Альтернативные способы получения энергии: Виды альтернативной энергетики. Справка — РИА Новости, 13.11.2009

Обзор методов получения альтернативной энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ГИДРОДИНАМИКА, ТЕПЛО-И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ, ЭНЕРГЕТИКА

УДК 621.311

С. Н. Саликеева, Ф. Т. Галеева

ОБЗОР МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ

Ключевые слова: альтернативная энергетика, ветрогенератор, гелиоэнергетика, солнечный коллектор, охрана

окружающей среды.

Рассмотрены основные методы получения альтернативной энергии в контексте возможности их использования в качестве источников энергии энергонезависимых зданий и сооружений. Приведены данные по стоимости выработки электроэнергии различными источниками альтернативной энергии. Приводятся рекомендации по совместному использованию источников альтернативной энергии.

Keywords: alternative energy, wind generator, solar power, solar collector, environment.

Basic methods of alternative energy obtaining in the context of their possibility as sources of volatile energy buildings are considerated in this article. Cost of electricity generation by various sources of alternative energy datas are shown. Recommendations are presented for the sharing of alternative energy sources.

На фоне снижения мировых запасов невозобновляемых источников энергии актуальным является поиск новых и внедрение известных альтернативных источников получения энергии. При современном уровне энергопотребления доступных или рентабельных невозобновляемых источников энергии осталось по разным источникам приблизительно от 50 до 100 лет. Наряду с поиском альтернативных источников энергии сегодня на первый план выходит экологическая безопасность применяемых видов энергии [1, 2, 3].

Данная работа посвящена обзору методов получения альтернативной энергии (электрической, тепловой и в виде био- или иного топлива) малой мощности (до 10 кВт) для бытовых нужд в качестве источника электроэнергии энергонезависимых зданий и сооружений.

Среди основных альтернативных способов получения энергии, не претендуя на полный обзор методов, можно выделить следующие:

— ветроэнергетика;

— гелиоэнергетика;

— гидроэнергетика;

— биоэнергетика.

Ветроэнергетика — отрасль энергетики, основанная на преобразовании кинетической энергии ветра в электрическую [4]. Преобразование энергии, как правило, осуществляется различными конструкциями ветрогенераторов. На сегодняшний день — это один наиболее распространенных источников альтернативной энергии, по разным источникам ее доля в общемировом производстве электроэнергии может достигать 2 %. В некоторых странах европейского союза доля энергии, вырабатываемой при помощи ветрогенераторов, составляет более 40 %.

Основным условием работы ветрогенератора является наличие воздушных масс движущихся со скорость более 3 м/с, поэтому, как правило, область их расположения — это прибрежные зоны,

возвышенности, холмы, шельфы (расположенные в прибрежной зоне). Современные ветрогенераторы могут достигать высоты более 100 м, а диаметр лопастей нескольких десятков метров. Выходная мощность при номинальных режимах работы (скорость ветра 10 м/с) составляет до 10 МВт.

По конструкции ветрогенераторы можно подразделить на горизонтальные и вертикальные. Второй тип более перспективен, поскольку более бесшумный и менее требователен к скорости ветровых масс (от 1 м/с), однако по историческим причинам большее распространение получили горизонтальные конструкции ветрогенераторов. Срок службы вертикальных ветрогенераторов может достигать 20 лет [5].

Себестоимость электроэнергии полученной при помощи ветрогенераторов сопоставима со стоимостью электроэнергии полученной при помощи традиционной энергетики 1,5-2 р./(кВт*ч).

Среди недостатков ветрогенераторов также следует отметить относительно высокий уровень шума (до 100 дБ около ротора ветрогенератора, и не более 45 дБ на расстоянии 300 м), большие вибрационные нагрузки. По этой причине ветрогенераторы не рекомендуется устанавливать на расстоянии менее 300 м от жилых помещений.

Еще один из способов использования энергии ветра, является преобразование ее в тепловую для обогрева зданий и сооружений, при таком подходе значительно упрощается схема подключения ветрогенератора и его управление.

Структура ветряной установки включает в себя генератор, мачту на которой располагается генератор, лопасти, аккумуляторы, инвертор.

Ветрогенераторы малой мощности до 10 кВт чаще всего бывают автономными, т.е. без подключения к энергосетям.

Гелиоэнергетика (ЬеНоз — солнце греч.) -получение тепловой и электрической энергии путем преобразования энергии солнца различными

способами. Мощность солнечного излучения на территории европейских стран в среднем составляет 100 Вт/кв.м.

Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую являются полупроводниковые фотоэлектрические

преобразователи (ФЭП), поскольку это прямой, одноступенчатый переход энергии. КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16 %. В лабораторных условиях уже достигнут КПД 43,5 % [2].

Физический принцип работы ФЭП основан на фотоэлектрическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения [6].

Несмотря на бытующее заблуждение, использование фотоэлементов возможно как в солнечную погоду, так и в пасмурную.

Достоинством данного метода является его полная экологичность, недостаток — малая мощность на единицу поверхности фотоэлемента и высокая цена.

Стоимость вырабатываемой ФЭП

электроэнергии составляет ~ 6-8 р/(кВт*ч), что примерно в 3-4 раза выше стоимости электроэнергии, получаемой в результате сгорания органических топлив.

Еще один способ использования энергии солнца — это нагревание теплоносителя для обогрева помещений посредством солнечного излучения. Такие устройства называются солнечными коллекторами.

Эту тепловую энергию можно также использования для получения электроэнергии посредством ее использования в различного рода тепловых машинах. Солнечные коллекторы могут быть различного типа: плоские, трубчатые вакуумные, коллекторы концентраторы, параболические концентраторы и т.д. Стоимость вырабатываемой энергии может доходить до 5 р/(кВт*ч). Этот тип преобразователя солнечной энергии способен нагревать теплоноситель до температуры кипения даже в зимнее время при температуре воздуха ниже минус 30° С.

Гидроэнергетика использует кинетическую энергию движущихся водных масс (приливы, волны течения, водопады, использование тепловой энергии океанов) для выработки энергии. Условно альтернативную гидроэнергетику можно подразделить на приливные и волновые электростанции, мини- и микроГЭС, водопадные электростанции.

Приливные гидроэлектростанции на сегодняшний день нашли наибольшее применение, строятся они в областях с большими приливными течениями, которые могут составлять до 13 метров в высоту. Энергию приливов можно использовать при помощи установки плотин, что экологически не очень безопасно, а также установкой приливных низкооборотистых турбин на участках морского дна с приливными течениями без использования плотин. Такие турбины практически не приносят вреда для морских флоры и фауны. Мощность приливных

электростанций на сегодняшний день может составлять до нескольких сотен МВт.

Использование энергии волн несколько сложнее и позволяет получать более дорогостоящую электроэнергию. Волновая гидроэлектростанция представляет из себя неподвижную платформу, прикрепленную к морскому дну, к которой на рычагах (траверсах) закреплены большие поплавки диаметром до нескольких метров, которые перемещаются на морских волнах вверх и вниз приводя в движение через гидравлические цилиндры генераторы, вырабатывающие электроэнергию. Несмотря на относительно небольшие количества вырабатываемой таким образом на сегодняшний день электроэнергии, суммарный энергетический потенциал этого вида возобновляемого энергоресурса практически безграничен.

Мини- и микроГЭС позволяют вырабатывать электроэнергию в небольших количествах, до нескольких десятков кВт, используя кинетическую энергии водных масс в ручьях, малых реках, водопадах. При перепаде высот от 1,3 м и расходе воды 1 м3/с микроГЭС по принципу водоворота позволяет получать до 10 кВт*ч электрической энергии. Состоят они из генераторов с крыльчаткой особой формы, позволяющей максимально использовать кинетическую энергию водных масс [7].

Главное преимущество малой

гидроэнергетики энергии заключается в том, что она не зависит от погодных условий и в любое время года стабильно обеспечивает выработку электроэнергии [8].

Недостатком данного вида альтернативной энергетики является влияние на скорость вращения нашей планеты, это влияние по расчетам составляет порядка 10-9 с замедления периода вращения планеты, что на 5 порядков ниже влияния приливных течений.

Биоэнергетика

На сегодняшний день уже достаточно широко используются технологии получения электроэнергии путем переработки отходов животнодчества, существуют установки, в том числе и в поволжском регионе, мощностью от 40 кВт до 5 МВт. Энергетическая эффективность 1 куб.м биогаза (55-70 % — СН4, 45-30 % — С02) может составлять до 6 кВт*ч, причем при ее использовании, для получения электроэнергии двигателя внутреннего сгорания, 45 % энергии выделяется в виде электроэнергии и 55 % в виде тепловой энергии. Выход биогаза составляет от 20 (навоз крупного рогатого скота) до 600 (меласса) в редких случаях 1300 куб.м. на 1 тонну субстракта [9].

Еще одно направление — получение готового биотоплива, к примеру биометана, аналога природного газа, из отходов переработки зерновых культур путем очистки биогаза от СО2.

Следующий шаг развития этой технологии связан с переработкой бытового мусора, в этом

случае решаются две очень важные задачи, получение электроэнергии и безопасная утилизация бытового и промышленного мусора, т.е. улучшение экологической ситуации [10].

Как правило, выше приведенные установки имеют мощность более 40-100 кВт*ч и создаются на базе производств, в результате деятельности которых, выделяется большое количество энергоэффективной биомассы, а именно животноводческие производства, производство продуктов питания и т.д.

Общие проблемы практически всех способов получения альтернативной энергии заключаются в следующем:

— как правило, это нерегулируемые источники энергии, т. е. выработка электроэнергии зависит от интенсивности светового излучения, погодных условий, времени года, температуры окружающей среды, скорости и направления ветра и т.д., что значительно осложняет их интеграцию в общие электрические сети и удорожает стоимость вырабатываемой альтернативной энергии;

— необходимость приведения получаемой электроэнергии к промышленному стандарту 220 В, 50 Гц, для чего используются дорогостоящие инверторы (преобразователи электрических параметров получаемой энергии), их стоимость может достигать до 50 % от стоимости всего оборудования для получения альтернативной энергии, при этом при их работе на теплообразование расходуется большая часть электроэнергии;

— необходимость использования

аккумуляторных батарей (стоимость которых может достигать до 25 % от общей стоимости всего комплекса) в связи с необходимостью аккумулировать электроэнергию при отсутствии выработки альтернативной энергии в автономных системах.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что универсального способа получения альтернативной энергии не существует. Необходимо использовать несколько способов, сочетая их достоинства и недостатки. Примером такого удачного сочетания для получения небольшого количества электроэнергии может служить комплекс, состоящий из ФЭП и ветрогенерата малой мощности, работающих в связке с инвертором и аккумуляторными батареями. На сегодня такой комплекс имеет достаточно высокую стоимость, однако в перспективе с увеличением стоимости невозобновляемых энергоресурсов, сможет

стать реальной альтернативой традиционным источникам энергии.

В качестве источников альтернативной энергии для снабжения электричеством энергонезависимых зданий и сооружений, наиболее подходящими, являются солнечная энергетика, ветроэнергетика и малая гидроэнергетика, остальные виды альтернативной энергетики наиболее эффективны при производстве больших количеств электроэнергии.

Литература

1. Нужна ли России альтернативная энергетика?

[Электронный ресурс] / Energi Fresh. Научнопопулярный портал, 2009. Режим доступа:

http://www.energy-fresh.ru/solarenergy/analitics/?id=1252, свободный

2. Рынок альтернативной энергетики. Аналитический обзор (отчет) Демонстрационная версия РБК [Электронный ресурс] / РосБизнесКонсалтинг, 2010. -Режим доступа http://marketing.rbc.ru/research/ 562949977031667.shtml, свободный.

3. Бугарчева Е.А. Научные исследования в области энергосберегающих технологий как объект философской рефлексии в постиндустриальном обществе// Вестник Казан. технол. ун-та 2010 — № 9. -C.857-859.

4. Альтернативная энергетика [Электронный ресурс] / Википедиа. Свободная энциклопедиа. — Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/

альтернативная_энергетика, свободный.

5. Краткое руководство по ветроэнергетике

[Электронный ресурс] — Режим доступа:

http://www.luna1.ru/page/page54.html, свободный

6. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев

В.Д. Фотоэлектрическое преобразование

концентрированного солнечного излучения — Л.: Наука, 1989. — 310 с. — ISBN 5-02-024384-1.

7. Гидротурбина — Проточная — Осбергер [Электронный

ресурс] / CINK Hydro — Energy k. s, 2012. — Режим доступа: http://www.cink-hydro-energy.com/ru/turbina-

ossberger, свободный.

8. Мини-ГЭС [Электронный ресурс] / ООО «АЭнерджи».

— Режим доступа: http://aenergy.ru/category /energydevice/gidro, свободный.

9. Выходы биогаза [Электронный ресурс] / Zorg Biogas. -Режим доступа: http://zorgbiogas.ru/biogas-plants/biogas-out?lang=ru, свободный

10. Солодова Н.Л., Терентьева Н.А. Немного о биотопливах// Вестник Казан. технол. ун-та 2010 — № 11.

— C.348-358.

svetmt@rambler. ru;

© С. Н. Саликеева — ст. препод. каф. иностранных языков в профессиональной коммуникации КНИТУ, Ф. Т. Г алеева — ст. препод. той же кафедры.

Совокупность перспективных способов получения энергии

Совокупность перспективных способов получения энергии

Совокупность перспективных способов получения энергии: энергия солнца, энергия ветра, энергия вод (в том числе энергия сточных вод), за исключением случаев использования такой энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях, энергия приливов, энергия волн водных объектов, в том числе водоемов, рек, морей, океанов, геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей, низкопотенциальная тепловая энергия земли, воздуха, воды с использованием специальных теплоносителей, биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива, биогаз, газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов, газ, образующийся на угольных разработках.;

1. Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор (для получения электрической энергии), ветряная мельница (для преобразования в механическую энергию), парус (для использования в транспорте) и другими
2. Геотермальные энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.
3. Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов
4. Гидроэнергетика — отрасль энергетики, относящийся к использованию жидкой рабочей среды, находящейся под давлением, для преобразования в электрическую энергию
5. Биотопливо — топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки биологических отходов. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова, брикеты, топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород).

