Pregled sodobnih tehnologij alternativnih načinov pridobivanja energije. Energetski viri: alternativni viri in tehnologije varčevanja z energijo

Brez elektrike je življenje vsakega doma skoraj nepredstavljivo: elektrika pomaga pri kuhanju, ogrevanju prostora, črpanju vode vanj in pri preprosti razsvetljavi. Toda kaj storiti, če tam, kjer živite, še vedno ni komunikacij, potem bodo na pomoč priskočili alternativni viri električne energije.

V našem pregledu smo zbrali več alternativnih virov električne energije, običajnih v vsakdanjem življenju, ki se pogosto uporabljajo tako v Rusiji kot v evropskih državah in na ameriški celini. V mnogih pogledih so seveda dražji in težje upravljati kot centralno omrežje; vendar bodo finančne naložbe v celoti upravičene s kakovostno in zanesljivo storitvijo ter ustvarjanjem ugodnega ekološkega okolja.

Električni generatorji

Najbolj priljubljen alternativni vir energije v Rusiji, ki je najbolj zahtevan v zasebnih podeželskih hišah. Glede na vrsto uporabljenega goriva so električni generatorji dizelski, bencinski in plinski.

Dizelski generatorji imajo veliko prednosti, vključno z učinkovitostjo, zanesljivostjo in majhno nevarnostjo požara. Če redno uporabljate dizelski generator, je veliko bolj donosno kot modeli, ki delujejo na plin ali bencin. Poraba goriva dizelske opreme ni visoka, cena dizla je tudi nizka, ne zahteva dragih popravil.

Slabosti dizelskega generatorja so velika količina plinov, ki se sproščajo med delovanjem, hrup in visoki stroški same naprave. Cena "srednje" opreme z izhodno močjo približno 5 kW v povprečju znaša približno 23.000 rubljev; vendar se v enem poletnem delu popolnoma povrne.

bencinski generator idealen kot rezervni ali sezonski vir energije. V primerjavi z dizelskimi generatorji so bencinski generatorji majhni, med delovanjem oddajajo malo hrupa in so nižji - povprečna cena bencinskega generatorja 5 kW se giblje od 14 do 17 tisoč rubljev. Pomanjkljivost bencinskega generatorja je visoka poraba goriva, zaradi visoke ravni ogljikovega dioksida pa boste morali generator postaviti v ločen prostor.

Plinski generatorji- morda najbolj "donosni" modeli za uporabo v vsakdanjem življenju, ki so se odlično izkazali z vseh strani: lahko delujejo tako iz zemeljskega plina kot iz utekočinjenega goriva v jeklenkah. Raven hrupa te naprave je zelo nizka, vzdržljivost pa najvišja; hkrati pa so cene v zmernem razponu: za "domačo" napravo z močjo približno 5 kW boste morali plačati približno 18 tisoč rubljev.

življenje pod soncem

Vsako leto postaja vse bolj priljubljen še en alternativni vir električne energije - sončna energija. Uporablja se lahko ne samo za proizvodnjo električne energije, ampak tudi za zagotavljanje avtonomnega ogrevanja. Na strehi, včasih tudi na stenah, so nameščeni sončni kolektorji različnih velikosti, ki imajo baterijo in inverter; Pred časom smo pisali o inovativni tehnologiji - ploščicah z vgrajenimi fotocelicami (). Tukaj so prednosti, ki jih zagotavljajo sončni paneli:

• Uporaba obnovljivih virov energije;
• Popolnoma tiho delovanje;
• Okoljska varnost, odsotnost kakršnih koli emisij v ozračje;
• Enostavna montaža, možnost samomontaže.

Še posebej pogosto lahko najdete sončne celice na evropskem in ruskem jugu, kjer je število sončnih dni tako pozimi kot poleti večje od števila oblačnih. Vendar pa obstaja nekaj odtenkov, ki si jih morate zapomniti:

Tudi v najbolj "sončnem" vremenu skupna moč vseh nameščenih fotocelic verjetno ne bo presegla 5-7 kW na uro. Torej, če upoštevamo vsaj grobo oceno, da je za ogrevanje hiše potrebna energija v višini 1 kW na 10 kvadratnih metrov, potem dobimo, da lahko samo majhna podeželska hiša živi na popolnoma "sončni" hrani; dvo-, trinadstropne hiše bodo od vas še vedno zahtevale dodatne vire energije, še posebej, če bo poraba vode in svetlobe visoka.

Toda tudi če je hiša majhna, bo treba za namestitev opreme nameniti vsaj 10 kvadratnih metrov zemlje, zato se na standardnih šestih hektarjih z vrtom in vrtom to zdi malo verjetno.

In seveda obstajajo precej "naravne" težave - to je odvisnost od dnevnih in sezonskih nihanj sončnega sevanja: nihče nam ne zagotavlja sončnega vremena tudi poleti. In še nekaj: čeprav same fotocelice med delovanjem ne oddajajo strupenih snovi, pa njihovo odstranjevanje ni tako enostavno, odnesti jih morate na posebna zbirna mesta - tako kot rabljene baterije.

Stroški končane postaje se začnejo od 100 tisoč rubljev, kar tudi ne ustreza vsem. Sončno energijo pa lahko izkoristimo tudi na »cenejši« način: na mestu postavimo kolektor za ogrevanje vode - ta bo zajemal toploto podnevi, tudi v oblačnih in deževnih dneh. Načeloma kolektor za ogrevanje popolnoma zadovoljuje dnevno potrebo po topli vodi, njegova cena pa se začne od 30.000 rubljev. Toda ta vrsta opreme ne proizvaja električne energije in lahko deluje le v južnih regijah, kjer je sončna aktivnost precej visoka.

Z vetrom!

Vetrne elektrarne niso več fantastična tehnološka prihodnost – samo poglejte polja v Nemčiji in na Nizozemskem, da vidite vseprisotnost vetrnih turbin.

Malo šolske fizike: kinetična energija vetra se pretvori v mehansko energijo turbine, inverter pa ustvarja izmenični tok. To si morate zapomniti: najmanjša hitrost vetra, pri kateri bo električna energija proizvedena iz vztrajnika, je 2 m / s, optimalno pa je, če je hitrost vetra v območju 5–8 m / s; zato so vetrne turbine še posebej priljubljene v severozahodnih regijah Evrope, kjer je povprečna letna hitrost vetra zelo visoka. Glede na vrsto konstrukcije so vetrni generatorji razdeljeni na vodoravne in navpične: odvisno je od pritrditve rotorja.

Horizontalna zasnova generatorja je dobra za njegovo visoko učinkovitost, med namestitvijo pa bo uporabljena majhna količina materialov. Vendar se boste morali soočiti z nekaterimi težavami: namestitev bo zahtevala visok drog, sam generator pa ima zapleten mehanski del, popravila pa so lahko zelo težavna.

Vertikalni generatorji lahko delujejo v širšem razponu hitrosti vetra; hkrati pa je njihova namestitev veliko bolj zapletena in za namestitev motorja bo potrebna dodatna pritrditev.

Da bi izravnali razliko med vetrovno sezono in mirom ter nemoteno oskrbovali hišo z električnim tokom, je vetrna elektrarna običajno opremljena z akumulatorsko baterijo. Druga alternativa vgradnji akumulatorja v vetrno elektrarno je rezervoar za vodo, ki se uporablja tako za ogrevanje kot za oskrbo s toplo vodo. V tem primeru boste lahko malo prihranili pri nakupu - vendar bodo stroški vetrnega generatorja še vedno visoki: približno 300 tisoč rubljev, brez baterije - približno 250 tisoč.

