Что такое рН и ЕС? Просто о сложном

Что такое рН и ЕС? Просто о сложном

Cпособы оплаты:

Службы доставки:

Информация

О компании

  • support@growerline.ru
  • 79032338606
  • growerlineru
  • Главная страница
  • Советы экспертов
  • Электропроводность воды EC / PPM



Электропроводность воды (ЕС)

Два наиболее важных фактора в управлении питанием и поливом растений – электропроводность и уровень pH. Для успешного выращивания в гидропонике нужно четко понимать, от чего эти факторы зависят и как изменяются. Проводимость раствора – значение, которое отражает то, насколько раствор способен проводить электрический ток. Дистиллированная или де-ионизированная вода в целом вообще не проводит электрический ток, поэтому значение ЕС для такой воды равно нулю. Проводимость раствора повышается, когда в воде растворяют соли. Проще говоря, электропроводность питательного раствора представляет собой измерение его «силы» в соответствии с реальным количеством растворенных в нем солей.

Что такое электропроводность в гидропонике?

В гидропонике все питательные вещества получаются из минеральных солей, растворенных в воде, поэтому силу питательного раствора определяют с помощью измерения ЕС. Чем выше ионическая концентрация (концентрация солей), тем выше уровень ЕС, поэтому электропроводность можно использовать как отражение силы питательного раствора. Прибор помещают в раствор, чтобы измерить значение ЕС; когда в прибор подается мощность, электрический ток переходит через раствор от одного электрода к другому; после этого, прибор показывает, сколько тока между электродами – это и есть значение электропроводности. Измерения основаны на том, что с повышением концентрации питательных солей в растворе повышается значение ЕС. Подобрать правильный прибор для измерения довольно просто – в Growerline вы найдете широкий спектр различных измерителей электропроводности.

Почему электропроводность важна?

Разные растения нуждаются в питательных растворах разной силы для правильного развития, поэтому важно контролировать силу раствора, чтобы предоставить растению оптимальные условия для роста. Если раствор обладает подходящим для растения значением ЕС, всасывание питательных веществ и транспортировка их ко всем клеткам растения будут обеспечены на должном уровне.

Единицы измерения

Электропроводность может измеряться с помощью ряда единиц измерения, но международным стандартом является ЕС с единицей измерения миллисименс или микросименс (понятно, что в 1 миллисименсе содержится 1000 микросименсов). Важно помнить, что «полноценно сильным» раствор можно назвать при значении ЕС 2-2.5 миллисименса (2мСм/см). Иногда ЕС выражают в других единицах измерения, например, CF или TDS. CF, в сущности, это та же ЕС, но умноженная на 10. Поскольку в этом случае не нужна десятичная доля, в некоторых системах эта единица измерения предпочтительнее самой ЕС. TDS – общее число растворенных солей (от англ. Total dissolved salts), считается в частях на миллион (parts per million или ppm). Эта единица часто используется в США, причем для измерения этого значения используется тот же самый прибор, что и для измерения ЕС, просто в нем есть внутренний корректирующий фактор, который переводит единицы ЕС в TDS. И здесь есть свои неприятные особенности: в зависимости от производителя, корректирующие факторы в приборах различаются: некоторые используют фактор 500ppm на мСм/см, некоторые – 700 ppm.

Другая, более важная проблема – у разных солей разная способность проводить электричество, поэтому два раствора, смешанных в соотношении 1000 ppm, но имеющих в составе разные соли, будут по-разному проявляться на обычном измерителе ЕС и на том, что использует ppm. Поэтому рекомендуется использовать измеритель ЕС, а не TDS – он более точен и универсален. Также не следует забывать, что этот прибор не измеряет баланс питательных веществ в растворе, он измеряет только силу питательного раствора. К тому же, прибор не измеряет компоненты, не содержащие ионов, которые находятся в растворе – то есть, когда, например, вы используете органические удобрения, реальная мощность (или сила) раствора будет выше, чем показывает измеритель ЕС, поскольку большая часть компонентов, основанных на углероде, не является ионической, следовательно, не будет проявляться на измерителе ЕС. Наиболее используемый из представленных на рынке приборов для измерения электропроводности – TDS-3 метр (солемер)

