8 fonti energetiche rinnovabili che potrebbero sostituire petrolio e gas

1. energia solare

Quando si parla di fonti rinnovabili, prima di tutto, tutti ricordano l'energia solare ei pannelli per la sua conversione. Esistere due tipi di tali generatori: tipo fotovoltaico e concentrato.

I primi funzionano così: quando un conduttore o un semiconduttore in una batteria si riscalda a causa dell'assorbimento di energia solare radiazione, si crea una differenza di potenziale tra le regioni fredde e calde e una elettrica attuale.

I generatori di tipo concentrato raccolgono la luce, riscaldano il liquido, si trasformano in vapore e generano elettricità mediante turbine rotanti. Il principio di funzionamento di tali pannelli si confronta favorevolmente in quanto consente di accumulare calore, il che significa che rimangono limitatamente efficaci durante la notte.

Oltre a generare elettricità, anche la luce solare può fare domanda a per il riscaldamento diretto di liquidi, ad esempio in piscine e docce. Un grande serbatoio situato sul tetto di una casa ecologica farà risparmiare molto sull'elettricità.

2. biocarburante

La biomassa è materiale derivato da organismi viventi, più comunemente piante o alghe. Vivono di energia solare e acqua, si moltiplicano in modo efficiente e hanno una natura docile.

Il più comune fonte la biomassa al momento è il legno, cioè alberi morti, rami e ceppi, sfalci di tavole, trucioli di legno e altri scarti di produzione. E anche colture: miglio, canapa, mais, soia, miscanto, sorgo, canna da zucchero, bambù. Inoltre, un'ottima fonte di biomassa può diventare alghe perché crescono molto velocemente.

Da tutto questo si ottengono etanolo, butanolo, idrogeno, gas metano, syngas, biodiesel e altro ancora.

Il vantaggio dell'energia, costruita sulla biomassa, è lo smaltimento efficiente dei rifiuti. Da tutto ciò che le persone non possono o non hanno il tempo di mangiare, puoi ottenere carburante. Già ora la sua produzione è buona stabilito negli Stati Uniti e in Brasile, oltre che nel sud-est asiatico.

È vero, il passaggio ai biocarburanti non risolve il problema del riscaldamento globale, perché deve ancora essere bruciato, proprio come olio e benzina. Ma almeno cresce da solo e non si esaurisce come i minerali.

3. energia oceanica

Le onde dell'oceano, le maree e le correnti creano un'enorme riserva di energia cinetica: è persino un peccato che così tanta bontà venga sprecata. Ma in effetti, alcuni paesi hanno già imparato a trarre vantaggio da tutto questo - Per esempio, nel Regno Unito ha costruito Oyster, il generatore di onde più grande del mondo.

Il principio di funzionamento di tali dispositivi è il seguente: onde mossa galleggianti, quelli azionano la pompa a pistoni. Lui, a sua volta, spinge l'acqua di mare verso la riva attraverso un tubo, dove fa girare il rotore di un generatore idroelettrico.

Oltre alle centrali mareomotrici costiere, ci sono progetti per modifiche subacquee. Funzioneranno come un normale mulino a vento: un enorme mulino con pale è fissato sul fondo del mare, una potente corrente fa girare l'albero nel generatore.

Oltre al banale utilizzo dell'energia cinetica delle maree e delle correnti, esiste un modo più stravagante per estrarre elettricità dai mari.

Il fatto è che il Sole riscalda costantemente la superficie dell'acqua della Terra - in effetti, gli oceani sono un'enorme batteria. Si stima che anche il 5% del calore che produce fornire produzione di 10.000 GW di energia elettrica.

Le centrali idrotermali oceaniche aiuteranno in questo. lavoro sono così: abbassiamo un enorme tubo in profondità sul fondo dell'oceano, che prenderà l'acqua da lì. Dopo essere entrato negli scambiatori di calore con liquido caldo vicino alla superficie oceano in condizioni di pressione ridotta, l'acqua fredda inizia a bollire non a 100 ° C, come al solito, ma solo a 27 ° C. Si forma vapore freddo, fa ruotare le turbine e otteniamo elettricità.

Attualmente, tali strutture sperimentali situato in Giappone e Hawaii.

4. energia eolica

I mulini furono inventati almeno nel 700-900 d.C. in Persia e sono familiari a tutti avuto nell'Europa medievale. Da quasi 600 anni il vento c'è principale fonte di energia fino a quando l'umanità non è passata in modo massiccio al carbone e ai motori a vapore.

Il primo parco eolico in assoluto inventato nel luglio 1887 dal professor James Blyth dell'Anderson College di Glasgow. Ma la gente del posto si è rifiutata di usarla, considerando l'elettricità "un'invenzione di Satana".

Successivamente, il professore costruì un'altra turbina, alimentando da essa il manicomio locale.

Ora l'energia eolica sta diventando di nuovo popolare. Lei usato in metà dei paesi del mondo. La Danimarca, ad esempio, riceve grazie ad esso, il 56% dell'elettricità consumata, Uruguay - 40%, Lituania - 36%, Irlanda - 35%, Gran Bretagna - 24%. I mulini a vento sono anche ampiamente utilizzati negli Stati Uniti, Cina, Portogallo, Germania, Spagna, America Latina e Africa.

I mulini a vento sono buoni perché ti permettono di creare elettricità dall'aria dove non è pratico tirare i fili. Inoltre, loro lavoro più efficiente di notte e in inverno, quando i pannelli solari, al contrario, perdono potenza. Quindi queste due fonti di energia si completano a vicenda.