ставка на альтернативные источники энергии ведёт к проблемам — Strelka Mag

Бурное технологическое развитие может не сгладить, а обострить экологические вызовы, в том числе изменение климата и истощение ресурсов. Об этом президент России Владимир Путин заявил на II Глобальном саммите по производству и индустриализации (GMIS) в Екатеринбурге.

Согласно прогнозам, о которых рассказал президент, к середине следующего десятилетия коммуникационные устройства и инфраструктура хранения, обработки и передачи данных будут потреблять свыше 30 процентов всего мирового объёма электроэнергии. Путин напомнил, что уже сейчас четверть всех выбросов углекислого газа в атмосферу приходится именно на энергетику.

«И здесь также пока нет решения, как совместить долгосрочное развитие, наращивание объёмов производства и природное благополучие, высокое качество жизни людей. Как сделать так, чтобы „цифровая“, технологическая революция, роботизация, переход к „интернету вещей“ не оказались в ресурсном и экологическом тупике», — сказал Путин на саммите.

Президент подчеркнул, что подобные вопросы требуют глубокой дискуссии, вместо которой, по его словам, часто наблюдается популизм, спекуляции и мракобесие. Он пояснил, что имеет в виду подходы, предполагающие полный отказ от ядерной и углеводородной энергетики или ставку на существующие альтернативные источники энергии.

«Комфортно ли будет людям жить на планете, уставленной частоколом „ветряков“ и покрытой несколькими слоями солнечных батарей?», — сказал президент.

«Все знают, что ветровая генерация хороша, но про птиц разве вспоминают в этом случае? Сколько птиц гибнет? Они так трясутся, что червяки вылезают из земли. Это не шутки, на самом деле, это серьезные последствия применения этих современных способов получения энергии», — добавил он.

Путин отметил, что останавливать движение человечества вперёд «невозможно и бессмысленно». При этом, по его словам, важно понять, на какой базе можно достигнуть целей развития тысячелетия, обозначенных Организацией Объединённых Наций.

Альтернативные источники энергии: морские волны и течения

Движение вод морей и океанов является одним из самых мощных из доступных источников альтернативной энергии. Наравне с приливами и отливами, волны и течения будоражат умы энергетиков многие годы и заставляют их искать способы эффективного использования этого неисчерпаемого природного ресурса.

Энергия волн

Сила волн на поверхности морей и океанов, как и любая другая энергия, может использоваться для полезной работы, в том числе для обеспечения работы электростанций. По мнению экспертов, волны Мирового океана могут удовлетворить от 20% энергетических потребностей человечества. Справедливости ради стоит отметить, что в большей степени сейчас развивается приливная энергетика. Напомним, Пронедра уже сообщали ранее о самых крупных проектах этой отрасли.

Тем не менее, волновая энергетика представляется исследователям не менее серьёзным направлением альтернативной энергетики. По самым смелым оценкам, волны генерируют порядка 2 ТВт энергии, что в два раза превосходит совокупный объём выработки энергии во всём мире в настоящее время. Привлекательность использования волн заключается в первую очередь в их высокой удельной мощности, которая по своему уровню превышает показатели солнечной и ветровой энергетики. В условиях десятиметровой высоты волн удельная мощность достигает 2 МВт на погонный метр.

Технически использование энергии волн возможно только в прибрежных зонах, где мощность составляет максимум 75–80 кВт на метр, а средняя высота волн — до двух метров. Впрочем, такой уровень наблюдается в большей части Мирового океана в спокойных погодных условиях. Усреднённый показатель удельной мощности волн в Северном полушарии составляет в пределах 25 кВт на метр. Регионы, наиболее потенциально пригодные для запуска волновых электростанций — это территории с побережьем большой протяжённости и наличием стабильных сильных ветров. В такие зоны входят в том числе европейское западное побережье, британский север, берега Тихого океана в Северной и Южной Америке, Новой Зеландии и Австралии, а также Южной Африке.

Принципы работы волновых станций

Выработка энергии из волн океана осуществляется специальными волновыми электростанциями, которые располагаются в акваториях. Кроме генерации электроэнергии, при задействовании дополнительного оборудования волновые станции могут выполнять и другую полезную работу, в том числе выработку тепла, пресной воды, кислорода, водорода и других химических веществ из морской воды при помощи процессов электролиза, а также осуществлять производство сжатого воздуха.

Работа станций выполняется благодаря воздействию волн на их рабочие тела, в роли которых могут выступать, в зависимости от конкретного проекта, поплавки, лопасти турбин, маятники, трубы, волноприёмники или волноотбойники. Движения волн в конечном итоге трансформируются во вращение генераторов при помощи силовых преобразователей — воздушных и гидравлических турбин, цепных и зубчатых передач или же водяных колёс. Полученная в результате воздействия волн механическая энергия превращается в электрическую, после чего транспортируется потребителям через морской кабель на побережье.

Видео: Student Energy

Волны могут использоваться для получения энергии на станциях, работающих по принципу «колеблющегося тела». Рабочие тела станций представляют собой буи, секции которых объединены в один конвертер. Между секциями устанавливаются гидравлические поршни, которые под воздействием вертикальных колебаний волн через специальные двигатели вращают генератор. Применяется преобразование не только энергии колебаний волн, но и изменения их профиля при использовании принципа «поверхностного качения». В качестве рабочих тел устанавливаются поплавки. В конструкциях станций типа «утка Соллера» несколько десятков поплавков монтируются на общий вал. Типы «плот Коккереля» и «морской змей» предусматривают установку секций поплавков, которые соединяются шарнирно и изгибаются под воздействием волн. Несмотря на громоздкость конструкций и сложности с закреплением оборудования станций в определённых точках, в целом волновые установки поплавковых типов являются наиболее популярными и демонстрируют КПД в пределах 80%.

Есть и такие типы станций, как «осциллирующий водяной столб» и «пульсирующий водяной столб Массуды». В этих станциях вода под воздействием колебаний волн поступает в камеры с воздухом. В процессе прохождения через камеры вода создаёт избыточное давление воздуха, выталкивая его. Воздух в свою очередь, вращает турбину. В качестве варианта решения используется движение не воздуха, а самой воды, перемещающейся по камере. В Японии на станции «Каймей», построенной по проекту «водяного столба», в 1980 году были проведены испытания эффективности работы, в ходе которых выяснилось, что конструкции такого типа имеют низкий КПД, не превышающий 25%.

Ещё один принцип — «искусственный атолл» — предполагает размещение в акватории бетонной конструкции с обширной наклонной поверхностью для наката волн. Посредине такой поверхности на отметке выше уровня моря обустраивается накопительный бассейн, при попадании в который вода раскручивает лопасти турбины.

Действующие и будущие проекты

Попытки воплотить в жизнь идеи использования энергии волн предпринимались ещё до двадцатого века. В частности, первая в истории официально зарегистрированная заявка на оформление патента, предусматривающего возведение морской мельницы, была подана в Париже ещё в 1799 году. Практические же попытки строительства морских электростанций предпринимались в 1890–1900 годах.

Интерес к волновой энергетике возродился уже в семидесятые годы двадцатого века, после того, как в мире разразился нефтяной кризис. В Норвегии в 1985 году появились сразу две волновых электростанции, вырабатывающие энергию в промышленных масштабах. Мощность первой первоначально составляла 500 кВт и была наращена до 850 кВт. Конструкция предусматривала генерирующую установку пневматического типа. Вторая станция мощностью 450 кВт работает по принципу «атолла» с использованием энергии набегающей волны на поверхность конусообразного типа.

Волновая электростанция в Норвегии

К настоящему времени доля использования станций, работающих на волнах, совсем невелика. По большей части реализация таких проектов носит экспериментальный характер. Тем не менее, волновая энергетика нашла своё применение в сегменте энергообеспечения отдельных автономных объектов, таких как маяки, буи, морское научно-исследовательское оборудование, буровые платформы. К примеру, на волновых генераторах сейчас во всём мире работают около четырёх сотен маяков и буёв. Крупные же электростанции можно в буквальном смысле пересчитать по пальцам, причём часть из них пока ещё находится в стадии строительства. Давайте ознакомимся ближе с самыми известными проектами.

Oceanlinx и Biowave

Австралийская компания Oceanlinx по заказу энергетического оператора Diamond Energy и при содействии Australian Renewable Energy Agency построила за $8 млн волновую электростанцию в зоне Порт-Кембла (пригород Вуллонгонга). Станцию запустили в 2005 году. В процессе эксплуатации было принято решение провести модернизацию мощностей и после некоторого перерыва волновые генераторы заработали вновь в 2009 году. Мощность объекта составляет 1 МВт, потребителям же поступает порядка 450 кВт энергии. Генераторы построены по принципу «осциллирующего водяного столба» и работают на сжатом воздухе, вытесняемом из специальных камер под воздействием морских волн. Следующий проект компании — возведение волновой станции мощностью 10 МВт.

Волновая электростанция в зоне Порт-Кембла

Ещё одна австралийская станция — BioWave — была установлена компанией BioPower Systems у побережья Порт-Фэри в 2015 году. Мощность генерирующего объекта, основное назначение которого — проверка и демонстрация возможностей волновой станции, составляет 250 кВт. На данный проект ушла более солидная сумма в $21 млн, половина из которых была профинансирована Australian Renewable Energy Agency, а ещё $5 млн выделило государство. Станция работает по принципу воздействия волн на плавающие буи-лопасти, причём полезную работу совершают как колебания поверхности моря, так и толща воды на глубине. Влияние волновых сил вызывает движение качающейся конструкции под названием O-Drive, установленной на дне, которая и раскручивает генератор.

Волновая электростанция BioWave

Aguçadoura Wave Farm и Mutriku Breakwater

В 2008 году был запущен и почти сразу приостановлен волновой проект у португальского городка Агусадова в округе Порту. Мощность станции достигала 2,25 МВт. Объект стоимостью €8 млн строился три года по шотландскому проекту, основанному на принципе «колеблющегося тела», разработанному компанией Pelamis Wave Power по заказу португальского оператора Enersis. Станция была оснащена тремя змеевидными преобразователями энергии волн Pelamis P-750. Выработанная энергия подавалась на берег, расположенный в пяти километрах от места размещения станции.

Aguçadoura Wave Farm

Получаемой энергии было вполне достаточно для обеспечения потребностей 1,6 тыс. домохозяйств в близлежащем населённом пункте Повуа-ди-Варзин. Предполагалось, что мощность будет наращена до 21 МВт путём установки дополнительных 25 преобразователей. После такой модернизации станция сможет обеспечить энергией уже 15 тыс. домов, что эквивалентно предотвращению выброса в атмосферу 60 тыс. тонн углекислого газа за год. Планам пока не суждено сбыться — станция не работает по техническим причинам. Пронедра писали ранее, что, в отличие от португальского проекта, испанская Mutriku Breakwater мощностью 300 кВт работает до сих пор и входит в топ-10 объектов альтернативной энергетики. 

Mutriku Breakwater

Oyster (Шотландия)

В акватории Северного моря, у шотландского побережья Оркнейских островов, заработала волновая станция Oyster мощностью 600 кВт, построенная местной компанией Aquamarine Power. Генератор работает с использованием донного насоса, который под воздействием волнового поплавка закачивает на берег морскую воду. Поступающая вода, в свою очередь, обеспечивает движение лопастей генератора. Станция обеспечивает энергией несколько сотен домохозяйств. В компании обсуждаются планы строительства ещё двух десятков аналогичных станций, что дало бы возможность поставлять электроэнергию ещё 9 тыс. домохозяйствам. Не исключается и вариант установки новых поплавковых насосов, которые будут подавать дополнительный объём морской воды к одному мощному гидрогенератору на побережье.

Волновая станция Oyster

Станция с защитой от штормов (Дания)

Компания Wave Star Energy в экспериментальном порядке запустила опытную установку в районе мыса Ханстхольм (Северное море), расположив её в трёх сотнях метров от побережья. Работает пока один генерирующий модуль электростанции мощностью 500 кВт. Необычность конструкции заключается в устройстве поплавков, участвующих в преобразовании кинетической энергии волн в электричество. Первоначальное авторство этой идеи, высказанной ещё в 2000 году, принадлежит спортсменам, занимавшимся парусным спортом. Разработчики предложили обеспечить полную защиту станции от штормовых волн путём предоставления полной свободы движения поплавковой системе. В частности, при высоте волны до 2,5 метра установка работает в штатном режиме. Если же волны превышают 3 метра, система поплавков просто поднимается и опускается вслед за увеличившимися колебаниями морской поверхности. Свободное перемещение поплавков обеспечивается специальными подвижными балансирами, опоры которых закрепляются на дне. Впрочем, станция имеет определённые ограничения в работе, а именно не предназначена для использования на глубинах более семи метров. Тем не менее, подходящих районов для запуска таких станций на европейской территории вполне достаточно, в том числе в Ирландии, Франции, Великобритании и Португалии.

Опытная установка в районе мыса Ханстхольм

Будущий рекордсмен по мощности — Wave Hub

В 2009 году на побережье британского графства Корнуолл (омывается Ла-Маншем и Кельтским морем) стартовало возведение крупнейшей волновой станции в мире в рамках проекта Wave Hub. Оператором проекта является компания Carnegie Wave Energy (Австралия), которая получила на строительство грант Европейского фонда регионального развития в сумме £9,6 млн для строительства первого мегаваттного генератора. Конструкция генератора предусматривает установку турбин PowerBuoy производства американской компании Ocean Power Technologies. Станция строится по технологии поплавковых рабочих тел. Проектная мощность объекта составит 50 МВт. Предполагается, что запуск станции состоится в 2018 году. Вторая очередь проекта, предусматривающая наращивание мощности выработки, рассчитана на 2020–2021 годы. По неофициальным данным, оператору уже удалось достигнуть мощности станции в 20 МВт.