EC и питательные вещества

В воде из крана содержатся минеральные соли, поэтому она обладает некоторой электропроводностью. Тем не менее, это не значит, что соли в такой воде помогут растению в развитии и дадут ему необходимые питательные вещества. Например, в составе воды из под крана содержится хлорамин и натрий, у которых есть значение ЕС, но эти минералы не особо полезны растениям. Поэтому важно, прежде чем готовить питательный раствор, проверять значение ЕС у воды, которую вы используете, добавляя соли понемногу, чтобы получить нужное значение ЕС в нужной концентрации раствора.

Активные (реверсивные) системы

Активные системы – те системы, в которых питательный раствор циркулирует по нескольку раз и несколько раз питает растение по новой в течение некоторого периода. В этих системах значение ЕС обычно меняется со временем, поскольку часть раствора испаряется, а растение забирает из него питательные вещества. Насколько быстро это происходит? Зависит от размера растений, условий их выращивания и особенно от объема раствора, который запущен в систему. Если значение ЕС поднимается слишком сильно, раствор становится токсичным, от чего растения страдают и постепенно умирают. Рекомендуется еженедельно полностью заменять воду в резервуаре, а в течение недели подливать в него (по необходимости) чистую воду.

Пассивные системы и не реверсивные системы

Такие системы основаны на ручном добавлении раствора (или с помощью капельниц), в них небольшое количество питательного раствора подается из нескольких контейнеров. Для таких систем самое важное – постоянно следить за значениями ЕС и рН. Так же, как и в активных системах, ЕС обычно поднимается, и скорость роста зависит от тех же факторов – размер растения, условия, и так далее; если значение будет слишком высоким, растение погибнет. Чтобы контролировать силу раствора, нужно знать пропорции отхода раствора – если в отходе ЕС слишком высока, можно уменьшить значение ЕС в растворе, а также увеличить количество отхода за счет повышения объема подачи раствора и/или увеличения частоты полива. Это поможет восстановить питательный баланс в растении.

Уход за измерительными приборами

Приборы, измеряющие ЕС, следует постоянно очищать и калибровать. Только так можно быть уверенным, что прибор всегда будет показывать точные результаты, а растения будут получать необходимые питательные вещества в нужном количестве. Поверхность прибора – имеется в виду непосредственно измерительная часть, которую вы помещаете в раствор – не должна быть загрязнена, иначе вы не получите точное значение ЕС.
Правильный уход за измерителем также поможет максимально продлить срок службы прибора, поэтому следуйте следующим простым шагам:

  • Промывайте кончик прибора водой после каждого использования
  • Следуйте инструкции по применению, предлагаемой производителем
  • Иногда проводите глубокую очистку прибора с помощью специальных средств по уходу
  • Ежемесячно проводите калибровку прибора
  • Выньте из прибора батарейки, если не собираетесь его использовать в течение долгого времени

Что такое рН и ЕС? Просто о сложном

Добавление статьи в новую подборку

Часто дотошные огородники, желая разобраться, какая почва, вода или удобрение действительно необходимы растениям, сталкиваются со «страшными» терминами вроде «водородный показатель», «удельная электропроводность» или «концентрация ионов».

Сталкиваются и в большинстве своем, не имея профильного химического или физического образования, уже на первом абзаце отказываются продираться сквозь зубодробительные научные описания и продолжают действовать на огороде по старике, на авось.

А ведь информация-то по-настоящему важная! Поэтому попробуем вам рассказать обо всех этих премудростях просто и понятно. А вы берите себе на заметку.

Что такое рН

Тот самый «водородный показатель» – это и есть рН, potentia hydrogeni (сила водорода). И показывает он действительно меру активности положительных ионов водорода H+ в растворе по сравнению с отрицательными ионами ОН- (формула воды Н2О, если вы еще не забыли школьный курс химии).

