů).

Geotermální stanice

V Rusku je pět geotermálních elektráren, z nichž tři se nacházejí na Kamčatce. Od roku 2016 geotermální elektrárny na tomto poloostrově vyrábějí 40 % spotřebované elektřiny.

Používání biopaliv

Rusko rovněž organizuje výrobu pohonných hmot. Pro zemi je výhodnější vyvíjet tuhá biopaliva než kapalná. Výroba nyní probíhá v závodě ve Vladivostoku.

JADERNÁ ELEKTRÁRNA

Rusko vyrábí elektřinu pomocí jaderné energie a v tomto směru se dále rozvíjí. Budují se nové závody a používají se nové výrobní metody. Od roku 2019 je v Rusku v provozu 10 jaderných elektráren. Ruská federace je na druhém místě na světě, pokud jde o kapacitu výroby jaderné energie, přičemž vedoucí postavení v tomto odvětví zaujímá Čínská lidová republika.

Větrná energie

Větrné elektrárny jsou slibným způsobem výroby energie, zejména v místech se stálým směrem větru.

Tento způsob výroby energie neznečišťuje přírodní prostředí. Existuje však závislost na proměnlivosti a síle větru. I když tuto závislost lze částečně zmírnit instalací setrvačníků a různých baterií.

Výstavba, údržba a opravy větrných elektráren jsou však nákladné. Jejich provoz je navíc hlučný, ruší ptáky a hmyz a rotujícími částmi odráží rádiové vlny.

Alternativní energie pro datová centra

Majitelé datových center se stále více zajímají o alternativní zdroje energie. Jediným způsobem, jak tento růst udržet, je výrazně snížit náklady na zavádění, údržbu a chlazení datových center. Existuje několik možností.

Teplo generované servery lze například využít k vytápění místností. Například v roce 2015 společnost Yandex vytápěla celé město ve Finsku. Dodáváním tepla městu se společnosti Yandex podařilo získat zpět část nákladů na elektřinu.

Chlazení datových center je jedním z nejnákladnějších výdajů IT společností. Chlazení představuje v průměru 45 % nákladů na energii.

Originálním způsobem, jak ušetřit na chlazení zařízení, je použití "volného chlazení". Nebo jednoduše řečeno, chladit servery vzduchem z ulice. Pro Rusko, kde je většinu roku venku zima, to platí obzvlášť.

Další způsob chlazení vzduchu v datovém centru, který může ušetřit náklady na energii - je metoda adiabatického chlazení. V tomto případě se voda rozprašuje, aby se snížila teplota. Při odpařování absorbuje teplo a jednoduchým způsobem snižuje teplotu vzduchu.

V každém případě je vhodné před experimentováním provést podrobný energetický audit. Výsledky vám umožní analyzovat spotřebu energie a určit potenciální úspory energie.

Proč potřebujeme alternativní zdroje energie?

Až budou vyčerpatelné zdroje energie (fosilní paliva) vyčerpány, bude muset lidstvo přejít na AES (alternativní zdroje energie). Od roku 2017 se v Rusku 35 % elektřiny vyrábí bezemisním způsobem - v jaderných a vodních elektrárnách.

Využívání konvenčních zdrojů energie je problematické z následujících důvodů:

• TPP používají palivo, které v blízké budoucnosti dojde. Podle nejhorších odhadů skončí za 30 let;
• Náklady na fosilní paliva rostou, a proto se zvyšuje i cena elektřiny;
• Produkty výroby elektřiny znečišťují životní prostředí;
• Teplo z elektráren způsobuje globální oteplování.

Lidstvo má jedinou možnost: přejít na AES.

Přílivová energie

Přeměna energie přílivu a odlivu na elektřinu se v přílivových elektrárnách provádí dvěma způsoby:

1. První metoda je v principu podobná přeměně energie ve vodní elektrárně otáčením turbíny připojené k elektrickému generátoru;
2. Druhá metoda využívá energii z pohybu vody; tato metoda je založena na rozdílu hladiny vody při přílivu a odlivu.

Profesionálové

• Solární energie je obnovitelný zdroj. Dokud bude Slunce existovat, bude jeho energie dopadat na Zemi.
• Výroba solární energie nezpůsobuje znečištění vody ani ovzduší, protože při spalování paliva nedochází k žádné chemické reakci.
• Solární energii lze velmi efektivně využívat k praktickým účelům, jako je vytápění a osvětlení.
• Výhody solární energie se často projevují při ohřevu bazénů, letovisek a vodních nádrží po celém světě.

Nevýhody

• Solární energie nevyrábí energii, pokud nesvítí slunce. Noční doba a zamračené dny výrazně omezují množství vyrobené energie.
• Výstavba solárních elektráren může být velmi nákladná.

