Prehľad moderných technológií alternatívnych spôsobov získavania energie. Energetické zdroje: alternatívne zdroje a technológie šetriace energiu

Bez elektriny je život každého domu takmer nemysliteľný: elektrina pomáha pri varení, vykurovaní miestnosti, čerpaní vody do nej a pri jednoduchom osvetlení. Ale čo robiť, ak tam, kde žijete, stále nie sú žiadne komunikácie, na záchranu prídu alternatívne zdroje elektriny.

V našom prehľade sme zhromaždili niekoľko alternatívnych zdrojov elektriny bežných v každodennom živote, ktoré sú široko používané v Rusku aj v európskych krajinách a na americkom kontinente. V mnohých ohľadoch sú, samozrejme, drahšie a náročnejšie na prevádzku ako centrálna sieť; finančné investície však budú plne odôvodnené kvalitnými a spoľahlivými službami, ako aj vytvorením priaznivého ekologického prostredia.

Elektrické generátory

Najpopulárnejší alternatívny zdroj energie v Rusku, ktorý je najviac žiadaný v súkromných vidieckych domoch. Podľa druhu použitého paliva sú elektrické generátory nafta, benzín a plyn.

Dieselové generátory majú veľa výhod vrátane účinnosti, spoľahlivosti a malého rizika požiaru. Ak pravidelne používate dieselový generátor, je oveľa výnosnejší ako modely na plyn alebo benzín. Spotreba paliva dieselových zariadení nie je vysoká, cena nafty sa tiež drží na nízkej úrovni, nevyžaduje si drahé opravy.

Nevýhody dieselového generátora sú veľké množstvo plynov emitovaných počas prevádzky, hluk a vysoké náklady na samotné zariadenie. Cena "stredného" zariadenia s výstupným výkonom asi 5 kW je v priemere asi 23 000 rubľov; za jedno pracovné leto sa to však plne vyplatí.

benzínový generátor ideálne ako záložný alebo sezónny zdroj energie. V porovnaní s dieselovými generátormi sú benzínové generátory malé, počas prevádzky vydávajú malý hluk a majú nižšie náklady - priemerná cena benzínového generátora s výkonom 5 kW sa pohybuje od 14 do 17 tisíc rubľov. Nevýhodou benzínového generátora je jeho vysoká spotreba paliva a vysoká úroveň emitovaného oxidu uhličitého bude vyžadovať, aby ste generátor umiestnili do samostatnej miestnosti.

Plynové generátory- možno „najziskovejšie“ modely na použitie v každodennom živote, ktoré sa dokonale odporúčali zo všetkých strán: môžu pracovať zo zemného plynu aj zo skvapalneného paliva vo valcoch. Hladina hluku tohto zariadenia je veľmi nízka a životnosť je najvyššia; zároveň sa ceny pohybujú v miernom rozsahu: za „domáce“ zariadenie s výkonom asi 5 kW budete musieť zaplatiť asi 18 000 rubľov.

život pod slnkom

Každým rokom je čoraz obľúbenejší ďalší alternatívny zdroj elektriny – solárna energia. Môže byť použitý nielen na výrobu elektrickej energie, ale aj na zabezpečenie autonómneho vykurovania. Na streche a niekedy aj na stenách sú inštalované solárne panely rôznych veľkostí, ktoré majú batériu a menič; pred časom sme písali o inovatívnej technológii - obkladoch so zabudovanými fotobunkami (). Tu sú výhody, ktoré solárne panely poskytujú:

• Využívanie obnoviteľných zdrojov energie;
• Absolútne tichá prevádzka;
• Bezpečnosť životného prostredia, absencia akýchkoľvek emisií do atmosféry;
• Jednoduchá montáž, možnosť samoinštalácie.

Obzvlášť často nájdete solárne panely na európskom a ruskom juhu, kde počet slnečných dní v zime aj v lete prevyšuje počet zamračených. Existuje však niekoľko nuancií, ktoré si musíte pamätať:

Dokonca aj v prípade „najslnečnejšieho“ počasia je nepravdepodobné, že celkový výkon všetkých nainštalovaných fotobuniek prekročí 5-7 kW za hodinu. Ak teda vezmeme do úvahy aspoň hrubý odhad, že na vykurovanie domu je potrebná energia vo výške 1 kW na 10 metrov štvorcových, potom dostaneme, že iba malý vidiecky dom môže žiť z úplne „slnečnej“ stravy; dvoj-trojposchodové domy od vás aj tak budú vyžadovať dodatočné zdroje energie, najmä ak je aj spotreba vody a svetla vysoká.

Ale aj keď je dom malý, na inštaláciu zariadenia bude musieť byť pridelených najmenej 10 metrov štvorcových pôdy, preto sa to na štandardných šiestich akroch so záhradou a záhradou zdá nepravdepodobné.

A, samozrejme, sú tu celkom „prirodzené“ ťažkosti – tou je závislosť od denných a sezónnych výkyvov slnečného žiarenia: slnečné počasie nám nikto nezaručí ani v lete. A ešte niečo: samotné fotobunky síce počas prevádzky nevyžarujú toxické látky, no ich likvidácia nie je taká jednoduchá, treba ich odniesť na špeciálne zberné miesta – rovnako ako použité batérie.

Náklady na hotovú stanicu začínajú od 100 tisíc rubľov, čo tiež nevyhovuje všetkým. Slnečnú energiu však možno využiť aj „lacnejším“ spôsobom: na mieste nainštalujte kolektor na ohrev vody – bude zachytávať teplo počas dňa, dokonca aj počas zamračených a daždivých dní. V zásade kolektor na vykurovanie úplne uspokojuje dennú potrebu teplej vody a jeho cena začína od 30 000 rubľov. Tento typ zariadenia však nevyrába elektrinu a môže fungovať iba v južných oblastiach, kde je slnečná aktivita dosť vysoká.

S vetrom!

Veterné elektrárne už nie sú fantastickou technologickou budúcnosťou – stačí sa pozrieť na polia v Nemecku a Holandsku a vidieť všadeprítomnosť veterných turbín.

Trochu školskej fyziky: kinetická energia vetra sa premieňa na mechanickú energiu turbíny a invertor zase generuje striedavý prúd. Musíte si zapamätať toto: minimálna rýchlosť vetra, pri ktorej sa bude generovať elektrina zo zotrvačníka, je 2 m / s a ​​optimálne, ak je rýchlosť vetra v oblasti 5–8 m / s; preto sú veterné turbíny obľúbené najmä v severozápadných oblastiach Európy, kde je priemerná ročná rýchlosť vetra veľmi vysoká. Podľa typu konštrukcie sú veterné generátory rozdelené na horizontálne a vertikálne: závisí to od uloženia rotora.

Horizontálny dizajn generátora je dobrý pre jeho vysokú účinnosť a pri inštalácii sa použije malé množstvo materiálov. Budete však musieť čeliť určitým ťažkostiam: inštalácia bude vyžadovať vysoký stožiar a samotný generátor má zložitú mechanickú časť a opravy môžu byť veľmi ťažké.

Vertikálne generátory môžu pracovať v širšom rozsahu rýchlostí vetra; ale zároveň je ich inštalácia oveľa komplikovanejšia a na montáž motora bude potrebná dodatočná fixácia.

Na vyrovnanie rozdielu medzi veterným obdobím a pokojom a nepretržité zásobovanie domu elektrickým prúdom je veterná farma zvyčajne vybavená akumulátorom. Ďalšou alternatívou inštalácie batérie do veternej farmy je zásobník vody, ktorý slúži na vykurovanie aj zásobovanie teplou vodou. V tomto prípade budete môcť pri nákupe trochu ušetriť - náklady na veterný generátor však zostanú stále vysoké: asi 300 tisíc rubľov, bez batérie - asi 250 tisíc.