Но не торопитесь пугаться и удивляться, зачем вам вообще это знать. Проще говоря – величина рН выражает кислотность субстрата. Чем активнее ионы H+, тем он кислее.

Говоря другими словами, чем значение pH меньше (среднестатистическая шкала принята от 0 до 14), тем он кислее в прямом и переносном смысле. У кислотных растворов pH 7, pH нейтральных растворов равен 7. Одна единица на такой шкале больше другой примерно в 10 раз (шкала логарифмическая).

При растворении в воде различных веществ этот баланс может быть нарушен, что и приводит к изменению уровня рН.

Например, идеально чистая вода будет иметь рН в районе 7 – это среднее в шкале, а значит, нейтральное значение. Морская же вода будет значительно менее, а дождевая – более кислотной, чем эталонный дистиллят. Наш желудочный сок кислый – его рН приблизительно равно 1-2. Где-то в этом же диапазоне находятся уксус, кислые соки и даже электролиты в аккумуляторах. А, например, известный всем отбеливатель «хлорка» уже сильно щелочной – его показатель рН составляет около 12.

Насколько это важно для огородника? Дело в том, что разные системы живых организмов для нормального функционирования и возможности протекания или правильного результата той или иной реакции нуждаются в разных показателях рН – для человеческого организма этот показатель «свой» у крови, желудочного сока, поверхности кожи и т.п.

Растения – тоже живые организмы. Если при поливе, посадке, удобрении растений баланс рН изменяется, меняется и нормальное течение всех процессов внутри этого организма (растения). Стабильный pH – чуть ли не основной фактор в их выращивании, позволяющий комфортно существовать всем системам, а главное – полноценно усваивать питательные элементы из окружающей среды.

Диапазон pH 5,5-6,5 считается для выращивания растений идеальным – это важно, например, при культивации растений методом гидропоники. При более высоких значениях, к примеру, практически не будут усваиваться марганец (Mn), бор (B) и фосфор (P), а при более низких огородные культуры недополучат магний (Mg).

Как измеряют рН? Не будем сейчас о сложных лабораторных исследованиях. Для огородников давно придуманы компактные и простые в употреблении приборы для измерения активности ионов водорода – рН-метры (строго говоря, это вольтметры, но не будем углубляться в науку). Обычно они представляют собой коробочку с экраном и измерительным стержнем, который нужно просто воткнуть в рыхлую слегка влажную землю на нужную глубину и через минуту считать показания с электронного экрана. Для точности показаний измерения желательно проводить в нескольких точках и брать усредненные данные.

Для чего нужно определение рН почвы? Как мы уже упоминали, для оценки полноценности усвоения растениями важных макро- и микроэлементов, для выбора необходимых удобрений и для выяснения, нужно ли менять кислотность почвы на участке. Какие-то растения любят более кислые почвы, какие-то – более щелочные, это обязательно нужно учитывать и при необходимости самостоятельно корректировать рН грунта.

Еще один способ измерить уровень рН жидкости (воды для полива, раствора удобрений и т.п.) – использование так называемых чувствительных лакмусовых бумажек, к которым прилагаются цветные шкалы кислотности. Бумажку на секунду-другую опускают в измеряемый раствор, а затем сравнивают ее изменившийся цвет с эталонной шкалой.

Что такое ЕС (PPM)

С кислотностью разобрались, теперь узнаем подробнее о солености субстрата (раствора) или его уровне минерализации. Как понятно из названия, этот показатель рассказывает нам об общем количестве (концентрации) растворенных солей в измеряемой жидкости (TDS – Total Dissolved Solids).

Измеряется это общее солесодержание TDS в разных единицах – ЕС или PPM (это просто разные шкалы измерения одного и того же, как градусы Цельсия и градусы Фаренгейта для измерения температуры, к примеру). PPM – единица минерализации (количество частиц солей, растворенных в 1 миллионе частиц воды), ЕС – электропроводимость (измеряется в миллисименсах на см, мС/см, если вам действительно интересно). Используют ту шкалу, которая удобнее – существуют таблицы перевода одной в другую, где 70 PPM = 0,1 ЕС.

