Elektrik luar biasa. Sumber tenaga alternatif yang paling luar biasa Sumber arus elektrik yang luar biasa
9. Loji Janakuasa Gelombang Tiram
Terapung kuning ialah bahagian permukaan pam, yang terletak pada kedalaman 15 meter, setengah kilometer dari pantai. Menggunakan tenaga gelombang, Oyster (“Oyster”) memindahkan air ke stesen janakuasa hidroelektrik biasa yang terletak di darat. Sistem ini mampu menjana sehingga 800 kW elektrik, memberikan cahaya dan haba kepada sehingga 80 rumah.8. Biofuel berasaskan alga
Alga mengandungi sehingga 75% minyak semula jadi, tumbuh dengan sangat cepat, dan tidak memerlukan tanah atau air yang boleh ditanam untuk pengairan. Dari satu ekar (4047 meter persegi) "rumput laut" anda boleh mendapatkan dari 18 hingga 27 ribu liter biofuel setahun. Sebagai perbandingan: tebu, dengan input awal yang sama, menghasilkan hanya 3,600 liter bioetanol.7. Panel solar dalam kaca tingkap
Panel solar standard menukar tenaga matahari menjadi elektrik dengan kecekapan 10-20%, dan operasinya agak mahal. Tetapi baru-baru ini saintis dari University of California berkembang panel telus berasaskan plastik yang agak murah. Bateri menarik tenaga daripada cahaya inframerah dan boleh menggantikan kaca tingkap konvensional.6. Elektrik gunung berapi
Prinsip operasi loji janakuasa geoterma adalah sama seperti loji janakuasa haba, tetapi bukannya arang batu, haba dalaman bumi digunakan. Kawasan yang mempunyai aktiviti gunung berapi yang tinggi, di mana magma mendekati permukaan, adalah sesuai untuk mengekstrak tenaga jenis ini.5. Sel suria sfera
Walaupun pada hari yang mendung, sfera kaca berisi cecair Betaray adalah empat kali lebih cekap daripada panel solar konvensional. Dan walaupun pada malam yang cerah, sfera tidak tidur, mengekstrak tenaga daripada cahaya bulan.4. Virus M13
Para saintis di Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley (California) berjaya mengubah suai virus bacteriophage M13 supaya ia menghasilkan cas elektrik apabila bahan tersebut cacat secara mekanikal. Untuk mendapatkan elektrik, hanya tekan butang atau leret jari anda merentasi paparan. Walau bagaimanapun, setakat ini caj maksimum yang diperoleh melalui "cara berjangkit" adalah sama dengan keupayaan satu perempat bateri jari mikro.3. Torium
Thorium adalah logam radioaktif yang serupa dengan uranium, tetapi mampu menghasilkan 90 kali lebih banyak tenaga apabila mereput. Secara semula jadi, ia didapati 3-4 kali lebih kerap daripada uranium, dan hanya satu gram bahan itu bersamaan dengan 7,400 gelen (33,640 liter) petrol dari segi jumlah haba yang dihasilkan. 8 gram thorium cukup untuk kereta memandu selama lebih daripada 100 tahun atau 1.6 juta km tanpa mengisi minyak. Secara umum, Sistem Kuasa Laser mengumumkan permulaan kerja pada enjin thorium. Jom tengok!2. Motor gelombang mikro
Seperti yang diketahui, kapal angkasa menerima dorongan untuk berlepas kerana lemparan dan pembakaran bahan api roket. Roger Scheuer cuba memadamkan asas fizik. Enjin EMDrivenya (kami menulis tentangnya) tidak memerlukan bahan api, menghasilkan tujahan menggunakan gelombang mikro yang dipantulkan dari dinding dalaman bekas tertutup. Lebih banyak akan datang jarak jauh: daya tarikan motor sedemikian tidak mencukupi walaupun untuk membuang syiling dari meja.1. Reaktor Eksperimen Termonuklear Antarabangsa (ITER)
Tujuan ITER adalah untuk mencipta semula proses yang berlaku di dalam bintang. Berbanding pembelahan nuklear, kita bercakap tentang sintesis dua unsur yang selamat dan bebas sisa. Selepas menerima 50 megawatt tenaga, ITER akan mengembalikan 500 megawatt—cukup untuk menggerakkan 130,000 rumah. Pelancaran reaktor, yang berpangkalan di selatan Perancis, akan berlaku pada awal 2030-an, dan ia tidak akan disambungkan ke grid tenaga sehingga 2040.Dunia moden secara beransur-ansur dan berterusan datang kepada penggunaan sumber tenaga alternatif yang lebih luas dan lebih aktif. Manusia memahami dengan baik bahawa minyak dan gas lambat laun akan kehabisan, tenaga nuklear, walaupun semua pembangunannya, masih tidak boleh 100% selamat, arang batu berbahaya kepada alam sekitar dan juga dianggap tidak boleh diperbaharui. sumber alam. Itulah sebabnya hari ini semakin ramai saintis dan penyelidik bekerja dalam bidang meningkatkan kecekapan dan mengurangkan kos penjanaan elektrik daripada sumber alternatif. Dan jika hari ini sukar untuk mengejutkan sesiapa sahaja dengan loji janakuasa solar, angin, haba, gabungan dan juga luar pesisir, adakah benar bahawa di dunia sekeliling kita dan seterusnya masih terdapat sumber tenaga mesra alam yang tidak banyak dikaji tetapi mungkin menjanjikan?
Kami telah mengkaji maklumat yang tersedia hari ini dan telah mengumpulkan untuk anda 10 daripada sumber tenaga alternatif yang paling luar biasa dan eksotik, yang mungkin tidak wujud esok, tetapi lusa mungkin mula digunakan secara aktif oleh manusia.