Še en odtenek, ki ga je treba upoštevati pri urejanju vetrne elektrarne, je potreba po ustvarjanju temeljev za opremo. Temelj je treba še posebej skrbno okrepiti, če na vašem območju hitrost vetra občasno presega 10 -15 metrov na sekundo. In pozimi bo treba zagotoviti, da lopatice vetrne elektrarne ne zmrznejo, kar močno zmanjša učinkovitost. Poleg tega je zaradi vibracij in hrupa zaradi delovanja vetrnice zaželeno postaviti postajo vsaj 15 metrov od stanovanjske stavbe.

živeti dobro

O biogorivih kot »okoljski tehnologiji prihodnosti« se zdaj govori povsod in povsod. Okoli njega se je razplamtelo veliko polemik in nasprotujočih si ocen: privlačno je kot gorivo za avtomobile, saj ima privlačno ceno, hkrati pa mnogi vozniki sumijo na negativen vpliv biomateriala na motor in moč. Pustimo ob strani avtomobilske težave: navsezadnje se biogoriva lahko uporabljajo ne le kot gorivo za vozila, ampak tudi kot vir električne energije: lahko nadomestijo plin, bencin in dizel pri polnjenju opreme.

Biogoriva nastajajo s predelavo rastlinskih ostankov – stebel in semen. Za izdelavo biološkega dizla se uporabljajo maščobe iz semen oljnic, bencin pa pridobivajo s fermentacijo koruze, sladkornega trsa, pese in drugih rastlin. Alge so priznane kot najbolj optimalen vir biološke energije, saj so nezahtevne pri gojenju in se zlahka spremenijo v biomaso z oljnatimi lastnostmi, podobnimi olju.

Ta tehnologija proizvaja tudi biološki plin, ki se zbira med fermentacijo organskih odpadkov iz živilske industrije in živinoreje: 95 % jih sestavlja metan. Okoljske tehnologije omogočajo zbiranje zemeljskega plina na ... odlagališčih! Iz 1 tone neuporabnih smeti nastane do 500 kubičnih metrov koristnega plina, ki se nato pretvori v celulozni etanol.

Če govorimo o domači uporabi biogoriv za pridobivanje električne energije, potem je za ta namen potreben nakup posamezne bioplinarne, ki bo proizvajala zemeljski plin iz odpadkov. Jasno je, da se ta možnost izvaja samo v podeželski hiši, kjer je na ulici zasebno odlagališče bioloških odpadkov.

Standardna instalacija vam bo dala od 3 do 12 kubičnih metrov plina na dan; nastali plin se nato lahko uporabi za ogrevanje hiše in polnjenje različne opreme, vključno z generatorjem plina, o katerem smo pisali zgoraj. Na žalost bioplinarne še niso na voljo povsod: za to boste morali plačati najmanj 250.000 rubljev.

Ukrotite tok

Če imate na voljo lastno tekočo vodo (odsek potoka ali reke), bi bila izgradnja individualne hidroelektrarne dobra rešitev. Z vidika namestitve je ta vrsta generatorja energije ena najtežjih, vendar je njegova učinkovitost veliko višja od učinkovitosti vseh zgoraj opisanih virov - vetra, sonca in biologije. Hidroelektrarne so lahko zajezene in brez zajezitev, druga možnost je pogostejša in dostopnejša - pogosto lahko najdete sinonimno ime "pretočna postaja". Po svoji strukturi so postaje razdeljene na več vrst:

Najbolj optimalna in pogosta možnost, ki je primerna za DIY, je postaja s propelerjem ali kolesom; Na internetu lahko najdete veliko navodil in koristnih nasvetov.

Najtežja in neprijetna rešitev bo verižna namestitev: ima nizko produktivnost, je precej nevarna za ljudi okoli, namestitev postaje pa bo zahtevala veliko materialov in veliko časa. V zvezi s tem je rotor Darier bolj priročen, saj je os nameščena navpično in jo je mogoče namestiti nad vodo. Hkrati bo takšno postajo težko montirati, rotor pa je treba ročno zavrteti na začetku.

Če kupite že pripravljeno mini hidroelektrarno, bo njen povprečni strošek približno 200 tisoč rubljev; samomontaža komponent bo prihranila do 30% stroškov, vendar bo zahtevala veliko časa in truda. Kaj od tega je boljše, se odločite sami.

Do nedavnega so bili glavni viri energije: nafta, plin, premog, voda in les. Vendar se naravni viri hitro izčrpavajo, njihove cene rastejo, emisije pri njihovi predelavi pa negativno vplivajo na okolje. Zaradi teh razlogov se številne države nagibajo k uvajanju in razvoju inovativnih energetskih rešitev, ki bodo nadomestile tradicionalna goriva. V tem članku bomo preučili, kaj so alternativni viri energije, njihove vrste, učinkovitost in možnosti uporabe.

Preberite v članku

Alternativni viri energije - kaj je to

Alternativni vir energije (AES) je okolju prijazen obnovljiv vir, ki ob pretvorbi omogoča pridobivanje toplote ali električne energije za vsakodnevne potrebe ljudi. Takšni viri vključujejo vse obstoječe vrste naravnih rezervoarjev, sonce, veter, toploto iz črevesja zemlje, biološko gorivo, pa tudi reciklirane materiale. Alternativne vire energije je za razliko od tradicionalnih možno neomejeno večkrat obnavljati, so učinkovitejši, cenejši in okolju prijaznejši.

Upoštevajte:

Vrste alternativnih virov energije

Sodobne vire energije glede na obnovljivi vir delimo na več vrst, ki določajo načine njene transformacije in vrste za to namenjenih naprav. Na kratko razmislite o alternativnih virih energije in njihovih značilnostih.

Uporaba alternativnih virov energije - sonce in veter

Pretvorba sončne energije s pomočjo posebnih naprav vam omogoča pridobivanje toplote in električne energije za nadaljnjo uporabo. Električna energija nastaja zaradi fizikalnih procesov, ki potekajo v silicijevih polprevodnikih solarnih panelov pod vplivom sončne svetlobe, toplotna energija pa zaradi lastnosti plinov in tekočin.

Uporaba vetra kot alternativnega vira energije temelji na pretvarjanju zračnih tokov v električno energijo s posebnimi generatorskimi sklopi. Vetrni generatorji imajo drugačno zasnovo in dimenzije, razlikujejo pa se tudi po lokaciji. Veter poganja lopatice, te pa vrtijo generator, ki proizvaja elektriko.

Voda in toplota Zemlje v službi človeka

Ljudje so se že dolgo naučili uporabljati moč vode za pridobivanje električne energije. Prej so bile za to zgrajene hidroelektrarne, ki so blokirale reke, to so bile majhne in veličastne strukture. Z razvojem tehnologije se je zasnova hidroelektrarn spremenila in zdaj je mogoče prejemati električno energijo ne le zaradi moči rečnega toka, temveč tudi zaradi plimovanja morij in oceanov (plimske postaje). Voda pade na lopatice turbin, ki vrtijo generator, ki proizvaja električno energijo za porabnika.

