5 svarbiausi atsinaujinančių energijos šaltinių tipai

Šiame straipsnyje kalbama apie penkis atsinaujinančių energijos šaltinių tipus. Tipai yra šie: 1. Saulės energija 2. Vėjo energija 3. Geoterminė energija 4. Potvynių energija 5. Biomasės energija.

Atsinaujinančios energijos šaltinis: # tipas # 1. Saulės energija:

Tiesioginiai saulės spinduliai, naudojami fotoelementuose, gali būti konvertuojami į energiją. Ši energija vadinama saulės energija.

Procesai:

Iki šiol du procesai yra laikomi labai efektyviais saulės energijos naudojimui:

1. Fotoelektros įranga:

Tai tiesioginių saulės spindulių pavertimo elektros energija per puslaidininkinius įtaisus procesas. Ji turi keletą programų. Tačiau konversijos procesas yra brangus - tris kartus brangesnis už vėjo energiją ir saulės šiluminę energiją. Vis dėlto tęsiant mokslinius tyrimus sumažėjo gamybos sąnaudos ir padidėjo jo efektyvumas bei tarnavimo laikas.

Dešimtojo dešimtmečio pabaigoje ši technologija gerokai pagerėjo ir tapo ekonomiškai gyvybinga. Moksliniai tyrimai atliekami siekiant sumažinti puslaidininkinių medžiagų sąnaudas, pagerinti konversijos procesą ir saulės kolektorių sudėtį.

Šiuo atžvilgiu pasikeitė trijų tipų fotovoltinės sistemos:

a) Vienkristalinė arba polikristalinė struktūra, \ t

b) koncentratoriaus struktūra arba modulis; \ t

(c) Plonasluoksnis modulis.

Vienos silicio kristalinės ir polikristalinės silicio ląstelės yra populiarios saulės energijos surinkimo sistemos. Koncentratoriaus sistemoje įrenginiai seka saulės padėtį ir atitinkamai paruošia ląsteles, naudodami lęšius arba veidrodžius saulės šviesai priimti. Tai geriau nei plokštieji kolektoriai.

„Plonos plėvelės“ fotovoltiniai elementai susideda iš geriausių puslaidininkinių medžiagų, nusodintų ant stiklo ar nerūdijančio plieno. Ši sistema yra pigesnė. Konstrukcijose naudojamas amorfinis silicis, kuris šiuo metu naudojamas įvairiose šalyse.

Saulės šiluminė technologija:

Saulės šilumos technologija, populiariai žinoma kaip Luz sistema (išrado Luz International Limited), susideda iš lovio formos veidrodžių su šviesos jutikliais ir mikroprocesoriais, kad saulės spinduliai taptų energija.

Įeinantys saulės spinduliai atsispindi veidrodžiais, padengtais plieno vamzdžiais. Per vamzdelį plaukioja specialus aliejus ir šildomas iki 411, 6 ° C. Jis sukurs itin šildomą garą, kuris pradės veikti elektrine turbina. Šioje sistemoje saugoma galia gali būti naudojama ir naktį.

Bendrą įmonę remė Izraelis ir JAV. Du inžinieriai Arnoldas J. Glodmanas ir Patrickas Francois, 1989 m. Los Andžele įsikūrę Mojave dykumoje, išrado šį gamyklą. .

Ji yra konkurencinga, ekologiška ir lengvai statoma. Tai yra 7% efektyvesnė už anglies ar naftos pagrindu veikiančius įrenginius ir 10% efektyviau nei atominės elektrinės. Šis augalų tipas bus efektyvesnis saulėtose šviesioje vietovėse visame pasaulyje.

Gamyba:

Saulės energija, nepaisant išlaidų sumažėjimo, vis dar sudaro mažiau nei 0, 5 proc. Pasaulinės energijos gamybos. Tačiau, atsižvelgiant į mažėjančias sąnaudas ir didelį potencialą, tikėtina, kad jis nuolat augs. Indijoje ir Kinijoje jis vis dažniau naudojamas prietaisuose, pvz., Vandens šildytuvuose, derliaus džiovyklose, viryklėse ir kt.

