Sources d'énergie alternatives : aperçu de la technologie

Introduction

Toute l'économie mondiale moderne dépend des richesses accumulées au temps des dinosaures : pétrole, gaz, charbon et autres énergies fossiles. La plupart des activités de notre vie, du métro au chauffage de la bouilloire dans la cuisine, nécessitent en fin de compte de brûler cet héritage préhistorique. Le principal problème est que ces ressources énergétiques facilement disponibles ne sont pas renouvelables. Tôt ou tard, l'humanité pompera tout le pétrole des entrailles de la terre, brûlera tout le gaz et extraira tout le charbon. Que va-t-on utiliser pour chauffer les théières alors ?

Nous ne devons pas non plus oublier l'impact environnemental négatif de la combustion de carburant. Une augmentation de la teneur en gaz à effet de serre dans l'atmosphère entraîne une augmentation de la température moyenne sur l'ensemble de la planète. Produits de combustion de carburant polluer l'air. Les habitants des grandes villes le ressentent particulièrement bien.

Nous pensons tous à l'avenir, même si cet avenir ne vient pas avec nous. La communauté mondiale reconnaît depuis longtemps les limites des combustibles fossiles. Et l'impact négatif de leur utilisation sur l'environnement. Les principaux États mettent déjà en œuvre des programmes de transition progressive vers des sources d'énergie renouvelables et respectueuses de l'environnement.

Partout dans le monde, l'humanité recherche et introduit progressivement des substituts aux combustibles fossiles. Des centrales solaires, éoliennes, marémotrices, géothermiques et hydroélectriques fonctionnent depuis longtemps dans le monde entier. Il semblerait qu'en ce moment, qu'est-ce qui nous empêche de subvenir à tous les besoins de l'humanité avec leur aide ?

En fait, l'énergie alternative pose de nombreux problèmes. Par exemple, le problème de la répartition géographique des ressources énergétiques.Les parcs éoliens sont construits uniquement dans les zones où soufflent souvent des vents forts, le solaire - où il y a un nombre minimum de jours nuageux, les centrales hydroélectriques - sur les grands fleuves. Le pétrole, bien sûr, n'est pas non plus disponible partout, mais il est plus facile de le livrer.

Le deuxième problème des énergies alternatives est l'instabilité. Dans les parcs éoliens, la production dépend du vent, qui change constamment de vitesse ou même s'arrête complètement. Les centrales solaires ne fonctionnent pas bien par temps nuageux et ne fonctionnent pas du tout la nuit.

Ni le vent ni le soleil ne tiennent compte des besoins des consommateurs d'énergie. Dans le même temps, la production d'énergie d'une centrale thermique ou nucléaire est constante et facilement régulée. La solution à ce problème ne peut être que la construction d'énormes installations de stockage d'énergie pour créer une réserve en cas de faible rendement. Cependant, cela augmente considérablement le coût de l'ensemble du système.

En raison de ces difficultés et de bien d'autres, le développement des énergies alternatives dans le monde ralentit. Brûler des combustibles fossiles est toujours plus facile et moins cher.

Cependant, si à l'échelle de l'économie mondiale les sources d'énergie alternatives n'apportent pas beaucoup d'avantages, alors dans le cadre d'une maison individuelle elles peuvent être très attractives. Déjà, beaucoup ressentent l'augmentation constante des tarifs de l'électricité, de la chaleur et du gaz. Chaque année, les entreprises énergétiques s'enfoncent davantage dans la poche des gens ordinaires.

Des experts du fonds de capital-risque international I2BF ont présenté le premier aperçu du marché des énergies renouvelables. Selon leurs prévisions, dans 5 à 10 ans, les technologies énergétiques alternatives deviendront plus compétitives et se généraliseront. Déjà, l'écart entre les coûts des énergies alternatives et conventionnelles se réduit rapidement.

Le coût de l'énergie fait référence au prix qu'un producteur d'énergie alternative souhaite recevoir afin de compenser ses dépenses en capital sur la durée de vie du projet et de fournir un rendement de 10 % sur le capital investi. Ce prix comprendra également le coût du financement par emprunt, car la plupart sont fortement endettés.

