Рассматриваем все источники энергии в природе. Подробно про каждый.

Биологическая энергия

В процессе фотосинтеза в растениях образуются органические вещества, и аккумулируется химическая энергия, животные существуют за счет прямого или косвенного получения энергии и вещества от растений, результатом фотосинтеза является естественное преобразование солнечной энергии. Вещества, из которых состоят животные и растения, называют биомассой. С помощью различных химических и биологических процессов биомасса может быть превращена в определенные виды топлива: газообразный метан, жидкий метанол, древесный уголь. Продукты сгорания биотоплива путем естественных экологических и сельскохозяйственных процессов заново превращаются в биотопливо.

Способы переработки биомассы

Термохимические

• сжигание
• газификация
• пиролиз

Биохимические

• спиртовая ферментация
• анаэробная и аэробная переработка
• биофотолиз

Агрохимические

• экстракция топлива

Ресурсы энергии

Отдельно про каждый вид ресурсов в области энергетики.

Гидроэнергетические

Гидроэнергетические ресурсы – наиболее развитая область энергетики на возобновляемых ресурсах. Она использует энергию падающей воды, волн и приливов, преобразуя потенциальную энергию воды в механическую энергию вращения гидротурбины.

Ветроэнергетические

В ветроэнергетической установке кинетическая энергия движения воздуха превращается в энергию вращения ротора генератора, который в последующем вырабатывает электроэнергию. Мощность на выходе прямо пропорциональна площади лопастей ротора ветровой установки, поэтому они достаточно крупногабаритные, так как скорость ветра, как правило, бывает небольшой. Также существует другая проблема использования ветроустановок – непостоянная скорость ветра, поэтому приходится управлять частотой вращения ветроколеса и согласовывать с частотой вращения ротора, а также отсутствие энергии в безветряную погоду.

Солнечные (солнечная энергия)

Солнечная энергия – энергия солнца, поступающая на Землю – практически неисчерпаемый источник. На данный момент существуют два направления использования энергии Солнца: преобразование солнечной энергии в тепловую и использование в нагревательных системах; системы непрямого и прямого преобразования в электрическую энергию.

Солнечная энергия может быть использована для подогрева воздуха, воды для отопления (общие сведения об отоплении в этой статье) и горячего водоснабжения, для сушки сельскохозяйственных культур, лесоматериалов, для опреснения воды в солнечных дистилляторах и т.д. Существует опыт строительства и эксплуатации солнечных тепловых электрических станций в Южной Калифорнии, в Крыму. Другой вариант использования солнечной энергии – электростанции башенного типа, состоящие из системы плоских зеркал, расположенных на одной площади, которые отражают солнечные лучи на центральный теплоприемник и теплообменные аппараты на вершине башни, к сожалению, кпд данной установки невысок. Также уже имеют практические области применения фотоэлектрические преобразования солнечной энергии – это уличное освещение, зарядные устройства, товары народного потребления ( калькуляторы, часы и т.п), автономные потребители (насосы, холодильники, вентиляторы), солнечные дома с солнечными модулями на крышах и центральные солнечные станции, снабжающие энергией небольшие населенные пункты.

Геотермальные

Максимальная температура ядра Земли достигает 4000С, выход теплоты через твердые породы суши и океанского дна происходит за счет теплопроводности, с потоками воды горячих ключей и гейзеров. Термальные воды достаточно широко используются для отопления горячего водоснабжения в ряде стран – Исландии, Австралии, Новой Зеландии, Италии, столица Исландии Рейкьявик почти полностью обогревается теплотой подземных вод. В некоторых странах работают геотермальные электростанции.

Твердые бытовые отходы

Бытовые отходы, образующиеся в процессе человеческой жизнедеятельности, также могут использоваться для получения энергии. Содержание органического вещества в них составляет около 40-75%, углеводов -35-40%, золность 40-70%. Получение энергии из твердых бытовых отходов осуществляется сжиганием и газификацией. Читайте подробно про биогаз и биогазовые установки