V globinah naše Zemlje se skrivajo ogromne zaloge toplote, ki nam omogočajo nadomestitev dražjih in »umazanih« energentov. Ta smer se imenuje geotermalna energija, ki uporablja štiri glavne vrste toplotnih virov:

• površinska toplota zemlje;
• energija pare in vroče vode, ki se nahaja blizu površine zemlje;
• toplota, koncentrirana globoko v črevesju planeta;
• energija magme in toplota, akumulirana pod vulkani.

Notranjost zemlje se uporablja za ogrevanje hiš in proizvodnjo električne energije. Njegove zaloge so 35 milijard-krat večje od letne svetovne potrebe po energiji. Prva geotermalna elektrarna z močjo 7,5 MW je bila uvedena v Italiji leta 1916. Trenutno je cena električne energije, proizvedene v TeoTE, skoraj enaka tisti, ki jo proizvedejo TE na premog.

Geotermalna elektrarna Hellisheidy na Islandiji je dober alternativni vir električne energije

Biogoriva - alternativa bencinu

Biogorivo je alternativni vir energije, ki se pridobiva s predelavo organskih surovin ali odpadkov. Ta vrsta goriva je lahko v trdnem, tekočem ali plinastem stanju. Kot trda biogoriva uporablja les, brikete in pelete iz lesnih odpadkov ali kmetijskih pridelkov (sončnične in ajdove lupine, lupine orehov itd.). To gorivo se uporablja za pridobivanje toplote in električne energije v termoelektrarnah.

Tekoča biogoriva se pridobivajo s predelavo rastlinske mase nekaterih poljščin in njihovih odpadkov (slama) in se uporabljajo predvsem kot gorivo za avtomobile. Te vrste goriva vključujejo:

• bioetanol;
• biometanol;
• biobutanol;
• biodizel;
• dimetil eter.

Obstajajo tri vrste plinastih ekogoriv: bioplin, biovodik in metan. Pridobiva se s fermentacijo biološke mase. Surovina je izpostavljena posebnim bakterijam, ki razgrajujejo biomaso, posledično pa nastaja plin.

Razvoj alternativnih virov energije

Po podatkih Ministrstva za energijo Ruske federacije je delež uporabe alternativnih virov energije v Rusiji le 1%. Načrtuje se, da se bo ta številka do leta 2020 povečala na 4,5% s privabljanjem ne le sredstev vlade Ruske federacije, temveč tudi zasebnih podjetnikov. Razvoj alternativne energije ima velik potencial:

• zaradi majhne naseljenosti morskih in oceanskih obal Kamčatke, Čukotke, Sahalina in drugih ozemelj je možen razvoj energije vetra in plimovanja;
• Razvoj sončne energije je pomemben zlasti na Stavropolskem in Krasnodarskem ozemlju, na Severnem Kavkazu, Daljnem vzhodu itd.

Na žalost alternativna energija ni prednostna naloga ruske industrije. Glavna težava je financiranje tovrstnih projektov. Včasih je pridobivanje premoga in nafte cenejše od gradnje vetrnih in sončnih elektrarn.

Alternativni viri energije za zasebno hišo

Lastniki zasebnih hiš, zahvaljujoč uporabi alternativnih virov energije, lahko znatno zmanjšajo račune za komunalne storitve ali popolnoma opustijo storitve dobaviteljev plina, električne energije in toplote. Prav tako je možno ne le narediti svoje gospodarstvo energetsko neodvisno, ampak tudi prodati presežek. Država močno spodbuja razvoj in uporabo naprav za alternativne vire energije pri navadnih državljanih. Za pridobivanje toplote in električne energije z uporabo netradicionalnih virov energije lahko uporabite tovarniško opremo ali to storite sami. Alternativna energija torej omogoča:

• pretvarjanje sončne energije v električno ali toplotno za toplo vodo in nizkotemperaturno ogrevanje;
• s pomočjo posebnih generatorjev za pridobivanje električne energije z uporabo moči vetra;
• s posebnimi črpalkami odvzemajo toploto iz zemlje, vode in zraka ter ogrevajo hiše in proizvajajo električno energijo preko generatorjev toplote;
• pridobivanje plina iz kmetijskih odpadkov, bioloških materialov in odpadkov domačih živali in ptic.

Največjo učinkovitost dosežemo z uporabo več vrst alternativnih virov energije.

Sončna energija kot alternativni vir energije

Izraba sončne energije omogoča pridobivanje električne energije in tople vode za ogrevanje in pripravo sanitarne vode s pomočjo sončnih polprevodniških panelov in kolektorjev. Pod vplivom svetlobe na silicijeve elemente nastane usmerjeno gibanje elektronov (električni tok). S priklopom dovolj panelov lahko pridobite dovolj električne energije za potrebe ene hiše. Tako na primer sončna baterija s površino 1,4 m2 z dobro osvetlitvijo proizvede 24 V pri moči približno 270 vatov. Ker sonce ne sije ves čas in z različnimi močmi, je nemogoče priključiti gospodinjske aparate neposredno na pretvorne plošče. Za uporabo električne energije iz sončnih kolektorjev potrebujete celoten sistem, vključno z:

• baterijo(baterija) za akumulacijo odvečne električne energije (uporaba v mraku in slabem vremenu);
• krmilnik(izbirno, vendar priporočljivo) je zasnovan za spremljanje ravni napolnjenosti baterije, da se prepreči popolna izpraznitev ali prenapolnjenost, kot tudi za optimizacijo delovanja sončnih kolektorjev;
• pretvornik, ki pretvori enosmerni tok v izmenični tok in vam omogoča, da dobite napetost 220-230 V.

Da bi bila hiša ali koča popolnoma neodvisna od centraliziranega napajanja, je potrebno namestiti veliko število baterij in več baterij. To seveda ni poceni, a se na koncu povrne v razmeroma kratkem času. Komplet plošč za proizvodnjo 1500 W na dan, kar je dovolj za oskrbo poletne hiše ali nekaterih električnih naprav v hiši, stane približno 1000 dolarjev, za proizvodnjo 4 kW - približno 2200 dolarjev in 9 kW - 6200 dolarjev. Lahko kupite majhno instalacijo in jo naknadno dopolnite z novimi solarnimi paneli, ko dosežete zahtevano moč.

Alternativni viri električne energije za zasebno hišo - sončne celice

Tako smo že razmišljali, da lahko sončno energijo uporabljamo za pridobivanje električne energije (polprevodniški paneli) in toplote za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo (kolektorji). Poglejmo si, kaj so sončni kolektorji. Sončna baterija je sestavljena iz določenega števila silicijevih fotocelic (gospodinjski modeli). Takšne plošče imajo učinkovitost 20–24% in sorazmerno nizke stroške. Fotocelice so povezane med seboj, njihovi kontakti pa so izpeljani na sponke, ki se nahajajo na zaprtem ohišju vsake baterije. Ohišje je izdelano iz eloksiranega aluminija, sprednja plošča pa iz visokokakovostnega trpežnega stekla in prevlečena z antirefleksno zmesjo.

Sorodni članek:

Kaj je to, načela delovanja in vrste sončnih kolektorjev za zasebno hišo, stroški kompleta, ocene, specifikacije, priporočila strokovnjakov - preberite v publikaciji.