Le graphique ci-dessous illustre l'évaluation des différents types d'énergies alternatives et traditionnelles au cours du IIe trimestre 2011 (Fig. 1).

Riz. une.	Évaluation de divers types d'énergies alternatives et traditionnelles

Selon les chiffres ci-dessus, l'énergie géothermique, ainsi que l'énergie générée par la combustion des ordures et des gaz d'enfouissement, a le coût le plus bas de tous les types d'énergie alternative. En fait, ils peuvent déjà concurrencer directement l'énergie traditionnelle, mais le facteur limitant pour eux est le nombre limité d'endroits où ces projets peuvent être mis en œuvre.

Pour ceux qui veulent s'affranchir des caprices des ingénieurs électriciens, qui veulent contribuer au développement des énergies alternatives, qui veulent juste économiser un peu d'énergie, ce livre est écrit.

Du livre V. Germanovich, A. Turilin « Sources d'énergie alternatives. Conceptions pratiques pour l'utilisation du vent, du soleil, de l'eau, de la terre, de l'énergie de la biomasse.

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Y a-t-il un avenir pour les énergies alternatives ?

Les sources alternatives d'énergie renouvelable sont une direction assez intéressante et prometteuse. Par exemple, il existe plusieurs méthodes efficaces pour générer de l'eau à partir de l'air. Certes, ici, il est nécessaire d'utiliser un générateur. Si de nouvelles approches seront trouvées pour résoudre ces problèmes et améliorer les méthodes, le temps nous le dira.

S'il sera possible d'utiliser les ressources à bon escient est une grande question

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Types de sources d'énergie alternatives.

Les énergies du vent, du soleil, de l'eau, des biocarburants, de la chaleur de la Terre sont relativement inépuisables et renouvelables. Les avantages des sources d'énergie alternatives sont indéniables car ils préservent les ressources naturelles. De plus, ils sont beaucoup plus conformes aux exigences de sécurité environnementale.

L'énergie éolienne.

Le principe d'utilisation de l'énergie éolienne est de convertir l'énergie cinétique en énergie électrique, thermique, mécanique. Les éoliennes sont utilisées pour produire de l'énergie électrique. Ils peuvent avoir différents paramètres techniques, tailles, conceptions, axe de rotation horizontal ou vertical. Les voiles sont un exemple classique de l'utilisation de l'énergie éolienne dans le transport maritime, et une éolienne est une conversion en énergie mécanique.

Le diamètre des pales et la hauteur de leur emplacement déterminent la puissance de l'éolienne. A une force de vent de 3 m/s, le générateur commence à générer du courant et atteint sa valeur maximale à 15 m/s. La force du vent au-dessus de 25 m/s est critique - le générateur est éteint.

L'énergie solaire est un don du Soleil.

L'énergie solaire en tant que source d'énergie alternative est une continuation naturelle de la mission vitale du Soleil sur notre planète. Mais alors que l'humanité n'a pas appris à l'utiliser directement.Actuellement, les panneaux solaires sont utilisés comme convertisseurs d'énergie solaire en énergie électrique, et les capteurs solaires sont utilisés pour l'énergie thermique. De plus, dans certains cas, une combinaison de deux types est utilisée.

La technologie solaire consiste à chauffer la surface avec les rayons du soleil et à utiliser de l'eau chauffée pour l'alimentation en eau chaude, le chauffage ou l'utilisation dans des générateurs de vapeur. Les capteurs solaires sont utilisés pour convertir l'énergie solaire en énergie thermique. Leur commun la puissance dépend de le nombre et la puissance des appareils individuels qui sont inclus dans le système d'une station solaire ou thermique.

Les panneaux solaires sont divisés en :

• silicium
• film

Les batteries utilisant des cristaux de silicium sont actuellement les plus demandées et les batteries à film sont les plus pratiques. Les panneaux en silicone sont l'une des meilleures options pour une maison privée.

L'hydroélectricité est l'utilisation de la force de l'eau.

Le principe de fonctionnement des turbines dans les centrales hydroélectriques est l'effet de la force de l'eau sur les pales d'une hydroturbine, qui génère de l'électricité. Parfois, seules ces centrales hydroélectriques sont classées comme types d'énergie alternatifs, où les barrages puissants ne sont pas utilisés et la génération de courant se produit sous l'influence de l'écoulement naturel de l'eau. Cela est dû à l'impact négatif important des puissantes centrales hydroélectriques sur les paysages fluviaux naturels, à leur faible profondeur et aux inondations catastrophiques.