Šiuo atžvilgiu Kinija yra pranašesnė už kitas šalis, kuriose gaminami 20 000 kvadratinių metrų šilumos kolektorių. Kai kurios šalys šiuo metu rimtai bando naudoti saulės energiją kaimo elektrifikavimo procese. Pavyzdžiui, Dominikos Respublika pradėjo bendrą programą su JAV kompanija „Enersol Associates“, kad elektra būtų išplėsta kaimo vietovėse. Šri Lanka ir Indonezija taip pat yra panašios.

Elektros energijos gamyba iš saulės energijos nėra labai didelė. Jis yra mažesnis nei 700 GWH. Keturi penktadaliai jų gaminami JAV, ypač Kalifornijos dykumose, kur 600 MW galia gaminama iš saulės energijos. Izraelis taip pat gamina tam tikrą energijos kiekį. Dabar nešiojami žibintai, skaičiuotuvai, akumuliatorių įkrovikliai valdomi saulės energija.

Perspektyvos:

Saulės energijos perspektyva yra neribota. Nors fotovoltinių ląstelių plitimas nesiekia lūkesčių, jo efektyvumas gerokai padidėjo. Tikimasi, kad kaina gerokai padidės, kai sumažės kaina. Daugiau technologinių šio langelio pažangos ateinančiais metais saulės energija sukels didžiulę rinką.

Atsinaujinančios energijos šaltinis: # 2 tipas. Vėjo energija:

Vėjo energija yra visiškai neužteršta, neišsemiama atsinaujinančių energijos šaltinių. Energijos konversijos iš vėjo pūtimo mechanizmas yra labai paprastas ir praktikuojamas nuo viduramžių. Vėjo kinetinė energija per turbinas paverčiama elektros energija.

Žemės planetos vėjo sistemos yra labai nuspėjamos ir nuoseklios.

Pagal vėjo sistemų charakteristikas, greičio ir pūtimo modelį jis gali būti suskirstytas į tris tipus:

1. Nuolatinės vėjo sistemos, \ t

2. Vietinės vėjo sistemos ir

3. Pakrančių, žemės ir jūros vėjas.

Nuolatinės vėjo sistemos yra prekybos vėjai - Westerlies; vietinės vėjo sistemos, pvz., monsono smūgis sezono metu. Be pakrančių stiprių vėjų, sausumos ir jūros vėjai yra labai nuoseklūs ir tokie galingi, kad, jei jie tinkamai naudojami, jie gali duoti žymią elektros energijos dalį be jokių didelių pasikartojančių išlaidų.

Gamyba:

Iki šiol tik nedaugelis šalių galėjo panaudoti didelį kiekį elektros energijos iš vėjo energijos. Jungtinės Amerikos Valstijos gamina maksimalią - 2700 gigatinių valandų valandą 1993–1994 m., Po to sekė Danija - 744 gigatinių valandų valandos ir Australija –125 gigavatų valandų.

1999 m. Eksploatuojamos 20 000 vėjo jėgainių, išsidėsčiusios per 12 šalių, kurių pajėgumas didesnis nei 2200 megavatų.

Tarp vartojimo šalių Danija registruoja didžiausią augimo tempą, kai 3400 turbinų sudaro 3% viso energijos poreikio. Tačiau JAV - didžiausia vėjo energijos gamybos šalis - turi daugumą Kalifornijoje esančių gamybos stočių, kuriose apie 15 000 turbinų sudaro 1% nacionalinio reikalavimo.

Indija, vėjo energijos gamybos srityje, atsilieka. Ji turi plataus užmojo programą, skirtą įrengti 250 vėjo jėgainių, kurių bendras pajėgumas yra 45 megavatai, per 12 tinkamų vietų, būtent pakrantės zonose. Labai patikimos Indijos turbinos, kurias įvertino Energetikos ir energetikos ministerija, artimiausioje ateityje galės pagaminti 3000 megavatų.

Netradicinių energijos šaltinių ministerija vysto vėjo energiją Indijoje, kad sumažintų naftos importo sąskaitos naštą. Šalies vėjo energijos gamybos potencialas viršija 150 000 megavatų, iš kurių 1/4 yra susigrąžinamas.

