Future Energy: virkelighet og fantasi. Alternative energikilder

Det er ingen hemmelighet at de ressursene som brukes av menneskeheten i dag er sikkert flere av deres fremtidige produksjon og bruk kan føre ikke bare til energi, men også til miljøkatastrofen. Tradisjonelt brukes av menneskehetens ressurser - kull, gass og olje - vil ende etter et par tiår, og tiltak må tas nå, i vår tid. Selvfølgelig kan vi håpe at vi igjen vil finne noen rike innskudd, samt i første halvdel av forrige århundre, men forskere mener at slike store forekomster lenger. Men i alle fall, vil også oppdagelsen av nye felt bare utsette det uunngåelige behovet for å finne måter å produsere alternativ energi, og bytte til fornybare ressurser som vindkraft, solenergi, jordvarme, vannet renner, etc., og i tillegg til dette er det nødvendig å fortsette utviklingen av energisparende teknologier.

I denne artikkelen vil vi se på noen av de mest lovende, i den oppfatning av moderne forskere, til ideer om hvilke bygge fremtidens energi.

solenergi stasjoner

Folk har lenge tenkt på om det er mulig å bruke solens energi på jorden. Under sollys oppvarmet vann og tørket klær keramikk før de sendes til ovnen, men disse fremgangsmåter kan ikke kalles effektiv. De første tekniske hjelpemidler, som konverterer solenergi dukket opp i det 18. århundre. Fransk forsker Buffon, har erfaring vist, der han klarte med hjelp av en stor konkav speil i klart vær for å tenne den tørre veden fra en avstand på ca 70 meter. Hans landsmann, den berømte vitenskaps Lavoisier, gjelder linser for å konsentrere solens energi, og i England skapte en linseformet glass som ved å fokusere solstrålene smeltet jern i løpet av få minutter.

Naturforskere utført mange forsøk som viste seg at bruken av solenergi på mulig jorden. Men solcelle som ville ha slått solens energi til mekanisk energi, dukket opp relativt nylig, i 1953. Det ble skapt av forskere fra det amerikanske National Aerospace Agency. Allerede i 1959 den første til å bruke et solcellepanel for å utstyre plass satellitt.

Kanskje enda da, innser at slike batterier i rommet mye mer effektivt, hadde forskerne ideen om å skape en plass solcelleanlegg, fordi i en time solen for å generere så mye energi som hele menneskeheten forbruker og for året, så hvorfor ikke bruke det? Hva blir fremtiden for solenergi?

På den ene siden virker det som om bruk av solenergi er ideelt. Imidlertid er prisen for en stor plass solenergianlegg er meget høy, og dessuten er det en måte å operere. Over tid, som nye teknologier for levering av varer vil bli satt ut i verdensrommet, samt nye materialer, vil gjennomføringen av et slikt prosjekt være mulig, men vi kan bare bruke relativt små paneler på overflaten av planeten. Mange vil si at det er så ille. Ja, det er mulig i et privat hjem, men for strømforsyningen i store byer, henholdsvis må være et sett av solcellepaneler, en teknologi som vil gjøre dem mer effektive.

Den økonomiske siden av saken er også til stede: ethvert budsjett vil lide om det vil være i oppgave å oversette hele byen (eller land) på solcellepaneler. Det synes som kan kreves av urbane beboere betale noe beløp for oppussing, men i så fall vil de ikke være fornøyd, fordi hvis folk var villige til å gå på slike utgifter, ville de allerede har gjort det selv: muligheten til å kjøpe et solcellepanel er på alle.

Angående solenergi er det et paradoks: kostnadene ved produksjonen. Solens energi direkte til elektrisitet Oversettelse - ikke den mest effektive ting. Likevel har ikke funnet bedre måte enn å bruke solens stråler til å varme vann, som blir til damp som igjen driver dynamoen. I dette tilfellet er energitap minimal. Menneskeheten vil bruke "grønne" solcellepaneler og solenergi stasjon, for å spare ressurser på bakken, men for dette prosjektet vil kreve en enorm mengde av de samme ressursene, og "ikke-økologiske" energi. For eksempel har et solkraftanlegg med et areal på ca to kvadratkilometer nylig blitt bygget i Frankrike. Byggekostnads var ca 110 millioner euro, ikke inkludert driftskostnader. Med alt dette bør tas i betraktning at livet til slike mekanismer er ca 25 år.

