Обновљива енергија - припада КСНУМКС веку

На сајту БП Статистицал Ревиев оф Ворлд Енерги можете пронаћи информацију да ће до 2030. светска потрошња енергије премашити садашњи ниво за око трећину. Стога је жеља развијених земаља да задовоље растуће потребе уз помоћ „зелених” технологија из обновљивих извора (ОИЕ).

1. Ветроелектрана на мору

У Пољској би до 2020. 19% енергије требало да долази из таквих извора. У садашњим условима ово није јефтина енергија, па се развија углавном захваљујући финансијској подршци држава.

Према анализи Института за обновљиву енергију из 2013. године, трошкови производње 1 МВх обновљива енергија варира, у зависности од извора, од 200 до чак 1500 зł.

Поређења ради, велепродајна цена 1 МВх електричне енергије у 2012. била је приближно 200 ПЛН. Најјефтиније у овим студијама било је добијање енергије из постројења за сагоревање са више горива, тј. заједничког сагоревања и депонијског гаса. Најскупља енергија се добија из воде и термалних вода.

Најпознатији и највидљивији облици ОИЕ, односно ветротурбине (1) и соларни панели (2), су скупљи. Међутим, дугорочно ће цене угља и, на пример, нуклеарне енергије неизбежно расти. Разне студије (на пример, студија РВЕ групе из 2012. године) показују да „конзервативна“ и „национална“ категорија, тј. извори енергије поскупеће дугорочно (3).

А то ће обновљиву енергију учинити алтернативом не само еколошком, већ и економском. Понекад се заборавља да су фосилна горива такође у великој мери субвенционисана од стране државе, а њихова цена, по правилу, не узима у обзир негативан утицај који оно има на животну средину.

Коктел соларно-вода-ветар

Професори Марк Џејкобсон (Универзитет Станфорд) и Марк Делучи (Универзитет Калифорније, Дејвис) су 2009. објавили чланак у часопису Сциентифиц Америцан тврдећи да би до 2030. цео свет могао да пређе на обновљива енергија. У пролеће 2013. године поновили су своје прорачуне за америчку државу Њујорк.

По њиховом мишљењу, ускоро би могла потпуно да напусти фосилна горива. то Обновљиви извори можете добити енергију потребну за транспорт, индустрију и становништво. Енергија ће долазити из такозване ВВС мешавине (ветар, вода, сунце – ветар, вода, сунце).

Чак 40 одсто енергије долазиће из приобалних ветропаркова, од којих ће скоро тринаест хиљада морати да буде распоређено. На копну ће бити потребно више од 4 особе. турбине које ће обезбедити још 10 одсто енергије. Следећих 10 процената долази од скоро XNUMX процената соларних фарми са технологијом концентрације зрачења.

Конвенционалне фотонапонске инсталације додаће једна другој 10 процената. Још 18 одсто долази од соларних инсталација - у домовима, јавним зградама и седиштима предузећа. Енергија која недостаје биће надокнађена геотермалним постројењима, хидроелектранама, генераторима плиме и осеке и свим другим обновљивим изворима енергије.

Научници су то израчунали коришћењем система заснованог на обновљива енергија потражња за енергијом — захваљујући већој ефикасности таквог система — ће пасти у целој држави за око 37 процената, а цене енергије ће се стабилизовати.

Више радних места ће бити отворено него што ће бити изгубљено јер ће се сва енергија производити у држави. Осим тога, процењује се да ће око 4 људи умрети сваке године због смањеног загађења ваздуха. мање људи, а трошкови загађења ће пасти за 33 милијарде долара годишње.

3. Цене енергије до 2050. године - РВЕ студија

То значи да ће се целокупна инвестиција исплатити за око 17 година. Могуће је да би то било брже, пошто би држава могла да прода део енергије. Да ли званичници државе Њујорк деле оптимизам ових прорачуна? Мислим мало да и мало не.

На крају крајева, они не „одбацују“ све да би предлог постали стварност, већ, наравно, улажу у производне технологије Обновљива енергија. Бивши градоначелник Њујорка Мајкл Блумберг најавио је пре неколико месеци да ће највећа депонија на свету Фрешкилс парк на Стејтен Ајленду бити претворена у једну од највећих соларних електрана на свету.