Hlavní typy obnovitelných zdrojů energie

Solární energie

Solární energie je považována za špičkový a čistý zdroj energie. Dnes jsou k výrobě elektřiny vyvinuty a používány termodynamické a fotovoltaické metody. Potvrdil se koncept funkčních a slibných nanoantén. Slunce jako nevyčerpatelný zdroj čisté energie má dobré předpoklady k tomu, aby uspokojilo potřeby lidstva.

Větrná energie

Větrnou energii lidé úspěšně využívají již dlouhou dobu. Vědci vyvíjejí nové větrné elektrárny a vylepšují ty stávající. Snížením nákladů a zvýšením účinnosti větrných turbín. Jsou důležité zejména na pobřeží a v oblastech se stálými větry. Větrné elektrárny, které přeměňují kinetickou energii vzdušných mas na levnou elektřinu, již dnes významně přispívají k energetickému systému jednotlivých zemí.

Geotermální energie

Geotermální elektrárny využívají nevyčerpatelný zdroj energie - vnitřní teplo Země. Existuje několik pracovních schémat, která nemění podstatu procesu. Přírodní pára se čistí od plynů a přivádí se do turbín, které roztáčejí elektrické generátory. Podobné závody jsou v provozu po celém světě. Geotermální zdroje vyrábějí elektřinu, vytápějí celá města a osvětlují ulice. Geotermální energie je však využívána jen velmi málo a technologie její výroby mají nízkou účinnost.

Energie přílivu a odlivu

Energie přílivu a odlivu je rychle se rozvíjející metoda přeměny potenciální energie pohybujících se vodních mas na energii elektrickou. Díky vysoké účinnosti přeměny energie má tato technologie velký potenciál. Lze ji však používat pouze na pobřeží oceánů a moří.

Energie z biomasy

Proces rozkladu biomasy vede k emisím metanu. Po vyčištění se používá k výrobě elektřiny, vytápění a dalším domácím účelům. Existují malé podniky, které jsou plně soběstačné, pokud jde o jejich energetické potřeby.

Elektromagnetická sluneční energie

Lze jej využít k výrobě elektřiny i tepla. Přímé přeměny slunečního záření na elektrickou energii se dosahuje jednak přímou přeměnou pomocí vnitřního fotoelektrického jevu ve fotovoltaických panelech, jednak nepřímo termodynamickými metodami (výroba vysokotlaké páry).

Solární elektrárna

Generování tepelné energie z Solární energie se získává absorpcí této energie a následným ohřevem povrchu a teplonosného média, a to buď pomocí speciálních kolektorů, nebo pomocí techniky "solární architektury".

Kombinace systémů pro systému přeměny sluneční energie představuje solární systém. elektrárna.

Klady

Větrná energie neprodukuje žádné znečištění, které by mohlo znečistit životní prostředí. Protože nedochází k žádným chemickým procesům jako při spalování fosilních paliv, nezůstávají po nich žádné škodlivé vedlejší produkty.

• Jelikož je větrná energie obnovitelným zdrojem energie, nikdy nám nedojde.
• Zemědělství a pastva dobytka mohou mít své místo i na pozemcích, kde stojí větrné turbíny, které mohou pomoci při výrobě biopaliv.
• Větrné elektrárny lze stavět na moři.

Konstrukce a použití solárních kolektorů

Primitivní solární kolektor je černá kovová deska umístěná pod tenkou vrstvou průhledné kapaliny. Jak víte ze školní fyziky - tmavé předměty se zahřívají více než světlé. Tato kapalina se pohybuje pomocí čerpadla, ochlazuje desku a přitom se zahřívá. Obvod s ohřívanou kapalinou lze umístit do nádrže připojené ke zdroji studené vody. zdroj studené vody. Ohřevem vody v nádrži se kapalina z rozdělovače ochlazuje. Poté se vrátí do sběrny. Tento energetický systém tak umožňuje mít stálý zdroj teplé vody a v zimním období také teplé radiátory.

Existují tři typy rozdělovačů, které se liší svou konstrukcí.

K dnešnímu dni existují 3 typy těchto zařízení:

• vzduch;
• trubkové;
• byt.

Sběrače vzduchu

Vzduchové kolektory se skládají z desek tmavé barvy.

Vzduchové kolektory se skládají z desek tmavé barvy pokrytých sklem nebo průhledným plastem. Kolem těchto desek přirozeně nebo nuceně cirkuluje vzduch. Teplý vzduch se používá k vytápění místností v domě nebo k sušení prádla.

Výhodou je mimořádná jednoduchost konstrukce a nízké náklady. Jedinou nevýhodou je použití nucené cirkulace vzduchu. Ale obejdete se bez něj.

Tubular

Výhodou tohoto sběrače je jeho jednoduchost a spolehlivost.