Строительство инфраструктуры проекта Wave Hub

Американский «Парфенон» и проекты ВМС США

Нидерландская компания Waterstudio реализовала пилотный проект Parthenon, построив подводную стену с электрогенераторами в нью-йоркской гавани на реке Гудзон. Установка не только производит энергию экологически чистым способом, но и выступает в роли защиты прибрежной зоны и местного порта от волнового воздействия. Инновационный волнолом состоит из колонн, по внешнему виду напоминающих греческие, чем и было обусловлено название проекта. Каждая такая колонна представляет собой турбину метрового диаметра, вращающуюся в обе стороны под воздействием речных волн. В настоящее время проект имеет демонстрационный статус.

Волновая электростанция Parthenon

Parthenon не является единственным американским проектом волновой энергетики, однако как гудзонский генератор, так и остальные станции в этой стране строятся в качестве эксперимента. Эксперты полагают, что строительство и запуск волновых электростанций со временем даст возможность удовлетворить до 28% потребностей страны в энергии. Развитию идей волновых электростанций в американском государстве способствуют разработки, применяемые в военно-морских силах страны. В соответствии с программами развития флота, к 2020 году ВМС должны сократить потребление энергии из традиционных источников на 50% путём перехода на использование технологий альтернативной энергетики.

Одним из «военных проектов» волновой энергетики является экспериментальная станция, построенная на гавайских островах. По данным Минэнерго США, финансирующего данную разработку, с учётом количества американских регионов, расположенных в береговых зонах, можно сказать, что потенциал такого вида источников энергии в стране неисчерпаем. Детали проекта не разглашаются, видимо ввиду военного назначения станции. Известно лишь, что военные моряки уже могут снабжать энергией, выработанной на волновой станции, корабельные топливозаправочные комплексы морского базирования, а также населённые пункты, расположенные на побережье. Станция подключена к единой энергосистеме штата через подводный кабель километровой длины.

Кроме того, в лабораториях ВМС США проверяются на предмет эффективности новые технологии получения энергии из движения волн океана. Одна из них получила название AquaHarmonics. Разработчики технологии одержали победу в конкурсе Wave Energy Prize, организованном Минэнерго США. По данным администрации конкурса, условием для участия в нём была разработка проекта волновой электростанции, стоимость которой была бы в два раза меньше, чем у стандартных проектов при аналогичной эффективности. Создателям же энергетического конвертера AquaHarmonics удалось значительно превзойти ожидаемый результат — производительность их установки в четыре раза превысила существующие аналоги.

Ситуация в России

В России также, как и в ряде других государств, которые имеют непосредственный выход к морю, наблюдается рост заинтересованности разработчиков не только к созданию технологий альтернативной генерации на теоретическом уровне, но и непосредственно к строительству станций на территории своей страны. Первым реализованным решением в сфере волновой энергетики России стал запуск станции на полуострове Гамова в Приморье в 2014 году. Испытания технологии проводятся на базе мощностей морской научной станции «Мыс Шульца» по инициативе Уральского федерального университета, а также Тихоокеанского океанологического института РАН.

В ходе опытной эксплуатации волновой станции были получены определённые результаты, свидетельствующие в первую очередь о том, что волновая энергетика является достаточно перспективным направлением для России. Исследователи пришли к мнению о том, что волновые станции могут выполнять сразу несколько функций. Помимо выработки энергии, конструкции таких объектов могут служить в роли волногасителей и также автоматических пунктов охраны государственных границ. С другой стороны, непосредственная эксплуатация объекта показала, что повсеместное строительство волновых станций большой мощности может быть сомнительным решением до тех пор, пока активно используются проверенные временем традиционные методы генерации. В связи с этим, целесообразным представляется эксплуатация волновых станций только в малозаселённых регионах, в том числе на побережье Приморья, Дальнего Востока и на берегах Северного Ледовитого океана.

Помимо практической реализации проектов, в стране ведётся работа над созданием новых технологий генерации энергии из морских волн, а также сопутствующего оборудования в соответствии с правительственной стратегией развития «зелёной энергетики», рассчитанной до 2020 года. К примеру, в рамках исследований был оформлен российский патент на преобразователь качания рабочего тела, при любых значениях амплитуды и направления перемещения поплавка, во вращательное движение турбины. При этом поплавок связан штанговой конструкцией с преобразующим механизмом, расположенным на берегу.

Ещё одна разработка российских специалистов, работающих в проекте OceanRusEnergy, представляет собой поплавок-капсулу с удельной характеристикой генерации энергии на уровне более 4 кВт на каждую тонну веса генератора. В 2014 году проект признан лучшим стартапом Свердловского региона. Кроме того, представители проекта презентовали волновой буй — специализированный комплекс для исследования волнового потенциала в конкретных районах акватории. Исследования такого рода необходимы в том числе для определения оптимальных зон для размещения волновых электростанций. Такая техника даст возможность получить точные показатели, в отличие от методики спутниковых измерений, данных которых не являются исчерпывающими. Примечательно, что созданный OceanRusEnergy буй также работает на преобразовании энергии волн.

Генератор 640 в воде

К слову, для обеспечения работы команды OceanRusEnergy в Уральском федеральном университете создана специальная научная группа с привлечением специалистов упомянутого Тихоокеанского океанологического института. Группа планирует выпустить на рынок целую линейку продуктов, включающую десять моделей генераторов для волновых станций, две из которых уже созданы.

Плюсы и минусы волновой энергетики

Очевидно, что основным преимуществом волновой энергетики является то, что в ней используются исключительно возобновляемые источники. На фоне истощающихся запасов углеводородного сырья, глобального загрязнения окружающей среды выбросами ТЭС и снижения популярности атомных станций на фоне их повышенной опасности, любая альтернативная генерация имеет большой потенциал для развития. Помимо ценности волновой генерации в энергетическом аспекте, развитие данной отрасли будет иметь и значительный экономический эффект. По мнению World Energy Coucil, рынок строительства и эксплуатации станций мощностью до 50 МВт оценивается в $750 млрд. На рынок сопутствующего оборудования, в том числе систем дистанционного управления станциями и роботов для обслуживания, к 2025 году будут приходиться ещё $50 млрд.

Итак, энергетические преимущества волновой генерации:

• стабильные характеристики вырабатываемой энергии, в т. ч. частота и напряжение;
• независимость генерации от времени суток;
• возможность наращивания мощности в холодное время года

Дополнительные плюсы волновых станций:

• производство побочных продуктов, в том числе водорода, кислорода и тепла;
• большой срок эксплуатации станций;
• возможность установки станций на действующих причалах, мостах и в портах;
• совмещение энергогенерации с функциями волногасителей и других защитных гидротехнических сооружений

Волновая энергетика, в то же время, обладает рядом недостатков, наличие которых тормозит развитие отрасли. Основной проблемой является финансовая сторона данного сегмента — расходы на генерацию достаточно велики в сравнении с традиционными методами выработки энергии. В частности, себестоимость волновой генерации выше в несколько раз раза, чем на АЭС и ТЭС. Кроме того, волновой энергетике присущ и ряд «частных» проблем.

Характерные недостатки волновых станций:

• зависимость от меняющихся физических характеристик волн;
• нестабильность эффективности работы вследствие изменения погодных условий;
• уязвимость конструкций перед штормовыми явлениями и сильной волной;
• неиспользуемый избыток мощности по этим же причинам;
• относительно небольшая мощность генерации;
• помехи для судоходства и рыбной ловли;
• нарушение естественного газообмена морской среды, в котором участвуют волны

Энергия течений

Помимо волновой генерации, одним из перспективных направлений развития морской энергетики является использование силы течений, таких мощных, как Гольфстрим и Куросио, а также Флоридского течения. Эти течения несут в год 83, 55 и 30 млн кубометров водных масс соответственно со скоростью около 2 метра в секунду. Для того, чтобы примерно оценить потенциал только Гольфстрима, следует знать, что его мощность составляет в пределах 50 ГВт. Впрочем, в силу своих технических возможностей люди могут рассчитывать лишь на 15% этой энергии.

В любом случае, океанические течения являются привлекательным сегментом для генерирующих компаний, поскольку данный источник характеризуется стабильностью скорости, силы и направления движения воды. В настоящее время выработка энергии с использованием силы течений осуществляется при помощи насосов водяного и объёмного типа. К первым относятся погружные роторные устройства, оснащённые лопастями, которые приводятся в движение силой воды. Вторые включают в себя сопла, при движении в полости которых водные массы засасывают атмосферный воздух, раскручивающий в свою очередь пневмотурбину.

Испытания турбины в рамках проекта по освоению энергетического потенциала Гольфстрима

Эксперименты в Азии

В мире пока нет полноценных коммерческих станций, которые работают в промышленных масштабах на силе течений. Все проекты, которые уже реализованы или только находятся на стадии выполнения, носят экспериментальный характер. Одним из успешных проектов является станция, построенная в восточной части тайваньского региона и работающая на энергии течения Куросио. По данным руководителя проекта Чень Янь-иня, его исследовательская группа сумела добиться наиболее впечатляющих результатов — станция уже выработала порядка 26 кВт электроэнергии. Непосредственно мощность генератора достигает 50 Квт. По словам лидера команды, для Тайваня получения альтернативных источников энергии имеет ключевое значение, поскольку остров крайне зависим от атомной генерации.

Работают над освоением энергии тихоокеанского Куросио и в другом азиатском регионе — Японии. Интерес к альтернативной энергетике в этой стране значительно вырос после массового закрытия АЭС на фоне фукусимской катастрофы. Разработкой волновой станции совместно занялись компании NEDO, Toshiba и IHI. Выработанное решение отличается оригинальностью — турбины будут изготовлены в виде плавучих кайтов (аналог воздушных змеев), которые предназначены для размещения под водой. Каждый кайт будет закреплён на дне при помощи якоря. Их оснастят двумя турбинами, вращающимися в противоположных направлениях.

Испытания турбины в районе течения Куросио

Предполагается, что начальная мощность генераторов составит 1 Мвт. Специалисты уже подсчитали, что скорость течение в зоне возможного строительства станции составляет 20 километров в час, что с учётом плотности воды эквивалентно воздушному потоку со скоростью 180 километров в час. До конца текущего года инженеры корпораций будут проводить оценку проекта на предмет возможности его реализации. Последняя представляется достаточно сложной, поскольку установка турбин потребует трудоёмких работ глубоководных работ, а также значительных финансовых вложений.

Системы Seaflow и Seagen

С 2003 года в Великобритании не прекращается тестирование на надёжность роторных систем, рассчитанных на выработку энергии из морских течений. Первая установка получила название Seaflow, а вторым появился её модернизированный вариант Seagen. Последний запустили у побережья ирландского Странгфорда в Ольстере. Конструкция обеих турбин позволяет противостоять разрушительному воздействию колоссальных масс воды, перемещающихся с большой скоростью. В британском регионе уже запущена и третья турбина по проекту Scottish Power Renewables — у берегов Шотландии, в районе Оркнейских островов.

Установка Segen

Американские решения

Как и в случае с волновыми станциями, реализацией проектов в сфере энергетики течений в США занимаются в том числе военно-морские силы. Один из проектов компании Eaton Corporation, разработчики которого рассчитывают на военное финансирование, предусматривает установку у флоридского побережья турбин мощностью 1 МВт. Зона расположения генератора, в роли производителя которого выступит компания Triton, специализирующаяся на постройке субмарин, будет выбрана на глубине от 30 до 500 метров, где скорость течения является стабильной и составляет до 9 километров в час.
Широкую огласку получил предстоящий коммерческий проект Coriolis. В его рамках предполагается установка во флоридском регионе 242 турбин диаметром 168 метров. При этом расстояние от верха турбины до поверхности воды достигнет 30 метров, что необходимо для предотвращения создания препятствий для судоходства. Ширина системы по фронту составит 60 километров. В зоне установки турбин ширина течения достигает 80 километров. Мощность каждой такой турбины ожидается в пределах 43 МВт. По расчётам специалистов, реализация проекта обойдётся дешевле, чем строительство и эксплуатация аналогичных по мощности ТЭС.

Результаты испытаний, которые проводились как на экспериментальных, так и на коммерческих электростанциях, свидетельствуют о том, что развитие сегмента выработки энергии из силы волн и течений морей и океанов представляется перспективным направлением, однако тормозится рядом проблем. Несмотря на сложность и трудоёмкость работы по строительству морских генерирующих объектов, очевидно, что после преодоления технических и финансовых вопросов, связанных с их постройкой, последние не только займут достойное место в мировой энергетике, но и могут потеснить на рынке традиционные электростанции.

Источник: пронедра.ру

Самые необычные источники энергии.

Самые необычные источники энергии

Современный мир постепенно и неуклонно приходит к более широкому и активному использованию альтернативных источников энергии. Человечество прекрасно понимает, что нефть и газ рано или поздно закончатся, атомная энергетика при всей её развитости все равно не может быть на 100% безопасной, уголь вредит экологии и тоже относится к не возобновляемым природным ресурсам. Именно поэтому сегодня все большее число ученых и исследователей работают в области повышения эффективности и снижения себестоимости выработки электроэнергии из альтернативных источников. И если солнечными, ветряными, термальными, комбинированными и даже морскими электростанциями сегодня уже сложно кого-то удивить, то так ли в окружающем нас мире и за его пределами мало еще малоизученных но, возможно, перспективных источников экологически чистой энергии?

Мы изучили имеющиеся сегодня сведения и собрали для вас 10 самых необычных и экзотических альтернативных источников энергии, которые может быть не завтра, но послезавтра вполне могут начать активно использоваться человечеством.

1. Потенциал тепловой энергии океанов, которыми, как известно, покрыта большая часть нашей планеты, вполне может в будущем использоваться человеком для выработки электроэнергии. «Теплоокеанная» электростанция будет вырабатывать энергию за счет разницы температур между поверхностными теплыми и придонными холодными водами.

2. Вы, может быть, не догадываетесь, но природа уже давно придумала, как получать электричество за счет испарения воды. Подсмотрев у растений, современные ученые уже разработали подобную систему, работающую за счет разницы электротехнических свойств воды и воздуха, пузырьки которого закачиваются внутрь листа, наподобие растительного. В результате генерируется электрический ток. При этом ученые с достаточно большим оптимизмом смотря на возможную перспективность применения подобной технологии, в том числе и благодаря возможности работы данных систем не только в качестве генераторов, но и аккумуляторов вырабатывай электрической энергии.