Тамо где се њујоршки отпад распада, производиће се 10 мегавата енергије. Остатак територије Фрешкилса, односно скоро 600 хектара, биће претворен у зелене површине парковског карактера.

Где су обновљива правила

Многе земље су већ на добром путу ка зеленијој будућности. Скандинавске земље су одавно премашиле праг од 50% за добијање енергије из Обновљиви извори. Према подацима које је у јесен 2014. објавила међународна еколошка организација ВВФ, Шкотска већ производи више енергије из ветрењача него што је потребно свим шкотским домаћинствима.

Ове бројке показују да су у октобру 2014. шкотске турбине на ветар произвеле електричну енергију једнаку 126 одсто потреба локалних домова. Све у свему, 40 одсто енергије произведене у овом региону долази из обновљивих извора.

Ze Обновљиви извори више од половине шпанске енергије долази из. Половина те половине долази из извора воде. Једна петина све шпанске енергије долази из ветроелектрана. У мексичком граду Ла Пазу, заузврат, постоји соларна електрана Аура Солар И капацитета 39 МВ.

Поред тога, при крају је монтажа друге фарме Гроупотец И од 30 МВ, захваљујући којој ће град ускоро моћи да буде у потпуности снабдевен енергијом из обновљивих извора. Пример земље која је годинама доследно спроводила политику повећања удела енергије из обновљивих извора је Немачка.

Према подацима Агора Енергиевенде, у 2014. години обновљива енергија је чинила 25,8% снабдевања у овој земљи. До 2020. Немачка би требало да добије више од 40 одсто из ових извора. Енергетска трансформација Немачке се не односи само на напуштање нуклеарне енергије и енергије угља у корист обновљива енергија у сектору енергетике.

Не треба заборавити да је Немачка и лидер у креирању решења за „пасивне куће”, које углавном пролазе без система грејања. „Наш циљ да 2050 одсто немачке електричне енергије долази из обновљивих извора до 80. остаје на месту“, недавно је рекла немачка канцеларка Ангела Меркел.

Нови соларни панели

У лабораторијама се води стална борба за побољшање ефикасности. Обновљиви извори енергије – на пример, фотонапонске ћелије. Соларне ћелије, које претварају светлосну енергију наше звезде у електричну енергију, приближавају се рекорду ефикасности од 50 одсто.

4. Графен на пени за конверзију соларне у пару са МИТ-ом

Међутим, системи на тржишту данас показују ефикасност не већу од 20 одсто. Најсавременији фотонапонски панели који се тако ефикасно претварају енергија сунчевог спектра - од инфрацрвеног, преко видљивог опсега, до ултраљубичастог - заправо се састоје не од једне, већ од четири ћелије.

Полупроводнички слојеви су постављени један на други. Сваки од њих је одговоран за добијање различитог опсега таласа из спектра. Ова технологија је скраћено ЦПВ (концентратор фотоволтаика) и претходно је тестирана у свемиру.

Прошле године, на пример, инжењери са Технолошког института у Масачусетсу (МИТ) створили су материјал који се састоји од графитних пахуљица постављених на угљеничну пену (4). Постављен у воду и усмерен на њу сунчевим зрацима, он формира водену пару, претварајући у њу до 85 процената све енергије сунчевог зрачења.

Нови материјал функционише веома једноставно - порозни графит у свом горњем делу је у стању да савршено упија и складишти соларну енергијуа на дну се налази угљенични слој, делимично испуњен мехурићима ваздуха (тако да материјал може да плута на води), спречавајући топлотну енергију да изађе у воду.

5. Фотонапонске антене у пољу сунцокрета

Претходна парна соларна решења морала су да концентришу сунчеве зраке чак и хиљаду пута да би радила.

Ново решење МИТ-а захтева само десет пута већу концентрацију, што читаво подешавање чини релативно јефтиним.

Или можда покушајте да комбинујете сателитску антену са сунцокретом у једној технологији? Инжењери Аирлигхт Енерги-а, швајцарске компаније са седиштем у Бјаски, желе да докажу да је то могуће.

Они су развили плоче од 5 метара опремљене комплексима соларних низова који подсећају на сателитске ТВ антене или радио телескопе и прате сунчеве зраке попут сунцокрета (КСНУМКС).

Они би требало да буду специјални колектори енергије, који не само да снабдевају електричном енергијом фотонапонске ћелије, већ и топлоту, чисту воду, па чак и, након употребе топлотне пумпе, напајају фрижидер.

