Alternatieve energiebronnen: technologieoverzicht

Invoering

De hele moderne wereldeconomie is afhankelijk van de rijkdom die werd verzameld in de tijd van de dinosauriërs: olie, gas, kolen en andere fossiele brandstoffen. De meeste activiteiten in ons leven, van het rijden met de metro tot het opwarmen van de waterkoker in de keuken, vereisen uiteindelijk de verbranding van deze prehistorische erfenis. Het grootste probleem is dat deze gemakkelijk beschikbare energiebronnen niet hernieuwbaar zijn. Vroeg of laat zal de mensheid alle olie uit de ingewanden van de aarde pompen, al het gas verbranden en alle kolen uitgraven. Wat gaan we dan gebruiken om theepotten te verwarmen?

We mogen ook de negatieve milieu-impact van brandstofverbranding niet vergeten. Een toename van het gehalte aan broeikasgassen in de atmosfeer leidt tot een toename van de gemiddelde temperatuur over de hele planeet. Brandstofverbrandingsproducten lucht vervuilen. Vooral inwoners van grote steden voelen dit goed aan.

We denken allemaal aan de toekomst, ook al gaat die toekomst niet met ons mee. De wereldgemeenschap erkent al lang de beperkingen van fossiele brandstoffen. En de negatieve impact van hun gebruik op het milieu. Toonaangevende staten voeren al programma's uit voor een geleidelijke overgang naar milieuvriendelijke en hernieuwbare energiebronnen.

Over de hele wereld is de mensheid op zoek naar en introduceert geleidelijk vervangingen voor fossiele brandstoffen. Over de hele wereld zijn al lange tijd zonne-, wind-, getijden-, geothermische en waterkrachtcentrales actief. Het lijkt erop dat wat ons op dit moment weerhoudt om met hun hulp in alle behoeften van de mensheid te voorzien?

In feite heeft alternatieve energie veel problemen. Bijvoorbeeld het probleem van de geografische spreiding van energiebronnen.Windparken worden alleen gebouwd in gebieden waar vaak harde wind waait, zonne-energie - waar er een minimum aantal bewolkte dagen is, waterkrachtcentrales - op grote rivieren. Olie is natuurlijk ook niet overal verkrijgbaar, maar het is wel makkelijker om het te leveren.

Het tweede probleem van alternatieve energie is instabiliteit. Bij windparken is de opwekking afhankelijk van de wind, die constant van snelheid verandert of helemaal stopt. Zonne-energiecentrales werken niet goed bij bewolkt weer en werken 's nachts helemaal niet.

Noch de wind, noch de zon houden rekening met de behoeften van de energieverbruikers. Tegelijkertijd is de energie-output van een thermische of kerncentrale constant en eenvoudig te regelen. De oplossing voor dit probleem kan alleen zijn de bouw van enorme energieopslagfaciliteiten om een ​​reserve te creëren in geval van een lage output. Dit verhoogt echter de kosten van het hele systeem aanzienlijk.

Door deze en vele andere moeilijkheden vertraagt ​​de ontwikkeling van alternatieve energie in de wereld. Het verbranden van fossiele brandstoffen is nog steeds makkelijker en goedkoper.

Als alternatieve energiebronnen op de schaal van de wereldeconomie echter niet veel opleveren, kunnen ze in het kader van een individuele woning wel heel aantrekkelijk zijn. Velen voelen nu al de constante stijging van de tarieven voor elektriciteit, warmte en gas. Elk jaar kruipen energiebedrijven dieper in de portemonnee van gewone mensen.

Experts van het internationale durfkapitaalfonds I2BF presenteerden het eerste overzicht van de markt voor duurzame energie. Volgens hun voorspellingen zullen alternatieve energietechnologieën over 5-10 jaar concurrerender en wijdverbreid worden. De kloof in de kosten van alternatieve en traditionele energie wordt nu al snel kleiner.

Energiekosten verwijzen naar de prijs die een producent van alternatieve energie wil ontvangen om zijn kapitaaluitgaven gedurende de levensduur van het project te compenseren en een rendement van 10% op geïnvesteerd kapitaal te bieden. Deze prijs omvat ook de kosten van schuldfinanciering, aangezien de meeste een grote hefboomwerking hebben.

De gegeven grafiek illustreert de beoordeling van verschillende soorten alternatieve en traditionele energie in het II-kwartaal van 2011 (Fig. 1).