Ďalšou nuansou, ktorá by sa mala brať do úvahy pri usporiadaní veternej farmy, je potreba vytvoriť základ pre vybavenie. Základ je potrebné spevniť obzvlášť opatrne, ak vo vašej oblasti rýchlosť vetra pravidelne prekračuje 10 - 15 metrov za sekundu. A v zime bude potrebné zabezpečiť, aby lopatky veternej farmy nezamrzli, čo výrazne znižuje účinnosť. Okrem toho vibrácie a hluk z prevádzky veterného mlyna vyžadujú umiestnenie stanice aspoň 15 metrov od obytnej budovy.

žiť dobre

O biopalivách ako o „environmentálnej technológii budúcnosti“ sa teraz hovorí všade a všade. Rozpútalo sa okolo neho množstvo polemík a protichodných recenzií: je atraktívny ako palivo pre autá, pretože má atraktívnu cenu, no zároveň mnohí vodiči tušia negatívny vplyv biomateriálu na motor a výkon. Automobilové problémy nechajme bokom: veď biopalivá sa dajú využiť nielen ako palivo pre vozidlá, ale aj ako zdroj elektriny: pri tankovaní zariadení môžu nahradiť plyn, benzín aj naftu.

Biopalivá sa vyrábajú spracovaním rastlinných zvyškov – stoniek a semien. Na výrobu biologickej nafty sa používajú tuky zo semien olejnín, benzín sa vyrába fermentáciou kukurice, cukrovej trstiny, repy a iných rastlín. Riasy sú uznávané ako najoptimálnejší zdroj biologickej energie, pretože sú nenáročné na pestovanie a ľahko sa menia na biomasu s olejovitými vlastnosťami podobnými oleju.

Táto technológia produkuje aj biologický plyn, ktorý sa zbiera pri fermentácii organického odpadu z potravinárskeho priemyslu a chovu zvierat: 95 % tvorí metán. Environmentálne technológie umožňujú zhromažďovať zemný plyn na ... skládkach! 1 tona neužitočného odpadu vyprodukuje až 500 metrov kubických užitočného plynu, ktorý sa potom premení na celulózový etanol.

Ak hovoríme o domácom využití biopalív na výrobu elektriny, tak na tento účel je potrebné zakúpiť si individuálnu bioplynovú stanicu, ktorá bude produkovať zemný plyn z odpadu. Je zrejmé, že táto možnosť sa realizuje iba vo vidieckom dome, kde je na ulici súkromná skládka biologického odpadu.

Štandardná inštalácia vám poskytne 3 až 12 metrov kubických plynu za deň; výsledný plyn sa potom môže použiť na vykurovanie domu a natankovanie rôznych zariadení vrátane plynového generátora, o ktorom sme písali vyššie. Bohužiaľ, bioplynové stanice ešte nie sú dostupné všade: budete za to musieť zaplatiť najmenej 250 000 rubľov.

Skrotiť tok

Ak máte k dispozícii vlastnú tečúcu vodu (úsek potoka alebo rieky), dobrým riešením by bolo vybudovanie samostatnej vodnej elektrárne. Z hľadiska inštalácie je tento typ generátora energie jedným z najťažších, ale jeho účinnosť je oveľa vyššia ako účinnosť všetkých vyššie opísaných zdrojov - veterných, solárnych a biologických. Vodné elektrárne môžu byť prehradené a bez priehrady, druhá možnosť je bežnejšia a dostupnejšia – často sa môžete stretnúť so synonymom názvu „flow station“. Podľa štruktúry sú stanice rozdelené do niekoľkých typov:

Najoptimálnejšou a najbežnejšou možnosťou, ktorá je vhodná pre domácich majstrov, je stanica s vrtuľou alebo kolesom; Na internete nájdete množstvo návodov a užitočných rád.

Najťažším a nepohodlným riešením bude inštalácia v reťazci: má nízku produktivitu, je dosť nebezpečná pre ľudí v okolí a inštalácia stanice si bude vyžadovať veľké množstvo materiálov a veľa času. V tomto ohľade je rotor Darier pohodlnejší, pretože os je umiestnená vertikálne a môže byť inštalovaná nad vodou. Zároveň bude ťažké namontovať takúto stanicu a rotor sa musí pri štarte roztočiť ručne.

Ak si kúpite hotovú mini-vodnú elektráreň, jej priemerná cena bude asi 200 tisíc rubľov; vlastná montáž komponentov ušetrí až 30% nákladov, ale bude vyžadovať veľa času a úsilia. Ktorý z nich je lepší, je len na vás.

Donedávna boli hlavnými zdrojmi energie: ropa, plyn, uhlie, voda a drevo. Prírodné zdroje sa však rýchlo vyčerpávajú, ich ceny rastú a emisie z ich spracovania majú negatívny vplyv na životné prostredie. Z týchto dôvodov sa mnohé krajiny prikláňajú k zavádzaniu a vývoju inovatívnych energetických riešení, ktoré nahradia tradičné palivá. V tomto článku zvážime, aké sú alternatívne zdroje energie, ich typy, účinnosť a vyhliadky na použitie.

Prečítajte si v článku

Alternatívne zdroje energie - čo to je

Alternatívny zdroj energie (AES) je obnoviteľný zdroj šetrný k životnému prostrediu, ktorý po premene umožňuje získavať teplo alebo elektrinu využívanú pre každodennú ľudskú potrebu. Medzi takéto zdroje patria všetky existujúce typy prírodných nádrží, slnko, vietor, teplo z útrob zeme, biologické palivo, ako aj recyklované materiály. Alternatívne zdroje energie sa na rozdiel od tradičných typov dajú neobmedzene veľakrát obnovovať, sú efektívnejšie, lacnejšie a ekologickejšie.

Zaznamenať si:

Druhy alternatívnych zdrojov energie

V závislosti od obnoviteľného zdroja sa moderné zdroje energie delia na niekoľko typov, ktoré určujú spôsoby jej premeny a typy zariadení na to určených. Stručne zvážte alternatívne zdroje energie a ich vlastnosti.

Využívanie alternatívnych zdrojov energie – slnka a vetra

Premena slnečnej energie pomocou špeciálnych zariadení umožňuje získať teplo a elektrinu na ďalšie využitie. Elektrická energia vzniká v dôsledku fyzikálnych procesov, ktoré sa vyskytujú v kremíkových polovodičoch solárnych panelov pod vplyvom slnečného žiarenia a tepelná energia vzniká vďaka vlastnostiam plynov a kvapalín.

Využitie vetra ako alternatívneho zdroja energie je založené na premene prúdov vzduchu na elektrickú energiu pomocou špeciálnych generátorových súprav. Veterné generátory majú iný dizajn a rozmery a líšia sa aj umiestnením. Vietor poháňa lopatky, ktoré zase roztočia generátor, ktorý vyrába elektrinu.

Voda a teplo Zeme v službách človeka

Ľudia sa už oddávna naučili využívať silu vody na výrobu elektriny. Predtým na to boli postavené vodné elektrárne, ktoré blokovali rieky, boli to malé aj grandiózne stavby. S rozvojom technológií sa zmenil dizajn vodných elektrární a teraz je možné prijímať elektrinu nielen vďaka sile toku rieky, ale aj vďaka prílivu a odlivu morí a oceánov (prílivové stanice). Voda padá na lopatky turbín, ktoré otáčajú generátor, ktorý vyrába elektrinu pre spotrebiteľa.