Огледала расута по њиховој површини преносе упадно сунчево зрачење и фокусирају га на панеле, чак и до 2 пута. Сваки од шест радних панела је опремљен са 25 фотонапонских чипова хлађених водом која тече кроз микроканале.

Захваљујући концентрацији енергије, фотонапонски модули раде четири пута ефикасније. Када је опремљен постројењем за десалинизацију морске воде, јединица користи топлу воду за производњу 2500 литара свеже воде дневно.

У удаљеним областима, опрема за филтрирање воде може се инсталирати уместо постројења за десалинизацију. Цела 10м цветна антенска структура може се склопити и лако транспортовати малим камионом. Нова идеја за коришћење соларне енергије у мање развијеним областима то је Соларкиоск (6).

Овај тип јединице је опремљен Ви-Фи рутером и може да напуни више од 200 мобилних телефона дневно или да напаја мини фрижидер у коме се, на пример, могу чувати неопходни лекови. Десетине таквих киоска су већ пуштене у рад. Углавном су деловали у Етиопији, Боцвани и Кенији.

7. Пројекат небодера Пертамина

Енергетска архитектура

Небодер Пертамина (99) од 7 спратова, који је планиран за изградњу у Џакарти, главном граду Индонезије, требало би да производи онолико енергије колико и троши. Ово је прва зграда такве величине на свету. Архитектура зграде била је уско повезана са локацијом - дозвољава само неопходном сунчевом зрачењу да уђе, омогућавајући вам да уштедите остатак сунчеве енергије.

8. Зелени зид у Барселони

Скраћени торањ служи као тунел за употребу енергија ветра. Са сваке стране објекта постављени су фотонапонски панели, што омогућава производњу енергије током целог дана, у било које доба године.

Зграда ће имати интегрисану геотермалну електрану као допуну соларне енергије и енергије ветра.

У међувремену, немачки истраживачи са Универзитета у Јени припремили су пројекат за „паметне фасаде” зграда. Пренос светлости се може подесити притиском на дугме. Не само да су опремљени фотонапонским ћелијама, већ и за узгој алги за производњу биогорива.

Пројекат велике површине хидрауличних прозора (ЛаВин) подржан је европским фондовима у оквиру програма Хоризонт 2020. Чудо савремене зелене технологије које ниче на фасади Равал театра у Барселони нема много везе са горњим концептом (8).

Вертикална башта коју је дизајнирао Урбанарболисмо је потпуно самостална. Биљке се наводњавају системом за наводњавање чије пумпе се напајају енергијом која се ствара фотонапонски панели интегрише се са системом.

Вода, заузврат, долази од падавина. Кишница тече низ олуке у резервоар за складиштење, одакле се затим пумпа пумпама на соларни погон. Не постоји екстерно напајање.

Интелигентни систем залива биљке према њиховим потребама. Све више и више структура овог типа се појављује у великим размерама. Пример је Национални стадион на соларни погон у Каосјунгу, Тајван (9).

Дизајниран од стране јапанског архитекте Тојо Итоа и пуштен у рад 2009. године, покривен је са 8844 фотонапонских ћелија и може да генерише до 1,14 гигават-часова енергије годишње, снабдевајући 80 одсто потреба овог подручја.

9. Соларни стадион на Тајвану

Да ли ће растопљене соли добити енергију?

Складиште енергије у облику растопљене соли је непознат. Ова технологија се користи у великим соларним електранама, као што је недавно отворени Иванпах у пустињи Мохаве. Према још непознатој компанији Халотецхницс из Калифорније, ова техника је толико обећавајућа да се њена примена може проширити на цео енергетски сектор, посебно на обновљиве, наравно, где је питање складиштења вишкова у условима несташице енергије кључни проблем.

У компанији тврде да је складиштење енергије на овај начин упола мање од батерија, разних врста великих батерија. У погледу трошкова, може се такмичити са пумпним системима за складиштење, који се, као што знате, могу користити само под повољним условима на терену. Међутим, ова технологија има своје недостатке.

На пример, само 70 процената енергије ускладиштене у растопљеним солима може се поново искористити као електрична енергија (90 процената у батеријама). Халотецхницс тренутно ради на ефикасности ових система, укључујући коришћење топлотних пумпи и разних мешавина соли.