За рубежом существуют и другие системы перевода этих значений, с иными числами – не запутайтесь при пересчете!

Так, полностью очищенная от всех солей дистиллированная вода имеет PPM в районе 0 (и электропроводимость, ЕС, такую же, т.е. не проводит электричество). Добавки любого растворенного в ней вещества (соли) повышают значение TDS. При этом каждое вещество, разумеется, делает это в разной степени – например, натрий (Na), калий (K) и кальций (Ca) сильно поднимают уровень минерализации, а железо (Fe) или Mn (марганец) – в гораздо меньшей степени. Так, чистейшая питьевая вода из родника уже может иметь до 100 единиц PPM (или до 0,15 ЕС), непригодные для питья значения стартуют от 300 (0,45 ЕС), опасные для здоровья – от 500 (0,75 ЕС).

Что это значит для растений? Показатели TDS крайне важны для растворов удобрений. Чем выше электропроводимость раствора, тем выше концентрация солей в нем и тем труднее растениям его впитывать.

Рекомендации по электропроводности раствора (мС/см) составляют для:

  • черенков – 0,2-0,4 ЕС;
  • молодых укоренившихся растений – 0,8-1,2 ЕС;
  • вегетирующих растений – 1,6-1,8 ЕС;
  • цветущих и плодоносящих растений – 1,8-2,2 ЕС.

Как измеряют EC (РРМ) растворов и воды для контроля уровня солей и минералов, анализа жесткости, электропроводности? Разумеется, ТDS-метром (иначе, кондуктометром), который также можно приобрести в специализированном садоводческом или хозяйственном магазине. Обычно качество воды в таких приборах для удобства пользователя измеряется и в значениях PPM, и в ЕС.

Как видите, страшные и непонятные физико-химические термины при ближайшем рассмотрении оказываются не такими уж ужасными, а вполне себе понятными и, главное, полезными для любого огородника. Помогите своим растениям действительно усвоить все питательные вещества, которые вы им предлагаете, и они не преминут ответить дружным урожаем.

Что такое рН и ЕС? Просто о сложном

Сообщение ЗАБИЯКА » 16 июл 2012, 02:57

LarisaGHE писал(а): Вода действительно дрянь, живу в Испании, 50 % воды собрана от осадков, и вторая половина опресненная из моря, но другой воды нет и не будет.

ЕС измеряю специальным электронным прибором , куплен в специальном гидропонном магазине.

Показания воды из под крана 1,27.

РН опускаю азотной кислотой, купленной в том же магазине

Итак каково же должно быть показание на приборе ?

EC дистиллированной воды определяет как 0,02, так что прибору склоняюсь верить

Думаю приборам стоит доверять, сам пользуюсь TDS-метром , так вот вода из под крана у меня 60-100 ppm. Посмотрите показания по таблице .
Вам нужно предварительно подготовить воду для приготовления раствора, посмотрите на форуме ,где то есть.
Или вот демо книга Дмитрия Денисова , очень много полезной информации

Как рассчитать ЕС с водой из под крана ?

Сообщение LarisaGHE » 16 июл 2012, 09:24

Как рассчитать ЕС с водой из под крана ?

Сообщение Дмитрий Денисов » 16 июл 2012, 09:57

Производители исходят из того, что пользователь имеет воду нормальной кислотности — т.е., pH 7.
Так что, все дальнейшие непонятки и телодвижения по поводу несоответствия воды — на шее пользователя.
Оно и верно — ведь производитель не в состоянии угодить всем .

