Перспективи використання нетрадиційних джерел енергії

Серед нетрадиційних джерел енергії на майбутні декілька десятиліть найбільш перспективним буде використання термоелектричних генераторів, водню, паливних комірок.

З усіх різновидів термоелектричних генераторів найбільший інтерес становлять термофотоелектричні генератори (ТФЕГ). ТФЕГ завдяки створенню високоефективних фотоелектроперетворювачів та узгоджених із ними за спектром випромінювачів знайдуть широке використання як автономні джерела електричної енергії в наземних і космічних умовах. Питома вартість електроенергії, що може бути отримана за допомогою ТФЕГ, становить у наземних умовах 2— З дол. США за 1 Вт встановленої потужності, що приблизно в 2 рази нижче питомої потужності наземних сонячних батарей. При цьому кількість електроенергії, яка виробляється за допомогою ТФЕГ еквівалентної потужності, приблизно в 3 рази більша за рахунок їх безперервної роботи, крім того, питома кількість електроенергії, що виробляється з одиниці площі фотоперетворювачів, у ТФЕГ в 100-200 разів більша, ніж у звичайних сонячних батареях.

Значний економічний ефект за рахунок більш високого ККД і терміну служби забезпечить використання ТФЕГ замість електромеханічних (на основі двигунів внутрішнього згоряння) і термоелектричних генераторів. Не менш важливою є екологічна чистота процесу спалювання палива в ТФЕГ, що забезпечить також значний економічний ефект від заміни дизельних електрогенераторів на ТФЕГ. Це робить перспективним використання ТФЕГ для автономного забезпечення електричною енергією будинків котеджного типу в сільській місцевості, геологічних партій, маяків, ретрансляторних і радіолокаційних станцій тощо.

Використання ТФЕГ дасть суттєвий ефект у системах енергоживлення космічних апаратів, особливо тих, які запускаються в бік від Сонця, тобто в умовах, коли використання сонячних батарей неможливе або неефективне, а використання хімічних або інших джерел енергії забезпечить менший ККД або короткий ресурс роботи.

Сьогодні у світі спостерігається значний інтерес до паливних елементів. Значна кількість наукових організацій і фірм працюють над різними схемами та практичними застосуваннями паливних елементів. Значний інтерес становлять щодо цього галузі енергетики, космічної техніки, транспорту, мікроелектроніки. Одна з технічних проблем полягає в тому, що для електродів (катода) необхідно використовувати високорозвинуті поверхні. Очікується, що це завдання буде вирішено у зв’язку з досягненнями в галузі нанотехнологій, які дозволяють виробляти наноструктури типу нанотрубок, наноконусів, фулеренів із розмірами до кількох наномікрон. Саме такі наноструктури можуть бути основою для принципово нових і високоефективних складових паливних елементів.

Водень - це енергетичний ресурс майбутнього, але способи отримання його на сьогодні потребують значних капітальних витрат. У цьому напрямі наявні екзотичні проекти великомасштабного виробництва водню за допомогою бактерій. Процес відбувається за схемою фотосинтезу: сонячне світло поглинається, наприклад, синьо - зеленими водоростями, які швидко ростуть. Ці водорості можуть бути їжею для деяких бактерій, які в процесі життєдіяльності виділяють з води водень. Однак щоб здійснити цю ідею, необхідно вирішити багато наукових та інженерних задач.