Sončni kolektorji - vredna zamenjava za tradicionalne grelnike vode

Sončni kolektorji vam omogočajo, da akumulirate 600-800 W / h na kvadratni meter in hiši zagotovite dovolj energije za ogrevanje in toplo vodo. Strukturno so kolektorji razdeljeni v naslednje glavne skupine:

• vakuum. Ploščate ali večcevne konstrukcije z naravno ali prisilno cirkulacijo hladilne tekočine v sistemu. V osnovi so to stacionarni kolektorji, namenjeni sezonski uporabi;
• zračni solarni sistemi ki so najlažji in najpreprostejši. Toploto z ogrevane površine kolektorja odvaja zračni tok;
• pri tretji možnosti pa se lahko toplota iz sončnih kolektorjev pretvori v električno energijo.

Slednja možnost ni posebej priljubljena med navadnimi potrošniki zaradi zapletenosti vzdrževanja in visokih stroškov opreme.

Toplotne črpalke za ogrevalne sisteme zasebnih hiš

Trenutno se za ogrevanje hiš in oskrbo s toplo vodo uporabljajo predvsem različne vrste kotlov - trda goriva, dizel, plin in elektrika. Relativno nedavno se je pojavil še en način ogrevanja tekočine s toplotno črpalko, vendar do zdaj še ni dobil precej široke uporabe. Hladilna tekočina, ki se giblje po nadvozu, položenem v tla na določeni globini, se segreje za nekaj stopinj in vstopi v uparjalnik. Nadalje segreta tekočina odda toploto hladilnemu sredstvu, ki se pri nizkih temperaturah spremeni v paro in vstopi v kompresor. V kompresorju se stisne, kar vodi do povečanja tlaka in s tem do povečanja temperature.

Stisnjeno segreto hladilno sredstvo se premakne v kondenzator, kjer odda toploto drugemu hladilnemu sredstvu (zrak, voda ali antifriz). Zaradi tega procesa se hladilno sredstvo ohladi in vrne v tekoče stanje. Po tem tekočina vstopi v uparjalnik in celoten cikel se ponovi.

Načelo delovanja toplotne črpalke

Članek

Omejene zaloge fosilnih goriv in globalno onesnaževanje okolja so človeštvo prisilili v iskanje obnovljivih alternativnih virov takšne energije, da je škoda pri njeni predelavi minimalna ob sprejemljivih stroških proizvodnje, predelave in transporta energentov.

Sodobne tehnologije omogočajo uporabo razpoložljivih alternativnih virov energije, tako na planetarni ravni kot v električnem omrežju stanovanja ali zasebne hiše.

Silovit razvoj življenja v nekaj milijardah let jasno dokazuje oskrbljenost Zemlje z viri energije. Sončna svetloba, toplota notranjosti in kemični potencial omogočajo živim organizmom številne izmenjave energije, ki obstajajo v okolju, ki ga ustvarjajo fizični dejavniki - temperatura, pritisk, vlaga, kemična sestava.

Kroženje snovi in ​​energije v naravi

Ekonomska merila za alternativne vire energije

Človek je že od pradavnine uporabljal energijo vetra kot pogon za ladje, kar je omogočilo razvoj trgovine. Obnovljiva goriva iz odmrlih rastlin in človeških odpadkov so bila vir toplote za kuhanje in pridobivanje prvih kovin. Energija vodne kapljice je poganjala mlinske kamne. Že tisočletja so bile to glavne vrste energije, ki jih danes imenujemo alternativni viri.

Z razvojem geologije in tehnologij črpanja iz podzemlja je postalo bolj ekonomsko donosno pridobivanje ogljikovodikov in njihovo sežiganje za pridobivanje energije po potrebi, namesto da bi dobesedno čakali na vreme ob morju in upali na uspešno sovpadanje tokov, smeri vetra in oblačnost.

Nestabilnost in spremenljivost vremenskih razmer ter relativna cenenost motorjev na fosilna goriva so prisilili k napredku k uporabi energije iz zemeljskega drobovja.

Diagram, ki prikazuje razmerje porabe fosilnih in obnovljivih virov energije

V živih organizmih asimiliran in predelan ogljikov dioksid, ki je milijone let počival v globinah, se ob zgorevanju fosilnih ogljikovodikov ponovno vrača v ozračje, kar je vir toplogrednega učinka in globalnega segrevanja. Blaginja prihodnjih generacij in krhko ravnovesje ekosistema silita človeštvo k ponovnemu premisleku o ekonomskih kazalnikih in uporabi alternativne oblike energije Kajti zdravje je najdragocenejše.

Zavestna raba alternativnih virov energije, ki jih je narava obnovljiva, postaja priljubljena, a kot doslej prevladujejo ekonomske prioritete. Toda v podeželski hiši ali podeželski hiši je lahko uporaba alternativnih virov električne energije in toplote edina stroškovno učinkovita možnost za pridobivanje energije, če se namestitev, priključitev in namestitev napajalnih vodov izkažejo za predrage.

Zagotavljanje hiše, oddaljene od civilizacije, z minimalno zahtevano količino električne energije z uporabo sončnih kolektorjev in vetrnega generatorja

Možnosti uporabe alternativnih oblik energije

Medtem ko znanstveniki raziskujejo nove smeri in razvijajo tehnologije hladne fuzije, lahko domači mojstri uporabljajo naslednje alternativne vire energije za dom:

• sončna svetloba;
• Vetrna energija;
• biološki plin;
• temperaturna razlika;

Glede na alternativne vrste obnovljivih virov energije obstajajo že pripravljene rešitve, ki so bile uspešno uvedene v množično proizvodnjo. Na primer, sončne celice, vetrne turbine, bioplinske naprave in toplotne črpalke različnih zmogljivosti je mogoče kupiti skupaj z dostavo in montažo, da bi imeli svoje alternativne vire električne energije in toplote za zasebni dom.

Komercialno proizvedena sončna plošča, nameščena na strehi zasebne hiše

Za vsak posamezen primer bi moral imeti svoj načrt oskrbe gospodinjskih električnih aparatov z alternativnimi viri električne energije, glede na potrebe in možnosti. Na primer, za napajanje prenosnega računalnika, tabličnega računalnika, polnjenje telefona lahko uporabite vir 12 V in prenosne adapterje. Ta napetost bo ob zadostni količini energije baterije zadostovala za osvetlitev.

Sončne celice in vetrne turbine morajo polniti baterije zaradi nestanovitnosti osvetlitve in moči vetrne energije. S povečanjem moči alternativnih virov električne energije in prostornine baterij se energetska neodvisnost avtonomnega napajanja povečuje. Če je treba električne naprave, ki delujejo od 220 V, priključiti na alternativni vir električne energije, uporabite napetostni pretvorniki.

Diagram, ki prikazuje napajanje gospodinjskih električnih aparatov iz baterij, ki jih polni vetrni generator in sončne celice

Alternativna sončna energija

Doma je skoraj nemogoče ustvariti sončne celice, zato oblikovalci alternativnih virov energije uporabljajo že pripravljene komponente, sestavljajo proizvodne strukture in dosegajo zahtevano moč. Serijsko povezovanje fotocelic poveča izhodno napetost nastalega vira električne energije, vzporedno povezovanje sestavljenih verig pa daje večji skupni sklopni tok.

