8 förnybara energikällor som kan ersätta olja och gas

1. solenergi

När det gäller förnybara källor kommer alla först och främst ihåg solenergi och paneler för dess omvandling. Existera två typer av sådana generatorer - fotovoltaiska och koncentrerade typ.

De förra fungerar så här: när en ledare eller halvledare i ett batteri värms upp på grund av absorption av solenergi strålning skapas en potentialskillnad mellan kalla och varma regioner, och en elektrisk nuvarande.

Generatorer av den koncentrerade typen samlar ljus, det värmer vätskan, det förvandlas till ånga och genererar elektricitet genom roterande turbiner. Funktionsprincipen för sådana paneler jämförs positivt genom att den låter dig ackumulera värme, vilket innebär att de förblir begränsade effektiva på natten.

Förutom att generera elektricitet kan solljus också tillämpa för uppvärmning av vätskor direkt - till exempel i simbassänger och duschar. En stor tank placerad på taket av ett miljövänligt hus kommer att spara mycket på el.

2. biobränsle

Biomassa är material som härrör från levande organismer, oftast växter eller alger. De lever på solenergi och vatten, förökar sig effektivt och har en foglig natur.

Den vanligaste källa biomassa är för närvarande trä, det vill säga döda träd, grenar och stubbar, sticklingar av brädor, flis och annat produktionsavfall. Och även grödor - hirs, hampa, majs, sojabönor, miscanthus, sorghum, sockerrör, bambu. Dessutom en utmärkt källa till biomassa kan bli alger eftersom de växer väldigt snabbt.

Av allt detta kan du få etanol, butanol, väte, metangas, syngas, biodiesel med mera.

Fördelen med energi, byggd på biomassa, är effektiv omhändertagande av avfall. Av allt som folk inte kan eller hinner äta kan man få bränsle. Redan nu är produktionen bra Etablerade i USA och Brasilien, samt i Sydostasien.

Det är sant att byte till biobränslen inte löser problemet med global uppvärmning, eftersom det fortfarande måste förbrännas, precis som olja och gas. Men den växer åtminstone av sig själv och tar inte slut som mineraler.

3. havets energi

Havsvågor, tidvatten och strömmar skapar ett enormt utbud av kinetisk energi - det är till och med synd att så mycket godhet går till spillo. Men i själva verket har vissa länder redan lärt sig att dra nytta av allt detta - Till exempel, i Storbritannien byggde världens största våggenerator Oyster.

Principen för driften av sådana enheter är följande: vågor flytta flyter, de driver kolvpumpen. Han i sin tur driver havsvatten till stranden genom ett rör, där det vrider rotorn på en vattenkraftsgenerator.

Utöver kustnära tidvattenkraftverk finns projekt för undervattensförändringar. De kommer att fungera som en vanlig väderkvarn: en enorm kvarn med blad är fixerad på havsbotten, en kraftig ström vrider axeln i generatorn.

Förutom den banala användningen av den kinetiska energin från tidvatten och strömmar, finns det ett mer extravagant sätt att utvinna elektricitet från haven.

Faktum är att solen ständigt värmer jordens vattenyta - i själva verket är haven ett enormt batteri. Det uppskattas att till och med 5% av värmen den producerar förse produktion av 10 000 GW el.

Hydrotermiska havskraftverk kommer att hjälpa till med detta. arbete de är så här: vi sänker ett enormt rör djupt till havets botten, som tar vatten därifrån. Efter att ha kommit in i värmeväxlare med varm vätska nära ytan hav under förhållanden med reducerat tryck börjar kallt vatten koka inte vid 100 ° C, som vanligt, utan endast vid 27 ° C. Kall ånga bildas, den roterar turbinerna och vi får elektricitet.

För närvarande sådana experimentanläggningar belägen i Japan och Hawaii.

4. vindkraft

Mills uppfanns åtminstone 700-900 AD i Persien, och de är bekanta för alla fick i det medeltida Europa. I nästan 600 år har vinden varit där huvud energikälla tills mänskligheten massivt bytte till kol- och ångmotorer.

Den första vindkraftsparken någonsin uppfunnit i juli 1887 av professor James Blyth från Anderson College, Glasgow. Men lokalbefolkningen vägrade att använda den, eftersom elektriciteten var "en uppfinning av Satan."

Senare byggde professorn ytterligare en turbin som drev den lokala galningsanstalten från den.

Nu börjar vindenergin bli populär igen. Hon Begagnade i hälften av världens länder. Danmark har t.ex. tar emot tack vare det konsumerades 56 % av elen, Uruguay - 40 %, Litauen - 36 %, Irland - 35 %, Storbritannien - 24 %. Väderkvarnar används också i stor utsträckning i USA, Kina, Portugal, Tyskland, Spanien, Latinamerika och Afrika.

Väderkvarnar är bra eftersom de låter dig skapa elektricitet från luften där det är opraktiskt att dra i ledningarna. Dessutom har de arbete effektivare på natten och på vintern, när solpaneler tvärtom tappar ström. Så dessa två energikällor kompletterar varandra.

