8 obnoviteľných zdrojov energie, ktoré by mohli nahradiť ropu a plyn

1. solárna energia

Pri obnoviteľných zdrojoch si v prvom rade každý spomenie na solárnu energiu a panely na jej premenu. Existovať dva typy takýchto generátorov - fotovoltaický a koncentrovaný typ.

Prvé fungujú takto: keď sa vodič alebo polovodič v batérii zahrieva v dôsledku absorpcie slnečného žiarenia žiarením vzniká potenciálny rozdiel medzi studenými a teplými oblasťami a elektr prúd.

Generátory koncentrovaného typu zbierajú svetlo, ohrieva kvapalinu, mení sa na paru a pomocou rotujúcich turbín vyrába elektrinu. Princíp fungovania takýchto panelov sa priaznivo porovnáva v tom, že umožňuje akumulovať teplo, čo znamená, že v noci zostávajú obmedzene účinné.

Okrem výroby elektriny dokáže aj slnečné svetlo uplatniť na priamy ohrev kvapalín - napríklad v bazénoch a sprchách. Veľká nádrž umiestnená na streche ekologického domu ušetrí veľa elektriny.

2. biopalivo

Biomasa je materiál získaný zo živých organizmov, najčastejšie rastlín alebo rias. Žijú zo slnečnej energie a vody, efektívne sa množia a majú učenlivú povahu.

Najčastejšie zdroj biomasou je v súčasnosti drevo, teda odumreté stromy, konáre a pne, odrezky dosiek, drevná štiepka a iný odpad z výroby. A tiež plodiny – proso, konope, kukurica, sója, miscanthus, cirok, cukrová trstina, bambus. Okrem toho môže byť vynikajúcim zdrojom biomasy stať sa riasy, pretože rastú veľmi rýchlo.

Z toho všetkého môžete získať etanol, butanol, vodík, metánový plyn, syntézny plyn, bionaftu a ďalšie.

Výhodou energetiky, postavenej na biomase, je efektívna likvidácia odpadu. Zo všetkého, čo ľudia nemôžu alebo nemajú čas jesť, môžete získať palivo. Už teraz je jeho produkcia dobrá založená v Spojených štátoch a Brazílii, ako aj v juhovýchodnej Ázii.

Pravda, prechod na biopalivá nerieši problém globálneho otepľovania, pretože ho treba stále spaľovať, tak ako oleja a plyn. Ale aspoň rastie sama a nedochádza ako minerály.

3. oceánska energia

Vlny oceánu, príliv a odliv a prúdy vytvárajú obrovskú zásobu kinetickej energie – je dokonca škoda, že toľko dobra sa premrhá. Ale v skutočnosti sa niektoré krajiny už naučili ťažiť z toho všetkého - Napríklad, vo Veľkej Británii postavili najväčší generátor vĺn na svete Oyster.

Princíp fungovania takýchto zariadení je nasledovný: vlny pohybovať sa plaváky, tie poháňajú piestové čerpadlo. Ten zasa poháňa morskú vodu potrubím na breh, kde roztáča rotor hydroelektrického generátora.

Okrem pobrežných prílivových elektrární existujú projekty na úpravy pod vodou. Budú fungovať ako obyčajný veterný mlyn: na morskom dne je pripevnený obrovský mlyn s lopatkami, silný prúd otáča hriadeľ v generátore.

Okrem banálneho využitia kinetickej energie prílivu a odlivu a odlivu a odlivu existuje aj extravagantnejší spôsob získavania elektriny z morí.

Faktom je, že Slnko neustále ohrieva vodný povrch Zeme - v skutočnosti sú oceány obrovskou batériou. Odhaduje sa, že aj 5 % tepla, ktoré vyprodukuje poskytnúť výrobu 10 000 GW elektriny.

V tomto pomôžu hydrotermálne oceánske elektrárne. práca sú takéto: spustíme obrovské potrubie hlboko na dno oceánu, ktoré odtiaľ odoberie vodu. Po vstupe do výmenníkov tepla s teplou kvapalinou blízko povrchu oceán za podmienok zníženého tlaku studená voda začne vrieť nie pri 100 ° C, ako obvykle, ale iba pri 27 ° C. Vzniká studená para, tá roztáča turbíny a získavame elektrinu.

V súčasnosti takéto experimentálne zariadenia Nachádza v Japonsku a na Havaji.

4. veterná energia

Mlyny boli vynájdené najmenej v rokoch 700-900 nášho letopočtu v Perzii a sú známe každému dostal v stredovekej Európe. Vietor je tam už takmer 600 rokov Hlavná zdroj energie, kým ľudstvo masívne neprešlo na uhlie a parné stroje.

Vôbec prvá veterná elektráreň vynájdený v júli 1887 profesorom Jamesom Blythom z Anderson College v Glasgowe. Miestni obyvatelia ju však odmietli používať, pretože elektrinu považovali za „výmysel Satana“.

Neskôr profesor postavil ďalšiu turbínu, napájajúcu z nej miestny blázinec.

Teraz sa veterná energia opäť stáva populárnou. Ona použité v polovici krajín sveta. Dánsko napr. prijíma vďaka nej 56 % spotrebovanej elektriny, Uruguaj – 40 %, Litva – 36 %, Írsko – 35 %, Veľká Británia – 24 %. Veterné mlyny sú široko používané aj v USA, Číne, Portugalsku, Nemecku, Španielsku, Latinskej Amerike a Afrike.

Veterné mlyny sú dobré, pretože umožňujú vytvárať elektrinu zo vzduchu tam, kde je nepraktické ťahať drôty. Okrem toho oni práca efektívnejšie v noci a v zime, keď solárne panely naopak strácajú výkon. Takže tieto dva zdroje energie sa navzájom dopĺňajú.