Privalumai:

1. Aplinkai nekenksmingas ir be taršos.

2. Veiklos ir priežiūros išlaidos yra minimalios.

3. Planavimas, projekto ataskaita, techninio gyvybingumo ataskaita ir statyba reikalauja tik kelis mėnesius.

4. Mažoms turbinoms reikalinga paprasta technologija.

5. Mažos turbinos dažnai naudingos perduodant atokiose vietovėse. Todėl išvengiama perdavimo nuostolių.

Trūkumai:

1. Palyginti su iškastiniu kuru, jis vis dar nėra ekonomiškai perspektyvus, nes produkcija yra labai maža ir nepastovi.

2. Dauguma mašinų turi būti importuojami iš JAV ir Europos.

3. Statyba yra labai sudėtinga, nes vietovės dažniausiai yra nepasiekiamos, priešiškos vietovės.

4. Vėjo pūtimas gali būti neįprastas.

Vėjo energijos ateitis:

Skirtingi vėjo energijos plėtros eksperimentai per pastaruosius du dešimtmečius (1980–2000 m.) Lėmė mažesnę technologijų kainą ir mašinų pritaikomumą skirtingomis sąlygomis. Vėjo jėgainės dabar yra palyginti pigesnės, o kainos sumažėjo iki trečdalio ankstesnės kainos.

Kai rinkoje atsiras daug geresnių dizainų, tai bus pigiau nei anglies ar naftos pagrindu gaminami įrenginiai. Tai bus būsimo pasaulio energija.

Atsinaujinančios energijos šaltinis: # 3 tipas . Geoterminė energija:

Žemiau žemės plutos (12-60 km storio) temperatūra didėja.

Antrasis sluoksnis - apvalkalas yra apie 3000 km storio. Trečia - išorinė šerdis, kurios storis yra apie 2000 km. Vidinė šerdis (4 sluoksnis) yra apie 1500 km

Temperatūra žemės šerdyje gali siekti iki 4 800 ° C, kai visos sunkiosios medžiagos, tokios kaip nikelis, geležis ir kt., Paverčiamas išlydyta lavos būsena.

Jei plutos ir mantijos atsiranda plyšių ar įtrūkimų, tada magma iš mantijos ryškiai išeina. Ši didžiulė šilumos energija gali būti sėkmingai panaudota ir gali būti konvertuojama į elektros energiją. Jis yra žinomas kaip „geoterminė energija“.

Ši energija dabar yra laikoma vienu iš pagrindinių energijos šaltinių, kurie gali palengvinti dabartinę pasaulio energetikos krizę. Galimos vietos, kuriose gali būti panaudota geoterminė energija, yra geizeriai, karštų šaltinių, ugnikalnių ir kt.

Geoterminės energijos naudojimas yra toks pat senas, kaip ir pati civilizacija. Karštosios spyruoklės ir geizeriai naudojami nuo viduramžių.

Pirmasis sėkmingas šiuolaikinis (1890 m.) Bandymas įžeminti šilumą buvo pastatytas Boise mieste, Aidaho mieste (JAV), kur buvo pastatytas karšto vandens vamzdynų tinklas, suteikiantis šilumą aplinkiniams pastatams. Ši gamykla vis dar veikia sklandžiai.

Vėliau ši idėja išplito Europoje. 1904 m. Italijos Toskanos rajone buvo taikoma vietinė energijos konversijos sistema. Naujoji Zelandija buvo trečioji šalis, kurioje 1958 m. Wairakoje buvo pastatyta geoterminė gamykla, gaminanti 300 MW galios.

Magmatiniai įsilaužimai, kilę iš šešių septynių mylių (10 km), dažnai sukuria didelį vandens telkinį, kur temperatūra gali viršyti 500 ° F (260 ° C). Dažnai jie gamina didelius geizerius, pvz., „Old Faithful“ Jeloustouno parke, JAV. Šie geizeriai ir karštos spyruoklės yra nesibaigiančios energijos šaltinis ištisus metus, jei jie tinkamai naudojami.

Geoterminių įrenginių technologija yra labai paprasta. Paviršinis vanduo - per poringus sluoksnius ar įtrūkimus - labai giliai įsiskverbia ir suranda karštus taškus, ypatingą geologinę formą, kuri tampa labai karšta. Tada šis karštas vanduo išleidžiamas automatiškai ir surenkamas energijai gaminti. Jei jis neišstumiamas, jį galima surinkti per gręžimo operaciją.

