8 atsinaujinantys energijos šaltiniai, galintys pakeisti naftą ir dujas

1. saulės energija

Kalbant apie atsinaujinančius šaltinius, visų pirma visi prisimena saulės energiją ir jos konvertavimui skirtas plokštes. Egzistuoti dviejų tipų tokie generatoriai – fotovoltiniai ir koncentruoti.

Pirmieji veikia taip: kai akumuliatoriuje esantis laidininkas ar puslaidininkis įkaista dėl saulės sugerties spinduliuotės, susidaro potencialų skirtumas tarp šalto ir šilto regionų, o elektrinis srovė.

Koncentruoto tipo generatoriai surenka šviesą, ji šildo skystį, jis virsta garais ir sukasi turbinas generuoja elektrą. Tokių plokščių veikimo principas yra palankus tuo, kad leidžia kaupti šilumą, o tai reiškia, kad naktį jos išlieka ribotai efektyvios.

Be elektros energijos gamybos, saulės šviesa taip pat gali taikyti skysčiams tiesiogiai šildyti – pavyzdžiui, baseinuose ir dušuose. Didelis bakas, esantis ant ekologiško namo stogo, sutaupys daug elektros energijos.

2. biokuro

Biomasė yra medžiaga, gaunama iš gyvų organizmų, dažniausiai augalų arba dumblių. Jie gyvena iš saulės energijos ir vandens, dauginasi efektyviai ir yra paklusnūs.

Dažniausiai šaltinis biomasė šiuo metu yra mediena, tai yra nudžiūvę medžiai, šakos ir kelmai, lentų atraižos, medienos drožlės ir kitos gamybos atliekos. Taip pat pasėliai - soros, kanapės, kukurūzai, sojos pupelės, miskantai, sorgai, cukranendrės, bambukai. Be to, puikus biomasės šaltinis gali tapti dumblių, nes jie auga labai greitai.

Iš viso to galite gauti etanolio, butanolio, vandenilio, metano dujų, sintetinių dujų, biodyzelino ir kt.

Energijos, pagamintos iš biomasės, pranašumas yra efektyvus atliekų šalinimas. Iš visko, ko žmonės negali ar neturi laiko valgyti, galite gauti kuro. Jau dabar jo gamyba yra gera nustatyta JAV ir Brazilijoje, taip pat Pietryčių Azijoje.

Tiesa, perėjimas prie biokuro klimato atšilimo problemos neišsprendžia, nes jį vis tiek tenka deginti, kaip ir Alyva ir dujos. Bet bent jau auga savaime ir nesibaigia kaip mineralai.

3. vandenyno energija

Vandenyno bangos, potvyniai ir srovės sukuria didžiulę kinetinės energijos atsargą - net gaila, kad tiek daug gėrio iššvaistoma. Tačiau iš tikrųjų kai kurios šalys jau išmoko iš viso to pasinaudoti - Pavyzdžiui, JK pastatė didžiausią pasaulyje bangų generatorių Oyster.

Tokių prietaisų veikimo principas yra toks: bangos judėti plūdės, kurios varo stūmoklinį siurblį. Jis savo ruožtu per vamzdį varo jūros vandenį į krantą, kur suka hidroelektrinio generatoriaus rotorių.

Be pakrantės potvynių ir atoslūgių elektrinių, yra ir povandeninių modifikacijų projektų. Jie veiks kaip paprastas vėjo malūnas: ant jūros dugno pritvirtintas didžiulis malūnas su ašmenimis, galinga srovė sukasi veleną generatoriuje.

Be banalaus potvynių ir srovių kinetinės energijos panaudojimo, yra ekstravagantiškesnis būdas išgauti elektrą iš jūrų.

Faktas yra tas, kad Saulė nuolat kaitina Žemės vandens paviršių – iš tikrųjų vandenynai yra didžiulė baterija. Skaičiuojama, kad jame pagaminamos šilumos net 5 proc teikti pagamintų 10 000 GW elektros energijos.

