Sumber Tenaga Alternatif: Gambaran Keseluruhan Teknologi

pengenalan

Seluruh ekonomi dunia moden bergantung kepada kekayaan yang terkumpul pada zaman dinosaur: minyak, gas, arang batu dan bahan api fosil lain. Kebanyakan aktiviti dalam hidup kita, daripada menaiki kereta bawah tanah hingga memanaskan cerek di dapur, akhirnya memerlukan pembakaran warisan prasejarah ini. Masalah utama ialah sumber tenaga yang sedia ada ini tidak boleh diperbaharui. Lambat laun, manusia akan mengepam keluar semua minyak dari perut bumi, membakar semua gas dan menggali semua arang batu. Apakah yang akan kita gunakan untuk memanaskan teko kemudian?

Kita juga tidak harus melupakan kesan negatif terhadap alam sekitar akibat pembakaran bahan api. Peningkatan kandungan gas rumah hijau di atmosfera membawa kepada peningkatan suhu purata di seluruh planet. Produk pembakaran bahan api mencemarkan udara. Penduduk bandar-bandar besar merasakan ini dengan baik.

Kita semua berfikir tentang masa depan, walaupun masa depan ini tidak datang bersama kita. Komuniti global telah lama mengiktiraf batasan bahan api fosil. Dan kesan negatif penggunaannya terhadap alam sekitar. Negeri-negeri terkemuka sudah pun melaksanakan program untuk peralihan beransur-ansur kepada sumber tenaga yang mesra alam dan boleh diperbaharui.

Di seluruh dunia, manusia sedang mencari dan secara beransur-ansur memperkenalkan pengganti untuk bahan api fosil. Untuk masa yang lama, loji tenaga solar, angin, pasang surut, geoterma dan hidroelektrik telah beroperasi di seluruh dunia. Nampaknya sekarang apa yang menghalang kita daripada menyediakan semua keperluan manusia dengan bantuan mereka?

Sebenarnya, tenaga alternatif mempunyai banyak masalah. Sebagai contoh, masalah pengagihan geografi sumber tenaga.Ladang angin dibina hanya di kawasan di mana angin kencang sering bertiup, solar - di mana terdapat bilangan minimum hari mendung, loji kuasa hidroelektrik - di sungai besar. Minyak, tentu saja, juga tidak tersedia di mana-mana, tetapi lebih mudah untuk menyampaikannya.

Masalah kedua tenaga alternatif ialah ketidakstabilan. Di ladang angin, penjanaan bergantung kepada angin, yang sentiasa mengubah kelajuan atau berhenti sama sekali. Loji tenaga solar tidak berfungsi dengan baik dalam cuaca mendung dan tidak berfungsi sama sekali pada waktu malam.

Baik angin mahupun matahari tidak mengambil kira keperluan pengguna tenaga. Pada masa yang sama, keluaran tenaga loji kuasa haba atau nuklear adalah malar dan mudah dikawal. Penyelesaian kepada masalah ini hanya boleh menjadi pembinaan kemudahan penyimpanan tenaga yang besar untuk mencipta rizab sekiranya keluaran rendah. Walau bagaimanapun, ini sangat meningkatkan kos keseluruhan sistem.

Disebabkan ini dan banyak lagi kesukaran lain, pembangunan tenaga alternatif di dunia semakin perlahan. Membakar bahan api fosil masih lebih mudah dan lebih murah.

Walau bagaimanapun, jika pada skala ekonomi global sumber tenaga alternatif tidak memberikan banyak faedah, maka dalam rangka rumah individu mereka boleh menjadi sangat menarik. Sudah, ramai yang merasakan kenaikan tarif yang berterusan untuk elektrik, haba dan gas. Setiap tahun, syarikat tenaga semakin masuk ke dalam poket orang biasa.

Pakar daripada dana teroka antarabangsa I2BF membentangkan gambaran keseluruhan pertama pasaran tenaga boleh diperbaharui. Menurut ramalan mereka, dalam 5–10 tahun, teknologi tenaga alternatif akan menjadi lebih kompetitif dan meluas. Sudah, jurang dalam kos tenaga alternatif dan tradisional semakin mengecil.

Kos tenaga merujuk kepada harga yang ingin diterima oleh pengeluar tenaga alternatif untuk mengimbangi perbelanjaan modalnya sepanjang hayat projek dan memberikan pulangan sebanyak 10% ke atas modal yang dilaburkan. Harga ini juga termasuk kos pembiayaan hutang, kerana kebanyakannya banyak memanfaatkan.

