Energia viitorului: realitate și fantezie. Surse alternative de energie

Astăzi, întreaga lume este asigurată cu energie electrică prin arderea cărbunelui și a gazului (combustibil fosil), exploatarea fluxului de apă și controlul unei reacții nucleare. Aceste abordări sunt destul de eficiente, dar în viitor va trebui să le abandonăm, îndreptându-ne spre o astfel de direcție precum energia alternativă.

O mare parte din această nevoie se datorează faptului că combustibilii fosili sunt limitati. În plus, metodele tradiționale de generare a energiei electrice sunt unul dintre factorii de poluare a mediului. De aceea lumea are nevoie de o alternativă „sănătoasă”..

Oferim versiunea noastră a TOP-ului modalităților netradiționale de generare a energiei, care în viitor poate deveni un înlocuitor pentru centralele convenționale.

locul 7. Energie distribuită

Înainte de a lua în considerare sursele alternative de energie, să analizăm un concept interesant care poate schimba structura sistemului energetic în viitor.

Astăzi, electricitatea este produsă la stațiile mari, transferată în rețelele de distribuție și livrată la casele noastre. Abordarea distribuită implică o treaptă respingerea producției centralizate de energie electrică. Acest lucru poate fi realizat prin construirea unor surse de energie mici în imediata apropiere a consumatorilor sau grupului de consumatori.

Ca surse de energie pot fi utilizate:

• centrale cu microturbine;
• centrale cu turbine cu gaz;
• cazane cu abur;
• panouri solare;
• mori de vânt;
• pompe de caldura, etc.

Astfel de minicentrale pentru locuință vor fi conectate la o rețea comună. Acolo va curge surplusul de energie și, dacă este necesar, rețeaua electrică va putea compensa lipsa de energie, de exemplu, atunci când panourile solare funcționează mai rău din cauza vremii înnorate.

Cu toate acestea, implementarea acestui concept astăzi și în viitorul apropiat este puțin probabilă, dacă vorbim despre scară globală. Acest lucru se datorează în primul rând costului ridicat al tranziției de la energia centralizată la energia distribuită.

locul 6. Energia furtunii

De ce să generați electricitate când o puteți „prinde” din aer? În medie, un fulger este de 5 miliarde J de energie, ceea ce echivalează cu arderea a 145 de litri de benzină. Teoretic, centralele electrice cu fulgere vor reduce uneori costul energiei electrice.

Totul va arăta astfel: stațiile sunt situate în regiuni cu activitate de furtună crescută, „colectează” descărcări și acumulează energie. După aceea, energia este introdusă în rețea. Puteți prinde fulgere cu ajutorul paratrăsnetului gigant, dar principala problemă rămâne - să acumulați cât mai multă energie de fulger într-o fracțiune de secundă. În stadiul actual, supercondensatoarele și convertoarele de tensiune sunt indispensabile, dar o abordare mai delicată poate apărea în viitor.

Dacă vorbim despre electricitate „din aer”, nu ne putem aminti de adepții formării energiei libere. De exemplu, Nikola Tesla la un moment dat se presupune a demonstrat un dispozitiv pentru obținerea curentului electric din eter pentru funcționarea unei mașini.

locul 5. Arderea combustibilului regenerabil

În loc de cărbune, centralele electrice pot arde așa-numitele " biocombustibil ". Acestea sunt materii prime prelucrate vegetale și animale, deșeuri ale organismelor și unele deșeuri industriale de origine organică. Exemplele includ lemn de foc convențional, așchii de lemn și biodiesel, care se găsește la benzinării.

În sectorul energetic, așchiile de lemn sunt cele mai des folosite. Se colectează în timpul tăierilor sau prelucrării lemnului. După măcinare, este presat în pelete de combustibil și trimis la centrale termice sub această formă.

Până în 2019, construcția celei mai mari centrale electrice, care va funcționa cu biocombustibili, ar trebui să fie finalizată în Belgia. Conform previziunilor, va trebui să producă 215 MW de energie electrică. Este suficient pentru 450.000 de case.

Fapt interesant! Multe țări practică cultivarea așa-numitei „păduri energetice” – copaci și arbuști care se potrivesc cel mai bine pentru nevoile energetice.

Dacă energia alternativă se va dezvolta în direcția biocombustibililor este încă puțin probabil, deoarece există soluții mai promițătoare.

locul 4. Centrale maremomozoare și valurilor

Centralele hidroelectrice tradiționale funcționează după următorul principiu:

1. Presiunea apei este furnizată turbinelor.
2. Turbinele încep să se învârtească.
3. Rotația este transmisă generatoarelor care generează energie electrică.

Construcția unei hidrocentrale este mai costisitoare decât o centrală termică și este posibilă doar în locurile cu rezerve mari de energie apei. Dar principala problemă este deteriorarea ecosistemelor din cauza necesității de a construi baraje.

Centralele mareomotrice funcționează pe un principiu similar, dar folosiți puterea fluxurilor și refluxurilor pentru a genera energie.

Tipurile de energie alternativă „apă” includ o direcție atât de interesantă precum energia valurilor. Esența sa se rezumă la generarea de energie electrică prin utilizarea energiei valurilor oceanice, care este mult mai mare decât cea de maree. Cea mai puternică centrală a valurilor de astăzi este Pelamis P-750 , care generează 2,25 MW de energie electrică.

Balancându-se pe valuri, aceste convectoare uriașe („șerpi”) se îndoaie, drept urmare pistoanele hidraulice încep să se miște în interior. Ei pompează ulei prin motoare hidraulice, care la rândul lor transformă generatoare electrice. Electricitatea rezultată este livrată la țărm printr-un cablu care este așezat de-a lungul fundului. În viitor, numărul de convectoare va fi înmulțit, iar stația va putea genera până la 21 MW.

locul 3. Stații geotermale

Energia alternativă este bine dezvoltată în direcția geotermală. Stațiile geotermale generează energie electrică prin conversia efectivă a energiei pământului sau, mai degrabă, a energiei termice a surselor subterane.

Există mai multe tipuri de astfel de centrale electrice, dar în toate cazurile se bazează pe aceeași principiul de funcționare: aburul dintr-o sursă subterană se ridică prin puț și rotește o turbină conectată la un generator electric. Astăzi, o practică comună este atunci când apa este pompată într-un rezervor subteran la o adâncime mare, unde se evaporă sub influența temperaturilor ridicate și intră în turbine sub formă de abur sub presiune.

Zonele cu un număr mare de gheizere și izvoare termale deschise care sunt încălzite din cauza activității vulcanice sunt cele mai potrivite pentru scopuri de energie geotermală.