Ja, väderkvarnar har också några nackdelar: deras blad slår ibland ner fåglar under flykt, och stöden skakar så att maskarna kryper upp ur marken. Men forskare vid National University of Singapore hölls jämförelse och drog slutsatsen att dessa generatorer är ansvariga för ett oproportionerligt lägre antal fågeldöd än fossila bränsleanläggningar.

5. Statisk elektricitet av vattenånga

Ett exotiskt nytt sätt att generera el hittades år 2020 av forskare från Tel Aviv University. Vi vet alla att blixten slår ner under åskväder. De produceras när vattenångpartiklar av olika densitet - från små droppar till isflak - kolliderar med varandra och elektrifierar miljön runt dem.

Forskare upprepas denna process i laboratoriet och fann att om luftfuktigheten är mer än 60%, kan statisk elektricitet redan uppstå mellan partiklarna. Och om du bygger tillräckligt höga metallstolpar kan de bokstavligen laddas från vattenångan i luften. Som ett resultat kan ledningar dras från dem och driva infrastrukturen.

Naturligtvis kan man knappast tända en metropol med el från vattenånga. Men det här är ett mycket lovande sätt att få billig energi till tropiska utvecklingsländer där det är hög luftfuktighet.

6. geotermisk energi

Det har forskare räknat ut kyla ned 1°C av jordens kärna kommer att frigöra 10 000 gånger mer energi än vad som finns i alla kända fossila bränslen. Och det, för en sekund, värms upp till 6 000 ° C och kyls ner med 300-500 ° C på en miljard år.

Det vill säga, det är helt enkelt otroliga energireserver! Solen kommer att förvandlas till en röd jätte innan vi hinner uttömma potentialen i jordens kärna.

Geotermiska källor nu uppföda kraftverk på Island, Nya Zeeland, Italien, Frankrike, Litauen, Mexiko, Nicaragua, Costa Rica, Filippinerna, Indonesien, Kina, Kenya och Japan.

Endast en liten del av planetens geotermiska resurser utnyttjas för kommersiella ändamål - oftast är sådana stationer belägna vid gränserna för tektoniska plattor. Men om du sätter på ström borrbrunnar till manteln planeter, kommer det att vara möjligt att helt enkelt hämta energi från underjorden var som helst överhuvudtaget.

Verkligen ett sådant projekt existerar bara i teorin. Vi gräver en brunn till jordens mantel, fyller den med hydraulisk sprickvätska och får en konstgjord varm akvifer. Och så sätter vi turbiner ovanpå och gör el.

Det enda men: behöver ett riktigt stort hål - cirka 10 kilometer djupt.

7. artificiell fotosyntes

Fotosyntes är den process som sker i växtceller, under vilken vatten och koldioxid omvandlas till syre och glukos under påverkan av solljus. Det är bara upprepa det kan göras i laboratorieförhållanden utan hjälp av växter.

Forskare i USA, Sverige och Japan utvecklar kommersiellt gångbara konstgjorda fotosyntesmetoder som tillåta från koldioxid och vatten för att skapa bränsle, hartser, plaster och fibrer. Och om forskningen blir framgångsrik kommer vi att kunna göra bränsle och byggmaterial bokstavligen ur tomma luften.

Dessutom är det inte nödvändigt att helt vägra deltagande av växter och vattenlevande organismer i processen. Till exempel att föda fram fotosyntetiska blågröna alger, och sedan destillera dem till bioplaster och biobränslen är också ett gångbart alternativ.

8. Infraröd termisk strålning av jorden

Solens strålar faller på en del av planeten och värmer ytan och atmosfären. Den andra sidan av jorden vid denna tid, tvärtom, avger den energi som ackumulerats under dagen i form av infraröd värmestrålning. Planeten producerar 10¹⁷ watt värme, och all denna rikedom försvinner meningslöst i yttre rymden.

australiska ingenjörer uppfunnit en enhet som kallas en termostrålningsdiod som genererar energi inte när den värms upp, utan när den kyls. Och skapar du en ganska stor modell av den, som kommer att samla värme under dagen och avge den på natten, får du något som ett solbatteri som fungerar dygnet runt.

Och om göra fotoceller som fångar infrarött ljus (dessa finns redan i mörkerseende enheter), och använda dem för att absorbera den termiska strålningen från planeten, får du den så kallade kollektorn utsläppsenergi. Och det gör att du kan göra el på natten bara ur tomma luften.

paneler, fångande termisk strålning av planetens yta på natten och spritt ultraviolett solljus under dagen, kan du kommer att täcka alla höghus i storstadsområdena och få en bra tilläggskälla elektricitet.

Dessutom kan sådana emissionsenergisamlare, när de inte behövs, vara omvandla i de passives torn strålning kylning (PDRC) - de skulle avge värme mer effektivt till rymden än planetens yta. Detta skulle hjälpa till att rädda jorden från den globala uppvärmningen.