Futur de l'Energia: la realitat i la fantasia. Fonts d'energia alternatives

No és cap secret que els recursos utilitzats per la humanitat avui en dia és sens dubte més de la seva futura producció i ús pot conduir no només a l'energia, sinó també per al desastre ambiental. Tradicionalment els recursos utilitzats per la humanitat - el carbó, el gas i el petroli - acabarà després d'algunes dècades, i s'han de prendre ara, en el nostre temps mesures. Per descomptat, podem tenir l'esperança que trobarem algun nou ric dipòsit, així com en la primera meitat del segle passat, però els científics creuen que aquests grans dipòsits més. Però en qualsevol cas, fins i tot el descobriment de nous camps només retardarà l'inevitable necessitat de trobar maneres de produir energia alternativa, i el canvi als recursos renovables, com l'eòlica, solar, geotèrmica, els fluxos d'aigua, etc., ia més d'això, cal continuar el desenvolupament de les tecnologies d'estalvi d'energia.

En aquest article anem a veure algunes de les més prometedores, segons l'opinió dels investigadors moderns, les idees sobre la qual construir el futur de l'energia.

estacions solars

La gent ha pensat durant molt de temps sobre si és possible utilitzar l'energia del sol a la terra. Sota la llum del sol escalfa aigua i s'asseca la ceràmica roba abans de enviar-lo al forn, però, aquests mètodes no poden cridar eficaç. Els primers mitjans tècnics, els quals converteixen l'energia solar van sorgir al segle 18. científic francès Buffon, l'experiència ha demostrat, en el qual va aconseguir amb l'ajuda d'un mirall còncau gran en temps clar per a encendre la fusta seca des d'una distància d'uns 70 metres. El seu compatriota, el famós científic Lavoisier, aplicar lents per concentrar l'energia del sol, ia Anglaterra va crear un vidre lenticular que enfocant els raigs del sol va fondre ferro en tan sols uns minuts.

Naturalistes van dur a terme molts experiments que van demostrar que l'ús de l'energia solar a la terra possible. No obstant això, la cèl·lula solar que han convertit a l'energia solar en energia mecànica, va aparèixer fa relativament poc temps, el 1953. Va ser creat per científics de l'Agència Nacional Aeroespacial dels Estats Units. Ja en 1959, el primer a utilitzar un panell solar per equipar el satèl·lit espacial.

Potser fins i tot llavors, a l'adonar-se que aquest tipus de bateries en l'espai molt més eficient, els científics van tenir la idea de crear un espai de plantes solars, ja que en una hora del sol per generar tanta energia com tota la consumeix la humanitat i per a l'any, així que per què no usar-lo? Quin serà el futur de l'energia solar?

D'una banda, sembla que l'ús de l'energia solar és ideal. No obstant això, el cost d'una gran planta solar espai és molt alta, i per altra banda, és una forma d'operar. Amb el temps, com les noves tecnologies per al lliurament dels béns es posaran en l'espai, així com els nous materials, l'execució d'un projecte d'aquest tipus seria possible, però només es pot utilitzar panells relativament petits a la superfície del planeta. Molts diran que és una llàstima. Sí, és possible, en una casa privada, però per la font d'alimentació de les grans ciutats, respectivament, ha de ser un conjunt de panells solars, una tecnologia que farà que siguin més eficaços.

L'aspecte econòmic de la qüestió també està present: cada pressupost patirà si tindrà la tasca de traduir tota la ciutat (o país) en els panells solars. Semblaria que es podria exigir dels residents urbans paguen una certa quantitat per a la remodelació, però en aquest cas no serà feliç, perquè si la gent estava disposada a anar a aquest tipus de despeses, que s'han fet per si mateixos: la capacitat de comprar un panell solar es troba a tot el món.

Pel que fa a l'energia solar no és una altra paradoxa: els costos de producció. L'energia del sol directament en electricitat Traducció - no és el més eficaç. Encara no ha trobat millor manera d'utilitzar els raigs del sol per escalfar l'aigua, que es converteix en vapor, que al seu torn impulsa la dinamo. En aquest cas, la pèrdua d'energia és mínim. La humanitat vol utilitzar panells solars "verds" i l'estació d'energia solar, per estalviar recursos a terra, però per a aquest projecte requerirà una gran quantitat dels mateixos recursos, i l'energia "no-ecològica". Per exemple, una planta d'energia solar amb una superfície de prop de dos quilòmetres quadrats ha estat recentment construït a França. cost de construcció va ser d'aproximadament 110 milions d'euros, sense incloure el cost d'operació. Amb tot això cal tenir en compte que la vida d'aquests mecanismes és d'uns 25 anys.

