За основу використання такого типу енергії узятий принцип її вилучення з циклічних природних процесів, як від вітру, потоку води або сонячного світла. Поновлювану енергію отримують також з інших природних ресурсів або процесів, як припливи і геотермальна теплота.
В умовах реальності це ключовий вектор у розвитку сучасної індустрії і промисловості внаслідок вичерпаності в природних надрах вугілля і нафти. Відновлювана енергетика в довгостроковій перспективі приносить значний прибуток і при цьому здійснює мінімальний вплив на навколишнє середовище.
Тенденції розвитку
Згідно зі статистичними даними в 2013 році близько 21% світового енергоспоживання було забезпечено з поновлюваних джерел енергії. Згідно зі світовою тенденції розвитку, до 2040 році планується забезпечити більш 40% світового електроспоживання з поновлюваних джерел. Що стосується України-збільшити добування енергії з таких джерел 25% всього електроенергетичного комплексу до 2030 року.
За станом на 2015 році показник добування енергії з поновлюваних джерел становив 19,3%.
Мал.1 Графік зростання ВДЕ
Кращим розвитком для прогресу людства є концепція, згідно з якою виробництво і споживання в суспільстві були б збалансовані таким чином, щоб нівелювати вплив ресурсів на економіку. В даний момент ресурси, такі як нафта, газ і вугілля є базою для побудови будь-якої промисловості.
На малюнку вище (Мал. 1) бачимо процес зміни пріоритету розвитку в галузі поновлюваних джерел енергії. В останні роки відбулося стрімке зростання вітрової та сонячної галузі енергетики, які в свою чергу витісняють дорогі гідроелектростанції на другий план. Загальне зростання всіх джерел такої енергетики прогнозований на рівні 22 відсотків до 2022 році.
Сонячна енергетика
Сонячна енергетика – це процес використання сонячної енергії для генерування електричної або теплової енергії з метою їх застосування в будь-якому зручному вигляді. Оскільки сонячна енергетика використовує поновлюване джерело енергії може вона є екологічно чистою, тому не завдає шкоди середовищу.
Нижче представлена схема використання сонячної панелі в комплексному вигляді разом з інвертором і батареєю, що дозволить доцільно використовувати накопичену електроенергію.
Перейдемо до огляду принципи роботи батареї (geliobatarei).
При попаданні сонячних променів на фотоелемент, в ньому генеруються нерівноважні електронно-діркові пари. Надлишкові електрони і «дірки» частково переносяться через pn-перехід з одного шару напівпровідника на інший. В результаті чого в зовнішньому ланцюзі з'являється напруга.
При цьому на контакті p-шару формується позитивний полюс джерела струму, а на n-шару – негативний. різниця потенціалів (напруга) між контактами фотоелемента з'являється через зміну числа «дірок» і електронів з різних сторін pn-переходу в результаті опромінення n-шару сонячними променями. Підключені до зовнішнього навантаження у вигляді акумулятора фотоелементи утворюють з ним замкнуте коло. На рис.3 візуалізовані принцип роботи окремої батареї.
Слід зазначити, що чим нижче температура на вулиці, тим ефективніше працювати окремі фотоелементи і геліобатарея. За розрахунками навантаження ситуація складніша. Навантаження слід підбирати виходячи з того, як панель видає струм.
Вітроенергетика
Потоки повітря можуть бути використані для приведення в рух вітрових турбін.
Що стосується принципу дії вітроустановок (рис.4). Вітроколесо з лопатями обертається під потоком повітря, таким чином передає крутний момент через систему передач валу генератора, який і виробляє електроенергію. Реальний ККД кращих вітрових коліс досягає 45% при обліку оптимальних характеристик швидкості і сталості вітру. Існують дві принципово різні конструкції вітроенергетичних установок: з горизонтальною і вертикальною віссю обертання.
Сучасні вітрові турбіни мають номінальну потужність від 600 кВт до 5 МВт. У комерційному ж застосуванні переважають турбіни з номінальною потужністю в діапазоні 1,5-3 МВт. Потужність вітрового потоку пропорційна площі його перетину і має кубічну залежність від швидкості вітру, тобто його потужність зростає ще швидше, ніж швидкість вітру. Кращими для розміщення вітрових електростанцій є місцевості з потужними і стійкими вітрами, такі як прибережні смуги і вершини гір.
Висновки
Все про поновлювану енергетику дізнавайтеся на сайті https://prel.prom.ua В даному огляді було описано базові відомості про «зелену енергетику», її розвитку в умовах сучасності і тенденції поширення в майбутньому. Наведено приклад сонячної батареї, основні принципи її роботи, можливість інтеграції в автономну систему енергоживлення. Також переглянуто основні принципи роботи вітроустановок і їх можливого використання з максимальним ККД роботи.
