2. Современные технологии получения электричекой энергии

Овсянко А. в работе «Котельные и электростанции на биотопливе. Современные технологии получения тепловой и электрической энергии с использованием различных видов биомассы» рассматривает наиболее распространенные технологии производства тепловой и электрической энергии с использованием таких видов биомассы и подготовленного биотоплива, как: отходы деревообработки, лузга, шелуха, солома, торф, иловые осадки канализационных стоков, бытовые отходы, топливные гранулы (пеллеты) и топливные брикеты. Представляет элементы теплотехники и теории горения¹.

энергию можно заменить неисчерпаемой солнечной энергией, преобразовав ее в полезную энергию за счет использования активных и пассивных солнечных энергетических систем².

В статье «Солнечные батареи для дома» говорится о том, что на сегодняшний день существует большое количество методов и конструкций для сбора и преобразования солнечной энергии, которые находятся на начальной стадии разработки или внедряются в различные поверхности, например: крыши и окна домов, панели, краску и даже в одежду. Чаще используются солнечные батареи, коллекторы. Мембранные материалы и специальные пленочные покрытия менее известны. Наиболее распространенный и доступный преобразователь солнечной энергии в электрическую, является солнечная батарея. Она представляет фотоэлектрический генератор в виде модулей, соединённых параллельно либо последовательно. В состав входят за ламинированные монокристаллы кремния, галлия, арсенида и т.п³.

Используя солнечный коллектор происходит преобразование солнечной энергии в, полезную тепловую энергию и передает полученное тепло теплоносителю. Впоследствии можно использовать это тепло для нагрева воды и охлаждения воздуха.

Статья «Новые разработки в оконной индустрии» опубликованной в журнале « Энергосовет» № 4 (23) за 2012 говорит о том, что первым тонким, мягким материалом, способным накапливать энергию, не имея в составе электролитических жидкостей, является - высокопроизводительная мембрана. Она безопасна и надежна при эксплуатации, легко складывается. Основным материалом для изготовления мембраны послужил созданный на основе полистирола полимерный состав, помещенный между двумя пластинами из металла. Доступность материала и простота в производстве обеспечивают мембране низкую конечную стоимость. Сущность преобразователя - «люминесцентного солнечного концентрата», заключается в специальном покрытии оконных стекол, позволяющих генерировать электроэнергию из солнечного света, путем нанесения специального покрытия тонким слоем материала, который распределяет энергию солнечных лучей в солнечные батареи⁴.

Ученые UCLA изобрели новые «Идеальные окна», представляющие собой комбинацию солнечной батареи, электрохромного окна и суперконденсатора. По мере увеличения степени освещенности стекло накапливает электроэнергию, затем, при переполнении емкости, начинает уменьшать светопропускающую способность. Новые смарт – окна имеют хорошую гибкость, можно сворачивать и при этом работоспособность их не теряется. В структуре такого стекла имеется специальный слой, посредством которого происходит прохождение тока. Конструкция имеет регулятор температуры, он отвечает за отопление системы.

Разработаны «Умные жалюзи», способные в течение всего светового дня собирать солнечную энергию, преобразовывая ее в лампу. В вечернее время суток можно использовать такую лампу для освещения. Принцип работы жалюзи заключается в использовании гибких солнечных батарей, вырабатывающих энергию, и электролюминесцентной фольги, излучающую свет. Оба материала идеально подходят для конструкции жалюзи, т.к. обладают легкостью, и простым способом закрепления на планках. Ленту фольги размещают на внутренней стороне, а полоску солнечной батареи закрепляют на половинку ламели, которая обращена наружу. Предусмотренный в конструкции аккумулятор фиксируется в верхней части. Получившаяся конструкция создает иллюзию света в окнах.

