8 מקורות אנרגיה מתחדשים שיכולים להחליף נפט וגז

1. אנרגיה סולארית

כשזה מגיע למקורות מתחדשים, קודם כל, כולם זוכרים את אנרגיה סולארית ופאנלים להמרתה. קיימים שני סוגים של גנרטורים כאלה - סוג פוטו וולטאי ומרוכז.

הראשונים עובדים כך: כאשר מוליך או מוליך למחצה בסוללה מתחממים עקב בליעת השמש קרינה, נוצר הבדל פוטנציאלי בין אזורים קרים וחמים, לבין חשמל נוֹכְחִי.

גנרטורים מהסוג המרוכז אוספים אור, הוא מחמם את הנוזל, הוא הופך לקיטור ומייצר חשמל על ידי טורבינות מסתובבות. עקרון הפעולה של לוחות כאלה משתווה לטובה בכך שהוא מאפשר לך לצבור חום, מה שאומר שהם נשארים יעילים באופן מוגבל בלילה.

בנוסף לייצור חשמל, אור השמש יכול גם להגיש מועמדות לחימום נוזלים ישירות - למשל בבריכות שחייה ומקלחות. מיכל גדול הממוקם על גג בית ידידותי לסביבה יחסוך הרבה בחשמל.

2. דלק ביולוגי

ביומסה היא חומר שמקורו באורגניזמים חיים, לרוב צמחים או אצות. הם חיים על אנרגיה סולארית ומים, מתרבים ביעילות ובעלי אופי צייתן.

הנפוץ ביותר מָקוֹר ביומסה כרגע היא עץ, כלומר, עצים מתים, ענפים וגדמים, ייחורים של לוחות, שבבי עץ ופסולת ייצור אחרת. וגם גידולים - דוחן, קנבוס, תירס, פולי סויה, מיסקנתוס, סורגום, קנה סוכר, במבוק. בנוסף, מקור מצוין של ביומסה יכול

הפכו אצות כי הן גדלות מהר מאוד.

מכל זה ניתן להשיג אתנול, בותנול, מימן, גז מתאן, סינגז, ביודיזל ועוד.

היתרון של אנרגיה, הבנויה על ביומסה, הוא פינוי יעיל של פסולת. מכל מה שאנשים לא יכולים או אין להם זמן לאכול, אתה יכול לקבל דלק. כבר עכשיו הייצור שלו טוב מְבוּסָס בארצות הברית ובברזיל, וכן בדרום מזרח אסיה.

נכון, מעבר לדלק ביולוגי לא פותר את בעיית ההתחממות הגלובלית, כי עדיין צריך לשרוף אותו, בדיוק כמו שמן וגז. אבל לפחות הוא גדל מעצמו ולא נגמר כמו מינרלים.

3. אנרגיית האוקיינוס

גלי אוקיינוס, גאות ושפל וזרמים יוצרים אספקה ​​עצומה של אנרגיה קינטית - אפילו חבל שכל כך הרבה טוב מבוזבז. אבל למעשה, כמה מדינות כבר למדו להפיק תועלת מכל זה - לדוגמה, בבריטניה בנו את מחולל הגלים הגדול בעולם Oyster.

עקרון הפעולה של מכשירים כאלה הוא כדלקמן: גלים מהלך \ לזוז \ לעבור צפים, אלה מניעים את משאבת הבוכנה. הוא, בתורו, מניע את מי הים לחוף דרך צינור, שם הם הופכים את הרוטור של גנרטור הידרואלקטרי.

בנוסף לתחנות הכוח הגאות והשפל החופי, ישנם פרויקטים לשינויים תת-מימיים. הם יעבדו כמו טחנת רוח רגילה: טחנה ענקית עם להבים מקובעת על קרקעית הים, זרם חזק מסובב את הפיר בגנרטור.

בנוסף לשימוש הבנאלי באנרגיה הקינטית של הגאות והזרמים, ישנה דרך אקסטרווגנטית יותר להפיק חשמל מהים.

העובדה היא שהשמש מחממת כל הזמן את פני המים של כדור הארץ - למעשה, האוקיינוסים הם סוללה ענקית. ההערכה היא שאפילו 5% מהחום שהוא מייצר לְסַפֵּק ייצור של 10,000 GW של חשמל.