Единственно, что может предложить производитель — это так называемые буферные составы, которую приводят воду в нормальное состояние.
Вот только при этом, самую элементарную предварительную подготовку (о ней говорится в демке книги) воды никто не отменял . иначе буферный состав помогает только временно, а потом параметры воды опять начинают скакать.
Т.е., необходимо предварительное отстаивание (до 4-5 дней) и фильтрование воды.
На всякий случай приведу цитату из полной версии книги :

«» . первым делом следует как минимум провести замер исходно кислотности воды (т.е., ещё ДО отстаивания).
Дело в том, что любая вода (а особенно водопроводная городская) может менять кислотность на протяжении нескольких суток.
Например, изначально кислотность была 6,7 . через несколько часов она возросла до 7,1 . ещё через сутки-двое она дошла до 8,1 .
Подобная ситуация неоднократно случалась в моей рыбоводной и растениеводческой практике.
У моих клиентов также неоднократно возникали такие проблемы.
В конце концов выяснялось, что проблема не с раствором и не с субстратом — а с используемой чистой водой.
Люди усиленно пытались сбить повышение кислотности всякими новомодными буферными растворами — это давало положительный результат, но не более чем на несколько часов, а потом кислотность вновь продолжала изменяться.
Пришлось «обрадовать» их, что такая мера не поможет — надо просто подождать 4-5 суток, а потом сделать повторный замер.
Разумеется, я оказался прав — через 4-5 дней кислотность воды падала до нормы (6,5-7,1) и стабилизировалась — и гидропонный раствор, приготовленный на отстоянной воде, был вполне нормальным и стабильным.
В сельских водопроводах кислотность вода обычно довольно стабильная — в худшем случае, 2 суток отстаивания полностью решают проблему нестабильности кислотности

Если вода плохая — то нестабильность кислотности вполне может быть и 2 недели, и 3 недели .
И даже до тех пор, пока растения в конце концов не погибнут сами (точнее до тех пор, пока Вы их не угробите собственными действиями, регулярно подливая в раствор какой-либо буферный препарат)
«»

Использовать дистиллят в растениеводстве вобщем-то нет смысла — т.к. воду всё равно придётся насыщать солями.
К тому же, в недистиллированной воде может быть некоторое количество микроэлементов, которые Вы едва ли будете добавлять самостоятельно.
Дистиллят может быть необходим только в специализированных областях (например, аквариумистике) — да и то довольно редко (при нересте определённых видов рыб).

Как рассчитать ЕС с водой из под крана ?

Сообщение LarisaGHE » 16 июл 2012, 13:00

Да Ph со временем повышается. Это беда, и не понятно от чего всё таки отталкиваться, когда скажем часть раствора испарится, и нужно будет доливать, купит EC метр купила , да только ещё больше запуталась.

Рассуждаю. Вода 1,20 . Добавила удобрений по таблице производителя, замерила ЕС , показывает 1.69, по их теории ЕС должен быть 1,5 — 2,2 не проще ли запомнить этот показатель 1,69 и просто тупо всё время при добавлении раствора стремиться к этой цифре ?

Концентрация солей TDS и электропроводность ES

Для правильного развития растений необходимо использовать растворы с оптимальным набором макро- и микроэлементов. Но, как контролировать содержание питательных веществ в растворе?

TDS – общее содержание растворенных твердых веществ, является мерой комбинированного содержания всех неорганических и органических веществ, содержащихся в жидкости.

Для измерения концентрации растворенных твердых веществ в растворе используется TDS-метр (солемер).

TDS-метр обычно отображает концентрацию в частях на миллион (ppm или мг/л).

Единственный точный метод измерения TDS – это, испарить воду и взвесить сухой остаток. Это тяжело и трудоемко, поэтому, в качестве дешевого метода, используют приборы для измерения TDS, которые оценивают уровень TDS путем измерения ЕС воды.

Каждый TDS-метр является по сути ЕС-метром. TDS-метр измеряет ЕС и затем пересчитывает в TDS, используя внутренний поправочный коэффициент. TDS-метры разных производителей могут иметь разный коэффициент пересчета.

EC – электрический измеритель проводимости. Он широко используется в гидропонике, аквакультуре для мониторинга количества солей или примесей в растворе.

Электропроводность – это способность раствора проводить электрический ток. EC измеряется в µS/cm (мкСм/см или микросименс на сантиметр) или mS/cm (мСм/см – миллисименс на см). Формула пересчета: 1 mS/cm = µS/cm : 1000.