Deci, în California există un întreg complex geotermal numit " Gheizere ". Acesta reunește 22 de stații producând 955 MW. Sursa de energie în acest caz este o cameră de magmă cu un diametru de 13 km la o adâncime de 6,4 km.

locul 2. ferme de vant

Energia eoliană este una dintre cele mai populare și promițătoare surse de producere a energiei electrice.

Principiul de funcționare al generatorului eolian este simplu:

• lamele se rotesc sub influența forței vântului;
• rotația este transmisă generatorului;
• generatorul produce curent alternativ;
• Energia rezultată este de obicei stocată în baterii.

Puterea generatorului eolian depinde de lungimea palelor și de înălțimea acestuia. Prin urmare, acestea sunt instalate în zone deschise, câmpuri, dealuri și în zona de coastă. Instalațiile cu 3 lame și o axă verticală de rotație funcționează cel mai eficient.

Fapt interesant! De fapt, energia eoliană este un fel de energie solară. Acest lucru se explică prin faptul că vânturile apar din cauza încălzirii neuniforme a atmosferei și a suprafeței pământului de către razele soarelui.

Pentru a face o moară de vânt, nu sunt necesare cunoștințe profunde de inginerie. Deci, mulți meșteri și-ar putea permite să se deconecteze de la rețeaua generală de energie și să treacă la energie alternativă.

Vestas V-164 este cea mai puternică turbină eoliană de astăzi. Acesta generează 8 MW.

Pentru producerea de energie electrică la scară industrială se folosesc parcuri eoliene, formate din multe mori de vânt. Cea mai mare centrală electrică este Alta situat în California. Capacitatea sa este de 1550 MW.

1 loc. Centrale solare (SPP)

Energia solară are cele mai mari perspective. Tehnologia de conversie a radiației solare cu ajutorul fotocelulelor se dezvoltă de la an la an, devenind din ce în ce mai eficientă.

În Rusia, energia solară este relativ slab dezvoltată. Cu toate acestea, unele regiuni arată rezultate excelente în această industrie. Luați, de exemplu, Crimeea, unde funcționează mai multe centrale solare puternice.

Se poate dezvolta în viitor energie spațială. În acest caz, centralele solare vor fi construite nu pe suprafața pământului, ci pe orbita planetei noastre. Cel mai important avantaj al acestei abordări este că panourile fotovoltaice vor putea primi mult mai multă lumină solară, deoarece. acest lucru nu va fi împiedicat de atmosferă, vreme și anotimpuri.

Concluzie

Energia alternativă are mai multe domenii promițătoare. Dezvoltarea sa treptată va duce mai devreme sau mai târziu la înlocuirea metodelor tradiționale de generare a energiei electrice. Și nu este necesar ca doar una dintre tehnologiile enumerate să fie utilizată în întreaga lume. Vedeți videoclipul de mai jos pentru mai multe despre asta.

În ultimii ani, energia alternativă a devenit subiect de interes intens și dezbatere acerbă. Amenințată de schimbările climatice și de faptul că temperaturile medii globale continuă să crească în fiecare an, dorința de a găsi forme de energie care să reducă dependența de combustibilii fosili, cărbune și alte procese poluante a crescut în mod natural.

Deși majoritatea conceptelor nu sunt noi, abia în ultimele decenii această întrebare a devenit în sfârșit relevantă. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnologiei și producției, costul majorității formelor de energie alternativă a scăzut, în timp ce eficiența a crescut. Ce este energia alternativă, în termeni simpli și de înțeles, și care este probabilitatea ca aceasta să devină cea principală?

În mod evident, rămâne o controversă cu privire la ce înseamnă „energie alternativă” și la ce se poate aplica expresia. Pe de o parte, acest termen poate fi atribuit formelor de energie care nu duc la o creștere a amprentei de carbon a umanității. Prin urmare, poate include instalații nucleare, centrale hidroelectrice și chiar gaze naturale și „cărbune curat”.

Pe de altă parte, termenul este folosit și pentru a se referi la ceea ce este considerat în prezent metode energetice neconvenționale - solar, eolian, geotermal, biomasă și alte completări recente. Acest tip de clasificare exclude metodele de extracție a energiei, cum ar fi centralele hidroelectrice, care există de mai bine de o sută de ani și sunt destul de comune în unele regiuni ale lumii.

Un alt factor este că sursele alternative de energie trebuie să fie „curate”, fără a produce poluanți nocivi. După cum sa menționat deja, aceasta înseamnă cel mai adesea dioxid de carbon, dar se poate referi și la alte emisii - monoxid de carbon, dioxid de sulf, oxid de azot și altele. Prin acești parametri, energia nucleară nu este considerată o sursă alternativă de energie deoarece produce deșeuri radioactive care sunt foarte toxice și trebuie depozitate în mod corespunzător.

În toate cazurile, totuși, termenul este folosit pentru a se referi la tipurile de energie care vor înlocui combustibilii fosili și cărbunele ca formă dominantă de producție de energie în următorul deceniu.

Tipuri de surse alternative de energie
Strict vorbind, există multe tipuri de energie alternativă. Din nou, aici definițiile au ajuns într-o fundătură, deoarece în trecut „energie alternativă” era folosită pentru a se referi la metode care nu erau considerate esențiale sau rezonabile. Dar dacă luați definiția într-un sens larg, aceasta va include unele sau toate aceste puncte:

Hidroenergie. Aceasta este energia generată de barajele hidroelectrice la cădere și apa curgătoare (în râuri, canale, cascade) trece printr-un dispozitiv care întoarce turbinele și generează energie electrică.

Energie nucleara. Energia care este produsă în procesul de reacții de fisiune întârziată. Tijele de uraniu sau alte elemente radioactive încălzesc apa, transformând-o în abur, iar aburul transformă turbinele, generând energie electrică.

Energie care se obține direct de la Soare; (constând de obicei dintr-un substrat de siliciu, aliniat în rețele mari) transformă razele solare direct în energie electrică. În unele cazuri, căldura produsă de lumina soarelui este folosită și pentru a genera energie electrică, aceasta fiind cunoscută sub numele de energie termică solară.

Energie eoliana. Energia generată de fluxul de aer; turbinele eoliene gigantice se rotesc sub influența vântului și generează electricitate.

energie geotermală. Această energie este generată de căldura și aburul produs de activitatea geologică din scoarța terestră. În cele mai multe cazuri, conductele sunt plasate în pământ deasupra zonelor active din punct de vedere geologic, trecând aburul prin turbine, generând astfel energie electrică.

Energia valurilor. Curenții de maree de-a lungul coastelor pot fi, de asemenea, utilizați pentru a genera electricitate. Schimbarea zilnică a mareelor ​​face ca apa să curgă prin turbine înainte și înapoi. Electricitatea este generată și transferată către centralele electrice de pe uscat.