Самым последним из достижений является оптоволоконный солнечный элемент - который можно использовать в разных областях. Волокно по толщине тоньше, чем человеческий волос. Они имеют гибкую структуру и способны производить электрическую энергию в большом объеме. Таким волоконно-оптическим фотоэлектрическим элементом интересуются военные, считают, что можно вплетать эти волокна в ткань, из которой можно будет производить одежду, для обеспечения электроэнергией солдат⁵.

Несколько лет назад солнечные батареи можно было увидеть только в калькуляторе, но инновации не стоят на месте. Теперь у этой технологии есть потенциал для интеграции в нашу повседневную жизнь, это может быть развитие передовой робототехники электронного текстиля, и много нового.

При рассмотрении различных методов и принципов получения электрической энергии посредствам солнечной энергии, сбор и накопление ее в батареи, можно спроектировать костюм, защищающий от пониженных температур повышенной видимости в условиях окружающей среды. С помощью схемы, представленной на рис.1. можно спроектировать и изготовить защитный костюм от пониженных температур повышенной видимости. В состав данной схемы входит окружающая среда с различными природными, погодными, производственными условиями, в которой находиться и выполняет необходимые работы человек. Костюм может использоваться работниками, занимающихся в сфере ЖКХ, дорожных и спасательных службах, в нефтедобывающей отрасли, спорте и пр.

Недавно, несколько ведущих мировых специалистов в области трибологии опубликовали отчет под названием «Global energy consumption due to friction in trucks and buses», что в вольном переводе звучит как «Глобальные потери энергии в результате трения в автобусах и грузовиках».

Исследователи из Университета Дьюка под руководством Ярослава Уржумова создали «суперлинзу», которая способна повышать эффективность электромагнитной индукции для передачи электричества на расстояние.

Разработанное дизайнерами Kyuho Song и Boa Oh устройство Window Socket при помощи специальных присосок легко крепится к окну и "собирает" солнечную энергию на встроенный аккумулятор.

Интеллектуальная система Neurio позволяет контролировать бытовые электроприборы и снизить энергопотребление в доме при помощи специального сенсорного блока.

Хотя мощность установки невелика, если ее работа будет устойчивой, перспективы нового подхода к геотермике выглядят довольно оптимистично.

Ученые из голландского Delft University of Technology совместно с архитектурной компанией Mecanoo разработали новый способ выработки электричества из энергии ветра. Их ветроэлектростанция EWICON отличается от привычных ветряков тем, что у нее нет вращающихся лопастей.

В коммуне Тенна, Швейцария, работает уникальный пионерский канатный подъемник, одновременно являющийся солнечной установкой

В списке 100 самых инновационных компаний мира, составленном Forbes в конце 2012 года, нет ни одной нефтегазовой корпорации. Однако в условиях сокращения традиционных легкодоступных углеводородных ресурсов именно инновации становятся основным механизмом развития нефтегазовой компании. BG решил выяснить, какие игроки подталкивают вверх общий технологический уровень рынка, разрабатывая и внедряя инновационные методы добычи.

Технологии по преобразованию отходов в энергию (Waste-to-energy (WTE) technologies) предлагают прибыльные, краткосрочные решения для производства электрической энергии, выполнения планов возобновляемой энергетики и уменьшения выброса парниковых газов в США и других странах.

Китай стал лидером по производству ветровой энергии в 2011 году, обогнав своего американского конкурента. Это видно из доклада Всемирной Ассоциации ветровой энергии. России нет в рейтингах международных агентств по альтернативной энергии.

Нет смысла отказываться от привычных способов получения электроэнергии. Для этого необходимо работать и далее над усовершенствованием системы безопасности АЭС.

Безопасность АЭС – первоочередная задача АО «НИАЭП». Требование обеспечения  безопасности АЭС на всех этапах ее жизненного цикла, в том числе при проектировании и сооружении, сформулировано в основополагающих документах, действующих в области использования атомной энергии.  На этапе предпроектных работ и при разработке проектной документации для  строительства АЭС специалисты тщательно изучают район размещения атомной станции и площадку строительства. Подробно анализируются топографические, метеорологические, геологические, гидрогеологические, гидрологические, сейсмические, сейсмотектонические и другие  условия района и площадки, где должна быть построена АЭС. Устанавливаются все факторы природного и техногенного происхождения, могущие оказать влияние на безопасность атомной станции, разрабатываются мероприятия по снижению или исключению их воздействия⁶.

