Реферат на тему: "Альтернативні джерела енергії: сонце"

Використання будь-якого виду енергії і виробництво електроенергії супроводжується утворенням багатьох забруднювачів води і повітря. Перелік таких забруднювачів на диво довгий, а їхні кількості надзвичайно величезні. Цілком природно виникає питання, чи завжди використання енергії і виробництво електроенергії повинне супроводжуватися руйнуванням навколишнього середовища. І якщо правда, що будь-який вид людської діяльності неминуче впливає на природу, то ступінь цієї шкоди різний. Ми не можемо не впливати на середовище, у якій живемо, оскільки для підтримки життєвих процесів як таких необхідно поглинати і використовувати енергію.

Людина, безумовно, впливає на навколишню його середовище, однак у природі існують природні механізми, що врівноважують, що підтримують середовище і спільноти, що живуть у ній, у стані рівноваги, коли всі зміни відбуваються досить повільно. Проте в багатьох випадках господарська діяльність людини порушує рівновагу, підтримувану цими механізмами, що призводить до швидких змін умов навколишнього середовища, з якими ні людина, ні природа не можуть успішно справитися. Традиційне виробництво енергії, що дає величезні кількості забруднювачів води і повітря, - один з видів такої діяльності людини. Дивно, що всього двісті років тому людство, крім енергії самої людини і тварин, володіло тільки трьома видами енергії. І джерелом цих усіх трьох видів енергії було Сонце. Енергія вітру обертала крила вітряних млинів, на яких мололи зерно чи ткали. Для того щоб можна було скористатися енергією води, необхідно, щоб вода бігла вниз до моря від вище розташованого джерела, де річка наповняється за рахунок дощів, що випадають.

За останнє десятиліття інтерес до цих джерел енергії постійно зростає, оскільки в багатьох відносинах вони необмежені. У міру того як постачання палива стає менш надійним і більш дорогим, ці джерела стають усе більш привабливими і більш економічними. Підвищення цін на нафту і газ послужило головною причиною того, що ми знову звернули свою увагу на воду, вітер і Сонце.

СОНЯЧНА ЕНЕРГІЯ Сонячна енергія - це кінетична енергія випромінювання (в основному світла), що утворюється в результаті реакцій у надрах Сонця. Оскільки її запаси практично невичерпні (астрономи підрахували, що Сонце буде «горіти» ще кілька мільйонів років), її відносять до поновлюваних енергоресурсів. У природних екосистемах лише невелика частина сонячної енергії поглинається хлорофілом, що міститься в листах рослин, і використовується для фотосинтезу, тобто утворення органічної речовини з вуглекислого газу і води. Таким чином, вона вловлюється і запасається у вигляді потенційної енергії органічних речовин. За рахунок їхнього розкладання задовольняються енергетичні потреби всіх інших компонентів екосистем.

Підраховано, що приблизно такого ж відсотка сонячної енергії цілком достатньо для забезпечення потреб транспорту, промисловості і нашого побуту не тільки зараз, але й у доступному для огляду майбутньому. Більш того, незалежно від того, будемо ми нею користуватися чи ні, на енергетичному балансі Землі і стані біосфери це ніяк не позначиться. Однак сонячна енергія падає на всю поверхню Землі, ніде не досягаючи особливої інтенсивності. Тому її потрібно вловити на порівняно великій площі, сконцентрувати і перетворити в таку форму, яку можна використовувати для промислових, побутових і транспортних потреб. Крім того, треба вміти запасати сонячну енергію, щоб підтримувати енергопостачання і вночі, і в похмурі дні. Перераховані труднощі і витрати, необхідні для подолання, наводять на думку про непрактичність цього енергоресурсу, принаймні сьогодні. Однак у багатьох випадках проблема перебільшується.

Головне - використовувати сонячну енергію так, щоб її вартість була мінімальна або взагалі дорівнювала нулю. В міру вдосконалювання технологій і подорожчання традиційних енергоресурсів ця енергія буде знаходити все нові і нові області застосування.

Світлове випромінювання можна вловлювати безпосередньо, коли воно досягає Землі. Це називається прямим використанням сонячної енергії. Крім того, вона забезпечує кругообіг води, циркуляцію повітря і нагромадження органічної речовини в біосфері. Виходить, звертаючи до цих енергоресурсів, ми по суті справи займаємося непрямим використанням сонячної енергії.

ЦЕНТРАЛЬНІ СОНЯЧНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ Енергетична вежа. Древня легенда розповідає, що Архімед врятував своє рідне місто Сіракузи за допомогою сонячної енергії. Наказавши тисячі солдатів повернути свої щити до сонця і вишикувавши їх у лінію у формі параболи, Архімед сфокусував відбиті сонячні промені на вітрилах кораблів флоту нападників і спалив їх. Це і є принцип дії енергетичної вежі: промені сонця концентруються в одному пункті відповідно розташованими дзеркалами.

Ці дзеркала (геліостати) повертаються протягом дня, щоб слідкувати за сонцем у його небесному шляху. Вони відбивають сонячні промені і фокусують їх на енергетичній вежі, де величезна концентрація енергії змушує воду кипіти і перетворюватися в пару. Водяна пара по трубах надходить у турбіну на землю, обертає її і виробляє електроенергію.

На Кримському узбережжі Азовського моря побудована сонячна електростанція (СЕС-5). Потужність цієї електростанції - 5000 кВт. СЕС-5 призначена головним чином для проведення експериментів, спрямованих на відпрацьовування й удосконалення систем і режимів експлуатації великих СЕС баштового типу з метою розробки нової надійної та ефективної технології. Разом з тим, СЕС-5 виробляє електроенергію і передає її в Кримську енергосистему.

