Альтернативные источники энергии: какие еще природные ресурсы доступны человеку
Человечество ищет альтернативные источники энергии, чтобы не нужно было добывать невозобновляемые природные ресурсы, такие как уголь, нефть, газ.
И попутно не отравлять продуктами их горения атмосферу. И, надо сказать, многие страны серьезно продвинулись в этом направлении.
На сегодня много энергии дают ГЭС, атомные электростанции. Но есть и другие источники, которые постепенно теснят традиционные.
Ветряные электростанции
В Дании в нынешнем году принято решение создать огромный остров в Северном море, сплошь покрытый ветряками. Всего их будет порядка двухсот.
Электроэнергии, вырабатываемой ими, хватит, чтобы обеспечить 3 млн жилых домов. Кроме того, ее можно будет использовать на предприятиях, в авиации, судоходстве.
Фото: pexels.com
Разместятся ветряные турбины на площади, равной приблизительно 18 футбольным полям. Планируется поставлять энергию и в соседние страны – Великобританию, Германию, Нидерланды.
Вообще в Дании подошли серьезно к проблеме глобального изменения климата. Здесь еще три десятилетия назад выпустили закон, по которому страна должна к 2030 году сократить выбросы парниковых газов на 70 процентов, а выбросы углекислого газа свести к нулю.
Для этого приняты радикальные меры, которые позволят максимально быстро перейти на экологически чистые источники энергии.
В частности, правительство запретило вести поиск и разработку новых нефтяных и газовых месторождений в Северном море.
Отметим, что альтернативные источники энергии широко используются во многих странах. Достаточно сказать, что они уже сейчас дают треть всего потребляемого в Евросоюзе электричества.
От ископаемых видов топлива решено поэтапно отказаться. Например, все страны Евросоюза (кроме Польши и Греции) заявили, что больше не станут эксплуатировать угольные электростанции.
Закрывается всё больше шахт, людям, занятым на них, приходится искать другие источники заработка.
Солнечные батареи
В жарких странах давно успешно используется солнечное тепло – ресурс бесплатный, экологически чистый и, по сути, вечный.
С его помощью легко решается проблема горячего водоснабжения, отопления. Солнечные батареи установлены, к примеру, на крышах домов в Египте, Турции, странах Азии, это давно стало обыденностью.
Однако есть и другие многообещающие перспективы применения энергии солнца. Ведь можно вырабатывать электричество с помощью нашего светила.
Фото: pexels.com
Солнечные электростанции уже существуют в США, Испании, ЮАР. Мощность их пока невелика, она несопоставима с той, что дает, к примеру, ГЭС.
Но технологии всё больше совершенствуются, и инженеры уверены, что пройдет совсем немного времени – и энергия солнца будет использоваться буквально везде, во всех сферах нашей жизни.
Вулканы. Как использовать их энергию
Ученые все чаще присматриваются к вулканам, ведь в них скрыта огромная мощь. Достаточно вспомнить о запредельно высоких температурах, в которых плавится буквально всё.
Американские исследователи сделали точкой приложения сил спящий вулкан в штате Орегон. Они закачивают глубоко под землю соленую воду.
Фото: pexels.com
Под воздействием высокой температуры она превращается в пар, который поступает в турбину, вырабатывающую электроэнергию.
На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии.
Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить половину необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3 процента).
Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи.
Рядом с вулканическими недрами, как они предположили, должны быть подземные резервуары воды с аномально высокой температурой.
Супергорячая влага находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.
Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, потом подтвердилось, что такая вода встречается и в природе – в недрах Земли.
Считается, что из нее при «критической температуре» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.
Биоэлектростанции
Еще одно интересное направление – использование биомассы, например, отходов сельскохозяйственного производства, пищевой промышленности.
То, что раньше выбрасывалось, при соответствующих условиях способно вырабатывать газ, на основе которого создается топливо.
Можно, таким образом, убивать сразу двух зайцев: и ценный ресурс получить, и наладить безотходное производство. Сейчас во многих странах уже вовсю применяются для выработки энергии специальные биогазовые установки.
Фото: pexels.com
Помимо отходов в качестве биомассы используются и водоросли – еще один бесплатный источник сырья. Они быстро растут, под них не нужно отводить, как под другие растения, большие земельные участки.
Кроме того, они не наносят ни малейшего вреда окружающей среде. Уже сейчас есть осуществленные проекты с использованием водорослей, которые кажутся фантастикой.
Например, в Гамбурге построен дом, который полностью отапливается биогазом, вырабатываемым водорослями. А помещены они в аквариумы, которые покрывают весь фасад здания. И красиво, и функционально.
Электростанции – «лежачие полицейские»
Если уж мы заговорили об экзотических способах добычи энергии, нельзя не упомянуть о «лежачих полицейских», которых кое-где ловко приспособили помимо основной своей «работы» выполнять обязанность по выработке тока.
Вернее, речь идет о «генерирующей дорожной рампе», как назвал свое детище британский изобретатель Питер ХЬЮС. Как это выглядит?
В «лежачем полицейском» вмонтированы две металлические пластины, под которыми установлен генератор. Каждый раз, когда по дороге проезжает машина, он вырабатывает электричество.
Фото: pexels.com
Казалось бы, всего пара секунд проходит, всего ничего. Однако даже за такой краткий промежуток времени производится от 5 до 50 киловатт – вполне достаточно, чтобы питать светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. Такие усовершенствованные «лежачие полицейские» есть в Великобритании и Бахрейне.
Энерго-турникеты
Изобретатели научились использовать для выработки энергии даже нас с вами, вернее, топот наших ног. Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции и в метро.
Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии.
Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами.
Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, производящие электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.
Фото: pexels.com
Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах.
В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания дверей-турникетов. Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.
Получение электричества при снижении шума
А вот еще один необычный способ получения энергии практически из ничего. На этот раз речь пойдет о российском изобретении.
Сотрудники Национального исследовательского университета им. Королева в Самаре разработали метод снижения шума, возникающего при работе дизельных/бензиновых моторов и поршневых компрессоров. Способ может использоваться в том числе и для электрической генерации.
К сегодняшнему дню в университете создан концептуальный прототип. Это трехметровая полипропиленовая труба-волновод со встроенным турбогенератором, принцип его действия основан на пульсации.
Фото: pexels.com
Испытания проводились с помощью бытовой акустической системы с сабвуфером мощностью 80 Вт. Аудиоколонка выступала в роли источника шума, имитирующего работу двигателя автомобиля.
Тесты показали, что при звуковых колебаниях мощностью 20 ватт турбогенератор вырабатывает около 2 ватт энергии.
