Energija budućnosti: stvarnost i fantazija. Alternativni izvori energije

Danas se cijeli svijet snabdijeva električnom energijom sagorijevanjem uglja i plina (fosilnog goriva), eksploatacijom vodenog toka i kontrolom nuklearne reakcije. Ovi pristupi su prilično efikasni, ali u budućnosti ćemo ih morati napustiti, okrećući se takvom smjeru kao što je alternativna energija.

Veliki dio ove potrebe je zbog činjenice da su fosilna goriva ograničena. Osim toga, tradicionalni načini proizvodnje električne energije jedan su od faktora zagađenja okoliša. Zbog toga svijetu je potrebna "zdrava" alternativa.

Nudimo našu verziju TOP-a netradicionalnih načina proizvodnje energije, koja bi u budućnosti mogla postati zamjena za konvencionalne elektrane.

7. mjesto. Distribuirana energija

Prije razmatranja alternativnih izvora energije, analizirajmo jedan zanimljiv koncept koji može promijeniti strukturu energetskog sistema u budućnosti.

Danas se električna energija proizvodi na velikim stanicama, prenosi u distributivne mreže i dostavlja našim domovima. Distribuirani pristup podrazumijeva postupnost odbijanje centralizovane proizvodnje električne energije. To se može postići izgradnjom malih izvora energije u neposrednoj blizini potrošača ili grupe potrošača.

Kao izvori energije mogu se koristiti:

• mikroturbinske elektrane;
• gasnoturbinske elektrane;
• parni kotlovi;
• solarni paneli;
• vjetrenjače;
• toplotne pumpe itd.

Takve mini elektrane za dom bit će povezane na zajedničku mrežu. Višak energije će teći tamo, a ako bude potrebno, električna mreža će moći nadoknaditi nedostatak struje, na primjer, kada solarni paneli rade lošije zbog oblačnog vremena.

Međutim, implementacija ovog koncepta danas i u bliskoj budućnosti je malo vjerovatna, ako govorimo o globalnim razmjerima. Ovo je prvenstveno zbog visokih troškova prelaska sa centralizovane na distribuiranu energiju.

6. mjesto. Energija grmljavine

Zašto proizvoditi električnu energiju kada je možete "uhvatiti" iz ničega? U prosjeku, jedan udar groma je 5 milijardi J energije, što je ekvivalentno sagorijevanju 145 litara benzina. Teoretski, gromobranske elektrane će ponekad smanjiti troškove električne energije.

Sve će izgledati ovako: stanice se nalaze u regijama sa povećanom aktivnošću grmljavine, "prikupljaju" pražnjenja i akumuliraju energiju. Nakon toga, energija se dovodi u mrežu. Munje možete uhvatiti uz pomoć džinovskih gromobrana, ali glavni problem ostaje - akumulirati što više energije munje u djeliću sekunde. U sadašnjoj fazi, superkondenzatori i pretvarači napona su nezamjenjivi, ali se u budućnosti može pojaviti delikatniji pristup.

Ako govorimo o elektricitetu "iz zraka", ne možemo se sjetiti pristalica formiranja slobodne energije. Na primjer, svojevremeno Nikola Tesla navodno demonstrirao uređaj za dobijanje električne struje iz etra za rad automobila.

5. mjesto. Sagorevanje obnovljivog goriva

Umjesto uglja, elektrane mogu sagorijevati tzv. biogorivo ". To su prerađene biljne i životinjske sirovine, otpadni proizvodi organizama i neki industrijski otpad organskog porijekla. Primjeri uključuju konvencionalno ogrevno drvo, drvnu sječku i biodizel, koji se nalazi na benzinskim pumpama.

U energetskom sektoru najčešće se koristi drvna sječka. Sakuplja se tokom sječe ili obrade drveta. Nakon mljevenja se presuje u gorivne pelete i u tom obliku šalje u termoelektrane.

U Belgiji bi do 2019. godine trebala biti završena izgradnja najveće elektrane koja će raditi na biogoriva. Prema prognozama, morat će proizvesti 215 MW električne energije. To je dovoljno za 450.000 domova.

Zanimljiva činjenica! Mnoge zemlje praktikuju uzgoj takozvane "energetske šume" - drveća i grmlja koji su najprikladniji za energetske potrebe.

Da li će se alternativna energija razvijati u pravcu biogoriva i dalje je malo vjerovatno, jer ima više obećavajućih rješenja.

4. mjesto. Elektrane na plimu i valu

Tradicionalne hidroelektrane rade po sljedećem principu:

1. Pritisak vode se dovodi do turbina.
2. Turbine počinju da se okreću.
3. Rotacija se prenosi na generatore koji proizvode električnu energiju.

Izgradnja hidroelektrane je skuplja od termoelektrane i moguća je samo na mjestima sa velikim rezervama vodene energije. Ali glavni problem je oštećenje ekosistema zbog potrebe za izgradnjom brana.

Plimne elektrane rade na sličnom principu, ali koristiti snagu oseka i oseka za stvaranje energije.

"Vodene" vrste alternativne energije uključuju tako zanimljiv pravac kao što je energija talasa. Njegova se suština svodi na proizvodnju električne energije korištenjem energije oceanskih valova, koja je mnogo veća od one plime. Najmoćnija talasna elektrana danas je Pelamis P-750 , koji proizvodi 2,25 MW električne energije.

Ljuljajući se na valovima, ovi ogromni konvektori ("zmije") se savijaju, zbog čega se hidraulički klipovi počinju kretati unutra. Oni pumpaju ulje kroz hidraulične motore, koji zauzvrat pretvaraju električne generatore. Rezultirajuća električna energija se isporučuje na obalu preko kabla koji je položen duž dna. U budućnosti će se broj konvektora višestruko povećati i stanica će moći proizvoditi do 21 MW.

3. mjesto. Geotermalne stanice

Alternativna energija je dobro razvijena u geotermalnom pravcu. Geotermalne stanice proizvode električnu energiju tako što zapravo pretvaraju energiju zemlje, odnosno toplinsku energiju podzemnih izvora.

Postoji nekoliko tipova ovakvih elektrana, ali u svim slučajevima se zasnivaju na istoj princip rada: para iz podzemnog izvora diže se kroz bunar i okreće turbinu spojenu na električni generator. Danas je uobičajena praksa kada se voda upumpava u podzemni rezervoar na veliku dubinu, gdje pod utjecajem visokih temperatura isparava i ulazi u turbine u obliku pare pod pritiskom.

Područja s velikim brojem gejzira i otvorenih termalnih izvora koji se zagrijavaju zbog vulkanske aktivnosti su najpogodnija za potrebe geotermalne energije.