Les écologistes ne s'opposent pas à l'utilisation de l'énergie naturelle des marées marines et océaniques. La conversion de l'énergie cinétique en énergie électrique se produit dans ce cas dans des stations marémotrices spéciales.

L'énergie géothermique est la chaleur de la Terre.

La surface de la Terre émet de la chaleur non seulement aux endroits où des sources sismiques chaudes sont éjectées, comme par exemple au Kamtchatka, mais aussi dans presque toutes les régions de la planète. Pour extraire la chaleur de la terre, des pompes à chaleur spéciales sont utilisées, puis elle est convertie en énergie électrique ou utilisée comme chaleur. Le principe de fonctionnement des installations est basé sur les lois de la thermodynamique et les lois physiques du comportement des liquides et des gaz, en particulier le fréon.

Le type de conception de la pompe détermine la principale source d'énergie, telle que sol-air ou sol-eau.

Biocarburant.

Le principe d'obtention des biocarburants repose sur la transformation de produits organiques à l'aide d'installations spécifiques. Pendant le traitement, de l'énergie thermique ou électrique est générée. Les biocarburants peuvent être liquides, solides ou gazeux. Solide, par exemple, briquettes combustibles, liquide - bioéthanol, gazeux - biogaz. Ses variétés comprennent le gaz d'enfouissement, qui se forme dans les décharges. L'utilisation de biogaz provenant d'anciennes décharges permet de résoudre les problèmes de recyclage des déchets.

Source d'énergie alternative: qu'est-ce que c'est et pourquoi est-elle nécessaire

À ce jour, l'énergie repose sur des moyens bien développés et éprouvés de produire de l'électricité. Ce sont des centrales nucléaires, électriques et hydroélectriques bien connues. Tous travaillent avec l'utilisation des ressources de notre planète, qui seront tôt ou tard épuisées, ou impliquent des réactions qui peuvent causer des dommages irréparables.

En 2017, le pourcentage d'utilisation de ces ressources se répartissait comme suit :

• 39,3% - charbon;
• 22,9 % - gaz naturel ;
• 16% - eau;
• 10,6% - énergie nucléaire ;
• 4,1% - huile.

Aujourd'hui, ce domaine prometteur est à la recherche de substances et de procédés dans le monde environnant capables de :

• renouveler votre ressource (c'est-à-dire être inépuisable) ;
• représentent un remplacement complet des traditionnels en termes de qualité ;
• être économique;
• ne pas nuire à l'environnement.

Quel est le problème avec les sources d'énergie traditionnelles?

Le charbon, le pétrole et le gaz n'ont pas encore trouvé leur place dans la production d'énergie nécessaire à l'humanité. Cependant, leurs stocks sont limités et non récupérables.

Par exemple, notre Terre a mis jusqu'à 350 millions d'années à créer du pétrole et du gaz, et nous avons épuisé leurs ressources à un rythme beaucoup plus rapide.

Environ 90 % de l'énergie de la planète en 2010 était produite par la combustion de combustibles fossiles et de biocarburants à partir de matières premières végétales ou animales. Et jusqu'en 2040, la part de cette production ne descendra pas en dessous de 80 %. Dans le même temps, la consommation d'énergie augmente: jusqu'à la 40e année - de 56%.

En 2012, les scientifiques ont indiqué que tout l'approvisionnement en gaz de la planète prendrait fin en 2052 et que le pétrole durerait un peu plus longtemps - jusqu'en 2060. C'est-à-dire que nos enfants peuvent déjà saisir le moment où un pétrolier ou un gazoduc ne sera pas utile et où les forêts seront abattues.

Les émissions nocives dans l'atmosphère associées aux produits de combustion et à la production d'énergie nucléaire sont des appauvrisseurs d'ozone et des conducteurs du réchauffement climatique.

Ainsi, toute la civilisation moderne, peu importe comment les politiciens et les producteurs de pétrole la rejettent, est confrontée à une question globale - quelle source d'énergie remplacera les sources traditionnelles, tout en préservant l'environnement.

Industrie de l'énergie thermique

Le secteur de l'énergie le plus répandu en Russie.Les centrales thermiques du pays produisent plus de 1 000 MW en utilisant du charbon, du gaz, des produits pétroliers, des gisements de schiste et de la tourbe comme matière première. L'énergie primaire générée est ensuite convertie en électricité. Technologiquement, ces stations présentent de nombreux avantages, qui déterminent leur popularité. Ceux-ci incluent des conditions de fonctionnement peu exigeantes et une organisation technique facile du flux de travail.

Les installations thermiques sous forme d'installations à condensation et de centrales de production combinée de chaleur et d'électricité peuvent être construites directement dans les zones où la ressource consommable est extraite ou où se trouve le consommateur. Les fluctuations saisonnières n'affectent pas la stabilité des stations, ce qui rend ces sources d'énergie fiables. Mais les centrales thermiques présentent également des inconvénients, notamment l'utilisation de ressources énergétiques épuisables, la pollution de l'environnement, la nécessité de connecter de grandes quantités de ressources en main-d'œuvre, etc.

Que choisir : énergies renouvelables ou énergie nucléaire ?

Historiquement, le nucléaire, le charbon et l'hydroélectricité ont été des sources massives d'énergie

Par conséquent, sans tenir compte du fait que de nombreux pays du monde sont étroitement engagés dans le développement du secteur des énergies renouvelables, les dirigeants de la Fédération de Russie prévoyaient de ne recevoir que 4,5% de l'énergie provenant des énergies renouvelables d'ici le début de 2020, réalisant que les réserves d'hydrocarbures ne sont pas illimitées

Le gouvernement russe compte sur la production d'énergie à long terme à partir du plutonium et de l'énergie de fusion ; ces sources d'énergie ne sont pas pleinement explorées et constituent une menace réelle pour l'humanité. Cela s'applique au développement et à l'application de toute l'énergie nucléaire.

Dans le but de renforcer la recherche sur l'énergie nucléaire en France en 2007, la construction d'un réacteur thermonucléaire expérimental d'importance internationale a été engagée.

Le projet a été fondé par un groupe de plusieurs pays, dont la Russie. L'objectif principal de la création d'un tel projet était de prouver l'utilisation commerciale possible de l'énergie obtenue à partir de la fusion thermonucléaire comme source d'énergie électrique. Une solution à ce problème n'a pas encore été trouvée.

Selon les calculs des scientifiques impliqués dans l'étude des processus thermonucléaires, la quantité d'énergie reçue d'eux d'ici 2100 ne pourra pas dépasser la barre de 100 GW, ce qui est un indicateur faible de la résolution des problèmes de l'humanité associés à la production d'électricité . A titre d'exemple, nous pouvons prendre le fait que les centrales électriques du monde moderne fournissent 4000 GW d'électricité.

La seule façon de résoudre le problème de l'obtention d'électricité est la transition de l'humanité vers des sources d'énergie renouvelables avec l'utilisation parallèle de technologies qui contribuent à économiser l'électricité. L'avantage d'une telle transition sera la préservation du climat de la planète. Tous les financements nécessaires pour démarrer ce processus sont disponibles.

Énergie alternative dans la Russie moderne

Par rapport aux années précédentes, l'énergie alternative en Russie se développe plus rapidement, mais n'est pas dominante. Aujourd'hui, la majeure partie de l'énergie du pays provient de sources traditionnelles.

Centrales solaires

Centrale solaire dans l'Oural

Les régions du sud du pays, ainsi que la Sibérie occidentale, orientale et l'Extrême-Orient ont un potentiel de production d'électricité solaire. En Russie, il est prometteur d'extraire l'énergie du Soleil, de sorte que les projets dans ce sens reçoivent le soutien de l'État.

Centrales hydroélectriques et marémotrices

La Russie utilise activement le potentiel de l'eau pour produire de l'électricité : selon les données de 2017, le pays compte 15 centrales électriques d'une capacité de plus de 1000 mégawatts, ainsi que des centaines de stations de capacité inférieure. L'énergie produite par une centrale hydroélectrique coûte deux fois moins cher que celle produite par une centrale thermique.

Les stations marémotrices nécessitent des finances importantes, de sorte que le développement de cette direction dans la Fédération de Russie ne se produit pas. Selon les prévisions des scientifiques, les TPP pourraient représenter un cinquième de l'électricité produite en Russie.

éoliennes

Il est impossible d'installer des générateurs avec un axe de rotation horizontal en Russie en raison de la faible vitesse du vent. Cependant, des structures avec un axe de rotation vertical sont souvent utilisées.

Centrale éolienne dans la région d'Oulianovsk

En 2018, la capacité totale des éoliennes en Russie s'élevait à 134 mégawatts. La plus grande centrale électrique de la région d'Oulianovsk (capacité - 35 mégawatts).

Stations géothermiques

Il existe 5 centrales géothermiques en Russie, dont trois sont situées au Kamtchatka. Selon les données de 2016, le GeoPP génère 40% de l'électricité consommée sur cette presqu'île.

Application biocarburant

La production de carburant est également organisée en Russie. Dans le même temps, il est plus rentable pour le pays de développer des biocarburants solides que des biocarburants liquides. Désormais, la production est effectuée dans une usine de Vladivostok.

centrale nucléaire

La Russie produit de l'électricité à partir de l'énergie nucléaire et continue de se développer dans cette direction.De nouvelles stations sont construites, de nouvelles méthodes d'extraction sont appliquées. Selon les données de 2019, 10 centrales nucléaires fonctionnent en Russie. La Fédération de Russie occupe le deuxième rang mondial en termes de capacité de production d'électricité à l'aide de centrales nucléaires ; la République populaire de Chine a remporté le championnat dans cette industrie.

L'énergie éolienne

Les parcs éoliens sont un moyen prometteur de produire de l'énergie, en particulier dans les endroits où la direction du vent est constante.

La méthode d'obtention de cette énergie ne pollue pas l'environnement naturel. Cependant, il y a une dépendance à l'inconstance des directions et de la force du vent. Bien que cette dépendance puisse être partiellement lissée en installant des volants d'inertie et une variété de batteries.

Mais la construction, l'entretien et la réparation des parcs éoliens ne sont pas bon marché. De plus, leur fonctionnement s'accompagne de bruit, interfère avec les oiseaux et les insectes et réfléchit les ondes radio avec les pièces en rotation.

Énergie alternative pour les centres de données

Les propriétaires de centres de données s'intéressent de plus en plus aux sources alternatives d'électricité. La seule façon de maintenir le taux de croissance de la capacité ici est de réduire considérablement les coûts de déploiement, de maintenance et de refroidissement des centres de données. Il existe plusieurs options.

Par exemple, la chaleur générée lors du fonctionnement des serveurs peut être dirigée vers le chauffage des locaux. Ainsi, en 2015, Yandex a chauffé une ville entière en Finlande. En fournissant de la chaleur à la ville, Yandex a pu rembourser une partie de ses factures d'électricité.

Le refroidissement des centres de données est l'un des postes de dépenses les plus voraces pour les entreprises informatiques. En moyenne, le refroidissement représente 45 % des dépenses énergétiques.

Une façon originale d'économiser sur le refroidissement des équipements est d'utiliser le « freecooling ». Ou, tout simplement, pour refroidir les serveurs avec de l'air de la rue.Pour la Russie, où il fait froid dehors la majeure partie de l'année, c'est particulièrement vrai.

Une autre façon de refroidir l'air dans le centre de données, vous permettant d'économiser sur les dépenses énergétiques — méthode de refroidissement adiabatique. Dans ce cas, de l'eau est pulvérisée pour abaisser la température. En s'évaporant, il prend de la chaleur et réduit de manière si simple la température de l'air.

Dans tous les cas, avant d'expérimenter, il est conseillé de réaliser un audit énergétique détaillé. Ses résultats permettront d'analyser l'état de la consommation d'énergie et d'identifier les opportunités d'économie des ressources énergétiques.

Pourquoi avons-nous besoin de sources d'énergie alternatives

Lorsque les sources d'énergie épuisables (combustibles fossiles) s'épuiseront, l'humanité devra passer aux AES (sources d'énergie alternatives). En 2017, 35 % de l'électricité produite en Russie était produite sans carbone - dans des centrales nucléaires et des centrales hydroélectriques.

L'utilisation de sources d'énergie traditionnelles est problématique pour les raisons suivantes :

• Le TPP utilise du carburant qui s'épuisera dans un proche avenir. Selon les pires estimations, cela arrivera dans 30 ans ;
• Le coût des combustibles fossiles augmente, donc le prix de l'électricité augmente ;
• Les produits de production d'électricité polluent l'environnement ;
• La chaleur générée par les stations provoque le réchauffement climatique.

L'humanité n'a qu'un seul chemin - la transition vers l'AIE.

Flux et reflux de l'énergie

La conversion de l'énergie marémotrice en électricité s'effectue dans les centrales marémotrices de deux manières :

1. La première méthode, selon le principe de conversion d'énergie, s'apparente à la conversion d'énergie dans une centrale hydroélectrique en faisant tourner une turbine reliée à un générateur électrique ;
2. La seconde méthode utilise l'énergie du mouvement de l'eau ; Cette méthode est basée sur la différence de niveau d'eau lors des marées hautes et basses.

Les avantages

• L'énergie solaire est une ressource renouvelable. Tant que le Soleil existera, son énergie atteindra la Terre.
• La production d'énergie solaire n'entraîne pas de pollution de l'eau ou de l'air car il n'y a pas de réaction chimique due à la combustion du carburant.
• L'énergie solaire peut être utilisée très efficacement à des fins pratiques telles que le chauffage et l'éclairage.
• Les avantages de l'énergie solaire sont souvent observés pour le chauffage des piscines, des centres de villégiature et des réservoirs d'eau dans le monde entier.

Les inconvénients

• L'énergie solaire ne produit pas d'énergie si le soleil ne brille pas. La nuit et les jours nuageux limitent considérablement la quantité d'énergie produite.
• Les centrales solaires peuvent être très coûteuses à construire.

Principaux types d'énergies renouvelables

L'énergie du soleil

L'énergie solaire est considérée comme la principale source d'énergie respectueuse de l'environnement. À ce jour, des méthodes thermodynamiques et photoélectriques ont été développées et utilisées pour générer de l'électricité. Le concept d'opérabilité et de perspectives des nanoantennes est confirmé. Le soleil, source inépuisable d'énergie respectueuse de l'environnement, pourrait bien répondre aux besoins de l'humanité.

L'énergie éolienne

L'énergie éolienne est utilisée avec succès par les humains depuis longtemps et les moulins à vent. Les scientifiques développent de nouveaux parcs éoliens et améliorent les parcs éoliens existants. Réduire les coûts et augmenter l'efficacité des éoliennes. Ils sont particulièrement pertinents sur les côtes et dans les zones à vents constants.En convertissant l'énergie cinétique des masses d'air en énergie électrique bon marché, les parcs éoliens apportent déjà une contribution significative au système énergétique de chaque pays.

l'énergie géothermique

Les sources d'énergie géothermique utilisent une source inépuisable - la chaleur interne de la Terre. Il existe plusieurs schémas de travail qui ne changent pas l'essence du processus. La vapeur naturelle est nettoyée des gaz et introduite dans des turbines qui font tourner des générateurs électriques. Des installations similaires fonctionnent dans le monde entier. Les sources géothermiques fournissent de l'électricité, chauffent des villes entières et éclairent les rues. Mais la puissance de l'énergie géothermique est très peu utilisée et les technologies de production ont un faible rendement.

Énergie marémotrice et houlomotrice

L'énergie des marées et des vagues est une méthode qui se développe rapidement pour convertir l'énergie potentielle du mouvement des masses d'eau en énergie électrique. Avec un taux de conversion d'énergie élevé, la technologie a un grand potentiel. Certes, il ne peut être utilisé que sur les côtes des océans et des mers.

énergie biomasse

Le processus de décomposition de la biomasse conduit à la libération de gaz contenant du méthane. Purifié, il est utilisé pour générer de l'électricité, le chauffage des locaux et d'autres besoins domestiques. Il existe de petites entreprises qui répondent pleinement à leurs besoins énergétiques.

Énergie du rayonnement solaire électromagnétique

Il peut être utilisé pour produire à la fois de l'électricité et de la chaleur.La conversion directe du rayonnement solaire en énergie électrique est réalisée à la fois par conversion directe due au phénomène d'effet photoélectrique interne sur les panneaux photovoltaïques, et indirectement par des méthodes thermodynamiques (obtention de vapeur à haute pression).

l'usine d'énergie solaire

Reçu l'énergie thermique de le solaire est produit en absorbant cette énergie et en chauffant davantage la surface et le liquide de refroidissement, à la fois par des collecteurs spéciaux et en utilisant les techniques de "l'architecture solaire".

Ensemble de paramètres pour la conversion de l'énergie solaire est solaire centrale électrique.

Avantages

L'énergie éolienne ne produit pas de pollution susceptible de polluer l'environnement. Parce qu'aucun processus chimique n'a lieu, comme lors de la combustion de combustibles fossiles, il ne reste aucun sous-produit nocif.

• Puisque la production éolienne est une source d'énergie renouvelable, nous n'en finirons jamais.
• L'agriculture et le pâturage peuvent encore avoir lieu sur des terres occupées par des éoliennes, ce qui pourrait aider à produire des biocarburants.
• Les parcs éoliens peuvent être construits en mer.

L'appareil et l'utilisation des capteurs solaires

Un capteur solaire primitif est une plaque de métal noir placée sous une fine couche d'un liquide transparent. Comme vous le savez depuis le cours de physique de l'école, les objets sombres chauffent plus que les objets clairs. Ce liquide se déplace à l'aide d'une pompe, refroidit la plaque et s'échauffe en même temps. Le circuit de liquide réchauffé peut être placé dans un réservoir relié à source d'eau froide. En chauffant l'eau dans le réservoir, le liquide du collecteur est refroidi.Et puis ça revient. Ainsi, ce système énergétique vous permet d'obtenir une source constante d'eau chaude, et en hiver également des radiateurs chauds.

Il existe trois types de collecteurs qui diffèrent par l'appareil

À ce jour, il existe 3 types de tels dispositifs :

• air;
• tubulaire;
• appartement.

Air

Les collecteurs d'air sont constitués de plaques de couleur foncée.

Les collecteurs d'air sont des plaques noires recouvertes de verre ou de plastique transparent. L'air circule naturellement ou de force autour de ces plaques. L'air chaud est utilisé pour chauffer les pièces de la maison ou pour sécher les vêtements.

L'avantage est l'extrême simplicité de conception et le faible coût. Le seul inconvénient est l'utilisation de la circulation d'air forcée. Mais vous pouvez vous en passer.

Tubulaire

L'avantage d'un tel collecteur est la simplicité et la fiabilité.

Les capteurs tubulaires ressemblent à plusieurs tubes de verre alignés en une rangée, recouverts à l'intérieur d'un matériau absorbant la lumière. Ils sont reliés à un collecteur commun et le fluide circule à travers eux. De tels collecteurs ont 2 voies de transfert de l'énergie reçue : directe et indirecte. La première méthode est utilisée en hiver. Le second est utilisé toute l'année. Il existe une variante utilisant des tubes à vide : l'un est inséré dans l'autre et un vide est créé entre eux.

Cela les isole de l'environnement et retient mieux la chaleur qui en résulte. Les avantages sont la simplicité et la fiabilité. Les inconvénients comprennent le coût élevé de l'installation.

appartement

Pour faire fonctionner les collecteurs plus efficacement, les ingénieurs ont proposé l'utilisation de concentrateurs.

Le collecteur plan est le type le plus courant.C'est lui qui a servi d'exemple pour expliquer le principe de fonctionnement de ces appareils. L'avantage de cette variété est la simplicité et le bon marché par rapport aux autres. L'inconvénient est une importante perte de chaleur que les autres sous-types ne subissent pas.

Pour améliorer les systèmes solaires déjà existants, les ingénieurs ont proposé d'utiliser une sorte de miroirs appelés concentrateurs. Ils permettent de faire passer la température de l'eau de la norme 120 à 200 C°. Cette sous-espèce de collectionneurs est appelée concentration. C'est l'une des options d'exécution les plus coûteuses, ce qui est sans aucun doute un inconvénient.

