Hernubare energie - dit behoort tot die XNUMXste eeu

Op die BP Statistical Review of World Energy-webwerf kan u inligting vind dat wêreldenergieverbruik teen 2030 die huidige vlak met ongeveer 'n derde sal oorskry. Daarom is die begeerte van ontwikkelde lande om in die groeiende behoeftes te voorsien met behulp van "groen" tegnologieë van hernubare bronne (RES).

1. Buitelandse windplaas

In Pole, teen 2020, moet 19% van energie uit sulke bronne kom. In die huidige toestande is dit nie goedkoop energie nie, so dit ontwikkel hoofsaaklik danksy die finansiële ondersteuning van state.

Volgens 'n 2013-ontleding deur die Instituut vir Hernubare Energie is die koste om 1 MWh te produseer hernubare energie wissel, afhangende van die bron, van 200 tot selfs 1500 zł.

Ter vergelyking was die groothandelprys van 1 MWh elektrisiteit in 2012 ongeveer PLN 200. Die goedkoopste in hierdie studies was om energie van multibrandstofverbrandingsaanlegte te verkry, m.a.w. medeverbranding en stortingsterreingas. Die duurste energie word uit water en termiese water verkry.

Die mees bekende en sigbare vorme van RES, dit wil sê windturbines (1) en sonpanele (2), is duurder. Op lang termyn sal pryse vir steenkool en byvoorbeeld vir kernenergie egter onvermydelik styg. Verskeie studies (byvoorbeeld 'n studie deur die RWE-groep in 2012) toon dat die "konserwatiewe" en "nasionale" kategorieë, m.a.w. energiebronne sal op die lang duur duurder word (3).

En dit sal hernubare energie 'n alternatief maak, nie net omgewings nie, maar ook ekonomies. Daar word soms vergeet dat fossielbrandstowwe ook sterk deur die staat gesubsidieer word, en die prys daarvan neem as 'n reël nie die negatiewe impak wat dit op die omgewing het in ag nie.

Sonkrag-water-wind-skemerkelkie

In 2009 het professore Mark Jacobson (Stanford Universiteit) en Mark DeLucchi (Universiteit van Kalifornië, Davis) 'n artikel in Scientific American gepubliseer waarin hulle aangevoer het dat die hele wêreld teen 2030 kan oorskakel na hernubare energie. In die lente van 2013 het hulle hul berekeninge vir die Amerikaanse deelstaat New York herhaal.

Na hulle mening kan dit binnekort fossielbrandstowwe heeltemal laat vaar. Dit is hernubare bronne jy kan die energie kry wat nodig is vir vervoer, nywerheid en die bevolking. Energie sal uit die sogenaamde WWS-mengsel kom (wind, water, son - wind, water, son).

Soveel as 40 persent van die energie sal van aflandige windplase kom, waarvan byna dertienduisend ontplooi sal moet word. Op land sal meer as 4 mense benodig word. turbines wat nog 10 persent van die energie sal verskaf. Die volgende 10 persent sal van byna XNUMX persent van sonkragplase met bestralingskonsentrasietegnologie kom.

Konvensionele fotovoltaïese installasies sal 10 persent by mekaar voeg. Nog 18 persent sal van sonkraginstallasies kom – in huise, openbare geboue en korporatiewe hoofkwartiere. Die ontbrekende energie sal aangevul word deur geotermiese aanlegte, hidroëlektriese kragsentrales, gety-opwekkers en alle ander hernubare energiebronne.

Wetenskaplikes het bereken dat deur die gebruik van 'n stelsel gebaseer op hernubare energie vraag na energie—danksy die groter doeltreffendheid van so ’n stelsel—sal landwyd met sowat 37 persent daal, en energiepryse sal stabiliseer.

Meer werksgeleenthede sal geskep word as wat verlore gaan, aangesien alle energie in die staat geproduseer sal word. Boonop is beraam dat sowat 4 33 mense elke jaar sal sterf weens verminderde lugbesoedeling. minder mense, en die koste van besoedeling sal met $XNUMX miljard per jaar daal.

