3. Альтернативні методи одержання енергії (перетворення енергії сонця, вітру, хвиль тощо)

Нині розроблені і використовуються в Криму і на півдні України геліоустановки, які дозволяють отримувати високі температури за рахунок використання сонячної енергії. Сонячні водонагрівачі застосовують з метою теплового і гарячого водопостачання індивідуальних споживачів і санаторіїв.

Сонячна енергія - практично невичерпне джерело, потужність якого на поверхні Землі оцінюється в 20 млрд кВт.

Річне надходження сонячної енергії на Землю еквівалентне 1,2-1014 т умовного палива.

Сонячні електростанції (СЕС) складаються з модулів-концентраторів з великою поверхнею для збільшення густини радіації ("збирання сонячної енергії").

Створення потужних СЕС потребує значних витрат. Потужність кримської станції - 5 тис. кВт. У 1986 р. ця СЕС являла собою башту висотою 70 м, на якій встановлено круговий сонячний парогенератор, висота і діаметр якого становили 7 м. Навколо башти під концентричними кутами розміщено 1600 дзеркальних геліостатів. Загальна площа дзеркальної поверхні - 40 тис. м2.

Автоматизована система, керуючи за допомогою ЕОМ, забезпечує таке положення геліостата, що відбиті промені, незалежно від положення сонця на небосхилі в будь-який момент часу спрямовуються точно на поверхню парогенератора. Тривалість роботи - 1920 год/рік.

Вагомі успіхи досягнуті при прямому перетворенні сонячного випромінювання на електрику за допомогою термо-і фотогенераторів. Всі космічні кораблі і штучні супутники

Землі обладнані бортовими джерелами живлення (сонячними батареями потужністю 20-25 кВт), які працюють за принципом безпосереднього перетворення сонячного випромінювання на електроенергію.

У США працює сонячна електростанція з батареями, які складаються з 108 орієнтованих панелей з кремнієвими елементами, їх потужність - 1 МВт.

Електростанції майбутнього - отримання енергії в космосі за допомогою НВЧ-випромінювання і діодних елементів, що дозволяють перетворювати випромінювання сонця на постій­ний електричний струм.

Ці завдання складні, комплексні, охоплюють інженерні та економічні аспекти.

Енергія вітру - результат теплових процесів, які відбува­ються в атмосфері (відмінність густин нагрітого і холодного повітря). Вітроенергетичні агрегати і вітроенергетичні станції (ВЕС) були побудовані в Криму в 1931 році. Перша у світі ВЕС з діаметром колеса ЗО м і потужністю 100 кВт виробляла електроенергію до 1941 року. В колишньому СРСР було створено ефективні ВЕС потужністю від 15 до 5000 кВт. Перспективними є висотні станції, оскільки на висотах 6-9 км потоки вітру мають швидкість у 100 разів більшу, ніж на землі.

Енергія хвиль, яка виділяється при хвильовому русі води в океані, величезна. Середня хвиля висотою 3 м несе приблизно 90 кВт енергії на 1 м2 узбережжя.

В Японії в 1978 р. стала працювати плавуча електростанція, яка використовує енергію морських хвиль. Станція дозволяє отримувати і перетворювати енергію хвиль у камерах компре­сорного типу на енергію стиснутого повітря. Потім лопатки турбіни обертають електрогенератор. Потужність станції - 2 кВт. Енергоустановки такого типу економічно ефективні для малих населених пунктів на узбережжі океану.

Один з районів Закарпаття стає унікальним полігоном, на якому буде відпрацьовано систему енергопостачання з вико­ристання глибинного тепла Землі - сухих гірських порід (геотермальна енергетика). Відповідно до проекту вчених розпечені до 2000°С породи будуть нагрівати до робочої температури закачану на глибину 4000 м воду. Пароводяна суміш, яка виходить, буде спрямовуватися на турбіни. Потуж­ність станції - 10 тис. кВт електроенергії в рік.

Використання тепла земних надр є перспективним стосовно охорони навколишнього середовища. Нині в багатьох країнах світу (США, Ісландія, Росія) для вироблення електричної енергії, опалення будівель і підігрівання теплиць використо­вується тепло термальних вод з гарячих джерел.