Dakle, u Kaliforniji postoji čitav geotermalni kompleks koji se zove " Gejziri ". Objedinjuje 22 stanice koje proizvode 955 MW. Izvor energije u ovom slučaju je magma komora prečnika 13 km na dubini od 6,4 km.

2. mjesto. vjetroelektrane

Energija vjetra jedan je od najpopularnijih i najperspektivnijih izvora za proizvodnju električne energije.

Princip rada vjetrogeneratora je jednostavan:

• lopatice se rotiraju pod utjecajem sile vjetra;
• rotacija se prenosi na generator;
• generator proizvodi naizmjeničnu struju;
• Rezultirajuća energija se obično skladišti u baterijama.

Snaga vjetrogeneratora ovisi o rasponu lopatica i njegovoj visini. Stoga se postavljaju na otvorenim površinama, poljima, brdima i u priobalnom pojasu. Instalacije sa 3 noža i vertikalnom osom rotacije rade najefikasnije.

Zanimljiva činjenica! U stvari, energija vjetra je vrsta solarne energije. To se objašnjava činjenicom da vjetrovi nastaju zbog neravnomjernog zagrijavanja Zemljine atmosfere i površine sunčevim zracima.

Za izradu vjetrenjače nije potrebno duboko poznavanje inženjerstva. Dakle, mnogi su zanatlije mogli priuštiti da se odvoje od opće električne mreže i pređu na alternativnu energiju.

Vestas V-164 je najmoćnija vjetroturbina današnjice. Proizvodi 8 MW.

Za proizvodnju električne energije u industrijskim razmjerima koriste se vjetroelektrane koje se sastoje od mnogih vjetrenjača. Najveća elektrana je Alta nalazi se u Kaliforniji. Njegov kapacitet je 1550 MW.

1 mjesto. solarne elektrane (SPP)

Najveću perspektivu ima solarna energija. Tehnologija pretvaranja sunčevog zračenja uz pomoć fotoćelija razvija se iz godine u godinu, postajući sve efikasnija.

U Rusiji je solarna energija relativno slabo razvijena. Međutim, neke regije pokazuju odlične rezultate u ovoj industriji. Uzmimo, na primjer, Krim, gdje radi nekoliko moćnih solarnih elektrana.

Može se razviti u budućnosti svemirska energija. U ovom slučaju, solarne elektrane neće se graditi na površini zemlje, već u orbiti naše planete. Najvažnija prednost ovakvog pristupa je što će fotonaponski paneli moći primiti mnogo više sunčeve svjetlosti, jer. to neće ometati atmosfera, vrijeme i godišnja doba.

Zaključak

Alternativna energija ima nekoliko obećavajućih područja. Njegov postepeni razvoj će prije ili kasnije dovesti do zamjene tradicionalnih metoda proizvodnje električne energije. I nije neophodno da se samo jedna od navedenih tehnologija koristi u cijelom svijetu. Pogledajte video ispod za više o tome.

Posljednjih godina alternativna energija je postala predmet intenzivnog interesa i žestoke debate. Ugroženi klimatskim promjenama i činjenicom da prosječne globalne temperature nastavljaju rasti svake godine, prirodno je rasla želja za pronalaženjem oblika energije koji će smanjiti ovisnost o fosilnim gorivima, uglju i drugim zagađujućim procesima.

Iako većina koncepata nije nova, ovo pitanje je konačno postalo relevantno tek u posljednjih nekoliko decenija. Zahvaljujući poboljšanjima u tehnologiji i proizvodnji, cijena većine oblika alternativne energije je smanjena dok je efikasnost porasla. Šta je alternativna energija, jednostavno i razumljivo, i kolika je vjerovatnoća da će ona postati glavna?

Očigledno, ostaju određene kontroverze o tome šta znači "alternativna energija" i na šta se ta fraza može primijeniti. S jedne strane, ovaj termin se može pripisati oblicima energije koji ne dovode do povećanja ugljičnog otiska čovječanstva. Dakle, to može uključivati ​​nuklearna postrojenja, hidroelektrane, pa čak i prirodni plin i "čisti ugalj".

S druge strane, pojam se također koristi za označavanje onoga što se trenutno smatra nekonvencionalnim energetskim metodama - solarne, vjetrovne, geotermalne, biomase i druge nedavne dodatke. Ova vrsta klasifikacije isključuje metode ekstrakcije energije kao što su hidroelektrane, koje postoje više od stotinu godina i prilično su uobičajene u nekim regijama svijeta.

Drugi faktor je da alternativni izvori energije moraju biti "čisti", da ne proizvode štetne zagađivače. Kao što je već napomenuto, to najčešće znači ugljični dioksid, ali se može odnositi i na druge emisije - ugljični monoksid, sumpor dioksid, dušikov oksid i druge. Prema ovim parametrima, nuklearna energija se ne smatra alternativnim izvorom energije jer proizvodi radioaktivni otpad koji je visoko toksičan i mora se skladištiti na odgovarajući način.

U svim slučajevima, međutim, termin se koristi za označavanje vrsta energije koje će zamijeniti fosilna goriva i ugalj kao dominantan oblik proizvodnje energije u narednoj deceniji.

Vrste alternativnih izvora energije
Strogo govoreći, postoji mnogo vrsta alternativne energije. Opet, ovdje su definicije zašle u ćorsokak, jer se u prošlosti “alternativna energija” koristila za označavanje metoda koje se nisu smatrale bitnim ili razumnim. Ali ako definiciju uzmete u širem smislu, ona će uključivati ​​neke ili sve od ovih tačaka:

Hidroenergija. To je energija koju proizvode brane hidroelektrana kada voda koja pada i tekuća (u rijekama, kanalima, vodopadima) prolazi kroz uređaj koji okreće turbine i proizvodi električnu energiju.

Nuklearne energije. Energija koja se proizvodi u procesu odgođenih reakcija fisije. Uranijumske šipke ili drugi radioaktivni elementi zagrijavaju vodu, pretvarajući je u paru, a para okreće turbine, stvarajući električnu energiju.

Energija koja se dobija direktno od Sunca; (obično se sastoji od silikonskog supstrata, poređanog u velike nizove) pretvaraju sunčeve zrake direktno u električnu energiju. U nekim slučajevima, toplina proizvedena sunčevom svjetlošću također se koristi za proizvodnju električne energije, to je poznato kao solarna toplinska energija.

Energija vjetra. Energija proizvedena strujanjem zraka; divovske vjetroturbine se okreću pod utjecajem vjetra i proizvode električnu energiju.

geotermalna energija. Ovu energiju stvaraju toplina i para proizvedena geološkom aktivnošću u zemljinoj kori. U većini slučajeva, cijevi se postavljaju u tlo iznad geološki aktivnih zona, propuštajući paru kroz turbine, čime se proizvodi električna energija.

