Номер 4, страница 187 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 45. Лампа накаливания. Темы докладов - номер 4, страница 187.

Условие.

4. Будущее электроэнергетики.

Решение.

Будущее электроэнергетики — это сложная, многогранная система, которая будет кардинально отличаться от существующей. Основные тенденции и направления развития можно сгруппировать следующим образом:

1. Переход к возобновляемым источникам энергии (ВИЭ)

Ключевым трендом является глобальный сдвиг от ископаемого топлива к чистым источникам энергии. Это обусловлено экологическими факторами (борьба с изменением климата, снижение выбросов $CO_2$) и экономическими причинами (стремительное удешевление технологий солнечной и ветровой генерации). ВИЭ становятся основой энергобаланса многих стран. Однако их переменный характер выработки (зависимость от солнца и ветра) ставит перед энергетикой новые вызовы, такие как необходимость балансировки системы, развитие сетей и создание мощных систем накопления энергии.

2. Децентрализация и распределенная генерация

На смену модели с несколькими гигантскими электростанциями приходит децентрализованная система, состоящая из множества небольших источников генерации, расположенных близко к потребителю. Это солнечные панели на крышах домов и предприятий, малые ветрогенераторы, когенерационные установки. Потребители энергии превращаются в "просьюмеров" (от англ. producer + consumer), которые могут не только потреблять, но и производить электроэнергию, продавая излишки в общую сеть. Такие системы повышают надежность энергоснабжения и снижают потери в сетях.

3. "Умные" сети (Smart Grids) и цифровизация

Интеграция современных цифровых и коммуникационных технологий в электрические сети – основа энергетики будущего. "Умные сети" позволяют осуществлять сбор и анализ данных о состоянии сети и потреблении в режиме реального времени. Это обеспечивает двустороннюю связь между всеми участниками рынка, позволяет автоматически находить и устранять неисправности, оптимизировать потоки мощности и эффективно интегрировать нестабильные ВИЭ. Ключевые элементы Smart Grids – это "умные" счетчики, датчики, системы управления данными и искусственный интеллект для прогнозирования и управления.

4. Системы накопления энергии (СНЭ)

Развитие ВИЭ невозможно без систем накопления энергии. Они выполняют роль буфера, накапливая энергию в периоды ее избыточного производства (например, в солнечный ветреный день) и отдавая ее в сеть в часы пикового спроса или при отсутствии генерации. Наиболее распространенными становятся литий-ионные аккумуляторы, но также развиваются и другие технологии: проточные батареи, гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), накопители на сжатом воздухе и водородные системы хранения.

5. Развитие атомной и термоядерной энергетики

Атомная энергетика продолжит играть роль важного источника стабильной и безуглеродной базовой мощности. Перспективы связаны с разработкой реакторов нового поколения (в том числе на быстрых нейтронах), которые более безопасны и могут работать в замкнутом топливном цикле. Большие надежды возлагаются на малые модульные реакторы (ММР), которые можно строить быстрее и дешевле. В долгосрочной перспективе (через несколько десятилетий) революцию в энергетике может совершить управляемый термоядерный синтез – практически неисчерпаемый и безопасный источник энергии.

6. Водородная энергетика

Водород рассматривается как универсальный энергоноситель будущего. "Зеленый" водород, получаемый электролизом воды за счет энергии ВИЭ, является абсолютно чистым топливом. Его можно использовать для долгосрочного хранения энергии, в качестве топлива для транспорта (автомобилей, кораблей, самолетов), в промышленности для декарбонизации процессов (например, в металлургии) и для выработки тепла и электричества.

7. Повышение энергоэффективности и управление спросом

Важнейшим элементом будущей энергетики является не только производство чистой энергии, но и ее рациональное использование. Повышение энергоэффективности во всех секторах экономики – от промышленности до бытового потребления – позволяет снизить общую потребность в энергии. Кроме того, с помощью "умных" сетей активно внедряются механизмы управления спросом (Demand Response), когда потребителей экономически стимулируют изменять свои привычки потребления, перенося нагрузку с пиковых часов на время, когда энергия дешевле.

Ответ:

Будущее электроэнергетики определяется переходом к устойчивой, децентрализованной, цифровой и гибкой системе. Ключевыми векторами развития являются массовое внедрение возобновляемых источников энергии, поддерживаемых системами накопления; развитие распределенной генерации с активной ролью потребителей; интеллектуализация сетей (Smart Grids); эволюция атомной энергетики в сторону более безопасных и компактных решений с перспективой освоения термоядерного синтеза; становление водородной экономики; а также приоритет энергоэффективности и гибкого управления спросом на энергию.