Rijst. een.	Beoordeling van verschillende soorten alternatieve en traditionele energie

Volgens de bovenstaande cijfers heeft geothermische energie, evenals energie die wordt opgewekt door het verbranden van afval en stortgas, de laagste kosten van alle soorten alternatieve energie. In feite kunnen ze al direct concurreren met traditionele energie, maar de beperkende factor voor hen is het beperkte aantal plaatsen waar deze projecten kunnen worden uitgevoerd.

Voor degenen die onafhankelijk willen worden van de grillen van energie-ingenieurs, die willen bijdragen aan de ontwikkeling van alternatieve energie, die gewoon een beetje willen besparen op energie, is dit boek geschreven.

Uit boek V. Germanovich, A. Turilin "Alternatieve energiebronnen. Praktische ontwerpen voor het gebruik van wind, zon, water, aarde, biomassa-energie.

Lees hier verder

Is er een toekomst voor alternatieve energiebronnen?

Alternatieve bronnen van hernieuwbare energie is een behoorlijk interessante en veelbelovende richting. Er zijn bijvoorbeeld verschillende effectieve methoden om water uit lucht te genereren. Toegegeven, hier is het noodzakelijk om een ​​generator te gebruiken. Of er nieuwe benaderingen zullen worden gevonden om deze problemen op te lossen en de methoden te verbeteren, zal de tijd leren.

Of het mogelijk zal zijn om middelen verstandig te gebruiken, is een grote vraag

Bekijk deze video op YouTube

Vorige Engineering️ 220 V-spanningsrelais voor thuis: hoe de bescherming van huishoudelijke apparaten goed te organiseren
Volgende Engineering Moet ik gegevens aanleveren? door watermeters in 2019: en wat gebeurt er als je het niet op tijd doet?

Soorten alternatieve energiebronnen.

De energie van wind, zon, water, biobrandstoffen, aardwarmte is relatief onuitputtelijk en hernieuwbaar. De voordelen van alternatieve energiebronnen zijn onmiskenbaar omdat ze natuurlijke hulpbronnen sparen. Bovendien zijn ze veel beter in overeenstemming met de milieuveiligheidseisen.

Windenergie.

Het principe van het gebruik van windenergie is om kinetische energie om te zetten in elektrisch, thermisch, mechanisch. Windgeneratoren worden gebruikt om elektrische energie op te wekken. Ze kunnen verschillende technische parameters, afmetingen, ontwerpen, horizontale of verticale rotatie-as hebben. Zeilen zijn een klassiek voorbeeld van het gebruik van windenergie in het zeevervoer en een windmolen is een omzetting in mechanische energie.

De diameter van de bladen en de hoogte van hun locatie bepalen het vermogen van de windgenerator. Bij een windkracht van 3 m/s begint de generator stroom te genereren en bereikt zijn maximale waarde bij 15 m/s. Windkracht boven 25 m/s is van cruciaal belang - de generator is uitgeschakeld.

Zonne-energie is een geschenk van de zon.

Zonne-energie als alternatieve energiebron is een natuurlijke voortzetting van de levengevende missie van de zon op onze planeet. Maar terwijl de mensheid niet heeft geleerd om het direct te gebruiken.Momenteel worden zonnepanelen gebruikt als omvormers van zonne-energie in elektrische energie en worden zonnecollectoren gebruikt voor thermische energie. Daarnaast wordt in sommige gevallen een combinatie van twee typen gebruikt.

Zonnetechnologie bestaat uit het verwarmen van het oppervlak met zonnestralen en het gebruik van verwarmd water voor warmwatervoorziening, verwarming of gebruik in stoomgeneratoren. Zonnecollectoren worden gebruikt om zonne-energie om te zetten in thermische energie. hun gemeenschappelijke vermogen hangt af van het aantal en het vermogen van individuele apparaten die zijn opgenomen in het systeem van een zonne- of thermisch station.

Zonnepanelen zijn onderverdeeld in:

• silicium
• film

Er is momenteel de grootste vraag naar batterijen die siliciumkristallen gebruiken en die van film zijn het handigst. Siliciumpanelen zijn een van de beste opties voor een privéwoning.

Waterkracht is het gebruik van de kracht van water.