Tam padės hidroterminės vandenyno elektrinės. dirbti jie tokie: giliai į vandenyno dugną nuleidžiame didžiulį vamzdį, kuris iš ten pasiims vandenį. Įėjus į šilumokaičius su šiltu skysčiu šalia paviršiaus vandenynas sumažinto slėgio sąlygomis šaltas vanduo pradeda virti ne 100 ° C temperatūroje, kaip įprasta, o tik 27 ° C temperatūroje. Susidaro šalti garai, jie suka turbinas, ir mes gauname elektrą.

Šiuo metu tokie eksperimentiniai įrenginiai esančios Japonijoje ir Havajuose.

4. vėjo energija

Malūnai buvo išrasti bent 700–900 mūsų eros metais Persijoje ir yra žinomi visiems gavo viduramžių Europoje. Beveik 600 metų ten buvo vėjas pagrindinis energijos šaltinis, kol žmonija masiškai neperėjo prie anglies ir garo variklių.

Pirmasis vėjo jėgainių parkas išrado 1887 m. liepos mėn. profesorius Jamesas Blythas iš Andersono koledžo Glazge. Tačiau vietiniai gyventojai atsisakė ja naudotis, laikydami elektrą „šėtono išradimu“.

Vėliau profesorius pastatė dar vieną turbiną, maitindamas iš jos vietinį pamišėlių prieglobstį.

Dabar vėjo energija vėl populiarėja. Ji naudojamas pusėje pasaulio šalių. Danija pvz. gauna jos dėka suvartota 56% elektros energijos, Urugvajus - 40%, Lietuva - 36%, Airija - 35%, Didžioji Britanija - 24%. Vėjo malūnai taip pat plačiai naudojami JAV, Kinijoje, Portugalijoje, Vokietijoje, Ispanijoje, Lotynų Amerikoje ir Afrikoje.

Vėjo malūnai yra geri, nes leidžia sukurti elektrą iš oro ten, kur traukti laidus nepraktiška. Be to, jie dirbti efektyvesnis naktį ir žiemą, kai saulės baterijos, atvirkščiai, praranda galią. Taigi šie du energijos šaltiniai vienas kitą papildo.

Taip, vėjo malūnai turi ir trūkumų: jų mentės kartais nukrenta paukščiai skrendant, o atramos dreba taip, kad kirminai išlįstų iš žemės. Tačiau Singapūro nacionalinio universiteto mokslininkai vyko palyginimą ir padarė išvadą, kad šie generatoriai yra atsakingi už neproporcingai mažesnį paukščių mirčių skaičių nei iškastinio kuro gamyklos.

5. Statinė vandens garų elektra

Egzotiškas naujas būdas gaminti elektrą rasta Tel Avivo universiteto mokslininkai 2020 m. Visi žinome, kad žaibas trenkia per perkūniją. Jie susidaro, kai skirtingo tankio vandens garų dalelės – nuo ​​mažyčių lašelių iki ledo lyčių – susiduria viena su kita ir elektrifikuoja jas supančią aplinką.

Mokslininkai kartojo šį procesą laboratorijoje ir nustatė, kad jei oro drėgnumas yra didesnis nei 60%, tai tarp dalelių jau gali atsirasti statinė elektra. Ir jei pastatysite pakankamai aukštus metalinius stulpus, jie tiesiogine prasme gali pasikrauti iš ore esančių vandens garų. Dėl to iš jų galima ištraukti laidus ir aprūpinti infrastruktūrą.

Žinoma, vargu ar galite apšviesti didmiestį elektra iš vandens garų. Tačiau tai labai perspektyvus būdas gauti pigios energijos besivystančioms atogrąžų šalims, kuriose yra didelė drėgmė.

6. geotermine energija

Mokslininkai tai apskaičiavo atvėsta 1°C Žemės šerdies išskirs 10 000 kartų daugiau energijos, nei yra visame žinomame iškastiniame kure. Ir vieną sekundę jis pašildomas iki 6000 ° C ir per milijardą metų atšąla 300–500 ° C.