1. Potensi tenaga haba lautan, yang, seperti yang kita ketahui, meliputi sebahagian besar planet kita, mungkin digunakan oleh manusia pada masa hadapan untuk menjana elektrik. Loji janakuasa "laut hangat" akan menjana tenaga disebabkan perbezaan suhu antara perairan permukaan panas dan perairan dasar yang sejuk.
2. Anda mungkin tidak menyedarinya, tetapi alam semula jadi telah lama memikirkan cara untuk menjana elektrik disebabkan oleh penyejatan air. Setelah melihat tumbuh-tumbuhan, saintis moden telah membangunkan sistem serupa yang berfungsi kerana perbezaan sifat elektrik air dan udara, yang gelembungnya dipam di dalam daun, seperti daun tumbuhan. Akibatnya, arus elektrik terhasil. Pada masa yang sama, saintis agak optimis tentang kemungkinan prospek menggunakan teknologi sedemikian, termasuk kerana keupayaan sistem ini untuk beroperasi bukan sahaja sebagai penjana, tetapi juga sebagai bateri untuk menjana tenaga elektrik.
3. Osmosis- proses semulajadi yang telah digunakan oleh saintis untuk keperluan mereka sejak sekian lama. Semua orang tahu penapis osmosis terbalik, tetapi tidak semua orang tahu bahawa hari ini jurutera sedang membangunkan skim asas baru untuk menjana elektrik daripada air masin laut dan lautan. Selain itu, prinsip ini juga berdasarkan osmosis.
Keunikan proses ini adalah kemungkinan pada masa hadapan bukan sahaja untuk menyediakan jumlah tenaga yang diperlukan untuk proses penyahgaraman air, yang hari ini memerlukan kos tenaga yang besar, tetapi juga untuk menjana elektrik "untuk dijual." Prinsip operasi "loji kuasa osmosis" akan berdasarkan proses penyahgaraman terbalik. Para saintis tahu bahawa apabila ditambah kepada air tawar air laut masin memulakan proses yang dipanggil "elektrodialisis terbalik", kerana tenaga elektrik dijana. Dalam kes yang sama, jika penyelidikan yang dijalankan hari ini menunjukkan daya maju ekonominya, loji janakuasa tersebut boleh dipasang di muara sungai, di mana percampuran semula jadi laut dan air tawar berlaku.
4. Jurutera Bioteknologi Joule telah membangunkan sepenuhnya teknologi inovatif mendapatkan sumber tenaga, dipanggil gliokultur. Jurutera mencadangkan menggunakan campuran hidrokarbon, nutrien, air dan mikroorganisma fotosintesis, yang akan menggunakan cahaya matahari sebagai sumber tenaga. Hasil daripada aktiviti penting mikroorganisma, kita akan dapat segera mendapatkan hidrokarbon atau alkohol yang tidak memerlukan penulenan.
5. Penggunaan helium-3. Isotop bukan radioaktif ini mempunyai potensi yang sangat tinggi untuk menjana elektrik melalui pelakuran nuklear, tetapi ia sangat jarang berlaku di Bumi, tetapi didapati dengan banyaknya di Bulan. Dianggarkan bahawa perkembangan Bulan mungkin menjadi arah yang sangat menjanjikan, dan hari ini saintis telah mencipta beberapa projek, yang pelaksanaannya mungkin bermula dalam masa terdekat. Khususnya, memanggil helium-3 sebagai sumber tenaga masa depan, syarikat Rusia Energia merancang untuk memulakan pembangunan perindustriannya di satelit planet kita tidak lewat daripada 2020.
6. Piezoelektrik– kaedah mendapatkan tenaga ini telah digunakan oleh manusia sejak sekian lama. Walau bagaimanapun, pada skala kecil dan bukannya skala perindustrian. Sementara itu, saintis tidak menolak bahawa penggunaan tenaga kinetik daripada pergerakan manusia pada masa hadapan mungkin menjadi satu proses yang cukup menjanjikan.
Memandangkan piezoelektrik dihasilkan oleh bahan tertentu sebagai tindak balas kepada tegasan mekanikal, cukup dengan hanya membuat penutup turapan daripada bahan yang serupa, meletakkannya di tempat dengan kepekatan terbesar orang yang bergerak, dan kita akan mendapat sumber tenaga percuma yang baharu. Lebih-lebih lagi, prinsip yang sama boleh dilaksanakan dalam pelbagai pilihan, contohnya, elektrik boleh dijana oleh tapak kasut.
7. Tenaga suria telah berjaya "kitar semula" di Bumi untuk masa yang lama, tetapi disebabkan oleh kehadiran atmosfera, sebahagian besar daripadanya hilang begitu sahaja tanpa sampai terus ke permukaan planet kita. Jika panel solar diletakkan di angkasa, kecekapannya akan meningkat sepuluh kali ganda. Dengan cara ini, fotosel serupa telah lama digunakan pada satelit yang dilancarkan dari Bumi.
8. najis– mereka sudah lebih daripada berjaya digunakan oleh orang hari ini, termasuk untuk pengeluaran biogas. Pada masa hadapan, saintis tidak menolak bahawa kumbahan manusia juga akan mendapati penggunaan yang agak aktif sebagai sumber tenaga alternatif. Sebagai contoh, hari ini di Sweden mereka cuba melancarkan teknologi untuk menghidupkan enjin bas bandar, berdasarkan prinsip menggunakan sel bahan api mikrob, yang semasa hidup mereka proses menghasilkan arus elektrik, dan menggunakan najis untuk kuasa.