Для измерения электропроводимости используется ЕС-метр (кондуктометр).

Коммерческие производители отдают предпочтение кондуктометрам (ЕС-метрам), потому что они дают более точную оценку концентрации питательного раствора, в то время как измерение TDS является “грубой” оценкой.

Конвертер перевода PPM в EC.

Используется коэффициент перевода 0,7.

EC в питательном растворе

Проводимость раствора сильно зависит от температуры. Поэтому, важно измерять EC при той температуре, при которой метр калибровался. Но, сейчас продаются кондуктометры со встроенным сенсором для автоматической компенсации температуры.

Так же, ЕС всегда должна измеряться при постоянном рН. Измеряя ЕС при рН 5 и при рН 7, получите совершенно разные значения, так как ионы, которые определяют рН, имеют очень большое влияние на показатель ЕС.

В питательном растворе, который используется в гидропонной системе, со временем EC будет меняться. Это происходит из-за разной скорости поглощения воды и питательных веществ растением. Например, при высокой температуре воздуха увеличивается транспирация (испарение воды растением), и растение поглощает из раствора больше воды, чем солей. Эта дополнительная вода испаряется с листьев и охлаждает растение. Соответственно, EC раствора увеличивается. Поэтому, в жаркую погоду необходимо снижать концентрацию раствора и чаще подавать раствор в корневую зону.

Так зачем же нам нужно измерять EC?

Измерять EC нам необходимо, чтобы контролировать общее содержание питательных веществ в растворе. Электрическая проводимость может показать вам, что раствор потерял свою питательную ценность или что уменьшилось количество воды из-за испарения, при условии, что pH остался неизменным.

Если значение ЕС увеличилось, для снижения концентрации солей, можно добавить воду.

Если значение ЕС сильно снизилось (более чем на 30% от первоначального значения), значит ваш раствор существенно изменился по составу и его нужно заменить на новый. Нельзя добавлять питательные элементы, потому что вы не знаете, какие питательные вещества растение использовало, а какие нет. Конечно, вы всегда можете сделать дорогой химический анализ, но самый дешевый и простой способ – приготовить новый раствор.

Если, все таки, решитесь добавить на свой страх и риск элементы для повышения EC, то имейте ввиду, что с наибольшей вероятностью вызывают изменения EC в растворе – N и K. При пополнении раствора никогда нельзя добавлять микроэлементы и фосфор.

EC в прикорневой зоне

Другим фактором, который необходимо учитывать, это сколько питательных элементов находится в корневой зоне, количество которых будет изменяться в зависимости от характеристик среды, состава питательного раствора и частоты рециркуляции. Раствор в корневой зоне всегда будет иметь другой баланс питательных веществ и, как правило, другую ЕС и рН. Для определения EC в корневой зоне, нужно взять раствор, который вытекает из субстрата. Если EC высокое, то субстрат выщелачивают водой, чтобы удалить накопленные соли.

Закрытые системы (с рециркуляцией раствора).

В таких системах (периодическое подтопление, NFT) EC со временем возрастет. Как быстро это произойдет, зависит от размера ваших растений, климатических условий, объема раствора в системе (меньше объем раствора – быстрее изменения). Если ЕС становится слишком высокой, то растения будут страдать и в конце концов умрут. Если у вас нет EC-метра, то можно, конечно, постоянно добавлять исходный раствор, это немножко снизит EC, что даст возможность растениям выжить, но полноценно развиваться они не будут. В таких системах, если нет автоматических контролеров и регуляторов EC и pH, нужно добавлять воду, и через некоторое время полностью менять раствор.

Открытые системы (без рециркуляции).

В таких системах (например, капельный полив) необходимо контролировать EC не исходного раствора, а стекающего. Так же, как и в предыдущих системах, EC со временем увеличивается. Для снижения концентрации вы можете снизить ЕС подаваемого раствора, и/или увеличить количество протекающего раствора за счет увеличения объема и/или частоты полива.

