8 atjaunojamie enerģijas avoti, kas varētu aizstāt naftu un gāzi
Literārs Mistrojums / / April 26, 2023
Ir pienācis laiks beidzot rūpēties par planētu un samazināt mūsu oglekļa pēdas nospiedumu.
1. saules enerģija
Runājot par atjaunojamiem avotiem, pirmkārt, visi atceras saules enerģiju un paneļus tās pārveidei. Pastāv divu veidu šādi ģeneratori - fotoelementu un koncentrēta tipa.
Pirmie darbojas šādi: kad akumulatorā esošais vadītājs vai pusvadītājs uzsilst saules enerģijas absorbcijas dēļ starojums, tiek radīta potenciālu starpība starp aukstajiem un siltajiem reģioniem un elektrisko strāva.
Koncentrēta tipa ģeneratori savāc gaismu, tas uzsilda šķidrumu, tas pārvēršas tvaikā un ģenerē elektrību, rotējot turbīnas. Šādu paneļu darbības princips ir labvēlīgs ar to, ka tas ļauj uzkrāt siltumu, kas nozīmē, ka naktī tie paliek ierobežoti efektīvi.
Papildus elektroenerģijas ražošanai var arī saules gaisma pieteikties tieši šķidrumu sildīšanai - piemēram, peldbaseinos un dušās. Liela tvertne, kas atrodas uz videi draudzīgas mājas jumta, ievērojami ietaupīs elektrību.
2. biodegviela
Biomasa ir materiāls, kas iegūts no dzīviem organismiem, visbiežāk no augiem vai aļģēm. Viņi dzīvo no saules enerģijas un ūdens, efektīvi vairojas un tiem ir paklausīgs raksturs.
Visbiežāk avots biomasa šobrīd ir koksne, tas ir, nokaltuši koki, zari un celmi, dēļu atgriezumi, šķelda un citi ražošanas atkritumi. Un arī kultūras - prosa, kaņepes, kukurūza, sojas pupas, miskanti, sorgo, cukurniedres, bambuss. Turklāt lielisks biomasas avots var kļūt aļģes, jo tās aug ļoti ātri.
No tā visa jūs varat iegūt etanolu, butanolu, ūdeņradi, metāna gāzi, sintēzi, biodīzeļdegvielu un daudz ko citu.
Enerģijas priekšrocība, kas balstīta uz biomasu, ir efektīva atkritumu apglabāšana. No visa, ko cilvēki nevar vai nav laika ēst, var dabūt degvielu. Jau tagad tā produkcija ir laba izveidota ASV un Brazīlijā, kā arī Dienvidaustrumāzijā.
Tiesa, pāreja uz biodegvielu neatrisina globālās sasilšanas problēmu, jo tā joprojām ir jādedzina, tāpat kā eļļa un gāzi. Bet tas vismaz aug pats un neizsīkst kā minerāli.
3. okeāna enerģija
Okeāna viļņi, plūdmaiņas un straumes rada milzīgu kinētiskās enerģijas krājumu - pat žēl, ka tik daudz labuma tiek izniekota. Bet patiesībā dažas valstis jau ir iemācījušies gūt labumu no šī visa - Piemēram, Apvienotajā Karalistē uzbūvēja pasaulē lielāko viļņu ģeneratoru Oyster.
Šādu ierīču darbības princips ir šāds: viļņi kustēties pludiņi, tie virza virzuļsūkni. Viņš savukārt pa cauruli dzen jūras ūdeni krastā, kur tas griež hidroelektrostacijas ģeneratora rotoru.
Papildus piekrastes plūdmaiņu spēkstacijām ir arī zemūdens modifikāciju projekti. Tās darbosies kā parastas vējdzirnavas: jūras dibenā ir nostiprinātas milzīgas dzirnavas ar asmeņiem, spēcīga straume griež vārpstu ģeneratorā.
Papildus banālai plūdmaiņu un straumju kinētiskās enerģijas izmantošanai ir arī ekstravagantāks veids, kā iegūt elektroenerģiju no jūrām.
Fakts ir tāds, ka Saule pastāvīgi silda Zemes ūdens virsmu - patiesībā okeāni ir milzīgs akumulators. Tiek lēsts, ka pat 5% no tā saražotā siltuma nodrošināt 10 000 GW elektroenerģijas.