V hlbinách našej Zeme sa ukrývajú obrovské zásoby tepla, ktoré nám umožňujú nahradiť drahšie a „špinavšie“ zdroje energie. Tento smer sa nazýva geotermálna energia, ktorá využíva štyri hlavné typy zdrojov tepla:

• povrchové teplo zeme;
• energia pary a horúcej vody nachádzajúcej sa blízko povrchu zeme;
• teplo sústredené hlboko v útrobách planéty;
• energia magmy a tepla akumulované pod sopkami.

Vnútorné teleso zeme sa používa na vykurovanie domov a výrobu elektriny. Jeho zásoby sú 35 miliárd krát väčšie ako celosvetový ročný dopyt po energii. Prvá geotermálna elektráreň s výkonom 7,5 MW bola predstavená v Taliansku v roku 1916. V súčasnosti sú náklady na elektrinu vyrobenú v TeoTPP takmer rovnaké ako v uhoľnej TPP.

Geotermálna elektráreň Hellisheidy na Islande je dobrým alternatívnym zdrojom elektrickej energie

Biopalivá - alternatíva k benzínu

Biopalivo je alternatívny zdroj energie, ktorý sa získava spracovaním organických surovín alebo odpadu. Tento typ paliva môže byť v pevnom, kvapalnom alebo plynnom stave. Ako tuhé biopalivá sa používa drevo, brikety a pelety z jeho drevného odpadu alebo poľnohospodárskych produktov (slnečnicové a pohánkové šupky, orechové škrupiny a pod.). Toto palivo sa používa na výrobu tepla a elektriny v tepelných elektrárňach.

Kvapalné biopalivá sa získavajú spracovaním rastlinnej hmoty určitých plodín a ich odpadu (slama) a používajú sa najmä ako palivo pre automobily. Medzi tieto druhy palív patria:

• bioetanol;
• biometanol;
• biobutanol;
• bionafta;
• dimetyléter.

Existujú tri typy plynných ekopalív: bioplyn, biovodík a metán. Získava sa fermentáciou biologickej hmoty. Surovina je vystavená špeciálnym baktériám, ktoré rozkladajú biomasu a v dôsledku toho vzniká plyn.

Rozvoj alternatívnych zdrojov energie

Podľa Ministerstva energetiky Ruskej federácie je podiel využívania alternatívnych zdrojov energie v Rusku len 1 %. Do roku 2020 sa plánuje zvýšiť toto číslo na 4,5 % prilákaním nielen finančných prostriedkov od vlády Ruskej federácie, ale aj súkromných podnikateľov. Rozvoj alternatívnej energie má veľký potenciál:

• v dôsledku malého počtu obyvateľov morského a oceánskeho pobrežia Kamčatky, Čukotky, Sachalin a ďalších území je možný rozvoj veternej a prílivovej energie;
• Rozvoj slnečnej energie je dôležitý najmä na územiach Stavropol a Krasnodar, na severnom Kaukaze, na Ďalekom východe atď.

Bohužiaľ, alternatívna energia nie je prioritou ruského priemyslu. Hlavným problémom je financovanie takýchto projektov. Ťažba uhlia a ropy je niekedy lacnejšia ako výstavba veterných a solárnych elektrární.

Alternatívne zdroje energie pre súkromný dom

Majitelia súkromných domov môžu vďaka využívaniu alternatívnych zdrojov energie výrazne znížiť účty za energie alebo úplne opustiť služby dodávateľov plynu, elektriny a tepla. Je tiež možné nielen energeticky osamostatniť vašu ekonomiku, ale aj predať prebytok. Štát dôrazne podporuje rozvoj a využívanie inštalácií alternatívnych zdrojov energie bežnými občanmi. Na získanie tepla a elektriny pomocou netradičných zdrojov energie môžete použiť továrenské vybavenie alebo to urobiť sami. Alternatívna energia teda umožňuje:

• premieňať slnečnú energiu na elektrinu alebo teplo na prípravu teplej vody a nízkoteplotné vykurovanie;
• s pomocou špeciálnych generátorov na príjem elektriny pomocou sily vetra;
• používanie špeciálnych čerpadiel na odoberanie tepla zo zeme, vody a vzduchu a vykurovanie domov a výrobu elektriny prostredníctvom generátorov tepla;
• získavanie plynu z poľnohospodárskeho odpadu, biologických materiálov a odpadových produktov domácich zvierat a vtákov.

Najväčšia účinnosť sa dosahuje využívaním viacerých druhov alternatívnych zdrojov energie.

Slnečná energia ako alternatívny zdroj energie

Využitie slnečnej energie umožňuje získavať elektrickú energiu a teplú vodu na vykurovanie a ohrev vody pomocou solárnych polovodičových panelov a kolektorov. Vplyvom svetla na kremíkové prvky dochádza k usmernenému pohybu elektrónov (elektrický prúd). Pripojením dostatočného množstva panelov získate dostatok elektriny na pokrytie potrieb jedného domu. Takže napríklad solárna batéria s plochou 1,4 m2 s dobrým osvetlením produkuje 24 V pri výkone asi 270 wattov. Keďže slnko nesvieti stále a s rôznou intenzitou, nie je možné pripojiť domáce spotrebiče priamo na prevádzacie panely. Aby ste mohli využívať elektrinu zo solárnych panelov, potrebujete celý systém vrátane:

• batérie(batéria) na akumuláciu prebytočnej elektriny (používa sa v tme a nepriaznivom počasí);
• ovládač(voliteľné, ale odporúčané) je určené na monitorovanie úrovne nabitia batérie, aby sa zabránilo úplnému vybitiu alebo prebitiu, ako aj na optimalizáciu prevádzky solárnych panelov;
• striedač, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý a umožňuje vám získať napätie 220-230 V.

Aby bol dom alebo chata úplne nezávislá od centralizovaného napájania, je potrebné nainštalovať veľké množstvo batérií a niekoľko batérií. To, samozrejme, nie je lacné, ale v konečnom dôsledku sa to vyplatí v relatívne krátkom čase. Sada panelov na výrobu 1500 W za deň, čo stačí na zabezpečenie letného domu alebo niektorých elektrických spotrebičov v dome, stojí asi 1 000 dolárov na výrobu 4 kW - asi 2 200 dolárov a 9 kW - 6 200 dolárov. Môžete si kúpiť malú inštaláciu a následne ju doplniť novými solárnymi panelmi po dosiahnutí požadovaného výkonu.

Alternatívne zdroje elektriny pre súkromný dom - solárne panely

Takže sme už uvažovali, že slnečnú energiu možno využiť na výrobu elektriny (polovodičové panely) a tepla na vykurovanie a zásobovanie teplou vodou (kolektory). Poďme sa pozrieť na to, čo sú to solárne panely. Solárna batéria pozostáva z určitého počtu kremíkových fotočlánkov (modely pre domácnosť). Takéto panely majú účinnosť 20-24% a relatívne nízke náklady. Fotobunky sú navzájom spojené a ich kontakty sú vyvedené na svorky umiestnené na uzavretom puzdre každej batérie. Puzdro je vyrobené z eloxovaného hliníka a predný panel je vyrobený z kvalitného odolného skla a potiahnutý antireflexnou zmesou.

Súvisiaci článok:

Čo to je, princípy fungovania a typy solárnych panelov pre súkromný dom, náklady na súpravu, recenzie, špecifikácie, odporúčania odborníkov - prečítajte si v publikácii.

