Традиційні і нетрадиційні джерела електричної енергії

Широке практичне використання електроенергії в порівнянні з іншими видами енергії пояснюється відносною легкістю її отримання та можливістю передачі на великі відстані.

Теплові електростанції (ТЕС) виробляють електроенергію в результаті перетворення теплової енергії, яка виділяється при спалюванні органічного палива (вугілля, нафти, газу). Невосполнимость цих природних ресурсів змушує задуматися про раціональне їх застосуванні і заміні більш дешевими способами отримання електроенергії.
Гідроелектростанція (ГЕС) - комплекс споруд і устаткування, за допомогою яких енергія потоку води перетворюється в електричну енергію. При їх спорудженні також завдається шкода навколишньому середовищу: перегороджуються річки, змінюється їх русло, затоплюються долини річок.
Найважливіша особливість гідротехнічних ресурсів в порівнянні з паливно-енергетичними - їх безперервна поновлювані.
Атомна електростанція (АЕС) - електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія використовується для отримання електричної. Генератором енергії тут є атомний реактор. Тепло, що виділяється в ньому в результаті ланцюгової реакції поділу ядер деяких важких елементів, перетворюється в електроенергію. АЕС працюють на ядерному паливі (уран, плутоній і ін.), Світові запаси якого значно перевищують запаси органічного палива.

Вітроенергетична установка здатна перетворювати енергію вітру в електроенергію. Запаси вітрової енергії на території нашої країни величезні, так як у багатьох районах середньорічна швидкість вітру становить б м / с. Пристрій вітроенергетичної установки досить просте: вал вітряного колеса, здатного обертатися під дією вітру, передає обертання ротора генератора електричної енергії. Вартість виробництва електроенергії на вітрових електростанціях нижче, ніж на будь-яких інших. Крім того, вітроенергетика економить багатства надр. Недоліки вітроенергетичних установок - низький коефіцієнт корисної дії, невелика потужність. Вони застосовуються там, де немає стабільного забезпечення електроенергією - на нафтових розробках, полонинах, в пустелях і т. П.
Приливна енергетика використовує для виробництва електроенергії енергію припливу і відпливу Світового океану. Два рази на добу рівень океану то піднімається, то опускається. Це відбувається під дією гравітаційних сил Сонця і Місяця, які притягують до себе маси океанської води. Біля берега моря різниці рівнів води під час припливу і відпливу можуть досягати більше 10 м. Якщо в затоці на березі моря в гирлі річки зробити греблю, то в такому водосховище під час припливу можна створити запас води, яка під час відпливу буде спускатися в море і обертати гідротурбіни. У нашій країні вже створені і працюють приливні електростанції. Основними недоліками такого способу виробництва електроенергії є нерівномірність вироблення електроенергії
в часі і необхідність спорудження дорогих гребель і резервуарів для води.
Геліоенергетика (енергія Сонця). У другій половині XX в. в зв'язку з бурхливим розвитком космонавтики почали розробляти проблему геліоенергетики - перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію. В даний час отримання електроенергії від геліоустановок здійснюється за допомогою сонячних батарей. Основу таких батарей складають фотоелементи - кристали кремнію, покриті найтоншим, прозорим для світла шаром металу. Потік фотонів - частинок світла, проходячи крізь шар металу, вибиває електрони з кристала. Електрони при цьому починають концентруватися в шарі металу, тому між шаром металу і кристалом виникає різниця потенціалів. Якщо тисячі таких фотоелементів з'єднати паралельно, то виходить сонячна батарея, здатна живити електроенергією електронну апаратуру на космічних кораблях, супутниках. У південних районах, де багато сонячних днів в році, розміщення на дахах будинків сонячних батарей може частково забезпечити потребу в необхідної електроенергії. Такі батареї використовують і для живлення електронних годин, калькуляторів та інших пристроїв.
МГД-генератори. Основу сучасної електроенергетики, як було вже зазначено, складають теплоелектростанції і гідроелектростанції, в яких дуже великі втрати при перетворенні теплової енергії (від спалювання палива на ТЕС) або механічної енергії (на ГЕС) в електричну. Технічним пристроєм, в якому таких втрат практично немає, є магнітогідродинамічний генератор (МГД-генератор). Його дія заснована на явищі електромагнітної індукції: в провіднику, що рухається в магнітному полі, виникає електричний струм. У МГД-генераторі відбувається перетворення енергії, що рухається в магнітному полі плазми, - розпеченого до дуже високої температури газу - безпосередньо в електроенергію. Електричний струм, утворений вільними електронами і позитивними іонами, виникає безпосередньо в плазмі і віддається в зовнішній ланцюг. Основна технічна проблема при створенні МГД-генерато-рів - отримання високих температур (декілька тисяч градусів), необхідних для утворення плазми - газоподібної суміші з вільних електронів, позитивних іонів та нейтральних атомів.