Tai yra, tai tiesiog neįtikėtinos energijos atsargos! Saulė pavirs raudonuoju milžinu, kol nespėsime išnaudoti žemės šerdies potencialo.

Geoterminės versmės dabar maitinti elektrinių Islandijoje, Naujojoje Zelandijoje, Italijoje, Prancūzijoje, Lietuvoje, Meksikoje, Nikaragvoje, Kosta Rikoje, Filipinuose, Indonezijoje, Kinijoje, Kenijoje ir Japonijoje.

Tik nedidelė planetos geoterminių išteklių dalis yra eksploatuojama komerciniais tikslais – dažniausiai tokios stotys yra ties tektoninių plokščių ribomis. Bet jei uždėsite ant upelio gręžimo šulinius iki mantijos planetos, energijos bus galima pasisemti tiesiog iš požemio bet kur.

Tikrai toks projektas egzistuoja tik teoriškai. Iškasame šulinį iki Žemės mantijos, užpildome jį hidraulinio ardymo skysčiu ir gauname dirbtinį karštą vandeningąjį sluoksnį. O tada ant viršaus dedame turbinas ir gaminame elektrą.

Vienintelis, bet: reikia tikrai didžiulė skylė – apie 10 kilometrų gylio.

7. dirbtinė fotosintezė

Fotosintezė yra augalų ląstelėse vykstantis procesas, kurio metu vanduo ir anglies dioksidas, veikiami saulės spindulių, virsta deguonimi ir gliukoze. Tai tiesiog kartoti tai galima padaryti laboratorinėmis sąlygomis be augalų pagalbos.

Jungtinių Valstijų, Švedijos ir Japonijos mokslininkai kuria komerciškai perspektyvius dirbtinės fotosintezės metodus, kurie leisti iš anglies dioksido ir vandens sukuriamas kuras, dervos, plastikai ir pluoštai. O jei tyrimai bus sėkmingi, kurą ir statybines medžiagas galėsime pasigaminti tiesiogine prasme iš oro.

Be to, nebūtina visiškai atsisakyti augalų ir vandens organizmų dalyvavimo procese. Pavyzdžiui, veisti fotosintetinius melsvadumblius, o paskui distiliuoti jų panaudojimas bioplastikams ir biokurams taip pat yra perspektyvus pasirinkimas.

8. Žemės infraraudonoji šiluminė spinduliuotė

Saulės spinduliai patenka į dalį planetos ir šildo paviršių bei atmosferą. Kita Žemės pusė šiuo metu, atvirkščiai, per dieną sukauptą energiją išskiria infraraudonosios šiluminės spinduliuotės pavidalu. Planeta pagamina 10¹⁷ vatų šilumos, ir visas šis turtas beprasmiškai išsklaido kosmosas.

Australijos inžinieriai išrado prietaisas, vadinamas termoradiaciniu diodu, kuris generuoja energiją ne kaitinamas, o vėsinamas. O jei sukursite gana didelį jo modelį, kuris dieną kaups šilumą, o naktį atiduos, gausite kažką panašaus į saulės bateriją, kuri veikia visą parą.

Ir jeigu padaryti fotoelementai, fiksuojantys infraraudonąją šviesą (tokie jau yra naktinio matymo įrenginiuose), ir naudokite juos planetos šiluminei spinduliuotei sugerti, gausite vadinamąjį kolektorių emisijos energija. Ir tai leis jums gaminti elektrą naktį tiesiog iš oro.

plokštės, gaudymas planetos paviršiaus šiluminė spinduliuotė naktį ir išsklaidyta ultravioletinė saulės šviesa dieną, galite apims visus daugiaaukščius pastatus didmiesčiuose ir gaus gerą papildomą šaltinį elektros.

Be to, tokie emisijos energijos rinktuvai, kai nereikia, galėtų būti transformuoti pasyviųjų bokštuose radiacija aušinimas (PDRC) – jie efektyviau atiduotų šilumą į kosmosą nei planetos paviršius. Tai padėtų išgelbėti Žemę nuo globalinio atšilimo.