Solárne kolektory - dôstojná náhrada za tradičné ohrievače vody

Solárne tepelné kolektory umožňujú akumulovať 600-800 W/h na meter štvorcový a poskytujú domu dostatok energie na vykurovanie a ohrev vody. Štrukturálne sú kolektory rozdelené do nasledujúcich hlavných skupín:

• vákuum. Ploché alebo viacrúrkové konštrukcie s prirodzeným alebo núteným obehom chladiacej kvapaliny v systéme. V podstate ide o stacionárne kolektory určené na sezónne použitie;
• vzduchové solárne systémy ktoré sú najjednoduchšie a najjednoduchšie. Teplo z vyhrievaného povrchu kolektora sa odvádza prúdením vzduchu;
• v tretej možnosti je možné teplo zo slnečných kolektorov využiť na jeho premenu na elektrickú energiu.

Posledná možnosť nie je medzi bežnými spotrebiteľmi obzvlášť populárna kvôli zložitosti údržby a vysokým nákladom na vybavenie.

Tepelné čerpadlá pre vykurovacie systémy súkromných domov

V súčasnosti sa na vykurovanie domov a ich zásobovanie teplou vodou používajú najmä rôzne typy kotlov – na tuhé palivá, naftu, plynové a elektrické. Relatívne nedávno sa objavila ďalšia metóda ohrevu kvapaliny pomocou tepelného čerpadla, ktorá však zatiaľ nemá pomerne široké uplatnenie. Chladivo, pohybujúce sa pozdĺž nadjazdu položeného v zemi v určitej hĺbke, sa ohrieva o niekoľko stupňov a vstupuje do výparníka. Ďalej zohriata kvapalina odovzdáva teplo chladivu, ktoré sa pri nízkych teplotách mení na paru a vstupuje do kompresora. V kompresore je stlačený, čo vedie k zvýšeniu tlaku, a teda k zvýšeniu teploty.

Stlačené ohriate chladivo sa presúva do kondenzátora, kde odovzdáva teplo inému chladiacemu médiu (vzduchu, vode alebo nemrznúcej zmesi). V dôsledku tohto procesu sa chladivo ochladí a vráti do kvapalného stavu. Potom kvapalina vstúpi do výparníka a celý cyklus sa opakuje.

Princíp činnosti tepelného čerpadla

Článok

Obmedzené zásoby fosílnych palív a globálne znečistenie životného prostredia prinútili ľudstvo hľadať obnoviteľné alternatívne zdroje takejto energie tak, aby škody z jej spracovania boli minimálne pri prijateľných nákladoch na výrobu, spracovanie a prepravu energetických zdrojov.

Moderné technológie umožňujú využívať dostupné alternatívne zdroje energie ako v planetárnom meradle, tak aj v rámci elektrickej siete bytu či súkromného domu.

Búrlivý vývoj života počas niekoľkých miliárd rokov jasne dokazuje zásobovanie Zeme zdrojmi energie. Slnečné svetlo, teplo interiéru a chemický potenciál umožňujú živým organizmom mnohonásobnú výmenu energie, existujúcu v prostredí vytvorenom fyzikálnymi faktormi - teplotou, tlakom, vlhkosťou, chemickým zložením.

Obeh hmoty a energie v prírode

Ekonomické kritériá pre alternatívne zdroje energie

Od pradávna človek využíval energiu vetra ako pohon lodí, čo umožnilo rozvoj obchodu. Obnoviteľné palivá vyrobené z mŕtvych rastlín a ľudského odpadu boli zdrojom tepla na varenie a získavanie prvých kovov. Energia kvapky vody poháňala mlynské kamene. Po tisíce rokov sú to hlavné druhy energie, ktoré dnes nazývame alternatívne zdroje.

S rozvojom geológie a technológií ťažby podložia sa stalo ekonomicky výhodnejšie ťažiť uhľovodíky a spaľovať ich na výrobu energie podľa potreby, než doslova čakať na počasie pri mori a dúfať v úspešnú zhodu prúdov, smeru vetra a oblačnosť.

Nestabilita a premenlivosť poveternostných podmienok, ako aj relatívna lacnosť motorov na fosílne palivá si vynútili pokrok smerom k využívaniu energie z útrob zeme.

Diagram znázorňujúci pomer spotreby fosílnych a obnoviteľných zdrojov energie

Asimilovaný a spracovaný živými organizmami, oxid uhličitý, ktorý milióny rokov odpočíva v hĺbkach, sa pri spaľovaní fosílnych uhľovodíkov opäť vracia do atmosféry, čo je zdrojom skleníkového efektu a globálneho otepľovania. Blahobyt budúcich generácií a krehká rovnováha ekosystému nútia ľudstvo prehodnocovať ekonomické ukazovatele a využívať alternatívne formy energie Pretože zdravie je to najcennejšie.

Uvedomelé využívanie alternatívnych zdrojov energie, ktoré sú prirodzene obnoviteľné, sa stáva populárnym, ale ako predtým, prevládajú ekonomické priority. Ale vo vidieckom dome alebo vidieckom dome môže byť použitie alternatívnych zdrojov elektriny a tepla jedinou cenovo výhodnou možnosťou na získanie energie, ak sa inštalácia, pripojenie a inštalácia napájacích vedení ukáže ako príliš drahé.

Zabezpečenie domu vzdialeného od civilizácie minimálnym požadovaným množstvom elektriny pomocou solárnych panelov a veterného generátora

Možnosti využitia alternatívnych foriem energie

Zatiaľ čo vedci skúmajú nové smery a vyvíjajú technológie studenej fúzie, domáci majstri môžu pre domácnosť využívať tieto alternatívne zdroje energie:

• slnečné svetlo;
• Veterná energia;
• biologický plyn;
• teplotný rozdiel;

Podľa alternatívnych druhov obnoviteľnej energie existujú hotové riešenia, ktoré sa úspešne zaviedli do sériovej výroby. Napríklad solárne panely, veterné turbíny, bioplynové stanice a tepelné čerpadlá rôznych výkonov je možné zakúpiť spolu s dodávkou a inštaláciou, aby ste mali vlastné alternatívne zdroje elektriny a tepla pre súkromný dom.

Komerčne vyrábaný solárny panel inštalovaný na streche súkromného domu

Každý jednotlivý prípad by mal mať svoj vlastný plán zabezpečenia domácich elektrospotrebičov zdrojmi alternatívnej elektrickej energie podľa potrieb a možností. Napríklad na napájanie notebooku, tabletu, nabíjanie telefónu môžete použiť 12 V zdroj a prenosné adaptéry. Toto napätie pri dostatočnom množstve energie batérie bude stačiť na svietenie.

Solárne panely a veterné turbíny musia nabíjať batérie kvôli nestálosti osvetlenia a sile veternej energie. S nárastom výkonu alternatívnych zdrojov elektriny a objemu batérií sa zvyšuje energetická nezávislosť autonómneho napájacieho zdroja. Ak je potrebné pripojiť elektrické spotrebiče napájané z 220 V na alternatívny zdroj elektrickej energie, podajte žiadosť meniče napätia.

Schéma znázorňujúca napájanie domácich elektrických spotrebičov z batérií nabíjaných veterným generátorom a solárnymi panelmi

Alternatívna slnečná energia

Doma je takmer nemožné vytvoriť solárne články, takže dizajnéri alternatívnych zdrojov energie používajú hotové komponenty, montujú generujúce štruktúry a dosahujú požadovaný výkon. Zapojením fotobuniek do série sa zvýši výstupné napätie výsledného zdroja elektriny a paralelným zapojením zostavených reťazí sa dosiahne väčší celkový montážny prúd.