Bendrieji geoterminių įrenginių procesai yra:

1. Išstumtas natūralus garas tiesiogiai patenka į vamzdžius, kad būtų galima generuoti variklius.

2. Karštas vanduo iš požeminio yra naudojamas gyvenamajam arba pramoniniam šildymui.

3. Šaltas paviršinis vanduo įpurškiamas į karštus požeminius rezervuarus, gaminančius garus, naudojamus turbinose.

Gamyba:

Geoterminė energija yra viena iš sparčiausiai augančių energijos šaltinių. 1995–1996 m. Pasaulinė produkcija buvo 48, 040 mln. Kilovatvalandžių, nuo 1985 m.

JAV yra didžiausia geoterminės energijos gamintoja, gaminanti 18 000 mln. KW valandų, nuo 1985 metų užregistravusi 58% augimą. Pirmasis bandymas gaminti energiją iš šio šaltinio buvo 1890 m. Boise mieste, Aidaho mieste. Nuo 1960 m. Buvo dedamos pastangos įvertinti geoterminį vandenį ir garų potencialą Kalifornijos geizeriuose. Iki 1990 m. 20 karšto vandens ir garo gręžinių 20 elektrinių pradėjo naudoti 3% Kalifornijoje suvartojamos elektros energijos.

1979 m. Chesapeake įlankos pakrantėje, Maryland, buvo išgręžtas geoterminis šulinys. Galimos geografinės šilumos gamybos vietos buvo skirtos iš Pietų Džordžijos į Naująjį Džersį.

Meksika, Filipinai, Italija, Japonija ir visos kitos ugnikalnių užkrėstos šalys dabar gamina didžiulę geoterminę energiją.

Privalumai:

1. Universalus energijos šaltinis, turintis daugybę naudojimo galimybių.

2. Turi didžiulį potencialą, jei jis yra tinkamai išjungtas.

3. Karšto taško aptikimas žemiau žemės paviršiaus yra labai paprasta per palydovinius vaizdus.

4. Pasikartojančios išlaidos yra nereikšmingos.

Trūkumai:

1. Gali atsirasti žemė.

2. Požeminiai mineralai gali užteršti vietinį vandenį.

3. Pradinės išlaidos yra didelės.

Atsinaujinančios energijos šaltinis: # 4 tipas.

Vandenyno srovės yra begalinės energijos parduotuvė. Nuo XVIII – XVIII a. Pradžios buvo stengiamasi sukurti efektyvesnę energetikos sistemą nuo nepertraukiamo vandenyno srovės bangų. Naujasis Anglijos pakrantė JAV liudijo šį eksperimentą per 300 metų.

Pirmasis potvynių energijos projektas, galbūt, yra Dr. Franklin Roosevelt smegenų vaikas. Kanados „Fundy“ įlankoje jis apskaičiavo, kad potvynių bangos aukščio pokytis viršija 10-15 m. (Nuo 30 iki 50 pėdų). Šios pastangos buvo veltui. Po 1980 m. Kanados vyriausybė vėl pradėjo projektą ir pastatė 8 km ilgio užtvanką, skirtą potvynių energijai panaudoti.

Nuo tada „Fundy Bay“ zonoje buvo imtasi bent 15 potvynių. Tarp jų yra Annapolis, Shepody, Cabscook ir Amherst.

Prancūzija taip pat yra pirmaujanti potvynių energijos gamintoja. La Ranee estuarija yra didžiausia Prancūzijoje, kur elektros energijos gamyba atitinka kaimynystės poreikius. Šv. Mykolas yra dar viena sritis, kurioje vyksta statybos darbai. Severnas Jungtinėje Karalystėje ir „Kislaya Bay“ Rusijoje taip pat gamina potvynio elektros energiją. Indijos vyriausybė dabar planuoja sukurti kelis potvynių energijos projektus rytinėje pakrantėje ir Kutcho įlankoje.

Atsinaujinančios energijos šaltinis: # 5 tipas . Biomasės energija:

Biomasė reiškia energiją, kurią galima panaudoti iš bet kokios natūralios augimo formos. Tai gali būti ir gyvūninės, ir augalinės atliekos - paprastai degalų mediena, mėšlas ir pasėlių likučiai.

Biomasė yra galimas energijos konversijos šaltinis. Jis gali būti konvertuojamas į elektros energiją, šilumos energiją arba dujas, skirtas kepimo ir degalų tiekimo varikliams. Ji ištrina atliekas ar šiukšles ir, kita vertus, gamins energiją.

