32,6٪ - نفط ومنتجات نفطية. 30,0٪ - الفحم. 23,7٪ - غاز. تبدو المراكز الثلاثة الأولى من بين مصادر الطاقة التي تمد البشرية بهذا الشكل تمامًا. لا تزال السفن الفضائية والكوكب "الأخضر" بعيدين مثل "المجرة بعيدة ، بعيدة".
من المؤكد أن هناك حركة نحو الطاقة البديلة ، لكنها بطيئة جدًا لدرجة أنه من المأمول تحقيق اختراق - ليس بعد. لنكن صادقين: على مدى الخمسين عامًا القادمة ، سوف يضيء الوقود الأحفوري منازلنا.
إن تطوير الطاقة البديلة يسير ببطء ، مثل رجل نبيل على ضفاف نهر التايمز. اليوم ، تمت كتابة الكثير عن مصادر الطاقة غير التقليدية أكثر مما تم إنجازه لتطويرها وتنفيذها في الحياة اليومية. ولكن في هذا الاتجاه هناك 3 "حنفيات" معترف بها تسحب بقية العربة خلفها.
لا يتم النظر في الطاقة النووية هنا ، لأن مسألة مدى تقدمها ومدى ملاءمة تطويرها يمكن مناقشتها لفترة طويلة جدًا.
أدناه ستكون هناك مؤشرات للطاقة للمحطات ، لذلك ، لتحليل القيم ، سنقدم نقطة انطلاق: أقوى محطة طاقة في العالم هي محطة Kashiwazaki-Kariwa للطاقة النووية (اليابان). التي تبلغ سعتها 8,2،XNUMX جيجاوات.
طاقة الهواء: الرياح في خدمة الإنسان
المبدأ الأساسي لطاقة الرياح هو تحويل الطاقة الحركية لتحريك الكتل الهوائية إلى طاقة حرارية أو ميكانيكية أو كهربائية.
الرياح هي نتيجة الاختلاف في ضغط الهواء على السطح. هنا يتم تطبيق المبدأ الكلاسيكي "السفن المتصلة" ، فقط على نطاق عالمي. تخيل نقطتين - موسكو وسانت بطرسبرغ. إذا كانت درجة الحرارة في موسكو أعلى ، فإن الهواء يسخن ويرتفع ، تاركًا ضغطًا منخفضًا وكمية أقل من الهواء في الطبقات السفلية. في الوقت نفسه ، يوجد ضغط مرتفع في سانت بطرسبرغ وهناك هواء كافٍ "من الأسفل". لذلك ، تبدأ الجماهير بالتدفق نحو موسكو ، لأن الطبيعة تسعى دائمًا لتحقيق التوازن. هذه هي الطريقة التي يتشكل بها تدفق الهواء ، وهو ما يسمى الريح.
تحمل هذه الحركة طاقة هائلة يسعى المهندسون إلى التقاطها.
اليوم ، 3٪ من إنتاج الطاقة في العالم يأتي من توربينات الرياح ، والسعة آخذة في الازدياد. في عام 2016 ، تجاوزت القدرة المركبة لمزارع الرياح قدرة محطات الطاقة النووية. ولكن هناك ميزتان تحدان من تطور الاتجاه:
1. الطاقة المركبة هي أقصى قوة تشغيل. وإذا كانت محطات الطاقة النووية تعمل على هذا المستوى طوال الوقت تقريبًا ، فنادراً ما تصل مزارع الرياح إلى مثل هذه المؤشرات. كفاءة هذه المحطات 30-40٪. الرياح غير مستقرة للغاية ، مما يحد من التطبيق على نطاق صناعي.
2. يعتبر وضع مزارع الرياح أمرًا منطقيًا في أماكن تدفق الرياح المستمر - وبهذه الطريقة يمكن ضمان أقصى قدر من الكفاءة للتركيب. توطين المولدات محدودة بشكل كبير.
لا يمكن اعتبار طاقة الرياح اليوم إلا مصدرًا إضافيًا للطاقة إلى جانب المصادر الدائمة ، مثل محطات الطاقة النووية والمحطات التي تستخدم الوقود القابل للاحتراق.
ظهرت طواحين الهواء لأول مرة في الدنمارك - جلبها الصليبيون إلى هنا. اليوم ، في هذا البلد الاسكندنافي ، يتم توليد 42٪ من الطاقة بواسطة مزارع الرياح.
مشروع بناء جزيرة اصطناعية على بعد 100 كيلومتر قبالة سواحل بريطانيا العظمى قد اكتمل تقريبا. سيتم إنشاء مشروع جديد بشكل أساسي في Dogger Bank - لمسافة 6 كيلومترات2 سيتم تركيب العديد من توربينات الرياح التي ستنقل الكهرباء إلى البر الرئيسي. ستكون أكبر مزرعة رياح في العالم. اليوم ، هذه هي Gansu (الصين) بسعة 5,16،20 GW. هذا مجمع من توربينات الرياح التي تنمو كل عام. المؤشر المخطط هو XNUMX جيجاوات.
والقليل عن التكلفة.
متوسط مؤشرات التكلفة لل 1 كيلو وات ساعة من الطاقة المولدة هي:
─ فحم 9-30 سنتا ؛
─ الرياح 2,5-5 سنتا.
إذا كان من الممكن حل المشكلة بالاعتماد على طاقة الرياح وبالتالي زيادة كفاءة مزارع الرياح ، فإن لديهم إمكانات كبيرة.
الطاقة الشمسية: محرك الطبيعة - محرك البشرية
يعتمد مبدأ الإنتاج على جمع وتوزيع الحرارة من أشعة الشمس.
