Простые роботы на альтернативных источниках энергии

Содержание

HyPoint

HyPoint — разработчик водородных топливных элементов для авиации. Компания разрабатывает систему топливных элементов с турбонаддувом и воздушным охлаждением. Ее удельная мощность достигает 2000 Вт/кг, что более чем втрое превышает удельную мощность традиционных аналогов, а энергетическая плотность — 1500 Вт⋅ч/кг, достаточно для полетов на дальние дистанции.

Офисы HyPoint находятся в Великобритании и США. По данным из white paper, которая выложена на сайте компании, сегодня в команде 52 человека. Среди них — пять сооснователей, в том числе CEO Алексей Иваненко. Алексей отучился на инженера, работал в «Роснано», ХК «Композит», американских корпорациях Owens Corning и 3M.

Модель оборудования HyPoint

В заявлениях HyPoint и Piasecki Aircraft Corporation говорится, что они намерены сделать систему доступной и для других производителей eVTOL.

Применение и перспективы развития различных видов альтернативных источников энергии

Жители частных домов охотнее покупают и устанавливают солнечные батареи, если государство покупает у них лишнюю энергию. Фотоэлементы монтируются на крыше, так они не требуют дополнительной площади. При подключении к общей энергосистеме в темное время суток жители пользуются входящей электроэнергией, за которую платят поставщику электричества.

Днем, во время работы солнечных батарей, энергопотребление в домах снижается, а на предприятиях – растет, поэтому образуется излишек электроэнергии. Электросчетчики могу считать электричество в обе стороны, но в России опция учета исходящей энергии у счетчиков отключена. Альтернативная энергетика в Германии и Нидерландах развивается быстрее отчасти благодаря возможности продавать пиковый излишек электричества государству. Техническая сторона несложна, дело за законодательной базой.

Размеры России способствуют развитию нетрадиционных видов энергетики. Когда на Дальнем Востоке наступает ночь, в европейской части страны еще светло. При подключении солнечных электростанций к общей энергосистеме выработка электричества фотоэлементами в среднем по стране выравнивается в течение суток.

Когда на севере страны безветренная погода, достаточно сильный ветер может быть в восточной части или на юге. В то же время, в стране есть множество труднодоступных мест, в которые сложно протянуть линию электропередач. Удаленные районы целесообразно обеспечить энергией из альтернативных источников. Несмотря на нынешнее отставание, будущее у альтернативной энергетики в России определенно есть.

VOLTS

VOLTS производит современные системы накопления электроэнергии, основанные на литий-ионных аккумуляторах. Накопитель — более экологичная альтернатива дизельным генераторам. Продукты VOLTS отличает компактность, возможность масштабирования емкости (от четырех до двенадцати кВт⋅ч, что обеспечивает автономность среднего загородного дома более чем на сутки) и управления через приложение.

Основная бизнес-модель в России — продажа накопителей электроэнергии частным клиентам, у которых есть загородные дома. В этом секторе постоянной проблемой становится отключение электричества и скачки напряжения, поэтому системы резервного электропитания необходимы. По словам представителя VOLTS, с самого начала команда сфокусировалась на премиальном сегменте домовладельцев.

Сейчас в офисах компании в России и ОАЭ работает более 20 человек, основатели, в том числе генеральный директор Александр Кияница, — команда инженеров из петербургского Политеха. Команда уже реализовала более 135 проектов в разных регионах (проектом компания называет производство, продажу и поставку домашних накопителей электроэнергии и опционально — солнечных панелей).

В 2021 году по количеству заключенных контрактов VOLTS выросла в 2,5 раза относительно 2020 года. У стартапа также появились проекты в Европе, например, в Швеции.

Накопитель Volts

В Евросоюзе сейчас очень важна ESG-повестка, а рынок накопителей электроэнергии растет колоссально, рассказывают в VOLTS. Все больше регионов вводят субсидии и гранты на покупку оборудования, связанного с альтернативной энергетикой — например, накопителей и солнечных панелей. Так, в Германии и Швеции существует грант на возврат до 50% от стоимости оборудования.

Европейским клиентам накопитель электроэнергии компания поставляет совместно с солнечными панелями. Они обеспечивают питание дома в дневное время, а излишки запасаются в накопителе и используются ночью.

