8 obnovitelných zdrojů energie, které by mohly nahradit ropu a plyn

1. solární energie

Když se řekne obnovitelné zdroje, v první řadě si každý vzpomene na solární energii a panely na její přeměnu. Existovat dva typy takových generátorů - fotovoltaický a koncentrovaný typ.

První fungují takto: když se vodič nebo polovodič v baterii zahřeje kvůli absorpci slunečního záření záření, vzniká potenciálový rozdíl mezi chladnými a teplými oblastmi a elektr aktuální.

Generátory koncentrovaného typu shromažďují světlo, ohřívá kapalinu, mění se v páru a pomocí rotujících turbín vyrábí elektřinu. Princip fungování takových panelů je příznivý v tom, že umožňuje akumulovat teplo, což znamená, že v noci zůstávají omezeně účinné.

Kromě výroby elektřiny může také sluneční záření aplikovat pro přímý ohřev kapalin - například v bazénech a sprchách. Velká nádrž umístěná na střeše ekologického domu hodně ušetří za elektřinu.

2. biopalivo

Biomasa je materiál získaný z živých organismů, nejčastěji rostlin nebo řas. Žijí ze sluneční energie a vody, efektivně se množí a mají poslušnou povahu.

Nejčastější zdroj biomasou je v současnosti dřevo, tedy odumřelé stromy, větve a pařezy, odřezky prken, štěpky a další odpad z výroby. A také plodiny – proso, konopí, kukuřice, sója, miscanthus, čirok, cukrová třtina, bambus. Navíc výborný zdroj biomasy může stát se řasy, protože rostou velmi rychle.

Z toho všeho můžete získat etanol, butanol, vodík, metan, syngas, bionaftu a další.

Výhodou energetiky, postavené na biomase, je efektivní likvidace odpadu. Ze všeho, co lidé nemohou nebo nemají čas jíst, můžete získat palivo. Již nyní je jeho produkce dobrá založeno ve Spojených státech a Brazílii a také v jihovýchodní Asii.

Pravda, přechod na biopaliva neřeší problém globálního oteplování, protože se stejně musí spalovat, stejně jako olej a plyn. Ale aspoň roste sama a nedochází jako minerály.

3. energie oceánu

Vlny oceánu, příliv a odliv a proudy vytvářejí obrovskou zásobu kinetické energie – je dokonce škoda, že se tolik dobrot vyplýtvá. Ale ve skutečnosti se některé země již naučily z toho všeho těžit – Například, ve Spojeném království postavil největší světový generátor vln Oyster.

Princip fungování takových zařízení je následující: vlny hýbat se plováky, ty pohánějí pístové čerpadlo. Ten zase potrubím žene mořskou vodu na břeh, kde roztáčí rotor hydroelektrického generátoru.

Kromě pobřežních přílivových elektráren existují projekty na podvodní úpravy. Budou fungovat jako běžný větrný mlýn: na mořském dně je upevněn obrovský mlýn s lopatkami, silný proud otáčí hřídelí v generátoru.

Kromě banálního využití kinetické energie přílivu a odlivu a odlivu a odlivu existuje ještě extravagantnější způsob získávání elektřiny z moří.

Faktem je, že Slunce neustále ohřívá vodní povrch Země – ve skutečnosti jsou oceány obrovskou baterií. Odhaduje se, že dokonce 5 % tepla, které vyrábí poskytnout výroba 10 000 GW elektřiny.

V tom pomohou hydrotermální oceánské elektrárny. práce jsou takové: spouštíme hluboko na dno oceánu obrovskou trubku, která odtud bude odebírat vodu. Po vstupu do výměníků tepla s teplou kapalinou blízko povrchu oceán za podmínek sníženého tlaku se studená voda začne vařit ne při 100 ° C, jako obvykle, ale pouze při 27 ° C. Vzniká studená pára, ta roztáčí turbíny a získáváme elektřinu.

V současné době takové experimentální zařízení nachází se v Japonsku a na Havaji.

4. větrná energie

Mlýny byly vynalezeny přinejmenším v letech 700-900 našeho letopočtu v Persii a zná je každý dostal ve středověké Evropě. Téměř 600 let je tam vítr hlavní zdroj energie, dokud lidstvo masivně nepřešlo na uhelné a parní stroje.

Vůbec první větrná elektrárna vynalezl v červenci 1887 profesorem Jamesem Blythem z Anderson College v Glasgow. Místní ji ale odmítli používat, protože elektřinu považovali za „výmysl Satana“.

Později profesor postavil další turbínu a napájel z ní místní blázinec.

Nyní se větrná energie opět stává populární. Ona použitý v polovině zemí světa. Dánsko, např. přijímá díky němu 56 % spotřebované elektřiny, Uruguay – 40 %, Litva – 36 %, Irsko – 35 %, Velká Británie – 24 %. Větrné mlýny jsou také široce používány v USA, Číně, Portugalsku, Německu, Španělsku, Latinské Americe a Africe.

Větrné mlýny jsou dobré, protože umožňují vytvářet elektřinu ze vzduchu tam, kde je nepraktické tahat dráty. Navíc oni práce efektivnější v noci a v zimě, kdy solární panely naopak ztrácejí výkon. Tyto dva zdroje energie se tedy vzájemně doplňují.