Tam palīdzēs okeāna hidrotermālās spēkstacijas. strādāt tie ir šādi: dziļi okeāna dibenā nolaižam milzīgu cauruli, kas ņems no turienes ūdeni. Pēc iekļūšanas siltummaiņos ar siltu šķidrumu virsmas tuvumā okeāns pazemināta spiediena apstākļos auksts ūdens sāk vārīties nevis 100 ° C temperatūrā, kā parasti, bet tikai 27 ° C temperatūrā. Veidojas aukstais tvaiks, tas rotē turbīnas, un mēs iegūstam elektrību.
Pašlaik šādas eksperimentālās iekārtas atrodas Japānā un Havaju salās.
4. Vēja enerģija
Dzirnavas tika izgudrotas vismaz mūsu ēras 700.–900. gadā Persijā, un tās ir pazīstamas visiem ieguva viduslaiku Eiropā. Gandrīz 600 gadus tur ir bijis vējš galvenais enerģijas avots, līdz cilvēce masveidā pārgāja uz ogļu un tvaika dzinējiem.
Pirmais vēja parks izgudrots 1887. gada jūlijā profesors Džeimss Blaits no Andersona koledžas Glāzgovā. Taču vietējie iedzīvotāji atteicās to izmantot, uzskatot, ka elektrība ir "sātana izgudrojums".
Vēlāk profesors uzbūvēja vēl vienu turbīnu, no tās darbinot vietējo vājprātīgo patvērumu.
Tagad vēja enerģija atkal kļūst populāra. Viņa lietots pusē pasaules valstu. Dānija, piemēram, saņem pateicoties tai, 56% no patērētās elektroenerģijas, Urugvaja - 40%, Lietuva - 36%, Īrija - 35%, Lielbritānija - 24%. Vējdzirnavas plaši izmanto arī ASV, Ķīnā, Portugālē, Vācijā, Spānijā, Latīņamerikā un Āfrikā.
Vējdzirnavas ir labas, jo tās ļauj no gaisa radīt elektrību tur, kur nav praktiski vilkt vadus. Turklāt viņi strādāt efektīvāka naktī un ziemā, kad saules paneļi, gluži pretēji, zaudē jaudu. Tātad šie divi enerģijas avoti viens otru papildina.
Jā, vējdzirnavām ir arī daži trūkumi: to asmeņi dažreiz notriecas putni lidojumā, un balsti trīc tā, ka tārpi rāpjas ārā no zemes. Tomēr Singapūras Nacionālās universitātes pētnieki notika salīdzinājumu un secināja, ka šie ģeneratori ir atbildīgi par neproporcionāli mazāku putnu nāves gadījumu skaitu nekā fosilā kurināmā ražotnes.
5. Ūdens tvaiku statiskā elektrība
Eksotisks jauns elektroenerģijas ražošanas veids atrasts 2020. gadā Telavivas Universitātes zinātnieki. Mēs visi zinām, ka pērkona negaisa laikā iesper zibens. Tie rodas, ja dažāda blīvuma ūdens tvaiku daļiņas - no sīkiem pilieniem līdz ledus gabaliem - saduras savā starpā un elektrizē vidi ap tām.
Zinātnieki atkārtoja šo procesu laboratorijā un konstatēja, ka, ja gaisa mitrums ir lielāks par 60%, tad starp daļiņām jau var rasties statiskā elektrība. Un, ja jūs uzbūvējat pietiekami augstus metāla stabus, tie var burtiski uzlādēties no gaisā esošajiem ūdens tvaikiem. Rezultātā no tiem var izvilkt vadus un nodrošināt infrastruktūru.
Protams, diez vai jūs varat apgaismot metropoli ar elektrību no ūdens tvaikiem. Bet tas ir ļoti daudzsološs veids, kā iegūt lētu enerģiju jaunattīstības tropu valstīm, kur ir augsts mitrums.
6. geotermāla enerģija
Zinātnieki to ir aprēķinājuši atdziest 1°C no Zemes kodola izdalīs 10 000 reižu vairāk enerģijas, nekā ir visās zināmajās fosilā kurināmā. Un tas uz sekundi tiek uzkarsēts līdz 6000 ° C un miljarda gadu laikā atdziest par 300–500 ° C.