Biomasă. Acest lucru se aplică combustibililor obținuți din plante și surse biologice - etanol, glucoză, alge, ciuperci, bacterii. Ar putea înlocui benzina ca sursă de combustibil.

Hidrogen. Energie derivată din procese care implică hidrogen gazos. Acestea includ convertoare catalitice, în care moleculele de apă sunt rupte și recombinate în timpul electrolizei; pile de combustibil cu hidrogen, în care gazul este folosit pentru a alimenta un motor cu ardere internă sau pentru a porni o turbină încălzită; sau fuziunea nucleară, în care atomii de hidrogen fuzionează în condiții controlate, eliberând cantități incredibile de energie.

Surse de energie alternative și regenerabile
În multe cazuri, sursele alternative de energie sunt, de asemenea, regenerabile. Cu toate acestea, termenii nu sunt complet interschimbabili, deoarece multe forme de surse alternative de energie se bazează pe o resursă limitată. De exemplu, energia nucleară se bazează pe uraniu sau pe alte elemente grele care trebuie mai întâi exploatate.

În același timp, energia eoliană, solară, mareomotrică, geotermală și hidroelectrică se bazează pe surse care sunt complet regenerabile. Razele soarelui sunt cea mai abundentă sursă de energie dintre toate și, deși limitate de vreme și de ora zilei, sunt inepuizabile din punct de vedere industrial. Nici vântul nu dispare, datorită schimbărilor de presiune din atmosfera noastră și rotației Pământului.

Dezvoltare
În prezent, energia alternativă își experimentează încă tinerețea. Însă această imagine se schimbă rapid sub influența proceselor de presiune politică, a dezastrelor ecologice la nivel mondial (secete, foamete, inundații) și a îmbunătățirii tehnologiilor de energie regenerabilă.

De exemplu, din 2015, nevoile de energie ale lumii erau încă asigurate predominant de cărbune (41,3%) și gaze naturale (21,7%). Centralele hidroelectrice și energia nucleară au reprezentat 16,3%, respectiv 10,6%, în timp ce „sursele regenerabile de energie” (solar, eolian, biomasă etc.) - doar 5,7%.

Acest lucru s-a schimbat foarte mult din 2013, când consumul global de petrol, cărbune și gaze naturale a fost de 31,1%, 28,9% și, respectiv, 21,4%. Energia nucleară și hidroelectrică au reprezentat 4,8% și 2,45%, în timp ce sursele regenerabile au reprezentat doar 1,2%.

În plus, s-a înregistrat o creștere a numărului de acorduri internaționale de reducere a utilizării combustibililor fosili și a dezvoltării surselor alternative de energie. De exemplu, Directiva privind energia din surse regenerabile, semnată de Uniunea Europeană în 2009, care a stabilit obiective de utilizare a energiei regenerabile pentru toate statele membre până în 2020.

În esență, acest acord implică faptul că UE va satisface cel puțin 20% din necesarul total de energie cu energie regenerabilă până în 2020 și cel puțin 10% din combustibilul de transport. În noiembrie 2016, Comisia Europeană a revizuit aceste obiective și a stabilit un consum minim de energie regenerabilă de 27% până în 2030.

Unele țări au devenit lideri în dezvoltarea energiei alternative. De exemplu, în Danemarca, energia eoliană asigură până la 140% din necesarul de electricitate al țării; surplusurile sunt expediate în țările vecine, Germania și Suedia.

Islanda, datorită locației sale în Atlanticul de Nord și a vulcanilor săi activi, a obținut o dependență de energie regenerabilă 100% încă din 2012 printr-o combinație de energie hidroelectrică și geotermală. În 2016, Germania a adoptat o politică de eliminare treptată a dependenței de petrol și energie nucleară.

Perspectivele pe termen lung pentru energia alternativă sunt extrem de pozitive. Potrivit unui raport din 2014 al Agenției Internaționale pentru Energie (IEA), energia solară fotovoltaică și energia solară termică vor reprezenta 27% din cererea globală până în 2050, devenind cea mai mare sursă de energie. Poate că, datorită progreselor în sinteza, sursele de combustibili fosili vor fi iremediabil învechite până în 2050.

Centralele electrice sunt interconectate și furnizează energie electrică sistemului energetic al unei regiuni sau țări. Consumatorii de diferite compoziții, putere, mod de funcționare și alți indicatori primesc energie electrică din acest sistem. O astfel de integrare în sistemul energetic permite: reducerea capacității totale instalate a centralelor electrice; putere de rezervă datorită posibilei manevre a stațiilor de diferite tipuri; reduce consumul total de combustibil; crește fiabilitatea alimentării cu energie electrică a consumatorilor datorită interconexiunilor suplimentare; cresterea randamentului producerii de energie electrica prin distributia optima a sarcinilor electrice intre statii de diferite tipuri.

Fig.1.14.

Sarcina electrică totală a unui grup de consumatori conectați la sistemul de energie electrică depinde de mulți factori: compoziția consumatorilor, puterea acestora, modul de funcționare, tehnologia și echipamentul utilizat, ora din zi și anul, condițiile climatice etc. Un program zilnic aproximativ al sarcinii electrice a zonei industriale este prezentat în Fig. 1.14. Se caracterizează printr-o sarcină constantă pe zi (de bază) P3; sarcină ușor variabilă (semi-vârf) de la P3 la P2; sarcină de vârf P1. În fiecare moment de timp în sistemul electric trebuie să existe un echilibru între puterea generată și puterea consumată (ținând cont de pierderi). În caz contrar, modul de funcționare a sistemului de alimentare în ansamblu și elementele sale individuale pot deveni de urgență până la „prăbușire”, adică. deconectarea completă între ele a tuturor surselor și consumatorilor de energie electrică. Pentru a menține echilibrul de putere, este necesar să se regleze, să se schimbe puterea generată la centralele electrice. Puterea și inerția diferite ale unităților de putere determină anumite modele de utilizare a acestora, atât din punct de vedere tehnic, cât și economic. Sarcina de bază este suportată de cele mai puternice și inerțiale centrale electrice - centrale nucleare și centrale termice mari, centrale electrice districtuale de stat. Semi-vârf de sarcină este acoperită de unitățile manevrabile ale centralelor hidroelectrice, centralelor cu acumulare prin pompare și centralelor termice. Sarcina maximă este asigurată de hidrogeneratoare, GTU, CCGT.

Compoziția specifică a centralelor electrice din regiune poate modifica parțial opțiunea de distribuție a sarcinii avută în vedere, dar principiile generale rămân neschimbate.