Energija plime i oseke. Plimne struje duž obala također se mogu koristiti za proizvodnju električne energije. Dnevna promjena plime i oseke uzrokuje da voda teče kroz turbine naprijed-nazad. Električna energija se proizvodi i prenosi u kopnene elektrane.

Biomasa. Ovo se odnosi na goriva koja se dobijaju iz biljaka i bioloških izvora - etanol, glukoza, alge, gljive, bakterije. Mogli bi zamijeniti benzin kao izvor goriva.

Vodonik. Energija koja se dobija iz procesa koji uključuju gas vodonik. To uključuje katalitičke pretvarače, u kojima se molekule vode razbijaju i rekombinuju tokom elektrolize; vodonične gorivne ćelije, u kojima se plin koristi za pogon motora s unutarnjim izgaranjem ili za okretanje grijane turbine; ili nuklearna fuzija, u kojoj se atomi vodika spajaju pod kontroliranim uvjetima, oslobađajući nevjerovatne količine energije.

Alternativni i obnovljivi izvori energije
U mnogim slučajevima, alternativni izvori energije su također obnovljivi. Međutim, termini nisu potpuno zamjenjivi jer se mnogi oblici alternativnih izvora energije oslanjaju na ograničen resurs. Na primjer, nuklearna energija se oslanja na uranijum ili druge teške elemente koji se prvo moraju iskopati.

Istovremeno, energija vjetra, sunca, plime, oseke, geotermalne i hidroelektrične energije oslanjaju se na izvore koji su potpuno obnovljivi. Sunčeve zrake su najzastupljeniji izvor energije od svih i, iako ograničene vremenskim prilikama i doba dana, industrijski su neiscrpne. Ni vjetar ne nestaje, zahvaljujući promjenama pritiska u našoj atmosferi i rotaciji Zemlje.

Razvoj
Trenutno alternativna energija još uvijek doživljava svoju mladost. Ali ova slika se brzo mijenja pod utjecajem procesa političkog pritiska, svjetskih ekoloških katastrofa (suše, gladi, poplave) i poboljšanja tehnologija obnovljivih izvora energije.

Na primjer, od 2015. godine, svjetske energetske potrebe i dalje su se pretežno opskrbljivale ugljem (41,3%) i prirodnim gasom (21,7%). Hidroelektrane i nuklearna energija su činile 16,3% i 10,6%, respektivno, dok su "obnovljivi izvori energije" (solarna, vjetar, biomasa, itd.) samo 5,7%.

Ovo se dosta promijenilo od 2013. godine, kada je globalna potrošnja nafte, uglja i prirodnog plina iznosila 31,1%, 28,9% i 21,4% respektivno. Na nuklearnu i hidroelektranu otpada 4,8% i 2,45%, dok na obnovljive izvore otpada samo 1,2%.

Osim toga, povećan je broj međunarodnih sporazuma o suzbijanju upotrebe fosilnih goriva i razvoja alternativnih izvora energije. Na primjer, Direktiva o obnovljivoj energiji, koju je Evropska unija potpisala 2009. godine, koja je postavila ciljeve za korištenje obnovljive energije za sve zemlje članice do 2020. godine.

U suštini, ovaj sporazum podrazumijeva da će EU do 2020. zadovoljiti najmanje 20% svojih ukupnih energetskih potreba obnovljivom energijom i najmanje 10% transportnog goriva. U novembru 2016. godine, Evropska komisija je revidirala ove ciljeve i postavila minimalnu potrošnju obnovljive energije od 27% do 2030. godine.

Neke zemlje su postale lideri u razvoju alternativne energije. Na primjer, u Danskoj energija vjetra osigurava do 140% potreba za električnom energijom u zemlji; viškovi se otpremaju u susjedne zemlje, Njemačku i Švedsku.

Island je, zbog svoje lokacije u sjevernom Atlantiku i svojih aktivnih vulkana, postigao 100% ovisnost o obnovljivoj energiji već 2012. godine kombinacijom hidroenergije i geotermalne energije. Njemačka je 2016. usvojila politiku postepenog ukidanja ovisnosti o nafti i nuklearnoj energiji.

Dugoročni izgledi za alternativnu energiju su izuzetno pozitivni. Prema izvještaju Međunarodne agencije za energiju (IEA) iz 2014. godine, fotonaponska solarna energija i solarna termalna energija činit će 27% globalne potražnje do 2050. godine, što ih čini najvećim izvorom energije. Možda će, zahvaljujući napretku u sintezi, izvori fosilnih goriva biti beznadežno zastarjeli do 2050. godine.

Elektrane su međusobno povezane i snabdevaju električnom energijom energetski sistem regiona ili zemlje. Potrošači različitog sastava, snage, načina rada i drugih pokazatelja dobijaju električnu energiju iz ovog sistema. Ovakva integracija u elektroenergetski sistem omogućava: smanjenje ukupnog instalisanog kapaciteta elektrana; rezervna snaga zbog mogućeg manevrisanja stanicama različitih tipova; smanjiti ukupnu potrošnju goriva; povećanje pouzdanosti napajanja potrošača zbog dodatnih interkonekcija; povećati efikasnost proizvodnje električne energije optimalnom raspodjelom električnih opterećenja između stanica različitih tipova.

Sl.1.14.

Ukupno električno opterećenje grupe potrošača priključenih na elektroenergetski sistem zavisi od mnogih faktora: sastava potrošača, njihove snage, načina rada, tehnologije i opreme koja se koristi, doba dana i godine, klimatskih uslova itd. Približan dnevni raspored električnog opterećenja industrijskog područja prikazan je na slici 1.14. Karakterizira ga konstantno dnevno (osnovno) opterećenje P3; blago promjenjivo (poluvršno) opterećenje od P3 do P2; vršno opterećenje P1. U svakom trenutku u elektroenergetskom sistemu mora postojati ravnoteža proizvedene i utrošene energije (uzimajući u obzir gubitke). U suprotnom, način rada elektroenergetskog sistema u cjelini i njegovih pojedinih elemenata može postati hitan do „urušavanja“, tj. potpuno međusobno isključenje svih izvora i potrošača električne energije. Za održavanje ravnoteže snaga potrebno je regulisati, mijenjati snagu proizvedenu u elektranama. Različita snaga i inercija agregata određuju određene obrasce njihove upotrebe, kako sa tehničkog tako i sa ekonomskog gledišta. Osnovno opterećenje nose najmoćnije i inercijalne elektrane - nuklearne elektrane i velike termoelektrane, državne područne elektrane. Poluvršno opterećenje pokrivaju manevarske jedinice hidroelektrana, crpnih elektrana i termoelektrana. Vršno opterećenje obezbjeđuju hidrogeneratori, GTU, CCGT.