Tas ir, tās ir vienkārši neticamas enerģijas rezerves! Saule pārvērtīsies par sarkanu milzi, pirms mums būs laiks izsmelt zemes kodola potenciālu.
Ģeotermālie avoti tagad barot elektrostacijas Islandē, Jaunzēlandē, Itālijā, Francijā, Lietuvā, Meksikā, Nikaragvā, Kostarikā, Filipīnās, Indonēzijā, Ķīnā, Kenijā un Japānā.
Komerciālos nolūkos tiek izmantota tikai neliela daļa planētas ģeotermālo resursu – visbiežāk šādas stacijas atrodas tektonisko plātņu robežās. Bet, ja jūs uzliekat uz straumes urbšanas akas līdz mantijai planētas, būs iespējams smelt enerģiju vienkārši no pazemes jebkur.
Patiešām, šāds projekts pastāv tikai teorētiski. Izrok aku līdz Zemes apvalkam, piepildām to ar hidraulisko sašķelšanas šķidrumu un iegūstam mākslīgu karstu ūdens nesējslāni. Un tad liekam virsū turbīnas un taisām elektrību.
Vienīgais, bet: nepieciešams tiešām milzīga bedre – apmēram 10 kilometrus dziļa.
7. mākslīgā fotosintēze
Fotosintēze ir process, kas notiek augu šūnās, kura laikā ūdens un oglekļa dioksīds saules gaismas ietekmē pārvēršas skābeklī un glikozē. Tas ir tikai atkārtojiet to var izdarīt laboratorijas apstākļos bez augu palīdzības.
Zinātnieki ASV, Zviedrijā un Japānā izstrādā komerciāli dzīvotspējīgas mākslīgās fotosintēzes metodes, kas Atļaut no oglekļa dioksīda un ūdens, lai radītu degvielu, sveķus, plastmasu un šķiedras. Un, ja pētījums būs veiksmīgs, mēs varēsim izgatavot degvielu un būvmateriālus burtiski no zila gaisa.
Turklāt nav nepieciešams pilnībā atteikties no augu un ūdens organismu līdzdalības procesā. Piemēram, lai audzētu fotosintētiskās zilaļģes, un pēc tam destilēt dzīvotspējīgs risinājums ir arī to izmantošana bioplastmasā un biodegvielā.
8. Zemes infrasarkanais termiskais starojums
Saules stari krīt uz daļu planētas un silda virsmu un atmosfēru. Zemes otra puse šajā laikā, gluži pretēji, izdala dienā uzkrāto enerģiju infrasarkanā termiskā starojuma veidā. Planēta saražo 10¹⁷ vatus siltuma, un visa šī bagātība tiek bezjēdzīgi izkliedēta kosmosā.
Austrālijas inženieri izgudrots ierīce, ko sauc par termoradiācijas diodi, kas ģenerē enerģiju nevis sildot, bet atdzesējot. Un, ja jūs izveidojat diezgan lielu tā modeli, kas dienā akumulēs siltumu un naktī to izdalīs, jūs iegūstat kaut ko līdzīgu saules baterijai, kas darbojas visu diennakti.
Un ja veidot fotoelementi, kas uztver infrasarkano gaismu (tās jau ir nakts redzamības ierīcēs), un izmantojiet tos planētas termiskā starojuma absorbēšanai, jūs iegūstat tā saukto kolektoru emisijas enerģija. Un tas ļaus jums izveidot elektrību naktī tikai no zila gaisa.
paneļi, notveršanā planētas virsmas termiskais starojums naktī un izkliedēta ultravioletā saules gaisma dienā, jūs varat aptvers visas augstceltnes lielpilsētu teritorijās un iegūs labu papildu avotu elektrība.
Turklāt šādi emisijas enerģijas savācēji, kad tie nav vajadzīgi, varētu būt pārveidot pasīvo torņos starojums dzesēšana (PDRC) - tie izdalītu siltumu kosmosā efektīvāk nekā planētas virsma. Tas palīdzētu glābt Zemi no globālās sasilšanas.
Izlasi arī🧐
- Gaia hipotēze: kāpēc daži zinātnieki uzskata, ka Zeme ir milzīgs organisms, un vai tā ir taisnība
- 3 vienkārši veidi, kā atstāt mazāk sadzīves atkritumu
- Vai ir iespējams novērst sesto masveida izmiršanu un kā to izdarīt – stāsta biologs Ivans Zatevahins