Осадок на субстрате

Кто использует гравий или керамзит в качестве субстрата, наверно, замечали, что на нем со временем появляется серо-белый осадок (главным образом осажденный фосфат кальция и сульфата кальция), так же в этом осадке могут присутствовать микроэлементы. Осадок может быть основным источником элементов в питании растения, независимо от того, что оно получает с помощью раствора. Желательно проанализировать состав осадка для корректировки состава питательного раствора. Например, если в осадке накопились элементы Ca, Mg, P, S, Fe, Mn, Cu, Zn, то подавать раствор можно состоящий только из элементов K, N и B, что приведет к значительной экономии при покупке солей.

Необходимая концентрация раствора

Растения, как правило, делятся на три группы, требующие высокой, средней и низкой EC.

Зелень, салат, бобы и большинство трав требуют низкую EC – от 0,7 до 1,5 мСм/см (mS/cm) зимой и от 1,5 до 1,8 мСм/см (mS/cm) летом.

Огурцы, дыни, многие декоративные растения и некоторые виды капусты предпочитают среднюю EC – около 1,6-1,8 мСм/см (mS/cm) летом и 1,8-2,2 мСм/см (mS/cm) в зимний период.

Помидоры, перец и баклажаны предпочитают более высокую проводимость, порядка 2,5 – 3,6 мСм/см (mS/cm) летом и 3,6 до 5,0 мСм/см (mS/cm) в зимний период.

Просто о сложном: что такое альтернативная энергетика?

За последние годы альтернативная энергетика стала предметом пристального интереса и ожесточенных дискуссий. Под угрозой изменения климата и того факта, что средние мировые температуры продолжают расти с каждым годом, стремление найти формы энергии, которые позволят сократить зависимость от ископаемого топлива, угля и других загрязняющих окружающую среду процессов, естественным образом выросло.

В то время как большинство концепций альтернативной энергетики не новы, только за последние несколько десятилетий этот вопрос стал, наконец, актуальным. Благодаря усовершенствованию технологий и производства, стоимость большинства форм альтернативной энергии понижалась, в то время как эффективность росла. Что же такое альтернативная энергетика, если говорить простыми и понятными словами, и какова вероятность того, что она станет основной?

Очевидно, остаются некоторые споры касательно того, что означает «альтернативная энергия» и к чему эту фразу можно применить. С одной стороны, этот термин можно отнести к формам энергии, которые не приводят к увеличению углеродного следа человечества. Поэтому он может включать ядерные объекты, гидроэлектростанции и даже природный газ и «чистый уголь».

С другой стороны, этот термин также используется для обозначения того, что в настоящее время считается нетрадиционными методами энергетики — энергии солнца, ветра, геотермальной энергии, биомассы и других недавних дополнений. Такого рода классификация исключает такие методы добычи энергии, как гидроэлектростанции, которые существуют больше сотни лет и представляют собой довольно распространенное явление в некоторых регионах мира.

Во всех случаях, однако, этот термин используется для обозначения видов энергии, которые придут на смену ископаемому топливу и углю в качестве преобладающей формы производства энергии в ближайшее десятилетие.

Виды альтернативных источников энергии

Строго говоря, существует много видов альтернативной энергии. Опять же, здесь определения заходят в тупик, потому что в прошлом «альтернативной энергетикой» называли методы, использование которых не считали основным или разумным. Но если взять определение в широком смысле, в него войдут некоторые или все эти пункты:

Гидроэлектроэнергия. Это энергия, вырабатываемая гидроэлектрическими плотинами, когда падающая и текущая вода (в реках, каналах, водопадах) проходит через устройство, вращающее турбины и вырабатывающее электричество.

Ядерная энергия. Энергия, которая производится в процессе реакций замедленного деления. Урановые стержни или другие радиоактивные элементы нагревают воду, превращая ее в пар, а пар крутит турбины, вырабатывая электричество.

