Обновлива енергија - припаѓа на XNUMX век

На веб-страницата на BP Statistical Review of World Energy, можете да најдете информации дека до 2030 година светската потрошувачка на енергија ќе го надмине сегашното ниво за околу една третина. Затоа, желбата на развиените земји е да се задоволат растечките потреби со помош на „зелени“ технологии од обновливи извори (ОИЕ).

1. Парк на ветер на брегот

Во Полска, до 2020 година, 19% од енергијата треба да доаѓа од такви извори. Во сегашните услови, ова не е евтина енергија, па затоа се развива главно благодарение на финансиската поддршка на државите.

Според анализата на Институтот за обновлива енергија од 2013 година, трошоците за производство на 1 MWh обновлива енергија варира, во зависност од изворот, од 200 до дури 1500 Зл.

За споредба, големопродажната цена на 1 MWh електрична енергија во 2012 година беше приближно 200 PLN. Најевтино во овие студии беше да се добие енергија од постројки за согорување со повеќе гориво, т.е. ко-палање и депониски гас. Најскапата енергија се добива од водата и термалните води.

Најпознатите и највидливите форми на ОИЕ, односно турбините на ветер (1) и соларните панели (2), се поскапи. Меѓутоа, долгорочно, цените на јагленот и, на пример, на нуклеарната енергија неизбежно ќе се зголемат. Различни студии (на пример, студија на групата RWE во 2012 година) покажуваат дека категориите „конзервативни“ и „национални“, т.е. извори на енергија ќе поскапи на долг рок (3).

И ова ќе ја направи обновливата енергија алтернатива не само еколошка, туку и економска. Некогаш се заборава дека и фосилните горива се силно субвенционирани од државата, а нивната цена, по правило, не го зема предвид негативното влијание што го има врз животната средина.

Коктел соларно-вода-ветер

Во 2009 година, професорите Марк Џејкобсон (Универзитет Стенфорд) и Марк Де Лучи (Универзитетот во Калифорнија, Дејвис) објавија статија во Scientific American во која се тврди дека до 2030 година целиот свет може да се префрли на обновлива енергија. Во пролетта 2013 година, тие ги повторија своите пресметки за американската сојузна држава Њујорк.

Според нивното мислење, наскоро може целосно да ги напушти фосилните горива. тоа обновливи извори можете да ја добиете потребната енергија за транспорт, индустрија и население. Енергијата ќе дојде од таканаречената WWS мешавина (ветер, вода, сонце - ветер, вода, сонце).

Дури 40 отсто од енергијата ќе доаѓа од морските фарми со ветерници, од кои ќе треба да се распоредат речиси тринаесет илјади. На копно ќе бидат потребни повеќе од 4 лица. турбини кои ќе обезбедат уште 10 отсто од енергијата. Следните 10 проценти ќе дојдат од речиси XNUMX проценти од соларните фарми со технологија за концентрација на радијација.

Конвенционалните фотоволтаични инсталации ќе додадат 10 проценти една на друга. Уште 18 проценти ќе дојдат од соларни инсталации - во домови, јавни згради и седиште на корпорации. Енергијата што недостасува ќе ја надополнат геотермалните централи, хидроцентралите, плимните генератори и сите други обновливи извори на енергија.

Научниците пресметале дека преку употреба на систем заснован на обновлива енергија побарувачката за енергија - благодарение на поголемата ефикасност на таков систем - ќе опадне на ниво на државата за околу 37 проценти, а цените на енергијата ќе се стабилизираат.

Ќе се отворат повеќе работни места отколку што ќе се изгубат бидејќи целата енергија ќе се произведува во државата. Покрај тоа, се проценува дека околу 4 луѓе ќе умираат секоја година поради намаленото загадување на воздухот. помалку луѓе, а цената на загадувањето ќе се намали за 33 милијарди долари годишно.

3. Цени на енергијата до 2050 година - студија на RWE

Тоа значи дека целата инвестиција ќе се исплати за околу 17 години. Можно е тоа да биде побрзо, бидејќи државата може да продаде дел од енергијата. Дали претставниците на државата Њујорк го делат оптимизмот на овие пресметки? Мислам дека малку да и малку не.

На крајот на краиштата, тие не „фрлаат“ сè за да го направат предлогот реалност, но, се разбира, инвестираат во производствени технологии Обновлива енергија. Поранешниот градоначалник на Њујорк Мајкл Блумберг пред неколку месеци објави дека најголемата депонија во светот, паркот Фрешкилс на Стејтен Ајленд, ќе биде претворена во една од најголемите соларни централи во светот.