Het werkingsprincipe van turbines in waterkrachtcentrales is het effect van waterkracht op de bladen van een hydroturbine, die elektriciteit opwekt. Soms worden alleen die waterkrachtcentrales geclassificeerd als alternatieve vormen van energie, waar geen krachtige dammen worden gebruikt en de opwekking van stroom plaatsvindt onder invloed van de natuurlijke stroming van water. Dit is te wijten aan de aanzienlijke negatieve impact van krachtige waterkrachtcentrales op natuurlijke rivierlandschappen, hun ondiepte en catastrofale overstromingen.

Milieuactivisten hebben geen bezwaar tegen het gebruik van de natuurlijke energie van zee- en oceaangetijden. De omzetting van kinetische energie in elektrische energie vindt in dit geval plaats bij speciale getijdenstations.

Geothermische energie is de warmte van de aarde.

Het aardoppervlak straalt niet alleen warmte uit op plaatsen waar hete seismische bronnen worden uitgestoten, zoals bijvoorbeeld in Kamtsjatka, maar ook in bijna alle delen van de planeet. Om de warmte uit de aarde te halen, worden speciale warmtepompen gebruikt, die vervolgens worden omgezet in elektrische energie of als warmte worden gebruikt. Het werkingsprincipe van de installaties is gebaseerd op de wetten van de thermodynamica en de fysische wetten van het gedrag van vloeistoffen en gassen, in het bijzonder freon.

Het ontwerptype van de pomp bepaalt de primaire energiebron, zoals bodem-lucht of bodem-water.

Biobrandstof.

Het principe van het verkrijgen van biobrandstoffen is gebaseerd op de verwerking van biologische producten met behulp van speciale installaties. Tijdens de verwerking wordt thermische of elektrische energie opgewekt. Biobrandstoffen kunnen vloeibaar, vast of gasvormig zijn. Vast zijn bijvoorbeeld brandstofbriketten, vloeibaar - bio-ethanol, gasvormig - biogas. De variëteiten omvatten stortgas, dat wordt gevormd op stortplaatsen. Het gebruik van biogas van oude stortplaatsen helpt de problemen van afvalrecycling op te lossen.

Alternatieve energiebron: wat is het en waarom is het nodig?

Tot op de dag van vandaag is energie gebaseerd op goed ontwikkelde en bewezen manieren om elektriciteit te produceren. Het zijn bekende kern-, elektrische en waterkrachtcentrales. Allemaal werken ze met het gebruik van de hulpbronnen van onze planeet, die vroeg of laat uitgeput raken, of reacties met zich meebrengen die onherstelbare schade kunnen veroorzaken.

In 2017 was het gebruikspercentage van deze middelen als volgt verdeeld:

• 39,3% - steenkool;
• 22,9% - aardgas;
• 16% - water;
• 10,6% - kernenergie;
• 4,1% - olie.

Tegenwoordig is dit veelbelovende gebied op zoek naar stoffen en processen in de omringende wereld die in staat zijn om:

• uw hulpbron vernieuwen (d.w.z. onuitputtelijk zijn);
• vertegenwoordigen een volledige vervanging voor traditionele in termen van kwaliteit;
• zuinig zijn;
• het milieu niet schaden.

Wat is er mis met traditionele energiebronnen?

Kolen, olie en gas hebben nog geen volledige vervanging voor zichzelf gevonden in de productie van energie die de mensheid nodig heeft. Hun voorraden zijn echter beperkt en niet recupereerbaar.

Onze aarde heeft bijvoorbeeld tot 350 miljoen jaar nodig gehad om olie en gas te creëren, en we hebben hun hulpbronnen veel sneller uitgeput.

Ongeveer 90% van de energie op de planeet in 2010 werd geproduceerd door het verbranden van fossiele en biobrandstoffen uit plantaardige of dierlijke grondstoffen. En tot 2040 zal het aandeel van die productie niet onder de 80% komen. Tegelijkertijd groeit het energieverbruik: tot het 40e jaar - met 56%.

In 2012 gaven wetenschappers aan dat de hele gasvoorziening op aarde tegen 2052 zou eindigen en dat olie iets langer mee zou gaan - tot 2060. Dat wil zeggen, onze kinderen kunnen nu al de tijd opvangen dat een olietanker of een gasleiding niet nuttig zal zijn en de bossen zullen worden gekapt.

Schadelijke emissies in de atmosfeer die verband houden met verbrandingsproducten en de opwekking van kernenergie zijn ozonafbrekende stoffen en geleiders van de opwarming van de aarde.