9. Loji kuasa vorteks– prototaip sistem sedemikian telah pun dibuat hari ini. Prinsip operasi sistem ini adalah berdasarkan kemungkinan mendapatkan tenaga daripada arus air perlahan yang boleh mencipta pusaran air. Dan ia adalah tepat mereka, pusaran air, yang dicadangkan saintis untuk digunakan untuk pengeluaran tenaga.
Pusaran air membentuk persekitaran air yang tidak stabil di mana objek yang diletakkan bergerak ke bawah atau ke atas, atau bergerak dalam satah mendatar. Tenaga mekanikal yang dicipta dengan cara ini boleh dengan mudah ditukar kepada tenaga elektrik, nasib baik, terdapat pelbagai jenis sistem dan teknologi yang serupa hari ini.
10. Tenaga gunung. Satu jenis tenaga geoterma baharu diperoleh melalui eksperimen menyuntik air masin jauh ke dalam batu, yang suhunya, disebabkan oleh pereputan unsur radioaktif yang terdapat dalam kerak planet dan mantel terpanas Bumi, adalah sangat tinggi. Proses selanjutnya adalah mudah dan dipelajari. Apabila dipanaskan, air bertukar menjadi wap, yang disalurkan ke turbin yang menjana elektrik. Selain itu, kuasa loji janakuasa sedemikian boleh diselaraskan dengan mudah dengan mengawal bekalan air garam sejuk.
Bukan rahsia lagi bahawa sumber yang digunakan oleh manusia hari ini adalah terhad, lebih-lebih lagi, pengekstrakan dan penggunaannya selanjutnya boleh membawa bukan sahaja kepada tenaga, tetapi juga kepada bencana alam sekitar. Sumber yang digunakan secara tradisi oleh manusia - arang batu, gas dan minyak - akan kehabisan dalam beberapa dekad, dan langkah perlu diambil sekarang, pada zaman kita. Sudah tentu, kita boleh berharap bahawa kita akan menemui beberapa deposit yang kaya, sama seperti pada separuh pertama abad yang lalu, tetapi saintis yakin bahawa deposit besar itu tidak lagi wujud. Tetapi dalam apa jua keadaan, walaupun penemuan deposit baru hanya akan menangguhkan perkara yang tidak dapat dielakkan; adalah perlu untuk mencari cara untuk menghasilkan tenaga alternatif dan beralih kepada sumber boleh diperbaharui seperti angin, matahari, tenaga geoterma, tenaga aliran air dan lain-lain, dan bersama-sama ini adalah perlu untuk meneruskan pembangunan teknologi penjimatan tenaga.
Dalam artikel ini kita akan melihat beberapa idea yang paling menjanjikan, pada pendapat saintis moden, di mana sektor tenaga masa depan akan dibina.
Stesen solar
Orang ramai telah lama tertanya-tanya sama ada mungkin untuk memanaskan air di bawah sinaran matahari, pakaian kering dan tembikar sebelum menghantarnya ke ketuhar, tetapi kaedah ini tidak boleh dipanggil berkesan. Cara teknikal pertama yang menukar tenaga suria muncul pada abad ke-18. Saintis Perancis J. Buffon menunjukkan eksperimen di mana dia berjaya menyalakan kayu kering dari jarak kira-kira 70 meter menggunakan cermin cekung besar dalam cuaca cerah. Rakan senegaranya, saintis terkenal A. Lavoisier, menggunakan kanta untuk menumpukan tenaga matahari, dan di England mereka mencipta kaca biconvex, yang, dengan memfokuskan sinaran matahari, mencairkan besi tuang hanya dalam beberapa minit.
Para saintis semula jadi menjalankan banyak eksperimen yang membuktikan bahawa cahaya matahari boleh didapati di bumi. Walau bagaimanapun, bateri solar, yang akan menukar tenaga solar kepada tenaga mekanikal, muncul secara relatif baru-baru ini, pada tahun 1953. Ia dicipta oleh saintis dari Agensi Aeroangkasa Kebangsaan AS. Sudah pada tahun 1959, bateri solar pertama kali digunakan untuk melengkapkan satelit angkasa lepas.
Mungkin pada masa itu, setelah menyedari bahawa bateri sedemikian jauh lebih cekap di angkasa, saintis mendapat idea untuk mencipta stesen suria angkasa, kerana dalam satu jam matahari menjana tenaga sebanyak yang tidak digunakan oleh semua manusia dalam setahun, jadi mengapa tidak menggunakannya? Apakah keadaan industri tenaga suria pada masa hadapan?
Di satu pihak nampaknya penggunaan tenaga suria pilihan ideal. Walau bagaimanapun, kos stesen suria angkasa yang besar adalah sangat tinggi, dan selain itu, ia akan mahal untuk dikendalikan. Dari masa ke masa, apabila teknologi baru untuk menghantar kargo ke angkasa, serta bahan baru, diperkenalkan, pelaksanaan projek sedemikian akan menjadi mungkin, tetapi buat masa ini kita hanya boleh menggunakan bateri yang agak kecil di permukaan planet ini. Ramai yang akan mengatakan bahawa ini juga bagus. Ya, ia boleh dilakukan di rumah persendirian, tetapi untuk membekalkan tenaga ke bandar-bandar besar, sewajarnya, anda memerlukan sama ada banyak panel solar atau teknologi yang akan menjadikannya lebih cekap.
Isu ekonomi juga terdapat di sini: mana-mana belanjawan akan menderita jika ia diamanahkan dengan tugas menukar seluruh bandar (atau seluruh negara) kepada panel solar. Nampaknya adalah mungkin untuk mewajibkan penduduk bandar untuk membayar sejumlah wang tertentu untuk peralatan semula, tetapi dalam kes ini mereka tidak akan berpuas hati, kerana jika orang ramai bersedia untuk membuat perbelanjaan sedemikian, mereka akan melakukannya sendiri lama dahulu: semua orang berpeluang membeli bateri solar.