10. Резервоари растопљене соли за складиштење енергије

Демонстрациона фабрика је пуштена у рад у Националној лабораторији Сандиа у Арбукеркију, Нови Мексико, САД. складиште енергије са растопљеном сољу. Посебно је дизајниран да ради са ЦЛФР технологијом, која користи огледала која складиште сунчеву енергију за загревање течности за прскање.

То је растопљена со у резервоару. Систем узима со из хладног резервоара (290°Ц), користи топлоту огледала и загрева течност на температуру од 550°Ц, након чега је преноси у следећи резервоар (10). Када је потребно, растопљена со високе температуре пролази кроз измењивач топлоте да би се створила пара за производњу електричне енергије.

На крају, растопљена со се враћа у хладни резервоар и процес се понавља у затвореној петљи. Упоредне студије су показале да коришћење растопљене соли као радног флуида омогућава рад на високим температурама, смањује количину соли која је потребна за складиштење и елиминише потребу за два сета измењивача топлоте у систему, смањујући трошкове и сложеност система.

Решење које обезбеђује складиште енергије у мањем обиму могуће је уградити парафинску батерију са соларним колекторима на кров. Ово је технологија развијена на шпанском универзитету Баскије (Универсидад дел Паис Васцо/Еускал Херрико Униберститатеа).

Намењен је за употребу у просечном домаћинству. Главно тело уређаја је направљено од алуминијумских плоча потопљених у парафин. Вода се користи као медиј за пренос енергије, а не као медиј за складиштење. Овај задатак припада парафину, који узима топлоту од алуминијумских панела и топи се на температури од 60°Ц.

У овом проналаску, електрична енергија се ослобађа хлађењем воска, који даје топлоту танким панелима. Научници раде на даљем побољшању ефикасности процеса заменом парафина другим материјалом, као што је масна киселина.

Енергија се производи у процесу фазног прелаза. Инсталација може имати другачији облик у складу са захтевима изградње објеката. Можете чак изградити и такозване спуштене плафоне.

Нове идеје, нови начини

Улична расвета, коју је развила холандска компанија Каал Мастен, може се поставити било где, чак и у неелектрифицираним подручјима. За рад им није потребна електрична мрежа. Они сијају само захваљујући соларним панелима.

Стубови ових светионика су прекривени соларним панелима. Дизајнерка тврди да током дана могу да акумулирају толико енергије да онда сијају целу ноћ. Чак ни облачно време их неће искључити. Укључује импресиван сет батерија штедљиве лампе СВЕТЛЕЋА ДИОДА.

Спирит (11), како је ова лампа добила име, треба да се мења сваких неколико година. Занимљиво, са еколошке тачке гледишта, овим батеријама је лако руковати.

У међувремену, соларно дрвеће се сади у Израелу. У томе не би било ничег необичног да није у овим засадима уместо листова постављени соларни панели који добијају енергију која се затим користи за пуњење мобилних уређаја, хлађење воде и емитовање вај-фај сигнала.

Дизајн, назван еТрее (12), састоји се од металног "дебла" који се рачва, а на гранама соларни панели. Енергија добијена уз њихову помоћ се складишти локално и може се „пребацити” на батерије паметних телефона или таблета преко УСБ порта.

12. Електронско дрво дрво

Такође ће се користити за производњу извора воде за животиње, па чак и за људе. Дрвеће такође треба користити као фењере ноћу.

Могу бити опремљени информационим дисплејима са течним кристалима. Прве зграде овог типа појавиле су се у парку Кханадив, у близини града Зикхрон Иааков.

Верзија са седам панела генерише 1,4 киловата снаге, што може да напаја 35 просечних лаптопова. У међувремену, потенцијал за обновљиву енергију се и даље открива на новим местима, као што су места где се реке изливају у море и спајају са сланом водом.

Група научника са Масачусетског технолошког института (МИТ) одлучила је да проучава феномене реверзне осмозе у срединама у којима се мешају воде различитог нивоа сланости. На граници ових центара постоји разлика у притиску. Када вода прође кроз ову границу, она се убрзава, што је извор значајне енергије.

Научници са универзитета који се налази у Бостону нису отишли ​​далеко за практичну проверу овог феномена. Израчунали су да би воде овог града, уливајући се у море, могле да произведу довољно енергије да подмире потребе локалног становништва. објекти за третман.