Sì, i mulini a vento hanno anche degli svantaggi: le loro pale a volte si abbattono uccelli in volo, e i supporti tremano così che i vermi strisciano fuori dal terreno. Tuttavia, i ricercatori dell'Università Nazionale di Singapore tenuto confronto e ha concluso che questi generatori sono responsabili di un numero sproporzionatamente inferiore di decessi aviari rispetto agli impianti a combustibili fossili.

5. Elettricità statica del vapore acqueo

Un nuovo modo esotico per generare elettricità trovato nel 2020 da scienziati dell'Università di Tel Aviv. Sappiamo tutti che i fulmini colpiscono durante i temporali. Vengono prodotti quando particelle di vapore acqueo di diversa densità - da minuscole goccioline a banchi di ghiaccio - entrano in collisione tra loro ed elettrizzano l'ambiente circostante.

Scienziati ripetuto questo processo in laboratorio e ha scoperto che se l'umidità dell'aria è superiore al 60%, può già formarsi elettricità statica tra le particelle. E se costruisci pali di metallo abbastanza alti, possono letteralmente caricarsi dal vapore acqueo nell'aria. Di conseguenza, i cavi possono essere prelevati da essi e alimentare l'infrastruttura.

Certo, difficilmente puoi illuminare una metropoli con l'elettricità dal vapore acqueo. Ma questo è un modo molto promettente per ottenere energia a basso costo per i paesi tropicali in via di sviluppo dove c'è un'elevata umidità.

6. energia geotermica

Gli scienziati lo hanno calcolato raffreddamento 1°C del nucleo terrestre rilascerà 10.000 volte più energia di quella contenuta in tutti i combustibili fossili conosciuti. E per un secondo si riscalda a 6.000 ° C e si raffredda di 300-500 ° C in un miliardo di anni.

Cioè, sono semplicemente incredibili riserve di energia! Il sole si trasformerà in una gigante rossa prima che abbiamo il tempo di esaurire il potenziale del nucleo terrestre.

Sorgenti geotermiche ora nutrire centrali elettriche in Islanda, Nuova Zelanda, Italia, Francia, Lituania, Messico, Nicaragua, Costa Rica, Filippine, Indonesia, Cina, Kenya e Giappone.

Solo una piccola parte delle risorse geotermiche del pianeta viene sfruttata per scopi commerciali: molto spesso tali stazioni si trovano ai confini delle placche tettoniche. Ma se metti in funzione i pozzi di perforazione fino al mantello pianeti, sarà possibile attingere energia semplicemente dal sottosuolo ovunque.

In effetti, un tale progetto esiste solo in teoria. Scaviamo un pozzo nel mantello terrestre, lo riempiamo di fluido di fratturazione idraulica e otteniamo una falda acquifera calda artificiale. E poi mettiamo sopra le turbine e produciamo elettricità.

L'unico ma: Bisogno un buco davvero enorme - profondo circa 10 chilometri.

7. fotosintesi artificiale

La fotosintesi è il processo che si verifica nelle cellule vegetali, durante il quale l'acqua e l'anidride carbonica vengono convertite in ossigeno e glucosio sotto l'influenza della luce solare. Questo è solo ripetere può essere fatto in condizioni di laboratorio senza l'aiuto delle piante.

Scienziati negli Stati Uniti, in Svezia e in Giappone stanno sviluppando metodi di fotosintesi artificiale commercialmente fattibili permettere dall'anidride carbonica e dall'acqua per creare combustibili, resine, plastiche e fibre. E se la ricerca avrà successo, saremo in grado di produrre carburante e materiali da costruzione letteralmente dal nulla.

Inoltre, non è necessario rifiutare completamente la partecipazione di piante e organismi acquatici al processo. Ad esempio, per allevare alghe blu-verdi fotosintetiche, e poi distillare trasformarli in bioplastiche e biocarburanti è anche un'opzione praticabile.

8. Radiazione termica infrarossa della Terra

I raggi del sole cadono su una parte del pianeta e riscaldano la superficie e l'atmosfera. L'altro lato della Terra in questo momento, al contrario, emana l'energia accumulata durante il giorno sotto forma di radiazione termica infrarossa. Il pianeta produce 10¹⁷ watt di calore e tutta questa ricchezza viene dissipata senza senso spazio.

ingegneri australiani inventato un dispositivo chiamato diodo termoradiante che genera energia non quando viene riscaldato, ma quando viene raffreddato. E se ne crei un modello abbastanza grande, che accumulerà calore durante il giorno e lo emetterà di notte, otterrai qualcosa come una batteria solare che funziona 24 ore su 24.

E se Fare fotocellule che catturano la luce infrarossa (queste sono già nei dispositivi per la visione notturna), e usali per assorbire la radiazione termica del pianeta, ottieni il cosiddetto collettore energia di emissione. E ti permetterà di produrre elettricità di notte dal nulla.

pannelli, catturare radiazione termica della superficie del pianeta di notte e luce solare ultravioletta diffusa durante il giorno, puoi farlo coprirà tutti i grattacieli nelle aree metropolitane e otterrà una buona fonte aggiuntiva elettricità.

Inoltre, tali collettori di energia di emissione, quando non necessari, potrebbero esserlo trasformare nelle torri del passivo radiazione raffreddamento (PDRC): emetterebbero calore in modo più efficiente nello spazio rispetto alla superficie del pianeta. Ciò contribuirebbe a salvare la Terra dal riscaldamento globale.