תחנות כוח אוקיינוס ​​הידרותרמיות יעזרו בכך. עֲבוֹדָה הם כאלה: אנחנו מורידים צינור ענק לעומק קרקעית האוקיינוס, שייקח משם מים. לאחר כניסה למחליפי חום עם נוזל חם ליד פני השטח אוקיינוס בתנאים של לחץ מופחת, מים קרים מתחילים לרתוח לא ב-100 מעלות צלזיוס, כרגיל, אלא רק ב-27 מעלות צלזיוס. נוצר קיטור קר, הוא מסובב את הטורבינות, ואנחנו מקבלים חשמל.

נכון לעכשיו, מתקני ניסוי כאלה ממוקם ביפן ובהוואי.

4. אנרגיית רוח

טחנות הומצאו לפחות בשנים 700-900 לספירה בפרס, והן מוכרות לכולם קיבל באירופה של ימי הביניים. כמעט 600 שנה הרוח הייתה שם רָאשִׁי מקור אנרגיה עד שהאנושות עברה באופן מסיבי למנועי פחם וקיטור.

חוות הרוח הראשונה אי פעם בדוי ביולי 1887 על ידי פרופסור ג'יימס בליית' מאנדרסון קולג', גלזגו. אבל המקומיים סירבו להשתמש בו, בהתחשב בחשמל "המצאה של השטן".

מאוחר יותר, הפרופסור בנה טורבינה נוספת, שהניעה ממנה את בית המשוגעים המקומי.

כעת אנרגיית הרוח הופכת פופולרית שוב. היא בשימוש במחצית ממדינות העולם. דנמרק, למשל, מקבל בזכותו, 56% מהחשמל שנצרך, אורוגוואי - 40%, ליטא - 36%, אירלנד - 35%, בריטניה - 24%. טחנות רוח נמצאות בשימוש נרחב גם בארה"ב, סין, פורטוגל, גרמניה, ספרד, אמריקה הלטינית ואפריקה.

טחנות רוח טובות כי הן מאפשרות ליצור חשמל מהאוויר במקום שבו לא מעשי למשוך את החוטים. בנוסף, הם עֲבוֹדָה יעיל יותר בלילה ובחורף, כאשר פאנלים סולאריים, להיפך, מאבדים חשמל. אז שני מקורות האנרגיה האלה משלימים זה את זה.

כן, לטחנות רוח יש גם כמה חסרונות: הלהבים שלהן לפעמים נופלים ציפורים בטיסה, והתומכים רועדים כך שהתולעים זוחלות מהאדמה. עם זאת, חוקרים מהאוניברסיטה הלאומית של סינגפור מוּחזָק השוואה והגיעה למסקנה שהגנרטורים הללו אחראים למספר נמוך באופן לא פרופורציונלי של מקרי מוות של עופות מאשר מפעלי דלק מאובנים.

5. חשמל סטטי של אדי מים

דרך חדשה ואקזוטית לייצר חשמל מצאתי בשנת 2020 על ידי מדענים מאוניברסיטת תל אביב. כולנו יודעים שברק מכה במהלך סופות רעמים. הם נוצרים כאשר חלקיקי אדי מים בצפיפות שונה - מטיפות זעירות ועד לגושי קרח - מתנגשים זה בזה ומחשמלים את הסביבה שסביבם.

מדענים חוזר על עצמו תהליך זה במעבדה ומצא שאם לחות האוויר היא יותר מ-60%, אז חשמל סטטי כבר יכול להיווצר בין החלקיקים. ואם אתה בונה עמודי מתכת גבוהים מספיק, הם ממש יכולים להיטען מאדי המים באוויר. כתוצאה מכך, ניתן למשוך מהם חוטים ולהפעיל את התשתית.

כמובן, אתה בקושי יכול להדליק מטרופולין עם חשמל מאדי מים. אבל זו דרך מבטיחה מאוד להשיג אנרגיה זולה למדינות טרופיות מתפתחות שבהן יש לחות גבוהה.

6. אנרגיה גיאותרמית

מדענים חישבו את זה להירגע 1 מעלות צלזיוס מליבת כדור הארץ תשחרר פי 10,000 יותר אנרגיה ממה שיש בכל הדלקים המאובנים המוכרים. והוא, לשנייה, מחומם ל-6,000 מעלות צלזיוס ומתקרר ב-300-500 מעלות צלזיוס במיליארד שנים.