Specifičan sastav elektrana u regiji može djelomično promijeniti razmatranu opciju raspodjele opterećenja, ali opći principi ostaju nepromijenjeni.

Upotreba alternativnih izvora energije

Rast stanovništva, industrijski i društveni razvoj društva zahtijevaju značajno povećanje proizvodnje energije. Istovremeno, sredinom dvadeset prvog vijeka, akutna nestašica organskih energenata, koji danas daju oko 80% sve potrebne energije, postaće sasvim realna. Troškovi vađenja i transporta goriva stalno rastu, a ovaj proces će se nastaviti, jer. nova ležišta se često nalaze u udaljenim, teško dostupnim područjima, na znatnoj dubini. Poskupljenje goriva je i zbog činjenice da su nafta, gas, ugalj važna sirovina za mnoge industrije, a izjava „goriti naftom je isto što i goriti novčanicama“ ne gubi na aktuelnosti.

Stoga se radi na pronalaženju novih, alternativnih vrsta izvora energije, uključujući obnovljive i ekološki prihvatljive. Neki od ovih razvoja su razmatrani u nastavku.

Magnetohidrodinamičke (MHD) instalacije. Princip rada ovih instalacija omogućava direktno pretvaranje toplotne energije u električnu (slika 1.15). Između metalnih ploča 1, koje se nalaze u jakom magnetnom polju, prolazi mlaz 2 jonizovanog gasa. U skladu sa zakonom elektromagnetne indukcije, indukuje se EMF, koji uzrokuje protok električne struje između elektroda unutar kanala generatora i u vanjskom kolu. Odsustvo pokretnih dijelova u MHD generatoru omogućava postizanje temperature radnog fluida od 2550...2600 0C na ulazu i osigurava efikasnost termičkog ciklusa od 70...75%.

MHD instalacije mogu raditi po različitim shemama. Jedna od opcija je sa nuklearnim reaktorom u zatvorenom ciklusu (slika 1.15.b.). Radni fluid (argon ili helijum sa dodatkom cezijuma) se zagrijava u nuklearnom reaktoru ili u visokotemperaturnom izmjenjivaču topline 3 i ulazi u MHD kanal 4, gdje se toplinska energija pokretne plazme pretvara u električnu energiju. Gasovi izduvani u MHD kanalu, koji imaju temperaturu od oko 1500 0C, ulaze u generator pare 5, koji obezbeđuje rad parnoturbinskog postrojenja 6. MHD ciklus se zatvara preko kompresora 7, koji gas vraća u reaktor. ili na izmenjivač toplote 3.

Sl.1.15.

a - princip rada MHD generatora; b - MHD-instalacija sa nuklearnim reaktorom.

Snaga pilot MHD postrojenja je 25 MW. Postrojenje snage 500 MW je u fazi tehničkog razvoja. U ovom procesu postoji niz poteškoća koje otežavaju tempo uvođenja MHD generatora: stvaranje magnetnih polja sa visokom indukcijom; postizanje visoke provodljivosti plazme na temperaturama do 2400…2500 0S; stvaranje materijala otpornih na toplinu; dobivanje naizmjenične struje, koja se mora invertirati od istosmjerne struje koju generiše MHD instalacija. Ipak, razvoj i implementacija MHD generatora ima prilično dobre izglede.

termonuklearne instalacije. Stvaranje industrijskih instalacija ovog tipa može gotovo u potpunosti riješiti problem dobivanja potrebne količine energije. Zalihe izotopa deuterija i tricijuma, izvornog goriva za termonuklearne reaktore, na Zemlji su praktički neograničene. U procesu termonuklearne reakcije oslobađa se ogromna energija. To se dešava na Suncu, kao i prilikom eksplozije hidrogenske bombe. Za kontrolu takvog procesa potrebno je obezbijediti niz uslova: gustina goriva od najmanje 1015 jezgara po 1 cm3; temperatura 100...500?106 stepeni. Ovo stanje goriva mora se održavati u djelićima sekunde.

Radovi na stvaranju termonuklearnog reaktora intenzivno su vođeni u SSSR-u, SAD-u i Japanu. Određeni pozitivni rezultati dobijeni su, na primjer, instalacija TOKOMAK u Institutu za atomsku energiju. I.V. Kurchatov. Međutim, tehnički i naučni problemi još nisu omogućili stvaranje prave industrijske termonuklearne instalacije.

Solarne elektrane. Zemlja godišnje dobije 1017 W energije od Sunca, što je 20.000 puta više od trenutnog nivoa potrošnje. Prirodno je pretvaranje sunčeve energije u toplotnu energiju. Takve instalacije čovjek koristi od davnina. Poznat je i prilično jednostavan način pretvaranja sunčeve energije u električnu - korištenjem fotoćelija. Stoga se radovi na stvaranju solarnih elektrana (SPP) izvode u mnogim zemljama. Od posebnog značaja je ekološka čistoća i obnovljivost takvog energetskog resursa. Kao rezultat toga, u proteklih 50 godina, desetine SELS-a su izgrađene u SAD-u, Australiji, Italiji, Okeaniji i drugim klimatski pogodnim regijama. U SSSR-u je izgrađena Krimska SPP kapaciteta 5 MW, projektovana je stanica u Centralnoj Aziji ukupnog kapaciteta 200 MW.

Međutim, postoje značajne poteškoće u stvaranju i korištenju solarnih elektrana, koje još uvijek ne dozvoljavaju solarnim elektranama da u potpunosti konkuriraju termoelektranama i hidroelektranama. To je neusklađenost sunčevog zračenja prema dobu dana, godine iu zavisnosti od vremenskih uslova; niska gustina zračenja blizu površine Zemlje; nedovoljne tehničke karakteristike postojećih fotoćelija i složenost njihovog odlaganja. Efikasnost SELS instalacija je trenutno oko 15%, a dobijanje značajnih kapaciteta povezano je sa postavljanjem opreme na velike površine od desetine kvadratnih kilometara i odgovarajućom potrošnjom materijala. Međutim, rad na poboljšanju SELS-a se nastavlja.

Geotermalne stanice (GeoTES). Takve stanice koriste toplinu zemljine unutrašnjosti kao izvor energije. Glavni tipovi geotermalnih elektrana rade na toplu vodu pod pritiskom, na vodu sa parom, na suhu paru ili gas (petrotermalna energija).