Terdapat satu lagi paradoks mengenai tenaga suria: kos pengeluaran. Menukarkan tenaga matahari terus kepada elektrik bukanlah perkara yang paling berkesan. Sehingga kini, tiada cara yang lebih baik ditemui selain menggunakan sinaran matahari untuk memanaskan air, yang bertukar menjadi wap, seterusnya memutarkan dinamo. Dalam kes ini, kehilangan tenaga adalah minimum. Kemanusiaan mahu menggunakan panel solar dan stesen suria "mesra alam" untuk menjimatkan sumber di bumi, tetapi projek sedemikian akan memerlukan sejumlah besar sumber yang sama dan tenaga "tidak mesra alam". Sebagai contoh, sebuah loji tenaga solar dengan keluasan kira-kira dua kilometer persegi telah dibina baru-baru ini di Perancis. Kos pembinaan adalah kira-kira 110 juta euro, tidak termasuk kos operasi. Dengan semua ini, perlu diingat bahawa hayat perkhidmatan mekanisme sedemikian adalah kira-kira 25 tahun.
Angin
Tenaga angin juga telah digunakan oleh manusia sejak zaman dahulu, kebanyakannya contoh mudah boleh dipanggil belayar dan kincir angin. Turbin angin masih digunakan hari ini, dan ia amat berkesan di kawasan yang mempunyai angin berterusan, seperti pantai. Para saintis sentiasa mengemukakan idea tentang cara memodenkan peranti sedia ada untuk menukar tenaga angin, salah satunya ialah turbin angin dalam bentuk turbin terapung. Oleh kerana putaran berterusan, mereka boleh "bergantung" di udara pada jarak beberapa ratus meter dari tanah, di mana angin kuat dan berterusan. Ini akan membantu dalam mengelektrik kawasan luar bandar di mana turbin angin standard tidak boleh dilakukan. Di samping itu, turbin terapung tersebut boleh dilengkapi dengan modul Internet, dengan bantuan orang ramai akan diberikan akses kepada World Wide Web.
Pasang surut dan ombak
Ledakan tenaga suria dan angin semakin pudar, dan tenaga semula jadi lain telah menarik minat penyelidik. Penggunaan pasang surut dianggap lebih menjanjikan. Sudah, kira-kira seratus syarikat di seluruh dunia sedang mengusahakan isu ini, dan terdapat beberapa projek yang telah membuktikan keberkesanan kaedah penjanaan elektrik ini. Kelebihan berbanding tenaga suria ialah kerugian apabila menukar satu tenaga kepada tenaga lain adalah minimum: gelombang pasang surut memutar turbin besar, yang menjana elektrik.
Projek Oyster ialah idea untuk memasang injap berengsel di dasar laut yang akan menolak air ke pantai, dengan itu memutarkan turbin hidroelektrik mudah. Hanya satu pemasangan sedemikian boleh membekalkan elektrik ke kawasan kejiranan kecil.
Gelombang pasang surut telah berjaya digunakan di Australia: loji penyahgaraman yang beroperasi pada tenaga jenis ini telah dipasang di bandar Perth. Kerja mereka memungkinkan untuk menyediakan air tawar kepada kira-kira setengah juta orang. Tenaga semula jadi dan industri juga boleh digabungkan dalam sektor pengeluaran tenaga ini.
Penggunaannya agak berbeza daripada teknologi yang biasa kita lihat di loji janakuasa hidroelektrik sungai. Stesen janakuasa hidroelektrik sering menyebabkan kemudaratan kepada alam sekitar: kawasan sekitar ditenggelami air dan ekosistem musnah, tetapi stesen yang beroperasi pada gelombang pasang adalah lebih selamat dalam hal ini.
Tenaga manusia
Salah satu projek yang paling hebat dalam senarai kami ialah penggunaan tenaga orang yang masih hidup. Bunyinya menakjubkan dan juga agak menakutkan, tetapi ia tidak begitu menakutkan. Para saintis menghargai idea tentang cara menggunakan tenaga mekanikal pergerakan. Projek-projek ini adalah mengenai mikroelektronik dan nanoteknologi dengan penggunaan tenaga yang rendah. Walaupun ia kedengaran seperti utopia, tidak ada perkembangan sebenar, tetapi idea itu sangat menarik dan tidak meninggalkan fikiran saintis. Setuju, peranti yang, seperti jam tangan automatik, akan dicas dengan menggerakkan jari anda pada penderia atau dengan hanya menjuntai tablet atau telefon dalam beg anda semasa berjalan, akan menjadi sangat mudah. Apatah lagi pakaian yang, dipenuhi dengan pelbagai peranti mikro, boleh menukar tenaga pergerakan manusia kepada elektrik.
Di Makmal Lawrence Berkeley, sebagai contoh, saintis telah cuba melaksanakan idea menggunakan virus untuk menekan elektrik. Terdapat juga mekanisme kecil yang dikuasakan oleh pergerakan, tetapi teknologi sedemikian masih belum dimasukkan ke dalam pengeluaran. Ya, krisis tenaga global tidak dapat ditangani dengan cara ini: berapa ramai orang yang perlu "memusingkan pedal" untuk membuat keseluruhan loji berfungsi? Tetapi sebagai salah satu langkah yang digunakan dalam kompleks, teori itu agak berdaya maju.