4ème place. Centrales marémotrices et houlomotrices

Les centrales hydroélectriques traditionnelles fonctionnent selon le principe suivant :

1. La pression de l'eau est fournie aux turbines.
2. Les turbines commencent à tourner.
3. La rotation est transmise à des générateurs qui produisent de l'électricité.

La construction d'une centrale hydroélectrique est plus coûteuse qu'une centrale thermique et n'est possible que dans des endroits disposant de grandes réserves d'énergie hydraulique. Mais le principal problème est la dégradation des écosystèmes due à la nécessité de construire des barrages.

Les centrales marémotrices fonctionnent sur un principe similaire, mais utilisent la puissance des marées pour produire de l'énergie.

Les types d'énergie alternative « de l'eau » incluent une direction aussi intéressante que l'énergie des vagues. Son essence se résume à la production d'électricité grâce à l'utilisation de l'énergie des vagues océaniques, qui est beaucoup plus élevée que celle des marées. La centrale houlomotrice la plus puissante aujourd'hui est Pelamis P-750, qui génère 2,25 MW d'énergie électrique.

Se balançant sur les vagues, ces énormes convecteurs («serpents») se plient, à la suite de quoi des pistons hydrauliques commencent à se déplacer à l'intérieur.Ils pompent l'huile à travers des moteurs hydrauliques, qui à leur tour deviennent des générateurs électriques. L'électricité qui en résulte est acheminée vers le rivage par un câble posé le long du fond. A l'avenir, le nombre de convecteurs sera multiplié et la centrale pourra générer jusqu'à 21 MW.

Histoire de l'utilisation de l'énergie éolienne

Il est impossible de dire exactement quand l'utilisation de l'énergie éolienne pour résoudre les problèmes économiques d'une personne a commencé. Les moulins à vent sont connus depuis l'Antiquité égyptienne. Dans la Chine ancienne, les moulins à vent étaient utilisés pour pomper l'eau des rizières. L'utilisation d'une voile pour la navigation est connue encore plus tôt, depuis l'époque de l'ancienne Babylone, et ce n'est qu'une preuve écrite.

L'Europe à cette époque était une collection de tribus sauvages. Avec l'apparition de signes de civilisation, des moulins à vent, des voiliers sont également apparus ici. Mais pendant longtemps, l'utilisation du vent s'est arrêtée là. Source trop instable, imprévisible, il était impossible de compter dessus sans avoir une option de repli.

Avec le développement de la production, les premières pompes pour remonter l'eau des puits sont apparues. Dans le même temps, l'utilisation des moulins à vent comme moteur pour eux a commencé. De tels dispositifs fonctionnent encore aujourd'hui, ils sont simples, fiables et peu exigeants en fonctionnement.

Les éoliennes ont commencé à apparaître avec l'avènement de dispositifs permettant de convertir le mouvement de rotation en électricité - les générateurs. Les éoliennes se sont développées rapidement au XXe siècle, bien que la guerre ait stoppé de nombreux projets en Europe.

Aujourd'hui, les leaders dans l'utilisation des parcs éoliens sont les États-Unis et la Chine. Un grand nombre de stations sont disponibles en Europe, elles sont concentrées sur la côte ouest.Surtout au Danemark, ce qui est tout à fait compréhensible - il n'y a pas d'autres sources dans ce pays.

Le haut rendement des centrales hydroélectriques, l'absence de vents forts et stables dans la plupart des régions ont réduit l'intérêt pour l'énergie éolienne. De plus, les équipements qui existaient à cette époque n'avaient pas une productivité élevée, ne permettaient pas de produire suffisamment d'énergie. Le problème a été résolu en utilisant des générateurs à essence ou diesel, plus fiables et prêts à produire le résultat souhaité au bon moment.

Aujourd'hui, l'intérêt pour l'énergie éolienne s'est considérablement accru. De nouveaux développements plus efficaces sont apparus et peuvent fournir un nombre suffisant de consommateurs. De plus, il existe de puissants aimants en néodyme qui vous permettent de fabriquer vous-même des générateurs avec la possibilité de travailler à une vitesse de rotation lente, ce qui a radicalement changé la situation et suscité un grand intérêt parmi les concepteurs.