Utilizarea surselor alternative de energie

Creșterea populației, dezvoltarea industrială și socială a societății necesită o creștere semnificativă a producției de energie. În același timp, până la mijlocul secolului XXI, o lipsă acută de purtători de energie organică, care asigură astăzi aproximativ 80% din toată energia solicitată, va deveni destul de reală. Costul extragerii și transportului combustibilului este în continuă creștere, iar acest proces va continua, deoarece. depozitele noi sunt adesea localizate în zone îndepărtate, greu accesibile, la o adâncime considerabilă. Creșterea prețurilor la carburanți se datorează și faptului că petrolul, gazele, cărbunele sunt o materie primă importantă pentru multe industrii, iar afirmația „a arde cu petrol este la fel ca a arde cu bancnote” nu își pierde relevanța.

Prin urmare, se lucrează pentru a găsi noi tipuri alternative de surse de energie, inclusiv regenerabile și ecologice. Unele dintre aceste evoluții sunt discutate mai jos.

Instalații magnetohidrodinamice (MHD). Principiul de funcționare al acestor instalații vă permite să transformați direct energia termică în energie electrică (Fig. 1.15). Între plăcile metalice 1, situate într-un câmp magnetic puternic, trece un jet 2 de gaz ionizat. În conformitate cu legea inducției electromagnetice, este indus un EMF, care determină fluxul de curent electric între electrozii din interiorul canalului generatorului și din circuitul extern. Absența pieselor mobile în generatorul MHD face posibilă atingerea unei temperaturi a fluidului de lucru de 2550...2600 0C la intrare și asigurarea eficienței ciclului termic de 70...75%.

Instalațiile MHD pot funcționa după diferite scheme. Una dintre opțiuni este cu un reactor nuclear în ciclu închis (Fig. 1.15.b.). Fluidul de lucru (argon sau heliu cu adaos de cesiu) este încălzit într-un reactor nuclear sau într-un schimbător de căldură la temperatură înaltă 3 și intră în canalul MHD 4, unde energia termică a plasmei în mișcare este transformată în energie electrică. Gazele evacuate în canalul MHD, având o temperatură de aproximativ 1500 0С, intră în generatorul de abur 5, care asigură funcționarea instalației de turbine cu abur 6. Ciclul MHD este închis prin compresorul 7, care returnează gazul în reactor. sau la schimbătorul de căldură 3.

Fig.1.15.

a - principiul de funcționare al generatorului MHD; b - MHD-instalație cu reactor nuclear.

Puterea centralei pilot MHD este de 25 MW. O centrală cu o capacitate de 500 MW se află în stadiul de dezvoltare tehnică. Există o serie de dificultăți în acest proces care împiedică ritmul de introducere a generatoarelor MHD: crearea de câmpuri magnetice cu inducție mare; realizarea unei conductivitati ridicate a plasmei la temperaturi de până la 2400…2500 0С; crearea de materiale rezistente la căldură; obţinerea unui curent alternativ, care trebuie inversat din curentul continuu generat de instalaţia MHD. Cu toate acestea, dezvoltarea și implementarea generatoarelor MHD are perspective destul de bune.

instalatii termonucleare. Crearea unor instalații industriale de acest tip poate rezolva aproape complet problema obținerii cantității necesare de energie. Furnizarea de izotopi de deuteriu și tritiu, combustibilul original pentru reactoarele termonucleare, este practic nelimitată pe Pământ. În procesul unei reacții termonucleare, se eliberează o energie enormă. Acest lucru se întâmplă pe Soare, precum și în explozia unei bombe cu hidrogen. Pentru a controla un astfel de proces, ar trebui prevăzute o serie de condiții: densitatea combustibilului de cel puțin 1015 miezuri pe 1 cm3; temperatura 100 ... 500? 106 grade. Această stare a combustibilului trebuie menținută, fracțiuni de secundă.

Lucrările la crearea unui reactor termonuclear s-au desfășurat intens în URSS, SUA și Japonia. S-au obţinut anumite rezultate pozitive, de exemplu, instalaţia TOKOMAK de la Institutul de Energie Atomică. I.V. Kurchatov. Cu toate acestea, problemele tehnice și științifice nu au făcut încă posibilă crearea unei adevărate instalații termonucleare industriale.

Centrale solare. Pământul primește anual 1017 W de energie de la Soare, ceea ce este de 20.000 de ori mai mult decât nivelul actual de consum. Naturală este conversia energiei solare în energie termică. Astfel de instalații au fost folosite de om din cele mai vechi timpuri. Se cunoaște și o modalitate destul de simplă de transformare a energiei solare în energie electrică - folosind fotocelule. Prin urmare, în multe țări se lucrează la crearea de centrale solare (SPP). De o importanță deosebită este curățenia ecologică și regenerabilitatea unei astfel de resurse energetice. Drept urmare, în ultimii 50 de ani, zeci de SELS au fost construite în SUA, Australia, Italia, Oceania și alte regiuni climatice adecvate. În URSS a fost construit SPP Crimeea cu o capacitate de 5 MW, a fost proiectată o stație în Asia Centrală cu o capacitate totală de 200 MW.

Cu toate acestea, există dificultăți semnificative în crearea și utilizarea centralelor solare, care nu permit încă centralelor solare să concureze pe deplin cu centralele termice și hidrocentralele. Aceasta este inconsecvența radiației solare în funcție de ora zilei, an și în funcție de condițiile meteorologice; densitate scăzută de radiație lângă suprafața Pământului; caracteristicile tehnice insuficiente ale fotocelulelor existente și complexitatea eliminării acestora. Eficiența instalațiilor SELS este în prezent de aproximativ 15%, iar obținerea de capacități semnificative este asociată cu amplasarea echipamentelor pe suprafețe mari de zeci de kilometri pătrați și consumul corespunzător de materiale. Cu toate acestea, lucrările pentru îmbunătățirea SELS continuă.

Stații geotermale (GeoTES). Astfel de stații folosesc căldura din interiorul pământului ca sursă de energie. Principalele tipuri de centrale geotermale funcționează pe apă caldă sub presiune, pe apă cu abur, pe abur uscat sau pe gaz (energie petrotermală).

În medie, pentru fiecare 30 ... 40 m adâncime în Pământ, temperatura crește cu 1 0С și la o adâncime de 10 ... 15 kilometri ajunge la 1000 - 1200 0С. În unele părți ale planetei, temperatura este destul de ridicată în imediata apropiere a suprafeței. În aceste locuri puternice ape fierbinți subterane, abur, batai de gaz. GeoTPP-urile pot fi plasate aici. De exemplu, în Valea Gheizerelor din SUA, capacitatea totală a GeoTPP este de 900 MW, a Lardello GeoTPP din Italia cu o capacitate de 420 MW, iar stația Wairaket din Noua Zeelandă este de 290 MW. GeoTPP-uri destul de puternice operează în Mexic, Japonia, Islanda și alte țări. GeoTPP rusesc din Kamchatka are o capacitate de 5 MW.