Schéma zapojenia fotobuniek v zostave

Môžete sa zamerať na intenzitu energie slnečného žiarenia - to je asi jeden kilowatt na meter štvorcový. Do úvahy treba brať aj účinnosť solárnych panelov – v súčasnosti je to približne 14 %, no prebieha intenzívny vývoj na zvýšenie účinnosti solárnych generátorov. Výstupný výkon závisí od intenzity žiarenia a uhla dopadu lúčov.

Môžete začať v malom - kúpte si jeden alebo viac malých solárnych panelov a majte v krajine zdroj alternatívnej elektriny v množstve potrebnom na nabitie smartfónu alebo notebooku, aby ste mali prístup ku globálnemu internetu. Meraním prúdu a napätia skúmajú objem spotreby energie s ohľadom na perspektívu ďalšieho rozšírenia využívania alternatívnych zdrojov energie.

Inštalácia prídavných solárnych panelov na strechu domu

Je potrebné pamätať na to, že slnečné svetlo je tiež zdrojom tepelného (infračerveného) žiarenia, ktoré možno použiť na ohrev chladiacej kvapaliny bez ďalšej premeny energie na elektrickú energiu. Tento alternatívny princíp sa uplatňuje v solárne kolektory, kde sa pomocou reflektorov sústreďuje infračervené žiarenie a prenáša ho chladivo do vykurovacieho systému.

Solárny kolektor ako súčasť vykurovacieho systému domu

Alternatívna veterná energia

Najjednoduchší spôsob, ako si sami postaviť veternú turbínu, je použiť autogenerátor. Na zvýšenie rýchlosti a napätia zdroja alternatívnej elektriny (účinnosti výroby elektrickej energie) by sa mala použiť prevodovka alebo remeňový pohon. Vysvetlenie všetkých druhov technologických nuancií presahuje rámec tohto článku - musíte si preštudovať princípy aerodynamiky, aby ste pochopili proces premeny rýchlosti prúdenia vzdušných hmôt na alternatívnu elektrinu.

V počiatočnom štádiu štúdia vyhliadok na premenu obnoviteľných zdrojov alternatívnej veternej energie na elektrinu si musíte vybrať dizajn veterného mlyna. Najbežnejšie konštrukcie sú vrtuľa s horizontálnou osou, Savoniov rotor a Darrieusova turbína. Trojlistá vrtuľa ako zdroj alternatívnej energie je najbežnejšou možnosťou domácej výroby.

Odrody turbín Darier

Pri navrhovaní listov vrtule má veľký význam uhlová rýchlosť otáčania veterného mlyna. Existuje takzvaný faktor účinnosti vrtule, ktorý závisí od rýchlosti prúdenia vzduchu, ako aj od dĺžky, prierezu, počtu a uhla nábehu lopatiek.

Vo všeobecnosti možno tento koncept chápať nasledovne - pri malom vetre nebude dĺžka lopatiek s najúspešnejším uhlom nábehu postačovať na dosiahnutie maximálnej účinnosti výroby energie, ale pri viacnásobnom zosilnení prúdenia a zvýšení pri uhlovej rýchlosti budú hrany lopatiek čeliť nadmernému odporu, ktorý ich môže poškodiť.

Komplexný profil lopatky veterného mlyna

Preto je dĺžka lopatiek vypočítaná na základe priemernej rýchlosti vetra, pričom sa plynule mení uhol nábehu vzhľadom na vzdialenosť od stredu vrtule. Aby sa predišlo zlomeniu lopatiek pri vetre so silou víchrice, vedenia generátora sú skratované, čo zabraňuje otáčaniu vrtule. Pre približné výpočty je možné odobrať jeden kilowatt alternatívnej elektriny z trojlistovej vrtule s priemerom 3 metre pri priemernej rýchlosti vetra 10 m/s.

Na vytvorenie optimálneho profilu čepele je potrebné počítačové modelovanie a CNC stroj. Doma remeselníci používajú improvizované materiály a nástroje a snažia sa čo najpresnejšie znovu vytvoriť kresby alternatívnych zdrojov veternej energie. Ako materiál sa používa drevo, kov, plast atď.

Domáca vrtuľa veternej turbíny vyrobená z dreva a kovového plechu

Na výrobu elektriny nemusí stačiť výkon automobilového generátora, takže remeselníci vyrábajú elektrické stroje vlastnými rukami alebo prerábajú elektromotory. Najobľúbenejšie prevedenie alternatívneho zdroja elektriny je rotor so striedavo umiestnenými neodýmovými magnetmi a stator s vinutiami.

Domáce rotory generátorov
Stator s vinutím pre domáci generátor

Alternatívna energia Bioplyn

Bioplyn ako zdroj energie sa získava hlavne dvoma spôsobmi - to je pyrolýza a anaeróbny (bez kyslíka) rozklad organickej hmoty. Pyrolýza vyžaduje obmedzený prísun kyslíka na udržanie reakčnej teploty, pričom sa uvoľňujú horľavé plyny: metán, vodík, oxid uhoľnatý a ďalšie zlúčeniny: oxid uhličitý, kyselina octová, voda, zvyšky popola. Ako zdroj pre pyrolýzu sú najvhodnejšie palivá s vysokým obsahom živice. Video nižšie ukazuje názornú ukážku uvoľňovania horľavých plynov z dreva pri zahrievaní.

Na syntézu bioplynu z odpadových produktov organizmov sa používajú metanové nádrže rôznych konštrukcií. Má zmysel inštalovať metánovú nádrž doma vlastnými rukami, ak je v domácnosti kurník, ošípaná a dobytok. Hlavným výstupným plynom je metán, ale veľké množstvo nečistôt sírovodíka a iných organických zlúčenín si vyžaduje použitie čistiacich systémov na odstránenie zápachu a zabránenie upchatiu horákov v generátoroch tepla alebo kontaminácii palivových ciest motora.

Na získanie horľavého biologického plynu prijateľnej kvality na výstupe zo zdroja je potrebné dôkladné štúdium energie chemických procesov, technológií s postupným súborom skúseností, ktoré prešli cestou pokusov a omylov.

Bez ohľadu na pôvod je zmes plynov po čistení privádzaná do generátora tepla (kotol, kachle, horák sporáka) alebo do karburátora benzínového generátora - týmto spôsobom sa získava plnohodnotná alternatívna energia s vlastnou ruky. Pri dostatočnom výkone plynových generátorov je možné zabezpečiť domu nielen alternatívnu energiu, ale aj zabezpečiť prevádzku malej výroby, ako je znázornené na videu:

Tepelné stroje na šetrenie a získavanie alternatívnej energie

Tepelné čerpadlá sú široko používané v chladničkách a klimatizáciách. Zistilo sa, že na presun tepla je potrebné niekoľkonásobne menej energie ako na jeho generovanie. Preto má studená voda zo studne tepelný potenciál v porovnaní s mrazivým počasím. Znižovaním teploty tečúcej vody zo studne alebo z hlbín nezamŕzajúceho jazera odoberajú tepelné čerpadlá teplo a odovzdávajú ho do vykurovacieho systému, pričom dosahujú výraznú úsporu elektrickej energie.

Úspora energie s tepelným čerpadlom

Ďalším typom tepelného motora je Stirlingov motor, poháňaný energiou teplotného rozdielu v uzavretom systéme valcov a piestov umiestnených na kľukovom hriadeli pod uhlom 90°. Otáčanie kľukového hriadeľa možno využiť na výrobu elektriny. V sieti je veľa materiálov z dôveryhodných zdrojov, ktoré podrobne vysvetľujú princíp fungovania Stirlingovho motora a dokonca uvádzajú príklady domácich dizajnov, ako vo videu nižšie:

Bohužiaľ, domáce podmienky neumožňujú vytvoriť Stirlingov motor s energetickými výstupnými parametrami vyššími ako má zábavná hračka alebo predvádzací stojan. Na získanie prijateľného výkonu a účinnosti sa vyžaduje, aby bol pracovný plyn (vodík alebo hélium) pod vysokým tlakom (200 atmosfér alebo viac). Podobné tepelné motory sa už používajú v solárnych a geotermálnych elektrárňach a začínajú sa zavádzať aj do súkromného sektora.