Dus de hele moderne beschaving, hoe politici en olieproducenten het ook afwijzen, staat voor een mondiale vraag: welke energiebron zal de traditionele vervangen, met behoud van het milieu.

Thermische energie-industrie

De meest voorkomende energiesector in Rusland.Thermische centrales in het land produceren meer dan 1.000 MW met steenkool, gas, olieproducten, schalieafzettingen en turf als grondstof. De opgewekte primaire energie wordt verder omgezet in elektriciteit. Technologisch hebben dergelijke stations veel voordelen, die hun populariteit bepalen. Deze omvatten niet veeleisende bedrijfsomstandigheden en het gemak van de technische organisatie van de workflow.

Warmtekrachtinstallaties in de vorm van condensatie-installaties en warmtekrachtcentrales kunnen direct worden gebouwd in de gebieden waar de verbruiksgoederen worden gewonnen of waar de verbruiker zich bevindt. Seizoensschommelingen hebben geen invloed op de stabiliteit van de stations, wat dergelijke energiebronnen betrouwbaar maakt. Maar er zijn ook nadelen van thermische centrales, waaronder het gebruik van uitputbare brandstofbronnen, milieuvervuiling, de noodzaak om grote hoeveelheden arbeidsmiddelen aan te sluiten, enz.

Wat te kiezen: hernieuwbare energiebronnen of kernenergie?

Historisch gezien zijn kernenergie, kolen en waterkracht enorme energiebronnen geweest

Daarom, zonder rekening te houden met het feit dat veel landen van de wereld nauw betrokken zijn bij de ontwikkeling van de sector hernieuwbare energie, was het leiderschap van de Russische Federatie van plan om tegen begin 2020 slechts 4,5% van de energie uit hernieuwbare energie te halen, zich realiserend dat dat de koolwaterstofreserves niet onbeperkt zijn

De Russische regering rekent op duurzame energieopwekking uit plutonium en fusie-energie; dergelijke energiebronnen worden niet volledig onderzocht en vormen een reële bedreiging voor de mensheid. Dit geldt voor de ontwikkeling en toepassing van alle kernenergie.

Met het oog op meer onderzoek naar kernenergie in Frankrijk in 2007 werd gestart met de bouw van een experimentele thermonucleaire reactor van internationaal belang.

Het project is opgericht door een groep van verschillende landen, waaronder Rusland. Het belangrijkste doel van het creëren van een dergelijk project was om het mogelijke commerciële gebruik van energie verkregen uit thermonucleaire fusie als een bron van elektrische energie te bewijzen. Een oplossing voor dit probleem is nog niet gevonden.

Volgens de berekeningen van wetenschappers die betrokken zijn bij de studie van thermonucleaire processen, zal de hoeveelheid energie die ze tegen 2100 ontvangen, de balk van 100 GW niet kunnen overschrijden, wat een lage indicator is voor het oplossen van de problemen van de mensheid in verband met het opwekken van elektriciteit . Als voorbeeld kunnen we het feit nemen dat moderne wereldcentrales 4000 GW aan elektriciteit leveren.

De enige manier om het probleem van het verkrijgen van elektriciteit op te lossen, is de overgang van de mensheid naar bronnen van hernieuwbare energie met het parallelle gebruik van technologieën die bijdragen aan het besparen van elektriciteit. Het voordeel van een dergelijke transitie is het behoud van het klimaat op aarde. Alle benodigde financiën om dit proces te starten zijn aanwezig.

Alternatieve energie in het moderne Rusland

In vergelijking met voorgaande jaren ontwikkelt alternatieve energie zich in Rusland sneller, maar is niet dominant. Tegenwoordig wordt het grootste deel van de energie in het land geproduceerd met behulp van traditionele bronnen.

Zonne-energiecentrales

Zonne-energiecentrale in de Oeral

De zuidelijke regio's van het land, evenals West, Oost-Siberië en het Verre Oosten hebben het potentieel voor de productie van zonne-elektriciteit. In Rusland belooft het energie uit de zon te halen, dus projecten in deze richting krijgen staatssteun.

Waterkracht- en getijdencentrales

Rusland maakt actief gebruik van het waterpotentieel om elektriciteit op te wekken: anno 2017 heeft het land 15 elektriciteitscentrales met een capaciteit van meer dan 1000 megawatt en ook honderden stations met een lagere capaciteit. De energie die wordt opgewekt door een waterkrachtcentrale kost de helft minder dan die van een thermische centrale.