Curățenia ecologică, reînnoirea energiei termice a Pământului, suficientă simplitate a proiectării sunt avantajele incontestabile ale GeoTPP.

Dezavantajele stațiilor geotermale sunt legarea rigidă de locul de eliberare a căldurii la suprafața Pământului și parametri limitați ai fluidului de lucru în ceea ce privește presiunea și temperatură.

Centrale mareomotrice (TPP). PES moderne folosesc faza de maree înaltă și joasă, unitățile lor (turbine) sunt reversibile și funcționează atunci când apa se deplasează de la mare în golf și invers (Fig. 1.16). Astfel de instalații sunt capabile să funcționeze în modurile de turbină și pompare.

TPP-urile operează în Rusia (Kislogubskaya, 400 kW), Japonia, Franța și alte țări. Cel mai puternic TPP este situat la gura râului Rance din Franța - 240 MW.

Fig.1.16.

a - vedere de sus; b - tăiat

VGP - cel mai înalt orizont al mareei; VGO - cel mai înalt orizont al valului scăzut

Energia mareelor ​​este prietenoasă cu mediul, regenerabilă, neschimbată în perioade anuale și pe termen lung, cu toate acestea, variază semnificativ în timpul lunii lunare și poate fi utilizată doar în anumite puncte geografice de pe coastele mărilor și oceanelor dacă este disponibil relieful necesar.

Centrale electrice care folosesc energie marină. Energia valurilor, a curenților, a gradienților de temperatură și salinitate ai mărilor și oceanelor poate fi transformată în energie electrică. Au fost proiectate și testate mai multe tipuri de instalații de convertizor. De exemplu, turbina Coriolis de 80 MW este proiectată pentru centralele care utilizează curenți oceanici.

Centrale eoliene (WPP). Omul a folosit întotdeauna energia eoliană. Transformarea acestei energii în energie electrică este în principiu foarte simplă. Deja în anii 1920, în URSS a fost construită WPP-ul Kursk cu o capacitate de 8 kW. Cea mai mare instalație din lume, cu o capacitate de 1050 kW într-o unitate, funcționează în SUA din 1941.

Cu toate acestea, cu anumite avantaje (curatenia mediului, regenerabilitate, simplitate si cost scazut de utilizare), energia eoliana prezinta si dezavantaje semnificative care limiteaza constructia de parcuri eoliene. Aceasta este o mare densitate neuniformă a energiei eoliene, dependență de factori geografici, climatici, meteorologici etc. Prin urmare, în prezent, parcurile eoliene cu capacitate limitată de utilizare locală sunt justificate economic.

Perspective pentru dinamica dezvoltării centralelor electrice

Dinamica dezvoltării energiei mondiale și domestice indică faptul că în viitorul apropiat echilibrul existent între termocentrale, centrale nucleare și hidrocentrale va rămâne aproximativ. Se va acorda prioritate strategiei gaz-cărbune, iar utilizarea păcurului la TPP-uri va scădea. Prețurile mondiale ale energiei, care sunt influențate de numeroși factori, sunt capabile să ajusteze această strategie în diferite grade și la diferite intervale de timp.

CCGT și GTU vor fi dezvoltate în continuare. Dintre domeniile relativ noi de prioritate sunt instalațiile MHD.

Se va dezvolta energie netradițională (solară, mareomotrică, geotermală), folosind resurse naturale regenerabile ecologice. Lucrările de cercetare-dezvoltare privind realizarea și dezvoltarea de instalații termonucleare, termoelectrice, radioizotopice, termoionice, generatoare electrochimice și alte unități vor continua. Un domeniu de lucru separat și foarte important este economisirea de energie a tuturor tipurilor de combustibil și resurse energetice, căldură și electricitate.

De ce să plătești companiile energetice pentru electricitate în fiecare lună, când îți poți furniza propria energie? Din ce în ce mai mulți oameni din lume înțeleg acest adevăr. Și așa vom vorbi astăzi despre 8 surse alternative de energie neobișnuite pentru casă, birou și petrecere a timpului liber.

Panouri solare la ferestre

Panourile solare sunt cea mai utilizată sursă alternativă de energie în casă astăzi. În mod tradițional, acestea sunt instalate pe acoperișurile caselor private sau în curți. Dar recent a devenit posibilă plasarea acestor elemente direct în ferestre, ceea ce face posibilă utilizarea unor astfel de baterii chiar și pentru proprietarii de apartamente obișnuite din clădirile înalte.

Totodată, au apărut deja soluții care permit realizarea de panouri solare cu un nivel ridicat de transparență. Aceste elemente energetice ar trebui instalate în ferestrele spațiilor rezidențiale.

De exemplu, panourile solare transparente au fost dezvoltate de specialiști de la Universitatea de Stat din Michigan. Aceste elemente transmit 99 la sută din lumina care trece prin ele, dar în același timp au o eficiență de 7%.

Uprise a creat o turbină eoliană neobișnuită de mare putere, care poate fi folosită atât acasă, cât și la scară industrială. Această moară de vânt este amplasată într-o remorcă, care poate muta un SUV sau autocaravană.

Când este pliat cu turbina Uprise, puteți circula pe drumurile publice. Dar când este desfășurată, se transformă într-o moară de vânt cu drepturi depline, de cincisprezece metri înălțime și 50 kW.

Uprise poate fi folosit în timp ce călătoriți într-o autocaravană, pentru a furniza energie către locații îndepărtate sau reședințe private obișnuite. Instalând această turbină în curtea sa, proprietarul acesteia poate chiar să vândă surplusul de energie electrică vecinilor.

Makani Power este un proiect al companiei cu același nume, care a intrat recent sub controlul unui laborator de inovație semi-secret. Ideea acestei tehnologii este atât simplă, cât și ingenioasă. Vorbim despre un mic zmeu care poate zbura la o înălțime de până la un kilometru și poate genera electricitate.

Aeronava Makani Power este echipată cu turbine eoliene încorporate care vor funcționa activ la altitudine, unde viteza vântului este semnificativ mai mare decât la nivelul solului. Energia primită în acest caz este transmisă de-a lungul cablului care conectează zmeul la stația de bază.

Energia va fi generată și din mișcările aeronavei Makani Power în sine. Tragând cablul sub forța vântului, acest zmeu va învârti dinamul încorporat în stația de bază.

Cu ajutorul Makani Power, este posibil să se furnizeze energie atât caselor private, cât și facilităților îndepărtate, unde este imposibil să se instaleze o linie electrică tradițională.

