Общие подходы к возобновляемым источникам энергии

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это энергетические запасы стабильно действующих естественных природных процессов на планете, в том числе и энергоресурсы в жизнедеятельности её флоры и фауны. Спецификой ВИЭ является их предполагаемое не исчерпание, либо способность сравнительно быстро восстановить свой потенциал– в коротком промежутке жизни одного поколения населения планеты.
Если правильно понимать качество энергии – коэффициент полезного действия, в смысле доли энергии источника, которая может перейти в механический эффект, то ВИЭ можно разбить таким образом: восполняемые ресурсы механической энергии отличаются высоким качеством и употребляются, в подавляющем большинстве, для производства электроэнергии. Так, показательная способность гидроэнергии номинируется значением 0,6…0,7; ветровой – 0,3…0,4. Качество тепловых и лучистых ВИЭ не преодолевает планку 0,3…0,35. Ещё ниже опускается оценка качества солнечного излучения, применяющегося, как правило, для фотоэлектрического преобразования, – 0,15…0,3. Качество энергии биотоплива оставляет до сих пор желать лучшего, не достигая и 0,3 [11, с. 25].
Энергетический запас ВИЭ может пониматься под различными значениями, смотря на категории учета технико-экономических нюансов приложения возобновляемой энергетики. С высоты подобного уровня обычно выделяют валовый потенциал ВИЭ, технический и, конечно, экономический.
Валовый потенциал – это количество энергии, принимаемое в подобном виде энергоресурса, при использовании его в полном объёме. Технический потенциал – это составляющая валового потенциала, превращение коего в полезную энергию оптимизировано при наличии развития определённых технических средств. Экономический потенциал ВИЭ – сегмент технического потенциала, который экономически оправдано превалировать в полезную энергию при определённых экономических условиях.
К основным издержкам, не дающим в полной мере, приложить ВИЭ, нужно понимать довольно низкую энергетическую плотность и постоянную нестабильность. Невысокая удельная мощность потока энергоносителя несёт собой увеличение массогабаритных оценок энергоустановок, а непостоянство изначального энергоресурса, буквально до моментов его полнейшего отсутствия, вызывает неизбежность приобретения устройств аккумулирования энергии или же запасных энергоисточников. В итоге, цена вырабатываемой энергии остаётся высокой, невзирая на отсутствие топливного сегмента в её общей стоимости [9, с

. 105]
В основном, в возобновляемых ресурсах энергии видят энергию солнечного излучения, ветра, падающей воды, биоматериала, тепловую энергию гейзеров и океана. ВИЭ разделяют по принципу энергии: 1) механическая энергия (энергия ветра и воды); 2) тепловая и лучистая энергия (солнечная энергия и тепло Земли); 3) химическая энергия (энергия, содержащаяся в биоматериале). Известная в широких кругах градация возобновляемых ресурсов энергии, подразделяет их на энергию ветра, гидроэнергию, энергию Солнца, энергию термальных источников и биомассы.
Энергия ветра. Вообще-то, все типы возобновляемых энергоресурсов нашей планеты тесно переплетены и имеют одни корни от солнечной энергии. Общей теории возобновляемых энергоресурсов нашей цивилизацией пока не придумано. Взгляд на независимую оценку запаса отдельно взятого энергоресурса имеет довольно условный характер, дающий возможность рассмотреть рамки и свойства его практического приложения.
Ветру присуща скорость, случайная переменная в пространстве и времени. Принимая сию неизбежность во внимание, энергетические характеристики ветра видятся предположительным описанием вероятного процесса изменения ветроэнергетического потенциала. Базой подобного подхода является дискретизация временного процесса, дающая возможность считать независимыми и постоянными все искомые параметры на промежутке дискретизации. В смысле временных интервалов стационарности принимаются обычные: час, сутки, сезон, год [15, с. 31].
Чтобы получить оптимальные данные о средних скоростях ветра исследуемого участка земли, нужно собрать внушительные объемы измерений на протяжении довольно большого отрезка времени. За интегральную энергетическую характеристику ветра берётся удельная мощность ветрового потока, распределяющаяся на единицу площади его поперечного сечения.
Гидроэнергия. Гидроэнергетические ресурсы – это одна из составляющих водных ресурсов территории, потенциальная для производства энергии. Гидравлическая энергия рек понимается, как проекция силы тяжести на направление движения потока воды, обуславливаемую разностью уровней потока на старте и на финише определённого участка реки. Для выявления полезной мощности, вырабатываемой гидростанцией, принимают во внимание подытоженный коэффициент полезного действия сложного аппарата, включающего в себя гидротурбину, генератор, стабилизатор напряжения