Онаму каде што отпадот во Њујорк се распаѓа, ќе се генерираат 10 мегавати енергија. Остатокот од територијата на Фрешкилс, или речиси 600 хектари, ќе биде претворен во зелени површини од парковски карактер.

Каде се правилата за обновливи извори

Многу земји се веќе на добар пат кон позелена иднина. Скандинавските земји одамна го надминаа прагот од 50% за добивање енергија од обновливи извори. Според податоците објавени во есента 2014 година од меѓународната еколошка организација WWF, Шкотска веќе произведува повеќе енергија од ветерници отколку што им е потребно на сите шкотски домаќинства.

Овие бројки покажуваат дека во октомври 2014 година, шкотските турбини на ветер произвеле електрична енергија еднаква на 126 отсто од потребите на локалните домови. Севкупно, 40 проценти од енергијата произведена во овој регион доаѓа од обновливи извори.

Ze обновливи извори повеќе од половина од шпанската енергија доаѓа од. Половина од таа половина доаѓа од извори на вода. Една петтина од целата шпанска енергија доаѓа од ветерниците. Во мексиканскиот град Ла Паз, пак, постои соларна централа Aura Solar I со моќност од 39 MW.

Дополнително, привршува и инсталацијата на втората фарма Groupotec I од 30 MW, благодарение на што градот наскоро може целосно да се снабдува со енергија од обновливи извори. Пример за земја која постојано спроведува политика на зголемување на уделот на енергија од обновливи извори низ годините е Германија.

Според Agora Energiewende, во 2014 година обновливите извори на енергија учествуваа со 25,8% од понудата во оваа земја. До 2020 година Германија треба да добие повеќе од 40 отсто од овие извори. Енергетската трансформација на Германија не е само за напуштање на нуклеарната и јагленовата енергија во корист на обновлива енергија во енергетскиот сектор.

Не треба да се заборави дека Германија е лидер и во создавањето решенија за „пасивни куќи“, кои во голема мера се без системи за греење. „Нашата цел 2050 отсто од електричната енергија во Германија да доаѓа од обновливи извори до 80 година останува на сила“, изјави неодамна германската канцеларка Ангела Меркел.

Нови соларни панели

Во лабораториите, постои постојана борба за подобрување на ефикасноста. обновливи извори на енергија – на пример, фотоволтаични ќелии. Соларните ќелии, кои ја претвораат светлосната енергија на нашата ѕвезда во електрична енергија, се приближуваат до рекордот на ефикасност од 50 проценти.

4. Графен на пена за конверзија од соларно во пареа со MIT

Сепак, системите на пазарот денес покажуваат ефикасност не повеќе од 20 проценти. Најсовремени фотоволтаични панели кои толку ефикасно се претвораат енергија на сончевиот спектар - од инфрацрвена, преку видливиот опсег, до ултравиолетови - тие всушност се состојат не од една, туку од четири клетки.

Полупроводничките слоеви се надредени еден на друг. Секој од нив е одговорен за добивање различен опсег на бранови од спектарот. Оваа технологија е скратено CPV (концентраторски фотоволтаици) и претходно е тестирана во вселената.

Минатата година, на пример, инженерите од Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ) создадоа материјал кој се состои од графитни снегулки поставени на јаглеродна пена (4). Сместено во вода и насочено кон неа од сончевите зраци, формира водена пареа, претворајќи до 85 проценти од целата енергија на сончевото зрачење во неа.

Новиот материјал работи многу едноставно - порозниот графит во горниот дел е способен совршено да апсорбира и складира сончева енергијаа на дното има јаглероден слој, делумно исполнет со воздушни меури (за да може материјалот да лебди на вода), спречувајќи топлинската енергија да излезе во водата.

5. Фотоволтаични антени во поле со сончогледи

Претходните соларни раствори со пареа мораа да ги концентрираат сончевите зраци дури илјада пати за да можат да работат.

Новото решение на MIT бара само десет пати поголема концентрација, што го прави целото поставување релативно евтино.

Или можеби обидете се да комбинирате сателитска антена со сончоглед во една технологија? Инженерите во Airlight Energy, швајцарска компанија со седиште во Бјаска, сакаат да докажат дека тоа е можно.

Тие развија 5-метарски плочи опремени со комплекси со соларна низа кои личат на сателитски ТВ антени или радио телескопи и ги следат сончевите зраци како сончогледи (XNUMX).

Тие треба да бидат специјални енергетски колектори, кои обезбедуваат не само електрична енергија на фотоволтаичните ќелии, туку и топлина, чиста вода, па дури и, по употреба на топлинска пумпа, напојуваат фрижидер.