Stirlingov motor v ohnisku parabolického zrkadla

Ak chcete získať najstabilnejšiu a najsamostatnejšiu elektrickú energiu vo vidieckom dome alebo v súkromnom dome, budete musieť kombinovať niekoľko alternatívnych zdrojov energie.

Inovatívne nápady na vytváranie alternatívnych zdrojov energie

Nejeden fajnšmeker úplne pokryje celú škálu možností obnoviteľnej alternatívnej energie. Alternatívne zdroje energie sú dostupné doslova v každej živej bunke. Napríklad riasa chlorella je už dlho známa ako zdroj bielkovín v krmive pre ryby.

Prebiehajú experimenty na pestovanie chlorelly v stave beztiaže, ktorá by sa v budúcnosti mohla použiť ako potrava pre astronautov počas vesmírnych letov na veľké vzdialenosti. Energetický potenciál rias a iných jednoduchých organizmov sa skúma pre syntézu horľavých uhľovodíkov.

Akumulácia slnečného žiarenia v živých bunkách chlorelly pestovanej v priemyselných závodoch

Treba mať na pamäti, že konvertor a akumulátor energie slnečného žiarenia lepší ako fluoroplast živej bunky ešte nebol vynájdený. Preto sú potenciálne obnoviteľné zdroje alternatívnej elektriny dostupné v každom zelenom liste, ktorý implementuje fotosyntéza.

Hlavným problémom je zhromažďovať organický materiál pomocou chemických a fyzikálnych procesov na získanie energie odtiaľ a jej premenu na elektrinu. Už teraz sú veľké plochy poľnohospodárskej pôdy vyčlenené na pestovanie alternatívnych energetických plodín.

Zber Miscanthus – energetická poľnohospodárska plodina

Atmosférická elektrina môže slúžiť ako ďalší kolosálny zdroj alternatívnej energie. Energia bleskov je obrovská a má ničivé účinky a na ochranu pred nimi sa používajú bleskozvody.

alt Ťažkosti pri obmedzovaní energetického potenciálu blesku a atmosférickej elektriny sú vo vysokom napätí a prúde výboja vo veľmi krátkom čase, čo si vyžaduje vytvorenie viacstupňových systémov kondenzátorov na akumuláciu náboja a následné využitie nahromadenej energie. Dobré vyhliadky má aj statická atmosférická elektrina.

K netradičným zdrojom energie patrí energia slnka, vetra, ale aj energia, ktorú produkuje ľudské svalové úsilie. Podrobnosti nájdete nižšie.

Alternatívne zdroje energie predstavujú rôzne sľubné spôsoby získavania, ako aj prenosu výslednej elektriny. Takéto zdroje energie sú zároveň obnoviteľné a minimálne poškodzujú životné prostredie. Medzi tieto zdroje energie patria solárne panely a solárne stanice.

Na druhej strane sú rozdelené do 3 typov výroby energie pomocou:

• fotobunky;
• solárne panely;
• Kombinované možnosti.

Obľúbené je používanie zrkadlových systémov, ktoré ohrievajú vodu na vysoké teploty, výsledkom čoho je para, ktorá prechádzajúca sústavou rúrok roztáča turbínu. Veterné mlyny a veterné farmy vyrábajú elektrinu pomocou veternej energie, ktorá otáča špeciálne lopatky pripojené ku generátorom.

Populárne je využitie energie vĺn, ako aj prílivov a odlivov.

Ako ukázali experimenty, takéto elektrárne sú schopné generovať okolo 15 kW, čo je oveľa výkonnejšie ako solárne a veterné elektrárne.

Z geotermálnych zdrojov sa teplá voda vo veľkej miere využíva na výrobu elektriny. Zaujímavé je využitie kinetickej energie v niektorých miestnostiach, napríklad v telocvičniach, kde sú pohyblivé časti trenažérov spojené pomocou tyčí s generátormi, ktoré v dôsledku pohybu ľudí vyrábajú elektrickú energiu.

Netradičné zdroje energie: spôsoby získavania

Netradičnými zdrojmi zásobovania energiou je predovšetkým výroba elektriny pomocou vetra, slnečného žiarenia, energie prílivových vĺn a tiež využitím geotermálnych vôd. Ale okrem toho existujú aj iné spôsoby využitia biomasy a iné metódy.

menovite:

1. Získavanie elektriny z biomasy. Táto technológia zahŕňa produkciu odpadového bioplynu, ktorý pozostáva z metánu a oxidu uhličitého. Niektoré experimentálne zariadenia (Michaelov zvlhčovač) spracovávajú hnoj a slamu, čo umožňuje získať 10–12 m 3 metánu z 1 tony materiálu.
2. Tepelné získavanie elektriny. Premena tepelnej energie na elektrinu zahrievaním niektorých vzájomne prepojených polovodičov pozostávajúcich z termoprvkov a chladením iných. V dôsledku teplotného rozdielu sa získa elektrický prúd.
3. Vodíkový článok. Toto je zariadenie, ktoré z obyčajnej vody elektrolýzou umožňuje získať pomerne veľké množstvo zmesi vodíka a kyslíka. Zároveň sú náklady na získanie vodíka minimálne. Takáto výroba energie je však stále len v experimentálnej fáze.

Ďalším typom výroby elektriny je špeciálne zariadenie nazývané Stirlingov motor. Vo vnútri špeciálneho valca s piestom je plyn alebo kvapalina. Pri vonkajšom ohreve sa objem kvapaliny alebo plynu zvyšuje, piest sa pohybuje a núti generátor pracovať. Ďalej plyn alebo kvapalina, ktorá prechádza potrubným systémom, ochladzuje a posúva piest späť. Toto je dosť hrubý popis, ale objasňuje, ako tento motor funguje.

Alternatívne energetické možnosti

V modernom svete, kvôli určitému obmedzeniu prírodných zdrojov tepla a elektriny, niektorí ľudia využívajú alternatívne zdroje energie. Jedným z hlavných smerov alternatívnej energie je hľadanie a využívanie netradičných druhov a zdrojov.

Zdroje, pomocou ktorých môžete získať elektrinu:

• sú obnoviteľné;
• Môže úspešne nahradiť tradičné;
• Neustále sa zlepšujeme, vyvíjame a skúmame.

Vybavenie vysokovýkonnými piezoelektrickými prvkami turniketov v metre a na železničných staniciach umožňuje pri našľapovaní na špeciálne platne vyrábať elektrinu tlakom ľudskej hmotnosti. Takéto prevádzkové zariadenia boli inštalované ako experiment v niektorých mestách v Číne a Japonsku.

Zelená energia je výroba bioplynu, ktorý sa môže neskôr použiť na vykurovanie chaluhových domov. Zistilo sa, že z 1 ha vodnej plochy obsadenej zelenými riasami možno získať až 150 000 m 3 plynu. Pomocou energie spiacich sopiek sa do sopky čerpá voda, vplyvom tepla a vysokých teplôt sa mení na paru, ktorá špeciálnym potrubím vstupuje do turbíny a roztáča ju. V súčasnosti sú na svete len 2 takéto experimentálne inštalácie. Využitie odpadovej vody pomocou špeciálnych článkov, ktoré obsahujú špeciálne baktérie oxidujúce organické látky, vedie k tomu, že pri chemických procesoch vznikajú elektróny a v dôsledku toho elektrina.