U prosjeku, na svakih 30 ... 40 m duboko u Zemlju, temperatura se povećava za 1 0C, a na dubini od 10 ... 15 kilometara dostiže 1000 - 1200 0S. U nekim dijelovima planete temperatura je prilično visoka u neposrednoj blizini površine. Na ovim mestima tuku moćne tople podzemne vode, para, gas. GeoTPP-ovi se mogu postaviti ovdje. Na primjer, u Dolini gejzira u SAD-u, ukupni kapacitet GeoTPP je 900 MW, Lardello GeoTPP u Italiji sa kapacitetom od 420 MW, a Wairaket stanica na Novom Zelandu je 290 MW. Prilično moćni GeoTPP rade u Meksiku, Japanu, Islandu i drugim zemljama. Ruska GeoTPP na Kamčatki ima kapacitet od 5 MW.

Ekološka čistoća, obnovljivost Zemljine toplotne energije, dovoljna jednostavnost dizajna su nesumnjive prednosti GeoTPP-a.

Nedostaci geotermalnih stanica su kruto vezivanje za mjesto oslobađanja topline na površinu Zemlje i ograničeni parametri radnog fluida u pogledu pritiska i temperature.

Plimne elektrane (TE). Moderni PES koriste fazu plime i oseke, njihove jedinice (turbine) su reverzibilne i rade kada se voda kreće iz mora u zaljev i obrnuto (slika 1.16). Takve instalacije mogu raditi u turbinskim i pumpnim režimima.

Termoelektrane rade u Rusiji (Kislogubskaja, 400 kW), Japanu, Francuskoj i drugim zemljama. Najmoćnija TE nalazi se na ušću rijeke Rance u Francuskoj - 240 MW.

Sl.1.16.

a - pogled odozgo; b - rez

VGP - najviši horizont plime; VGO - najviši horizont oseke

Energija plime i oseke je ekološki prihvatljiva, obnovljiva, nepromijenjena u godišnjim i dugoročnim razdobljima, međutim, značajno varira tokom lunarnog mjeseca i može se koristiti samo na određenim geografskim tačkama na obalama mora i okeana ako postoji potreban reljef.

Elektrane koje koriste energiju mora. Energija talasa, struja, gradijenti temperature i saliniteta mora i okeana može se pretvoriti u električnu energiju. Projektovano je i testirano nekoliko tipova instalacija pretvarača. Na primjer, Coriolisova turbina od 80 MW dizajnirana je za postrojenja koja koriste oceanske struje.

Vjetroelektrane (VE). Čovjek je oduvijek koristio energiju vjetra. Pretvaranje ove energije u električnu energiju je u osnovi vrlo jednostavno. Već 1920-ih godina u SSSR-u je izgrađena VE Kursk snage 8 kW. Najveća svjetska instalacija snage 1050 kW u jednoj jedinici radi u SAD od 1941. godine.

Međutim, uz određene prednosti (ekološka čistoća, obnovljivost, jednostavnost i niska cijena korištenja), energija vjetra ima i značajne nedostatke koji ograničavaju izgradnju vjetroelektrana. Radi se o velikoj neujednačenoj gustini energije vjetra, ovisnosti o geografskim, klimatskim, meteorološkim faktorima itd. Stoga su vjetroelektrane ograničenog kapaciteta za lokalnu upotrebu trenutno ekonomski opravdane.

Izgledi za dinamiku razvoja elektrana

Dinamika razvoja svjetske i domaće energetike ukazuje da će se u bliskoj budućnosti približno zadržati postojeći balans između termoelektrana, nuklearnih elektrana i hidroelektrana. Prioritet će imati strategija gas-ugalj, a smanjiće se upotreba mazuta u TE. Svjetske cijene energije, na koje utiču brojni faktori, sposobne su prilagoditi ovu strategiju u različitom stepenu iu različitim vremenskim intervalima.

CCGT i GTU će se dalje razvijati. Od relativno novih područja prioriteta su MHD instalacije.

Razvijat će se netradicionalna energija (solarna, plima, geotermalna), korištenjem ekološki prihvatljivih obnovljivih prirodnih resursa. Nastaviće se istraživačko-razvojni rad na stvaranju i razvoju termonuklearnih instalacija, termoelektričnih, radioizotopnih, termoionskih, elektrohemijskih generatora i drugih jedinica. Posebno i veoma važno područje rada je ušteda energije svih vrsta goriva i energetskih resursa, toplotne i električne energije.

Zašto energetskim kompanijama plaćati struju svaki mjesec kada sami možete osigurati energiju? Sve više ljudi u svijetu razumije ovu istinu. I tako ćemo danas pričati o tome 8 Neobičnih alternativnih izvora energije za dom, ured i slobodno vrijeme.

Solarni paneli u prozorima

Solarni paneli su danas najčešće korišteni alternativni izvor energije u kući. Tradicionalno se postavljaju na krovove privatnih kuća ili u dvorištima. Ali nedavno je postalo moguće postaviti ove elemente direktno u prozore, što omogućava korištenje takvih baterija čak i vlasnicima običnih stanova u visokim zgradama.

Istovremeno, već su se pojavila rješenja koja omogućavaju stvaranje solarnih panela s visokim nivoom transparentnosti. Upravo ove energetske elemente treba ugraditi u prozore stambenih prostorija.

Na primjer, prozirne solarne panele razvili su stručnjaci sa Univerziteta Michigan State. Ovi elementi prenose 99 posto svjetlosti koja prolazi kroz njih, ali istovremeno imaju efikasnost od 7%.

Uprise je stvorio neobičnu vjetroturbinu velike snage koja se može koristiti i kod kuće iu industrijskom obimu. Ova vjetrenjača se nalazi u prikolici, u koju se može premjestiti SUV ili kamper.

Kada se sklopi sa Uprise turbinom, možete se voziti javnim putevima. Ali kada se rasklopi, pretvara se u potpunu vjetrenjaču visoku petnaest metara i 50 kW.

Uprise se može koristiti dok putujete u kamp kućici, za napajanje udaljenih lokacija ili običnih privatnih rezidencija. Ugradnjom ove turbine u svoje dvorište njen vlasnik može čak i komšijama prodavati višak struje.

Makani Power je projekat istoimene kompanije, koja je nedavno došla pod kontrolu polutajnog laboratorija za inovacije. Ideja ove tehnologije je i jednostavna i genijalna. Riječ je o malom zmaju koji može letjeti na visini do jednog kilometra i proizvoditi električnu energiju.

Avion Makani Power opremljen je ugrađenim vjetroturbinama koje će aktivno raditi na visini, gdje je brzina vjetra znatno veća nego na nivou zemlje. Primljena energija se u ovom slučaju prenosi duž kabla koji povezuje zmaja sa baznom stanicom.

Energija će se proizvoditi i iz kretanja samog aviona Makani Power. Povlačeći sajlu pod snagom vjetra, ovaj zmaj će okretati dinamo ugrađen u baznu stanicu.

