2.1. Альтернативні джерела енергії

Альтернативні джерела енергії (від лат. alterno – чергую, змінюю* – збірне поняття, що охоплює відновлювані джерела енергії: енергію вітру, геотермальних джерел, сонця, морів і океанів (припливів і відпливів*, які екологічно чисті.

Енергію вітру використовували ще в древньому Єгипті, а на хуторах прадавньої України – у млинах і вітряках.

Світова вітроенергетика розвивається наразі досить бурхливими темпами. Зокрема, у 2007 році у світі введено в експлуатацію 19 696 МВт нових вітроенергетичних потуж­ностей. Таким чином, встановлена потужність світової вітроенергетики на кінець 2007 року склала 93 849 МВт. Лідери у використанні енергії вітру: Німеччина, США, Іспанія, Данія, Нідерланди, Італія. Данія до 2020 року планує довести частку використання енергії вітру в національному енергобалансі до 50 %, Німеччина – до 30 %, США – до 25 %. Для роботи вітрових двигунів швидкість вітру за рік не повинна падати в середньому нижче 4-5м/с, а ліп­ше, коли вона становить 6-8 м/с. Найсприятливіші зони для вико­ристання цього виду енергії – узбережжя морів і океанів, степи, тундри, гори. Єдиний негати­вний вплив від вітрових уста­новок – це низькочастотний шум (гудіння* працюючих вітряків і спорадична загибель птахів, що потрапляють у лопаті вітро­двигунів.

Наразі в Україні діє 522 вітроагрегата загальною потужністю 50 МВт. Україна одна з небагатьох країн у світі, де налагоджено серійне виробництво ліцензійних вітряних електроустанов USW 56-100 потужністю 100 кВт. В їх виробництві беруть участь 23 заводи колишнього військово-промислового комплексу, а зборку вітротурбін виконує Південний машинобудівний завод (Дніпропетровськ*. Перед­бачається, що до 2010 року Україна експортуватиме вітроустановок потужністю 600 кВт на 224 млн. грн.

Геотермальна енергетика – використання тепла земних надр. Це досить перспективний напрям енергозберігаючої технологічної політики, який дозволяє забезпечити значну економію традиційного палива, використовувати геотермальну енергію для опалення, водопостачання та кондиціювання повітря в житлових, громадських будівлях і спорудах у містах і сільській місцевості, а також технологічне використання глибинного тепла Землі в різних галузях промисловості та сільського господарства.

Один із перспективних напрямів розвитку геотер­мальної енергетики – створення комбінованих енерготехно­логічних вузлів для отримання електроенергії, теплоти та цінних компонентів, що містяться в геотермальних теплоносіях.

Україна має значні ресурси геотермальної енергії, загальний потенціал яких у програмі державної підтримки розвитку нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії та малої гідро- і теплоенергетики оцінюється величиною 438109 кВт·год за рік, що еквівалентно запасам палива обсягом 50106 т умовного палива. Геотермальні ресурси України – це передусім термальні води та тепло нагрітих сухих гірських порід. Крім цього, до перспективних для використання в промислових масштабах можна віднести ресурси нагрітих підземних вод, які виводяться з нафтою та газом діючими свердловинами нафто-газових родовищ.

Сонячна енергія – це кінетична енергія випромінювання (в основному світла*, що утворюється в результаті реакцій у надрах Сонця. Підраховано, що загальна потужність енергії Сонця складає 1,7·10¹⁴ кВт – це в 500 разів більше, ніж потреби людства.

Однак сонячна енергія падає на всю поверхню Землі, не досягаючи особливої інтенсивності в певному місці. Тому її потрібно вловити на порівняно великій площі, скон­центрувати і перетворити в таку форму, яку можна використовувати для промислових, побутових і транспортних потреб. Крім того, треба вміти запасати сонячну енергію, щоб підтримувати енергопостачання і вночі, і в похмурі дні.

Наразі в Україні немає цільових програм державної підтримки розвитку геліоенергетики. Проте вже є окремі будинки, енергопостачання яких здійснюється винятково за рахунок енергії Сонця. Розробляється проект освітлення мосту імені Є.О. Патона за допомогою сонячної енергії.

У Німеччині прийнятий закон, за яким кожен громадянин має право одержати безвідсотковий кредит у банку для придбання сонячних батарей потужністю від 3 до 5 кВт. Уряд Німеччини заохочує жителів – власників сонячних батарей, які в денний час підключаються через інвертори в міську мережу та живлять її, одержуючи плату за 1 кВт·год  – 0,50 євро. А вночі місто віддає своїм громадянам необхідну їм кількість електроенергії за ціною 0,1 євро за кВт·год.

Енергія океану може використовуватись у припливних електростанціях – ПЕС, хвильових – ХВЕС, електростанціях морських течій – ЕСМТ, в яких відбувається перетворення механічної форми енергії океану в електричну.

ПЕС діють у Франції, Канаді. Потужність припливів складає біля 1 млрд. кВт, що відповідає енергетичному по­тенціалу всіх річок Землі. Чергування припливів і відпливів проходить щодобово через 6 годин. Середня хвиля досягає висоти до 3 м і несе приблизно 90 кВт енергії на 1 м² узбережжя.

Термоядерний синтез – нове джерело енергії, дозволяє використовувати практично необмежені природні енер­гетичні ресурси. Це реакції протилежні тим, що проходять в ядерному реакторі. В реакції синтезу беруть участь ядра легких елементів – водню та його ізотопів: дейтерію та тритію (як на Сонці*. Легкі ядра, за високих температур і тиску, перетворюються у важчі, при цьому звільняється колосальна енергія.