Zdroje energie doma: možnosti

V súvislosti so zvyšovaním taríf za energie sa mnohí ľudia začínajú zamýšľať nielen nad úsporou energie, ale aj nad doplnkovými zdrojmi energie. Niekto dáva prednosť tomu, aby si urobil svoj vlastný DIY, a niekto uprednostňuje akékoľvek hotové riešenia, ktoré môžu zahŕňať určité možnosti.

menovite:

1. Inštalácia solárnych panelov na sklo, ktoré majú vysokú priehľadnosť, aby sa dali umiestniť aj do viacpodlažných budov. Ale zároveň ich účinnosť ani za slnečného jasného počasia nepresahuje 10%.
2. Na osvetlenie niektorých priestorov miestnosti sa používajú LED a LED lampy na malých batériách pripojených k solárnemu panelu. Batériu stačí nabíjať cez deň, teda aby sa večer rozsvietilo.
3. Inštalácia tradičných solárnych panelov, ktoré umožňujú nabíjať batérie a z nich cez menič čiastočne napájať domáce spotrebiče a svietidlá. Počas teplej sezóny je tiež možné vyrábať teplú vodu inštaláciou vákuového čerpadla a kolektora tepla na streche.

Obyvatelia žijúci v mestských oblastiach majú, žiaľ, obmedzený výber doplnkových zdrojov energie, na rozdiel od tých, ktorí bývajú vo vidieckych domoch. V súkromnom dome je oveľa viac príležitostí na vytvorenie autonómneho napájania. A tiež vytvoriť autonómne nezávislé vykurovacie systémy pre vidiecky dom alebo v krajine.

Vykurovanie pre súkromný dom: alternatívne zdroje energie

Medzi najbežnejšie spôsoby výroby elektriny patrí hnacia sila vetra. V blízkosti vidieckeho domu stačí umiestniť vysoký stožiar s pohyblivými čepeľami pripojenými ku generátoru, aby mohol prijímať elektrický prúd a nabíjať batérie.

Na získavanie tepla môžete použiť tepelné čerpadlá, pri ktorých môžete odoberať teplo takmer odkiaľkoľvek:

• vzduch;
• voda;
• Zem.

Princíp ich fungovania, ako v chladničke, iba vtedy, keď sa vzduch alebo voda čerpá cez čerpadlo, sa získava teplo. Domáce návrhy nie sú v žiadnom prípade horšie ako priemyselné. Doma si môžete takéto konštrukcie vyrobiť sami, stačí nájsť výkresy a vyrobiť veterný mlyn, aby ste získali lacnú elektrinu doslova z ničoho. Existujú aj iné typy a príležitosti na získanie elektriny a vykurovania pre súkromný dom.

Je efektívne používať obyčajný generátor, najmä v severných oblastiach Ruska, pretože pri nedostatku slnečného svetla sú panely jednoducho zbytočné.

To isté platí pre tepelné konvektory, ktoré sú určené na ohrev vody. Na výrobu tepla je o niečo jednoduchšie použiť kotol na biopalivo, ako materiál pre pec sa používajú lisované piliny, granule vrátane slamy a rašeliny. Takéto kotly na biopalivá sú však o niečo drahšie ako kotly na plyn.

Urob si sám prúd a teplo: alternatívna energia pre domácnosť

Bezplatná elektrina pre byt alebo súkromný dom bola pre ľudí vždy zaujímavá, pretože v posledných rokoch tarify za kúrenie a elektrinu len rastú. A aby ušetrili peniaze, mnohí ľudia sa snažia nájsť možnosti, ako získať teplo a energiu zadarmo. Na tento účel vyrábajú rôzne systémy, vrátane pokusov vynájsť večný zdroj, a vymýšľajú nezvyčajné a nové spôsoby generovania prúdu a tepla.

Relatívna voľná energia (montáž solárnych panelov vlastnými rukami):

• V Číne je možné zakúpiť diely solárnych panelov;
• Zbierajte všetko sami;
• Ku každej súprave je spravidla pripojená montážna schéma.
• To všetko vám umožňuje nezávisle zostaviť panel a napájací obvod, najmä byt alebo súkromný dom.

Bezpalivová voľná energia sa získava z elektromagnetických vĺn – akékoľvek výkyvy je možné premeniť na elektrickú energiu. Je pravda, že účinnosť takýchto obvodov je veľmi malá, ale napriek tomu pomocou špeciálne vyrobených zariadení môžete nabíjať telefóny a iné malé domáce spotrebiče.

Skutočné nabíjanie bude trvať pomerne dlho.

Niektorí remeselníci používajú na výrobu tepla metán, ktorý sa získava zo zvieracieho hnoja a iného odpadu. Správne vyrobený systém je dobrou možnosťou na výrobu tepelnej energie a vykurovanie domu, ako aj na varenie.

Slnko a vietor ako alternatívne formy energie

Alternatíva k získavaniu tepla aj elektriny je pre mnohých relevantná Malá solárna energia je použitie solárnych panelov na báze kremíka, množstvo prijatej energie závisí od počtu batérií, zemepisnej šírky umiestnenia domu alebo iných priestorov.

Zaujímavá je technológia získavania energie pomocou generátorov, ku generátoru stačí pripojiť regulátor nabíjania a celý okruh prepojiť s batériami, čím získate dostatok energie.

Aktuálne je použitie špeciálnych termoelektrických meničov tepelnej energie na elektrickú energiu, inak povedané použitie termočlánku z polovodičov. Jedna časť páru je ohrievaná, druhá ochladzovaná, v dôsledku čoho sa objavuje voľná elektrina, ktorú je možné použiť v každodennom živote. Dá sa použiť ako elektrocentrála pre deti, stačí na ihrisko pripojiť hojdačku s dynamom, aby ste dostali malé percento elektriny, ktorú je možné použiť na osvetlenie ihriska.

Elektrina zadarmo – urob si sám (video)

Alternátor alebo jednoduchšie generátor napájania je zďaleka najbežnejším spôsobom výroby elektrickej energie. Napriek tomu však na celom svete existuje veľa príležitostí na výrobu elektriny z alternatívnych zdrojov.

Ekológia spotreby Veda a technika: Zatiaľ čo väčšina koncepcií alternatívnej energie nie je nová, až v posledných desaťročiach sa táto otázka konečne stala aktuálnou. Vďaka zlepšeniu technológie a výroby sa náklady na väčšinu foriem alternatívnej energie znížili, zatiaľ čo účinnosť sa zvýšila.

V posledných rokoch sa alternatívna energia stala predmetom intenzívneho záujmu a búrlivých diskusií. Túžba nájsť formy energie, ktoré znížia závislosť od fosílnych palív, uhlia a iných znečisťujúcich procesov, sú ohrozené klimatickými zmenami a skutočnosťou, že priemerné globálne teploty každý rok naďalej rastú.

Hoci väčšina koncepcií alternatívnej energie nie je nová, táto otázka sa konečne stala aktuálnou až v posledných desaťročiach. Vďaka zlepšeniu technológie a výroby sa náklady na väčšinu foriem alternatívnej energie znížili, zatiaľ čo účinnosť sa zvýšila. Čo je to alternatívna energia, jednoducho a zrozumiteľne, a aká je pravdepodobnosť, že sa stane hlavnou?

Je zrejmé, že existuje určitá kontroverzia o tom, čo znamená „alternatívna energia“ a na čo sa táto fráza môže vzťahovať. Na jednej strane možno tento termín pripísať formám energie, ktoré nevedú k zvyšovaniu uhlíkovej stopy ľudstva. Preto môže zahŕňať jadrové zariadenia, vodné elektrárne, dokonca aj zemný plyn a „čisté uhlie“.