Getijdenstations vereisen grote financiën, dus de ontwikkeling van deze richting in de Russische Federatie vindt niet plaats. Volgens de voorspellingen van wetenschappers zouden TPP's een vijfde van de in Rusland geproduceerde elektriciteit kunnen uitmaken.

windturbines

Vanwege de lage windsnelheid is het onmogelijk om generatoren met een horizontale rotatie-as in Rusland te installeren. Vaak worden echter constructies met een verticale rotatie-as gebruikt.

Windenergiecentrale in de regio Ulyanovsk

Vanaf 2018 bedroeg de totale capaciteit van windturbines in Rusland 134 megawatt. De grootste energiecentrale in de regio Ulyanovsk (capaciteit - 35 megawatt).

Geothermische stations

Er zijn 5 geothermische centrales in Rusland, waarvan drie in Kamtsjatka. Volgens gegevens uit 2016 genereert de GeoPP 40% van de elektriciteit die op dit schiereiland wordt verbruikt.

Toepassing van biobrandstof

In Rusland wordt ook brandstofproductie georganiseerd. Tegelijkertijd is het voor het land winstgevender om vaste biobrandstoffen te ontwikkelen dan vloeibare. Nu wordt de productie uitgevoerd in een fabriek in Vladivostok.

kernreactor

Rusland produceert elektriciteit met behulp van kernenergie en blijft zich in deze richting ontwikkelen.Er worden nieuwe stations gebouwd, nieuwe extractiemethoden worden toegepast. Volgens gegevens van 2019 zijn er 10 kerncentrales in Rusland. De Russische Federatie staat op de tweede plaats in de wereld op het gebied van energieopwekkingscapaciteit met kerncentrales; de Volksrepubliek China heeft het kampioenschap in deze industrie gewonnen.

Windenergie

Vooral op plaatsen waar de windrichting constant is, zijn windparken een kansrijke manier om energie op te wekken.

De methode om dergelijke energie te verkrijgen, vervuilt de natuurlijke omgeving niet. Er is echter een afhankelijkheid van de inconstantie van de richtingen en de kracht van de wind. Hoewel deze afhankelijkheid gedeeltelijk kan worden afgevlakt door vliegwielen en een verscheidenheid aan batterijen te installeren.

Maar de aanleg, het onderhoud en de reparatie van windparken is niet goedkoop. Bovendien gaat hun werking gepaard met geluid, interfereert met vogels en insecten en reflecteert radiogolven met roterende delen.

Alternatieve energie voor datacenters

Eigenaren van datacenters zijn steeds meer geïnteresseerd in alternatieve elektriciteitsbronnen. De enige manier om het tempo van de capaciteitsgroei hier vast te houden, is door de kosten voor het inzetten, onderhouden en koelen van datacenters aanzienlijk te verlagen. Er zijn meerdere opties.

Zo kan de warmte die vrijkomt bij de werking van servers worden gericht op ruimteverwarming. Dus in 2015 verwarmde Yandex een hele stad in Finland. Door warmte te leveren aan de stad kon Yandex een deel van de elektriciteitskosten terugbetalen.

Het koelen van datacenters is een van de meest vraatzuchtige kostenposten voor IT-bedrijven. Gemiddeld is koeling goed voor 45% van de energiekosten.

Een originele manier om te besparen op apparatuurkoeling is door gebruik te maken van "freecooling". Of, simpel gezegd, om de servers te koelen met lucht van de straat.Voor Rusland, waar het het grootste deel van het jaar buiten koud is, geldt dit vooral.

Een andere manier om de lucht in het datacenter te koelen, zodat u kunt besparen op energiekosten — methode van adiabatische koeling. In dit geval wordt er water gespoten om de temperatuur te verlagen. Bij het verdampen neemt het warmte op en verlaagt het op zo'n eenvoudige manier de temperatuur van de lucht.

In ieder geval is het raadzaam om, alvorens te experimenteren, een gedetailleerde energie-audit uit te voeren. De resultaten zullen het mogelijk maken om de toestand van het energieverbruik te analyseren en mogelijkheden te identificeren om energiebronnen te besparen.

Waarom hebben we alternatieve energiebronnen nodig?