Shema povezovanja fotocelic v sklopu

Lahko se osredotočite na intenzivnost energije sončnega sevanja - to je približno en kilovat na kvadratni meter. Upoštevati je treba tudi izkoristek sončnih kolektorjev – trenutno znaša približno 14 %, vendar poteka intenziven razvoj povečanja izkoristka sončnih generatorjev. Izhodna moč je odvisna od jakosti sevanja in vpadnega kota žarkov.

Začnete lahko z majhnim – kupite enega ali več majhnih solarnih panelov in imate v državi vir alternativne električne energije v količini, ki je potrebna za polnjenje pametnega telefona ali prenosnika za dostop do svetovnega interneta. Z merjenjem toka in napetosti proučujejo obseg porabe energije, pri čemer razmišljajo o možnostih nadaljnje širitve uporabe alternativnih virov energije.

Namestitev dodatnih solarnih panelov na streho hiše

Ne smemo pozabiti, da je sončna svetloba tudi vir toplotnega (infrardečega) sevanja, ki ga je mogoče uporabiti za ogrevanje hladilne tekočine brez nadaljnje pretvorbe energije v električno. To alternativno načelo se uporablja v sončni kolektorji, kjer se s pomočjo reflektorjev infrardeče sevanje koncentrira in prenese s hladilno tekočino v ogrevalni sistem.

Sončni kolektor kot del ogrevalnega sistema doma

Alternativna vetrna energija

Najlažji način, da sami zgradite vetrno turbino, je uporaba avtomobilskega generatorja. Za povečanje hitrosti in napetosti vira alternativne električne energije (izkoristek pridobivanja električne energije) je treba uporabiti menjalnik ali jermenski pogon. Razlaga vseh vrst tehnoloških odtenkov presega obseg tega članka - preučiti morate načela aerodinamike, da bi razumeli proces pretvorbe hitrosti toka zračnih mas v alternativno električno energijo.

Na začetni stopnji preučevanja možnosti za pretvorbo obnovljivih virov alternativne vetrne energije v električno energijo morate izbrati zasnovo vetrnice. Najpogostejše izvedbe so propeler z vodoravno osjo, Savoniusov rotor in Darrieusova turbina. Propeler s tremi rezili kot vir alternativne energije je najpogostejša možnost za domačo izdelavo.

Različice turbin Darier

Pri načrtovanju lopatic propelerja je zelo pomembna kotna hitrost vrtenja vetrnice. Obstaja tako imenovani faktor izkoristka propelerja, ki je odvisen od hitrosti zračnega toka, pa tudi od dolžine, preseka, števila in vpadnega kota lopatic.

Na splošno lahko ta koncept razumemo na naslednji način - pri majhnem vetru dolžina lopatic z najuspešnejšim vpadnim kotom ne bo zadostovala za doseganje največje učinkovitosti proizvodnje energije, ampak z večkratnim ojačanjem pretoka in povečanjem pri kotni hitrosti bodo robovi rezil občutili prevelik upor, ki jih lahko poškoduje.

Kompleksen profil lopatice vetrnice

Zato se dolžina lopatic izračuna na podlagi povprečne hitrosti vetra, ki gladko spreminja napadalni kot glede na razdaljo od središča propelerja. Da bi preprečili zlom lopatic v nevihtni vetrovi, so kabli generatorja v kratkem stiku, kar preprečuje vrtenje propelerja. Za približne izračune lahko en kilovat alternativne električne energije odvzamemo iz trikrakega propelerja s premerom 3 metre pri povprečni hitrosti vetra 10m/s.

Za ustvarjanje optimalnega profila rezila sta potrebna računalniško modeliranje in CNC stroj. Doma obrtniki uporabljajo improvizirane materiale in orodja, poskušajo čim bolj natančno poustvariti risbe alternativnih virov vetrne energije. Kot materiali se uporabljajo les, kovina, plastika itd.

Doma narejen propeler vetrne turbine iz lesa in kovinske plošče

Za proizvodnjo električne energije moč avtomobilskega generatorja morda ne bo zadostovala, zato obrtniki izdelujejo električne stroje z lastnimi rokami ali predelajo elektromotorje. Najbolj priljubljena zasnova alternativnega vira električne energije je rotor z izmenično nameščenimi neodimskimi magneti in statorjem z navitji.

Rotorji domačih generatorjev
Stator z navitji za domači generator

Alternativna energija Bioplin

Bioplin kot energent pridobivamo predvsem na dva načina – to je piroliza in anaerobno (brez kisika) razgradnjo organske snovi. Piroliza zahteva omejen dovod kisika za vzdrževanje reakcijske temperature, medtem ko se sproščajo gorljivi plini: metan, vodik, ogljikov monoksid in druge spojine: ogljikov dioksid, ocetna kislina, voda, ostanki pepela. Kot vir za pirolizo so najbolj primerna goriva z visoko vsebnostjo smole. Spodnji videoposnetek prikazuje vizualni prikaz sproščanja gorljivih plinov iz lesa pri segrevanju.

Za sintezo bioplina iz odpadkov organizmov se uporabljajo metanetanki različnih izvedb. Smiselno je namestiti metanetank doma z lastnimi rokami, če je v gospodinjstvu kokošnjak, svinjica in živina goveda. Glavni izhodni plin je metan, vendar velika količina vodikovega sulfida in drugih nečistoč organskih spojin zahteva uporabo čistilnih sistemov za odstranjevanje vonjav in preprečevanje zamašitve gorilnikov v generatorjih toplote ali kontaminacije poti goriva motorja.

Potrebna je temeljita študija energije kemijskih procesov, tehnologij s postopnim naborom izkušenj, ki so šle skozi pot poskusov in napak, da bi dobili gorljiv biološki plin sprejemljive kakovosti na izhodu iz vira.

Ne glede na izvor se mešanica plinov po čiščenju dovaja v generator toplote (kotel, štedilnik, gorilnik) ali v uplinjač bencinskega generatorja - na ta način se pridobi polnopravna alternativna energija z lastno roke. Z zadostno močjo plinskih generatorjev je mogoče ne samo zagotoviti hišo z alternativno energijo, temveč tudi zagotoviti delovanje majhne proizvodnje, kot je prikazano v videu:

Toplotni stroji za varčevanje in pridobivanje alternativne energije

Toplotne črpalke se pogosto uporabljajo v hladilnikih in klimatskih napravah. Ugotovljeno je bilo, da je za prenos toplote potrebno nekajkrat manj energije kot za njeno ustvarjanje. Zato ima hladna voda iz vodnjaka toplotni potencial glede na hladno vreme. Z zniževanjem temperature tekoče vode iz vodnjaka ali iz globin nezmrzovalnega jezera toplotne črpalke odvzemajo toploto in jo prenašajo v ogrevalni sistem, pri tem pa dosegajo znatne prihranke električne energije.

Varčevanje z energijo s toplotno črpalko

Druga vrsta toplotnega motorja je Stirlingov motor, ki ga poganja energija temperaturne razlike v zaprtem sistemu valjev in batov, nameščenih na ročični gredi pod kotom 90º. Vrtenje ročične gredi se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. V omrežju je veliko materialov iz zaupanja vrednih virov, ki podrobno razlagajo načelo delovanja Stirlingovega motorja in celo dajejo primere domačih modelov, kot je v spodnjem videu:

Na žalost domači pogoji ne omogočajo ustvarjanja Stirlingovega motorja s parametri izhodne energije, ki so višji od parametrov zabavne igrače ali predstavitvenega stojala. Za dosego sprejemljive moči in učinkovitosti je potrebno, da je delovni plin (vodik ali helij) pod visokim pritiskom (200 atmosfer ali več). Podobni toplotni motorji se že uporabljajo v sončnih in geotermalnih elektrarnah, začenjajo pa jih uvajati tudi v zasebni sektor.