3. Осмос – естественный природный процесс, который уже давно ученые используют для своих нужд. Всем известны фильтры обратного осмоса, но далеко не все знают, что сегодня инженеры разрабатывают принципиально новую схему выработки электроэнергии из соленой воды морей и океанов. При этом данный принцип также построен на осмосе.

Уникальностью данного процесса является возможность в перспективе не только самостоятельно обеспечивать необходимыми объемами энергии процессы опреснения воды, требующие сегодня огромных энергозатрат, но и вырабатывать электричество «на продажу». Принцип работы «осмос-электростанций» будет построен на обратном опреснению процессе. Ученые знают, что при добавлении в пресную воду соленой морской воды начинается процесс, получивший название «обратный электродиализ», благодаря которому и происходит выработка электричества. В том же случае если проводимые сегодня исследования покажут свою экономическую состоятельность, подобные электростанции можно будет устанавливать в устьях рек, где происходит естественное смешивания морской и пресной воды.

4. Инженеры компании Joule Biotechnologies разработали совершенно инновационную технологию получения источников энергии, получившую название глиокультура. Инженеры предлагают использовать смесь углеводородов, питательных веществ, воды и фотосинтезирующих микроорганизмов, которые в качестве источника энергии будет использовать солнечный свет. В результате жизнедеятельности микроорганизмов мы получим возможность сразу получать углеводороды или спирт, не требующие очистки.

5. Использование гелия-3. Данный не радиоактивный изотоп обладает очень высоким потенциалом генерации электроэнергии в результате термоядерного синтеза, однако он очень редкий на Земле, но в избытке находится на Луне. Подсчитано, что разработка Луны может оказаться очень перспективным направлением, и уже сегодня ученые создали несколько проектов, реализация которых возможно начнется в недалеком будущем. В частности, называя гелий-3 источником энергии будущего, российская корпорация «Энергия» планирует не позднее 2020 года приступить к промышленной его разработке на спутнике нашей планеты.

6. Пьезоэлектричество – данный способ получения энергии уже давно используется человеком. Однако, скорее в миниатюрных, чем в промышленных масштабах. Между тем ученые не исключают, что использование кинетической энергии от движения человека в будущем вполне может стать достаточно перспективным процессом.

Учитывая, что пьезоэлектричество вырабатывается определенными материалами в ответ на механическое воздействие, достаточно просто создать тротуарное покрытие из подобных материалов, разместить его в местах наибольшего скопления движущихся людей и мы получим новый бесплатный источник энергии. При этом подобный принцип может быть реализован в огромном разнообразии вариантов, например, электричество сможет вырабатывать подошва обуви.

7. Солнечная энергия уже давно и успешно «утилизируется» на Земле, но из-за наличия атмосферы огромная её доля просто рассеивается, не доходя непосредственно до поверхности нашей планеты. Если же солнечные панели разместить в космосе, их эффективность возрастет в десятки раз. Кстати подобные фотоэлементы уже давно используются на спутниках, запускаемых с Земли.

8. Экскременты – они уже и сегодня более чем успешно используются человеком, в том числе для выработки биогаза. В будущем ученые не исключают, что человеческие нечистоты также найдут достаточно активное применение в качестве альтернативных источников энергии. Например, уже сегодня в Швеции пробуют запустить технологию питания двигателей городских автобусов, построенную на принципе использования микробных топливных элементов, которые в процессе своей жизнедеятельности вырабатывают электрический ток, а для питания используют именно экскременты.

9. Вихревые электростанции – опытные образцы подобных систем созданы уже сегодня. Принцип работы данных систем построен на возможности получения энергии от медленных водных течений, которые могут создавать водовороты. И именно их, водовороты, ученые предлагают использовать для производства энергии.

Водовороты формируют непостоянную водную среду, в которой помещенный предмет совершает движения вниз или вверх, либо движется в горизонтальной плоскости. Создаваемая таким образом механическая энергия может легко преобразовываться в электрическую, благо подобных систем и технологий сегодня существует огромное множество.

10. Энергия гор. Новый вид геотермальной энергии был получен благодаря опытам по закачиванию соленой воды глубоко в скальные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. Далее процесс прост и изучен. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергии. При этом мощность такой электростанции и можно легко регулировать за счет контроля за подачей холодной соленой воды.

Источник: пресс-центр Группы Компаний AllGen.

25.05.2013

Последние статьи на схожую тему

Как выбрать дизель-генератор для дома или дачи

При выборе дизель-генератора следует определить, для каких целей он будет использоваться. Автономные источники энергии бывают резервными и аварийными. Аварийный генератор используется эпизодически, непродолжительное время и рассчитан на малое количество моточасов. Идеально подходит для людей, которые даже на время редких отключений не хотят отказаться от благ цивилизации. Если же от генератора требуется обеспечивать электроэнергией продолжительное время – выбор за резервным генератором, имеющим соответствующий «запас» моточасов.

Советы по эксплуатации дизельных генераторов

Очень часто владельцы электростанций лишь бегло прочитывают основные положения, касающиеся правил и рекомендаций по содержанию дизельного оборудования. В результате пользователь не придерживается установленных компанией-производителем параметров работы устройства, а также игнорирует требования к использованию столь сложной и дорогостоящей техники. Со временем это может привести не только к поломке самого дизельного генератора, но и стать причиной получения производственной травмы кем-либо из обслуживающего персонала.

Бензиновая электростанция как альтернативный источник электрической энергии

Отличным решением при выборе мобильной электростанции является силовая установка, работающая на бензиновом двигателе. Она предназначается для работы в условиях, которые требуют удобства в эксплуатации и экономии. Бензиновые электростанции мощностью около 3 кВт отлично справляются с обеспечением электрической энергией дачи или небольшого загородного дома во время строительства. Более мощные электростанции от 5 кВт и выше способны обеспечить потребителей при аварийных ситуациях.

Возможно, Вас заинтересуют следующие разделы нашего сайта

способы получения энергии, необходимое оборудование

В свете постоянных повышений стоимости коммунальных услуг все больше людей склоняется в пользу автономизации частных домов, квартир и подворий. Каждый решает подобный вопрос по-своему. Конечно, пробуренная во дворе скважина помогает экономить средства на водоснабжении, однако жидкость ведь нужно еще нагреть, а для этого требуется дорогостоящая энергия. Именно поэтому в сегодняшней статье будет поднята проблема выработки альтернативного электричества. Имеет смысл разобраться, каким образом его можно получить, каковы первоначальные затраты на необходимое оборудование и насколько сложно обустроить автономную электростанцию для дома своими руками.

Выделяют 3 вида оборудования, при помощи которого может вырабатываться электроэнергия:

• Зонд с теплоносителем, опускаемый в пробуренную скважину. Этот способ называют геотермальным. Благодаря постоянной температуре на глубине, вырабатывается энергия, которую можно использовать либо для обогрева жилища, либо для получения электричества. Однако подобный способ применяется крайне редко по причине низкого коэффициента полезного действия (КПД).
• Энергия ветра. На крыше частного дома или на высокой стойке во дворе устанавливается генератор с лопастями. Порывы ветра вращают «вентилятор» в результате чего вырабатывается электричество. Довольно распространенный вариант на равнинных территориях, где преобладает степь (Казахстан, Оренбургская область). В горных районах (Урал, Кавказ) подобный способ нерентабелен.
• Солнечная энергия. Это наиболее популярный метод получения альтернативного электричества для дома. Даже в облачные дни солнечные панели способны вырабатывать энергию, хотя и не так интенсивно, как в ясные.

Есть еще один способ получения электричества – биогазовый генератор, однако его использование является настолько редким, что говорить о нем даже не стоит.

Использование ветряков для получения энергии

Довольно распространенный способ получения электричества в степных, равнинных районах России, в приморье. Здесь следует досконально знать, каким образом изменяется погода в регионе в тот или иной период. От этого зависит, будет ли необходимо приобретать помимо ветряного генератора дополнительное оборудование. Сама установка начинает вырабатывать электричество при скорости ветра всего в 2 м/с. Однако при подобных условиях потребуется установка аккумуляторных батарей, способных накапливать энергию. А вот при скорости ветра в 8 м/с такой альтернативный источник электричества уже можно подключить к домашней сети напрямую.

В России подобное оборудование стали использовать сравнительно недавно, и оно не получило столь широкого распространения, как в США, где такими устройствами пользуется каждая вторая семья.

Солнечные батареи и нюансы их установки

Этот вариант получения альтернативного электричества для частного дома более распространен, причем популярность его постоянно растет. Дело в том, что, в зависимости от интенсивности расхода энергии, подобное оборудование окупает себя за 2-3 года (иногда быстрее) после чего владелец практически полностью перестает платить управляющим компаниям. Областей использования солнечной энергии достаточно много, а значит, имеет смысл рассмотреть подробно именно этот вариант.

Если проводить аналогии, то работу панели с фотоэлементами можно сравнить с действием светодиода, но в обратном порядке. В основе образования энергии под действием солнечных лучей лежит тот же процесс p-n-перехода. Разница лишь в том, что светодиод испускает свечение под действием электричества, а фотоэлемент действует в обратном порядке, принимая солнечные лучи и перерабатывая их в энергию.

Альтернативное электричество для частного дома своими руками: что для этого требуется

Для того чтобы самостоятельно изготовить солнечную панель, потребуется приобрести специальные фотоэлементы. Сделать это несложно – Всемирная паутина кишит подобными предложениями. Сама работа делится на 5 этапов:

1. Изготовление каркаса. Для этих целей лучше всего использовать алюминий.
2. Подложка. Ее изготовление не обязательно, можно наклеить фотоэлементы непосредственно на стекло.
3. При помощи специальных медных шинок делаются дорожки. Они соединяют все фотоэлементы в единую цепь.
4. После пайки задняя часть стекла с фотоэлементами закрывается герметиком или эпоксидным составом.
5. Несколько панелей собирают воедино и подключают к аккумулятору, который и будет накапливать энергию.

Монтаж установки для получения альтернативного электричества для дома своими руками – процесс довольно трудоемкий, однако стоимость собственного изделия будет значительно ниже, нежели чем приобретать готовое оборудование. Единственное, что следует учесть – не стоит покупать фотоэлементы по сниженной стоимости на китайских ресурсах. Подобное приобретение может серьезно подпортить настроение, отказавшись работать после полной сборки.

Другие варианты использования солнечной энергии

В южных регионах нашей страны довольно распространено использование специальных установок, позволяющих при помощи ультрафиолета нагревать теплоноситель. Речь идет о солнечных коллекторах. Они могут быть плоскими, вакуумными или воздушными. Наиболее простым вариантом является использование коллекторов в форме змеевика, закрытого стеклом, внутри которого циркулирует теплоноситель. В качестве такого плоского устройства для нагрева можно использовать даже радиатор от старого холодильника. Энергии в теплый солнечный день достаточно, чтобы принять душ или помыть посуду. При увеличении площади коллектора возможен и обогрев строения.

Вакуумный коллектор и его особенности

Такая установка имеет больший коэффициент полезного действия за счет конструктивных особенностей. Он представляет собой медные трубки, помещенные в стеклянные, большего диаметра. Между ними создан вакуум, что способствует теплообмену – медь нагревается через стекло достаточно быстро. Это позволяет использовать подобные коллекторы для ГВС и отопления круглый год. При монтаже такой системы придется дополнительно установить емкость, вокруг которой (внутри по бортам) установлен змеевик. В коллекторе будет нагреваться антифриз, который и передаст тепло воде.

Подобные системы используются крайне редко по причине их высокой стоимости, долгой окупаемости и хрупкости стеклянных трубок, которые могут повредиться при сходе снега с крыши. Что же касается воздушных коллекторов, то они малоэффективны, имеют очень низкий КПД, а потому о самоокупаемости здесь даже речи не идет.

Какое оборудование лучше использовать для обогрева

Для устройства альтернативного отопления электричеством наилучшим вариантом будет установка солнечных панелей с аккумуляторными батареями. Плюс подобных систем в том, что чем выше нагрузка на них и интенсивность использования, тем быстрее они окупятся и начнут вырабатывать совершенно бесплатную электроэнергию. Качественное оборудование может проработать без какого-либо технического обслуживания до 50 лет. Единственное, что нужно будет делать владельцу – это изредка смахивать пыль с панелей.

Если говорить о ветряных генераторах, то они могут стать полноценной заменой солнечной батарее только при условии их большого количества. Однако для выработки альтернативного электричества для частного подворья потребуются весьма значительные первоначальные вложения, а значит, и окупаться подобная система будет значительно дольше.

Еще один вариант получения альтернативного электричества

Россия всегда славилась креативностью мышления людей и их «золотыми» руками. Вспомнить хотя бы Левшу, который блоху умудрился подковать. Вот и сегодня встречаются умельцы, способные получить энергию от природы. Нередко, если поблизости от дома протекает речка, сельские жители устанавливают на ней небольшие гидроэлектростанции. Принцип работы такой установки прост. Течение воды вращает колесо с лопастями. Крутящий момент передается на вал, а от него на генератор.

Если течение реки достаточно сильное, можно установить оборудование большой мощности, что обеспечит жилище не только освещением, но и электроэнергией для отопления и горячего водоснабжения. В таком случае владельцу останется лишь пробурить скважину и обустроить канализацию. Если произвести подобные работы, дом станет полностью автономным, не зависящим от услуг жилищно-коммунального хозяйства.

А вот о довольно необычных вариантах получения альтернативной энергии можно узнать из видеоролика ниже.

Несколько советов по электромонтажу

Многие считают, что установив оборудование для получения альтернативного электричества можно полностью отключиться от центрального энергоснабжения, однако это не так. Любое устройство может выйти из строя по причине изношенности или форс-мажорных обстоятельств. В этом случае частный дом останется без света и отопления, а починить оборудование быстро получается не всегда. Если не отключать централизованное электроснабжение, то в случае аварии можно легко перейти на него просто переключив фидер в нужное положение.

