Получение электроэнергии различными альтернативными способами

Способы получения электроэнергии различны, но, в основном, с помощью нефти, газа, угля, а также атома, движения воды и ветра. Однако существуют и альтернативные способы получения электроэнергии.

Получение электроэнергии с помощью солнечных лучей

Альтернативный способ получения электроэнергии через тепло и механическую энергию по сути аналогичен функционированию тепловой электростанции. Разница лишь в том, что источником энергии является в этом случае не ископаемое топливо нефть, газ, уголь,  а солнечное излучение.

В солнечной тепловой электростанции солнечные лучи концентрируются при помощи множества подвижных плоских зеркал (так называемых гелиостатов), фокусируются на котел, помещенный в башне. В котле образуется пар высокого давления и температуры, который через башню отводится вниз, к турбине. Паровая турбина вращает генератор, преобразующий кинетическую энергию в электрический ток. Это так называемые фотоэлектрические системы.способы получения электроэнергии

В небольших масштабах солнечное излучение можно преобразовать в электрический ток через тепло двумя способами: при помощи термоэлектрического или термоэмиссионной составляющей. Термоэлектрическая часть состоит из двух разных проводников (проволочек). Один помещается в самом фокусе концентрирующей системы, другой – в холоде. В цепи проходит электрический ток.

Термоэмиссионный элемент состоит из двух металлических пластинок – электродов, которые расположены близко друг к другу (доля миллиметра). Один электрод (катод или эмиттер) в фокусе параболического коллектора нагревается до температуры 1600-2500 К. Второй электрод (анод или коллектор) сравнительно холодный, его температура около 500 К. Электроны с раскаленного катода перелетают на анод и тем самым приносят не только тепло, но и электрический заряд. Если оба электрода соединить, электроны возвратятся с анода на катод, следовательно, через проводник будет проходить электрический ток. Напряжение термоэмиссионных батарей невысокое, примерно 0,5 в. Один см2 поверхности способен выработать несколько ватт электроэнергии.

Химический способ

Наконец, следует сказать несколько слов о другом альтернативном способе получения электроэнергии.  Способ заключается в преобразовании солнечного излучения в электричество посредством химической энергии. С помощью солнечного излучения можно разлагать воду на водород и кислород, в которых первичная солнечная энергия накапливается в виде химической. При соединении водорода с кислородом снова образуется вода. При этом в процессе преобразования накопленная химическая энергия освобождается либо в виде тепла (горение), либо в виде электрического тока (так называемый топливный элемент).

Топливный элемент – это преобразователь, в котором химическая энергия преобразуется в электрическую.

Наиболее часто употребляется водороднокислородный топливный элемент. С одной стороны в него поступает водород, с другой — кислород. Образующаяся вода из элемента удаляется. Водород передает свои электроны электроду (катоду), от которого они через электролит (проводник) переходят на анод, где электроны принимает кислород. Отрицательный ион кислорода соединяется с положительным ионом водорода, образуя воду. Топливный элемент преобразует химическую энергию непосредственно в электрический ток. топливный элемент Превращение химической энергии в электрическую в топливном элементе происходит с большой эффективностью.

В будущем топливный элемент вероятно станет важнейшим источником электрической энергии. С помощью солнечной энергии водород и кислород можно получать из воды несколькими способами, и прежде всего, в неограниченном количестве, ведь солнечных лучей и воды более чем достаточно. Топливные элементы работают чисто и бесшумно. Используя их, можно получить электроэнергию для бытовых целей.

В настоящее время уже стали производиться топливные элементы использующие в качестве топлива водород и серийно выпускаются автомобили на топливных элементах.