В России экологический фактор тоже становится значимым: сейчас более 30% всех проектов в стране VOLTS реализовывает вместе с солнечными панелями. Основной стимул покупки солнечных панелей у клиентов в России — не окупаемость (подобные проекты сейчас не окупаются), а возможность быть более независимыми и добывать свое электричество, отмечает Александр Кияница. В планах на год: увеличение продаж в России в три раза и закрепление на европейском рынке — в Германии, Великобритании, Скандинавии.

Вода

Пока что лишь гидроэлектростанции обеспечивают производство энергии из альтернативных источников в серьезных масштабах. Энергию получают благодаря падающей с плотины воде, которая вращает турбины. Несмотря на дешевизну процесса и отсутствие ядовитых выбросов, вред водному и наземному животному миру наносится непоправимый. Кроме того, стоимость такого сооружения велика.

Миниатюрные гидроэлектростанции не навредят рыбам и обеспечат коттедж электричеством даже зимой. В основе изобретения —водоворот, поворачивающий винт.

Обратим внимание на приливные электростанции (ПЭС). Гравитационные силы Луны и Солнца вызывают колебания уровня воды, которые могут достигать 13 метров

Пользуясь этим, залив перекрывают плотиной с аккумулирующими энергию гидрогенераторами. В 1968 году построили экспериментальную электростанцию в Мезенской губе, а самая мощная ПЭС ныне функционирует во Франции. К сожалению, как и в случае c ветряками, для ПЭС необходимы дополнительные системы, которые бы компенсировали время простоя при отливах.

Англичане разрабатывают водяные «ветряки», которые используют энергию течений.

Некоторые считают, что энергию прилива использовать категорически нельзя, поскольку это тормозит вращение Земли, а значит, приближает момент, когда на нас в буквальном смысле обрушится Луна. Идеальным вариантом представляется система закрепленных на грунте подводных буев, работающих от энергии волн. Например, система Archimedes Wave Swing (AWS) обеспечивает получение 150 мегаватт на квадратном километре. Буи могут быть спрятаны на глубине 40-50 метров, где не помешают судоходству.

Несколько таких буев обеспечат энергией даже удаленные острова.

Принцип их действия прост: внутри корпусов находится газ. Волна проходит над буем и деформирует его, но стоит внешнему давлению пропасть, и газ совершит механическую работу, вернув установке прежнюю форму. Стоимость одного такого устройства — 4 млн евро, а срок эксплуатации — 8 лет. Первая подводная ферма уже работает в Португалии, а задействованные в этой сфере компании заключают контракты и планируют к 2010 году осчастливить шотландцев полем из 20 станций AWS.

Велотренажеры

Если энергоресурсы все же станут дорогими, от компьютера можно и не отказываться. Команда компании SiCortex наглядно продемонстрировала, что десяти велосипедистов достаточно, чтобы питать суперкомпьютер NextFest. Так что утро придется начинать с разминки на велотренажере. Пока будете крутить педали, аккумулятор источника питания накопит достаточно энергии.

Внешние издержки различных видов энергетики

Внешними издержками являются затраты, понесённые в связи с влиянием на здоровье людей и окружающую среду, включая риски, которые поддаются количественному измерению, но не входят непосредственно в стоимость электроэнергии. Внешние издержки не включены в строительство и эксплуатацию любых электростанций и оплачиваются не потребителем, а обществом в целом.
Европейская комиссия в сотрудничестве с Министерством энергетики США начала в 1991 году проект с целью «представить правдоподобные финансовые показатели на повреждения, которые могут возникнуть в результате различных способов производства электроэнергии для всего ЕС». Согласно выводам комиссии ядерная энергия стоит в среднем 0,4 евроцентов / кВт-ч, так же, как и энергия, полученная на гидроэлектростанциях; уголь — более 4,0 центов (4,1 — 7,3), газ — в пределах 1,3 — 2,3 центов, и только ветроэнергетика имеет лучшие показатели внешних издержек, чем атомная — в среднем 0,1 — 0,2 цента / кВт-ч.