Panourile solare moderne au încă o eficiență foarte scăzută. Așadar, pentru a obține de la aceștia rate mari de producție, este necesar să acoperiți cu panouri spații destul de mari. Dar tehnologia numită Betaray vă permite să creșteți eficiența de aproximativ trei ori.

Betaray este o mică instalație care poate fi amplasată în curtea unei case private sau pe acoperișul unei clădiri înalte. Se bazează pe o sferă de sticlă transparentă cu un diametru puțin mai mic de un metru. Acumulează lumina soarelui și o concentrează pe un panou fotovoltaic destul de mic. Eficiența maximă a acestei tehnologii are un spectacol uimitor de mare de 35 la sută.

În același timp, instalația Betaray în sine este dinamică. Se adaptează automat la poziția Soarelui pe cer pentru a funcționa la capacitate maximă în orice moment. Și chiar și noaptea, această baterie generează electricitate transformând lumina de la lună, stele și luminile stradale.

Artistul danez-islandez Olafur Eliasson a lansat un proiect neobișnuit numit Little Sun, care combină creativitatea, tehnologia și angajamentul social al oamenilor de succes față de cei defavorizați. Vorbim despre un mic dispozitiv sub formă de floarea soarelui, care în timpul zilei se umple cu energie din lumina soarelui pentru a aduce seara iluminare în cele mai întunecate colțuri ale planetei.

Oricine poate dona bani pentru ca lampa solară Little Sun să apară în viața unei familii dintr-o Țară a Lumii a Treia. Micile lămpi de soare le permit copiilor din mahalale și din satele îndepărtate să dedice serile studiului sau lecturii, fără de care succesul în societatea modernă este imposibil.

Lămpile Little Sun pot fi achiziționate și pentru tine, făcându-le parte din propria ta viață. Aceste dispozitive pot fi folosite atunci când ieșiți în natură sau pentru a crea o atmosferă uimitoare de seară în zone deschise.

Mulți sceptici râd de sportivi, susținând că forțele pe care aceștia le folosesc în timpul exercițiilor fizice pot fi folosite pentru a genera electricitate. Creatorii au continuat despre această opinie și au creat primul set de simulatoare în aer liber din lume, fiecare dintre acestea fiind o mică centrală electrică.

Primul teren de sport Green Heart a apărut în noiembrie 2014 la Londra. Electricitatea pe care o generează pasionații de exercițiu pe acesta poate fi folosită pentru a încărca dispozitive mobile: smartphone-uri sau tablete.

Site-ul Green Heart trimite excesul de energie către rețelele electrice locale.

În mod paradoxal, chiar și copiii pot fi forțați să producă energie „verde”. La urma urmei, nu sunt niciodată contrarii să facă ceva, cumva să se joace și să se distreze. De aceea, inginerii olandezi au creat un leagăn neobișnuit numit Giraffe Street Lamp, care folosește neliniștea copiilor în procesul de generare a energiei electrice.

Leagănul de lampă girafă generează energie atunci când este utilizat în scopul pentru care a fost destinat. Legănându-se pe scaun, copiii sau adulții stimulează dinamul încorporat în acest design.

Desigur, energia electrică primită nu este suficientă pentru funcționarea deplină a unei clădiri rezidențiale private. Dar energia acumulată în timpul zilei de joc este destul de suficientă pentru a acționa o lampă stradală nu foarte puternică timp de câteva ore după amurg.

Operatorul de telefonie mobilă Vodafone realizează că profiturile sale cresc atunci când telefoanele clienților funcționează non-stop, iar proprietarii lor înșiși nu își fac griji unde să găsească o priză pentru a încărca bateriile gadgetului lor. Prin urmare, această companie a sponsorizat dezvoltarea unei tehnologii neobișnuite numită Power Pocket.

Dispozitivele bazate pe tehnologia Power Pocket ar trebui să fie cât mai aproape de corpul uman pentru a-și folosi căldura pentru a genera energie electrică pentru nevoile casnice.

În acest moment, pe baza tehnologiei Power Pocket, au fost create două produse practice: pantaloni scurți și un sac de dormit. Au fost testate pentru prima dată în timpul festivalului Isle of Wight în 2013. Experiența s-a dovedit a fi de succes, o noapte de persoană într-un astfel de sac de dormit a fost suficientă pentru a încărca bateria smartphone-ului cu aproximativ 50 la sută.

În această recenzie, am vorbit doar despre acele surse alternative de energie care pot fi folosite pentru nevoile casnice: acasă, la birou sau în timpul relaxării. Dar există încă multe tehnologii „verzi” moderne extraordinare dezvoltate pentru utilizare la scară industrială. Puteți citi despre ele în recenzie.

Rezervele limitate de combustibili fosili și poluarea globală a mediului au forțat omenirea să caute surse alternative regenerabile de astfel de energie, astfel încât daunele din procesarea acesteia să fie minime la costuri acceptabile de producție, procesare și transport al resurselor energetice.

Tehnologiile moderne fac posibilă utilizarea resurselor alternative de energie disponibile, atât la scară planetară, cât și în rețeaua electrică a unui apartament sau a unei case private.

Dezvoltarea violentă a vieții de-a lungul mai multor miliarde de ani demonstrează în mod clar furnizarea Pământului cu surse de energie. Lumina solară, căldura interiorului și potențialul chimic permit organismelor vii să efectueze multiple schimburi de energie, existente într-un mediu creat de factori fizici - temperatură, presiune, umiditate, compoziție chimică.

Circulația materiei și a energiei în natură

Criterii economice pentru sursele alternative de energie

Din cele mai vechi timpuri, omul a folosit energia eoliană ca propulsie pentru nave, ceea ce a permis dezvoltarea comerțului. Combustibilii regenerabili obținuți din plante moarte și deșeurile umane au fost sursa de căldură pentru gătit și obținerea primelor metale. Energia picăturii de apă a alimentat pietrele de moară. De mii de ani, acestea au fost principalele tipuri de energie, pe care acum le numim surse alternative.

Odată cu dezvoltarea geologiei și a tehnologiilor de extracție a subsolului, a devenit mai profitabilă din punct de vedere economic extragerea hidrocarburilor și arderea acestora pentru a genera energie după cum este necesar, în loc să aștepte literalmente vremea lângă mare, în speranța unei coincidențe de succes a curenților, direcției vântului și plafon de nori.

Instabilitatea și variabilitatea condițiilor meteorologice, precum și ieftinitatea relativă a motoarelor cu combustibili fosili, au forțat progrese către utilizarea energiei din măruntaiele pământului.