Uz pomoć Makani Power moguće je snabdijevanje energijom kako privatnim kućama tako i udaljenim objektima gdje je nepraktično instalirati tradicionalni dalekovod.

Moderni solarni paneli i dalje imaju vrlo nisku efikasnost. Stoga, da bi se od njih postigle visoke stope proizvodnje, potrebno je pokriti prilično velike prostore panelima. Ali tehnologija nazvana Betaray vam omogućava da povećate efikasnost za oko tri puta.

Betaray je mala instalacija koja se može postaviti u dvorište privatne kuće ili na krov višespratnice. Zasnovan je na prozirnoj staklenoj kugli prečnika nešto manjeg od jednog metra. Akumulira sunčevu svjetlost i fokusira je na prilično mali fotonaponski panel. Maksimalna efikasnost ove tehnologije ima zapanjujuće visoku emisiju od 35 posto.

Istovremeno, sama Betaray instalacija je dinamična. Automatski se prilagođava položaju Sunca na nebu kako bi u svakom trenutku radio maksimalnom snagom. Čak i noću, ova baterija proizvodi električnu energiju pretvarajući svjetlost mjeseca, zvijezda i uličnih svjetala.

Dansko-islandski umjetnik Olafur Eliasson pokrenuo je neobičan projekat pod nazivom Little Sun, koji kombinuje kreativnost, tehnologiju i društvenu posvećenost uspješnih ljudi siromašnima. Riječ je o malom uređaju u obliku cvijeta suncokreta, koji se tokom dana puni energijom sunčeve svjetlosti kako bi uveče donio rasvjetu u najmračnije kutke planete.

Svako može donirati novac kako bi se solarna lampa Little Sun pojavila u životu porodice iz zemlje Trećeg svijeta. Lampe Little Sun omogućavaju djeci iz slamova i udaljenih sela da večeri posvete učenju ili čitanju, bez čega je uspjeh u modernom društvu nemoguć.

Little Sun lampe možete kupiti i za sebe, čineći ih dijelom svog života. Ovi uređaji se mogu koristiti prilikom izlaska u prirodu ili za stvaranje nevjerovatne večernje atmosfere na otvorenim prostorima.

Mnogi skeptici se smiju sportistima, tvrdeći da se sile koje troše tokom vježbanja mogu iskoristiti za proizvodnju električne energije. Kreatori su nastavili s tim mišljenjem i stvorili prvi svjetski set simulatora na otvorenom, od kojih je svaki mala elektrana.

Prvi sportski teren Green Heart pojavio se u novembru 2014. godine u Londonu. Električna energija koju entuzijasti vježbanja generiraju na njemu može se koristiti za punjenje mobilnih uređaja: pametnih telefona ili tablet računara.

Stranica Green Heart šalje višak energije u lokalne električne mreže.

Paradoksalno, čak i djeca mogu biti prisiljena da proizvode "zelenu" energiju. Na kraju krajeva, oni nikada nisu skloni da nešto urade, da se nekako igraju i zabavljaju. Zato su holandski inženjeri kreirali neobičnu ljuljašku pod nazivom Giraffe Street Lamp, koja koristi dječji nemir u procesu proizvodnje električne energije.

Ljuljaška Giraffe Street Lamp stvara energiju kada se koristi za predviđenu svrhu. Ljuljajući se u sjedištu, djeca ili odrasli stimuliraju dinamo ugrađen u ovaj dizajn.

Naravno, primljena struja nije dovoljna za potpuno funkcioniranje privatne stambene zgrade. Ali energija akumulirana tokom dana igara sasvim je dovoljna da nekoliko sati nakon sumraka upali ne baš moćnu uličnu lampu.

Mobilni operater Vodafone shvaća da se njegov profit povećava kada telefoni korisnika rade 24 sata dnevno, a sami njihovi vlasnici ne brinu gdje će pronaći utičnicu za punjenje baterija svog uređaja. Stoga je ova kompanija sponzorirala razvoj neobične tehnologije pod nazivom Power Pocket.

Uređaji bazirani na Power Pocket tehnologiji trebali bi biti što bliže ljudskom tijelu kako bi njegovu toplinu koristili za proizvodnju električne energije za domaće potrebe.

Trenutno su na bazi Power Pocket tehnologije kreirana dva praktična proizvoda: kratke hlače i vreća za spavanje. Prvi put su testirani tokom festivala Isle of Wight 2013. godine. Iskustvo se pokazalo uspješnim, jedna noć osobe u takvoj vreći za spavanje bila je dovoljna da se baterija pametnog telefona napuni za oko 50 posto.

U ovom pregledu govorili smo samo o onim alternativnim izvorima energije koji se mogu koristiti za kućne potrebe: kod kuće, u kancelariji ili dok se opuštate. Ali još uvijek postoji mnogo izvanrednih modernih "zelenih" tehnologija razvijenih za korištenje u industrijskim razmjerima. O njima možete pročitati u recenziji.

Ograničene rezerve fosilnih goriva i globalno zagađenje životne sredine natjerali su čovječanstvo da traži obnovljive alternativne izvore takve energije kako bi šteta od njene prerade bila minimalna uz prihvatljivu cijenu proizvodnje, prerade i transporta energetskih resursa.

Savremene tehnologije omogućavaju korištenje dostupnih alternativnih energetskih resursa, kako na planetarnom planu, tako i unutar elektroenergetske mreže stana ili privatne kuće.

Nasilan razvoj života tokom nekoliko milijardi godina jasno dokazuje opskrbljenost Zemlje izvorima energije. Sunčeva svjetlost, toplina unutrašnjosti i hemijski potencijal omogućavaju živim organizmima da vrše višestruku razmjenu energije, koja postoji u okruženju stvorenom fizičkim faktorima - temperaturom, pritiskom, vlagom, hemijskim sastavom.

Kruženje materije i energije u prirodi

Ekonomski kriterijumi za alternativne izvore energije

Čovjek je od davnina koristio energiju vjetra kao pogon za brodove, što je omogućilo razvoj trgovine. Obnovljiva goriva napravljena od mrtvih biljaka i ljudskog otpada bila su izvor topline za kuhanje i dobijanje prvih metala. Energija vodene kapi pokretala je vodeničko kamenje. Hiljadama godina, to su bile glavne vrste energije, koje danas nazivamo alternativnim izvorima.

S razvojem geologije i tehnologije vađenja tla, postalo je ekonomski isplativije vaditi ugljikovodike i sagorijevati ih za proizvodnju energije po potrebi, umjesto da doslovno čekamo vrijeme pored mora, nadajući se uspješnoj podudarnosti struja, smjera vjetra i oblačnost.

