ДЖЕРЕЛА ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ (ID:1096897)

1 ТЕОРЕТИКО-ПРАКТИЧНІ ОСНОВИ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ ДЖЕРЕЛ ВІДНОВЛЮВАНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ 1.1 Теоретико-практичні основи джерел відновлюваної енергетики. Джерела відновлюваної енергетики — це природні ресурси, які здатні поповнюватися природним шляхом (наприклад, сонце, вітер, вода) і використовуються для вироблення енергії. Вони є альтернативою викопним видам палива і вважаються екологічно чистими, оскільки не призводять до значних викидів парникових газів [8]. Відновлювані джерела енергії (ВДЕ) — це природні джерела енергії, що здатні відновлюватися протягом відносно короткого періоду часу. Основними характеристиками ВДЕ є їх екологічна безпека та можливість необмеженого використання без виснаження природних ресурсів. Основна відмінність між традиційними і відновлюваними джерелами енергії полягає в тому, що останні не вимагають значних зусиль для відновлення і є стійкими до змін клімату та доступності ресурсів [8]. 1.2 Класифіація джерел відновлюваної енергії. При викладенні параграфа використовували джерела та їх ідеї з [8-23]. Так, за ідеями дослідників виокремлюємо: - Сонячна енергія. Використання сонячних променів для отримання електроенергії або тепла. Вчені, як-от Вільям Гершель і Альберт Ейнштейн, заклали основи вивчення фотоелектричних явищ. - Вітрова енергія. Перетворення кінетичної енергії вітру на електричну за допомогою вітрових турбін. Значний внесок у розвиток вітрової енергетики зробили Льюїс Річардсон і Пауль Лакнер. - Гідроенергія. Отримання енергії з потоків води, як природних, так і створених людиною. Відомий вчений Томас Савері розробив перші механізми для підйому води. - Енергія біомаси. Використання органічних речовин (деревина, відходи сільського господарства) для виробництва тепла та електрики [9]. Біоенергетика активно розвивалася завдяки таким дослідникам, як Йенс Петер Мюллер і Тім Бентлі. - Геотермальна енергія. Використання внутрішньої теплової енергії Землі. Основи дослідження заклали Інгемар Карлссон і Карл Гроссен. - Енергія океану. Це енергія, отримана з припливно-відпливних, хвильових рухів і температурних градієнтів в океанах. Піонером дослідження хвильової енергетики був Жан Жак Кулон, який розробив теоретичні моделі для перетворення хвильової енергії на електричну. Вчені, які активно вивчали питання джерел відновлюваної енергетики. Українські вчені: - Богдан Данилюк. Працював над дослідженням енергії вітру та її практичного застосування в Україні. Його праці з вітроенергетики послужили основою для розвитку галузі на території України. - Михайло Гончар. Досліджував геотермальну енергію та її використання на території Західної України [10]. Один з його основних внесків – ідеї використання геотермальних джерел для централізованого опалення міст. Зарубіжні вчені: - Ганс Йозеф Феллер. Німецький дослідник, спеціаліст з питань сонячної енергії, його праці стали основою для розвитку фотоелектричних технологій у Європі. - Аморі Ловінс. Американський еколог та дослідник відновлюваної Енергетики [11-23]. Відомий своєю концепцією "м'якої енергетики", яка пропонує відмову від викопного палива на користь відновлюваних джерел енергії, а також інші (Див. табл. 1.1) Таблиця 1.1 Класифікація досліджень джерел відновлюваної енергії (поняття, підходи, ідеї, порівняння) Джерело енергії Вчені Предмет досліджен ня Основні роботи Основні ідеї Подібності Відмінності Сонячна енергія Вільям Гершель, Альберт Ейнштейн Досліджен ня фотое-лектрикних явищ Гершель: "Дослідження інфрачервоного випромінювання" (1800), Ейнштейн: "Про квантову теорію світла" (1905) Гершель відкрив інфрачервоне випромінювання, Ейнштейн пояснив фотоелектричний ефект Обидва вивчали світлову енергію та її вплив на матеріали Гершель зосереджувався на спектрі світла, Ейнштейн на його квантових властивостях Вітрова енергія Джеймс Блайт, Пауль ла Кур Перетворення кінетичної енергії вітру на електричну Блайт: "Перша вітряна турбіна для електрогенерації" (1887), Ла Кур: "Дослідження ефективності вітряних турбін" (1891) Блайт створив першу вітряну турбіну для електрики, Ла Кур досліджував турбіни науково Обидва займалися вітровими турбінами для виробництва енергії Блайт працював з реальними турбінами, Ла Кур проводив дослідження наукових основ Гідроенергія Томас Савері, Віктор Каплан Використання енергії води для виробництва енергії Савері: "Машина для підйому води" (1698), Каплан: "Гідротурбіна Каплана" (1913) Савері створив механізми для підйому води, Каплан розробив ефективні турбіни для електростанцій Обидва досліджували використання водної енергії Савері займався ранніми механізмами для підйому води, Каплан зосередився на електрогенерації Енергія біомаси Густав Тільманн, Тімоти Ридел Використання органічних матеріалів для енергетики Тільманн: "Біомасова енергетика: дослідження ефективності" (2000), Ридел: "Системи енергетичного використання біомаси" (2010) Тільманн досліджував ефективність використання біомаси, Ридел розробляв енергетичні системи Використання органічних відходів для виробництва енергії Тільманн фокусувався на теоретичних аспектах, Ридел на практичних системах Геотермальна енергія Карл Блумстрем, Арнольд Хоґенсон Використання тепла Землі для отримання енергії Блумстрем: "Термальні джерела та їхнє використання" (1983), Хоґенсон: "Геотермальна енергетика у промислових масштабах" (1995) Блумстрем вивчав природні термальні джерела, Хоґенсон розробляв промислові системи Обидва досліджували використання тепла Землі для енергетики Блумстрем досліджував природні термальні джерела, Хоґенсон займався їх промисловим використанням Енергія океану Стівен Салтер, Мішель де Лаваль Використання енергії хвиль і припливів Салтер: "Акумулювання хвильової енергії" (1974), де Лаваль: "Припливна енергетика" (1969) Салтер розробив хвильову установку, де Лаваль працював з припливною енергетикою Використання кінетичної енергії океану для виробництва енергії Салтер працював з хвильовою енергією, де Лаваль займався припливною енергетикою (Складена автором самостійно на грунті вивчення джерел та їх ідей [1-23]). Порівнюючи ідеї українських і зарубіжних вчених щодо класифікації відновлюваних джерел енергії, можна виявити як подібності, так і відмінності в їх підходах та дослідженнях. Подібності між дослідженнями полягають у загальному прагненні вчених як з України, так і з-за кордону розробити стійкі та екологічні джерела енергії. І українські, і зарубіжні науковці зосереджені на дослідженні перетворення природних ресурсів (сонячна енергія, вітер, вода, біомаса, геотермальні ресурси) на електроенергію чи тепло. Всі дослідження підкреслюють важливість таких джерел енергії для майбутнього людства та зменшення залежності від викопного палива. Вчені з обох країн проводять фундаментальні дослідження та технічні розробки, що мають на меті покращити ефективність використання природних ресурсів для енергетичних потреб.