Teknologi sedemikian akan sangat berkesan di tempat yang sukar dicapai, di stesen kutub, di pergunungan dan taiga, di kalangan pengembara dan pelancong yang tidak selalu mempunyai peluang untuk mengecas alat mereka, tetapi kekal berhubung adalah penting, terutamanya jika kumpulan berada dalam keadaan kritikal. Banyak perkara yang boleh dihalang jika orang sentiasa mempunyai peranti komunikasi yang boleh dipercayai yang tidak bergantung pada saluran keluar dinding.
Sel bahan api hidrogen
Mungkin setiap pemilik kereta, melihat penunjuk kuantiti petrol menghampiri sifar, memikirkan betapa hebatnya jika kereta itu berlari di atas air. Tetapi kini atomnya telah menjadi perhatian saintis sebagai objek tenaga sebenar. Hakikatnya ialah zarah hidrogen - gas yang paling biasa di alam semesta - mengandungi sejumlah besar tenaga. Selain itu, enjin membakar gas ini dengan hampir tiada produk sampingan, yang bermaksud kita mendapat bahan api yang sangat mesra alam.
Hidrogen menjana beberapa modul dan pengangkutan ulang-alik ISS, tetapi di Bumi ia wujud terutamanya dalam bentuk sebatian seperti air. Pada tahun lapan puluhan, Rusia membangunkan pesawat menggunakan hidrogen sebagai bahan api teknologi ini bahkan telah diamalkan, dan model eksperimen membuktikan keberkesanannya. Apabila hidrogen dipisahkan, ia dipindahkan ke sel bahan api khas, selepas itu elektrik boleh dijana secara langsung. Ini bukan tenaga masa depan, ini sudah menjadi realiti. Kereta serupa sudah pun dihasilkan dalam kuantiti yang agak besar. Syarikat Honda, untuk menekankan fleksibiliti sumber tenaga dan kereta secara keseluruhan, menjalankan eksperimen yang menyebabkan kereta itu disambungkan ke elektrik. rangkaian rumah, walau bagaimanapun, bukan untuk dicas semula. Sebuah kereta boleh memberikan tenaga rumah persendirian selama beberapa hari, atau memandu hampir lima ratus kilometer tanpa mengisi minyak.
Satu-satunya kelemahan sumber tenaga sedemikian ialah pada masa ini- ini adalah kos yang agak tinggi untuk kereta mesra alam itu, dan, sudah tentu, agak kuantiti yang kecil stesen pengisian hidrogen, tetapi banyak negara sudah merancang untuk membinanya. Sebagai contoh, di Jerman sudah ada rancangan untuk memasang seratus stesen minyak menjelang 2017.
Kehangatan bumi
Menukar tenaga haba kepada elektrik adalah intipati tenaga geoterma. Di sesetengah negara di mana penggunaan industri lain sukar, ia digunakan secara meluas. Sebagai contoh, di Filipina, 27% daripada semua tenaga elektrik berasal dari stesen geoterma, dan di Iceland angka ini adalah kira-kira 30%. Intipati kaedah pengeluaran tenaga ini agak mudah, mekanismenya serupa dengan mudah enjin wap. Untuk mencapai "tasik" magma yang sepatutnya, adalah perlu untuk menggerudi telaga di mana air dibekalkan. Apabila terkena magma panas, air serta-merta bertukar menjadi wap. Ia meningkat apabila ia memutar turbin mekanikal, dengan itu menjana elektrik.
Masa depan tenaga geoterma terletak pada mencari "repositori" magma yang besar. Sebagai contoh, di Iceland yang disebutkan di atas mereka berjaya: dalam sepersekian saat, magma panas mengubah semua air yang disuntik menjadi wap pada suhu kira-kira 450 darjah Celsius, yang merupakan rekod mutlak. Stim yang serupa tekanan tinggi mampu meningkatkan kecekapan stesen geoterma beberapa kali, ini boleh menjadi pendorong kepada pembangunan tenaga geoterma di seluruh dunia, terutamanya di kawasan tepu dengan gunung berapi dan mata air terma.
Penggunaan sisa nuklear
Tenaga nuklear, pada satu masa, dihasilkan sensasi sebenar. Ini berlaku sehingga orang ramai menyedari bahaya sektor tenaga ini. Kemalangan mungkin berlaku, tiada siapa yang kebal daripada kes sedemikian, tetapi ia sangat jarang berlaku, tetapi sisa radioaktif muncul secara berterusan dan sehingga baru-baru ini saintis tidak dapat menyelesaikan masalah ini. Hakikatnya ialah rod uranium, "bahan api" tradisional loji kuasa nuklear, hanya boleh digunakan setakat 5%. Selepas bahagian kecil ini habis, keseluruhan rod dihantar ke "tapak pelupusan".
Sebelum ini, teknologi telah digunakan di mana rod direndam dalam air, yang memperlahankan neutron, mengekalkan tindak balas yang stabil. Sekarang mereka menggunakan natrium cecair dan bukannya air. Penggantian ini membolehkan bukan sahaja untuk menggunakan keseluruhan isipadu uranium, tetapi juga untuk memproses puluhan ribu tan sisa radioaktif.
Membuang planet sisa tenaga nuklear adalah penting, tetapi terdapat satu "tetapi" dalam teknologi itu sendiri. Uranium adalah sumber dan bekalannya di Bumi adalah terhad. Jika seluruh planet dipindahkan secara eksklusif kepada tenaga yang diperoleh daripada loji kuasa nuklear (contohnya, di Amerika Syarikat, loji tenaga nuklear hanya menghasilkan 20% daripada semua tenaga elektrik yang digunakan), rizab uranium akan habis dengan cepat, dan ini sekali lagi akan membawa manusia kepada ambang krisis tenaga, jadi tenaga nuklear, walaupun dimodenkan, hanyalah langkah sementara.