Nestabilnost i promjenjivost vremenskih uslova, kao i relativna jeftinost motora na fosilna goriva, prisilili su napredak ka korištenju energije iz utrobe zemlje.

Dijagram koji prikazuje omjer potrošnje fosilnih i obnovljivih izvora energije

Asimiliran i prerađen od strane živih organizama, ugljični dioksid, koji počiva u dubinama milionima godina, ponovo se vraća u atmosferu kada se sagorijevaju fosilni ugljovodonici, što je izvor efekta staklene bašte i globalnog zagrijavanja. Dobrobit budućih generacija i krhka ravnoteža ekosistema prisiljavaju čovječanstvo da preispita ekonomske pokazatelje i korištenje alternativnim oblicima energije Jer zdravlje je najvrednije.

Svesna upotreba alternativnih izvora energije obnovljivih po prirodi postaje popularna, ali kao i do sada preovladavaju ekonomski prioriteti. Ali u seoskoj kući ili seoskoj kući, korištenje alternativnih izvora električne energije i topline može biti jedina isplativa opcija za dobivanje energije ako se instalacija, povezivanje i ugradnja vodova za napajanje pokaže preskupim.

Omogućavanje kuće udaljene od civilizacije sa minimalno potrebnom količinom električne energije pomoću solarnih panela i vjetrogeneratora

Mogućnosti korištenja alternativnih oblika energije

Dok naučnici istražuju nove pravce i razvijaju tehnologije hladne fuzije, domaći majstori mogu koristiti sljedeće alternativne izvore energije za dom:

• Sunce;
• Energija vjetra;
• biološki gas;
• temperaturna razlika;

Prema alternativnim vrstama obnovljive energije postoje gotova rješenja koja su uspješno uvedena u masovnu proizvodnju. Na primjer, uz isporuku i montažu mogu se kupiti solarni paneli, vjetroturbine, bioplinska postrojenja i toplinske pumpe različitih kapaciteta kako biste imali svoje alternativne izvore električne i toplinske energije za privatnu kuću.

Komercijalno proizveden solarni panel instaliran na krovu privatne kuće

Svaki pojedinačni slučaj treba da ima svoj plan za snabdevanje kućnih električnih aparata izvorima alternativne električne energije, prema potrebama i mogućnostima. Na primjer, za napajanje laptopa, tableta, punjenje telefona možete koristiti izvor od 12 V i prijenosne adaptere. Ovaj napon će, uz dovoljnu količinu energije baterije, biti dovoljan za paljenje.

Solarni paneli i vjetroturbine moraju puniti baterije, zbog nestabilnosti rasvjete i snage energije vjetra. Sa povećanjem snage alternativnih izvora električne energije i zapremine baterija, povećava se i energetska nezavisnost autonomnog napajanja. Ako je potrebno priključiti električne uređaje koji rade od 220 V na alternativni izvor električne energije, onda primijeniti pretvarači napona.

Dijagram koji ilustruje napajanje električnih kućanskih aparata iz baterija koje se napajaju vjetrogeneratorom i solarnim panelima

Alternativna solarna energija

Kod kuće je gotovo nemoguće stvoriti solarne ćelije, pa dizajneri alternativnih izvora energije koriste gotove komponente, sklapajući generativne strukture, postižući potrebnu snagu. Serijsko povezivanje fotoćelija povećava izlazni napon rezultirajućeg izvora električne energije, a paralelno povezivanje sklopljenih lanaca daje veću ukupnu struju montaže.

Šema povezivanja fotoćelija u sklopu

Možete se fokusirati na intenzitet energije sunčevog zračenja - to je oko jedan kilovat po kvadratnom metru. Takođe morate uzeti u obzir efikasnost solarnih panela – trenutno je otprilike 14%, ali je u toku intenzivan razvoj kako bi se povećala efikasnost solarnih generatora. Izlazna snaga ovisi o intenzitetu zračenja i kutu upada zraka.

Možete početi od malog – kupiti jedan ili više malih solarnih panela, i imati izvor alternativne struje u zemlji u količini potrebnoj za punjenje pametnog telefona ili laptopa kako biste imali pristup globalnom internetu. Mjerenjem struje i napona proučavaju obim potrošnje energije, s obzirom na perspektivu daljeg proširenja upotrebe alternativnih izvora energije.

Postavljanje dodatnih solarnih panela na krov kuće

Mora se imati na umu da je sunčeva svjetlost također izvor toplinskog (infracrvenog) zračenja, koje se može koristiti za zagrijavanje rashladne tekućine bez daljnje konverzije energije u električnu energiju. Ovaj alternativni princip se primenjuje u solarni kolektori, gdje se uz pomoć reflektora infracrveno zračenje koncentriše i prenosi rashladnom tekućinom u sistem grijanja.

Solarni kolektor kao dio sistema grijanja doma

Alternativna energija vjetra

Najlakši način da sami napravite vjetroturbinu je korištenje autogeneratora. Za povećanje brzine i napona izvora alternativne električne energije (efikasnost generiranja električne energije) treba koristiti mjenjač ili remen. Objašnjenje svih vrsta tehnoloških nijansi je izvan okvira ovog članka - morate proučiti principe aerodinamike kako biste razumjeli proces pretvaranja brzine protoka zračnih masa u alternativni elektricitet.

U početnoj fazi proučavanja izgleda za pretvaranje obnovljivih izvora alternativne energije vjetra u električnu energiju, morate odabrati dizajn vjetrenjače. Najčešći dizajni su propeler horizontalne ose, Savonius rotor i Darrieus turbina. Propeler sa tri lopatice kao izvor alternativne energije najčešća je opcija za domaću izradu.

Vrste Darier turbina

Prilikom projektovanja lopatica propelera, ugaona brzina rotacije vetrenjače je od velike važnosti. Postoji takozvani faktor efikasnosti propelera, koji zavisi od brzine strujanja vazduha, kao i od dužine, preseka, broja i napadnog ugla lopatica.

Općenito, ovaj koncept se može shvatiti na sljedeći način - pri malom vjetru, dužina lopatica s najuspješnijim napadnim uglom neće biti dovoljna za postizanje maksimalne efikasnosti proizvodnje energije, već uz višestruko pojačavanje protoka i povećanje pri ugaonoj brzini, rubovi lopatica će doživjeti prevelik otpor, što ih može oštetiti.

Složen profil oštrice vjetrenjače

Stoga se dužina lopatica izračunava na osnovu prosječne brzine vjetra, glatko mijenjajući napadni ugao u odnosu na udaljenost od centra propelera. Kako bi se spriječilo lomljenje lopatica u olujnom vjetru, vodovi generatora su kratko spojeni, što sprječava rotaciju propelera. Za približne proračune, jedan kilovat alternativne električne energije može se uzeti iz propelera sa tri lopatice prečnika 3 metra pri prosečnoj brzini vetra od 10 m/s.