Проблемы применения альтернативных источников энергии

Капитальные затраты на строительство солнечные элктростанции (СЭС) без аккумуляторов составляют на настоящий момент не ниже $1’000/кВт установленной мощности;
Капитальные затраты на строительство СЭС с аккумуляторами составляют на настоящий момент не ниже $1’800/кВт со свинцово-кислотными аккумуляторами и не ниже $3’400/кВт – с литиевыми;
Проблема утилизации аккумуляторов в том масштабе, который потребуется, если они всё же найдут широкое применение в мощных СЭС, далека от решения;
Капитальные затраты на строительство ветроэлектростанций (ВЭС) на территории РФ составляют на настоящий момент не ниже $2’000/кВт;
Эксплуатационные затраты ветроэлектростанций сравнимы с такими же у ТЭС и значительно выше, чем у ГЭС и АЭС;
Проблема воздействия ветроэлектростанций на людей и животных, а также проблема утилизации отдельных частей ВЭС пока далеки от решения;
Оба типа станций требуют масштабного отчуждения земель;

В то же время:

Капитальные затраты на строительство АЭС составляют $2’000-4’000/кВт в зависимости от того, кто строит. Утилизация отработанного топлива давно проработана, а при вводе в работу новых БН реакторов появилась и возможность замкнуть цикл использования топлива;
Капитальные затраты на строительство газовой ТЭС составляют не более $1’200/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
Капитальные затраты на строительство угольной ТЭС составляют не более $2’000/кВт. Утилизация отработавшей своё станции не представляет проблем;
Все три типа станций генерируют электроэнергию когда нужно и не требуют масштабного отчуждения земель;
Капитальные затраты на строительство ГЭС составляют $1’200-2’000/кВт в зависимости от рельефа местности. Этот тип станций тоже генерирует электроэнергию когда требуется, за исключением маловодных лет. Чаще всего требует масштабного отчуждения земель. Утилизация отработавшей своё станции требует массивной рекультивации земель.

«Вега»

Производитель выпускает генераторы, работающие по принципу магнитной индукции, идею которой воплотил в реальность ученый физик Адамс. Стоимость определенных моделей полностью зависит от выходной мощности и габаритов агрегата. Цена начинается от 45 000 рублей. Среди явных преимуществ можно выделить следующие показатели:

высокий уровень экологичности;
бесшумная работа, позволяющая устанавливать генератор в жилой зоне;
компактность;
широкая линейка моделей от 1,5 до 10 кВт.

Продолжительность работы – не менее 20 лет. Эксплуатация и ремонт зависит от модели. Наиболее часто меняемые детали – аккумуляторы, которых хватает на 3-5 лет использования.

Работа генератора показана на видео

«К-Плюс»

«К-Плюс» разрабатывает технологию производства калий-ионных аккумуляторов в мягком корпусе. Постоянно растущий спрос на стационарное накопление и хранение энергии выявил проблему: на мировом рынке не хватает надежных и недорогих электрохимических устройств. Продукт стартапа сможет ее решить.

По данным с сайта проекта, стоимость 1 кВт⋅ч для калий-ионного аккумулятора в два раза ниже по сравнению с литий-ионным аналогом при схожих эксплуатационных характеристиках. Это возможно за счет использования экологичных и более дешевых реагентов при синтезе электродных материалов. А свинцово-кислотные аккумуляторы при сопоставимой цене с калий-ионными обладают маленьким сроком службы.

Полина Морозова, основательница стартапа, отмечает, что известных калиевых проектов в мире нет (кроме, возможно, Китая — это большая площадка, которую сложно мониторить). Натриевые стартапы есть и в Штатах, и в Европе. «Насколько я знаю, выпуск еще не начался: TLR (уровень готовности технологии) — около 7, а наш сейчас где-то между 5 и 6.

Полина Морозова, основательница «К-Плюс»

Литий-ион начали массово выпускать в 1990-е, в то время как первые статьи появились в 1970-х. Натриевую тему в плане научных разработок подхватили в 2010-х, а калиевую — еще позже. Тот, кто первый начнет разработку и сделает это успешно, совершит мини-революцию в аккумуляторах», — отмечает предпринимательница.

Сейчас в команде четыре человека. Две основательницы, Полина Морозова и Наталья Каторова, окончили бакалавриат ФНМ МГУ и магистратуру Сколтеха по направлению науки о материалах. Команда получила грант от Фонда содействия инновациям в апреле 2020 года по программе «Старт-1» и патент на ячейку. «К-Плюс» также продали три партии электродных материалов.