До выполнения каких-либо работ по АЭС (инженерные изыскания, проектирование, сооружение) специалисты разрабатывают соответствующие программы обеспечения качества (ПОК). Кроме того, высококлассные специалисты АО «НИАЭП» контролируют разработку и выполнение программ обеспечения качества  подрядными организациями, оказывающими услуги АО «НИАЭП» в проектно-изыскательской деятельности, осуществляющими изготовление или поставку оборудования и материалов, выполняющими строительно-монтажные работы⁷.

Все проекты АЭС проходят экспертизу безопасности, осуществляемую Ростехнадзором, а также государственную экологическую экспертизу. Установлено: воздействие энергоблоков АЭС по проектам  АО «НИАЭП» на экологию не превышает предельно допустимых значений, а по некоторым показателям – экологическое воздействие атомных станций по проектам  компании и построенных компанией является одним из самых низких в атомной отрасли⁸.

Возрастающие требования нормативных документов по безопасности, опыт эксплуатации атомных станций, конкурентная борьба на энергетическом рынке, потребность в АС различного уровня мощности побуждают разрабатывать проекты новых энергоблоков АС, отличающихся от ранее построенных, как уровнем мощности (от единиц до ~1500 МВт эл.), так и более высокими показателями безопасности, надежности, экономической эффективности.

Из применяемых сегодня традиционных источников энергии ТЭС: работают на невозобновимом топливе, дают много отходов. Необходимо ставить какие-либо очистные фильтры, чтобы ограничить выбросы отходов АЭС: опасны отходы атомной энергетики, места их захоронения радиактивны, обеспечение радиационной безопасности В качестве реше ния этой проблемы можно попробоввать внедрять более совершенные способы обеспечения безопасности на АЭС.

На сегодняшний день отмечается высокая степень безопасности АЭС России обеспечена множеством факторов. Основные из них – это принцип самозащищенности реакторной установки, наличие нескольких барьеров безопасности и многократное дублирование каналов безопасности. Необходимо отметить также применение активных (то есть требующих вмешательства человека и наличия источника энергоснабжения) и пассивных (не требующих вмешательства оператора и источника энергии) систем безопасности. Кроме того, на всех российских станциях действует культура безопасности на всех этапах жизненного цикла: от выбора площадки - до вывода из эксплуатации. Во многом благодаря сочетанию этих элементов опыт стабильной эксплуатации водо-водяных реакторов ВВЭР составляет уже более 1400 реакторо-лет. В реакторах ВВЭР применена композиция активной зоны, которая обеспечивает «самозащищенность» реактора или его «саморегулирование». Если поток нейтронов увеличивается, растет температура в реакторе и повышается паросодержание. Но реакторные установки сконструированы таким образом, что само повышение паросодержания в активной зоне приведет к ускоренному поглощению нейтронов и прекращению цепной реакции. Этот эффект специалисты называют отрицательным «коэффициентом» реактивности, как температурным, так и паровым. Таким образом, сама физика ректора обеспечивает самозащищенность на основе естественных обратных связей («отрицательная реактивность»).

ГЭС: затопляются огромные плодородные земли (для водохранилищ), поднимается уровень рек, вода, выходящая из турбин (или откуда она там выходит) становится «мертвой». там нет никаких живых организмов, нарушается естественные миграции рыб (они как бы в нерест идут вверх по реке, а там ГЭС стоит, и рыбы не могут двинуться дальше).

Есть смысл постепенно перейти на альтернативные источники энергии и на атомную энергетику. Но в последнем случае необходимо обратить самое серьёзное внимание на безопасность АЭС.