Áno, veterné mlyny majú aj určité nevýhody: ich lopatky niekedy zrazia vtákov za letu a podpery sa trasú tak, že červy vyliezajú zo zeme. Avšak, vedci z Národnej univerzity v Singapure držané porovnanie a dospel k záveru, že tieto generátory sú zodpovedné za nepomerne nižší počet úmrtí vtákov ako elektrárne na fosílne palivá.

5. Statická elektrina vodnej pary

Exotický nový spôsob výroby elektriny nájdené v roku 2020 vedcami z Tel Avivskej univerzity. Všetci vieme, že počas búrky udierajú blesky. Vznikajú vtedy, keď sa častice vodnej pary rôznych hustôt – od drobných kvapôčok až po ľadové kryhy – navzájom zrážajú a elektrizujú prostredie okolo nich.

Vedci opakované tento proces v laboratóriu a zistili, že ak je vlhkosť vzduchu viac ako 60 %, tak medzi časticami už môže vzniknúť statická elektrina. A ak postavíte dostatočne vysoké kovové stĺpy, môžu sa doslova nabíjať z vodnej pary vo vzduchu. Výsledkom je, že z nich možno ťahať káble a napájať infraštruktúru.

Samozrejme, metropolu len ťažko rozsvietite elektrinou z vodnej pary. Ale toto je veľmi sľubný spôsob, ako získať lacnú energiu pre rozvojové tropické krajiny, kde je vysoká vlhkosť vzduchu.

6. geotermálnej energie

Vedci to vypočítali ukľudnenie 1°C zemského jadra uvoľní 10 000-krát viac energie, než je obsiahnuté vo všetkých známych fosílnych palivách. A na sekundu sa zahreje na 6000 °C a za miliardu rokov sa ochladí o 300-500 °C.

To znamená, že sú to jednoducho neuveriteľné zásoby energie! Slnko sa premení na červeného obra skôr, ako stihneme vyčerpať potenciál zemského jadra.

Teraz geotermálne pramene živiť elektrárne na Islande, Novom Zélande, Taliansku, Francúzsku, Litve, Mexiku, Nikarague, Kostarike, Filipínach, Indonézii, Číne, Keni a Japonsku.

Len malá časť geotermálnych zdrojov planéty sa využíva na komerčné účely - najčastejšie sa takéto stanice nachádzajú na hraniciach tektonických dosiek. Ale ak dáte na prúd vŕtanie studní do plášťa planét, bude možné čerpať energiu jednoducho z podzemia vôbec kdekoľvek.

Naozaj, takýto projekt existuje len teoreticky. Vykopeme studňu k zemskému plášti, naplníme ju kvapalinou na hydraulické štiepenie a získame umelú horúcu vodonosnú vrstvu. A potom dáme turbíny na vrch a vyrábame elektrinu.

Jediné ale: potrebu naozaj obrovská diera - hlboká asi 10 kilometrov.

7. umelá fotosyntéza

Fotosyntéza je proces, ktorý prebieha v rastlinných bunkách, počas ktorého sa voda a oxid uhličitý pod vplyvom slnečného žiarenia premieňajú na kyslík a glukózu. To je len tak opakovať dá sa to robiť v laboratórnych podmienkach bez pomoci rastlín.

Vedci v Spojených štátoch, Švédsku a Japonsku vyvíjajú komerčne životaschopné metódy umelej fotosyntézy povoliť z oxidu uhličitého a vody na výrobu paliva, živíc, plastov a vlákien. A ak bude výskum úspešný, budeme môcť vyrábať palivo a stavebné materiály doslova zo vzduchu.

Okrem toho nie je potrebné úplne odmietnuť účasť rastlín a vodných organizmov v procese. Napríklad na chov fotosyntetických modrozelených rias a potom destilovať ich na bioplasty a biopalivá je tiež životaschopnou možnosťou.

8. Infračervené tepelné žiarenie Zeme

Slnečné lúče dopadajú na časť planéty a ohrievajú povrch a atmosféru. Druhá strana Zeme v tomto čase naopak vydáva energiu nahromadenú počas dňa vo forme infračerveného tepelného žiarenia. Planéta produkuje 10¹⁷ wattov tepla a všetko toto bohatstvo sa nezmyselne rozptýli do vonkajší priestor.

Austrálski inžinieri vynájdený zariadenie nazývané termoradiačná dióda, ktorá generuje energiu nie pri zahrievaní, ale pri chladení. A ak z toho vytvoríte pomerne veľký model, ktorý bude cez deň akumulovať teplo a v noci ho vydávať, dostanete niečo ako solárnu batériu, ktorá funguje nonstop.

A keď urobiť fotobunky, ktoré zachytávajú infračervené svetlo (tie sú už v prístrojoch nočného videnia), a pomocou nich absorbujete tepelné žiarenie planéty, získate takzvaný kolektor emisnej energie. A umožní vám vyrábať elektrinu v noci len tak zo vzduchu.

panely, zachytávanie tepelné žiarenie povrchu planéty v noci a rozptýlené ultrafialové slnečné svetlo počas dňa, môžete pokryje všetky výškové budovy v metropolitných oblastiach a získa dobrý dodatočný zdroj elektriny.

Okrem toho by takéto zberače energie emisií, keď nie sú potrebné, mohli byť transformovať vo vežiach pasívneho žiarenia chladenie (PDRC) – odovzdávali by teplo do vesmíru efektívnejšie ako povrch planéty. To by pomohlo zachrániť Zem pred globálnym otepľovaním.