3. Energiepryse tot 2050 - RWE-studie

Dit beteken dat die hele belegging oor sowat 17 jaar sal afbetaal. Dit is moontlik dat dit vinniger sal wees, aangesien die staat 'n deel van die energie kan verkoop. Deel amptenare van die staat New York die optimisme van hierdie berekeninge? Ek dink bietjie ja en bietjie nee.

Hulle "los" immers nie alles om die voorstel 'n werklikheid te maak nie, maar hulle belê natuurlik in produksietegnologie Hernubare energie. Michael Bloomberg, voormalige burgemeester van New York, het ’n paar maande gelede aangekondig dat die wêreld se grootste stortingsterrein, Freshkills Park op Staten Island, in een van die wêreld se grootste sonkragaanlegte omskep gaan word.

Waar New York se afval ontbind, sal 10 megawatt energie opgewek word. Die res van die Freshkills-gebied, of byna 600 hektaar, sal in groen areas van 'n parkkarakter verander word.

Waar is die hernubare reëls

Baie lande is reeds goed op pad na 'n groener toekoms. Die Skandinawiese lande het lankal die 50%-drempel vir die verkryging van energie oorskry hernubare bronne. Volgens data wat in die herfs van 2014 deur die internasionale omgewingsorganisasie WWF gepubliseer is, produseer Skotland reeds meer energie uit windpompe as wat alle Skotse huishoudings nodig het.

Hierdie syfers toon dat Skotse windturbines in Oktober 2014 elektrisiteit geproduseer het gelykstaande aan 126 persent van die behoeftes van plaaslike huise. In die algemeen kom 40 persent van die energie wat in hierdie streek geproduseer word van hernubare bronne.

Ze hernubare bronne meer as die helfte van Spaanse energie kom vandaan. Die helfte van daardie helfte kom van waterbronne. Een vyfde van alle Spaanse energie kom van windplase. In die Mexikaanse stad La Paz is daar op sy beurt 'n sonkragaanleg Aura Solar I met 'n kapasiteit van 39 MW.

Boonop nader die installering van 'n tweede 30 MW Groupotec I-plaas voltooiing, waardeur die stad binnekort ten volle van energie uit hernubare bronne voorsien kan word. 'n Voorbeeld van 'n land wat deur die jare 'n beleid geïmplementeer het om die aandeel van energie uit hernubare bronne te vergroot, is Duitsland.

Volgens Agora Energiewende het hernubare energie in 2014 25,8% van die aanbod in hierdie land uitgemaak. Teen 2020 behoort Duitsland meer as 40 persent van hierdie bronne te ontvang. Die energietransformasie van Duitsland gaan nie net oor die afskaffing van kern- en steenkoolenergie ten gunste van hernubare energie in die energiesektor.

Daar moet nie vergeet word nie dat Duitsland ook 'n leier is in die skepping van oplossings vir "passiewe huise", wat grootliks sonder verwarmingstelsels klaarkom. "Ons doelwit om teen 2050 80 persent van Duitsland se elektrisiteit van hernubare bronne te laat kom, bly in plek," het Duitse kanselier Angela Merkel onlangs gesê.

Nuwe sonpanele

In laboratoriums is daar 'n voortdurende stryd om doeltreffendheid te verbeter. hernubare energiebronne – byvoorbeeld fotovoltaïese selle. Sonselle, wat ons ster se ligenergie in elektrisiteit omskakel, nader 'n 50 persent doeltreffendheidrekord.

4. Grafeen-op-skuim vir son-na-stoom-omskakeling met MIT

Stelsels op die mark vandag toon egter 'n doeltreffendheid van nie meer as 20 persent nie. Moderne fotovoltaïese panele wat so doeltreffend omskakel sonspektrum energie - van infrarooi, deur die sigbare reeks, tot ultraviolet - hulle bestaan ​​eintlik uit nie een nie, maar vier selle.

Halfgeleierlae is op mekaar geplaas. Elkeen van hulle is verantwoordelik vir die verkryging van 'n ander reeks golwe uit die spektrum. Hierdie tegnologie word afgekort CPV (concentrator photovoltaics) en is voorheen in die ruimte getoets.