Graf yang diberikan menggambarkan penilaian pelbagai jenis tenaga alternatif dan tradisional pada suku II 2011 (Rajah 1).

nasi. satu.	Penilaian pelbagai jenis tenaga alternatif dan tradisional

Menurut angka di atas, tenaga geoterma, serta tenaga yang dijana oleh pembakaran sampah dan gas tapak pelupusan, mempunyai kos terendah untuk semua jenis tenaga alternatif. Malah, mereka sudah boleh bersaing secara langsung dengan tenaga tradisional, tetapi faktor yang mengehadkan mereka adalah bilangan tempat yang terhad di mana projek ini boleh dilaksanakan.

Bagi mereka yang ingin mendapatkan kemerdekaan daripada kehendak jurutera kuasa, yang ingin menyumbang kepada pembangunan tenaga alternatif, yang hanya ingin menjimatkan sedikit tenaga, buku ini ditulis.

Dari buku V. Germanovich, A. Turilin “Sumber tenaga alternatif. Reka bentuk praktikal untuk penggunaan angin, matahari, air, bumi, tenaga biojisim.

Teruskan membaca di sini

Adakah terdapat masa depan untuk sumber tenaga alternatif?

Sumber alternatif tenaga boleh diperbaharui adalah satu hala tuju yang menarik dan menjanjikan. Sebagai contoh, terdapat beberapa kaedah yang berkesan untuk menghasilkan air daripada udara. Benar, di sini perlu menggunakan penjana. Sama ada pendekatan baru akan ditemui untuk menyelesaikan masalah ini dan untuk menambah baik kaedah, hanya masa yang akan menentukan.

Sama ada boleh menggunakan sumber dengan bijak adalah persoalan besar

Tonton video ini di YouTube

Kejuruteraan Sebelumnya️ Relay voltan 220 V untuk rumah: cara mengatur perlindungan perkakas rumah dengan betul
Kejuruteraan Seterusnya Adakah saya perlu menyerahkan data dengan meter air pada 2019: dan apa yang berlaku jika anda tidak melakukannya tepat pada masanya?

Jenis sumber tenaga alternatif.

Tenaga angin, matahari, air, biofuel, haba Bumi agak tidak habis dan boleh diperbaharui. Faedah sumber tenaga alternatif tidak dapat dinafikan kerana ia menjimatkan sumber semula jadi. Di samping itu, ia lebih konsisten dengan keperluan keselamatan alam sekitar.

Tenaga angin.

Prinsip menggunakan kuasa angin adalah untuk menukar tenaga kinetik kepada elektrik, haba, mekanikal. Penjana angin digunakan untuk menjana tenaga elektrik. Mereka boleh mempunyai parameter teknikal, saiz, reka bentuk, paksi putaran mendatar atau menegak yang berbeza. Layar ialah contoh klasik penggunaan tenaga angin dalam pengangkutan maritim, dan kincir angin ialah penukaran kepada tenaga mekanikal.

Diameter bilah dan ketinggian lokasinya menentukan kuasa penjana angin. Pada kekuatan angin 3 m/s, penjana mula menjana arus dan mencapai nilai maksimumnya pada 15 m/s. Daya angin melebihi 25 m/s adalah kritikal - penjana dimatikan.

Tenaga suria adalah anugerah daripada Matahari.

Tenaga suria sebagai sumber tenaga alternatif adalah kesinambungan semula jadi dari misi memberi kehidupan Matahari di planet kita. Tetapi sementara manusia tidak belajar menggunakannya secara langsung.Pada masa ini, panel solar digunakan sebagai penukar tenaga suria kepada tenaga elektrik, dan pengumpul suria digunakan untuk tenaga haba. Di samping itu, dalam beberapa kes, gabungan dua jenis digunakan.

Teknologi suria terdiri daripada memanaskan permukaan dengan sinaran matahari dan dalam penggunaan air yang dipanaskan untuk bekalan air panas, pemanasan atau penggunaan dalam penjana kuasa stim. Pengumpul suria digunakan untuk menukar tenaga suria kepada tenaga haba. biasa mereka kuasa bergantung kepada bilangan dan kuasa peranti individu yang disertakan dalam sistem stesen suria atau haba.

Panel solar dibahagikan kepada:

• silikon
• filem

Bateri yang menggunakan kristal silikon pada masa ini dalam permintaan terbesar, dan yang berfilem adalah yang paling mudah. Panel silikon adalah salah satu pilihan terbaik untuk rumah persendirian.

Tenaga hidro ialah penggunaan kuasa air.