כלומר, זה פשוט עתודות אנרגיה מדהימות! השמש תהפוך לענק אדום לפני שנספיק למצות את הפוטנציאל של ליבת כדור הארץ.

מעיינות גיאותרמיים עכשיו לְהַזִין תחנות כוח באיסלנד, ניו זילנד, איטליה, צרפת, ליטא, מקסיקו, ניקרגואה, קוסטה ריקה, הפיליפינים, אינדונזיה, סין, קניה ויפן.

רק חלק קטן מהמשאבים הגיאותרמיים של כדור הארץ מנוצלים למטרות מסחריות - לרוב תחנות כאלה ממוקמות בגבולות הלוחות הטקטוניים. אבל אם אתה שם על הנחל קידוח בארות למעטפת כוכבי לכת, ניתן יהיה לשאוב אנרגיה פשוט ממחתרת מכל מקום בכלל.

אכן, פרויקט כזה קיים רק בתיאוריה. אנו חופרים באר למעטפת כדור הארץ, ממלאים אותה בנוזל שבירה הידראולי ומקבלים אקוויפר מלאכותי חם. ואז אנחנו שמים טורבינות למעלה ומייצרים חשמל.

היחיד אבל: צוֹרֶך חור ענק באמת - בעומק של כ-10 קילומטרים.

7. פוטוסינתזה מלאכותית

פוטוסינתזה היא התהליך המתרחש בתאי הצמח, במהלכו מומרים מים ופחמן דו חמצני לחמצן וגלוקוז בהשפעת אור השמש. זה פשוט חזור זה יכול להיעשות בתנאי מעבדה ללא עזרה של צמחים.

מדענים בארה"ב, שוודיה ויפן מפתחים שיטות פוטוסינתזה מלאכותיות בנות קיימא מסחרית להתיר מפחמן דו חמצני ומים ליצירת דלק, שרפים, פלסטיק וסיבים. ואם המחקר יצליח, נוכל לייצר דלק וחומרי בניין ממש יש מאין.

בנוסף, אין צורך לסרב לחלוטין להשתתפותם של צמחים ואורגניזמים מימיים בתהליך. למשל, לגדל אצות כחולות-ירוקות פוטוסינתטיות, ולאחר מכן לזקק אותם לתוך ביו-פלסטיק וביו-דלקים היא גם אפשרות מעשית.

8. קרינה תרמית אינפרא אדומה של כדור הארץ

קרני השמש נופלות על חלק מכדור הארץ ומחממות את פני השטח והאטמוספירה. הצד השני של כדור הארץ בזמן זה, להיפך, פולט את האנרגיה שנצברה במהלך היום בצורה של קרינה תרמית אינפרא אדומה. כדור הארץ מייצר 10¹⁷ וואט של חום, וכל העושר הזה מתפזר ללא משמעות לתוך חלל חיצון.

מהנדסים אוסטרלים בדוי מכשיר הנקרא דיודת קרינה תרמית המייצרת אנרגיה לא בחימום, אלא בקירור. ואם יוצרים ממנו דגם גדול למדי, שיצבור חום במהלך היום ויפריח אותו בלילה, מקבלים משהו כמו סוללה סולארית שעובדת מסביב לשעון.

ואם עשה תאי פוטו הלוכדים אור אינפרא אדום (אלה כבר נמצאים במכשירי ראיית לילה), וכן השתמש בהם כדי לספוג את הקרינה התרמית של כדור הארץ, אתה מקבל את מה שנקרא אספן אנרגיית פליטה. וזה יאפשר לך לייצר חשמל בלילה רק יש מאין.

לוחות, לכידה קרינה תרמית של פני כדור הארץ בלילה ואור שמש אולטרה סגול מפוזר במהלך היום, אתה יכול יכסה את כל הבניינים הגבוהים במטרופולינים ויקבל מקור נוסף טוב חַשְׁמַל.

בנוסף, אוספי אנרגיה פליטה כאלה, כאשר אין צורך, יכולים להיות שינוי צורה במגדלי הפסיביים קְרִינָה קירור (PDRC) - הם היו מפיצים חום ביעילות רבה יותר לחלל מאשר פני השטח של כוכב הלכת. זה יעזור להציל את כדור הארץ מהתחממות כדור הארץ.