Солнечная энергия. Энергия, которая получается напрямую от Солнца; фотовольтаические ячейки (обычно состоящие из кремниевой подложки, выстроенные в крупные массивы) преобразуют лучи солнца напрямую в электрическую энергию. В некоторых случаях и тепло, производимое солнечным светом, используется для производства электричества, это известно как солнечная тепловая энергия.

Геотермальная энергия. Эту энергию вырабатывает тепло и пар, производимые геологической активностью в земной коре. В большинстве случаев в грунт над геологически активными зонами помещаются трубы, пропускающие пар через турбины, таким образом вырабатывая электричество.

Энергия приливов. Приливное течение у береговых линий тоже может использоваться для выработки электричества. Ежедневное изменение приливов и отливов заставляет воду протекать через турбины назад и вперед. Вырабатывается электроэнергия, которая передается на береговые электростанции.

Биомасса. Это относится к топливу, которое получают из растений и биологических источников — этанола, глюкозы, водорослей, грибов, бактерий. Они могли бы заменить бензин в качестве источника топлива.

Водород. Энергия, получаемая из процессов, включающих газообразный водород. Сюда входят каталитические преобразователи, при которых молекулы воды разбиваются на части и воссоединяются в процессе электролиза; водородные топливные элементы, в которых газ используется для питания двигателя внутреннего сгорания или для вращения турбины с подогревом; или ядерный синтез, при котором атомы водорода сливаются в контролируемых условиях, высвобождая невероятное количество энергии.

Альтернативные и возобновляемые источники энергии

Во многих случаях альтернативные источники энергии также являются возобновляемыми. Тем не менее эти термины не полностью взаимозаменяемы, поскольку многие формы альтернативных источников энергии полагаются на ограниченный ресурс. К примеру, ядерная энергетика опирается на уран или другие тяжелые элементы, которые необходимо сперва добыть.

В настоящее время альтернативная энергетика все еще переживает свою юность. Но эта картина быстро меняется под влиянием процессов политического давления, всемирных экологических катастроф (засух, голода, наводнений) и улучшений в технологиях возобновляемых энергий.

Например, по состоянию на 2015 год, энергетические потребности мира по-прежнему преимущественно обеспечивались углем (41,3%) и природным газом (21,7%). Гидроэлектростанции и атомная энергетика составили 16,3% и 10,6% соответственно, в то время как «возобновляемые источники энергии» (энергии солнца, ветра, биомассы и пр.) — всего 5,7%.

Это сильно изменилось с 2013 года, когда мировое потребление нефти, угля и природного газа составило 31,1%, 28,9% и 21,4% соответственно. Ядерная и гидроэлектроэнергия составляли 4,8% и 2,45%, а возобновляемые источники — всего 1,2%.

Кроме того, наблюдалось увеличение числа международных соглашений относительно обуздания использования ископаемого топлива и развития альтернативных источников энергии. Например, Директиву о возобновляемой энергии, подписанную Евросоюзом в 2009 году, которая установила цели по использованию возобновляемой энергии для всех стран-участниц к 2020 году.

Некоторые страны стали лидерами в области развития альтернативной энергетики. Например, в Дании энергия ветра обеспечивает до 140% потребностей страны в электроэнергии; излишки поставляются в соседние страны, Германию и Швецию.

Исландия, благодаря своему расположению в Северной Атлантике и ее активным вулканам, достигла 100% зависимости от возобновляемых источников энергии уже в 2012 году за счет сочетания гидроэнергетики и геотермальной энергии. В 2016 году Германия приняла политику поэтапного отказа от зависимости от нефти и ядерной энергетики.

Долгосрочные перспективы альтернативной энергетики являются чрезвычайно позитивными. Согласно отчету 2014 году Международного энергетического агентства (МЭА), на фотовольтаическую солнечную энергию и солнечную тепловую энергию будет приходиться 27% мирового спроса к 2050 году, что сделает ее крупнейшим источником энергии. Возможно, благодаря достижениям в области синтеза, ископаемые источники топлива будут безнадежно устаревшими уже к 2050 году.

Читать еще:  Когда выкапывать луковицы гладиолусов осенью и где хранить их до весны
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector