Классный час: «Солнечная энергия – энергия будущего» (стр. 4 )

Другим   видом ценного биоэнергетического ресурса, распространенного на территории области, является торф.

Россия занимает первое место в мире по запасам и добыче торфа. По данным 1988 года его выявленные и разведанные запасы (40% влажности) составляют 154584 млн. т., а прогнозные 186027 млн. т. Томская область занимает второе место по запасам торфа после Тюменской области. На ее территории по состоянию на 1994 год выявлено и учтено 1340 торфяных месторождений с запасами торфа 29345577 тыс. тонн торфа (40% влажности), что составляет 18,07 % от запасов Российской Федерации. Практически все районы области имеют запасы торфяного сырья. В ряде районов имеются осушенные торфяники. В годы войны на Таганском торфяном месторождении уже осуществлялась добыча торфа на топливо для г. Томска. В настоящее время, несмотря на дороговизну доставки угля, имеются лишь отдельные попытки использовать торф как альтернативное местное топливо.

В 1995 году областной властью была предпринята попытка сдвинуть вопрос получения коммунально-бытового топлива из торфа   с мертвой точки, но выделенные средства были распределены по многим районам   области и выделялись только один год. Вместе с тем постепенное внедрение торфяного коммунально-бытового топлива позволит создать надежную энергетическую базу в ряде районов области, снизить затраты на производство тепловой энергии, значительно сократить уход денежных средств за пределы области, обеспечить дополнительными рабочими местами население.

Геотермальная энергия

Расположение Томской области в пределах крупнейшей (около 3 млн. км2) Западно-Сибирской гидрогеотермальной, гидроминеральной и бальнеоресурсной нефтегазоносной провинции, обладающей колоссальными стратегическими для России приоритетными запасами углеводородного сырья и геотермальной энергии, обусловило её высокую обеспеченность минеральными, бальнеологическими и энергетическими ресурсами.

Возможности для использования геотермальных технологий в Томской области определены на основании предварительных исследований. Составленный энергетический кадастр термальных вод области показывает, что Томская область располагает 40-50 % геотермальных ресурсов Западной Сибири, на долю которой в общем российском геотермальном балансе приходится около 70%. По набору типов лечебных и техноценных вод и ярусности их расположения в разрезе ей нет равных в Западной Сибири.

В недрах Томской области на доступной глубине (1-4 км) сосредоточено колоссальное (превосходящее все остальные регионы Российской Федерации) количество возобновляемых, наиболее безопасных, дешёвых и стабильных по мощности геотермальных энергоресурсов.

Выработка электроэнергии, теплофикация и горячее водоснабжение городов и посёлков, круглогодичное функционирование обогреваемых теплиц и рыборазводных прудов, термальные души и бассейны, санаторные водолечебницы и заводы промышленного розлива лечебных вод, закачка термальных вод в нефтяные пласты с целью повышения нефтеотдачи пород, добыча рудных и других техноценных компонентов - вот неполный перечень перспективного и весьма эффективного использования подземных термальных вод Томской области.

В настоящее время   Администрация Томской области, Региональный центр управления энергосбережением Томской области готовят совместный проект с Комитетом по индустриальному развитию ( UNIDO) ООН на строительство нескольких пилотных геотермальных установок для энергоснабжения поселков в Томской области.

В результате предварительных исследований определены наиболее перспективные районы и мощности энергоустановок предполагается разместить в зоне децентрализованного электроснабжения 12 ГеоТЭС (каждая может иметь в своем составе от 1 до 3 энергоблоков) общей установленной мощностью 12 МВт.

Таким образом, потенциал природных возобновляемых энергетических ресурсов Томской области позволяет решить многие энергетические проблемы региона.   Экономически целесообразно использовать ВИЭ прежде всего в децентрализованных системах электроснабжения с применением энергоустановок малой мощности.

Спектры потребления солнечной энергии

  В последние годы энергия солнца активно используется в промышленности, быту  и сельском хозяйстве. При постоянно растущей стоимости электроэнергии использование АСЭ становится все более целесообразным.   Многие промышленные и сельскохозяйственные компании уже ощутили экономическую эффективность использования АСЭ. Фирмы стремятся уменьшить зависимость от монополизированного рынка электроэнергии, снизить себестоимость продукции и увеличить эффективность путем использования АСЭ. Используя новейшие технологии солнечной альтернативной энергии, компаниям предоставляется уникальная возможность снизить стоимость производственных процессов и  зависимость от производителей электроэнергии. Наибольшую долю рынка АСЭ занимает частный сектор (около 60%). Владельцы частных домов и коттеджей активно используют продукцию данного вида в быту. Необходимость построения систем естественного освещения нужно продумывать на начальных стадиях планировки здания, так как здесь очень важную роль играет структура крыши дома, расположение окон. Помимо эстетического и психологического удовлетворения, системы естественного освещения могут помочь владельцам сэкономить на электричестве и выделиться среди когорты ценителей необычных архитектурных решений. Главным недостатком этого метода пассивных технологий солнечной энергетики является сложность разработки и реализации.

«Кухонная» солнечная энергия

В далеком 1767 году Орас Бенедикт де Соссюр (Horace-Bénédict de Saussure) для нужд альпинистской деятельности сконструировал печь для приготовления пищи силой солнечных лучей. Сегодня усовершенствованная «солнечная» утварь широко используется в развивающихся странах. Нужно сказать, что такие устройства могут стать отличной альтернативой практики сжигания дров и угля, способствуя улучшению экологической ситуации.

Солнечные нагревательные установки

В данном случае солнечная энергия используется для нагрева воды в резервуарах, в основном для хозяйственных нужд. Интересно отметить, но первые такие установки начали продаваться в США еще в конце XIX века. Солнечные коллекторы пользовались широкой популярностью среди населения разных стран вплоть до 1920 года, пока не были вытеснены дешевыми и практичными горючими жидкостями (в то время бензину, как промежуточному продукту переработки нефти, еще не успели найти применение).

Сегодня мировым лидером по использованию таких установок является Китай, где солнечные нагреватели занимают 80% сегмента этого специфического рынка. Отмечу, что с технической точки зрения эффективность коллекторов находится на довольно высоком уровне (87%). Солнечные нагревательные преобразователи служат отличными заменителями газовых колонок в быту, обеспечивая потребителей горячей водой для бассейнов и душевых.

Известно, что с помощью особых конструкций коллекторов можно также качать воду из глубоких колодцев, обессоливать ее; сушить фрукты, овощи и даже замораживать продукты.

  Многие системы, установленные в частном секторе способны работать в режиме полной автономии вне зависимости от центральной энергосети и даже генерировать энергию с целью ее дальнейшей продажи в центральную энергосеть. Подобные программы приняты во многих странах западной Европы и США, что существенно стимулирует развитие отрасли в этих странах. 

  Современный мировой рынок фотоэнергетики – это вполне сложившийся, быстроразвивающийся сегмент мировой экономики с постоянно возрастающим темпом роста, ежегодные темпы роста не менее 25-30%. Это обусловлено,

во-первых, практической направленностью национальных программ высокоразвитых стран: 100 тысяч «солнечных крыш» в Германии, более 200 тысяч – в Японии, 1 млн. – в США, выделение 3 млрд. евро в ЕС на развитие фотоэнергетики до 2012 года.(См. приложение №4)

Согласно прогнозам EPIA, объем фото энергосистем в 2020 г. превысит 50 гВт, т. е. за 20 лет объем рынка увеличится в 140 раз (в 2000 г. было произведено 280 мВт). Фото энергетика экономически рентабельна уже сейчас. Например, для обеспечения электроэнергией автономных потребителей, а также для низковольтного электрообеспечения (дежурное освещение, датчики, сенсоры и др.) Предполагается, что в скором времени цена одного солнечного киловатт-часа сравняется с ценой киловатт-часа, производимого на угольных станциях. Солнечное электричество будет доминирующим источником энергии с долей приблизительно 60% к концу века благодаря практически не истощаемому ресурсу энергии – Солнцу. В 2009г. установленная мощность АСЭ достигла рекордного значения в 15 гВт, что представляет рост в 65% по сравнению с 2008 годом 9,2 гВт. (См. приложение №5).

Европейские страны составляют 81% от общей доли рынка альтернативной солнечной энергетики. (См. приложение №6)

  Рынок Испании вырос на 285%, тем самым сместив позиции Германии и США на второе и третье место соответственно. Существенный рост наблюдается в Южной Кореи, Италии и Японии. По данным EPIA суммарная мировая установленная мощность АСЭ на 2008г. распределена следующим образом: Испания 2,46 гВт, Германия 1,86 гВт, США 0,36 гВт, Страны Европы 0,31 гВт, Южная Корея 0,28 гВт, Италия 0,24 гВт, Япония 0,23 гВт, и остальные страны в том числе и Россия 0,21 гВт. По данным консалтингово агентства Solarbuzz LCC в 2008г. мировая производственная мощность ФЭПов составила 6.85 гВт против 3.44 гВт годом ранее. 

Индивидуальная солнечная энергия

Немного отвлечемся от глобальных государственных программ, огромных массивов солнечных установок, мегаватт электричества и постараемся разобраться, чем солнечная энергия привлекательна сегодня для индивидуума, продвинутого в плане ИТ. Не каждый из нас ежесекундно задумывается о вредном влиянии на природу атомной энергетики или выбросов газов. Современный человек, решая задачу приобщения к чему-то новому и революционному, в первую очередь задается вопросом – «Смогу ли я на этом заработать или сэкономить, удобно ли это; может, лучше остаться при своем, уже существующем и привычном раскладе?» Разработчики, занимающиеся внедрением «солнечных» решений на рынок, в первую очередь делают акцент на том, что с их инновационными продуктами у пользователя появится возможность не только в некоторой мере поспособствовать стабилизации экологической ситуации в регионе, стране, но и неплохо сэкономить. К примеру, создатели фотогальванической мыши Sole Mio утверждают, что технологии, реализованные в новинке, позволяют экономить сотрудникам компаний на сотнях миллионов батареек. «Солнечные» технологии нашли свое применение и в транспортной промышленности. Более того, этот сегмент в несколько раз старше сферы «потребительской» солнечной энергетики. Об автомобилях, работающих на энергии солнца, говорили еще 20 лет назад, однако дороговизна и некая непрактичность воплощения проектов энтузиастов в жизнь заставляли большинство автомобилестроителей раз за разом откладывать конвейерное производство таких систем. Сегодня же уровень научно-технического прогресса предоставляет инженерам оптимум возможностей, необходимый для реализации самых смелых концептов. Ярким тому примером может послужить детище компании SunRed - Solar Bikе - прототип мотороллера с электродвигателем на фотогальванических элементах. В отличие от большинства не совсем удачных предшественников, Solar Bike выглядит стильно и немного напоминает раковину улитки. Только такая конструкция позволила разработчикам разместить на шасси двухколесного средства передвижения комплекс из фотоэлементов общей площадью 2,32 квадратных метра. Двигатель мотороллера дает возможность проехать на полностью заряженном аккумуляторе до 20 километров со скоростью 48 км/ч, что вполне приемлемо для поездок по городу.

Этой осенью на очередном автошоу в Токио компания Mitsubishi пообещала показать посетителям несколько свежих «зеленых» концептов, среди которых самым ожидаемым считается автомобиль i MiEV (Mitsubishi innovative Electric Vehicle), работающий на энергии солнца и ветра.

Этот миниатюрный 2-местный спорткар будет работать на 3 аккумуляторах. Два аккумулятора, приводящие в движение передние колеса, имеют мощность 20 кВт, а третий, мощностью 47 кВт, предназначен для задних колес. Трудно поверить, но такой, на первый взгляд, небольшой потенциал позволяет разогнать i MiEV до скорости 180 км/ч, что для городских поездок более чем достаточно. Батареи накапливают энергию посредством солнечной батареи, расположенной на крыше авто, а также используют нескольких воздушных турбин в передней части «машинки».

Заключение

Как видим, все еще противоречивая солнечная энергетика только начинает завоевывать рынки стран с рыночной экономикой и только развивающихся государств, успех развития этой отрасли напрямую будет зависеть от того, как быстро мы сможем найти ответ на вопрос «Что делать с добытой фотоэлектрическими преобразователями энергией, когда зайдет солнце?», т. е. чем быстрее человек научится оперировать с энергией солнца, «укротит» ее, тем быстрее она искоренит уже устаревшие технологии.

Список литературы:

1.  , , «Результаты климатических испытаний солнечной батареи в натурных условиях г. Томска» //Оптика атмосферы и океана, 1998.- Т. 11, № 12. - С. 1337-1340.

2.  «Солнце на Земле». Издательство «Просвещение» Москва 1999г.-273с

3.  «Световые явления вокруг нас». Москва «Просвещение» 2001 – 195с.

4. , Архипов B. C., ,   «Торфяные ресурсы Томской области и их использование». - Новосибирск: Изд. СОРАСХН. - 1995. - 88 с.

5. , , «О создании рынка энергии на основе программы энергосбережения Томской области» // «Энергосбережение по Томску, Сборник статей, докладов и выступлений»/ Под. ред. . - Томск: Изд-во Том. ун-та. 2001. - 204 с.

6. Разработка методики оценки эффективности применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии для энергосбережения и повышения энергоэффективности организаций РАО «ЕЭС России» / Отчет о НИР № 20-345. - Томск., 2001. - 266 с.

7. «Физика в ее развитии», «Просвещение» Москва 2000 – 168с.

8. «Энциклопедический словарь юного физика», «Педагогика» Москва 1991 – 321с.

9. «Справочное руководство по физике», «Наука» Москва 1999 – 567 с.

Интернет ресурсы: http://www. tpu. ru/

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Динамика роста мировой установленной мощности АЭС (с 2002-2009г.).

Приложение .