Недостатки альтернативных источников энергии

Что такое альтернативные источники энергии? И почему они называются альтернативными? Так ли всё безоблачно на горизонте владельцев чудо-оборудования, способного дарить бесплатную энергию?

Целая череда вопросов, связанная с использованием альтернативных энергетических технологий, всё чаще возникает у простого обывателя, задумывающегося об отказе от традиционных источников энергии. Ведь, казалось бы, как это здорово — полностью перейти на неиссякаемый природный ресурс и забыть о выхлопах бензина под окном, бесконечных счетах и зависимости от тысячи и одной компаний, присылающих эти счета! Однако в любом серьёзном деле существуют свои подводные камни, и хорошо бы выявить их заранее, до того, как отправиться в плаванье.

Альтернативные источники — что это такое?

Альтернативными источниками энергии принято называть способы получения тепла и электричества при помощи неиссякаемых природных ресурсов — солнечных лучей, ветра и прочих даров природы. Одним из наиболее распространённых способов использования природной энергии являются солнечные батареи, пополняющие свой заряд от попавших на них лучей. Предприимчивые представители человеческой расы научились встраивать такие батареи не только в электроприборы, но и в черепицу, фонтаны, портативные зарядные устройства, крыши автомобилей, дорожное покрытие и даже летательные аппараты. 

Альтернативными источниками энергии принято называть способы получения тепла и электричества при помощи неиссякаемых природных ресурсов 

Использование альтернативных источников энергии не ограничивается солнечными лучами: в самых отдалённых уголках земли, куда невозможно протянуть провода, роль электростанций всё чаще берут на себя ветряки, превращающие порывы ветра в электрическую энергию. Активно используется волновая и приливная энергетика (преобразование силы морских волн и приливов рек и озёр), градиент-температурная (на основе разности температур) и биомассовая (на основе распада продуктов жизнедеятельности).

Такие источники обладают рядом преимуществ в сравнении с традиционными способами производства энергии:

экологичность ― при использовании оборудования отсутствуют какие-либо выбросы вредных веществ, загрязняющих окружающую среду;

бесшумность (данный пункт не относится к варианту с ветряками);

возможность установки в удалённых точках планеты, не оснащённых линиями электропередач;

бесплатная энергия.

Почему их так мало?

Да, действительно ― если альтернативные источники энергии настолько хороши, почему они всё ещё не используются повсеместно? Вот и пришло время вернуться к «подводным камням: к сожалению, и такие, казалось бы, универсальные устройства как ветряки и солнечные батареи имеют свои недостатки.

Зависимость от погодных условий

Первостепенным требованием к источнику энергии является, конечно же, надёжность и постоянство. И именно эти два качества представляет собой слабые места в работе альтернативных технологий. Устанавливая на крыше солнечные батареи, предназначенные для снабжения электроэнергией целого дома, владелец, по сути, отдаётся на милость природы: если погода будет солнечная ― в доме будет электричество. Если выдастся череда пасмурных дней, семья рискует остаться без телевизора и холодильника.

Image

Также выработка энергии значительно снижается ночью. Эти особенности делают солнечные батареи удачным решением в странах с тёплым климатом, где солнце светит ярко двенадцать месяцев в году, а ветряки ― в краях, где преобладает ветреная погода. Например, затея с ветряками оправдает себя, если среднегодовая скорость ветра в данной местности превышает 4—4,5 м/с.

В случаях же с волновыми и приливными электростанциями приходится в прямом смысле ждать «у моря погоды», и располагать оборудование в непосредственной близости к берегу.

Низкий КПД

Наряду с преимуществами альтернативной энергетики, существенным её недостатком является сравнительно низкий уровень выработки энергии. 

Например, для обеспечения дома электричеством в объёме 200-300 ВТ требуется площадь батарей не менее 20 м².

Такой низкий КПД не позволяет пока превратить солнечные батареи в основной источник питания автомобиля, оставляя за ними роль всего лишь дополнительного средства снабжения двигателя энергией. Да и в вечернее время на таком транспорте далеко не уедешь.