vent

L'energia eòlica - també són utilitzats per les persones des de l'antiguitat, l'exemple més simple és la vela i molins de vent. Molins de vent s'utilitzen avui en dia, són especialment eficaços en les zones amb vents constants, com a la costa. Els científics estan constantment exposats idees sobre com modernitzar les eines existents per a la conversió de l'energia eòlica, un d'ells - en forma de turbines flotants turbines de vent. A causa de la rotació constant que podien "penjar" en l'aire d'aquí a uns pocs centenars de metres del terra, on el vent és fort i constant. Això ajudaria en l'electrificació de les zones rurals, on és impossible utilitzar les turbines eòliques convencionals. A més, aquestes turbines flotants serien equipats amb mòduls d'Internet, amb el que poden fer per garantir l'accés de les persones a la World Wide Web.

Marees i les onades

L'auge de l'energia solar i eòlica s'està duent a terme gradualment, i ha atret l'interès dels investigadors és una altra energia natural. Més prometedor és l'ús de les marees. Ja, aquest problema ha estat del voltant d'un centenar de companyies a tot el món, i hi ha diversos projectes que han demostrat l'eficàcia d'aquest mètode de producció d'electricitat. L'avantatge sobre l'energia solar és que la pèrdua en la traducció d'una energia a una altra són mínimes: una enorme ona fa girar una turbina que produeix electricitat.

El "Oyster" - una idea situat a la solapa de la frontissa fons de l'oceà, que subministrarà aigua a la vora, convertint així a la turbina hidroelèctrica senzilla. Només una instal·lació d'aquest tipus podria proporcionar electricitat per a un petit barri.

Ja a Austràlia han utilitzat amb èxit l'onada: a la ciutat de Perth de dessalinització que treballa en aquest tipus d'energia. El seu treball permet que l'aigua fresca a prop de mig milió de persones. energia natural i la indústria també es poden combinar en el sector de la producció d'energia.

L'ús de la energia de les marees és una mica diferent de la tecnologia que estàvem acostumats a veure en les centrals hidroelèctriques del riu. HPP és sovint perjudicial per al medi ambient: les rodalies inundat, va destruir l'ecosistema, però les plantes que utilitzen ones de marea, en aquest sentit, molt més segur.

l'energia humana

Una de les persones vives més fantàstica d'ús de projectes d'energia que pot trucar a la nostra llista. Sona impressionant i encara més aterridor, però no tot el que fa por. Els científics abriguen la idea de com utilitzar l'energia mecànica del moviment. És en aquests projectes en la microelectrònica i la nanotecnologia amb baix consum d'energia. Encara que sona com una utopia, no hi ha desenvolupament real, però la idea és molt interessant i no deixa les ments dels científics. Estan d'acord, el dispositiu serà molt convenient, que igual que un rellotge amb podzavodkoy automàtica es carregarà en el fet que el dit cablejat del sensor, oa la tauleta o el telèfon simplement es penja a la borsa en caminar. Per no parlar de la roba, que s'omple amb diversos microdispositius, podria convertir en electricitat l'energia del moviment humà.

En Berkeley, al Laboratori Lawrence, per exemple, els científics han tractat de portar a la vida la idea d'utilitzar virus per pressionar a la conversió d'energia en electricitat. mecanismes petits treballant en el moviment, ja que hi ha, però, però, el flux d'aquesta tecnologia no s'ha establert. Sí, la crisi energètica global d'aquesta manera no fer front: Quanta gent haurà de "pedal" per fer que funcioni la planta sencera? Però com una de les mesures utilitzades en el complex, la teoria és bastant viable.

Especialment com la tecnologia per ser eficaç en zones de difícil accés, a les estacions polars, a les muntanyes i el bosc, entre els viatgers i turistes que no sempre tenen la possibilitat de carregar l'aparell, però mantenir-se en contacte és important, especialment si el grup estava en una situació crítica. Quantes coses podrien evitar-se si la gent sempre ha estat un dispositiu de comunicació fiable que és independent "de la paret."

pila de combustible d'hidrogen

Potser, cada propietari del cotxe, mirant a la quantitat de llum de la gasolina s'aproxima a zero, hi ha una idea del que seria genial si el cotxe funciona amb aigua. Però ara els seus àtoms van caure al camp de visió dels científics com les instal·lacions d'energia real. El fet que les partícules d'hidrogen - el gas més abundant a l'univers - conté una enorme quantitat d'energia. D'altra banda, el motor es crema el gas, pràcticament sense subproductes, és a dir, s'obté un combustible molt favorables al medi ambient.