Diagrama care arată raportul dintre consumul de surse de energie fosile și regenerabile

Asimilat și procesat de organismele vii, dioxidul de carbon, care se odihnește în adâncuri de milioane de ani, este din nou returnat în atmosferă atunci când sunt arse hidrocarburi fosile, care este o sursă a efectului de seră și a încălzirii globale. Bunăstarea generațiilor viitoare și echilibrul fragil al ecosistemului obligă omenirea să reconsidere indicatorii economici și să utilizeze forme alternative de energie Pentru că sănătatea este cel mai prețios lucru.

Utilizarea conștientă a surselor alternative de energie regenerabile prin natură devine populară, dar ca și până acum, prioritățile economice prevalează. Dar într-o casă de țară sau o casă de țară, utilizarea surselor alternative de electricitate și căldură poate fi singura opțiune rentabilă pentru obținerea energiei dacă instalarea, conectarea și instalarea liniilor de alimentare cu energie se dovedește a fi prea costisitoare.

Furnizarea unei case îndepărtate de civilizație cu cantitatea minimă necesară de electricitate folosind panouri solare și un generator eolian

Oportunități de utilizare a formelor alternative de energie

În timp ce oamenii de știință explorează noi direcții și dezvoltă tehnologii de fuziune la rece, meșteșugarii pot folosi următoarele surse alternative de energie pentru casă:

• Lumina soarelui;
• Energie eoliana;
• gaz biologic;
• diferența de temperatură;

În conformitate cu tipurile alternative de energie regenerabilă, există soluții gata făcute care au fost introduse cu succes în producția de masă. De exemplu, panouri solare, turbine eoliene, centrale de biogaz și pompe de căldură de diferite capacități pot fi achiziționate împreună cu livrarea și instalarea pentru a avea propriile surse alternative de energie electrică și căldură pentru o casă privată.

Panou solar produs comercial instalat pe acoperișul unei case private

Fiecare caz individual ar trebui să aibă propriul plan de furnizare a aparatelor electrocasnice cu surse de energie electrică alternativă, în funcție de nevoi și posibilități. De exemplu, pentru a alimenta un laptop, o tabletă, a încărca un telefon, puteți folosi o sursă de 12 V și adaptoare portabile. Această tensiune, cu o cantitate suficientă de energie a bateriei, va fi suficientă pentru a ilumina.

Panourile solare și turbinele eoliene trebuie să încarce bateriile, din cauza volatilității luminii și a puterii energiei eoliene. Odată cu creșterea puterii surselor alternative de energie electrică și a volumului bateriilor, independența energetică a unei surse de alimentare autonome crește. Dacă este necesară conectarea aparatelor electrice care funcționează de la 220 V la o sursă alternativă de energie electrică, atunci aplicați convertoare de tensiune.

O diagramă care ilustrează alimentarea cu energie a aparatelor electrice de uz casnic din bateriile încărcate de un generator eolian și panouri solare

Energie solară alternativă

La domiciliu, este aproape imposibil să se creeze celule solare, așa că designerii de surse alternative de energie folosesc componente gata făcute, asambland structuri generatoare, obținând puterea necesară. Conectarea fotocelulelor în serie crește tensiunea de ieșire a sursei de energie electrică rezultată, iar conectarea lanțurilor asamblate în paralel dă un curent total de asamblare mai mare.

Schema de conectare a fotocelulelor in ansamblu

Vă puteți concentra pe intensitatea energiei radiației solare - aceasta este de aproximativ un kilowatt pe metru pătrat. De asemenea, trebuie să țineți cont de eficiența panourilor solare - în acest moment este de aproximativ 14%, dar este în curs de dezvoltare intensivă pentru creșterea eficienței generatoarelor solare. Puterea de ieșire depinde de intensitatea radiației și de unghiul de incidență al fasciculelor.

Poti incepe de la mic - achizitioneaza unul sau mai multe panouri solare mici, si ai o sursa de energie electrica alternativa in tara in cantitatea necesara incarcarii unui smartphone sau laptop pentru a avea acces la Internetul global. Măsurând curentul și tensiunea, ei studiază volumul consumului de energie, având în vedere perspectiva extinderii în continuare a utilizării surselor alternative de energie.

Instalarea de panouri solare suplimentare pe acoperișul casei

Trebuie amintit că lumina soarelui este, de asemenea, o sursă de radiație termică (infraroșie), care poate fi folosită pentru a încălzi lichidul de răcire fără o conversie suplimentară a energiei în electricitate. Acest principiu alternativ se aplică în colectoare solare, unde, cu ajutorul reflectoarelor, radiația infraroșie este concentrată și transferată de lichidul de răcire către sistemul de încălzire.

Colector solar ca parte a unui sistem de încălzire a locuinței

Energie eoliană alternativă

Cel mai simplu mod de a construi singur o turbină eoliană este să folosești un generator auto. Pentru a crește viteza și tensiunea sursei de electricitate alternativă (eficiența generării de energie electrică), ar trebui să se folosească o cutie de viteze sau o transmisie prin curea. Explicația tuturor tipurilor de nuanțe tehnologice depășește domeniul de aplicare al acestui articol - trebuie să studiați principiile aerodinamicii pentru a înțelege procesul de transformare a vitezei fluxului de mase de aer în electricitate alternativă.

În etapa inițială a studierii perspectivelor de conversie a surselor regenerabile de energie eoliană alternativă în energie electrică, trebuie să alegeți designul morii de vânt. Cele mai comune modele sunt elicea cu ax orizontal, rotorul Savonius și turbina Darrieus. O elice cu trei pale ca sursă de energie alternativă este cea mai comună opțiune pentru făcut în casă.

Soiuri de turbine Darier

La proiectarea palelor de elice, viteza unghiulară de rotație a unei mori de vânt este de mare importanță. Există un așa-numit factor de eficiență a elicei, care depinde de viteza fluxului de aer, precum și de lungimea, secțiunea, numărul și unghiul de atac al palelor.

În general, acest concept poate fi înțeles astfel - într-un vânt mic, lungimea palelor cu cel mai reușit unghi de atac nu va fi suficientă pentru a obține eficiența maximă a generării de energie, ci cu amplificarea multiplă a debitului și o creștere în viteza unghiulară, marginile lamelor vor experimenta o rezistență excesivă, care le poate deteriora.

Profilul complex al unei lame de moară de vânt

Prin urmare, lungimea palelor este calculată pe baza vitezei medii a vântului, schimbând fără probleme unghiul de atac în raport cu distanța de la centrul elicei. Pentru a preveni ruperea palelor într-un vânt puternic, conductoarele generatorului sunt scurtcircuitate, ceea ce împiedică rotirea elicei. Pentru calcule aproximative, un kilowatt de electricitate alternativă poate fi luat de la o elice cu trei pale cu un diametru de 3 metri la o viteză medie a vântului de 10 m/s.