Prinsip operasi turbin dalam loji kuasa hidroelektrik adalah kesan daya air pada bilah hidroturbin, yang menjana tenaga elektrik. Kadangkala hanya stesen janakuasa hidroelektrik tersebut diklasifikasikan sebagai jenis tenaga alternatif, di mana empangan berkuasa tidak digunakan, dan penjanaan arus berlaku di bawah pengaruh aliran semula jadi air. Ini disebabkan oleh kesan negatif ketara loji kuasa hidro yang berkuasa ke atas landskap sungai semula jadi, banjir cetek dan bencananya.

Pencinta alam sekitar tidak membantah penggunaan tenaga semula jadi laut dan pasang surut laut. Penukaran tenaga kinetik kepada tenaga elektrik dalam kes ini berlaku di stesen pasang surut khas.

Tenaga geoterma ialah haba Bumi.

Permukaan Bumi memancarkan haba bukan sahaja di tempat di mana sumber seismik panas dikeluarkan, seperti, sebagai contoh, di Kamchatka, tetapi juga di hampir semua kawasan di planet ini. Untuk mengeluarkan haba bumi, pam haba khas digunakan, dan kemudian ia ditukar kepada tenaga elektrik atau digunakan sebagai haba. Prinsip operasi pemasangan adalah berdasarkan undang-undang termodinamik dan undang-undang fizik kelakuan cecair dan gas, khususnya freon.

Jenis reka bentuk pam menentukan sumber tenaga utama, seperti tanah-udara atau tanah-air.

Biofuel.

Prinsip mendapatkan biofuel adalah berdasarkan pemprosesan produk organik menggunakan pemasangan khas. Semasa pemprosesan, tenaga haba atau elektrik dijana. Bahan api bio boleh menjadi cecair, pepejal atau gas. Pepejal, sebagai contoh, termasuk briket bahan api, cecair - bioetanol, gas - biogas. Varietinya termasuk gas tapak pelupusan, yang terbentuk di tapak pelupusan sampah. Penggunaan biogas dari tapak pelupusan sampah lama membantu menyelesaikan masalah kitar semula sisa.

Sumber tenaga alternatif: apakah itu dan mengapa ia diperlukan

Sehingga hari ini, tenaga adalah berdasarkan cara yang dibangunkan dengan baik dan terbukti untuk menghasilkan tenaga elektrik. Mereka adalah stesen janakuasa nuklear, elektrik dan hidroelektrik yang terkenal. Kesemuanya bekerja dengan penggunaan sumber planet kita, yang lambat laun akan habis, atau melibatkan tindak balas yang boleh menyebabkan kemudaratan yang tidak boleh diperbaiki.

Pada tahun 2017, peratusan penggunaan sumber ini telah diagihkan seperti berikut:

• 39.3% - arang batu;
• 22.9% - gas asli;
• 16% - air;
• 10.6% - tenaga nuklear;
• 4.1% - minyak.

Hari ini, kawasan yang menjanjikan ini sedang mencari bahan dan proses di dunia sekeliling yang mampu:

• memperbaharui sumber anda (iaitu tidak habis-habis);
• mewakili pengganti lengkap untuk yang tradisional dari segi kualiti;
• menjadi ekonomi;
• tidak merosakkan alam sekitar.

Apa yang salah dengan sumber tenaga tradisional?

Arang batu, minyak dan gas masih belum menemui pengganti yang lengkap untuk diri mereka sendiri dalam penghasilan tenaga yang diperlukan oleh manusia. Walau bagaimanapun, stok mereka adalah terhad dan tidak boleh dipulihkan.

Sebagai contoh, Bumi kita menghabiskan masa sehingga 350 juta tahun untuk mencipta minyak dan gas, dan kita menghabiskan sumber mereka pada kadar yang lebih cepat.

Kira-kira 90% daripada tenaga di planet ini pada tahun 2010 dihasilkan dengan membakar fosil dan biofuel daripada bahan mentah tumbuhan atau haiwan. Dan sehingga 2040, bahagian pengeluaran sedemikian tidak akan jatuh di bawah 80%. Pada masa yang sama, penggunaan tenaga semakin meningkat: sehingga tahun ke-40 - sebanyak 56%.

Pada tahun 2012, saintis menunjukkan bahawa keseluruhan bekalan gas di planet ini akan berakhir menjelang 2052, dan minyak akan bertahan lebih lama - sehingga 2060. Maksudnya, anak-anak kita sudah boleh menangkap masa apabila kapal tangki minyak atau saluran paip gas tidak akan berguna, dan hutan akan ditebang.

Pelepasan berbahaya ke atmosfera yang dikaitkan dengan produk pembakaran dan penjanaan tenaga nuklear adalah penipis ozon dan konduktor pemanasan global.