Стоит отметить основную ошибку, допускаемую новичками при монтаже линий – включение подачи питания от источника альтернативного электричества в сеть перед счетчиком. В этом случае потребляемая энергия, которая вырабатывается генератором, будет учитываться, и доказать контролеру, что питание производилось от альтернативного источника не получится. Придется оплачивать свое же электричество.

В заключении

Использование альтернативных источников энергии – довольно выгодный вариант для отопления или освещения. Однако это утверждение оправдано только при правильном выборе оборудования, который зависит от среднегодовых погодных или природных условий. Если же все продумано верно, через непродолжительный период можно рассчитывать на существенную экономию на коммунальных услугах.

Главная — Школа №619

Добро пожаловать

Школа 619 — ты перекресток надежд, место, где встречаются настоящее, прошлое, будущее.
Школа 619 – ты привычно держишь руку на пульсе времени, смотришь вперед.
Школа 619 — вот уже 20 лет ты учишь и учишься, экспериментируешь и ошибаешься, потому что ты — одна из первых в стране, пошла по пути развития инновационного образовательного поведения.
Сегодня Школа №619 Калининского района Санкт-Петербурга – лидер образования, интерактивная площадка, куда съезжаются для обмена опытом взрослые и дети из разных регионов России и других стран. Одно из самых ценных и значимых событий недавнего времени — заключение договора о сотрудничестве с ереванской школой №8 им. А. С Пушкина, с которого началась теплая и крепкая дружба двух школ. Для нас это страничка новой истории.
Один из слоганов школы, родившийся 20 лет назад – «Дети и взрослые, объединяйтесь!» — сегодня стал общим направлением движения: дети и взрослые вместе обсуждают вопросы совершенствования системы образования, вместе совершают научные открытия, вместе творят и выходят на сцену, – вместе идут к общему успеху!
В области образования грядут глобальные изменения. Ученые утверждают: чтобы добиться реального успеха, нужно развивать в себе те способности, которые недоступны искусственному интеллекту, — креативность, воображение, инициативу, лидерские качества.
Школа № 619 делает ставку на развитие личности ребенка и его лидерских качеств. Здесь ребенок с первых дней ученичества пробует свои силы в разных видах творческой, научной, спортивной и общественной деятельности. В школе создано пространство, в котором ученику предоставлены все возможности для раскрытия своей индивидуальности.
Собственная научно-практическая конференция «Многогранная Россия» и STA-лаборатория, проект «Абитуриент», лидерское движение, Малые Олимпийские игры, студии танца и вокала, легоконструирование и робототехника, детский театр, студия КВН и школьное ТВ, многообразие спортивных секций и собственный литературно-художественный журнал, обучение с оздоровлением, поддержка одаренных учащихся, творческие выезды во время каникул – вот он, настоящий праздник интеллекта, творчества, здоровья, воображения.
Школа 619 – ты как оркестр, где каждый музыкант, инструмент ведет свою партию, а в целом – рождается искусство. Ведь только тогда, когда школа поднимается от ремесла до искусства, она способна дать достойное образование и воспитание.

Топ-5 инновационных альтернатив ископаемому топливу — Новая экономика

Ветряные электростанции и солнечные инициативы в последние годы создали огромное количество возобновляемой энергии, но для удовлетворения мировых потребностей все еще остро требуется больше альтернатив

Несмотря на огромные успехи, достигнутые зеленой энергией в последние годы, уголь, нефть и газ по-прежнему играют огромную роль в мировой энергетической системе. Ископаемое топливо изменило мир во время промышленной революции, но отрицательные последствия выбросов углекислого газа (CO2) и других парниковых газов больше нельзя терпеть.

Ископаемое топливо изменило мир, но отрицательные последствия выбросов CO2 и других парниковых газов больше недопустимы

В 2016 году большинство мировых лидеров объединились с целью занять более смелую позицию против угрозы изменения климата в соответствии с Парижским соглашением. Согласно этому пакту, каждой стране поручено сократить выбросы, чтобы удерживать повышение средней глобальной температуры ниже двух градусов по Цельсию.

Время идет, и для достижения этой цели необходимо разработать более инновационные альтернативы чистой энергии.Здесь, Новая экономика рассматривает некоторые из наиболее интересных форм зеленой энергии в развитии.

Elephant Grass
Энергия биомассы была предпочтительным топливом на протяжении веков, прежде чем уголь, нефть и газ стали более доступными. Сегодня, когда выбросы CO2 наносят ущерб окружающей среде, он снова становится серьезным соперником в глобальном энергетическом балансе.

Биомасса включает любой органический материал растений или животных, но чаще всего это древесина.Компания NextFuel, базирующаяся в Швеции, разработала метод, использующий альтернативу древесным гранулам. Используя слоновью траву, NextFuel создает альтернативу ископаемому топливу с отрицательным выбросом CO2, которую можно использовать непосредственно в существующей энергетической инфраструктуре.

Слоновья трава — это специализированное растение, которое может вырасти до четырех метров всего за 100 дней, давая урожай нескольких урожаев каждый год. Когда трава собрана, технология NextFuel требует очень мало энергии, чтобы превратить ее в брикет на своем заводе.Поскольку при сжигании топлива в атмосферу выбрасывается меньше CO2, чем было уловлено из атмосферы несколькими месяцами ранее, когда росла трава, весь углеродный цикл ежегодно становится отрицательным.

Водородные топливные элементы
Водород — один из самых распространенных элементов на Земле, и, как и энергия биомассы, его использование в энергетическом секторе не является чем-то новым, но захватывающие новые разработки снова вернули его в центр внимания. Водородные топливные элементы могут производить чистую энергию из множества различных источников.Их можно использовать в транспортном секторе аналогично литий-ионным батареям, но в отличие от батарей они не разряжаются и не нуждаются в подзарядке.

Освоение водородной технологии было медленным из-за ее стоимости, но 17 сентября в Германии начали курсировать первые в мире пассажирские поезда, работающие на водородных топливных элементах. Ряд других европейских стран также изучают водородные поезда, и в сентябре агентство Reuters сообщило, что министры энергетики Европейского союза договорились работать вместе, чтобы улучшить перспективы использования водорода в транспортном и энергетическом секторах.

Солнечная краска
Солнечные панели — одна из наиболее распространенных возобновляемых альтернатив ископаемому топливу, но что, если бы вы могли генерировать энергию от солнца, избегая воздействия на окружающую среду при производстве панелей?

Исследователи из Королевского технологического института Мельбурна в Австралии, возможно, нашли ответ после того, как команда разработала краску, которую можно использовать для выработки энергии. Комбинируя оксид титана, содержащийся во многих красках для стен, с синтетическим сульфидом молибдена, материал может поглощать солнечную энергию, а также влагу из окружающего воздуха.

«Простое добавление нового материала может превратить кирпичную стену в недвижимость для сбора энергии и производства топлива», — сказал ведущий исследователь д-р Торбен Даенеке, когда были объявлены результаты в 2017 году.

Волновая энергия
Использование энергии, создаваемой океанскими волнами, кажется простой идеей. К сожалению, на практике это намного сложнее. В течение многих лет исследователи работали над созданием оптимальной конструкции, но проект по производству волновой энергии в промышленных масштабах так и не был реализован.

В Португалии небольшая схема «волновой змеи» действовала у побережья в 2008 и 2009 годах, но после того, как шотландская компания, производившая технологию, перешла в ведение администрации, интеллектуальная собственность была передана государственному органу Wave Energy Scotland.

Работа над волновой энергией продолжается. В феврале американский инженерный гигант Lockheed Martin объявил о планах по разработке крупнейшего в мире проекта волновой энергетики на сегодняшний день — установки мощностью 62,5 МВт у побережья Виктории, Австралия.ЕС также работает над проектом с участием Wave Energy Scotland по созданию программного обеспечения с открытым исходным кодом для систем волновой и приливной энергии в надежде сделать отрасль более привлекательной для частных инвесторов.

Виски
Шотландия производит виски на протяжении веков, и за эти годы винокурни нашли способы справиться с отходами, образующимися в качестве побочного продукта, часто продавая его фермерам в качестве корма для скота. Теперь промышленность ищет более инновационный способ использования четырех миллионов тонн отходов, которые она производит каждый год.В 2015 году Green Alliance прогнозировал, что объем рынка побочных продуктов отходов виски может составить 140 миллионов фунтов стерлингов (184 миллиона долларов).

В настоящее время некоторые ликеро-водочные заводы начинают использовать свои собственные отходы для подпитки своей работы с помощью анаэробных установок для варки, которые создают биогаз, который перерабатывается в энергию пара. За первый год работы винокурня Glendullan, принадлежащая гиганту по производству напитков Diageo, выработала 6 000 МВт-часов тепловой энергии, сократив потребность в ископаемом топливе на четверть. Побочные продукты виски также могут использоваться для производства тепла и топлива для автомобилей.

10 невероятных новых способов производства электроэнергии

Цивилизация находится под угрозой. Кажется очевидным, что традиционные методы производства электроэнергии неустойчивы, и мы должны найти новые способы производства электроэнергии, которые не производят столько углерода (или пыли от старых, таких как природный газ и ядерная энергия).

Потребность в альтернативных источниках энергии не нова.Мы видели массивные солнечные батареи, представленные в обширных пустынях, огромные ветряные электростанции на суше и в море, волновые лучи, преобразующие энергию наших океанов, и решения, связанные с биомассой, прибывают и исчезают.

Однако эти формы альтернативной энергии — не единственная игра в городе. Вот 10 новых способов производства электроэнергии.

1. Сбор тепла тела

Несколько крупных городов разработали проекты, которые собирают тепло, оставшееся в их обширных системах метро.Миллионы пассажиров, а также двигатели поездов и тормоза, работающие в закрытом метро, ​​выделяют огромное количество тепла.

Операторы метро тоже давно знают о проблеме тепла, поскольку им приходится тратить значительные суммы денег на отвод тепла обычными средствами. Тем не менее, операторы метрополитена теперь используют это избыточное тепло с большей пользой: для электроснабжения и обогрева домов и предприятий. В Лондоне сотни домов в районе Хайбери и Ислингтон являются частью схемы сбора тепла от лондонского метро, ​​в то время как аналогичные схемы существуют по всей Европе.

Но это не просто сбор и преобразование тепла в подземных метро. Например, торговый центр Mall of America площадью 2,5 миллиона квадратных футов использует тепло, выделяемое огромным потоком людей, проходящих через него. Эта жара борется с обычно суровой миннесотской зимой — настолько, что в здании нет традиционной системы центрального отопления — новаторское мышление дизайнеров еще в начале 90-х.

По теме: Сколько энергии использует ваш компьютер?

2.Конфискованный алкоголь

Кредит: Шведский биогазовый поезд через Викимедиа

Когда жизнь даст вам лимоны, сожгите их и используйте их для питания поездов.

Национальная таможенная служба Швеции ежегодно конфискует сотни тысяч алкогольных напитков, незаконно ввезенных контрабандой. Вместо того, чтобы выливать все это в канализацию, что является пустой тратой, почему бы не превратить это во что-нибудь полезное?

Работая со Svensk Biogas AB, шведское таможенное управление стремится продолжать превращать этот бесплатный ресурс в силу до тех пор, пока контрабандисты продолжают пытаться пересечь границу.К 2013 году автобусные парки более чем в десятке шведских городов работали на биогазе, хотя не все из контрабандного алкоголя.

3. Использованные подгузники для взрослых

Население Японии быстро стареет. В то время как старение японского населения может вызывать более широкую экономическую озабоченность, инновационная система вторичной переработки SFD компании Super Faiths Inc из Тоттори рассматривает это бремя как решение проблемы энергоснабжения и, безусловно, представляет собой интересный альтернативный способ производства электроэнергии.

Система вторичной переработки SFD принимает использованные подгузники, затем стерилизует, измельчает и сушит их в своей запатентованной машине, возвращая гранулы биомассы, готовые для сжигания в соответствующей печи, возвращая около 5000 ккал на кг переработанного.

Неплохая отдача для совершенно бесполезного свалки. Способная «обслуживать» около 700 фунтов использованных подгузников в день, система вполне может найти применение в домах престарелых и крупных больницах.

4. На танцполе

Кинетическая энергия, генерируемая нашими повседневными задачами, находится в центре внимания, поскольку станции метро, ​​ночные клубы и тренажерные залы начинают использовать пьезоэлектрические технологии сбора урожая. Пьезоэлектричество генерируется в некоторых кристаллах в ответ на силу сжатия. Если у вас есть поверхность, которая движется по какой-либо причине, вы можете прикрепить к ней пьезоэлектрические кристаллы и получить небольшое количество энергии.

Накопленная электрическая энергия может быть использована для электроснабжения служб в том же здании или районе или направлена ​​в новое место.Пьезоэлектричество — не совсем новое явление, и DARPA оценивает пьезоэлектрические генераторы в сапогах солдат.

Однако мы используем пьезоэлектричество гораздо чаще, чем вы думаете: в зажигалках для сигарет используется пьезоэлектрический кристалл с напряжением, достаточным для воспламенения газа, что приводит к возникновению пламени.

В дикой природе мы видели станцию ​​токийского метро, ​​в которой работают турникеты по продаже билетов, и первый в мире экологичный ночной клуб в Роттердаме, Нидерланды.Производство пьезоэлектрической энергии также переходит в железнодорожный сектор.

В сотрудничестве с Университетом Технион и компанией Innowatech, занимающейся возобновляемыми источниками энергии, Израильские железные дороги установили 32 пьезоэлектрических устройства улавливания энергии вдоль довольно загруженного участка железной дороги, собрав около 120 кВтч, которых достаточно для питания сигнальных огней и путевых механизмов.

5. Ториевые реакторы

Миниатюрные ядерные реакторы, работающие всего на одной тонне радиоактивного тория, могут быть включены в новое поколение схем местного производства электроэнергии.Тем не менее, ториевым реакторам потребуются нейтроны высокой энергии для запуска их делящейся активности, что побудило британских ученых начать работу над миниатюрными ускорителями частиц.

Прототип, Электронная модель многих приложений, или EMMA, работает при напряжении около 20 миллионов электрон-вольт, или 20 МэВ, что является хорошим началом. Тем не менее, сохраняется изрядная доля скептицизма в отношении использования тория и практических аспектов строительства и обслуживания большего числа местных ядерных реакторов.

