Kehitykset, jotka mahdollistavat perinteisen energian luopumisen vaihtoehtoisen eduksi

Tarpeesta hankkia sähköä uusiutuvista lähteistä on paljon puhetta. Ne ovat ympäristöystävällisiä ja rajoittamattomasti käytössä.

Mikä estää vaihtoehtoisia energialähteitä korvaamasta täysin perinteiset mineraalit nykyään? Tätä haittaavat monet taloudelliset, tekniset ja poliittiset syyt. Tässä artikkelissa käsitellään teknisiä syitä ja kehitystä, jotka auttavat niitä voittamaan.

Vaihtoehtoista energiaa edustavat laajimmin aurinko- ja tuulivoimalat. Ne antavat maailmalle suuren osan puhdasta sähköä.

Kaikilla uusiutuvilla sähköenergian lähteillä on yhteinen ongelma. Siihen liittyy tarve paitsi tuottaa sähköä myös varastoida sitä. Loppujen lopuksi aurinko ei paista yöllä ja se ei ole aina tuulista.

Karkeasti sanottuna on tarpeen luoda valtavia paristoja, jotka keräävät energiaa, jos energiaa on enemmän, ja antavat sen pois, jos se ei riitä.

Auton akku toimii näin. Kun auton moottoria ei käynnistetä, kaikki auton sähkölaitteet saavat virtansa akusta. Kun käynnistämme auton, lähteestä tuleva akku tulee sähkön kuluttajaksi. Ja generaattorista tulee lähde, jonka energia riittää akun lataamiseen ja laitteiden virran lisäämiseen. Meidän tapauksessamme generaattori on aurinko tai tuuli.

Mutta sähkön kerääminen teollisessa mittakaavassa ei ollut ollenkaan helppoa. Yksi käytetyistä menetelmistä on muuntaa sähkö veden energiaksi. Tätä varten rakennetaan kahta säiliötä, eri korkeuksilla.

Kun sähköä on riittävästi, pumput pumppaavat vettä alemmasta säiliöstä yläosaan. Ja kun pulaa on, vesi johdetaan alempaan säiliöön ohittaen turbiinit, jotka on kytketty sähkögeneraattoreihin. Tällaisen rakenteen rakentaminen maksaa miljardeja dollareita, ja energian menetys sen käytön aikana on erittäin suuri. Siksi tutkijoiden on tehtävä tehtävä löytää uusi tapa energian varastointiin.

Tämä ongelma voidaan ratkaista lähitulevaisuudessa. Kemistit ovat löytäneet uuden ominaisuuden vanadiumista, jonka ansiosta vanadiiniakku suunniteltiin, joka voi toimia menettämättä kapasiteettiaan jopa 20 000 sykliä. Mutta mikä tärkeintä, tällaisten paristojen koko on melkein rajaton. Ennen tätä löytöä vanadiinia käytettiin terästeollisuudessa osien kovettamiseen.

Este aurinkoenergian kehittämiselle on edelleen aurinkopaneelien korkeat kustannukset. Tämä johtuu niiden monimutkaisesta suunnittelusta, joka vaatii pn-liitoksen jatkuvan elektronivirtauksen luomiseksi.

Monien vuosien tutkimuksen jälkeen Pennsylvanian yliopiston tutkijat löysivät uuden seoksen, joka emittoi elektronivirtaa auringonvalolta altistuessa ilman pn-siirtymää. Spektroskopiset tutkimukset ovat osoittaneet, että materiaali pystyy emittoimaan elektroneja näkyvälle valolle altistumisesta. Aikaisemmin tunnetuilla materiaaleilla oli samanlaisia ​​ominaisuuksia, vain ultraviolettisäteilystä.

Tämä kehitys ei pelkästään vähentä merkittävästi aurinkopaneelien kustannuksia, mutta lisää myös muuntoprosenttia. Koska perinteiset aurinkopaneelit muuttavat aurinkoenergiaa noin 20% hyötysuhteella.

Epäsuorasti vaihtoehtoisen energian kehitykseen vaikuttaa toinen tärkeä tapahtuma - venäläisten tiedemiesten Konstantin Novoselovin ja Andre Geimin vuonna 2010 löytämä uusi materiaali - grafeeni. Sitä voidaan käyttää nykyaikaisessa elektroniikassa.

Kaikki nämä kehitykset voivat hyvinkin parantaa menetelmiä energian saamiseksi uusiutuvista lähteistä siinä määrin, että kivihiilen, kaasun ja öljyn louhinta on epäasianmukaista.

5 epätavallista tapaa tuottaa sähköenergiaa

Parhaat artikkelit vaihtoehtoisista energialähteistä