Wanneer uitputbare energiebronnen (fossiele brandstoffen) opraken, zal de mensheid moeten overschakelen op AES (alternatieve energiebronnen). Vanaf 2017 werd 35% van de in Rusland opgewekte elektriciteit koolstofvrij geproduceerd - in kerncentrales en waterkrachtcentrales.

Het gebruik van traditionele energiebronnen is om de volgende redenen problematisch:

• Het TPP gebruikt brandstof die in de nabije toekomst opraakt. Volgens de slechtste schattingen zal dit over 30 jaar gebeuren;
• De kosten van fossiele brandstoffen stijgen, dus de prijs van elektriciteit stijgt;
• Producten voor elektriciteitsopwekking vervuilen het milieu;
• De warmte die door de stations wordt gegenereerd, zorgt voor opwarming van de aarde.

De mensheid heeft maar één manier: de overgang naar AIE.

Eb en vloed energie

De omzetting van getijdenenergie in elektriciteit gebeurt bij getijdencentrales op twee manieren:

1. De eerste methode, volgens het principe van energieomzetting, is vergelijkbaar met de omzetting van energie in een waterkrachtcentrale door een turbine te laten draaien die is verbonden met een elektrische generator;
2. De tweede methode maakt gebruik van de energie van waterbeweging; Deze methode is gebaseerd op het verschil in waterstand bij eb en vloed.

De voors

• Zonne-energie is een hernieuwbare hulpbron. Zolang de zon bestaat, zal zijn energie de aarde bereiken.
• Opwekking van zonne-energie leidt niet tot water- of luchtvervuiling omdat er geen chemische reactie is bij het verbranden van de brandstof.
• Zonne-energie kan zeer efficiënt worden gebruikt voor praktische doeleinden zoals verwarming en verlichting.
• De voordelen van zonne-energie worden vaak gezien voor het verwarmen van zwembaden, resorts en watertanks over de hele wereld.

De nadelen

• Zonne-energie wekt geen energie op als de zon niet schijnt. Nachten en bewolkte dagen beperken de hoeveelheid geproduceerde energie ernstig.
• Zonne-energiecentrales kunnen erg duur zijn om te bouwen.

Belangrijkste soorten hernieuwbare energie

Energie van de zon

Zonne-energie wordt beschouwd als de belangrijkste en milieuvriendelijke energiebron. Tot op heden zijn thermodynamische en foto-elektrische methoden ontwikkeld en gebruikt om elektriciteit op te wekken. Het concept van operabiliteit en vooruitzichten van nanoantennes wordt bevestigd. De zon, die een onuitputtelijke bron van milieuvriendelijke energie is, kan heel goed in de behoeften van de mensheid voorzien.

Windenergie

Windenergie wordt al heel lang met succes gebruikt door mensen en windmolens. Wetenschappers ontwikkelen nieuwe en verbeteren bestaande windparken. Kosten verlagen en het rendement van windmolens verhogen. Ze zijn van bijzonder belang aan de kusten en in gebieden met constante wind.Door de kinetische energie van luchtmassa's om te zetten in goedkope elektrische energie, leveren windparken nu al een belangrijke bijdrage aan het energiesysteem van individuele landen.

Geothermische energie

Geothermische energiebronnen gebruiken een onuitputtelijke bron - de interne warmte van de aarde. Er zijn verschillende werkschema's die de essentie van het proces niet veranderen. Natuurlijke stoom wordt ontdaan van gassen en toegevoerd aan turbines die elektrische generatoren laten draaien. Soortgelijke installaties zijn over de hele wereld actief. Geothermische bronnen zorgen voor elektriciteit, verwarmen hele steden en verlichten de straten. Maar de kracht van aardwarmte wordt heel weinig gebruikt en de productietechnologieën hebben een laag rendement.

Getijden- en golfenergie

Getijde- en golfenergie is een zich snel ontwikkelende methode om de potentiële energie van de beweging van watermassa's om te zetten in elektrische energie. Met een hoge energieconversie heeft de technologie een groot potentieel. Toegegeven, het kan alleen worden gebruikt aan de kusten van oceanen en zeeën.

biomassa-energie

Het proces van afbraak van biomassa leidt tot het vrijkomen van gas dat methaan bevat. Gezuiverd, wordt het gebruikt om elektriciteit, ruimteverwarming en andere huishoudelijke behoeften op te wekken. Er zijn kleine ondernemingen die volledig in hun energiebehoefte voorzien.