6. Солнечная энергия в космосе

Предоставлено: Солнечная энергия в космосе через Викимедиа

. Что может быть более захватывающим или футуристическим, чем массивная солнечная батарея, плавающая на платформе над планетой, излучающая беспроводное электричество на поверхность Земли. У этого варианта много преимуществ: нет необходимости занимать ценную недвижимость на Земле и нет колебаний энергии, вызванных погодой.

Тем не менее, этой форме альтернативного производства электроэнергии предстоит пройти долгий путь.Беспроводная передача электроэнергии, долгосрочная радиационная защита, защита от метеоритов и огромная стоимость вывода оборудования на орбиту — лишь некоторые из камней преткновения.

Но Джон С. Манкинс, президент Ассоциации космической энергетики и Artemis Innovation, считает, что так же, как ядерная энергетика получила десятилетия исследований и миллиарды долларов финансирования исследований, почему бы не предпринять серьезных финансовых усилий для получения солнечной энергии из источников? Космос?

На практике проект космической солнечной энергии может работать примерно так:

• Большой геостационарный массив будет собирать и фокусировать солнечный свет.
• Фотоэлектрические элементы превратят этот свет в электричество.
• Это электричество будет использоваться для питания микроволнового лазера, направленного на наземную станцию ​​на Земле.
• Микроволновая энергия будет приниматься антенной решеткой и преобразовываться обратно в электричество.

Связанный: Удивительные гаджеты на солнечной энергии, которые должен использовать каждый дом

7.Солнечный ветер

Предоставлено: Модель солнечного паруса IKAROS через Викимедиа

. Раз уж мы заговорили о космосе, давайте поговорим о солнечном ветре.

Солнечный ветер состоит из огромного количества заряженных частиц, испускаемых Солнцем с чрезвычайно высокой скоростью. В принципе, эти частицы могут генерировать электричество, используя огромный солнечный парус и заряженный провод, который генерирует энергию из проходящего по нему солнечного ветра.

Согласно предварительному анализу Вашингтонского университета, количество энергии, которое вы можете генерировать, по существу безгранично и ограничено только размером развернутого вами солнечного паруса.

• Триста метров медного провода, прикрепленные к приемнику шириной два метра и 10-метровому парусу, могли бы вырабатывать достаточно электроэнергии для 1000 домашних хозяйств.
• Спутник с кабелем длиной 1000 метров и шириной паруса 8400 км может генерировать один миллиард миллиардов гигаватт энергии.

Звучит отлично? Было бы — если бы мы могли создать и запустить такой солнечный парус на подходящую орбиту.

Стоит отметить, что это не так надумано, как вы думаете. Японское агентство аэрокосмических исследований успешно запустило IKAROS (межпланетный воздушный змей, ускоряемый излучением Солнца) в 2010 году, став первым космическим кораблем, в котором в качестве основной движущей силы использовался солнечный парусный спорт. Их постоянные исследования дают ученым-исследователям очень ценные данные в нескольких ключевых областях.

Тем не менее, IKAROS намного меньше, чем рассматриваемые паруса, поэтому не задерживайте дыхание, пока солнечный ветер не станет практичным вариантом в ближайшем будущем.

В 2019 году Планетарное общество развернуло LightSail 2 в качестве дополнительной полезной нагрузки на одной из ракет Falcon Heavy от SpaceX. LightSail 2 успешно развернул парус, хотя его общий успех ограничен. По словам Планетарного Общества: «Примерно одну треть времени мы [LightSail 2] находимся в режиме« детамблирования », снижая скорость вращения колеса и позволяя нашим крутящим стержням удалять угловой момент из системы.»

По теме: Что такое Starlink и как работает спутниковый Интернет?

8. Медуза

Предоставлено: Aequorea victoria через Викимедиа

. Наши океаны становятся более кислыми. Таким образом, популяция медуз растет. Большинство из них не предназначены для употребления в пищу, но они могут оказаться более полезными для решения другой глобальной проблемы. Шведские исследователи постоянно сжижают большое количество Aequorea victoria, светящейся медузы, обычной для берегов Северной Америки.

Зеленый флуоресцентный белок (GFP), содержащийся в медузе, можно использовать для создания миниатюрных топливных элементов, которые можно использовать для питания поколения медицинских наноустройств. GFP, нанесенный на алюминиевые электроды и подвергнутый воздействию ультрафиолетового света, генерирует мощность, измеряемую в «десятках наноампер».

Это немаловажно. Разработка биологического топлива может позволить провести дальнейшие исследования био-нанотехнологий, которые не требуют внешнего топлива или электрического тока для продолжения работы.Если бы технология могла быть расширена, она могла бы быть чрезвычайно полезной в долгосрочной перспективе, особенно если проблема кислотности океана не исчезнет.

9. Сбор и переработка радиоволн

Исследовательская группа, занимающаяся переработкой радиоволн, надеется развернуть свою технологию на нескольких объектах. Идея сбора и переработки радиоволн и других электромагнитных волн не нова, но масштабы сбора растут.

Исследовательская группа, возглавляемая Маносом Тенцерисом, разработала технологию переработки и сбора энергии из различных источников, включая Wi-Fi, телеканалы, портативные электронные устройства и многое другое.В процессе сбора используются сверхширокополосные антенны, которые могут принимать огромный диапазон сигналов в разных частотных диапазонах.

Радиосигналы и другие электромагнитные частоты постоянно передаются вокруг нас. Превращение некоторых из этих частот обратно в энергию изменило бы правила игры и стало бы инновационным методом производства электроэнергии.

10. Из воздуха

Святой Грааль производства энергии и электричества — создать его из воздуха, создав бесконечный и неиссякаемый источник энергии.Группа исследователей из Массачусетского университета в Амхерсте считает, что они создали устройство, которое использует натуральный белок для создания электричества из влаги, присутствующей в воздухе.

«Air-gen» использует крошечные электропроводящие нанопроволоки на основе белков. Исследовательская группа подключает нанопроволоки к генератору, который вырабатывает электричество из влажности и влаги в воздухе.

На момент написания проект остается мелким.Но конечная цель — довести производство до полной мощности.

Возобновляемые источники энергии спасут планету

Некоторые из рассмотренных здесь источников энергии выглядят необычно, но многие из них могут найти практическое применение в будущем. Другие уже окружают нас, обеспечивая нас альтернативной энергией в повседневной жизни.

Это энергетическое исследование имеет решающее значение, если мы хотим, чтобы планета не уничтожила нас полностью.Планета выживет — мы не выживем.

5 лучших устройств защиты от перенапряжения в 2019 году

Колебания напряжения питания могут повредить ваши устройства.Чтобы защитить свою электронику, вам понадобится лучший сетевой фильтр для вашего дома.

Читать далее

Об авторе Гэвин Филлипс (Опубликовано 978 статей)

Гэвин — младший редактор отдела Windows and Technology Explained, постоянный автор Really Useful Podcast и регулярный обозреватель продуктов.У него есть степень бакалавра (с отличием) в области современного письма с использованием методов цифрового искусства, разграбленных на холмах Девона, а также более десяти лет профессионального писательского опыта. Он любит много пить чая, настольные игры и футбол.

Более От Гэвина Филлипса

Подпишитесь на нашу рассылку новостей

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать технические советы, обзоры, бесплатные электронные книги и эксклюзивные предложения!

Нажмите здесь, чтобы подписаться

Сила будущего: 10 способов запустить 21 век

Новые источники энергии

По словам ученых, производство солнечных элементов, использующих энергию солнца, производит гораздо меньше загрязняющих веществ, чем традиционные технологии использования ископаемого топлива.(Изображение предоставлено: Dreamstime)

Ученые стремятся усовершенствовать более экологически чистые источники энергии, чтобы улучшить окружающую среду и снизить зависимость от нефти и других ископаемых видов топлива. Некоторые предсказывают водородную экономию. Другие говорят, что лучше всего использовать солнечную энергию. В более диких схемах используются ветряные турбины или двигатели на антивеществе. LiveScience исследует ожидания, мифы и реалии 10 главных возможностей.

Антивещество

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено НАСА)

Антивещество — это двойник материи Причуды, состоящий из античастиц, которые имеют ту же массу, что и обычное вещество, но с противоположными атомными свойствами, известными как спин и заряд.Когда противоположные частицы встречаются, они аннигилируют друг друга и выделяют огромное количество энергии, как это диктуется знаменитым уравнением Эйнштейна E = mc2.

Антивещество уже используется в медицинской технике визуализации, известной как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), но ее использование в качестве потенциального источника топлива остается в сфере научной фантастики.

Проблема с антивеществом в том, что его очень мало во Вселенной. Его можно производить в лабораториях, но в настоящее время только в очень крошечных количествах и по непомерно высокой цене.И даже если проблема производства может быть решена, все еще остается запутанный вопрос о том, как хранить что-то, что имеет тенденцию аннигилировать при контакте с обычной материей, а также как использовать эту однажды созданную энергию.

НАСА финансирует исследования по созданию двигателей на антивеществе, которые однажды могут привести человечество к звездам, но все эксперты согласны с тем, что до мечтаний о звездолетах на антивеществе, которые можно увидеть в «Звездном пути», еще далеко.

Топливные элементы

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено Honda)

На первый взгляд водородные топливные элементы могут показаться идеальной альтернативой ископаемому топливу.Они могут вырабатывать электричество, используя только водород и кислород, и не загрязняют окружающую среду. Автомобиль, работающий на водородных топливных элементах, будет не только более эффективным, чем автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, его единственным выбросом будет вода.

К сожалению, хотя водород является самым распространенным элементом во Вселенной, большая его часть связана в молекулах, таких как вода. Это означает, что чистый несвязанный водород должен производиться с помощью других источников энергии, которые во многих случаях включают ископаемое топливо.Если это так, то многие преимущества использования водорода в качестве топлива для окружающей среды сводятся на нет. Другая проблема с водородом заключается в том, что его нельзя сжимать легко и безопасно, и для его хранения требуются большие резервуары. Кроме того, по причинам, которые до конца не изучены, атомы водорода имеют тенденцию просачиваться через окружающие их материалы, тем самым ослабляя их контейнеры.

Компания Honda представила в прошлом году скутер, работающий на топливных элементах.

Ядерная

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено OSHA)

Альберт Эйнштейн сказал нам, что грань между материей и энергией нечеткая.Энергия может быть получена путем расщепления или объединения атомов — процессов, известных как деление и синтез соответственно.

При делении ядер выделяется вредная радиация и образуются большие количества радиоактивного материала, который может оставаться активным в течение тысяч лет и может разрушить целые экосистемы в случае утечки. Также есть опасения, что ядерный материал может быть использован в оружии.

В настоящее время на большинстве атомных электростанций используется деление, поскольку синтез требует огромного количества энергии для производства и поддержания необходимых высоких температур.Но природное явление, известное как сонолюминесценция, может однажды предоставить средство дублирования мощности звезд, которые сами по себе являются просто гигантскими термоядерными реакторами, в химическом стакане с жидкостью.

Сонолюминесценция — это вспышка света, возникающая при воздействии на специальные жидкости звуковых волн высокой энергии. Звуковые волны разрывают жидкость и образуют крошечные пузырьки, которые быстро расширяются, а затем резко схлопываются. В процессе образуется свет, но, что более важно, внутренности взрывающихся пузырей достигают чрезвычайно высоких температур и давлений — достаточных, полагают некоторые ученые, для ядерного синтеза.

Ученые также экспериментируют с методами создания управляемого ядерного синтеза путем ускорения «тяжелых» ионов водорода в мощном электрическом поле.

Преобразование тепловой энергии океана

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено Национальной лабораторией возобновляемой энергии)

Океаны покрывают 70 процентов Земли, а вода является естественным коллектором солнечной энергии. OTEC, или преобразование тепловой энергии океана, стремится использовать этот факт и использовать разницу температур между поверхностной водой, нагретой солнцем, и водой в холодных глубинах океана для выработки электроэнергии.

Установки OTEC обычно делятся на три категории:

Замкнутый цикл: Жидкость с низкой температурой кипения, такая как аммиак, кипятится в теплой морской воде. Полученный пар используется для работы турбины, вырабатывающей электричество; затем пар охлаждается холодной морской водой. Открытый цикл: Аналогичен замкнутому циклу OTEC, за исключением того, что в нем нет промежуточной жидкости. Теплая морская вода превращается в пар низкого давления, который используется для выработки электроэнергии. Затем пар охлаждается и превращается в пригодную для использования пресную воду с помощью холодной морской воды. Гибридный цикл: OTEC замкнутого цикла используется для выработки электроэнергии, которая затем используется для создания среды с низким давлением, необходимой для открытого цикла.

OTEC-растения могут использоваться в качестве источников пресной воды, а богатая питательными веществами морская вода, добываемая из глубин океана, может использоваться для выращивания морских организмов и растений. Главный недостаток OTEC заключается в том, что, поскольку они работают при таких небольших перепадах температур, обычно около 36 градусов по Фаренгейту (20 по Цельсию), их эффективность составляет всего от 1 до 3 процентов.

Hydroelectricity

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено Управлением долины Теннесси)

Падение, течение или иное движение во время приливов или подводных течений — воду можно использовать для производства электроэнергии. Гидроэнергетика обеспечивает около 20 процентов мировой электроэнергии. До недавнего времени считалось, что энергия воды — это богатый природный ресурс, который не требует дополнительного топлива и не загрязняет окружающую среду. Однако недавние исследования опровергают некоторые из этих утверждений и предполагают, что плотины гидроэлектростанций могут производить значительные количества углекислого газа и метана в результате разложения затопленного растительного материала.В некоторых случаях эти выбросы конкурируют с выбросами электростанций, работающих на ископаемом топливе. Еще один недостаток плотин — часто приходится переселять людей. В случае проекта «Три плотины ущелий» в Китае, который станет крупнейшей плотиной в мире после завершения в 2009 году, 1,9 миллиона человек были перемещены, а бесчисленные исторические места были затоплены и потеряны.

