Rozwój, który pozwoli zrezygnować z tradycyjnej energii na rzecz alternatywy

Wiele mówi się o potrzebie pozyskiwania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Są przyjazne dla środowiska i nieograniczone w użyciu.

Co uniemożliwia dziś alternatywnym źródłom energii całkowite zastąpienie tradycyjnych minerałów? Jest to utrudnione z wielu przyczyn ekonomicznych, technicznych i politycznych. W tym artykule omówiono przyczyny techniczne i zmiany, które pomogą je pokonać.

Energia alternatywna jest najczęściej reprezentowana przez elektrownie słoneczne i wiatrowe. Dają światu dużą część czystej energii elektrycznej.

Istnieje wspólny problem dla wszystkich odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Jest to związane z potrzebą nie tylko wytwarzania energii elektrycznej, ale także jej magazynowania. W końcu słońce nie świeci w nocy i nie zawsze wieje.

Z grubsza mówiąc, istnieje potrzeba stworzenia ogromnych akumulatorów, które gromadzą energię, jeśli jest w nadmiarze, i oddają ją, jeśli nie wystarczy.

Tak działa akumulator samochodowy. Gdy silnik samochodu nie zostanie uruchomiony, wszystkie urządzenia elektryczne w samochodzie są zasilane z akumulatora. Kiedy uruchamiamy samochód, akumulator ze źródła staje się odbiorcą energii elektrycznej. A generator staje się źródłem, którego energia wystarcza do naładowania akumulatora i do zasilania urządzeń. W naszym przypadku generatorem jest słońce lub wiatr.

Ale gromadzenie energii elektrycznej na skalę przemysłową wcale nie było łatwe. Jedną z zastosowanych metod jest zamiana elektryczności na energię wodną. W tym celu budowane są dwa zbiorniki na różnych wysokościach.

Gdy jest wystarczająca ilość prądu, pompy pompują wodę z dolnego zbiornika do górnego. A gdy brakuje, woda jest odprowadzana do dolnego zbiornika, mijając turbiny połączone z generatorami elektrycznymi. Budowa takiej konstrukcji kosztuje miliardy dolarów, a straty energii podczas jej użytkowania są bardzo duże. Dlatego przed naukowcami stoi zadanie znalezienia nowego sposobu magazynowania energii.

Ten problem można rozwiązać w najbliższej przyszłości. Chemicy odkryli nową właściwość wanadu, dzięki której zaprojektowano baterię wanadową, która może działać bez utraty pojemności do 20 000 cykli. Ale co najważniejsze, rozmiar takich baterii jest prawie nieograniczony. Przed tym odkryciem wanad był używany w przemyśle stalowym do utwardzania części.

Przeszkodą w rozwoju energii słonecznej pozostaje wysoki koszt paneli słonecznych. Wynika to z ich złożonej konstrukcji, która wymaga złącza pn, aby stworzyć stały przepływ elektronów.

Po wielu latach badań naukowcy z University of Pennsylvania znaleźli nową mieszaninę, która emituje strumień elektronów pod wpływem światła słonecznego, bez przejścia pn. Badania spektroskopowe wykazały, że materiał jest w stanie emitować elektrony pod wpływem światła widzialnego. Wczesne znane materiały wykazywały podobne właściwości, tylko z promieniowania ultrafioletowego.

Rozwój ten nie tylko znacznie zmniejszy koszty paneli słonecznych, ale także zwiększy współczynnik konwersji. Ponieważ konwencjonalne panele słoneczne przetwarzają energię słoneczną z wydajnością około 20%.

Pośrednio na rozwój energii alternatywnej wpłynie inne ważne wydarzenie - odkrycie przez rosyjskiego naukowca Konstantina Novoselova i Andre Geima w 2010 r. Nowego materiału - grafen. Może być stosowany w nowoczesnej elektronice.

Wszystkie te zmiany mogą znacznie poprawić metody pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych w takim stopniu, że wydobycie węgla, gazu i ropy będzie niewłaściwe.

5 niezwykłych sposobów wytwarzania energii elektrycznej

Najlepsze artykuły na temat alternatywnych źródeł energii