Stirlingov motor v gorišču paraboličnega zrcala

Da bi dobili najbolj stabilno in neodvisno električno energijo v podeželski hiši ali v zasebni hiši, boste morali združiti več alternativnih virov energije.

Inovativne ideje za ustvarjanje alternativnih virov energije

Niti en poznavalec ne bo mogel v celoti zajeti vseh možnosti alternativne obnovljive energije. Alternativni viri energije so na voljo dobesedno v vsaki živi celici. Na primer, alga klorela je že dolgo znana kot vir beljakovin v hrani za ribe.

Potekajo poskusi gojenja klorele v breztežnostnem stanju, ki jo bodo v prihodnosti uporabljali kot hrano za astronavte med vesoljskimi leti na dolge razdalje. Energijski potencial alg in drugih preprostih organizmov se proučuje za sintezo gorljivih ogljikovodikov.

Kopičenje sončne svetlobe v živih celicah klorele, gojene v industrijskih obratih

Upoštevati je treba, da pretvornik in akumulator sončne svetlobe, boljši od fluoroplastike žive celice, še ni bil izumljen. Zato so potencialni obnovljivi viri alternativne električne energije na voljo v vsakem zelenem listu, ki ga izvaja fotosinteza.

Glavna težava je zbiranje organskega materiala z uporabo kemičnih in fizikalnih procesov za pridobivanje energije od tam in njeno pretvorbo v elektriko. Že zdaj so velike površine kmetijskih zemljišč namenjene gojenju alternativnih energetskih rastlin.

Spravilo Miskantusa - energetske kmetijske rastline

Atmosferska elektrika je lahko še en ogromen vir alternativne energije. Energija strele je ogromna in ima uničujoče učinke, za zaščito pred njimi pa se uporabljajo strelovodi.

altTežave pri zajezitvi energetskega potenciala strele in atmosferske elektrike so v visoki napetosti in toku razelektritve v zelo kratkem času, kar zahteva izdelavo večstopenjskih sistemov kondenzatorjev za akumulacijo naboja in nato uporabo shranjene energije. Tudi statična atmosferska elektrika ima dobre možnosti.

Med netradicionalne vire energije spada energija sonca, vetra in tudi tista, ki nastane s človeškimi mišičnimi napori. Izvedite podrobnosti spodaj.

Alternativni viri energije so različni obetavni načini pridobivanja in prenosa nastale električne energije. Obenem so takšni viri energije obnovljivi in ​​povzročajo minimalno škodo okolju. Ti viri energije vključujejo sončne celice in sončne postaje.

Ti pa so razdeljeni na 3 vrste proizvodnje energije z uporabo:

• fotocelice;
• sončni kolektorji;
• Kombinirane možnosti.

Priljubljena je uporaba zrcalnih sistemov, ki segrejejo vodo na visoke temperature, kar povzroči paro, ki skozi sistem cevi vrti turbino. Vetrnice in vetrne elektrarne proizvajajo elektriko z energijo vetra, ki obrača posebne lopatice, povezane z generatorji.

Priljubljena je uporaba energije valov, pa tudi oseke in oseke.

Kot so pokazali poskusi, so takšne elektrarne sposobne proizvesti približno 15 kW, kar je veliko več kot sončne in vetrne elektrarne.

Iz geotermalnih virov se vroča voda pogosto uporablja za pridobivanje električne energije. Zanimiva je uporaba kinetične energije v nekaterih prostorih, na primer v telovadnicah, kjer so gibljivi deli simulatorjev s pomočjo palic povezani z generatorji, ki zaradi gibanja ljudi proizvajajo elektriko.

Netradicionalni viri energije: načini pridobivanja

Netradicionalni viri oskrbe z energijo so predvsem pridobivanje električne energije z uporabo vetra, sončne svetlobe, energije plimovanja in tudi z uporabo geotermalnih voda. Toda poleg tega obstajajo tudi drugi načini uporabe biomase in druge metode.

namreč:

1. Pridobivanje električne energije iz biomase. Ta tehnologija vključuje proizvodnjo odpadnega bioplina, ki je sestavljen iz metana in ogljikovega dioksida. Nekatere eksperimentalne naprave (Michaelov vlažilec) predelujejo gnoj in slamo, kar omogoča pridobivanje 10–12 m 3 metana iz 1 tone materiala.
2. Pridobivanje električne energije termično. Pretvarjanje toplotne energije v električno s segrevanjem nekaterih med seboj povezanih polprevodnikov, sestavljenih iz termoelementov, in hlajenjem drugih. Zaradi temperaturne razlike nastane električni tok.
3. Vodikova celica. To je naprava, ki iz navadne vode z elektrolizo omogoča, da dobite precej veliko mešanico vodika in kisika. Hkrati so stroški pridobivanja vodika minimalni. Toda takšno pridobivanje električne energije je še vedno le v poskusni fazi.

Druga vrsta proizvodnje električne energije je posebna naprava, imenovana Stirlingov motor. V posebnem cilindru z batom je plin ali tekočina. Z zunanjim ogrevanjem se poveča prostornina tekočine ali plina, bat se premakne in generator deluje izmenično. Nadalje se plin ali tekočina, ki gre skozi cevni sistem, ohladi in premakne bat nazaj. To je precej grob opis, vendar jasno pove, kako ta motor deluje.

Možnosti alternativne energije

V sodobnem svetu nekateri ljudje zaradi omejenih naravnih virov toplote in električne energije uporabljajo alternativne vire energije. Eno glavnih področij alternativne energije je iskanje in uporaba netradicionalnih vrst in virov.

Viri, s katerimi lahko dobite električno energijo:

• so obnovljivi;
• Lahko uspešno nadomesti tradicionalne;
• Nenehno se izboljšujemo, razvijamo in raziskujemo.

Opremljanje visokozmogljivih piezoelektričnih elementov vrtljivih križev v podzemni železnici in na železniških postajah omogoča, da pri stopanju na posebne plošče proizvajajo električno energijo iz pritiska človeške teže. Takšne obratovalne naprave so poskusno postavili v nekaterih mestih na Kitajskem in Japonskem.

Zelena energija je proizvodnja bioplina, ki se kasneje uporablja za ogrevanje hiš iz morskih alg. Ugotovljeno je bilo, da lahko iz 1 ha vodne površine, ki jo zasedajo zelene alge, pridobimo do 150.000 m 3 plina. S pomočjo energije spečih vulkanov se v vulkan črpa voda, ki se pod vplivom toplote in visokih temperatur spremeni v paro, ki po posebnih ceveh pride v turbino in jo obrača. Trenutno sta na svetu samo 2 takšni eksperimentalni napravi. Uporaba odpadne vode s pomočjo posebnih celic, ki vsebujejo posebne bakterije, ki oksidirajo organske snovi, vodi do tega, da med kemičnimi procesi nastajajo elektroni in posledično električna energija.