Будущая бизнес-модель — лицензирование технологии, частично запатентованной, частично скрытой за ноу-хау. Потенциальные инвесторы и клиенты — те, кто заинтересован в решениях для стационарной энергетики, в том числе для установки вместе с солнечными панелями, ветряными электростанциями, в частных домохозяйствах. Сейчас проект ищет финансирование для разработки более энергоемкого прототипа.

Достоинства и недостатки альтернативных источников энергии в мире

Альтернативные источники энергии — альтернативная энергия во всем мире

Альтернативные источники энергии — преимущества

Доступность. Особенно выгодно для стран, не обладающих нефтяными или газовыми месторождениями. Однако, это относится не ко всем видам. Например, если страна не имеет выхода к морю, получать волновую энергию она уже никак не сможет; так же и с геотермальной энергией, которую можно преобразовывать только в вулканических районах.
Экологичность – в процессе образовании тепла и электричества не происходит вредных выбросов в окружающую среду.
Экономия – полученная энергия имеет низкую себестоимость.

Альтернативные источники энергии — недостатки и проблемы

Требует больших затрат на этапе строительства и обслуживания, так как расходные материалы с оборудованием дорогие. Это приводит к повышению итоговой цены электроэнергии, поэтому она не всегда оправдана экономически. Единственное, что может помочь — это снижение себестоимости установок разработчиками.
Зависимость от факторов природы: сила ветра, уровень приливов, результат переработки солнечной энергии не подлежит контролю, плюс географическое расположение.
Низкий КПД наряду с маленькой мощностью установок (исключение ГЭС). Вырабатываемая мощность не всегда соответствует уровню потребления.
Влияние на климат. Возьмем к примеру, спрос на биотопливо. Он повлек за собой сокращение посевных площадей для продовольственных культур, а на характер рыбных хозяйств повлияли плотины для ГЭС.

Как вам статья?

Мне нравитсяНе нравится

Генератор свободной энергии: схема и описание

Сущность заключается в том, что человечество окружают воздух, вода, вибрации. Так вот, в катушке присутствуют две обмотки: первичная и вторичная, попадающая под вибрации, которую в процессе эфирные вихри пересекают в направлении поперечного сечения. Результат наводит напряжение, по сути, происходит воздушная ионизация. Она возникает на острие обмотки, выдавая разряды.

Осциллограмма колебаний тока сопоставляет кривые. Индуктивная связь сильна благодаря трансформаторному железу, ввиду этого возникает плотное сплетение и колебания между обмотками. При извлечении ситуация изменится. Импульс затухнет, зато мощность расширится, пройдя нулевую точку, и оборвется, когда дойдет до максимального напряжения, хотя связь слабая, а ток в первичной обмотке отсутствует. Тесла утверждал, что такие колебания продолжаются благодаря эфиру. Существующая среда предназначена для получения электричества. На практике рабочая схема генератора свободной энергии состоит из катушки, обмоток. Причем выглядит простейший способ получения тока следующим образом (фото внизу):

Генераторы СЕ (блокинги) и Моррея

Работа генераторов се также основана на радиантном принципе преобразования энергии, получаемой в режиме автоколебаний и не требующей постоянной подкачки. После его запуска подпитка осуществляется за счёт выходного напряжения самого генератора и естественного магнитного поля.

Если запуск изготовленного своими руками изделия осуществлялся от АКБ, то при его функционировании избыток энергии может быть использован для подзарядки этого аккумулятора (рисунок ниже).

Одной из разновидностей блокинг генераторов с самозапиткой является трансгенератор, также использующий в своей работе магнитное поле Земли. Последнее воздействует на обмотки его трансформатора, а само это устройство достаточно просто для того, чтобы можно было собрать его своими руками.

За счёт совмещения физических процессов, наблюдаемых в системах се и устройствах на постоянных магнитах, удается получить блокинг-генераторы (фото ниже).

Ещё одна разновидность рассматриваемых здесь устройств относится к старейшим вариантам схемы генерации свободной энергии. Это генератор Моррея, который удается собрать посредством специальной схемы с включенными определённым образом диодами и конденсаторами.