Oleh itu, seluruh tamadun moden, tidak kira bagaimana ahli politik dan pengeluar minyak menolaknya, menghadapi persoalan global - apakah sumber tenaga yang akan menggantikan yang tradisional, sambil memelihara alam sekitar.

Industri kuasa haba

Sektor tenaga yang paling biasa di Rusia.Loji janakuasa terma di negara ini menghasilkan lebih daripada 1,000 MW menggunakan arang batu, gas, produk minyak, deposit syal dan gambut sebagai bahan mentah. Tenaga primer yang dijana akan ditukarkan lagi kepada tenaga elektrik. Dari segi teknologi, stesen sedemikian mempunyai banyak kelebihan, yang menentukan popularitinya. Ini termasuk tidak menuntut kepada keadaan operasi dan kemudahan organisasi teknikal aliran kerja.

Kemudahan kuasa terma dalam bentuk kemudahan pemeluwapan dan gabungan haba dan loji kuasa boleh dibina terus di kawasan di mana sumber boleh guna diekstrak atau di mana pengguna berada. Turun naik bermusim tidak menjejaskan kestabilan stesen, yang menjadikan sumber tenaga sedemikian boleh dipercayai. Tetapi terdapat juga kelemahan loji kuasa haba, yang termasuk penggunaan sumber bahan api yang habis, pencemaran alam sekitar, keperluan untuk menyambung sejumlah besar sumber tenaga kerja, dsb.

Apa yang perlu dipilih: sumber tenaga boleh diperbaharui atau tenaga nuklear?

Dari segi sejarah, nuklear, arang batu dan kuasa hidro telah menjadi sumber tenaga yang besar

Oleh itu, tidak mengambil kira hakikat bahawa banyak negara di dunia terlibat rapat dalam pembangunan sektor tenaga boleh diperbaharui, kepimpinan Persekutuan Rusia merancang untuk menerima hanya 4.5% tenaga daripada tenaga boleh diperbaharui pada awal tahun 2020, menyedari bahawa rizab hidrokarbon tidak terhad

Kerajaan Rusia mengharapkan penjanaan tenaga jangka panjang daripada tenaga plutonium dan gabungan; sumber tenaga sedemikian tidak diterokai sepenuhnya dan menimbulkan ancaman sebenar kepada manusia. Ini terpakai kepada pembangunan dan penggunaan semua tenaga nuklear.

Dengan tujuan untuk lebih banyak penyelidikan mengenai tenaga nuklear di Perancis pada tahun 2007, pembinaan reaktor termonuklear eksperimen yang berkepentingan antarabangsa telah dimulakan.

Projek itu diasaskan oleh sekumpulan beberapa negara, termasuk Rusia. Tujuan utama mewujudkan projek sedemikian adalah untuk membuktikan kemungkinan penggunaan komersil tenaga yang diperoleh daripada pelakuran termonuklear sebagai sumber tenaga elektrik. Penyelesaian untuk isu ini masih belum ditemui.

Menurut pengiraan saintis yang terlibat dalam kajian proses termonuklear, jumlah tenaga yang diterima daripada mereka pada 2100 tidak akan dapat melebihi bar 100 GW, yang merupakan penunjuk rendah untuk menyelesaikan masalah manusia yang berkaitan dengan penjanaan elektrik . Sebagai contoh, kita boleh mengambil fakta bahawa loji kuasa dunia moden menyediakan 4000 GW elektrik.

Satu-satunya cara untuk menyelesaikan masalah mendapatkan tenaga elektrik ialah peralihan manusia kepada sumber tenaga boleh diperbaharui dengan penggunaan teknologi selari yang menyumbang kepada penjimatan tenaga elektrik. Kelebihan peralihan sedemikian adalah pemeliharaan iklim planet. Semua kewangan yang diperlukan untuk memulakan proses ini tersedia.

Tenaga alternatif di Rusia moden

Berbanding tahun-tahun sebelumnya, tenaga alternatif di Rusia berkembang lebih cepat, tetapi tidak dominan. Kini, kebanyakan tenaga di negara ini dihasilkan menggunakan sumber tradisional.

Loji kuasa solar

Loji tenaga solar di Ural

Wilayah selatan negara itu, serta Barat, Siberia Timur dan Timur Jauh mempunyai potensi untuk pengeluaran tenaga solar. Di Rusia, ia menjanjikan untuk mengekstrak tenaga daripada Matahari, jadi projek ke arah ini menerima sokongan kerajaan.

