12. Существующие и альтернативные источники энергии. Энергетические преобразователи, их виды и применение
Энергетическими преобразователями являются устройства для преобразо¬вания одного из видов природной энергии в вид, удобный для использования человеком.
Природной энергией являются все виды энергии, существующие в при¬роде, которые могут быть использованы для нужд человечества. Обычно под ними подразумевают солнечную и ветровую энергии, энергию морских волн, приливов и отливов, тепловую энергию Земли и ряд других. Наиболее удобным видом энергии из всех, используемым человеком, является электричество, хотя в некоторых случаях природная энергия может быть использована непосред¬ственно, например, тепловая энергия подземных вод, которую можно успешно использовать для обогрева домов, ветры, морские приливы и т. п.
Одним из эффективных видов преобразователей энергии являются так на¬зываемые «тепловые насосы», представляющие собой нечто вроде обычного хо¬лодильника, у которого морозильная камера погружена в реку или море. На его калорифере выделяется вся энергия, взятая им из сети плюс вся энергия, до¬бытая из морозильной камеры. Таких «тепловых насосов» построено по всему миру достаточно много, в том числе в Крыму. Кпд таких «насосов» — порядка 4—5, то есть они выделяют энергии в 4—5 раз больше, чем потребляют из се¬ти. К сожалению, выделяемую энергию пока не удается преобразовать в другие виды из-за недостаточно высоких температур выделяемого тепла.
Весьма перспективными для некоторых районов земного шара., в основ¬ном, для южных являются солнечные преобразователи энергии. Этот вид пре¬образователей энергии используется для космических аппаратов. В преобразо¬вателях солнечной энергии на больших площадях размещены полупроводнико¬вые элементы, в которых энергия фотонов света использована для выбивания из атомов слабо связанных электронов и создания электрического напряжения. Энергии таких элементов уже сегодня достаточно для поддержания работоспо¬собности всех устройств, расположенных на космических спутниковых аппара¬тах.
Несмотря на обилие всевозможных источников энергии, которые могут быть использованы человеком, не все они удобны в обращении, не все могут быть использованы в конкретных случаях, не все они конкурентно способны в плане стоимости. Наиболее распространенными, удобными и относитель¬но дешевыми видами энергии являются газ, нефть и вода (гидростанции). В последние десятилетия к ним добавилась атомная энергия (АЭС). Основными потребителями являются электростанции и котельные, потребляющие нефть, уголь и природный газ, а также транспорт. Все эти виды энергии экологически не чисты и ограничены в своих запасах. Поэтому поиски альтернативных видов источников энергии продолжают оставаться актуальным.