vind

Vindenergi - blir også brukt av mennesker siden oldtiden, den mest enkelt eksempel er seiling og vindmøller. Vindmøller bruker i dag, de er spesielt effektivt i områder med konstant vind, for eksempel på kysten. Forskere er stadig fremme ideer om hvordan å modernisere eksisterende verktøy for å konvertere vindenergi, en av dem - i form av flytende vindturbiner turbiner. På grunn av konstant rotasjon de kunne "henge" i luften innen et par hundre meter fra bakken, hvor vinden er sterk og konstant. Dette vil hjelpe i elektrifisering av landsbygda, hvor det er umulig å bruke konvensjonelle vindturbiner. I tillegg vil disse flytende turbiner være utstyrt med Internett-moduler som vil gjøres for å sikre folks tilgang til World Wide Web.

Tidevann og bølger

Bommen i solenergi og vindenergi er gradvis finner sted, og har tiltrukket seg interesse fra forskere er en naturlig energi. Mer lovende er å bruke tidevannet. Allerede har dette problemet vært rundt hundre selskaper over hele verden, og det er flere prosjekter som har vist effektiviteten av denne metoden for kraftproduksjon. Den fordel i forhold til solenergi er at tapet i oversettelsen av en energi til en annen er minimal: en stor tidevannsbølgen dreier en turbin som produserer elektrisitet.

Den "Oyster" - en idé som ligger på havbunnen hengslet klaff, som vil levere vann til land, og dermed dreie den enkle hydroelektrisk turbin. Bare en slik installasjon kan gi strøm til en liten nabolaget.

Allerede i Australia har med hell brukt flodbølge: i byen Perth avsalting installert jobber med denne type energi. Deres arbeid gir ferskvann til omtrent en halv million mennesker. Naturlig energi og industri kan også kombineres i sektoren av energiproduksjon.

Bruken av tidevannskraft er noe forskjellig fra den teknologien som vi pleide å se i elvekraftverkene. HPP er ofte skadelig for miljøet: området oversvømmet, ødela økosystemet, men planter som bruker flodbølger, i denne sammenheng, mye tryggere.

menneskelig energi

En av de mest fantastiske prosjekter energibruk levende mennesker du kan ringe på vår liste. Høres fantastisk og enda mer skremmende, men ikke alle som skremmende. Forskere verne ideen om hvordan du bruker den mekaniske energien i bevegelse. Det er i disse prosjektene på mikroelektronikk og nanoteknologi med lavt strømforbruk. Selv om det høres ut som en utopi, det er ingen reell utvikling, men ideen er veldig interessant og ikke la hodet av forskere. Enig, vil enheten være veldig praktisk, at som en klokke med automatisk podzavodkoy vil bli belastet fra det faktum at sensorlednings finger, eller på nettbrettet eller telefonen bare henger i posen når han går. For ikke å nevne de klærne, som er fylt med ulike Microdevices, kan konvertere til elektrisitet energi av menneskelig bevegelse.

I Berkeley, i Lawrence Laboratory, for eksempel, har forskere forsøkt å ta livet av ideen om å bruke virus til press energi konvertering til elektrisitet. Små mekanismer arbeider på bevegelse, så er det imidlertid ennå flyten av slik teknologi er ikke satt. Ja, den globale energikrise på denne måten ikke takle: Hvor mange mennesker må "pedal" for å gjøre det arbeidet hele anlegget? Men som ett av tiltakene som brukes i komplekset, er teorien ganske levedyktig.

Spesielt liker teknologi for å være effektive i vanskelig tilgjengelige områder, ved polarstasjoner, på fjellet, i skogen, blant reisende og turister som ikke alltid har muligheten til å lade din gadget, men å holde kontakten er viktig, spesielt hvis gruppen var i en kritisk situasjon. Hvor mange ting kan forebygges hvis folk har alltid vært en pålitelig kommunikasjon enhet som er uavhengig "fra veggen."