Учені вважають, що потужні сонячні електростанції по своїй економічності зможуть стати в один ряд із сучасними тепловими й атомними електростанціями.

Сонячні ставки. Сонячні ставки - ще більш дешевий спосіб уловлювати сонячну енергію. Штучна водойма частково заповнюється розсолом (дуже солоною водою), поверх якого знаходиться прісна вода. Щільність розсолу набагато вище, тому він залишається на дні і з верхнім шаром майже не змішується. Сонячні промені без перешкод проходять через прісну воду, але поглинаються розсолом, перетворюючись при цьому в тепло. Верхній шар діє як ізоляція, не дозволяючи нижньому остигати.

Іншими словами, у сонячних ставках використовується той же принцип, що й у парниках, тільки земля і скло замінені відповідно розсолом і прісною водою. Гарячий розчин солі може циркулювати по трубах, опалюючи приміщення, чи використовуватися для вироблення електрики; ним нагрівають рідини з низькою точкою кипіння, що, випаровуючись, надають руху турбогенераторам низького тиску. Оскільки сонячний ставок являє собою високоефективний тепловий акумулятор, з його допомогою можна одержувати енергію безупинно.

До недоліків усіх перерахованих установок перетворення сонячної енергії відноситься те, що для них потрібні великі площі, причому відносно недалеко (у межах 80 км) від споживача. Інакше втрати при передачі електроенергії будуть неприпустимо високі. Правда, згодом можуть з'явитися понадпровідні лінії електропередач, що вирішать проблему, однак у найближчому майбутньому будівництво енерговеж і сонячних ставків обмежується браком досить великих вільних територій поблизу великих міст. З іншого боку, сонячні батареї можна розміщати на дахах будинків.

ПЕРСПЕКТИВИ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ Використання сонячної енергії може бути корисно в декількох аспектах. По-перше, при заміні нею викопного палива зменшується забруднення повітря і води. По-друге, заміна викопного палива означає скорочення імпорту палива, особливо нафти. По-третє, заміняючи атомне паливо, ми знижуємо погрозу поширення атомної зброї. Нарешті, сонячні джерела можуть забезпечити нам деякий захист, зменшуючи нашу залежність від безперебійного постачання паливом.

З погляду навколишнього середовища і стійкого розвитку ці альтернативні джерела електрики цілком надійні. На жаль, вони ніяк не вирішують проблему скорочення запасів сирої нафти, що, як і раніше, необхідна для транспорту.

Пасивні сонячні нагрівальні системи дуже рентабельні, і має сенс включати їх у проекти всіх нових будинків. Однак, поки ще існуючі і використовувані будинки не зміняться, споживання традиційних енергоресурсів не знизиться; у кращому випадку сповільниться його ріст. Дійсно скоротити їхнє використання могло б повсюдне поліпшення теплоізоляції будинків і установка в них «заднім числом» сонячних систем опалення і водонагрівання. У такому випадку з'явиться можливість перекинути частину мазуту, споживаного в побутових цілях, на потреби транспорту. Однак у самій добрій нагоді було б вирішення проблеми майбутнього дефіциту сирої нафти, необхідної для виробництва автомобільного пального.

Тому потрібно зосередити основну увагу на транспортному секторі.

Що Ви можете зробити? Добре інформовані й активні громадяни можуть багато чого зробити для підтримки і розвитку більш збалансованої й екологічно стійкої політики. Крім того, необхідно писати у відповідні органи, вимагаючи, щоб вони підтримали наступні заходи: - фінансування в першу чергу не ядерної енергетики, а досліджень і технічних розробок в області використання сонячної енергії для одержання водню, дешевого виробництва сонячних батарей і легких недорогих акумуляторів з високою ємністю; - перерозподіл асигнувань, що йдуть на прокладку автострад (що тільки стимулює витрату палива), на будівництво рейкових електротранспортних систем; - поновлення економічного стимулювання енергозбереження і використання сонячних нагрівальних систем.

Вкладаючи гроші у ці перспективні напрямки, ми в кінцевому рахунку доможемося більшої економічної і політичної безпеки, ніж витрачаючи на заходи по охороні танкерів з нафтою.

Помітьте, що жоден з цих заходів не вимагає додаткових витрат; мова йде тільки про зміну пріоритетів, що могло б привести нас до стійкого суспільства.

Вивчайте і застосовуйте на практиці будь-які засоби, що дозволяють заощаджувати у Вашому власному будинку (зрозуміло, якщо вони не призводять до дискомфорту), поліпшуючи його теплоізоляцію і впроваджуючи, де це тільки можливо, сонячні системи опалення і гарячого водопостачання.

Нарешті, щоб захистити себе в майбутньому від нафтових криз, постарайтеся оселитися в такому місці, де користуватися автомобілем необов'язково.

Використана література

1. Григорьев А.А. Экологические уроки прошлого й современности. Л., 1991. - 249 с.

2. Куценко А.М., Писаренко В.Н. Охрана окружающей среды в сельском хозяйстве. К., 1991. - 200 с.

3. Лаптев А.А., Приемов С.И., Родичкин И. Д. и др. Охрана и оптимизация окружающей среды. К., 1990. - 254 с.

4. Малі річки України // За ред. А.В. Яцика. К., 1991. - 294 с.

5. Маринич А. М., Паламарчук М М., Гриневецкий В. Г. Конструктивно-географические основы природопользования в Украинской ССР: Киевское Приднепровье. М., 1990. - 440 с.

6. Юдасин Л. С. Энергетика: проблеми и надежды. М, 1990. - 205 с.