Loji kuasa hidro dan pasang surut

Rusia secara aktif menggunakan potensi air untuk menjana elektrik: sehingga 2017, negara itu mempunyai 15 loji kuasa dengan kapasiti lebih daripada 1000 megawatt, dan juga ratusan stesen dengan kapasiti yang lebih rendah. Tenaga yang dijana oleh stesen janakuasa hidroelektrik berharga separuh daripada yang dijana oleh loji kuasa haba.

Stesen pasang surut memerlukan kewangan yang besar, jadi pembangunan arah ini di Persekutuan Rusia tidak berlaku. Menurut ramalan saintis, TPP boleh membentuk satu perlima daripada tenaga elektrik yang dihasilkan di Rusia.

turbin angin

Tidak mustahil untuk memasang penjana dengan paksi putaran mendatar di Rusia kerana kelajuan angin yang rendah. Walau bagaimanapun, struktur dengan paksi menegak putaran sering digunakan.

Loji kuasa angin di rantau Ulyanovsk

Sehingga 2018, jumlah kapasiti turbin angin di Rusia berjumlah 134 megawatt. Loji kuasa terbesar di rantau Ulyanovsk (kapasiti - 35 megawatt).

stesen geoterma

Terdapat 5 loji kuasa geoterma di Rusia, tiga daripadanya terletak di Kamchatka. Menurut data 2016, GeoPP menjana 40% tenaga elektrik yang digunakan di semenanjung ini.

Aplikasi biofuel

Pengeluaran bahan api juga dianjurkan di Rusia. Pada masa yang sama, adalah lebih menguntungkan bagi negara untuk membangunkan biobahan api pepejal berbanding cecair. Kini pengeluaran dijalankan di sebuah kilang di Vladivostok.

stesen kuasa nuklear

Rusia menghasilkan tenaga elektrik menggunakan tenaga nuklear dan terus berkembang ke arah ini.Stesen baru sedang dibina, kaedah pengekstrakan baru sedang digunakan. Menurut data 2019, 10 loji tenaga nuklear beroperasi di Rusia. Persekutuan Rusia menduduki tempat kedua di dunia dari segi kapasiti penjanaan kuasa menggunakan loji kuasa nuklear; Republik Rakyat China telah memenangi kejuaraan dalam industri ini.

Tenaga angin

Ladang angin adalah cara yang menjanjikan untuk menjana tenaga, terutamanya di tempat yang arah anginnya tetap.

Kaedah mendapatkan tenaga tersebut tidak mencemarkan alam sekitar semula jadi. Walau bagaimanapun, terdapat pergantungan pada ketidaktekalan arah dan kekuatan angin. Walaupun pergantungan ini sebahagiannya boleh dilicinkan dengan memasang roda tenaga dan pelbagai bateri.

Tetapi pembinaan, penyelenggaraan, dan pembaikan ladang angin bukanlah murah. Di samping itu, operasi mereka disertai dengan bunyi bising, mengganggu burung dan serangga, dan memantulkan gelombang radio dengan bahagian berputar.

Tenaga alternatif untuk pusat data

Pemilik pusat data semakin berminat dengan sumber elektrik alternatif. Satu-satunya cara untuk mengekalkan kadar pertumbuhan kapasiti di sini adalah dengan mengurangkan kos penggunaan, penyelenggaraan dan penyejukan pusat data dengan ketara. Terdapat beberapa pilihan.

Sebagai contoh, haba yang dijana semasa operasi pelayan boleh diarahkan ke pemanasan ruang. Jadi, pada tahun 2015, Yandex memanaskan seluruh bandar di Finland. Dengan membekalkan haba ke bandar, Yandex dapat membayar balik sebahagian daripada kos elektriknya.

Pusat data penyejukan adalah salah satu item perbelanjaan yang paling rakus untuk syarikat IT. Secara purata, penyejukan menyumbang 45% daripada kos tenaga.

Cara asal untuk menjimatkan penyejukan peralatan adalah dengan menggunakan "freecooling". Atau, secara ringkasnya, untuk menyejukkan pelayan dengan udara dari jalan.Bagi Rusia, di mana cuaca sejuk di luar hampir sepanjang tahun, ini adalah benar.

Satu lagi cara untuk menyejukkan udara di pusat data, membolehkan anda menyimpan mengenai kos tenaga — kaedah penyejukan adiabatik. Dalam kes ini, air disembur untuk menurunkan suhu. Apabila menyejat, ia memerlukan haba dan dengan cara yang mudah mengurangkan suhu udara.

Walau apa pun, sebelum bereksperimen, adalah dinasihatkan untuk menjalankan audit tenaga terperinci. Keputusannya akan membolehkan untuk menganalisis keadaan penggunaan tenaga dan mengenal pasti peluang untuk menjimatkan sumber tenaga.