Verlede jaar het ingenieurs by die Massachusetts Institute of Technology (MIT) byvoorbeeld 'n materiaal geskep wat bestaan ​​uit grafietvlokkies wat op koolstofskuim geplaas is (4). In water geplaas en deur die son se strale daarop gerig, vorm dit waterdamp, wat tot 85 persent van alle sonstralingsenergie daarin omskakel.

Die nuwe materiaal werk baie eenvoudig - poreuse grafiet in sy boonste deel is in staat om perfek te absorbeer en stoor sonenergieen aan die onderkant is daar 'n koolstoflaag, gedeeltelik gevul met lugborrels (sodat die materiaal op water kan dryf), wat verhoed dat hitte-energie in die water ontsnap.

5. Fotovoltaïese antennas in 'n veld van sonneblomme

Vorige stoom-sonkragoplossings moes die sonstrale selfs duisend keer konsentreer om te werk.

MIT se nuwe oplossing vereis net tien keer die konsentrasie, wat die hele opstelling relatief goedkoop maak.

Of dalk probeer om 'n satellietskottel met 'n sonneblom in een tegnologie te kombineer? Ingenieurs by Airlight Energy, 'n Switserse maatskappy gebaseer in Biasca, wil bewys dat dit moontlik is.

Hulle het 5-meter plate ontwikkel wat toegerus is met sonreekskomplekse wat soos satelliet-TV-antennas of radioteleskope lyk en die son se strale soos sonneblomme (XNUMX) volg.

Hulle is veronderstel om spesiale energieversamelaars te wees, wat nie net elektrisiteit aan fotovoltaïese selle verskaf nie, maar ook hitte, skoon water en selfs, na die gebruik van 'n hittepomp, 'n yskas aandryf.

Spieëls wat oor hul oppervlak versprei is, stuur invallende sonstraling deur en fokus dit op die panele, selfs tot 2 keer. Elk van die ses werkpanele is toegerus met 25 fotovoltaïese skyfies wat afgekoel word deur water wat deur mikrokanale vloei.

Danksy die konsentrasie van energie werk fotovoltaïese modules vier keer meer doeltreffend. Wanneer dit toegerus is met 'n seewater-ontsoutingsaanleg, gebruik die eenheid warm water om 2500 XNUMX liter vars water per dag te produseer.

In afgeleë gebiede kan waterfiltreertoerusting in plaas van ontsoutingsaanlegte geïnstalleer word. Die hele 10m blom antenna struktuur kan gevou word en maklik deur 'n klein vragmotor vervoer word. Nuwe idee vir gebruik van sonkrag in minder ontwikkelde gebiede is dit Solarkiosk (6).

Eenhede van hierdie tipe is toegerus met 'n Wi-Fi-roeteerder en kan meer as 200 selfone per dag laai of 'n mini-yskas aandryf waarin, byvoorbeeld, nodige medisyne gestoor kan word. Tientalle sulke kiosks is reeds van stapel gestuur. Hulle was hoofsaaklik in Ethiopië, Botswana en Kenia bedrywig.

7. Pertamina wolkekrabberprojek

Energieke argitektuur

Die 99-verdieping wolkekrabber Pertamina (7), wat beplan word om in Jakarta, die hoofstad van Indonesië gebou te word, is veronderstel om soveel energie te produseer as wat dit verbruik. Dit is die eerste gebou van sy grootte in die wêreld. Die argitektuur van die gebou was nou verwant aan die ligging – dit laat net die nodige sonstraling binnekom, sodat jy die res van die son se energie kan bespaar.

8. Groen Muur in Barcelona

Die afgekapte toring dien as 'n tonnel om te gebruik wind krag. Fotovoltaïese panele word aan elke kant van die fasiliteit geïnstalleer, wat die produksie van energie regdeur die dag, enige tyd van die jaar moontlik maak.

Die gebou sal 'n geïntegreerde geotermiese kragstasie hê om son- en windkrag aan te vul.