Дополнительная информация. Во времена его изобретения конденсаторы по своей конструкции напоминали модные тогда электролампы, однако, в отличие от них, не нуждались в подогреве электродов.

Россия, как страна альтернативных источников энергии

Поскольку Россия входит в число одних из самых технически развитых стран мира, большое внимание уделяется добыче и использованию альтернативных источников энергии. На просторах больших территорий, к сожалению в настоящее время нет централизованных источников энергии

К том уже мы еще не втянуты в общемировую тенденциею, связанную с борьбой за экологию планеты и экономией традиционных видов топлива.

Россия

В каждом, отдельно взятом регионе нашей страны, применяются подходящие этому региону виды альтернативной энергетики. Это связано с географическим положением. А так же возможностью использования того или иного первоисточника получения энергии.

Солнечная энергетика

Солнечные электростанции в настоящее время, получают все большее распространение среди различных слоев населения, как альтернативный или резервный источник электрической и тепловой энергии.

Данный вид энергетики так же применяется в промышленности в нашей стране.

Наиболее крупными солнечными электростануциями, мощностью в 400,0 МВт являются:

Орская им. А. А. Влазнева, установленной мощностью 40,0 МВт в Оренбургской области;
Бурибаевская, мощностью 20,0 МВт и Бугульчанская, мощностью 15,0 МВт, в Республике Башкортостан;
На полуострове Крым функционирует более десяти солнечных электростанций мощностью 20,0 МВт каждая.

Еще на стадии разработки можно насчитать более 50 объектов солнечной генерации на различных этапах строительства. Их место расположения от Дальнего Востока и Сибири, до центральных и южных областей нашей страны.

Общая мощность проектируемых и строящихся объектов составляет более 850,0 МВт.

Ветровая энергетика

Ветряки, работающие для получения электрической энергии в промышленных масштабах, в нашей стране не достигают таких больших масштабов, как солнечные электростанции.

Общая установленная мощность ветровых генераторов составляет чуть больше чем 100,0 МВт. Самые мощные из них это:

Зеленоградская ветровая установка, мощностью 5,1 МВт, расположенная в Калининградской области;
Останинская (25,0 МВт), Тарханкутская (22,0 МВт) и Сакская (20,0 МВт) – на полуострове Крым.

Также на стадии проектирования и строительства у нас есть 22 ветровые энергетические установки. Их общая мощность более 2500,0 МВт.

Гидроэнергетика

Как раз самый распространенный вид альтернативной энергетики на территории России. На настоящее время доля вырабатываемой электрической энергии ГЭС в разных регионах страны на реках, превышает 20,0 %. Отчет идет от общей генерации всей энергосистемы РФ.

Геотермальная энергетика

Это энергия тепла недр всей планеты, широко используется в ряде стран, где присутствует вулканическая деятельность. У нас данный вид энергетики расположен на Дальнем Востоке, в меру особенностей этого региона.

Их мощность 80,1 МВт. В настоящее время успешно работает 5 геотермальных электрических станций. Из них три расположены на Камчатке (Мутновская, Паужетская и Верхне-Мунтовская), остальные две — на островах Кунашир (Менделеевская) и Итуруп (Океанская).

Использование биотоплива

Наша страна числится в лидерах по экспорту биотоплива на европейский рынок

У нас же это не самый распространенный вид энергоресурсов, как традиционные виды топлива.Однако, в связи с развитием лесной и деревообрабатывающей промышленности, большие территории заняты под сельскохозяйственные культуры, что сподвигло обратить внимание на этот вид энергетики

Последние годы было построено большое количество заводов по переработке отходов древесины. Из них изготавливаются такие материалы, как топливные брикеты и гранулы (пеллеты).

Брикеты и пеллеты, в свою очередь, используются в качестве топлива для различного типа котлов в результате сжигания которых, вырабатывается тепловая и электрическая энергии.

А из отходов сельскохозяйственных культур производится биогаз и жидкое топливо. Оно подходит для применения в двигателях и дизельных установках, там их сжигают, в результате чего производится тепловая и электрическая энергия.

Хоть биотопливо пока не имеет широкого распространения в нашей стране, тем не менее перспективы его развития, достаточно обширны и успешны.

Энергетика России

Выработка электроэнергии на российских АЭС в 1992—2014 годах, млрд кВт*ч

Добыча газа в России, 2005—2015 гг.

Большая часть территории России находится в достаточно высоких северных широтах, а средняя скорость ветра на ней около 5.5 м/c , что в разы увеличивает себестоимость ветровой энергии по сравнению с западным побережьем Европы и США . Среди относительно населённых регионов России рентабельное развитие современной ветроэнергетики возможно на Сахалине и в Мурманской области, где средняя скорость ветра достигает 8 м/с .Несколько ветрогенераторов имеется в Крыму. Развитие относительно рентабельной солнечной энергетики возможно в Крыму, где построено 6 и работает 5 фотоэлектростанций , Калмыкии и Астраханской области.

В силу этого масштабное развитие альтернативной энергетики в России пока малоперспективно. Стоимость атомной электроэнергии «на машинах станции» в начале этого века в среднем составляла 19,2 копейки за 1 кВт.ч. Средняя стоимость энергии на ТЭС всех видов 36,6 коп./кВт.ч. Даже самая дешёвая энергия газовых станций (23,6 коп./кВт.ч) дороже атомной. Кроме того, газ ценный экспортный ресурс и его добыча не растёт. Развитие газовой энергетики ограничено относительно небольшими разведанными мировыми запасами газа. Остальные виды топлива дают более дорогую энергию и сильно загрязняют атмосферу углекислым газом. По стоимости энергии и экологичности (при отсутствии катастрофических аварий) с АЭС могут соперничать только ГЭС, но развитие гидроэнергетики ограничено наличием рек с большим стоком и перепадом высот. В свете вышесказанного развитию атомной энергетики в России трудно найти альтернативу. 1 ноября 2016 года в России началась промышленная эксплуатация реактора на быстрых нейтронах БН-800 . Электрическая мощность — 880 МВт. Этот реактор обеспечивает:

Формирование экологически чистого «замкнутого» ядерного топливного цикла.
Более чем 50-кратное увеличение использования добываемого природного урана, и обеспечение атомной энергетики России топливом на длительную перспективу за счёт своего воспроизводства.
Утилизацию отработанного ядерного топлива с АЭС на тепловых нейтронах.
Утилизацию радиоактивных отходов путём вовлечения в полезный производственный цикл отвального урана и плутония.

Если учесть, что в России в отличие от Италии, запретившей ядерную энергетику, зимой довольно холодно, то, возможно, стране следует сосредоточиться на более быстром развитии и внедрении технологий эффективной и насколько возможно безопасной ядерной энергетики. Иначе до возникновения проблем с углеводородами можно просто не успеть, а надежд на то, что Африка вскоре начнёт снабжать нас «чистой» и дешёвой солнечной энергией немного.

Виды, преимущества и недостатки разных альтернативных источников энергии

У каждого типа нетрадиционной энергетики есть свои плюсы и минусы, а также особенности организации процесса для получения электричества.

Солнечная энергия

Преобразование энергии солнца происходит с помощью особых технологий. Сложность обработки солнечной энергии выступает в качестве недостатка этого источника:

излучение имеет низкую плотность и непостоянно, поэтому существующие технологии имеют ряд ограничений;
в некоторых странах из-за низкого уровня солнечного излучения реализовать методику нецелесообразно.

Среди преимуществ можно выделить абсолютную экологическую безопасность солнечной энергии и отсутствие вмешательства в геологию Земли.

На солнечной энергии работают космические станции и спутники. Широкое распространение получили солнечные панели в некоторых странах – ими оснащают крыши домов.

Геотермальная энергетика

Геотермальный метод получения энергии построен на принципе преобразования тепла мантии и ядра Земли (чаще всего источником служат пароводяные резервы). Преобразование природного пара – процесс трудоемкий, так как требуется строительство труб и турбин, проводящих его с глубины от 2-3 км. Однако стоимость электроэнергии на выходе получается не слишком высокой.

Недостаток метода – вероятность оседания грунта и повышения сейсмической активности, поэтому в опасных районах этот источник альтернативной энергии неприменим.