Mengapa kita memerlukan sumber tenaga alternatif

Apabila sumber tenaga yang habis (bahan api fosil) kehabisan, manusia perlu beralih kepada AES (sumber tenaga alternatif). Sehingga 2017, 35% daripada tenaga elektrik yang dijana di Rusia dihasilkan dengan cara bebas karbon - di loji kuasa nuklear dan loji kuasa hidroelektrik.

Menggunakan sumber tenaga tradisional adalah bermasalah atas sebab-sebab berikut:

• TPP menggunakan bahan api yang akan kehabisan dalam masa terdekat. Mengikut anggaran yang paling teruk, ini akan berlaku dalam 30 tahun;
• Kos bahan api fosil meningkat, jadi harga elektrik meningkat;
• Produk penjanaan elektrik mencemarkan alam sekitar;
• Haba yang dijana oleh stesen menyebabkan pemanasan global.

Kemanusiaan hanya mempunyai satu cara - peralihan kepada AIE.

Tenaga pasang surut

Penukaran tenaga pasang surut kepada tenaga elektrik dilakukan di stesen janakuasa pasang surut dalam dua cara:

1. Kaedah pertama, mengikut prinsip penukaran tenaga, adalah serupa dengan penukaran tenaga dalam loji kuasa hidroelektrik dengan memutarkan turbin yang disambungkan kepada penjana elektrik;
2. Kaedah kedua menggunakan tenaga pergerakan air; Kaedah ini berdasarkan perbezaan paras air semasa air pasang dan surut.

Kebaikan

• Tenaga suria adalah sumber yang boleh diperbaharui. Selagi Matahari wujud, tenaganya akan sampai ke Bumi.
• Penjanaan tenaga suria tidak mengakibatkan pencemaran air atau udara kerana tiada tindak balas kimia daripada pembakaran bahan api.
• Tenaga suria boleh digunakan dengan sangat cekap untuk tujuan praktikal seperti pemanasan dan pencahayaan.
• Faedah tenaga suria sering dilihat untuk memanaskan kolam renang, pusat peranginan dan tangki air di seluruh dunia.

Keburukan

• Tenaga suria tidak menghasilkan tenaga jika matahari tidak bersinar. Malam dan hari mendung sangat mengehadkan jumlah tenaga yang dihasilkan.
• Loji tenaga solar boleh menjadi sangat mahal untuk dibina.

Jenis utama tenaga boleh diperbaharui

Tenaga matahari

Tenaga suria dianggap sebagai sumber tenaga yang terkemuka dan mesra alam. Sehingga kini, kaedah termodinamik dan fotoelektrik telah dibangunkan dan digunakan untuk menjana elektrik. Konsep kebolehkendalian dan prospek nanoantenna disahkan. Matahari, sebagai sumber tenaga mesra alam yang tidak habis-habis, mungkin memenuhi keperluan manusia.

Tenaga angin

Tenaga angin telah berjaya digunakan oleh orang ramai sejak sekian lama dan kincir angin. Para saintis sedang membangunkan ladang angin yang baru dan menambah baik sedia ada. Mengurangkan kos dan meningkatkan kecekapan kincir angin. Ia amat relevan di pantai dan di kawasan yang mempunyai angin berterusan.Dengan menukarkan tenaga kinetik jisim udara kepada tenaga elektrik yang murah, ladang angin sudahpun memberikan sumbangan yang besar kepada sistem tenaga negara masing-masing.

tenaga geoterma

Sumber tenaga geoterma menggunakan sumber yang tidak habis - haba dalaman Bumi. Terdapat beberapa skim kerja yang tidak mengubah intipati proses. Stim semulajadi dibersihkan daripada gas dan dimasukkan ke dalam turbin yang memutarkan penjana elektrik. Pemasangan yang serupa beroperasi di seluruh dunia. Sumber geoterma membekalkan elektrik, memanaskan seluruh bandar dan menerangi jalan raya. Tetapi kuasa tenaga geoterma digunakan sangat sedikit, dan teknologi pengeluaran mempunyai kecekapan yang rendah.

Tenaga pasang surut dan ombak

Tenaga pasang surut dan ombak ialah kaedah yang berkembang pesat untuk menukar tenaga potensi pergerakan jisim air kepada tenaga elektrik. Dengan kadar penukaran tenaga yang tinggi, teknologi ini mempunyai potensi yang besar. Benar, ia hanya boleh digunakan di pantai lautan dan laut.

tenaga biojisim

Proses penguraian biojisim membawa kepada pembebasan gas yang mengandungi metana. Dimurnikan, ia digunakan untuk menjana elektrik, pemanasan ruang dan keperluan isi rumah yang lain. Terdapat perusahaan kecil yang memenuhi sepenuhnya keperluan tenaga mereka.