L'hidrogen es va carregar amb alguns mòduls de la ISS i les llançadores, però a la Terra que existeix principalment en forma de compostos com ara l'aigua. En els anys vuitanta a Rússia s'han anat desenvolupant aeronaus que utilitzen hidrogen com a combustible, aquestes tecnologies fins i tot s'utilitzen en la pràctica, i els models experimentals han demostrat ser eficaços. Quan l'hidrogen es separa, es mou a una cel·la de combustible especial, l'electricitat pot ser generada directament. Aquesta no és l'energia del futur és ja una realitat. Aquests cotxes ja es produeixen i quantitats bastant grans. La companyia Honda, per tal de posar l'accent en la universalitat de la font d'energia i el cotxe en general, dur a terme un experiment en què la màquina s'ha connectat a la xarxa domèstica elèctrica, però no per tal d'es recarrega. El vehicle pot proporcionar alimentació privat d'aquí a uns pocs dies, o passar sense repostar prop de cinc-cents quilòmetres.

L'únic inconvenient d'aquesta font d'energia en el moment - això és un cost relativament alt d'aquest tipus de cotxes ecològics, i per descomptat, un nombre relativament petit d'estacions d'hidrogen omplert, però en molts països ja han planejat la seva construcció. Per exemple, Alemanya és ja un pla per instal·lar un centenar d'estacions de servei per a l'any 2017.

calor de la terra

La conversió d'energia tèrmica en electricitat - és l'essència de l'energia geotèrmica. En alguns països en els quals és difícil d'utilitzar en altres indústries, s'utilitza bastant àmpliament. Per exemple, a Filipines el 27% de tota l'electricitat cau en plantes d'energia geotèrmica, ia Islàndia la xifra és del voltant del 30%. L'essència d'aquest mètode de producció d'energia és bastant simple, el mecanisme és similar a un motor de vapor simple. Abans cal el presumpte magma "llac" per perforar un forat a través del qual es bomba l'aigua. A l'entrar en contacte amb aigua el magma resplendor a l'instant transforma en vapor. S'eleva on torça turbina mecànica, generant d'aquesta manera electricitat.

Geotèrmica futur energètic és trobar un gran "salt" del magma. Per exemple, en l'abans esmentada Islàndia va tenir èxit: fracció magma incandescent d'un segon aigua carregat tot de convertit en la temperatura del vapor d'al voltant de 450 graus Celsius, que és un rècord absolut. Tal vapor d'alta pressió és capaç de millorar l'eficiència de l'Estació geotèrmica diverses vegades, pot convertir-se en l'impuls per al desenvolupament de l'energia geotèrmica a tot el món, especialment a les zones saturades amb volcans i aigües termals.

L'ús de deixalles nuclears

L'energia nuclear, en el moment, va causar furor. No va ser fins al temps que les persones no s'adonen del perill completa de la indústria energètica. Els accidents són possibles, a partir de casos similars ningú és immune, però són molt rars, però el residus radioactius semblen estables i, fins fa poc, els científics no podien resoldre aquest problema. El fet que les barres d'urani - el poder tradicional "combustible" nuclear pot ser utilitzat només en un 5%. Després del desenvolupament d'aquesta petita part de tot el nucli s'envia al "galleda d'escombraries".

Anteriorment utilitzat tècnica mitjançant la qual les varetes es van submergir en aigua, el que alenteix els neutrons, mentre que el manteniment d'una reacció estable. Ara en lloc d'aigua va començar a utilitzar de sodi líquid. Aquesta substitució permet no només permet utilitzar tot el volum d'urani, sinó també per a processar desenes de milers de tones de residus radioactius.

Lliurar al planeta dels residus de l'energia nuclear és important, però hi ha un "però" en la pròpia tecnologia. Urà es refereix als recursos i reserves de la Terra són finits. Si tot el planeta es tradueix exclusivament en l'energia derivada de l'energia nuclear (per exemple, en les centrals nuclears produeixen només el 20% del consum total d'electricitat), les reserves d'urani s'esgotaran amb força rapidesa, i això una altra vegada conduirà a la humanitat fins al llindar de la crisi d'energia, de manera que l'energia nuclear , encara que modernitzat, només una mesura temporal.

oli vegetal

Fins i tot Henry Ford, la creació d'un "Model T", estima que haurà de funcionar amb biocombustibles. No obstant això, mentre que els nous jaciments de petroli van ser descoberts, i la necessitat de fonts alternatives d'energia ha desaparegut des de fa algunes dècades, però ara està de tornada altra vegada.