الآن حصة محطات الطاقة الشمسية (SPP) في إنتاج الطاقة العالمية هي 0,79٪.
ترتبط هذه الطاقة ، أولاً وقبل كل شيء ، بالطاقة البديلة - الحقول الرائعة المغطاة بألواح كبيرة بالخلايا الكهروضوئية تُسحب مباشرة أمام عينيك. من الناحية العملية ، فإن ربحية هذا الاتجاه منخفضة جدًا. من بين المشاكل ، يمكن للمرء أن يفرد انتهاكًا لنظام درجة الحرارة فوق محطة الطاقة الشمسية ، حيث يتم تسخين الكتل الهوائية.
توجد برامج لتطوير الطاقة الشمسية في أكثر من 80 دولة. لكن في معظم الحالات نتحدث عن مصدر إضافي للطاقة ، لأن مستوى الإنتاج منخفض.
من المهم وضع الطاقة بشكل صحيح ، حيث يتم تجميع خرائط مفصلة للإشعاع الشمسي.
يستخدم مجمع الطاقة الشمسية لتسخين المياه للتدفئة وتوليد الكهرباء. تولد الخلايا الكهروضوئية الطاقة عن طريق "إخراج" الفوتونات تحت تأثير ضوء الشمس.
الصين هي الرائدة من حيث إنتاج الطاقة في محطات الطاقة الشمسية ، ومن حيث توليد الفرد - ألمانيا.
تقع أكبر محطة للطاقة الشمسية في مزرعة توباز للطاقة الشمسية ، والتي تقع في ولاية كاليفورنيا. قوة 1,1،XNUMX جيجاوات.
هناك تطورات لوضع المجمعات في المدار وجمع الطاقة الشمسية دون فقدها في الغلاف الجوي ، لكن هذا الاتجاه لا يزال لديه الكثير من العقبات التقنية.
القوة المائية: باستخدام أكبر محرك على وجه الأرض
الطاقة الكهرومائية هي شركة رائدة بين مصادر الطاقة البديلة. 20٪ من إنتاج الطاقة في العالم يأتي من الطاقة الكهرومائية. وبين المصادر المتجددة 88٪.
يتم بناء سد ضخم على جزء معين من النهر ، والذي يسد القناة بالكامل. يتم إنشاء خزان عند المنبع ، ويمكن أن يصل فرق الارتفاع على طول جوانب السد إلى مئات الأمتار. يمر الماء بسرعة عبر السد في تلك الأماكن التي يتم فيها تركيب التوربينات. لذا فإن طاقة الماء المتحرك تقوم بتدوير المولدات وتؤدي إلى توليد الطاقة. كل شيء بسيط.
من السلبيات: غمرت منطقة كبيرة ، واضطربت الحياة البيولوجية في النهر.
أكبر محطة لتوليد الطاقة الكهرومائية هي Sanxia ("الخوانق الثلاثة") في الصين. تبلغ سعته 22 جيجاواط ، لكونه أكبر مصنع في العالم.
محطات الطاقة الكهرومائية شائعة في جميع أنحاء العالم ، وفي البرازيل توفر 80٪ من الطاقة. هذا الاتجاه هو الأكثر واعدة في مجال الطاقة البديلة ويتطور باستمرار.
الأنهار الصغيرة غير قادرة على إنتاج طاقة كبيرة ، لذلك تم تصميم محطات الطاقة الكهرومائية عليها لتلبية الاحتياجات المحلية.
يتم تنفيذ استخدام المياه كمصدر للطاقة في عدة مفاهيم رئيسية:
1. استخدام المد والجزر. تشبه هذه التقنية من نواحٍ عديدة محطة الطاقة الكهرومائية الكلاسيكية ، مع الاختلاف الوحيد هو أن السد لا يسد القناة ، بل مصب الخليج. تحدث مياه البحر تقلبات يومية تحت تأثير جاذبية القمر ، مما يؤدي إلى دوران المياه عبر توربينات السد. تم تنفيذ هذه التكنولوجيا في عدد قليل من البلدان فقط.
2. استخدام طاقة الأمواج. يمكن أيضًا أن تكون التقلبات المستمرة للمياه في عرض البحر مصدرًا للطاقة. هذا ليس فقط مرور الأمواج عبر التوربينات المثبتة بشكل ثابت ، ولكن أيضًا استخدام "العوامات": لكن سطح البحر يضع سلسلة من العوامات الخاصة ، بداخلها توربينات صغيرة. يتم إنشاء مولدات تدور الأمواج وكمية معينة من الطاقة.
بشكل عام ، الطاقة البديلة اليوم غير قادرة على أن تصبح مصدرًا عالميًا للطاقة. لكن من الممكن تمامًا تزويد معظم الكائنات بالطاقة المستقلة. اعتمادًا على خصائص المنطقة ، يمكنك دائمًا اختيار الخيار الأفضل.
من أجل استقلال الطاقة العالمي ، ستكون هناك حاجة إلى شيء جديد جوهريًا ، مثل "نظرية الأثير" للصرب الشهير.
بدون ديماغوجية ، من الغريب أنه في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين ، أنتجت البشرية طاقة ليس بشكل تدريجي أكثر من القاطرة التي صورها الأخوان لوميير. اليوم ، ذهب موضوع موارد الطاقة بعيدًا في مجال السياسة والتمويل ، والذي يحدد هيكل إنتاج الكهرباء. إذا كان الزيت يضيء المصابيح ، فعندئذٍ يحتاجها شخص ما ...