Ano, větrné mlýny mají také některé nevýhody: jejich lopatky se někdy srazí ptactvo za letu a podpěry se třesou, takže červi vylézají ze země. Nicméně vědci z National University of Singapore držený srovnání a došlo k závěru, že tyto generátory jsou odpovědné za nepoměrně nižší počet úmrtí ptáků než elektrárny na fosilní paliva.

5. Statická elektřina vodní páry

Exotický nový způsob výroby elektřiny nalezeno v roce 2020 vědci z Tel Avivské univerzity. Všichni víme, že během bouřky udeří blesk. Vznikají, když se částice vodní páry různé hustoty – od drobných kapiček po ledové kry – navzájem srazí a elektrizují prostředí kolem sebe.

Vědci opakoval tento proces v laboratoři a zjistili, že pokud je vlhkost vzduchu vyšší než 60 %, pak mezi částicemi již může vzniknout statická elektřina. A pokud postavíte dostatečně vysoké kovové sloupy, mohou se doslova nabíjet z vodní páry ve vzduchu. Výsledkem je, že z nich lze vytahovat dráty a napájet infrastrukturu.

Samozřejmě metropoli elektřinou z vodní páry jen stěží rozsvítíte. To je ale velmi slibný způsob, jak získat levnou energii pro rozvojové tropické země, kde je vysoká vlhkost.

6. geotermální energie

Spočítali to vědci ochlazení 1 °C zemského jádra uvolní 10 000krát více energie, než je obsaženo ve všech známých fosilních palivech. A na vteřinu se zahřeje na 6000 °C a za miliardu let se ochladí o 300–500 °C.

To znamená, že jsou to prostě neuvěřitelné zásoby energie! Slunce se promění v červeného obra, než stihneme vyčerpat potenciál zemského jádra.

Geotermální prameny nyní živit elektrárny na Islandu, Novém Zélandu, Itálii, Francii, Litvě, Mexiku, Nikaragui, Kostarice, Filipínách, Indonésii, Číně, Keni a Japonsku.

Jen malá část geotermálních zdrojů planety je využívána pro komerční účely – nejčastěji se takové stanice nacházejí na hranicích tektonických desek. Ale pokud dáte na proud vrtání studní do pláště planety, bude možné čerpat energii jednoduše z podzemí vůbec kdekoliv.

Opravdu, takový projekt existuje pouze teoreticky. Vykopeme studnu k zemskému plášti, naplníme ji kapalinou pro hydraulické štěpení a získáme umělou horkou vodonosnou vrstvu. A pak dáme turbíny nahoru a vyrábíme elektřinu.

Jediné ale: potřeba opravdu obrovská díra - asi 10 kilometrů hluboká.

7. umělá fotosyntéza

Fotosyntéza je proces, který probíhá v rostlinných buňkách, během kterého se voda a oxid uhličitý pod vlivem slunečního záření přeměňují na kyslík a glukózu. To je prostě opakovat lze to provést v laboratorních podmínkách bez pomoci rostlin.

Vědci ve Spojených státech, Švédsku a Japonsku vyvíjejí komerčně životaschopné metody umělé fotosyntézy dovolit z oxidu uhličitého a vody k výrobě paliva, pryskyřic, plastů a vláken. A pokud bude výzkum úspěšný, budeme schopni vyrábět palivo a stavební materiály doslova ze vzduchu.

Kromě toho není nutné zcela odmítnout účast rostlin a vodních organismů v procesu. Například k chovu fotosyntetických modrozelených řas a pak destilovat schůdnou možností je také jejich přeměna na bioplasty a biopaliva.

8. Infračervené tepelné záření Země

Sluneční paprsky dopadají na část planety a ohřívají povrch a atmosféru. Druhá strana Země v tuto dobu naopak vyzařuje energii nahromaděnou během dne ve formě infračerveného tepelného záření. Planeta produkuje 10¹⁷ wattů tepla a všechno toto bohatství se nesmyslně rozptýlí do vesmír.

australští inženýři vynalezl zařízení zvané termoradiační dioda, která generuje energii nikoli při zahřívání, ale při ochlazení. A pokud z toho vytvoříte poměrně velký model, který bude přes den akumulovat teplo a v noci ho vydávat, získáte něco jako solární baterii, která funguje nepřetržitě.

A pokud udělat fotobuňky, které zachycují infračervené světlo (ty jsou již v přístrojích pro noční vidění), a pomocí nich absorbujete tepelné záření planety, získáte tzv. kolektor emisní energie. A umožní vám vyrábět elektřinu v noci jen tak ze vzduchu.

panely, zachycení tepelné záření povrchu planety v noci a rozptýlené ultrafialové sluneční světlo během dne, můžete pokryje všechny výškové budovy v metropolitních oblastech a získá dobrý doplňkový zdroj elektřina.

Kromě toho by takové kolektory emisní energie, když nejsou potřeba, mohly být přeměnit ve věžích pasivu záření chlazení (PDRC) – vydávaly by teplo efektivněji do vesmíru než povrch planety. To by pomohlo zachránit Zemi před globálním oteplováním.