Durant els últims quinze anys, l'ús de combustibles vegetals, com l'etanol i el biodièsel, va augmentar diverses vegades. S'utilitzen com a fonts d'energia independents, i com a additiu a la gasolina. Fa algun temps, les esperances estaven immobilitzats en un cultiu de mill especial, conegut com "canola". És totalment inadequada com a aliment per a humans o animals, però té alt contingut d'oli. L'oli i l'acer produir "biodièsel". Però aquesta cultura ocupa massa espai, si s'intenta fer créixer prou com per proveir de combustible a almenys una part del planeta.

Ara els científics estan parlant sobre l'ús de les algues. El seu contingut d'oli d'aproximadament 50%, que també va a extreure fàcilment l'oli, i els residus es pot convertir en adob sobre la base que creixerà nou algues. La idea es considera interessant, però la seva viabilitat encara no s'ha demostrat que la publicació dels experiments reeixits en aquesta àrea encara no han estat publicats.

fusió nuclear

Futura potència mundial, segons els estudiosos moderns, és impossible sense la tecnologia de fusió. És, de moment, el desenvolupament més prometedor, que ja ha invertit milions de dòlars.

A les plantes d'energia nuclear utilitzen la divisió d'energia. És perillós perquè hi ha una amenaça d'una reacció incontrolada que destrueix el reactor, i donarà lloc a l'alliberament de grans quantitats de substàncies radioactives: potser tots recordem l'accident a la central nuclear de Txernòbil.

Les reaccions de termonuclear de fusió, el nom implica, utilitza l'energia alliberada en els àtoms de confluència. Com a resultat, a diferència de la fissió nuclear, no es forma cap residu radioactiu.

El problema principal és que la fusió resultant és una substància que té una temperatura tan alta, que pot destruir la totalitat del reactor.

Aquesta energia del futur - una realitat. I la imaginació està fora de lloc en el moment a França ja ha començat la construcció del reactor. Diversos milions de dòlars invertits en el projecte pilot, que està finançat per una sèrie de països, entre els quals, a més de la UE, inclou a la Xina, Japó, EUA, Rússia i altres. Inicialment, els primers experiments ja previstes per començar el 2016, però els càlculs han demostrat que el pressupost és massa petit (en lloc de 5 mil milions prendre 19), i el llançament es va traslladar a altres 9 anys. Potser veurem en uns pocs anys, que és capaç de l'energia de fusió.

Els problemes de les possibilitats presents i futures

No només els científics, sinó també els escriptors de ciència ficció, donen una gran quantitat d'idees per a la realització del futur de l'energia, però tots estan d'acord en la tecnologia que fins ara cap de les opcions no pot produir tot el suport de totes les necessitats de la nostra civilització. Per exemple, si tots els automòbils als EUA impulsaran els camps de canola biocombustibles han plantat àrea igual a la meitat de tot el país, sense tenir en compte el fet que les terres aptes per al cultiu en els Estats Units no són tants.
D'altra banda, fins ara tots els mètodes de producció d'energia alternativa - carreteres. Potser cada un dels residents urbans ordinaris, estic d'acord que és important la utilització de recursos renovables i netes, però no quan es donin a conèixer els costos de tal transició en el moment. Els científics encara tenen molta feina en aquesta àrea. Els nous descobriments, nous materials, noves idees - tot això va a ajudar a la humanitat a fer front amb èxit amb les seves crisis de recursos de llarg.

Resoldre els problemes energètics del planeta pot mesures només integrals. En algunes àrees, és més convenient utilitzar la producció d'energia a partir del vent, en algun lloc - els panells solars, i així successivament. Però potser el factor principal és reduir el consum d'energia en general i la creació de tecnologies d'estalvi d'energia. Cada persona ha d'entendre que el responsable per al planeta, i tothom hauria de fer la pregunta: "Quin tipus d'energia trio per al futur"
Abans de passar a altres recursos, tothom ha de adonar-se que és realment necessari. Només un enfocament integral serà capaç de resoldre el problema de l'energia.