Viri energije doma: možnosti

V povezavi s povišanjem tarif za energijo mnogi ljudje začenjajo razmišljati ne le o varčevanju z energijo, ampak tudi o dodatnih virih energije. Nekateri ljudje raje naredijo svoje DIY, nekateri pa imajo raje že pripravljene rešitve, ki lahko vključujejo določene možnosti.

namreč:

1. Montaža solarnih kolektorjev na steklo, ki imajo visoko transparentnost, tako da jih je možno postaviti tudi v večnadstropne objekte. Toda hkrati njihova učinkovitost tudi v sončnem jasnem vremenu ne presega 10%.
2. Za osvetlitev nekaterih območij prostora se uporabljajo LED in LED svetilke na majhnih baterijah, povezanih s sončno ploščo. Dovolj je, da čez dan napolnite baterijo, da zvečer dobite osvetlitev.
3. Namestitev klasičnih solarnih kolektorjev, ki omogočajo polnjenje baterij in iz njih, preko inverterja, delno napajanje gospodinjskih aparatov in svetilk. V topli sezoni je možna tudi proizvodnja tople vode z vgradnjo vakuumske črpalke in toplotnega zbiralnika na streho.

Prebivalci, ki živijo v mestih, imajo na žalost omejeno izbiro dodatnih virov energije, za razliko od tistih, ki živijo v podeželskih hišah. V zasebni hiši je veliko več možnosti za izdelavo avtonomnega napajanja. In tudi za izdelavo avtonomnih neodvisnih ogrevalnih sistemov za podeželsko hišo ali na deželi.

Ogrevanje zasebne hiše: alternativni viri energije

Med najpogostejšimi načini pridobivanja električne energije je pogonska sila vetra. Dovolj je, da v bližini podeželske hiše postavite visok jambor s premikajočimi se lopaticami, priključenim na generator, da prejmete električni tok in napolnite baterije.

Za pridobivanje toplote lahko uporabite toplotne črpalke, z njihovo uporabo lahko toploto odvzamete skoraj povsod:

• zrak;
• voda;
• Zemlja.

Načelo njihovega delovanja, tako kot v hladilniku, le ko se skozi črpalko črpa zrak ali voda, se pridobi toplota. Domači modeli niso v ničemer slabši od industrijskih. Doma lahko takšne strukture naredite sami, samo poiščite risbe in naredite mlin na veter, da dobite poceni elektriko dobesedno iz zraka. Obstajajo tudi druge vrste in možnosti za pridobivanje električne energije in ogrevanja za zasebno hišo.

Učinkovito je uporabljati navaden generator, zlasti v severnih regijah Rusije, saj so plošče s pomanjkanjem sončne svetlobe preprosto neuporabne.

Enako velja za toplotne konvektorje, ki so namenjeni ogrevanju vode. Za proizvodnjo toplote je nekoliko lažje uporabiti kotel na biogorivo, kot material za peč se uporabljajo stisnjena žagovina, granule, vključno s slamo in šoto. Toda takšni kotli na biogoriva so nekoliko dražji od plinskih.

Tok in toplota naredi sam: alternativna energija za dom

Brezplačna električna energija za stanovanje ali zasebno hišo je ljudi vedno zanimala, saj so v zadnjih letih tarife za ogrevanje in elektriko le rasle. Da bi prihranili denar, mnogi ljudje poskušajo najti možnosti za brezplačno pridobivanje toplote in energije. Da bi to naredili, izdelujejo različne sisteme, med drugim poskušajo iznajti večni vir, in se domislijo nenavadnih in novih načinov za ustvarjanje toka in toplote.

Relativna brezplačna energija (sestavljanje sončnih kolektorjev z lastnimi rokami):

• Na Kitajskem je mogoče kupiti dele solarnih panelov;
• Zberite vse sami;
• Praviloma je vsakemu kompletu priložena montažna shema.
• Vse to vam omogoča samostojno sestavljanje plošče in električnega tokokroga, zlasti stanovanja ali zasebne hiše.

Brezplačna energija brez goriva se pridobiva iz elektromagnetnega valovanja – kakršna koli nihanja se lahko pretvorijo v elektriko. Res je, da je učinkovitost takšnih vezij zelo majhna, vendar lahko kljub temu s pomočjo posebej izdelanih naprav polnite telefone in druge majhne gospodinjske aparate.

Pravo polnjenje bo trajalo precej dolgo.

Za pridobivanje toplote nekateri obrtniki uporabljajo metan, ki se pridobiva iz živalskega gnoja in drugih odpadkov. Pravilno izdelan sistem je dobra možnost za pridobivanje toplotne energije in ogrevanje hiše, pa tudi za kuhanje.

Sonce in veter kot alternativni obliki energije

Alternativa za pridobivanje tako toplote kot električne energije je pomembna za mnoge ljudi Mala sončna energija je uporaba sončnih kolektorjev na osnovi silicija, količina prejete energije je odvisna od števila baterij, zemljepisne širine lokacije hiše ali drugih prostorov.

Tehnologija pridobivanja energije z generatorji je zanimiva, dovolj je, da na generator priključite regulator polnjenja in povežete celotno vezje z baterijami, da dobite dovolj energije.

Aktualna je uporaba posebnih termoelektričnih pretvornikov toplotne energije v električno, z drugimi besedami, uporaba termoelementa iz polprevodnikov. En del para se segreje, drugi pa ohladi, zaradi česar se pojavi brezplačna električna energija, ki se lahko uporablja v vsakdanjem življenju. Lahko se uporablja kot generator električne energije za otroke, dovolj je, da gugalnico povežete z dinamom na igrišču, da prejmete majhen odstotek električne energije, ki jo lahko uporabite za osvetlitev igrišča.

Naredi sam brezplačna elektrika (video)

Alternator ali preprosteje generator električne energije je daleč najpogostejši način pridobivanja električne energije. Toda kljub temu obstaja veliko možnosti za proizvodnjo električne energije z uporabo alternativnih virov po vsem svetu.

Ekologija porabe Znanost in tehnologija: Čeprav večina konceptov alternativne energije ni nova, je to vprašanje postalo aktualno šele v zadnjih nekaj desetletjih. Zahvaljujoč izboljšavam tehnologije in proizvodnje so se stroški večine oblik alternativne energije znižali, medtem ko se je učinkovitost povečala.

V zadnjih letih je alternativna energija postala predmet intenzivnega zanimanja in ostre razprave. Zaradi ogroženosti zaradi podnebnih sprememb in dejstva, da se povprečne globalne temperature vsako leto dvigujejo, je seveda rasla želja po iskanju oblik energije, ki bodo zmanjšale odvisnost od fosilnih goriv, ​​premoga in drugih onesnaževalnih procesov.

Čeprav večina konceptov alternativne energije ni novih, je to vprašanje končno postalo aktualno šele v zadnjih nekaj desetletjih. Zahvaljujoč izboljšavam tehnologije in proizvodnje so se stroški večine oblik alternativne energije znižali, medtem ko se je učinkovitost povečala. Kaj je alternativna energija, povedano preprosto in razumljivo, in kakšna je verjetnost, da bo postala glavna?

Očitno je še vedno nekaj polemik o tem, kaj pomeni "alternativna energija" in za kaj se ta izraz lahko uporablja. Po eni strani lahko ta izraz pripišemo oblikam energije, ki ne povzročajo povečanja ogljičnega odtisa človeštva. Zato lahko vključuje jedrske objekte, hidroelektrarne in celo zemeljski plin in »čisti premog«.