Energie van elektromagnetische zonnestraling

Het kan worden gebruikt om zowel elektriciteit als warmte op te wekken.Directe omzetting van zonnestraling in elektrische energie wordt uitgevoerd zowel door directe omzetting vanwege het fenomeen van intern foto-elektrisch effect op fotovoltaïsche panelen, als indirect door middel van thermodynamische methoden (verkrijgen van stoom onder hoge druk).

Zonne-energiecentrale

Ontvangst thermische energie van zonne-energie wordt geproduceerd door deze energie te absorberen en het oppervlak en de koelvloeistof verder te verwarmen, zowel door speciale collectoren als door gebruik te maken van de technieken van "solar architecture".

Set instellingen voor omzetting van zonne-energie is zonne-energie energiecentrale.

Pluspunten

Windenergie veroorzaakt geen vervuiling die het milieu kan vervuilen. Doordat er geen chemische processen plaatsvinden, zoals bij de verbranding van fossiele brandstoffen, blijven er geen schadelijke bijproducten over.

• Aangezien windopwekking een hernieuwbare energiebron is, zullen we het nooit afmaken.
• Landbouw en begrazing kunnen nog steeds plaatsvinden op land dat wordt ingenomen door windturbines, die kunnen helpen bij de productie van biobrandstoffen.
• Windparken kunnen offshore worden gebouwd.

Het apparaat en het gebruik van zonnecollectoren

Een primitieve zonnecollector is een zwarte metalen plaat die onder een dun laagje transparante vloeistof wordt geplaatst. Zoals je weet van een natuurkundecursus op school, worden donkere objecten meer warm dan lichte. Deze vloeistof beweegt met behulp van een pomp, koelt de plaat en warmt tegelijkertijd zelf op. Het verwarmde vloeistofcircuit kan in een tank worden geplaatst die is aangesloten op: bron van koud water. Door het water in de tank te verwarmen, wordt de vloeistof uit de collector gekoeld.En dan komt het terug. Zo kunt u met dit energiesysteem een ​​constante bron van warm water krijgen en in de winter ook warme radiatoren.

Er zijn drie soorten collectoren die verschillen in apparaat

Tot op heden zijn er 3 soorten van dergelijke apparaten:

• lucht;
• buisvormig;
• vlak.

Lucht

De luchtcollectoren bestaan ​​uit donkergekleurde platen.

Luchtcollectoren zijn zwarte platen bedekt met glas of transparant plastic. Lucht circuleert natuurlijk of geforceerd rond deze platen. Warme lucht wordt gebruikt om kamers in huis te verwarmen of om kleding te drogen.

Het voordeel is de extreme eenvoud van ontwerp en lage kosten. Het enige nadeel is het gebruik van geforceerde luchtcirculatie. Maar je kunt ook zonder.

Buisvormig

Het voordeel van een dergelijke collector is eenvoud en betrouwbaarheid.

Buiscollectoren zien eruit als meerdere glazen buizen op een rij, aan de binnenkant bekleed met lichtabsorberend materiaal. Ze zijn verbonden met een gemeenschappelijke collector en er circuleert vloeistof doorheen. Dergelijke collectoren hebben 2 manieren om de ontvangen energie over te dragen: direct en indirect. De eerste methode wordt gebruikt in de winter. De tweede wordt het hele jaar door gebruikt. Er is een variatie met vacuümbuizen: de ene wordt in de andere gestoken en er wordt een vacuüm tussen gecreëerd.

Hierdoor zijn ze geïsoleerd van de omgeving en houden ze de resulterende warmte beter vast. De voordelen zijn eenvoud en betrouwbaarheid. De nadelen zijn de hoge installatiekosten.

vlak

Om verzamelaars efficiënter te laten werken, hebben ingenieurs het gebruik van concentrators voorgesteld.

De vlakke plaatcollector is het meest voorkomende type.Hij was het die als voorbeeld diende om het werkingsprincipe van deze apparaten uit te leggen. Het voordeel van deze variëteit is eenvoud en goedkoopheid in vergelijking met andere. Het nadeel is een aanzienlijk warmteverlies dan andere subtypes niet lijden.

