Электроэнергетика будущего

В XXI веке такая отрасль как электроэнергетика крайне бурно развивается. Одни из глобальных задач, которые стоят перед человечеством – загрязнение окружающей среды и истощение природных ресурсов. Эти задачи толкают человечество к поиску новых источников энергии.

Сегодня основными источниками электроэнергии можно назвать гидро- и теплоэлектростанции. Но оба вида наносят огромный вред окружающей среде. Для того, чтобы построить гидроэлектростанцию надо перекроить ландшафт. В процессе её работы засоляются почвы, страдает фауна рек. В процессе работы тепловых электростанций загрязняется окружающая среда. Это происходит тогда, когда в воздух попадают углекислый газ, Окислы серы и азота и взвешенные частички других веществ, которые выделяются при сжигании всех видов топлива.

При смешивании с водой вредных частиц, например, окислов серы и азота, образуются кислотные дожди. Выпадая, они наносят непоправимый вред лесам, почве, водоёмам и, конечно же, здоровью человека.

Леса по всему миру гибнут из-за кислотных дождей. Всё больше появляется так называемых мёртвых водоёмов. Называют их так потому что в них исчезают растения, соответственно не выделяется кислород и погибает все живое.

Из-за закисления почв уменьшаются урожаи сельскохозяйственных культур. Скопление углекислого газа в атмосфере ведёт к парниковому эффекту. Именно углекислый газ атмосферы пропуская солнечную энергию к Земле, не пропускает получаемое тепло. Это приводит к тому, что повышается температура приземного слоя атмосферы.

Перечислять негативные последствия строительства гидро- и тепло электростанций можно бесконечно.

Уже сейчас много электроэнергии тратится на очистку воды и воздуха. Если парниковый эффект будет усиливаться, то электроэнергия будет расходоваться ещё и на охлаждение атмосферы.

Запасы природных источников топлива таких как газ, нефть и уголь постоянно уменьшаются. А ведь именно они используются для производства электроэнергии.

Именно по этим причинам идёт интенсивный поиск возобновляемых видов топлива.

Конечно можно добывать электричество из экологически чистого термоядерного горючего. Его запасы достаточно велики, но при термоядерных реакциях возникают высокие температуры, которые увеличивают концентрацию углекислого газа в воздухе при этом усиливается парниковый эффект земли.

Другим альтернативным источником энергии можно назвать водород. Сжигаясь водород соединяется с воздухом, в результате чего образуется вода. Воду можно разложить на водород и кислород с помощью электролиза. Но пока эта реакция в производственных условиях идёт только под воздействием высоких температур, которые достигаются только с применением электроэнергии.

Сжигать водород в тепловых электростанциях очень дорого потому, что их коэффициент полезного действия равен всего 40%. Именно поэтому перед учёными всего мира стоит задача: оптимизировать производство водорода из воды и его преобразование в электроэнергию с помощью катализаторов – это новое слово, давайте дадим ему определение.

Определение.

Катализаторы – это особые химические вещества, которые должны снизить температуру разложения воды и сделать возможным использования для этих целей энергии Солнца.

Кроме этого, учёные заняты поиском водосодержащих веществ, производство водорода из которых будет более экономически выгодным.

В природе такие реакции происходят во всех живых организмах. Для них источником водорода будет обычная пища, а реакция соединения водорода с кислородом происходит в каждой клетке при низких температурах. В процессе этой реакции выделяется электроэнергия, которая тут же превращается в химическую.

Почему это происходит до сих пор учёные-биохимики пока не могут понять.

Некоторые успехи появились у учёных, которые работают в направлении топливных элементов.

Суть разработанной ими технологии состоит в том, что получить электричество из водорода можно не на тепловой, а на химической стадии горения. Реакция так называемого холодного горения водорода возможна без повышения температуры, просто в щелочной среде, при наличии катализатора. В качестве катализатора выступает платина.

При холодном горении образование электроэнергии происходит уже при 100° или при 200°. Такие топливные элементы прошли испытание на американских космических кораблях. Они обеспечили космонавтов не только электроэнергией, но и водой для технических нужд и питья.

Коэффициент полезного действия такого генератора – более 50%.

Некоторые страны ищут пути использования топливных элементов в качестве генератора электроэнергии для питания двигателя электромобиля. Средний пробег электромобиля с водородными топливными элементами составил 100000 километров.

Это кажется невероятным, но первые образцы электромобилей с генератором на основе водородных топливных элементов прошли дорожные испытания в советском союзе ещё в 1980 году.

Давайте отметим основные достоинства электромобилей. Это и низкий уровень шума при работе, и простота в управлении и обслуживании, и отсутствие вредных выбросов.

Работы по совершенствованию электромобилей проводятся постоянно.

Поскольку ещё не найдены способы дешёвого производства возобновляемого экологического топлива для производства электроэнергии, то перед всеми странами остро стоит вопрос о ресурсосбережении. Понятно, что чем меньше будет расход сырья, воды и энергии на единицу произведённой продукции, тем меньше будет отходов и выбросов промышленности и, соответственно, будет меньше негативного влияния промышленности на природу и, в конечном счёте, на человека.

Энергия Солнца и ветра используется в России очень мало.

Энергия Солнца в нашей стране в основном используется на космических станциях. Хотя во многих странах широко используются солнечные водонагреватели и солнечные печи для бытовых нужд.

Если использовать солнечные установки для сушки зерна, сена, соломы и другой сельскохозяйственной продукции, то экономия электроэнергии будет значительной.

Из-за несовершенного проектирования наших домов, нарушения технологии их строительства, некачественной теплоизоляции труб, около сорока процентов тепла тратится на обогрев атмосферы.

Давайте перечислим советы для экономии электроэнергии:

1. Выходя из комнаты, обязательно выключайте за собой свет.

2. Для того, чтобы эффективность света не уменьшалась – следите, чтобы все осветительные приборы были чистыми. Это касается и источников дневного света – окон. Если окна грязные, то свет через них проникает плохо и приходиться включать искусственное освещение даже днём.

3. Замените лампы накаливая более экономичными люминесцентными или светодиодными лампами.

4. Если вы надолго уходите из дома, то выключать надо не только свет, но и отключить от розетки все электроприборы, которые могут находиться в режиме ожидания. То есть телевизор, компьютер, музыкальный центр и так далее.

5. Не стоит ставить приборы очень близко к отопительным системам.

6. Сделайте так, чтобы телевизор находился в равномерно освещённом месте, тогда яркость и контрастность можно поставить на минимальный уровень. И так далее. Такие действия помогут вам сэкономить до пяти процентов электроэнергии.

Помните, вы всегда можете внести свой вклад в сбережение электроэнергии.

Экономьте электроэнергию и планета скажет вам спасибо.