Построение математической модели использования возобновляемых источников энергии в быту

2. Возобновляемые источники энергии

Вплоть до начала 20-го века вопросы добычи и преобразования энергии для нужд человечества не были особо актуальными, однако, сейчас общество стало полностью энергозависимым, а продукты сгорания любого топлива способствуют усилению парникового эффекта на Земле.
Еще более 30 лет назад, в докладе Международной комиссии по окружающей среде и развитию "Наше общее будущее" указано, что "возобновляемые энергоисточники требуют гораздо более высокой степени приоритета в национальных энергетических программах", а возобновляемые энергоресурсы "должны стать фундаментом глобальной энергоструктуры в двадцать первом веке"³.
Потребности населения растут, а природные энергетические ресурсы рано или поздно подойдут к концу. Всё больше ученых склоняется к мнению, что будущее – за возобновляемыми источниками энергии.
Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации рассматривает "увеличение доли возобновляемых источников энергии в мировом топливно-энергетическом балансе", развитие и распространение "технологий использования возобновляемых источников энергии" в качестве внешнеэкономического и трансграничного вызова энергетической безопасности⁴. При этом имеется в виду, что вызовы создают новые стимулы для развития мировой и российской энергетики и экономики.
Кроме того, в России к числу целевых показателей в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности относится увеличение числа объектов, использующих возобновляемые источники энергии⁵, предусматривается экономическое стимулирование развития объектов производства возобновляемой энергии, и обязанность электросетей приобретать на оптовом рынке доли электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников⁶, а доля производства и потребления электрической энергии с использованием возобновляемых источников (кроме гидроэлектростанций) должна к 2024 году составить 3,5%⁷.

1. Альтернативные источники энергии в быту

Когда говорят об альтернативных источниках энергии, как правило, имеют в виду возобновляемые энергоресурсы, то есть то, что бесконечно (в рамках ближайших столетий) вновь и вновь появляется или постоянно присутствует на нашей планете.
Таким образом, альтернативными нефти, газу, углю и древесине сегодня принято считать следующие источники энергии:
• Энергия Солнца. Для использования такого источника применяют солнечные модули и коллекторы. Первые представляют собой фотоэлементы, которые напрямую преобразуют энергию солнца в электрический ток. Солнечные коллекторы нагревают теплоноситель для последующего его использования (например, для подогрева воды в частном доме).
• Энергия ветра. Ветряки, производящие электроэнергию при помощи лопастей, вращаемых силой ветра, очень популярны в Европе. Например, Германия уже треть своей электроэнергии получает, используя именно этот возобновляемый источник энергии.
• Энергия воды. В настоящее время, кроме гидроэлектростанций существуют волновые генераторы и тепловые насосы, преобразующие теплоту воды в озере или бассейне в стабильный нагрев воды для отопления дома и снабжения его горячей водой.
• Энергия Земли. Вышеописанные тепловые насосы могут использовать и тепло от грунтовых вод или верхнего слоя земной коры для коммунальных нужд. Такие установки очень популярны. Теплоноситель можно располагать в специальных трубках под газоном или в скважинах на садовом участке.

2.