Огледалата расфрлани по нивната површина пренесуваат инцидентно сончево зрачење и го фокусираат на панелите, дури и до 2 пати. Секој од шесте работни панели е опремен со 25 фотоволтаични чипови ладени со вода што тече низ микроканали.

Благодарение на концентрацијата на енергија, фотоволтаичните модули работат четири пати поефикасно. Кога е опремена со постројка за бигор на морска вода, единицата користи топла вода за да произведе 2500 литри свежа вода дневно.

Во оддалечените области, наместо постројки за бигор, може да се инсталира опрема за филтрирање на вода. Целата структура на цветна антена од 10 метри може да се преклопи и лесно да се транспортира со мал камион. Нова идеја за користење на сончевата енергија во помалку развиените области тоа е Соларкиоск (6).

Овој тип на единица е опремен со Wi-Fi рутер и може да полни повеќе од 200 мобилни телефони дневно или да напојува мини фрижидер во кој, на пример, може да се чуваат есенцијални лекови. Веќе се пуштени во употреба десетици вакви киосци. Тие главно оперираат во Етиопија, Боцвана и Кенија.

7. Проект за облакодер Пертамина

Енергична архитектура

Облакодерот Пертамина (99) од 7 ката, кој се планира да се гради во Џакарта, главниот град на Индонезија, треба да произведува енергија колку што троши. Ова е првата зграда со нејзината големина во светот. Архитектурата на зградата била тесно поврзана со локацијата - дозволува само потребното сончево зрачење да влезе, што ви овозможува да ја заштедите остатокот од сончевата енергија.

8. Зелен ѕид во Барселона

Скратената кула делува како тунел за користење ветровита енергија. На секоја страна од објектот се поставени фотоволтаични панели, што овозможува да се произведува енергија во текот на денот, во секое време од годината.

Зградата ќе има интегрирана геотермална централа која ќе ја надополни соларната и ветерната енергија.

Во меѓувреме, германски истражувачи од Универзитетот во Јена подготвија проект за „паметни фасади“ на згради. Преносот на светлината може да се прилагоди со притискање на копче. Не само што се опремени со фотоволтаични ќелии, туку и за одгледување алги за производство на биогориво.

Проектот Large Area Hydraulic Windows (LaWin) е поддржан од европските фондови во рамките на програмата Хоризонт 2020. Чудото на модерната зелена технологија што никнува на фасадата на театарот Равал во Барселона нема никаква врска со горенаведениот концепт (8).

Вертикалната градина дизајнирана од Urbanarbolismo е целосно самостојна. Растенијата се наводнуваат со систем за наводнување чии пумпи се напојуваат од генерирана енергија фотоволтаични панели се интегрира со системот.

Водата, пак, доаѓа од врнежите. Дождовницата тече низ олуците во резервоар за складирање, од каде потоа се пумпа со пумпи на соларна енергија. Нема надворешно напојување.

Интелигентниот систем ги наводнува растенијата според нивните потреби. Сè повеќе структури од овој тип се појавуваат во голем обем. Пример е Националниот стадион со соларна енергија во Каосиунг, Тајван (9).

Дизајниран од јапонскиот архитект Toyo Ito и пуштен во употреба во 2009 година, тој е покриен со 8844 фотоволтаични ќелии и може да генерира до 1,14 гигават-часови енергија годишно, обезбедувајќи 80 отсто од потребите на областа.

9. Соларен стадион во Тајван

Дали стопените соли ќе добијат енергија?

Складирање на енергија во форма на стопена сол е непозната. Оваа технологија се користи во големи соларни централи, како што е неодамна отворената Иванпа во пустината Мохаве. Според се уште непознатата компанија Халотехникс од Калифорнија, оваа техника е толку ветувачка што нејзината примена може да се прошири на целиот енергетски сектор, особено на обновливите извори, се разбира, каде клучен проблем е прашањето за складирање на вишок во услови на недостиг на енергија.

Компанијата тврди дека складирањето на енергија на овој начин е половина од цената на батериите, разни видови големи батерии. Во однос на трошоците, може да се натпреварува со системи за складирање со пумпа, кои, како што знаете, може да се користат само под поволни теренски услови. Сепак, оваа технологија има свои недостатоци.

На пример, само 70 отсто од енергијата складирана во стопените соли може повторно да се искористи како електрична енергија (90 отсто во батерии). Халотехникс моментално работи на ефикасноста на овие системи, вклучително и користење топлински пумпи и разни мешавини со сол.