Hydrogen brenselcelle

Kanskje hver eier av bilen, stirrer på lyset mengde bensin nærmer seg null, er det en idé om hvordan det ville være flott hvis bilen kjører på vann. Men nå sine atomer falt i synsfeltet til forskere som reelle energianlegg. Det faktum at partikler av hydrogen - den mest rikelig gass i universet - inneholder en stor mengde energi. Videre motoren brenner gassen med praktisk talt ingen biprodukter, som er, får vi et svært miljøvennlig drivstoff.

Hydrogen er ladet med noen moduler av ISS og skytlene, men på Jorden den eksisterer hovedsakelig i form av forbindelser, slik som vann. På åttitallet i Russland har vært å utvikle fly som bruker hydrogen som drivstoff, er disse teknologiene også brukt i praksis, og eksperimentelle modeller har vist seg effektive. Når hydrogen blir separert ut, blir den flyttet til en spesiell brenselcelle, kan strøm da genereres direkte. Dette er ikke energi for fremtiden er allerede en realitet. Disse bilene er allerede produsert og ganske store mengder. Selskapet Honda, for å understreke det universelle i energikilden og bilen generelt, gjennomførte et eksperiment der maskinen er koblet til strømhjemmenettverket, men ikke for å få lades. Bilen kan gi strøm private hjem i løpet av få dager, eller passere uten tanking nesten fem hundre kilometer.

Den eneste ulempe ved denne energikilde i øyeblikket - dette er en forholdsvis høy pris på slike miljøvennlige biler, og selvsagt ha et forholdsvis lite antall av hydrogenbensinstasjoner, men i mange land allerede planlagt sin konstruksjon. For eksempel er Tyskland allerede en plan for å installere en hundre bensinstasjoner innen 2017.

jordvarme

Konvertering av termisk energi til elektrisitet - er essensen av geotermisk energi. I noen land hvor det er vanskelig å bruke i andre næringer, er det brukt ganske mye. For eksempel, i den Filippinene 27% av all strøm faller på geotermiske kraftverk, og på Island figuren er ca 30%. Det vesentlige ved denne fremgangsmåte for energiproduksjon er ganske enkel, mekanismen er lik en enkel dampmaskin. Før den påståtte "lake" magma er nødvendig å bore et hull gjennom hvilken vann pumpes. Ved kontakt med vann gløden magma kjapt forvandlet til damp. Det stiger hvor vendinger mekanisk turbin, for derved å generere elektrisitet.

Geotermisk energi fremtiden er å finne et stort "hvelv" av magma. For eksempel, i den ovenfor nevnte Island lyktes det: gløde magma brøkdel av et sekund alle viste opplastede vann til damptemperatur på omtrent 450 grader Celsius, noe som er en absolutt posten. Et slikt høytrykksdamp er i stand til å forbedre effektiviteten av den geotermiske stasjons flere ganger, kan det bli drivkraft for utvikling av geotermisk energi over hele verden, særlig i områder som er mettet med vulkaner og kildene.

Bruk av atomavfall

Kjernekraft, på den tiden, skapte furore. Det var ikke før så lenge folk ikke innser det fulle fare for energibransjen. Ulykker er mulig, fra lignende saker ingen er immune, men de er svært sjeldne, men radioaktivt avfall vises stabil og, inntil nylig, kunne forskerne ikke løse dette problemet. Det faktum at uran stenger - den tradisjonelle "drivstoff" atomkraft kan brukes av bare 5%. Etter utviklingen av denne liten del av hele kjernen er sendt til "søppelkasse".

Tidligere brukte teknikk hvor stavene ble neddykket i vann, som bremser ned nøytronene, og samtidig opprettholde en stabil reaksjon. Nå i stedet for vann begynte å bruke flytende natrium. Denne erstatningen kan du ikke bare bruke hele volumet av uran, men også til å behandle titusenvis av tonn med radioaktivt avfall.

Kvitte planeten av atomenergi avfall er viktig, men det er en "men" i selve teknologien. Uranus refererer til ressurser og reserver i verden er endelig. Hvis hele planeten sette utelukkende på energi fra kjernekraft (for eksempel i USA kjernekraftverk produserer bare 20% av det totale strømforbruket), vil uran reserver bli oppbrukt ganske raskt, og dette igjen vil føre menneskeheten til terskelen av energikrisen, slik at kjernefysisk energi , riktignok modernisert, bare et midlertidig tiltak.

vegetabilsk olje

Selv Henry Ford, og skaper en "Model T", anslår at det vil måtte operere på biodrivstoff. Men mens nye oljefelt ble oppdaget, og behovet for alternative energikilder har forsvunnet for noen tiår, men er nå tilbake igjen.