Pentru a crea un profil optim al lamei, sunt necesare modelarea pe computer și o mașină CNC. Acasă, meșterii folosesc materiale și unelte improvizate, încercând să recreeze cât mai precis posibil desenele surselor alternative de energie eoliană. Ca materiale se folosesc lemnul, metalul, plasticul etc.

Elice de casă pentru turbină eoliană din lemn și placă metalică

Pentru a genera energie electrică, puterea unui generator de mașină poate să nu fie suficientă, așa că meșterii fac generatoare de mașini electrice cu propriile mâini sau refac motoare electrice. Cel mai popular design al unei surse alternative de electricitate este un rotor cu magneți de neodim plasați alternativ și un stator cu înfășurări.

Rotoare generatoare de casă
Stator cu înfășurări pentru un generator de casă

Energie alternativă Biogaz

Biogazul ca sursă de energie se obține în principal în două moduri - aceasta este pirolizași descompunerea anaerobă (fără oxigen) a materiei organice. Piroliza necesită un aport limitat de oxigen pentru a menține temperatura de reacție, în timp ce se eliberează gaze combustibile: metan, hidrogen, monoxid de carbon și alți compuși: dioxid de carbon, acid acetic, apă, reziduuri de cenușă. Ca sursă de piroliză, combustibilii cu un conținut ridicat de rășină sunt cei mai potriviți. Videoclipul de mai jos prezintă o demonstrație vizuală a eliberării de gaze combustibile din lemn atunci când este încălzit.

Pentru sinteza biogazului din deșeuri ale organismelor, se folosesc rezervoare de metan de diferite modele. Este logic să instalați un rezervor de metan acasă cu propriile mâini dacă în gospodărie există un coș de găini, un coș de porci și un efectiv de vite. Principalul gaz de ieșire este metanul, dar o cantitate mare de hidrogen sulfurat și alți compuși organici impurități necesită utilizarea unor sisteme de purificare pentru a îndepărta mirosurile și a preveni înfundarea arzătoarelor din generatoarele de căldură sau contaminarea căilor de combustibil al motorului.

Este necesar un studiu amănunțit al energiei proceselor chimice, tehnologii cu un set gradual de experiență, care au trecut printr-o cale de încercare și eroare, pentru a obține un gaz biologic combustibil de calitate acceptabilă la ieșirea sursei.

Indiferent de proveniență, după curățare, amestecul de gaze este alimentat într-un generator de căldură (cazan, sobă, arzător de sobă) sau în carburatorul unui generator pe benzină - în acest fel se obține o energie alternativă cu drepturi depline cu propria persoană. mâinile. Cu o putere suficientă a generatoarelor de gaz, este posibil nu numai să oferiți casei energie alternativă, ci și să asigurați funcționarea unei producții mici, așa cum se arată în videoclip:

Mașini termice pentru economisirea și obținerea energiei alternative

Pompe de căldură sunt utilizate pe scară largă în frigidere și aparate de aer condiționat. S-a observat că este nevoie de câteva ori mai puțină energie pentru a deplasa căldura decât pentru a o genera. Prin urmare, apa rece dintr-o fântână are un potențial termic în raport cu vremea geroasă. Prin scăderea temperaturii apei curgătoare dintr-o fântână sau din adâncurile unui lac fără îngheț, pompele de căldură preiau căldură și o transferă în sistemul de încălzire, realizând în același timp economii semnificative de energie electrică.

Economisirea energiei cu o pompă de căldură

Un alt tip de motor termic este motorul Stirling, alimentat de energia diferenței de temperatură într-un sistem închis de cilindri și pistoane plasate pe arborele cotit la un unghi de 90º. Rotirea arborelui cotit poate fi folosită pentru a genera energie electrică. Există multe materiale în rețea din surse de încredere care explică în detaliu principiul de funcționare al motorului Stirling și chiar oferă exemple de modele de casă, ca în videoclipul de mai jos:

Din păcate, condițiile de acasă nu vă permit să creați un motor Stirling cu parametri de producție de energie mai mari decât ai unei jucării distractive sau a unui stand demonstrativ. Pentru a obține o putere și o eficiență acceptabile, este necesar ca gazul de lucru (hidrogen sau heliu) să fie sub presiune ridicată (200 atmosfere sau mai mult). Motoare termice similare sunt deja utilizate în centralele solare și geotermale și încep să fie introduse în sectorul privat.

Motor Stirling în centrul atenției unei oglinzi parabolice

Pentru a obține cea mai stabilă și independentă energie electrică într-o casă de țară sau într-o casă privată, va trebui să combinați mai multe surse alternative de energie.

Idei inovatoare pentru crearea de surse alternative de energie

Nici un singur cunoscător nu va putea acoperi pe deplin întreaga gamă de posibilități ale energiei alternative regenerabile. Surse alternative de energie sunt disponibile literalmente în fiecare celulă vie. De exemplu, algele chlorella sunt cunoscute de mult timp ca o sursă de proteine ​​în hrana peștilor.

Sunt în curs de desfășurare experimente pentru a crește chlorella în imponderabilitate, pentru a fi folosită ca hrană pentru astronauți în timpul zborurilor spațiale pe distanțe lungi în viitor. Potențialul energetic al algelor și al altor organisme simple este studiat pentru sinteza hidrocarburilor combustibile.

Acumularea luminii solare în celulele vii de chlorella cultivate în plantele industriale

Trebuie avut în vedere că încă nu a fost inventat un convertor și un acumulator de energie solară mai bun decât fluoroplasticul unei celule vii. Prin urmare, potențialele surse regenerabile de energie electrică alternativă sunt disponibile în fiecare frunză verde pe care o implementează fotosinteză.

Principala dificultate este de a colecta material organic, folosind procese chimice și fizice pentru a obține energie de acolo și a o transforma în energie electrică. Deja acum, suprafețe mari de teren agricol sunt alocate pentru cultivarea culturilor de energie alternativă.

Recoltarea Miscanthus - o cultură agricolă energetică

Electricitatea atmosferică poate servi ca o altă sursă colosală de energie alternativă. Energia fulgerului este imensă și are efecte distructive, iar paratrăsnetele sunt folosite pentru a proteja împotriva lor.

altDificultățile de reducere a potențialului energetic al fulgerului și al electricității atmosferice sunt în tensiunea și curentul ridicat al descărcării într-un timp foarte scurt, ceea ce necesită crearea unor sisteme de condensatoare în mai multe etape pentru acumularea sarcinii și apoi utilizarea energiei stocate. Electricitatea statică atmosferică are, de asemenea, perspective bune.