Om de reeds bestaande zonnestelsels te verbeteren, stelden ingenieurs voor om een ​​soort spiegels te gebruiken die concentrators worden genoemd. Hiermee kunt u de watertemperatuur verhogen van de standaard 120 naar 200 C°. Deze ondersoort van verzamelaars wordt concentratie genoemd. Dit is een van de duurste opties voor uitvoering, wat ongetwijfeld een nadeel is.

4e plaats. Getijden- en golfenergiecentrales

Traditionele waterkrachtcentrales werken volgens het volgende principe:

1. De waterdruk wordt geleverd aan de turbines.
2. De turbines beginnen te draaien.
3. De rotatie wordt doorgegeven aan generatoren die elektriciteit opwekken.

De bouw van een waterkrachtcentrale is duurder dan een thermische centrale en is alleen mogelijk op plaatsen met grote reserves aan waterenergie. Maar het grootste probleem is de schade aan ecosystemen als gevolg van de noodzaak om dammen te bouwen.

Getijdencentrales werken volgens een soortgelijk principe, maar gebruiken de kracht van de getijden om energie op te wekken.

"Water" soorten alternatieve energie omvatten zo'n interessante richting als golfenergie. De essentie ervan komt neer op de opwekking van elektriciteit door het gebruik van oceaangolfenergie, die veel hoger is dan de getijdenenergie. De krachtigste golfcentrale van vandaag is de Pelamis P-750, die 2,25 MW elektrische energie genereert.

Zwaaiend op de golven buigen deze enorme convectoren ("slangen"), waardoor hydraulische zuigers naar binnen beginnen te bewegen.Ze pompen olie door hydraulische motoren, die op hun beurt elektrische generatoren vormen. De resulterende elektriciteit wordt aan de wal geleverd via een kabel die langs de bodem wordt gelegd. In de toekomst wordt het aantal convectoren vermenigvuldigd en kan het station tot 21 MW opwekken.

Geschiedenis van het gebruik van windenergie

Het is onmogelijk om precies te zeggen wanneer het gebruik van windenergie voor het oplossen van economische problemen van een persoon begon. Windmolens zijn al bekend sinds de oude Egyptische tijd. In het oude China werden windmolens gebruikt om water uit rijstvelden te pompen. Het gebruik van een zeil voor navigatie is zelfs eerder bekend, uit de tijd van het oude Babylon, en dit is alleen schriftelijk bewijs.

Europa was in die tijd een verzameling wilde stammen. Met het verschijnen van tekenen van beschaving verschenen hier ook windmolens en zeilschepen. Maar voor een lange periode hield het gebruik van wind daar op. Een te onstabiele, onvoorspelbare bron, het was onmogelijk om erop te rekenen zonder een back-upoptie.

Met de ontwikkeling van de productie verschenen de eerste pompen voor het oppompen van water uit putten. Tegelijkertijd begon het gebruik van windmolens als aandrijving voor hen. Dergelijke apparaten werken vandaag nog steeds, ze zijn eenvoudig, betrouwbaar en niet veeleisend in gebruik.

Windgeneratoren begonnen te verschijnen met de komst van apparaten voor het omzetten van rotatiebeweging in elektriciteitsgeneratoren. Windturbines ontwikkelden zich snel in de 20e eeuw, hoewel de oorlog veel projecten in Europa stopte.

Tegenwoordig zijn de Verenigde Staten en China de leiders in het gebruik van windparken. In Europa zijn een groot aantal stations beschikbaar, deze zijn geconcentreerd aan de westkust.Vooral in Denemarken, wat heel begrijpelijk is - er zijn geen andere bronnen in dit land.

Het hoge rendement van HPP's en de afwezigheid van sterke en stabiele wind in de meeste gebieden hebben de belangstelling voor windenergie verminderd. Bovendien had de apparatuur die toen bestond geen hoge productiviteit, maakte het niet mogelijk om voldoende energie te produceren. Het probleem werd opgelost door gebruik te maken van benzine- of dieselgeneratoren, betrouwbaarder en klaar om op het juiste moment het gewenste resultaat te produceren.

Tegenwoordig is de belangstelling voor windenergie aanzienlijk toegenomen. Er zijn nieuwe, efficiëntere ontwikkelingen verschenen die voor voldoende consumenten kunnen zorgen. Daarnaast zijn er sterke neodymiummagneten waarmee je zelf generatoren kunt maken met de mogelijkheid om met een lage rotatiesnelheid te werken, wat de situatie radicaal veranderde en grote belangstelling wekte bij ontwerpers.