I løpet av de siste femten årene, bruk av vegetabilske drivstoff som etanol og biodiesel, økt flere ganger. De brukes som uavhengige strømkilder, og som tilsetning til bensin. For en tid siden, håp var festet på en spesiell hirse kultur, kjent som "Canola". Det er helt uegnet som mat for enten mennesker eller dyr, men har høyt oljeinnhold. Oljen og stål produsere "biodiesel". Men denne kulturen tar opp for mye plass, hvis du prøver å vokse det lenge nok til å gi drivstoff for minst en del av planeten.

Nå er forskerne snakker om bruk alger. Deres oljeinnhold på ca 50%, noe som også vil lett utvinne olje og avfall kan bli omdannet til gjødsel på grunnlag av disse vil vokse nye alger. Ideen er ansett som interessant, men dens levedyktighet har ennå ikke blitt påvist at publiseringen av de vellykkede forsøkene på dette området ennå ikke er publisert.

nukleær fusjon

Future verdensmakt, ifølge moderne forskere, er umulig uten teknologi fusjon. Det er i øyeblikket, den mest lovende utvikling, som allerede har investert milliarder av dollar.

I kjernekraft planter bruker energi divisjon. Det er farlig fordi det er fare for en ukontrollert reaksjon som ødelegger reaktoren, og vil føre til utslipp av store mengder radioaktive stoffer: kanskje alle husker ulykken ved Tsjernobyl kjernekraftverk.

De reaksjoner av termonukleær fusjon, navnet tilsier, bruker den energien som frigjøres ved samløpet atomer. Som et resultat, i motsetning til kjernefisjon, ikke dannes noe radioaktivt avfall.

Hovedproblemet er at det resulterende fusjons er en substans som har en slik høy temperatur, noe som kan ødelegge hele reaktoren.

Denne energien på fremtiden - en realitet. Og fantasi er malplassert i øyeblikket i Frankrike har allerede startet byggingen av reaktoren. Flere milliarder dollar investert i pilotprosjektet, som er finansiert av en rekke land, blant annet, i tillegg til EU, inkluderer Kina, Japan, USA, Russland og andre. I utgangspunktet de første eksperimentene allerede planlagt å starte i 2016, men beregninger har vist at budsjettet er for lite (i stedet for fem milliarder tok 19), og lanseringen ble flyttet til en annen 9 år. Kanskje får vi se om noen år, er det i stand til fusjonsenergi.

Problemer med nåværende og fremtidige muligheter

Ikke bare forskere, men også science fiction forfattere, gi en rekke ideer for realisering av fremtiden i energi, men alle er enige om teknologien som så langt har ingen av alternativene ikke kan produsere full støtte fra alle behovene til vår sivilisasjon. For eksempel har hvis alle biler i USA vil drive biodrivstoff raps felt plantet areal lik halvparten av hele landet, uten å ta hensyn til det faktum at landet egnet for dyrking i USA er ikke så mange.
Videre så langt alle metoder for fremstilling av alternative energi - veier. Kanskje hver av de ordinære urbane innbyggere, jeg er enig i at det er viktig å bruke rene, fornybare ressurser, men ikke når de gir stemme til kostnadene ved en slik overgang i øyeblikket. Forskere har fortsatt mye arbeid på dette området. Nye funn, nye materialer, nye ideer - alt dette vil hjelpe menneskeheten takle lykkes med sin lange ressurs krise.

Løs energiproblemer av planeten kan bare omfattende tiltak. I enkelte områder er det mer praktisk å bruke energiproduksjon fra vind, et eller annet sted - solcellepaneler, og så videre. Men kanskje den viktigste faktoren er å redusere energiforbruket generelt og etablering av energisparende teknologier. Hver person bør forstå at ansvaret for planeten, og alle bør stille spørsmålet: "Hva slags energi velger jeg for fremtiden"
Før du slår til andre ressurser, må alle innse at det virkelig er nødvendig. Bare en helhetlig tilnærming vil være i stand til å løse energiproblem.