Bahan api sayuran
Malah Henry Ford, setelah mencipta Model Tnya, menjangkakan bahawa ia sudah pun menggunakan biofuel. Walau bagaimanapun, pada masa itu medan minyak baru ditemui, dan keperluan untuk sumber tenaga alternatif hilang selama beberapa dekad, tetapi kini kembali semula.
Sepanjang lima belas tahun yang lalu, penggunaan bahan api tumbuhan seperti etanol dan biodiesel telah meningkat beberapa kali ganda. Mereka digunakan sebagai sumber tenaga bebas dan sebagai bahan tambahan kepada petrol. Beberapa ketika dahulu, harapan diletakkan pada tanaman millet khas yang dipanggil "canola". Ia sama sekali tidak sesuai untuk makanan sama ada untuk manusia atau ternakan, tetapi mempunyai kandungan minyak yang tinggi. Daripada minyak ini mereka mula menghasilkan "biodiesel". Tetapi tanaman ini akan mengambil terlalu banyak ruang jika anda cuba menanamnya secukupnya untuk menyediakan bahan api untuk sekurang-kurangnya sebahagian daripada planet ini.
Sekarang saintis bercakap tentang menggunakan alga. Kandungan minyak mereka adalah kira-kira 50%, yang akan memudahkan untuk mengekstrak minyak, dan sisa boleh ditukar menjadi baja, berdasarkan alga baru yang akan ditanam. Idea ini dianggap menarik, tetapi masih belum membuktikan daya majunya: percubaan yang berjaya dalam bidang ini belum diterbitkan.
Gabungan
Sektor tenaga masa depan dunia, menurut saintis moden, adalah mustahil tanpa teknologi, pada masa ini, pembangunan yang paling menjanjikan, di mana berbilion dolar telah dilaburkan.
B menggunakan tenaga pembelahan. Ia berbahaya kerana terdapat ancaman tindak balas yang tidak terkawal yang akan memusnahkan reaktor dan membawa kepada pembebasan sejumlah besar bahan radioaktif: mungkin semua orang mengingati kemalangan di loji kuasa nuklear Chernobyl.
Tindak balas gabungan, seperti namanya, menggunakan tenaga yang dibebaskan apabila atom bergabung bersama. Akibatnya, tidak seperti pembelahan atom, tiada sisa radioaktif dihasilkan.
Masalah utama ialah hasil daripada gabungan termonuklear bahan terbentuk yang mempunyai sedemikian suhu tinggi, yang boleh memusnahkan keseluruhan reaktor.
Masa depan adalah realiti. Dan fantasi tidak sesuai di sini pada masa ini, pembinaan reaktor telah pun bermula di wilayah Perancis. Beberapa bilion dolar telah dilaburkan dalam projek perintis, yang dibiayai oleh banyak negara, yang, sebagai tambahan kepada EU, termasuk China dan Jepun, Amerika Syarikat, Rusia dan lain-lain. Pada mulanya, percubaan pertama dirancang untuk dilancarkan pada 2016, tetapi pengiraan menunjukkan bahawa belanjawan terlalu kecil (bukannya 5 bilion, 19 diperlukan), dan pelancaran ditangguhkan selama 9 tahun lagi. Mungkin dalam beberapa tahun kita akan melihat apa yang mampu dilakukan oleh tenaga termonuklear.
Masalah masa kini dan peluang masa depan
Bukan sahaja saintis, tetapi juga penulis fiksyen sains, memberikan banyak idea untuk melaksanakan teknologi masa depan dalam sektor tenaga, tetapi semua orang bersetuju bahawa setakat ini tiada pilihan yang dicadangkan dapat memenuhi sepenuhnya semua keperluan tamadun kita. Sebagai contoh, jika semua kereta di Amerika Syarikat menggunakan biofuel, kawasan yang sama dengan separuh keseluruhan negara perlu ditanam dengan ladang kanola, tanpa mengambil kira hakikat bahawa tidak banyak tanah yang sesuai untuk pertanian di Amerika Syarikat. . Lebih-lebih lagi, setakat ini semua kaedah menghasilkan tenaga alternatif adalah mahal. Mungkin setiap penduduk bandar biasa bersetuju bahawa adalah penting untuk menggunakan sumber yang mesra alam dan boleh diperbaharui, tetapi tidak apabila mereka diberitahu kos peralihan sedemikian pada masa ini. Para saintis masih mempunyai banyak kerja yang perlu dilakukan dalam bidang ini. Penemuan baharu, bahan baharu, idea baharu - semua ini akan membantu manusia berjaya mengatasi krisis sumber yang muncul. Planet-planet hanya boleh diselesaikan melalui langkah-langkah komprehensif. Di sesetengah kawasan adalah lebih mudah untuk menggunakan pengeluaran tenaga angin, di kawasan lain lebih mudah untuk menggunakan panel solar, dan sebagainya. Tetapi mungkin faktor utama adalah pengurangan penggunaan tenaga secara umum dan penciptaan teknologi penjimatan tenaga. Setiap orang mesti memahami bahawa mereka bertanggungjawab untuk planet ini, dan setiap orang mesti bertanya kepada diri sendiri soalan: "Apakah jenis tenaga yang saya pilih untuk masa depan?" Sebelum beralih kepada sumber lain, semua orang harus sedar bahawa ini benar-benar perlu. Hanya apabila pendekatan bersepadu akan dapat menyelesaikan masalah penggunaan tenaga.
Peristiwa
Kebanyakan orang akan bersetuju bahawa bahan api fosil perlu dihentikan. Ia adalah punca pencemaran alam sekitar, peperangan dan perubahan iklim.