Tenaga sinaran suria elektromagnet

Ia boleh digunakan untuk menjana elektrik dan haba.Penukaran terus sinaran suria kepada tenaga elektrik dilakukan melalui penukaran terus disebabkan fenomena kesan fotoelektrik dalaman pada panel fotovoltaik, dan secara tidak langsung menggunakan kaedah termodinamik (mendapatkan wap dengan tekanan tinggi).

loji tenaga solar

resit tenaga haba daripada solar dihasilkan dengan menyerap tenaga ini dan seterusnya memanaskan permukaan dan penyejuk, kedua-duanya oleh pengumpul khas dan dengan menggunakan teknik "seni bina suria".

Set tetapan untuk penukaran tenaga suria adalah solar Jana kuasa.

Kebaikan

Tenaga angin tidak menghasilkan pencemaran yang boleh mencemarkan alam sekitar. Kerana tiada proses kimia berlaku, seperti apabila membakar bahan api fosil, tiada produk sampingan berbahaya yang tinggal.

• Oleh kerana penjanaan angin adalah sumber tenaga boleh diperbaharui, kami tidak akan menyelesaikannya.
• Pertanian dan ragut masih boleh dilakukan di tanah yang diduduki oleh turbin angin, yang boleh membantu menghasilkan biofuel.
• Ladang angin boleh dibina di luar pesisir.

Peranti dan penggunaan pengumpul suria

Pengumpul suria primitif ialah plat logam hitam yang diletakkan di bawah lapisan nipis cecair lutsinar. Seperti yang anda ketahui daripada kursus fizik sekolah, objek gelap lebih panas daripada objek terang. Cecair ini bergerak dengan bantuan pam, menyejukkan pinggan dan memanaskan pada masa yang sama itu sendiri. Litar cecair yang dipanaskan boleh diletakkan di dalam tangki yang disambungkan sumber air sejuk. Dengan memanaskan air di dalam tangki, cecair dari pengumpul disejukkan.Dan kemudian ia kembali. Oleh itu, sistem tenaga ini membolehkan anda mendapatkan sumber air panas yang berterusan, dan pada musim sejuk juga radiator panas.

Terdapat tiga jenis pengumpul yang berbeza dalam peranti

Sehingga kini, terdapat 3 jenis peranti sedemikian:

• udara;
• tiub;
• rata.

Udara

Pengumpul udara terdiri daripada plat berwarna gelap.

Pengumpul udara adalah plat hitam yang ditutup dengan kaca atau plastik lutsinar. Udara beredar secara semula jadi atau paksa di sekeliling plat ini. Udara suam digunakan untuk memanaskan bilik di dalam rumah atau untuk mengeringkan pakaian.

Kelebihannya ialah kesederhanaan reka bentuk yang melampau dan kos rendah. Satu-satunya kelemahan ialah penggunaan peredaran udara paksa. Tetapi anda boleh melakukannya tanpanya.

berbentuk tiub

Kelebihan pengumpul sedemikian adalah kesederhanaan dan kebolehpercayaan.

Pengumpul tiub kelihatan seperti beberapa tiub kaca berbaris dalam satu baris, disalut di bahagian dalam dengan bahan yang menyerap cahaya. Ia disambungkan kepada pengumpul biasa dan cecair beredar melaluinya. Pengumpul sedemikian mempunyai 2 cara untuk memindahkan tenaga yang diterima: secara langsung dan tidak langsung. Kaedah pertama digunakan pada musim sejuk. Yang kedua digunakan sepanjang tahun. Terdapat variasi menggunakan tiub vakum: satu dimasukkan ke dalam yang lain dan vakum dicipta di antara mereka.

Ini mengasingkan mereka daripada persekitaran dan lebih baik mengekalkan haba yang terhasil. Kelebihannya ialah kesederhanaan dan kebolehpercayaan. Kelemahan termasuk kos pemasangan yang tinggi.

rata

Untuk membuat pengumpul berfungsi dengan lebih cekap, jurutera telah mencadangkan penggunaan penumpu.

Pengumpul plat rata adalah jenis yang paling biasa.Dialah yang menjadi contoh untuk menerangkan prinsip operasi peranti ini. Kelebihan varieti ini adalah kesederhanaan dan murah berbanding dengan yang lain. Kelemahannya ialah kehilangan haba yang ketara daripada subtipe lain yang tidak mengalaminya.