Tai pagerins nepakankamai išsivysčiusių ir besivystančių šalių kaimo vietovių ekonominį gyvenimą, sumažins aplinkos taršą, padidins savarankiškumą ir sumažins spaudimą kurui. Iš tiesų daug naudingas energijos šaltinis!

Kaimo ir miesto-pramonės regionuose biomasės energija labai skiriasi:

1. Miesto ir pramonės regionuose kietųjų atliekų šalinimas kelia rimtų problemų. Jis gali būti laikomas žaliava elektros gamybai. Remiantis skaičiavimais, kiekviena šio kietojo atliekų kg gali pagaminti 12 000 BTU energijos. Šią energiją galima patogiai naudoti paprastuose generatoriuose.

Procesas:

Atliekų perdirbimo ir energijos gamybos procesas yra labai paprastas. Šiukšlių šalinimui, smulkinimui ir oro filtravimui reikia pašalinti drėgmę ir nedegias daleles.

2. Kaimo ekonomika taip pat gali sėkmingai naudoti biomasę energijos gamybai ir miesto nuotekoms kaip trąšas lauke. Deginant medieną, mėšlą ir pasėlių likučius galima sėkmingai paversti energija po dujinimo. Ši dujota biomasė gali būti konvertuojama į elektros energiją arba naudojama kaip kuras maisto ruošimui ar varikliams.

Procesas:

Konversijos procesas žinomas net nuo 1940 metų. Tačiau naujasis dujinimo procesas yra efektyvesnis. Dujų turbinos arba biomasės dujos gali konvertuoti biomasę į dujas, kurios gali būti naudojamos kaip anglies dujos. Sėkmingi bandymai atlikti biomasės sodinimą ir didelio masto dujinimą Brazilijos cukranendrių plantacijose, kur cukranendrių sultys paverčiamos etilo alkoholiu, tinkamu naudoti automobiliuose.

Panašūs sėkmingi eksperimentai šiuo metu vykdomi JAV, siekiant naudoti sojos ekstraktus automobilių degalų gamybai. Taip pat sėkmingai naudojamas cukranendrių fermentuotas etanolis. Tai galiausiai gali sumažinti priklausomybę nuo naftos.

Privalumai:

1. Elektrifikavimas į kaimo vietoves bus pigesnis ir paprastesnis.

2. Jis sukurs užimtumą kaimo vietovėse besivystančiose gyventojų šalyse.

3. Priklausomybė nuo importuoto iškastinio kuro.

4. Ekologiški, likučiai yra biologiškai skaidomi.

Problemos:

Tačiau biomasės pertvarkymas į energiją yra be problemų.

Pagrindinės problemos yra šios:

1. Biomasės plantacijos gali trukdyti ekologinei pusiausvyrai.

2. Dirvožemio erozija paspartės.

3. Dirvožemio maistinės medžiagos bus išeikvotos.

Biodujų elektros energija besivystančiame pasaulyje:

Tankiai apgyvendintose Pietryčių Azijos šalyse biodujų virimo aparatas sukūrė naują viltį kovoti su augančia energetikos krize. Paprastas organinių medžiagų fermentavimas per vietines dujų kameras duoda reikiamą energiją buitiniam elektrifikavimui, virimui, šildymui ir vandens pumpavimui. Karvės mėšlas naudojamas kaip pagrindinis kuras, kuris yra be namų ūkių.

Šiuo metu Kinija ir Indija turi mažiausiai 7 mln. Ir 2 mln.

Šie virimo aparatai turi keletą privalumų:

1. Pigiau įdiegti.

2. Procesas yra paprastas.

3. Veikimas yra švarus.

4. Padidina pasitikėjimą savimi.

5. Atsinaujinanti energijos gamybos forma.

Dujų kameros nuvažiavo iš Naji koncentracijos stovyklų. Tada (1940–1945) „Naji“ Vokietijos „dujų kameros“ buvo mirties kameros. Dabar jie yra bio (gyvenimo) kameros. Kaip sakė garsus fizikas Kapitza: Kalbėti apie atominę energiją atominės bombos požiūriu yra panašus į kalbėjimą apie elektros energiją elektros grandinėje.