Intussen het Duitse navorsers van die Universiteit van Jena 'n projek voorberei vir "slim fasades" van geboue. Ligtransmissie kan verstel word deur 'n knoppie te druk. Hulle is nie net toegerus met fotovoltaïese selle nie, maar ook vir die kweek van alge vir biobrandstofproduksie.

Die Large Area Hydraulic Windows (LaWin)-projek word ondersteun deur Europese fondse onder die Horizon 2020-program. Die wonderwerk van moderne groen tegnologie wat op die fasade van die Raval-teater in Barcelona uitspruit, het min te doen met bogenoemde konsep (8).

Die vertikale tuin wat deur Urbanarbolismo ontwerp is, is heeltemal selfstandig. Plante word besproei deur 'n besproeiingstelsel waarvan die pompe aangedryf word deur energie wat opgewek word fotovoltaïese panele integreer met die stelsel.

Water kom op sy beurt van neerslag. Reënwater vloei in geute in 'n opgaartenk, vanwaar dit dan deur sonkragpompe gepomp word. Daar is geen eksterne kragtoevoer nie.

Die intelligente stelsel water die plante volgens hul behoeftes. Al hoe meer strukture van hierdie tipe verskyn op groot skaal. ’n Voorbeeld is die Sonkragaangedrewe Nasionale Stadion in Kaohsiung, Taiwan (9).

Ontwerp deur die Japannese argitek Toyo Ito en in gebruik geneem in 2009, word dit gedek deur 8844 1,14 fotovoltaïese selle en kan tot 80 gigawatt-uur energie per jaar opwek, wat in XNUMX persent van die gebied se behoeftes voorsien.

9. Sonkragstadion in Taiwan

Sal gesmelte soute energie kry?

Energieberging in die vorm van gesmelte sout is onbekend. Hierdie tegnologie word gebruik in groot sonkragaanlegte soos die onlangs geopen Ivanpah in die Mojave-woestyn. Volgens die steeds onbekende maatskappy Halotechnics van Kalifornië is hierdie tegniek so belowend dat die toepassing daarvan uitgebrei kan word na die hele energiesektor, veral hernubare, natuurlik, waar die kwessie van die berging van surplus in die lig van energietekorte 'n sleutelprobleem is.

Maatskappyverteenwoordigers sê die berging van energie op hierdie manier is die helfte van die prys van batterye, verskillende soorte groot batterye. Wat koste betref, kan dit meeding met pompopgaarstelsels, wat, soos u weet, slegs onder gunstige veldtoestande gebruik kan word. Hierdie tegnologie het egter sy nadele.

Slegs 70 persent van die energie wat in gesmelte soute gestoor word, kan byvoorbeeld as elektrisiteit hergebruik word (90 persent in batterye). Halotechnics werk tans aan die doeltreffendheid van hierdie stelsels, insluitend die gebruik van hittepompe en verskeie soutmengsels.

10. Gesmelte souttenks vir energieberging

Die demonstrasie-aanleg is in gebruik geneem by die Sandia National Laboratories in Arbuquerque, New Mexico, VSA. energieberging met gesmelte sout. Dit is spesifiek ontwerp om met CLFR-tegnologie te werk, wat spieëls gebruik wat sonenergie stoor om die spuitvloeistof te verhit.

Dis gesmelte sout in 'n tenk. Die stelsel neem die sout uit die koue tenk (290°C), gebruik die hitte van die spieëls en verhit die vloeistof tot ’n temperatuur van 550°C, waarna dit na die volgende tenk (10) oordra. Wanneer nodig, word die hoë temperatuur gesmelte sout deur 'n hitteruiler gevoer om stoom vir kragopwekking op te wek.

Laastens word die gesmelte sout na die koue reservoir teruggebring en die proses word in 'n geslote lus herhaal. Vergelykende studies het getoon dat die gebruik van gesmelte sout as die werksvloeistof werk by hoë temperature moontlik maak, die hoeveelheid sout wat nodig is vir berging verminder en die behoefte aan twee stelle hitteruilers in die stelsel uitskakel, wat stelselkoste en kompleksiteit verminder.