Биомасса

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено: Changing World Technologies, Inc.)

Энергия биомассы или биотоплива включает высвобождение химической энергии, хранящейся в органических веществах, таких как древесина, сельскохозяйственные культуры и отходы животноводства.Эти материалы сжигаются непосредственно для получения тепла или очищаются для получения спиртового топлива, такого как этанол.

Но, в отличие от некоторых других возобновляемых источников энергии, энергия биомассы не является чистой, поскольку при сжигании органических веществ образуется большое количество углекислого газа. Однако можно компенсировать или устранить эту разницу, посадив быстрорастущие деревья и травы в качестве топлива. Ученые также экспериментируют с использованием бактерий для разложения биомассы и производства водорода для использования в качестве топлива.

Одна интересная, но спорная альтернатива биотоплива включает процесс, известный как термическое преобразование или TCP. В отличие от обычного биотоплива, TCP может преобразовывать практически любой тип органического вещества в высококачественную нефть с водой в качестве единственного побочного продукта, утверждают сторонники. Однако еще неизвестно, сможет ли компания Changing World Technologies, которая запатентовала этот процесс, произвести достаточно нефти, чтобы она стала жизнеспособной альтернативой топливу.

Нефть

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено: Служба управления минералами)

Некоторые называют это черным золотом.На нем основаны целые империи; из-за этого велись войны. Одна из причин, по которой нефть или сырая нефть так ценна, заключается в том, что из нее можно получить множество продуктов, от керосина до пластика и асфальта. Горячо обсуждается, станет ли это источником будущего.

Оценки того, сколько нефти осталось на Земле, сильно различаются. Некоторые ученые предсказывают, что запасы нефти достигнут пика, а затем резко сократятся уже в 2005 году; другие считают, что будет открыто достаточно новых запасов, чтобы удовлетворить мировые потребности в энергии еще на несколько десятилетий.

Как уголь и природный газ, нефть относительно дешева по сравнению с другими топливными альтернативами, но ее использование сопряжено с большими затратами на экологический ущерб. При использовании нефти образуется большое количество углекислого газа, а разливы нефти могут нанести ущерб хрупким экосистемам, и их чрезвычайно трудно очистить.

Ветер

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено Skywindpower.com)

Развивая концепцию ветряных мельниц на один шаг дальше или выше, ученые хотят создать в небе электростанции с помощью парящих ветряных мельниц на высоте 15 000 футов в воздухе.Странные корабли будут удерживаться на плаву с помощью четырех пропеллеров, которые служат также турбинами и возвращают электричество на землю по кабелю.

На энергию ветра в настоящее время приходится всего 0,1 процента мировой потребности в электроэнергии, но ожидается, что это число будет расти, поскольку ветер является одним из самых чистых видов энергии и может генерировать электроэнергию, пока дует ветер.

Проблема, конечно, в том, что ветер не всегда дует, и нельзя полагаться на энергию ветра для производства постоянного электричества.Также есть опасения, что ветряные электростанции могут повлиять на местную погоду способами, которые еще предстоит полностью понять. Ученые надеются, что поднятие ветряных мельниц в небо решит эти проблемы, поскольку на больших высотах ветры дуют намного сильнее и стабильнее.

Уголь

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено Палатой представителей США)

Уголь был топливом, двигавшим промышленную революцию, и с тех пор он играет все более важную роль в удовлетворении мировых потребностей в энергии.Основное преимущество угля в том, что его достаточно, чтобы прослужить миру еще 200-300 лет при нынешних темпах потребления.

Несмотря на то, что его изобилие делает его очень экономичным, при сжигании угля в воздух выделяются такие примеси, как сера и азот, которые могут объединяться с водой в атмосфере с образованием кислотных дождей. При сжигании угля также образуется большое количество углекислого газа, газа, который, по мнению большинства ученых-климатологов, способствует глобальному потеплению. В настоящее время предпринимаются серьезные усилия по поиску новых способов сделать сжигание угля более чистым и по утилизации отработанного угля, ранее непригодного для использования побочного продукта добычи угля.

Солнечная энергия

ИЗОБРАЖЕНИЕ (Изображение предоставлено EnviroMission)

Если все пойдет по плану, строительство гигантской солнечной башни может начаться в Австралии в 2006 году. Башня высотой 3280 футов будет окружена огромной теплицей, которая будет обогревать воздух для вращения турбин вокруг основания башни. Предполагается, что электростанция сможет вырабатывать 200 мегаватт электроэнергии, чего достаточно для питания 200 000 домохозяйств.

Солнечная энергия не требует дополнительного топлива для работы и не загрязняет окружающую среду.Солнечный свет можно улавливать как полезное тепло или преобразовывать в электричество с помощью солнечных или фотоэлектрических элементов или через синхронизированные зеркала, известные как гелиостаты, которые отслеживают движение солнца по небу. Ученые также разработали методы использования солнечной энергии для замены газового двигателя путем нагревания газообразного водорода в резервуаре, который расширяется, приводя в движение поршни и приводя в действие генератор.

К недостаткам солнечной энергии можно отнести высокую начальную стоимость и необходимость в больших площадях. Кроме того, для большинства альтернатив солнечной энергии производительность зависит от капризов загрязнения воздуха и погодных условий, которые могут блокировать солнечный свет.

21 способ повысить энергию

Чувствуете усталость и туман на работе? Не кажется ли вам невыносимо мрачной перспектива послеобеденных домашних дел? Пришло время сделать перерыв, чтобы освежиться и зарядиться энергией.

Несмотря на то, что вы не сможете взять выходной после обеда, вы определенно можете позволить себе 10 минут, чтобы подзарядиться, какой бы беспокойной ни была ваша жизнь. И хотя 10-минутный перерыв может быть не таким бодрящим, как 10 дней на Карибском пляже, он может повысить энергию и настроение.

Так как же это сделать? Как можно использовать 10-минутный перерыв для чего-то более энергичного, чем бесцельный веб-серфинг или еще одна игра в Minesweeper? Чтобы выяснить это, WebMD обратилась к специалистам из разных областей — терапевтам, диетологам и специалистам по интегративной медицине. Вот их 21 совет по быстрому увеличению энергии.

1. Получите немного солнечного света. Если вы весь день работаете при искусственном освещении, потратьте 10 минут на то, чтобы немного позагорать. Во-первых, выход на улицу может быть освежающим.Во-вторых, несколько минут солнечного света имеют определенные преимущества. Он помогает организму вырабатывать витамин D, который важен для хорошего здоровья. Воздействие солнца также повышает уровень серотонина, что может улучшить настроение и помочь вам лучше спать по ночам.
2. Поднимитесь по лестнице. Подняться (и спуститься) по лестнице в течение 10 минут — отличный способ заставить ваше сердце биться чаще, — говорит Кристин Гербштадт, доктор медицинских наук, пресс-секретарь Американской диетической ассоциации. Если вы находитесь в офисном здании, она рекомендует попробовать лестницу.Поскольку они обычно пустынны — все пользуются лифтом, — у вас может быть 10 минут в одиночестве, чтобы пробежаться вверх и вниз и зарядиться энергией.
3. Перерыв на кофе. Не секрет, что кофе поднимет настроение. Но Дэвид Леопольд, доктор медицины, особенно рекомендует эспрессо. «При приготовлении эспрессо извлекается весь кофейный аромат, а также он обладает сильнейшими антиоксидантными свойствами, — говорит Леопольд, директор отдела интегративного медицинского образования в Центре интегративной медицины Скриппса в Сан-Диего.«Он также не разрушает эфирные масла, а это означает, что эспрессо с меньшей вероятностью вызовет побочные эффекты, такие как ГЭРБ».
4. Решите кроссворд. Когда вы чувствуете переутомление, сосредоточение на другом умственном задании в течение нескольких минут может помочь вам зарядиться энергией. Соберите коллекцию кроссвордов и найдите уровень сложности, который обычно можно пройти примерно за 10 минут. На многих веб-сайтах есть бесплатные кроссворды, а некоторые газеты предлагают дешевую ежемесячную подписку на онлайн-версии своих головоломок.
5. Растянись. Чувствуете одеревенение после того, как просидели все утро за своим столом? «Растяжка помогает утомленным мышцам, застрявшим в одном положении», — говорит Таня Эдвардс, доктор медицины, медицинский директор Центра интегративной медицины клиники Кливленда в Огайо. «Это может также увеличить энергию за счет уменьшения мышечного дискомфорта». Если можете, сбегите в комнату отдыха. Но вы также можете потянуться за своим столом, не привлекая слишком много внимания. Несколько предложений. Неоднократно сядьте на стул и встаньте, не держась за руки.Поднимите плечи до ушей и задержите их на несколько секунд. Обнимите свое тело, положив правую руку на левое плечо, а левую — на правое плечо.
6. Сделайте смузи. Остерегайтесь стойки для смузи: Гербштадт говорит, что они обычно подают напитки с сахаром. Но если вы дома, потратьте 10 минут на то, чтобы сделать себе его. Какой рецепт у Гербштадта? 8 унций обезжиренного или соевого молока, немного фруктов и немного колотого льда, чтобы сделать его более густым. Она также добавляет немного клетчатки и немного здорового жира с одной или двумя столовыми ложками зародышей пшеницы или молотых семян льна.
7. Попробуйте управляемые изображения. Чтобы зарядиться энергией, устройте виртуальный отпуск, сидя за своим столом. Закройте глаза и глубоко вдохните. Затем представьте себе мирное место. Это может быть место, где вы бывали раньше — пляж или горы. Попробуйте заполнить его подробностями. Как он пахнет? Ветерок дует тебе в лицо? Представьте, что вы идете по тропинке; чем дальше вы идете, тем расслабляетесь. Как только вы почувствуете себя полностью расслабленным, постепенно возвращайтесь в настоящее.Сосчитайте до трех и откройте глаза.
8. Прочтите стихотворение. Чтение — отличный способ быстро отдохнуть от будничного рабочего дня. Однако романы могут быть не идеальными для быстрого перерыва — работа с Moby Dick в виде 10-минутных ежедневных частей займет много времени. Так что сосредоточьтесь на поэзии. Держите хорошую антологию у себя на столе. Прочтите одну или две и обдумайте их во время 10-минутного перерыва.
9. Прогулка. «Нет ничего лучше, чем быстрая прогулка, чтобы дать вам немного энергии», — говорит Гербштадт.Польза для здоровья тоже складывается. Специалисты рекомендуют заниматься не менее получаса в день. Итак, все, что вам нужно сделать, это сделать еще несколько 10-минутных перерывов на ходьбу, и все готово. Чем больше вы будете ходить, тем быстрее станете. Вы можете использовать шагомер, чтобы отслеживать свой прогресс.
10. Избегайте торговых автоматов. Хотя сладости и углеводы могут дать вам временный заряд энергии, это ненадолго. Выбирайте перекус с белком, который надолго даст вам энергию. «Просто добавьте немного арахисового масла в это яблоко или немного нежирного сыра в крекеры», — говорит Гербштадт.
11. Напишите в дневник. Если вы похожи на многих людей, то вы уже начинали и бросали (а потом перезапускали и снова бросали) дневник. Но начните новую с намерением писать в ней только 10 минут в день. Это может показаться более выполнимым, если вы не пытаетесь записывать всего . Вы можете обнаружить, что ведение дневника — и необходимая для этого саморефлексия — дает вам лучший взгляд на свою жизнь и работу.
12. Смейся . Полезен ли смех для здоровья? Может, хотя доказательства пока неясны.В любом случае нельзя отрицать, что смех может улучшить ваше самочувствие. Поэтому во время 10-минутного перерыва сознательно ищите то, что, как вы знаете, заставит вас смеяться — просмотр нескольких клипов на YouTube или чтение любимого блога. Если можете, пригласите друга: исследования показывают, что люди смеются больше, когда смеются вместе с другими.
13. Используйте холодную воду. Римляне для восстановления сил окунулись во фригидарий, бассейн с холодной водой. Не слишком решительно, но вы можете получить быстрый заряд энергии, просто брызнув холодной водой на лицо в ванной.
14. Пейте зеленый чай. Старый добрый черный чай тоже хорош, но у зеленого чая есть определенные преимущества, — говорит Леопольд. В нем самый высокий уровень антиоксидантов, таких как EGCG, которые могут поддерживать здоровье, возможно, снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний и некоторых видов рака. В нем также есть кофеин, но не слишком много. Так что зеленый чай может быть хорошим выбором, если кофе или черный чай заставляют вас нервничать.
15. Попробуйте ароматерапию. Некоторые люди считают, что запахи некоторых эфирных масел, таких как мята перечная, лайм и грейпфрут, могут повысить энергию.Так что подождите 10 минут, чтобы закрыть глаза и вдохнуть аромат из флакона. Или используйте спрей, чтобы сбрызнуть комнату. Конечно, посоветуйтесь со своими товарищами по офису, прежде чем начинать нюхать это место.
16. Рассмотрите дополнение. Конечно, существует множество стимулирующих энергию травяных стимуляторов, но Леопольд рекомендует другой подход. «Мне нравятся травы, такие как ашваганда, женьшень обыкновенный или родиола», — говорит он WebMD. «Это не стимуляторы, но они могут помочь организму справиться со стрессом, который может вызвать усталость.«Конечно, посоветуйтесь с врачом, прежде чем начинать принимать добавки, особенно если у вас есть проблемы со здоровьем или вы ежедневно принимаете какие-либо лекарства.
17. Слушайте музыку. Правильная музыка действительно может изменить ваше настроение, и некоторые подготовительные работы могут помочь. Придумайте список песен, которые, кажется, всегда будоражат вас, а затем составьте микс или плейлист из трех песен на своем компьютере или MP3-плеере. Тогда у вас будет около 10 минут бодрящей музыки, готовой к работе, когда она вам понадобится.
18. Возьми шоколада. Шоколад сам по себе является мягким стимулятором, а также имеет множество других возможных преимуществ для здоровья — от улучшения памяти до снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний. Гербштадт рекомендует чашку несладкого какао-порошка с добавлением искусственного подсластителя. «Он может удовлетворить эту тягу к шоколаду без калорий», — говорит она. Смешайте с обезжиренным молоком, и вы тоже получите немного протеина.
19. Раскройте фэн-шуй на своем столе. По общему признанию, организация вашего стола может не звучать как усилитель энергии.Но на самом деле работа на поверхности, заваленной бумагами, крошками от сэндвичей и пустыми кофейными чашками, действительно может подорвать ваши духовные силы. Выделив 10 минут на то, чтобы организовать дела сейчас, вы сможете работать более эффективно и энергично до конца дня.
20. Съешьте завтрак. Слишком занят, чтобы позавтракать? Ерунда. Заливать молоком хлопья с высоким содержанием клетчатки не так уж и много времени. Также нельзя намазывать сливочный сыр на цельнозерновой хлеб. Преимущества реальны. После восьми или 10 (или более) часов без еды вашему организму нужно топливо, чтобы начать работать.У завтрака есть и долгосрочные преимущества: исследования показывают, что люди, которые его пропускают, имеют более высокий риск набрать лишний вес. Так что, если вы пришли на работу без завтрака, выделите 10 минут и съешьте прямо сейчас.
21. Дышите глубоко. Глубокое дыхание снимает стресс, когда вы чувствуете себя истощенным. Леопольду нравится метод, разработанный доктором медицины Эндрю Вейлом, экспертом по интегративной медицине. Сядьте, держите спину прямо. Вдохните через нос и сосчитайте до четырех. Задержите дыхание и сосчитайте до семи.Затем глубоко выдохните через рот, досчитав до восьми. Повторите цикл.