В случаях с волновой и приливной энергетикой низкая эффективность непосредственно связана с той же зависимостью от погодных условий: приливы в океане и на море бывают лишь дважды в сутки.

 Формальности

Оформление бесконечных бумаг и разрешений — это то, чего пытается избежать каждый владелец частной электростанции, вкладывающий немалые средства в собственный проект. Однако решения установить личную электростанцию и покупки необходимого оборудования ещё недостаточно для того, чтобы начать беспрепятственно пользоваться дарами природы.

Во избежание длительных судов и разочарований, перед началом работ необходимо получить разрешение местных властей на постройку, ознакомиться с перечнем условий и требований, таких как максимально дозволенная высота ветряка, необходимость получить согласие соседей и т.д. Процесс оформления бумаг требует дополнительных финансовых и временных затрат.

Шум и запах

Подобные недостатки относятся, конечно же, далеко не к каждому виду альтернативных источников энергии, но в отдельно взятых случаях они имеют место быть, и игнорировать их нельзя.

Шум — один из существенных недостатков ветряных электростанций. Сила шумового эффекта на расстоянии 20 метров составляет в среднем 34—45 дБ. Ближе — громче. Радость обладания собственной электростанцией будет омрачена непрерывным шумом, доносящимся из окон, да и соседи вряд ли оценят новинку. Поэтому располагать ветряки следует в удалении от жилья.

Кроме прочего, не относящегося к шуму, птицы любят парить в воздушных потоках на гребнях высот, а операторы ветроэлектростанций — ставить там ветряные турбины, отчего огромное количество птиц и летучих мышей погибает. Есть ли способы решения проблемы? Отчасти — да. Превентивное отключение турбин в периоды интенсивных перелётов. Но чтобы полностью ликвидировать данную проблему, нужно разработать активные технологии отпугивания — пока находящиеся в зачаточном состоянии, что в свою очередь изменит не только маршруты, но и ареал многих видов, особенно крупных хищников.

Запах — неотъемлемая часть биомассовой энергетики, основанной на разложении навоза, отмерших растений и других видов биомасс. Несмотря на использование герметических контейнеров, запах на такой электростанции присутствует всегда, поэтому биомассовые источники энергии используются исключительно для обслуживания коровников и фермерских хозяйств, превращая рабочий процесс в безотходное производство.

Дороговизна оснащения и обслуживания

Несмотря на то, что использование природных ресурсов позволяет сэкономить значительные суммы на выработке энергии, производство самого оборудования — процесс достаточно трудоёмкий и очень недешёвый. Главной составляющей солнечных батарей является фотоэлемент, разработанный на основе кремния. И хотя сам по себе кремний не представляет особой ценности, его очищение и преобразование обходится дорого.

Установка ветряных электростанций также требует серьёзных вложений, и сумма в значительной мере зависит от внешних условий. В роли дополнительны статей расходов выступают вынужденное увеличение высоты ветряков из-за присутствия рядом холмов или высоких деревьев, приобретение специального оборудования, позволяющего накапливать электроэнергию и использовать её максимально экономно.

Недёшево обойдётся и техническое обслуживание альтернативных источников энергии — плановый осмотр, ремонт и корректировка положения в зависимости от времени года.

Учитывая все предполагаемые расходы, использование альтернативного источника энергии в частных владениях нередко оказывается нерентабельным и представляет экономическую выгоду лишь для крупных предприятий. 

Прогресс не стоит на месте — уже изобретены полимерные солнечные батареи, производство которых стоит в разы дешевле 

Но это отнюдь не значит, что владельцам домов следует отказаться от идеи использования альтернативных источников энергии. Ведь прогресс не стоит на месте — уже изобретены полимерные солнечные батареи, производство которых стоит в разы дешевле, чем изготовление традиционных кремниевых.

А появление на рынке новых, более экономичных, моделей генераторов и дополнительного оборудования, изменение тарифов на электроэнергию даёт повод думать, что уже в недалёком будущем данная практика всё же получит всеобщее признание.