Ветровая энергетика

Для реализации метода требуется ветряная электростанция. Одно из преимуществ такого источника энергии – это дешевое оснащение. Но недостаток – сильная зависимость от погодных условий, требуется постоянный контроль состояния. А еще ветровые электростанции могут создавать помехи для радиоволн.

Также для ветряных станций требуются большие площади, поэтому реализация в густонаселенных регионах затруднена. Однако ветряные источники энергии используются в некоторых странах Европы и Америки для снабжения небольших поселений.

Волновая энергетика

В этом способе для получения электричества используется энергия волн. В отличие от альтернативных источников, описанных выше, волновая энергия отличается большей ударной мощностью. Это самый многообещающий способ получения энергии в перспективе освоения океанов.

Самый яркий пример традиционного использования волновой энергии – гидроэлектростанции, но он не единственный. Целесообразно строительство волновых станций в районах с мощными приливами (колебание больше 4 м).

Среди недостатков можно выделить небольшую мощность, строительство только возле побережья, а также цикличность работы – всего 2 раза в сутки. Экологическая безопасность такого способа получения энергии под вопросом, ведь станции нарушают баланс соленой и пресной воды, что несет угрозу морской жизни.

Новейшая технология получения энергии волновым путем – аэро ГЭС. Они работают по принципу конденсации влаги из атмосферы, однако до внедрения этой технологии в жизнь еще далеко.

Градиент-температурная энергетика

В основе этого метода лежит баланс температур. Для строительства станций требуется морское побережье. Поглощая до 70% солнечной энергии, мировой океан становится отличным источником температурных ресурсов. Однако нагрев и выделение углекислой кислоты при обработке морской воды нарушают экологическую обстановку. Среди преимуществ можно выделить только то, что ресурс крайне обширен.

Биомассовая энергетика

Под этим понятием скрывается процесс гниения биологических отходов и ресурсов – в результате выделяется биологический газ с большим содержанием метана. Его можно использовать для обогрева помещений и выработки электричества.

Больше всего такой источник энергии используется в сельскохозяйственных предприятиях. Это безотходное производство, так как гниющие продукты потом используются для удобрения. Кроме растений и навоза, можно использовать быстрорастущие водоросли.

Главный недостаток теплового источника – КПД не превышает 6% и для обеспечения нужд мегаполиса энергией такой метод не подойдет.

Энергия молнии

Один из самых новых альтернативных методов получения электричества – сбор энергии молний, попадающих в землю. Пока что проект находится на стадии разработки – установки для улавливания молнии еще не готовы.

Это дорогостоящий, но окупающийся метод, ведь 1 молния способна обеспечить целый район крупного города энергией на некоторое время. Но уже сейчас можно выделить главный недостаток – зависимость от частоты гроз.

Энергетика ВИЭ

Очевидными достоинствами ВИЭ являются безопасность, экологичность и практическая неисчерпаемость потока энергии. Однако, ВИЭ имеют и существенные недостатки. Это нестабильность, локальность и сезонность

Нестабильность это основная проблема возобновляемых источников. Выработка энергии ветра и солнца сильно зависит от погоды, которая неуправляема и в долговременном плане непредсказуема. Поток солнечной энергии зависит от времени суток. Поэтому когда доля «альтернативной энергии» достигает существенной величины в общей выработке энергии, возникает проблема её накопления во время пиковой выработки и компенсации потерь во время безветренной или пасмурной погоды и ночью. Например, Дания, которая сегодня более 40 % электроэнергии генерирует ветрогенераторами решает проблему стабильности с помощью соседей. В ветреную погоду энергия накапливается с помощью подъёма воды на специальных норвежских и шведских гидроузлах в верхние водохранилища. В тихую погоду эти гидроузлы работают как ГЭС и возвращают энергию. Германия в ветреные и солнечные дни сбрасывает избыток энергии в Польшу и Чехию. Однако пиковые нагрузки уже создают проблемы для энергосетей этих стран. Для дальнейшего увеличения доли возобновляемой энергии необходима модернизация электросетей в Европе и развитие мощной системы энергонакопителей, в качестве которых сегодня выступают в основном обычные и специализированные гидроэлектростанции. Если выработка альтернативной энергии во всей Европе станет сопоставимой с выработкой энергии традиционной энергетикой, то нестабильность станет проблемой для всей энергосистемы. Технические пути решения этой проблемы пока не ясны, но её решение, безусловно, потребует новых затрат.