Untuk menambah baik sistem suria yang sedia ada, jurutera mencadangkan untuk menggunakan sejenis cermin yang dipanggil concentrators. Mereka membenarkan anda menaikkan suhu air daripada standard 120 hingga 200 C°. Subspesies pengumpul ini dipanggil kepekatan. Ini adalah salah satu pilihan yang paling mahal untuk pelaksanaan, yang tidak diragukan lagi merupakan kelemahan.

tempat ke-4. Loji kuasa pasang surut dan ombak

Loji kuasa hidroelektrik tradisional berfungsi mengikut prinsip berikut:

1. Tekanan air dibekalkan kepada turbin.
2. Turbin mula berputar.
3. Putaran dihantar ke penjana yang menjana elektrik.

Pembinaan stesen janakuasa hidroelektrik adalah lebih mahal daripada stesen janakuasa haba dan hanya boleh dilakukan di tempat yang mempunyai rizab tenaga air yang besar. Tetapi masalah utama ialah kerosakan ekosistem kerana keperluan untuk membina empangan.

Loji kuasa pasang surut berfungsi pada prinsip yang sama, tetapi menggunakan kuasa pasang surut untuk menjana tenaga.

Jenis tenaga alternatif "Air" termasuk arah yang menarik seperti tenaga gelombang. Intipatinya berpunca daripada penjanaan elektrik melalui penggunaan tenaga gelombang laut, yang jauh lebih tinggi daripada pasang surut. Loji janakuasa gelombang paling berkuasa hari ini ialah Pelamis P-750, yang menjana 2.25 MW tenaga elektrik.

Berayun pada ombak, convectors besar ("ular") ini membengkok, akibatnya omboh hidraulik mula bergerak ke dalam.Mereka mengepam minyak melalui motor hidraulik, yang seterusnya penjana elektrik. Elektrik yang terhasil dihantar ke pantai melalui kabel yang diletakkan di sepanjang bahagian bawah. Pada masa hadapan, bilangan convectors akan digandakan dan stesen itu akan dapat menjana sehingga 21 MW.

Sejarah penggunaan tenaga angin

Tidak mustahil untuk mengatakan dengan tepat bila penggunaan tenaga angin untuk menyelesaikan masalah ekonomi seseorang bermula. Kincir angin telah dikenali sejak zaman Mesir kuno. Di China purba, kincir angin digunakan untuk mengepam air dari sawah. Penggunaan layar untuk navigasi diketahui lebih awal lagi, dari zaman Babylon purba, dan ini hanya bukti bertulis.

Eropah pada zaman itu adalah kumpulan puak liar. Dengan kemunculan tanda-tanda tamadun, kincir angin, kapal layar muncul di sini juga. Tetapi untuk tempoh yang lama, penggunaan angin berakhir di sana. Sumber yang terlalu tidak stabil dan tidak dapat diramalkan, adalah mustahil untuk mengharapkannya tanpa mempunyai pilihan sandaran.

Dengan perkembangan pengeluaran, pam pertama untuk mengangkat air dari telaga muncul. Pada masa yang sama, penggunaan kincir angin sebagai pemanduan untuk mereka bermula. Peranti sedemikian masih berfungsi hari ini, ia mudah, boleh dipercayai dan tidak menuntut dalam operasi.

Penjana angin mula muncul dengan kemunculan peranti untuk menukar gerakan putaran kepada elektrik - penjana. Turbin angin berkembang pesat pada abad ke-20, walaupun perang menghentikan banyak projek di Eropah.

Hari ini, peneraju dalam penggunaan ladang angin ialah Amerika Syarikat dan China. Sebilangan besar stesen tersedia di Eropah, ia tertumpu di pantai barat.Kebanyakan semua di Denmark, yang agak boleh difahami - tidak ada sumber lain di negara ini.

Kecekapan tinggi HPP, ketiadaan angin kencang dan stabil di kebanyakan kawasan telah mengurangkan minat terhadap tenaga angin. Selain itu, peralatan yang wujud pada masa itu tidak mempunyai produktiviti yang tinggi, tidak memungkinkan untuk menghasilkan tenaga yang mencukupi. Isu itu diselesaikan dengan menggunakan penjana petrol atau diesel, lebih dipercayai dan bersedia untuk menghasilkan hasil yang diinginkan pada masa yang tepat.

Hari ini, minat terhadap tenaga angin telah berkembang dengan ketara. Perkembangan baharu yang lebih cekap telah muncul yang boleh menyediakan bilangan pengguna yang mencukupi. Di samping itu, terdapat magnet neodymium yang kuat yang membolehkan anda membuat penjana sendiri dengan keupayaan untuk bekerja pada kelajuan putaran perlahan, yang secara radikal mengubah keadaan dan menimbulkan minat yang besar di kalangan pereka.