'n Oplossing wat voorsien energieberging op 'n kleiner skaal is dit moontlik om 'n paraffienbattery met sonkragopvangers op die dak te installeer. Dit is 'n tegnologie wat ontwikkel is by die Spaanse Universiteit van Baskeland (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).

Dit is bedoel vir gebruik deur die gemiddelde huishouding. Die hoofliggaam van die toestel is gemaak van aluminiumplate wat in paraffien gedompel is. Water word as 'n energie-oordragmedium gebruik, nie as 'n bergingsmedium nie. Hierdie taak behoort aan paraffien, wat hitte van aluminiumpanele neem en by 'n temperatuur van 60°C smelt.

In hierdie uitvinding word elektriese energie vrygestel deur die was af te koel, wat hitte aan die dun panele afgee. Wetenskaplikes werk daaraan om die doeltreffendheid van die proses verder te verbeter deur die paraffien met 'n ander materiaal, soos 'n vetsuur, te vervang.

Energie word geproduseer in die proses van fase-oorgang. Die installasie kan 'n ander vorm hê in ooreenstemming met die konstruksievereistes van geboue. Jy kan selfs sogenaamde vals plafonne bou.

Nuwe idees, nuwe maniere

Straatligte, ontwikkel deur die Nederlandse maatskappy Kaal Masten, kan enige plek geïnstalleer word, selfs in nie-geëlektrifiseerde gebiede. Hulle het nie 'n elektriese netwerk nodig om te werk nie. Hulle gloei net danksy sonpanele.

Die pilare van hierdie vuurtorings is bedek met sonpanele. Die ontwerper beweer dat hulle gedurende die dag soveel energie kan opgaar dat hulle dan die hele nag gloei. Selfs bewolkte weer sal hulle nie afskakel nie. Sluit 'n indrukwekkende stel batterye in energiebesparende lampe LIGUITSTRALENDE DIODE.

Die Gees (11), soos hierdie flitslig genoem is, moet elke paar jaar vervang word. Interessant genoeg, vanuit 'n omgewingsoogpunt, is hierdie batterye maklik om te hanteer.

Intussen word sonkragbome in Israel geplant. Daar sou niks buitengewoon hierin wees as dit nie was vir die feit dat in plaas van blare, sonpanele in hierdie aanplantings aangebring word, wat energie ontvang, wat dan gebruik word om mobiele toestelle te laai, water af te koel en 'n Wi-Fi-sein uit te saai.

Die ontwerp, genaamd eTree (12), bestaan ​​uit 'n metaal "stam" wat vertak, en op die takke sonpanele. Die energie wat met hul hulp ontvang word, word plaaslik gestoor en kan via 'n USB-poort na die batterye van slimfone of tablette "oorgedra" word.

12. Elektroniese boomboom

Dit sal ook gebruik word om 'n waterbron vir diere en selfs mense te produseer. Bome moet ook snags as lanterns gebruik word.

Hulle kan toegerus word met inligting vloeibare kristal vertoon. Die eerste geboue van hierdie tipe het in Khanadiv Park, naby die stad Zikhron Yaakov, verskyn.

Die sewe-paneel weergawe genereer 1,4 kilowatt krag, wat 35 gemiddelde skootrekenaars kan dryf. Intussen word die potensiaal vir hernubare energie steeds op nuwe plekke ontdek, soos waar riviere in die see uitmond en met soutwater saamsmelt.

’n Groep wetenskaplikes van die Massachusetts Institute of Technology (MIT) het besluit om die verskynsels van tru-osmose te bestudeer in omgewings waarin waters van verskillende soutvlakke gemeng word. Daar is 'n drukverskil by die grens van hierdie sentra. Wanneer water deur hierdie grens gaan, versnel dit, wat 'n bron van beduidende energie is.

Wetenskaplikes van die universiteit wat in Boston geleë is, het nie ver gegaan vir 'n praktiese verifikasie van hierdie verskynsel nie. Hulle het bereken dat die water van hierdie stad, wat in die see vloei, genoeg energie kan opwek om in die behoeftes van die plaaslike bevolking te voorsien. behandeling fasiliteite.