Локальность ветроэнергетики связана с тем, что мощность ветрогенератора пропорциональна кубу скорости ветра. При падении скорости в два раза мощность падает в восемь. Примерно также меняется и себестоимость энергии. Поэтому при современном развитии технологий ветрогенераторы рентабельно размещать только на побережье океанов и открытых морей, где постоянно дуют сильные ветры. Локальность солнечной энергетики связана с тем, что суммарный поток солнечной энергии сильно зависит от широты размещения станции и числа солнечных дней в данной местности.

Сезонность ВИЭ связана с тем, что поток солнечной энергии, а иногда и средняя скорость ветра зависят от времени года.

Ядерная энергетика

Ядерная энергетика обеспечивает стабильное энергоснабжение и позволяет практически неограниченно наращивать мощности, а при безаварийной работе не наносит ущерба окружающей среде. Эксплуатация атомной станции относительно дёшева, основные затраты идут на строительство. Стоимость строительства сегодня достигла 4000$/кВт в США, 2000$/кВт −4000$/кВт во Франции и 1600$/кВт в Китае. Главный недостаток ядерной энергетики в том, что в случае аварии значительная территория может быть подвергнута долговременному радиоактивному заражению. Поэтому ряд стран, в первую очередь с высокой плотностью населения, взяли курс на свёртывание ядерной энергетики.

Ядерная энергетика в мире. Синий — Эксплуатируются АЭС, строятся новые энергоблоки. Голубой — Эксплуатируются АЭС, планируется строительство новых энергоблоков. Тёмно-зелёный — Нет АЭС, станции строятся. Светло-зелёный — Нет АЭС, планируется строительство новых энергоблоков. Жёлтый — Эксплуатируются АЭС, строительство новых энергоблоков пока не планируется. Красный — Эксплуатируются АЭС, рассматривается сокращение их количества. Чёрный — Гражданская ядерная энергетика запрещена законом. Серый — Нет АЭС.

Отказ от ядерной энергетики

Италия закрыла все имевшиеся АЭС и полностью отказалась от ядерной энергетики. Бельгия, Германия, Испания, Швейцария, Тайвань осуществляют долгосрочную политику по отказу от ядерной энергетики. Многие другие страны, не имевшие АЭС, отказались от программ развития ядерной энергетики, что привело к сокращению доли ядерной энергетики в производстве энергии. Однако ведущие экономические державы, кроме Германии, не свёртывают ядерную энергетику, а Китай и Индия активно её развивают.

Немецкий энергетический поворот

Валовое производство электричества в Германии, 2004—2016 гг.

Немецкая программа энергетического поворота поставила цель к 2050 году обеспечивать потребности страны в энергии на 80 процентов из возобновляемых источников. В 2013 году 25 процентов потребляемой в стране электроэнергии производилось из возобновляемых источников. Однако цены на электроэнергию выросли и необходимы вложения для строительства новых электросетей.. Правительство Германии освобождает заводы по производству алюминия от «зелёных» наценок за электроэнергию для сохранения их конкурентоспособности.

Хотя рост доли ВИЭ в электроэнергетике значителен, говорить о переходе на возобновляемые источники пока не приходится. В 2016 году по сравнению с 2004 ВИЭ компенсировали сокращение ядерной энергетики, но доля потребления угля сократилась незначительно, а доля потребления газа даже выросла, ВИЭ включают в себя и сжигание биомассы. Таким образом, основная цель перехода на ВИЭ — сокращение выброса в атмосферу углекислого газа не достигнута.

Бестопливное устройство для получения бесплатного электричества

Известно, что возникновению магнитного поля в любом двигателе способствуют обычные катушки индуктивности, изготовленные из медного или алюминиевого провода. Чтобы компенсировать неизбежные потери вследствие сопротивления этих материалов, двигатель должен работать непрерывно, используя часть вырабатываемой энергии на поддержание собственного поля. Это значительно снижает КПД устройства.

В трансформаторе, работающем от неодимовых магнитов, нет катушек самоиндукции, соответственно и потери, связанные с сопротивлением, отсутствуют. При использовании постоянного магнитного поля токи вырабатываются ротором, вращающимся в этом поле.