10. Резервоари за стопена сол за складирање на енергија

Демонстративната фабрика беше пуштена во употреба во националните лаборатории Сандија во Арбукерки, Ново Мексико, САД. складирање на енергија со стопена сол. Специјално е дизајниран да работи со технологијата CLFR, која користи огледала што складираат сончева енергија за загревање на течноста за прскање.

Тоа е стопена сол во резервоар. Системот ја зема солта од ладниот резервоар (290°C), ја користи топлината на ретровизорите и ја загрева течноста на температура од 550°C, по што ја пренесува во следниот резервоар (10). Кога е потребно, стопената сол на висока температура се пренесува низ разменувач на топлина за да се создаде пареа за производство на енергија.

На крајот, стопената сол се враќа во ладниот резервоар и процесот се повторува во затворена јамка. Компаративните студии покажаа дека користењето стопена сол како работна течност овозможува работа на високи температури, ја намалува количината на сол потребна за складирање и ја елиминира потребата од две групи разменувачи на топлина во системот, намалувајќи ги трошоците и сложеноста на системот.

Решение кое обезбедува складирање на енергија во помал обем, можно е да се постави парафинска батерија со соларни колектори на покривот. Ова е технологија развиена на шпанскиот универзитет во Баскија (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).

Наменет е за употреба од просечно домаќинство. Главното тело на уредот е направено од алуминиумски плочи потопени во парафин. Водата се користи како медиум за пренос на енергија, а не како медиум за складирање. Оваа задача му припаѓа на парафинот, кој зема топлина од алуминиумските панели и се топи на температура од 60°C.

Во овој изум, електричната енергија се ослободува со ладење на восокот, кој дава топлина на тенките панели. Научниците работат на дополнително подобрување на ефикасноста на процесот со замена на парафинот со друг материјал, како што е масна киселина.

Енергијата се произведува во процесот на фазна транзиција. Инсталацијата може да има различна форма во согласност со барањата за изградба на зградите. Можете дури и да изградите таканаречени лажни тавани.

Нови идеи, нови начини

Уличните светла, развиени од холандската компанија Каал Мастен, можат да се инсталираат насекаде, дури и во неелектрифицирани области. Не им треба електрична мрежа за работа. Тие светат само благодарение на соларните панели.

Столбовите на овие светилници се покриени со соларни панели. Дизајнерот тврди дека во текот на денот можат да акумулираат толку многу енергија што потоа светат цела ноќ. Дури и облачното време нема да ги исклучи. Вклучува импресивен сет на батерии штедливи светилки ДИОДИ КОИ ЕМИТУВААТ СВЕТЛИНА.

Духот (11), како што беше именуван оваа фенерче, треба да се заменува на секои неколку години. Интересно, од еколошка гледна точка, овие батерии се лесни за ракување.

Во меѓувреме, во Израел се садат соларни дрвја. Немаше да има ништо извонредно во ова да не беше тоа што наместо лисја, во овие насади се поставени соларни панели кои примаат енергија, која потоа се користи за полнење на мобилни уреди, ладење вода и емитување на Wi-Fi сигнал.

Дизајнот наречен eTree (12), се состои од метално „стебло“ кое се разгранува, а на гранките соларни панели. Енергијата добиена со нивна помош се складира локално и може да се „префрли“ на батериите на паметните телефони или таблетите преку USB-порта.

12. Електронско дрво дрво

Ќе се користи и за производство на извор на вода за животните, па дури и за луѓето. Дрвјата треба да се користат и како фенери во текот на ноќта.

Тие можат да бидат опремени со информативни дисплеи со течни кристали. Првите градби од овој тип се појавија во паркот Ханадив, во близина на градот Зикрон Јаков.

Верзијата со седум панели генерира моќност од 1,4 киловати, што може да напојува 35 просечни лаптопи. Во меѓувреме, потенцијалот за обновлива енергија сè уште се открива на нови места, како на пример каде реките се влеваат во морето и се спојуваат со солена вода.

Група научници од Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ) одлучија да ги проучуваат феномените на обратна осмоза во средини во кои се мешаат води со различни нивоа на соленост. Постои разлика во притисокот на границата на овие центри. Кога водата минува низ оваа граница, таа се забрзува, што е извор на значителна енергија.

Научниците од универзитетот лоциран во Бостон не отидоа далеку за практична проверка на овој феномен. Тие пресметале дека водите на овој град, кои се влеваат во морето, можат да генерираат доволно енергија за да се задоволат потребите на локалното население. капацитети за третман.