Po drugi strani pa se izraz uporablja tudi za označevanje tega, kar trenutno velja za nekonvencionalne metode pridobivanja energije – sončno, vetrno, geotermalno, biomaso in druge nedavne dodatke. Ta vrsta klasifikacije izključuje metode pridobivanja energije, kot so hidroelektrarne, ki obstajajo že več kot sto let in so v nekaterih regijah sveta precej pogoste.

Drugi dejavnik je, da morajo biti alternativni viri energije "čisti", ne smejo proizvajati škodljivih onesnaževal. Kot smo že omenili, to najpogosteje pomeni ogljikov dioksid, lahko pa tudi druge emisije - ogljikov monoksid, žveplov dioksid, dušikov oksid in druge. Po teh parametrih jedrska energija ne velja za alternativni vir energije, ker proizvaja radioaktivne odpadke, ki so zelo strupeni in jih je treba ustrezno skladiščiti.

V vseh primerih pa se izraz uporablja za označevanje vrst energije, ki bodo v naslednjem desetletju nadomestile fosilna goriva in premog kot prevladujočo obliko proizvodnje energije.

Vrste alternativnih virov energije

Strogo gledano obstaja veliko vrst alternativne energije. Tudi tukaj so definicije zaletele v slepo ulico, saj se je v preteklosti »alternativna energija« uporabljala za označevanje metod, ki niso veljale za bistvene ali razumne. Toda če definicijo vzamete v širšem smislu, bo vključevala nekatere ali vse te točke:

Hidroenergija. To je energija, ki jo ustvarijo jezovi hidroelektrarn, ko padajoča in tekoča voda (v rekah, kanalih, slapovih) teče skozi napravo, ki obrača turbine in proizvaja elektriko.

Jedrska energija. Energija, ki nastane v procesu zakasnjenih fisijskih reakcij. Uranove palice ali drugi radioaktivni elementi segrejejo vodo in jo spremenijo v paro, para pa vrti turbine, ki proizvajajo elektriko.

sončna energija. Energija, ki je pridobljena neposredno iz sonca; fotovoltaične celice (običajno sestavljene iz silicijevega substrata, nanizanega v velike nize) pretvarjajo sončne žarke neposredno v električno energijo. V nekaterih primerih se toplota, ki jo proizvaja sončna svetloba, uporablja tudi za proizvodnjo električne energije, to je znano kot sončna toplotna energija.

Vetrna energija. Energija, ki jo ustvari pretok zraka; velikanske vetrne turbine se vrtijo pod vplivom vetra in proizvajajo elektriko.

geotermalna energija. To energijo ustvarjata toplota in para, ki ju proizvajata geološka dejavnost v zemeljski skorji. V večini primerov so cevi nameščene v tleh nad geološko aktivnimi conami, ki vodijo paro skozi turbine in tako proizvajajo elektriko.

Energija plimovanja. Plimske tokove vzdolž obale je mogoče uporabiti tudi za proizvodnjo električne energije. Dnevna sprememba plimovanja povzroči, da voda teče skozi turbine naprej in nazaj. Električna energija se proizvaja in prenaša v elektrarne na kopnem.

Biomasa. To velja za goriva, ki so pridobljena iz rastlin in bioloških virov – etanol, glukoza, alge, glive, bakterije. Lahko bi nadomestili bencin kot vir goriva.

vodik. Energija, pridobljena iz procesov, ki vključujejo vodikov plin. Ti vključujejo katalizatorje, v katerih se molekule vode med elektrolizo razbijejo in ponovno združijo; vodikove gorivne celice, v katerih se plin uporablja za pogon motorja z notranjim zgorevanjem ali za obračanje ogrevane turbine; ali jedrska fuzija, pri kateri se vodikovi atomi zlijejo pod nadzorovanimi pogoji, pri čemer se sprostijo neverjetne količine energije.

Alternativni in obnovljivi viri energije

V mnogih primerih so alternativni viri energije tudi obnovljivi. Vendar izraza nista popolnoma zamenljiva, saj je veliko oblik alternativnih virov energije odvisnih od omejenih virov. Na primer, jedrska energija temelji na uranu ali drugih težkih elementih, ki jih je treba najprej izkopati.

Hkrati se energija vetra, sonca, plimovanja, geotermalne in hidroelektrične energije zanaša na vire, ki so popolnoma obnovljivi. Sončni žarki so najbogatejši vir energije od vseh in so industrijsko neizčrpni, čeprav omejeni z vremenom in časom dneva. Tudi veter ne pojenja, zahvaljujoč spremembam tlaka v našem ozračju in vrtenju Zemlje.

Trenutno alternativna energija še vedno doživlja svojo mladost. Toda ta slika se pod vplivom procesov političnih pritiskov, svetovnih okoljskih katastrof (suše, lakote, poplave) in izboljšav tehnologij obnovljivih virov energije hitro spreminja.

Na primer, od leta 2015 so bile svetovne potrebe po energiji še vedno pretežno zagotovljene s premogom (41,3 %) in zemeljskim plinom (21,7 %). Hidroelektrarne in jedrska energija predstavljajo 16,3% oziroma 10,6%, medtem ko "obnovljivi viri energije" (sonce, veter, biomasa itd.) - le 5,7%.

To se je zelo spremenilo od leta 2013, ko je svetovna poraba nafte znašala 31,1 %, premoga in zemeljskega plina 28,9 % oziroma 21,4 %. Jedrska in hidroelektrarna je predstavljala 4,8 % oziroma 2,45 %, obnovljivi viri pa le 1,2 %.

Poleg tega se je povečalo število mednarodnih sporazumov za omejevanje uporabe fosilnih goriv in razvoj alternativnih virov energije. Na primer direktiva o obnovljivih virih energije, ki jo je Evropska unija podpisala leta 2009 in ki določa cilje za uporabo obnovljive energije za vse države članice do leta 2020.

V bistvu ta sporazum pomeni, da bo EU do leta 2020 z obnovljivo energijo pokrila vsaj 20 % svojih skupnih potreb po energiji in vsaj 10 % goriva za promet. Novembra 2016 je Evropska komisija revidirala te cilje in določila 27-odstotno minimalno porabo obnovljive energije do leta 2030.

Nekatere države so postale vodilne v razvoju alternativne energije. Na Danskem vetrna energija na primer zagotavlja do 140 % potreb države po električni energiji; presežke pošiljajo v sosednje države, Nemčijo in Švedsko.

Islandija je zaradi svoje lege v severnem Atlantiku in aktivnih vulkanov že leta 2012 s kombinacijo hidroenergije in geotermalne energije dosegla 100-odstotno odvisnost od obnovljivih virov energije. Leta 2016 je Nemčija sprejela politiko postopnega opuščanja odvisnosti od nafte in jedrske energije.

Dolgoročni obeti za alternativno energijo so izjemno pozitivni. Glede na poročilo Mednarodne agencije za energijo (IEA) iz leta 2014 bosta fotonapetostna sončna energija in sončna toplotna energija do leta 2050 predstavljali 27 % svetovnega povpraševanja, zaradi česar bosta največji vir energije. Morda bodo zaradi napredka v sintezi viri fosilnih goriv do leta 2050 brezupno zastareli. objavljeno