Za kreiranje optimalnog profila oštrice potrebno je kompjutersko modeliranje i CNC mašina. Kod kuće majstori koriste improvizirane materijale i alate, pokušavajući što preciznije rekreirati crteže alternativnih izvora energije vjetra. Kao materijali se koriste drvo, metal, plastika itd.

Domaći propeler vjetroagregata od drveta i metalne ploče

Za proizvodnju električne energije, snaga automobilskog generatora možda neće biti dovoljna, pa majstori izrađuju električne strojeve za proizvodnju vlastitih ruku ili prepravljaju električne motore. Najpopularniji dizajn alternativnog izvora električne energije je rotor s naizmjenično postavljenim neodimijskim magnetima i stator s namotima.

Domaći rotori generatora
Stator sa namotajima za domaći generator

Alternativna energija Biogas

Biogas kao energent dobija se uglavnom na dva načina – to jest piroliza i anaerobno (bez kiseonika) razlaganje organske materije. Piroliza zahtijeva ograničenu opskrbu kisikom za održavanje temperature reakcije, dok se oslobađaju zapaljivi plinovi: metan, vodonik, ugljični monoksid i druga jedinjenja: ugljični dioksid, octena kiselina, voda, ostaci pepela. Kao izvor za pirolizu, goriva sa visokim sadržajem smole su najprikladnija. Video ispod prikazuje vizualnu demonstraciju oslobađanja zapaljivih plinova iz drva prilikom zagrijavanja.

Za sintezu bioplina iz otpadnih produkata organizama koriste se metatanke različitih izvedbi. Ima smisla instalirati metanetanku kod kuće vlastitim rukama ako u domaćinstvu postoji kokošinjac, svinjac i stoka. Glavni izlazni gas je metan, ali velika količina sumporovodika i drugih nečistoća organskih jedinjenja zahteva upotrebu sistema za prečišćavanje za uklanjanje mirisa i sprečavanje začepljenja gorionika u generatorima toplote ili kontaminacije puteva goriva motora.

Potrebno je temeljno proučavanje energije hemijskih procesa, tehnologija sa postepenim skupom iskustva, koji su prošli put pokušaja i grešaka, kako bi se na izlazu izvora dobio zapaljivi biološki gas prihvatljivog kvaliteta.

Bez obzira na porijeklo, nakon čišćenja, mješavina plinova se dovodi u generator topline (bojler, peć, gorionik peći) ili u karburator benzinskog generatora - na taj način se dobiva punopravna alternativna energija iz vlastite ruke. Uz dovoljnu snagu generatora plina, moguće je ne samo osigurati kuću alternativnom energijom, već i osigurati rad male proizvodnje, kao što je prikazano u videu:

Termalne mašine za uštedu i dobijanje alternativne energije

Toplotne pumpe se široko koriste u frižiderima i klima uređajima. Primijećeno je da je potrebno nekoliko puta manje energije za pomicanje topline nego za njeno stvaranje. Stoga, hladna voda iz bunara ima termalni potencijal u odnosu na mrazno vrijeme. Snižavanjem temperature tekuće vode iz bunara ili iz dubine jezera koja se ne smrzava, toplotne pumpe uzimaju toplotu i prenose je u sistem grejanja, a pritom se postižu značajne uštede električne energije.

Ušteda energije sa toplotnom pumpom

Druga vrsta toplotnog motora je Stirlingov motor, koji se pokreće energijom temperaturne razlike u zatvorenom sistemu cilindara i klipova postavljenih na radilicu pod uglom od 90º. Rotacija radilice može se koristiti za proizvodnju električne energije. Na mreži postoji mnogo materijala iz pouzdanih izvora koji detaljno objašnjavaju princip rada Stirling motora, pa čak i daju primjere domaćih dizajna, kao u videu ispod:

Nažalost, kućni uvjeti ne dopuštaju vam da kreirate Stirlingov motor s parametrima izlazne energije višim od onih zabavne igračke ili pokaznog stalka. Da bi se dobila prihvatljiva snaga i efikasnost, potrebno je da radni gas (vodonik ili helijum) bude pod visokim pritiskom (200 atmosfera ili više). Slični toplinski motori se već koriste u solarnim i geotermalnim elektranama i počinju se uvoditi u privatni sektor.

Stirlingov motor u fokusu paraboličnog ogledala

Da biste dobili najstabilniju i neovisnu električnu energiju u seoskoj kući ili u privatnoj kući, morat ćete kombinirati nekoliko alternativnih izvora energije.

Inovativne ideje za stvaranje alternativnih izvora energije

Niti jedan poznavalac neće moći u potpunosti pokriti čitav niz mogućnosti obnovljive alternativne energije. Alternativni izvori energije dostupni su bukvalno u svakoj živoj ćeliji. Na primjer, alge klorele su dugo bile poznate kao izvor proteina u hrani za ribe.

U toku su eksperimenti za uzgoj hlorele u bestežinskom stanju, za upotrebu kao hrana za astronaute tokom svemirskih letova na velike udaljenosti u budućnosti. Energetski potencijal algi i drugih jednostavnih organizama se proučava za sintezu zapaljivih ugljikovodika.

Akumulacija sunčeve svjetlosti u živim stanicama hlorele uzgojene u industrijskim postrojenjima

Mora se imati na umu da pretvarač i akumulator energije sunčeve svjetlosti bolji od fluoroplastike žive ćelije još nije izmišljen. Stoga su potencijalni obnovljivi izvori alternativne električne energije dostupni u svakom zelenom listu koji implementira fotosinteza.

Glavna poteškoća je sakupljanje organskog materijala, korištenjem kemijskih i fizičkih procesa da se odatle dobije energija i pretvori u električnu energiju. Već sada su velike površine poljoprivrednog zemljišta dodijeljene za uzgoj alternativnih energetskih usjeva.

Berba miskantusa - energetske poljoprivredne kulture

Atmosferska električna energija može poslužiti kao još jedan kolosalan izvor alternativne energije. Energija groma je ogromna i ima destruktivne efekte, a za zaštitu od njih se koriste gromobrani.

alt Poteškoće u obuzdavanju energetskog potencijala groma i atmosferskog elektriciteta su u visokom naponu i struji pražnjenja u vrlo kratkom vremenu, što zahtijeva stvaranje višestepenih sistema kondenzatora za akumuliranje naboja i potom korištenje uskladištene energije. Statički atmosferski elektricitet također ima dobre izglede.