Nasib baik, selama bertahun-tahun saintis telah mencari penyelesaian alternatif, seperti tenaga angin dan tenaga suria. Tetapi tidak mungkin untuk menggunakan tenaga angin dan suria di mana-mana.
Oleh itu, saintis terus mencari tenaga yang murah dan cekap, meneroka sumber yang kurang diketahui. Sesetengah daripada mereka mungkin kelihatan agak luar biasa, malah lucu dan tidak realistik, dan dalam beberapa kes, mengerikan.
"Saya fikir itu penyelesaian kepada masa depan keperluan tenaga, kita harus mengambilnya dengan agak serius," katanya Bobby Sumpter, saintis kanan di Makmal Kebangsaan Oak Ridge. Ia boleh menjadi sesuatu yang semula jadi dan pada masa yang sama datang kepada kami secara percuma dan berkesan.
“Kita tidak boleh menolak walaupun yang paling banyak idea yang luar biasa", nota Diego del Castillo Negrete dari makmal yang sama.
Jadi, 10 sumber tenaga paling luar biasa dan pelik , yang boleh dikatakan di luar norma yang diketahui dan diterima. Tetapi siapa tahu, mungkin suatu hari nanti kita akan menggunakan gula untuk mengecas komputer riba, bakteria untuk mengisi kereta, atau mayat untuk memanaskan bangunan.
gula
Jika anda memasukkan gula ke dalam tangki minyak kereta, anda boleh merosakkan enjinnya - ini adalah fakta yang terkenal. Tetapi satu hari nanti gula boleh menjadi bahan api yang sangat baik untuk kereta.
Penyelidik dan ahli kimia dari Universiti Teknologi Virginia sedang membangunkan cara untuk menukar gula kepada hidrogen, yang boleh digunakan dalam sel bahan api.
Para saintis menggabungkan gula, air dan 13 enzim berkuasa dalam reaktor, menukar campuran kepada hidrogen dan karbon dioksida. Hidrogen dipam melalui sel bahan api untuk menjana tenaga. Proses ini membekalkan hidrogen tiga kali ganda lebih banyak daripada kaedah tradisional yang lain, menghasilkan penjimatan kos.
Tetapi malangnya, ia akan menjadi beberapa dekad sebelum pengguna benar-benar menambah gula ke dalam tangki gas mereka. Sebaliknya, lebih awal lagi kami akan mengecas komputer riba, telefon bimbit dan elektronik lain dengan bateri berasaskan gula: dalam jangka pendek terdapat rancangan untuk menggunakan teknologi yang sama untuk mencipta bateri yang serupa.
angin suria
Tenaga seratus bilion kali lebih banyak daripada semua keperluan manusia pada masa ini tersedia di angkasa. Tenaga ini dipanggil angin suria- aliran zarah bercas yang merebak dari matahari.
Brooks Harrop dan Dirk Schulze-Makuch berharap dapat menangkap zarah ini menggunakan satelit yang mengorbit Matahari dan Bumi.
Satelit itu akan mempunyai wayar kuprum yang panjang untuk menangkap elektron. Melalui laser inframerah, tenaga ini akan dihantar ke Bumi.
Tetapi satelit itu mempunyai beberapa masalah teknikal yang cuba diatasi oleh penyelidik: ia tidak mempunyai perlindungan terhadap serpihan angkasa dan sebahagian daripada tenaga akan hilang, dan membina pancaran laser yang boleh bergerak berjuta-juta batu juga bukanlah satu tugas yang mudah.
Nampaknya lebih realistik untuk menggunakan satelit ini untuk membekalkan tenaga kepada kapal angkasa berhampiran.
najis
Ramai yang beranggapan bahawa najis perlu dibuang segera. Tetapi najis mengandungi metana, gas tidak berwarna dan tidak berbau yang boleh digunakan dengan cara yang sama seperti gas asli.
Oleh itu, terdapat dua projek yang bertujuan untuk mengubah najis anjing - Park Spark di Cambridge dan Norcal Waste di San Francisco.
Dalam kedua-dua kes, mereka yang membawa haiwan peliharaan mereka digalakkan menggunakan beg biodegradasi, yang, setelah diisi, diletakkan di dalam bekas reaktor yang besar. Di dalamnya, mikroorganisma memproses najis, membebaskan metana sebagai hasil sampingan.
Di Pennsylvania, ladang tenusu menggunakan baja lembu untuk tenaga. Enam ratus ekor lembu, yang menghasilkan 18,000 gelen baja setiap hari, menjimatkan ladang $60,000 setahun.
Sisa tersebut digunakan untuk menjana elektrik, sebagai baja dan sebagai bahan api pemanas.
Najis manusia juga tidak ketinggalan. Jurutera dari Wessex Water mengira bahawa sisa dari 70 rumah boleh menjana gas yang mencukupi untuk memandu kereta sejauh 10,000 batu.
Di Sekolah Kejuruteraan dan Sains Fizikal Edinburgh, saintis sedang mencari cara untuk mencipta sel bahan api pertama di dunia daripada... air kencing. Urea ialah sebatian organik yang boleh didapati, tidak toksik, kaya dengan nitrogen.
Rakyat: hidup dan mati
Apabila anda berdiri di kereta bawah tanah yang sesak pada pertengahan musim panas, ingat bahawa haba badan manusia boleh memanaskan semua bangunan, termasuk pejabat, pangsapuri dan kedai.
Beginilah cara Jernhuset merancang untuk memanaskan bangunan di Stockholm, Sweden dan Paris. Haba yang datang daripada penumpang yang melalui Stesen Sentral Stockholm akan memanaskan air di dalam paip, yang kemudiannya akan dipam melalui sistem pengudaraan bangunan.