Trubicové kolektory mají podobu několika skleněných trubic seřazených za sebou a uvnitř pokrytých materiálem pohlcujícím světlo. Jsou spojeny ve společném kolektoru a kapalina v nich cirkuluje. Tyto kolektory mají dva způsoby přenosu přijaté energie: přímý a nepřímý. První metoda se používá v zimě. Druhá se používá celoročně. Existuje i varianta s použitím vakuových trubic: jedna se vloží do druhé a vytvoří se mezi nimi vakuum.

To je izoluje od okolního prostředí a lépe uchovává vzniklé teplo. Výhodou je jednoduchost a spolehlivost. Nevýhodou jsou vysoké náklady na instalaci.

Ploché desky

Pro zvýšení účinnosti kolektorů navrhli inženýři použití koncentrátorů.

Nejběžnějším typem je plochý kolektor. Právě on sloužil jako příklad pro vysvětlení principu fungování těchto zařízení. Výhodou tohoto typu je, že je ve srovnání s ostatními jednoduchý a levný. Nevýhodou je značná ztráta tepla, kterou ostatní podtypy netrpí.

Pro vylepšení již existujících solárních systémů navrhli inženýři použití zrcadlového zařízení zvaného koncentrátor. Umožňují zvýšit teplotu vody ze standardních 120 °C na 200 °C. Tento poddruh sběračů se nazývá koncentrátory. Jedná se o jednu z nejdražších verzí, což je nepochybně nevýhoda.

4. místo. Přílivové a vlnové elektrárny

Konvenční vodní elektrárny fungují na následujícím principu:

1. Do turbín se dostává voda.
2. Turbíny se roztočí.
3. Otáčky se přenášejí na generátory, které vyrábějí elektřinu.

Výstavba vodních elektráren je dražší než výstavba tepelných elektráren a je možná pouze v místech s velkými zásobami vodní energie. Největším problémem jsou však škody na ekosystémech způsobené nutností stavět přehrady.

Přílivové elektrárny fungují na podobném principu, ale k výrobě energie využívají sílu přílivu a odlivu.

"Mezi alternativy energie založené na vodě patří i tak zajímavá oblast, jako je energie vln. Jde o výrobu elektřiny pomocí energie oceánských vln, která je mnohem vyšší než energie přílivu a odlivu. Nejvýkonnější vlnovou elektrárnou současnosti je Pelamis P-750, která vyrábí 2,25 MW elektrické energie.

Obrovské konvektory (hadi) se ohýbají na vlnách a uvádějí do pohybu hydraulické písty uvnitř. Ty čerpají olej přes hydraulické motory, které pak roztáčejí elektrické generátory. Získaná elektřina se přivádí na břeh pomocí kabelu, který vede po mořském dně. Nakonec se počet konvektorů mnohonásobně zvýší a elektrárna bude moci vyrábět až 21 MW.

Historie větrné energie

Nelze přesně říci, kdy se větrná energie začala využívat pro řešení ekonomických problémů člověka. Větrné mlýny jsou známé již od dob starého Egypta. Ve staré Číně se větrné mlýny používaly k čerpání vody z rýžových polí. Používání plachet k plavbě je známo ještě dříve, z dob starověkého Babylonu, a to pouze písemně.

Tehdejší Evropa byla shlukem divokých kmenů. S příchodem známek civilizace se zde objevily také větrné mlýny a plachetnice. Na dlouhou dobu však používání větru skončilo. Byl to příliš nestabilní a nepředvídatelný zdroj, nebylo možné se na něj spolehnout bez zálohy.

S rozvojem výroby se objevila první čerpadla na čerpání vody ze studní. Tehdy se začaly používat větrné turbíny jako pohony. Tato zařízení jsou v provozu dodnes a jsou jednoduchá, spolehlivá a nenáročná na obsluhu.

Větrné turbíny se začaly objevovat s nástupem zařízení pro přeměnu rotačního pohybu na elektrickou energii - generátorů. Rychlý rozvoj větrných turbín nastal ve dvacátém století, i když válka mnoho projektů v Evropě zastavila.

V současné době jsou lídry ve využívání větrných elektráren USA a Čína. V Evropě je k dispozici velké množství stanic, které se soustřeďují na západním pobřeží. Většina z nich je v Dánsku, což je pochopitelné - v této zemi nejsou žádné jiné zdroje.

Vysoká účinnost vodních elektráren a nedostatek silných a stabilních větrů ve většině oblastí snížily zájem o větrnou energii. Stávající zařízení v té době navíc nemělo vysokou kapacitu a nevyrábělo dostatek energie. Problém byl vyřešen použitím benzinových nebo dieselových generátorů, které jsou spolehlivější a připravené dodat požadovaný výkon ve správný čas.

V současné době zájem o větrnou energii výrazně vzrostl. Existují nové, účinnější projekty, které jsou schopny zásobovat dostatečný počet spotřebitelů. Kromě toho existují silné neodymové magnety, které umožňují vyrábět generátory se schopností pracovat při nízkých otáčkách, což radikálně změnilo situaci a vzbudilo velký zájem konstruktérů.