Na druhej strane sa tento termín používa aj na označenie toho, čo sa v súčasnosti považuje za nekonvenčné energetické metódy – solárna, veterná, geotermálna, biomasa a ďalšie nedávne prírastky. Tento druh klasifikácie vylučuje metódy získavania energie, ako sú vodné elektrárne, ktoré existujú už viac ako sto rokov a sú v niektorých regiónoch sveta celkom bežné.

Ďalším faktorom je, že alternatívne zdroje energie musia byť „čisté“, neprodukovať škodlivé znečisťujúce látky. Ako už bolo uvedené, najčastejšie ide o oxid uhličitý, ale môže sa to týkať aj iných emisií - oxidu uhoľnatého, oxidu siričitého, oxidu dusíka a iných. Podľa týchto parametrov sa jadrová energia nepovažuje za alternatívny zdroj energie, pretože produkuje rádioaktívny odpad, ktorý je vysoko toxický a musí sa vhodne skladovať.

Vo všetkých prípadoch sa však tento termín používa na označenie druhov energie, ktoré nahradia fosílne palivá a uhlie ako dominantnú formu výroby energie v nasledujúcom desaťročí.

Druhy alternatívnych zdrojov energie

Presne povedané, existuje veľa druhov alternatívnej energie. Opäť tu sa definície dostali do slepej uličky, pretože v minulosti sa „alternatívna energia“ používala na označenie metód, ktoré sa nepovažovali za nevyhnutné alebo rozumné. Ale ak vezmete definíciu v širšom zmysle, bude zahŕňať niektoré alebo všetky tieto body:

Vodná energia. Ide o energiu generovanú priehradami vodných elektrární, keď padajúca a tečúca voda (v riekach, kanáloch, vodopádoch) prechádza cez zariadenie, ktoré otáča turbíny a vyrába elektrinu.

Jadrová energia. Energia, ktorá vzniká v procese oneskorených štiepnych reakcií. Uránové tyče alebo iné rádioaktívne prvky ohrievajú vodu, premieňajú ju na paru a para otáča turbíny a vyrába elektrinu.

solárna energia. Energia, ktorá sa získava priamo zo Slnka; fotovoltaické články (zvyčajne pozostávajúce z kremíkového substrátu, usporiadané do veľkých polí) premieňajú slnečné lúče priamo na elektrickú energiu. V niektorých prípadoch sa teplo produkované slnečným žiarením využíva aj na výrobu elektriny, čo je známe ako solárna tepelná energia.

Veterná energia. Energia generovaná prúdením vzduchu; obrie veterné turbíny sa otáčajú pod vplyvom vetra a vyrábajú elektrinu.

geotermálnej energie. Táto energia je generovaná teplom a parou produkovanou geologickou činnosťou v zemskej kôre. Vo väčšine prípadov sú potrubia umiestnené v zemi nad geologicky aktívnymi zónami, pričom pary prechádzajú turbínami, čím sa vyrába elektrina.

Prílivová energia. Na výrobu elektriny možno využiť aj prílivové prúdy pozdĺž pobrežia. Denná zmena prílivu a odlivu spôsobuje, že voda prúdi cez turbíny tam a späť. Elektrina sa vyrába a prenáša do pobrežných elektrární.

Biomasa. Týka sa to palív, ktoré sa získavajú z rastlín a biologických zdrojov – etanol, glukóza, riasy, plesne, baktérie. Ako zdroj paliva by mohli nahradiť benzín.

Vodík. Energia získaná z procesov zahŕňajúcich plynný vodík. Patria sem katalytické konvertory, v ktorých sa molekuly vody počas elektrolýzy rozkladajú a rekombinujú; vodíkové palivové články, v ktorých sa plyn používa na pohon spaľovacieho motora alebo na otáčanie vyhrievanej turbíny; alebo jadrová fúzia, pri ktorej sa atómy vodíka spájajú za kontrolovaných podmienok, pričom sa uvoľňuje neskutočné množstvo energie.

Alternatívne a obnoviteľné zdroje energie

V mnohých prípadoch sú obnoviteľné aj alternatívne zdroje energie. Pojmy však nie sú úplne zameniteľné, pretože mnohé formy alternatívnych zdrojov energie sa spoliehajú na obmedzený zdroj. Napríklad jadrová energia sa spolieha na urán alebo iné ťažké prvky, ktoré sa musia najskôr vyťažiť.

Zároveň sa veterná, slnečná, prílivová, geotermálna a vodná energia spolieha na zdroje, ktoré sú úplne obnoviteľné. Slnečné lúče sú najvýdatnejším zdrojom energie zo všetkých a hoci sú obmedzené počasím a dennou dobou, sú priemyselne nevyčerpateľné. Neutícha ani vietor vďaka zmenám tlaku v našej atmosfére a rotácii Zeme.

V súčasnosti zažíva alternatívna energia ešte svoju mladosť. Tento obraz sa však rýchlo mení pod vplyvom procesov politického tlaku, celosvetových ekologických katastrof (suchá, hladomory, záplavy) a zlepšovania technológií obnoviteľnej energie.

Napríklad v roku 2015 boli svetové energetické potreby stále zabezpečované prevažne uhlím (41,3 %) a zemným plynom (21,7 %). Vodné elektrárne a jadrová energia predstavovali 16,3% a 10,6%, zatiaľ čo "obnoviteľné zdroje energie" (slnko, vietor, biomasa atď.) - len 5,7%.

Od roku 2013 sa to veľa zmenilo, keď celosvetová spotreba ropy, uhlia a zemného plynu bola 31,1 %, 28,9 % a 21,4 %. Jadrová a vodná energia tvorili 4,8 % a 2,45 %, zatiaľ čo obnoviteľné zdroje tvorili len 1,2 %.

Okrem toho sa zvýšil počet medzinárodných dohôd na obmedzenie využívania fosílnych palív a rozvoja alternatívnych zdrojov energie. Napríklad smernica o obnoviteľných zdrojoch energie, ktorú Európska únia podpísala v roku 2009 a ktorá stanovila ciele pre využívanie obnoviteľnej energie pre všetky členské štáty do roku 2020.

Táto dohoda vo svojej podstate znamená, že EÚ do roku 2020 pokryje najmenej 20 % svojich celkových energetických potrieb obnoviteľnou energiou a najmenej 10 % pohonných hmôt v doprave. V novembri 2016 Európska komisia zrevidovala tieto ciele a stanovila minimálnu spotrebu obnoviteľnej energie 27 % do roku 2030.

Niektoré krajiny sa stali lídrami v rozvoji alternatívnej energie. Napríklad v Dánsku zabezpečuje veterná energia až 140 % spotreby elektrickej energie v krajine; prebytky sa posielajú do susedných krajín, Nemecka a Švédska.

Island vďaka svojej polohe v severnom Atlantiku a svojim aktívnym sopkám dosiahol 100 % závislosť na obnoviteľnej energii už v roku 2012 kombináciou vodnej a geotermálnej energie. V roku 2016 Nemecko prijalo politiku postupného znižovania závislosti od ropy a jadrovej energie.

Dlhodobé vyhliadky alternatívnej energie sú mimoriadne pozitívne. Podľa správy Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA) z roku 2014 bude fotovoltaická solárna energia a solárna tepelná energia do roku 2050 predstavovať 27 % celosvetového dopytu, čím sa stane najväčším zdrojom energie. Možno, že vďaka pokroku v syntéze budú zdroje fosílnych palív do roku 2050 beznádejne zastarané. uverejnený