Satu projek akan dilaksanakan di Paris, mengikut mana haba badan manusia akan digunakan untuk memanaskan 17 pangsapuri di bangunan yang terletak betul-betul di atas stesen metro.
Di UK, di salah satu krematorium, gas yang dikeluarkan selepas pembakaran juga digunakan untuk memanaskan bangunan.
Getaran
Kelab Watt di Rotterdam, Belanda, menggunakan getaran daripada orang di lantai tarian untuk mencipta pertunjukan cahaya. Getaran ditangkap oleh bahan "piezoelektrik".
Penggunaan teknologi piezoelektrik untuk pengeluaran tenaga juga sedang dipertimbangkan dalam Tentera Darat AS. Ia dimasukkan ke dalam but askar dan tenaga digunakan untuk mengecas radio dan peranti mudah alih lain.
Walaupun ini merupakan sumber tenaga boleh diperbaharui yang menarik dengan potensi besar, ia sememangnya mahal.
Kelab itu membelanjakan $257 ribu pada 270 meter persegi lantai tarian. Tetapi terdapat rancangan untuk meningkatkan pengeluaran pada masa hadapan, jadi gerakan tarian mungkin sebenarnya elektrik.
Enapcemar
Perbandaran California sahaja menghasilkan 700 ribu tan enapcemar - mendapan tidak larut daripada air dalam dandang stim dalam bentuk enapcemar atau ketulan pepejal. Bahan ini cukup untuk menghasilkan 10 juta kilowatt-jam elektrik setiap hari.
Di Universiti Nevada, enap cemar ini dikeringkan untuk membuat bahan api untuk proses pengegasan yang mengubahnya menjadi elektrik. Mesin menukar enap cemar melekit menjadi serbuk biofuel pada suhu yang agak rendah dalam lapisan pasir dan garam yang terbendalir.
Teknologi ini bertujuan untuk membolehkan syarikat menjimatkan pengangkutan sisa dan elektrik. Dan walaupun penyelidikan masih diteruskan, anggaran awal menunjukkan bahawa sistem itu berpotensi menjana 25 ribu kilowatt-jam sehari.
obor-obor
Obor-obor yang bersinar dalam gelap mengandungi bahan mentah untuk jenis sel bahan api baharu. Cahaya mereka dihasilkan oleh protein pendarfluor hijau yang dipanggil GFP.
Pasukan saintis dari Universiti Teknologi Chalmers di Gothenburg, Sweden, meletakkan setitik GFP pada elektrod aluminium dan mendedahkannya kepada cahaya ultraungu.
Protein membebaskan elektron yang boleh digunakan untuk menghasilkan elektrik.
Protein yang sama telah digunakan untuk mencipta sel biofuel, yang menghasilkan tenaga elektrik tanpa sumber cahaya luaran. Sebaliknya, peranti itu menggunakan campuran bahan kimia, seperti enzim magnesium dan luciferase, yang ada pada kunang-kunang.
Sel bahan api ini boleh digunakan dalam peranti nano kecil yang, sebagai contoh, boleh ditanam untuk mendiagnosis atau merawat penyakit.
Tasik yang meletup
Terdapat tiga "tasik meletup" yang diketahui di dunia, dinamakan demikian kerana kandungan metana dan metana yang tinggi karbon dioksida, yang terkumpul disebabkan oleh perbezaan suhu dan ketumpatan air.
Apabila suhu berubah, gas naik ke permukaan: kesan yang serupa dengan menggoncang botol soda. Gas membunuh haiwan dan orang yang tinggal berdekatan. Perkara yang sama berlaku pada 15 Ogos 1984, apabila Tasik Nyos di Cameroon mengeluarkan awan besar karbon dioksida pekat, serta-merta melemaskan ratusan orang dan haiwan.
Di Rwanda, tempat seperti itu ialah Tasik Kivu. Tetapi kerajaan tempatan mengambil inisiatif dan membina loji kuasa yang menyedut gas berbahaya tasik, menjana kuasa tiga penjana besar.
Mereka menghasilkan 3.6 megawatt elektrik. Diharapkan dalam beberapa tahun akan datang, tenaga yang mencukupi untuk satu pertiga negara.
Bakteria
Terdapat berbilion bakteria hidup di alam liar. Seperti mana-mana organisma hidup, apabila bekalan makanan terhad, mereka mempunyai strategi kelangsungan hidup mereka sendiri.
Bakteria E. coli menyimpan bahan api dalam bentuk asid lemak yang menyerupai poliester. Asid lemak diperlukan untuk menghasilkan biodiesel.
Oleh itu, saintis sedang mencari cara untuk mengubah suai genetik E. coli mikroorganisma untuk menghasilkan asid secara berlebihan.
Mereka mengeluarkan enzim daripada bakteria untuk meningkatkan jumlah asid lemak.
Asid lemak kemudiannya didehidrasi untuk mengeluarkan oksigen, dengan itu mengubah bakteria menjadi bahan api diesel.
Ternyata bakteria yang sama membuat kita sakit dan boleh berfungsi sebagai bahan bakar untuk pengangkutan.
Karbon nanotube
Karbon nanotube ialah tiub berongga atom karbon.
Kegunaan yang berpotensi untuk tiub ini terdiri daripada fabrik perisai kepada lif yang boleh bergerak antara Bumi dan Bulan.
Para saintis dari Institut Teknologi Massachusetts telah menemui cara untuk menggunakan tiub nano untuk menuai tenaga suria.
Nanotiub boleh berfungsi sebagai antena untuk menuai cahaya matahari dalam panel solar.