Конечно, некоторые из этих предложений могут показаться очевидными. В конце концов, кто не пробовал зарядиться энергией прогулкой или чашкой кофе?

Но дело здесь не столько в том, какой метод повышения энергии вы пробуете, сколько в том, что вы пробуете его сознательно как способ оживить себя. Не теряйте пассивно 10-минутный перерыв. Активно пользуйтесь им.

«Это может показаться нелогичным, но вы действительно хотите спланировать отдых», — говорит Гербштадт.«Таким образом, вы сможете сознательно использовать перерыв».

Когда вы делаете 10-минутный перерыв, ключевым моментом является ваше намерение. Вот в чем разница между еще 10 минутами, потраченными на прокрастинацию, и 10 минутами, которые заставят вас зарядиться энергией и подготовиться к остатку дня.

советов, как заинтересовать ваших детей возобновляемыми источниками энергии

Дети — это те, кто унаследуют мир от нас. Их раннее вовлечение в защиту окружающей среды гарантирует, что их любопытство и интерес сохранятся, когда они станут взрослыми.

Может быть непросто придумать, как познакомить детей с концепцией возобновляемой энергии. Более серьезная задача заключается в том, чтобы заинтересовать и взволновать детей, а не заставить их слушать еще одну лекцию.

Это потребует некоторого планирования и творчества, но есть способы заинтересовать детей возобновляемыми источниками энергии даже в раннем возрасте.

---

Что объяснять

Концепции, которые вы планируете обучать детей, должны соответствовать их возрасту.Начальнику не нужно знать внутренние сложности термодинамики. Начните с малого и постепенно переходите к темам, которые хотите охватить.

Начни с устойчивого развития

Переход к возобновляемым источникам энергии — быстрый способ потерять интерес ребенка. Если вы начнете использовать термины, которых они не понимают, они быстро отключатся. В зависимости от возраста вы можете даже закатить глаза.

Устойчивость означает, что что-то может существовать неопределенное время.Садоводство — простой пример для демонстрации детям этой концепции. Если помидор выращен, он содержит семена. Эти семена можно пересаживать, и цикл будет продолжаться.

Как только они поймут концепцию устойчивости, вы сможете перейти к следующему шагу.

Продолжить с энергетической устойчивостью

Теперь, когда устойчивость стала знакомой концепцией, начните объяснять, как она применяется в энергетике.

Большинство, если не все, дети сегодня знают основы электричества, поскольку это применимо к зарядке предметов, с которыми они взаимодействуют, например планшетов или даже смартфонов.Объяснение им, что энергия — это источник электричества, не займет больше пары минут.

Если вы хотите продолжить аналогию с садоводством для преемственности, ее можно адаптировать. Используя такие источники энергии, как природный газ, ископаемое топливо и нефть, вы все равно будете получать помидоры. Однако у этих помидоров нет семян. В конце концов, вы не сможете даже выращивать помидоры из-за отсутствия семян.

Другие способы объяснения могут быть проще в зависимости от детей. Ключевой фактор, который им необходимо усвоить, — это то, что существующие источники энергии не являются устойчивыми.

Конец с типами возобновляемой энергии

Существует пять основных типов возобновляемой энергии, но вы не хотите знакомить детей со всеми сразу. Обязательно полностью изучите их все, чтобы дети могли понять, как и почему каждый из них является вариантом.

Основные типы возобновляемых источников энергии, которые следует включить в ваше обсуждение, включают:

• Солнечная энергия — солнечная энергия является одним из самых популярных видов возобновляемой энергии и одним из самых простых для обучения детей.Их интерес наверняка заинтересует превращение солнечных лучей в электричество. Расскажите им, как солнечные панели улавливают тепло и свет (даже в пасмурные дни) и преобразуют все это в полезную энергию. Вы даже можете описать, как космонавты в космосе полагаются на солнечную энергию на Международной космической станции.

• Hydro — это еще одна возобновляемая энергия, которую легко объяснить. Это редкий ребенок, который в какой-то момент не общался с ручьем или рекой. Объясните, что постоянное движение воды из течения можно преобразовать в полезную энергию.

• Wind — покажите ребенку фотографию этих массивных ветряных турбин, и они обязательно заинтересуются. Ветер вращает лопасти вентилятора подобно вертушке, которая затем создает энергию, которую мы можем использовать. По-настоящему заставьте их задуматься об окружающем мире и о том, как что-то такое простое, как ветер, можно превратить в энергию.

• Геотермальная энергия — геотермальная энергия может потребовать дополнительных пояснений, если дети не узнали о земном ядре и о том, насколько оно горячее.Если они уже знают об этом, то вы можете показать им, как трубы, уходящие глубоко в землю, направляют пар от этого тепла к растениям, которые превращают его в электричество.

• Биомасса — возобновляемая энергия биомассы так же проста, как сжигание источника топлива, поэтому большая часть этого объяснения будет касаться того, что они поджигают и как они это получают. Топливо для этих пожаров поступает из побочных продуктов растений и животных. Здесь можно использовать навоз, урожай и другие отходы.

Как это объяснить

Станислав Пытель / Stone / Getty Images

Теперь, когда вы знаете основы, пора передать их детям.Большой вопрос в том, как сделать так, чтобы все это звучало достаточно круто, чтобы заинтересовать детей возобновляемой энергией?

Интернет-ресурсы

Дети, как правило, больше увлекаются визуальным обучением, поэтому просто рассказав им об этих концепциях, ничего не изменится.

В Интернете есть множество вариантов, которые могут помочь научить детей изучению возобновляемых источников энергии. Развивающие игры — отличный способ заставить их взаимодействовать с информацией, но видео на YouTube или простая анимация тоже могут помочь.

Вы можете использовать эти ресурсы, чтобы помочь детям понять общую картину. Или вы можете найти видео и игры, посвященные конкретным шагам, например, как именно речные течения могут обеспечивать энергию или почему ископаемое топливо не является устойчивым.

DIY Projects

Это один из лучших вариантов обучения детей возобновляемой энергии. Помощь им в создании научного проекта по проверке аспекта возобновляемой энергии наверняка вызовет их интерес. Практический подход всегда помогает закрепить информацию.

Попробуйте эти проекты для захватывающего приключения в альтернативной энергетике:

• Создайте мини-водяное колесо — водяное колесо использовалось на протяжении всей истории, и если дети построят свое собственное, это отличный способ научить, как создается гидроэнергетика. Это может быть так просто или сложно, как вы хотите, но использованные палочки для мороженого можно превратить в колесо в крайнем случае. Наличие близлежащего ручья или реки будет самым захватывающим способом проверить этот проект, но использование воды в раковине сделает работу.
• Очистить воду — это несложный многодневный проект, который поможет вам объяснить, насколько универсально тепло от солнечной энергии. Все, что вам нужно, это два контейнера (один меньше другого), немного воды, пищевой краситель, полиэтиленовая пленка и камень. Короче говоря, солнечное тепло вызовет конденсацию и создаст емкость с очищенной водой. Бонусные баллы, если вы можете показать те же результаты с вашей печью, чтобы показать, что энергия, используемая естественным образом, является более устойчивой.
• Создайте ветряную турбину — хотя вы не сможете сделать ее такой же большой, как настоящие ветряные турбины, это все же верный способ показать, насколько эффективно использовать энергию ветра.Предметы, которые вы используете для его создания, могут сильно различаться, но из разрезанных пластиковых бутылок с водой, как правило, получаются твердые лопасти вентилятора. Как только вы и дети создадите ветряную турбину, просто выведите ее на улицу и наблюдайте, как ветер крутит ее! Вертушка работает, если вы просто объясните это на примере, но процесс создания ветряной турбины творит чудеса.
• Готовьте на костре — это может показаться скорее неспешным занятием, чем научным экспериментом, но это было до того, как вы рассказали детям об использовании биомассы для получения возобновляемой энергии.Если у вас нет случайного доступа к навозу, топливом могут быть просто мертвые ветки и листья, которые вы можете найти повсюду. Когда вы используете тепло огня для приготовления пищи (что-то, что требует электричества для печи), вы можете показать, что топливо для обеспечения тепла поступает от мертвых растений, которые в конечном итоге отрастут потерянные листья и ветки. Однако не забудьте указать на дым, вызванный огнем, и на то, что любой источник топлива, создающий слишком много его, может быть вредным для людей и планеты.

Совершите экскурсию

Экскурсии не обязательно должны быть организованы школой.Посмотрите, сможете ли вы найти день, чтобы отвезти своего ребенка (или студентов) на ближайший завод по производству возобновляемой энергии. Многие из этих мест готовы проводить экскурсии или рассказывать заинтересованным людям о том, чем они там занимаются.

Это также отличный способ получить бесплатные знания непосредственно от экспертов. Они могут ответить на любые вопросы, которые могут возникнуть у ваших детей, для ответа на которые вам потребуется обширное исследование. Детям также интересно напрямую видеть процесс, который они изучают.

Покажите влияние невозобновляемых источников энергии

Это намного эффективнее, когда дети, о которых идет речь, любят животных и природу, но это может быть полезно в любом случае.Показ видео о том, как такие вещи, как загрязнение и глобальное потепление негативно влияют на природу, может вдохновить их начать изучать возобновляемые источники энергии, чтобы предотвратить это.

Будьте образцом для подражания

Дети довольно много учатся, просто наблюдая за тем, что делают взрослые в их жизни. То, как вы используете энергию в повседневной жизни, может во многом помочь или помешать процессу обучения окружающих вас детей.

Это вариант не для всех, но многие люди начинают устанавливать солнечные батареи на крыше своего дома.Объясняя детям, что их телефоны заряжаются от энергии солнца, они наверняка заинтересуются процессом в целом.

Один из способов стать образцом для подражания — это экономить энергию там, где это возможно. Как только ваши дети узнают, что большая часть энергии поступает из невозобновляемых источников, они поймут, почему вы всегда хотите выключать свет, когда он не используется, или когда вы пытаетесь снизить свои счета за электроэнергию (помимо денег).

Как сохранить интерес

JGI / Jamie Grill / Getty Images

Теперь, когда у вас есть дети, интересующиеся возобновляемыми источниками энергии, вы должны убедиться, что интерес продолжает расти с течением времени.Если они полностью не влюбятся в эту концепцию, они могут начать забывать важную информацию, если вы не будете их поддерживать.

Имейте еженедельную тему

Это имеет двойную цель — заинтересовать детей и побудить их с нетерпением ждать обучения.

Каждую неделю задавайте тему, вокруг которой вы можете строить занятия и игры. Неделя ветра может включать некоторое время в парке, возиться с воздушными змеями, или Неделя гидроэнергетики может быть посвящена изучению новых аспектов гидроэнергетики, таких как использование приливов и отливов.

Проекты по благоустройству дома

Вы не должны доверять группе молодых людей пойти и установить солнечные панели на крыше, но есть небольшие проекты вокруг дома или в классе, которые вы можете делать с ними, чтобы они чувствовали себя непосредственно способствуя использованию чистой энергии.

Эти проекты даже не обязательно должны быть большими. Это может быть так же просто, как замена ваших нынешних лампочек на более энергоэффективные. Главное — дать детям почувствовать себя вовлеченными в процесс и дать им понять, как эти проекты помогают.

Делайте игры

Один из лучших способов заинтересовать детей чем-либо — это сделать из этого игру.

Будь то дома или в классе, игра вовлекает их в деятельность, которая может продолжить их обучение возобновляемым источникам энергии. Это может быть так же просто, как придуманная карточная игра, или сложнее, как установить станции вокруг двора и дать им решить, какая энергия будет лучше всего работать на каждой станции.

Некоторым детям также нравятся поощрения, поэтому не бойтесь предлагать какой-либо приз или награду, если они преуспеют в играх.

Помогите своим детям вкладывать средства в чистую энергию

Обучение детей сложным концепциям может оказаться сложной задачей, особенно если вы хотите, чтобы они интересовались этим. Начните с разбивки основных понятий, чтобы вы могли хорошо поговорить с ними о возобновляемых источниках энергии.

Дети учатся лучше всего с помощью наглядных пособий и путем практического обучения. Показ видео, проектирование и создание проектов и даже посещение завода по возобновляемой энергии — все это отличные способы для них учиться.Просто помните, им также нужен образец для подражания, на который можно будет обратить внимание, если они действительно заинтересованы.

Они могут оставаться заинтересованными сами по себе, но есть способы, которыми вы, как родитель или учитель, можете помочь в этом. Создание забавных способов вернуть предмет к жизни, например создание игр, проектов или еженедельных тем, может иметь большое значение для поддержания их интереса и инвестиций в возобновляемые источники энергии.

Альтернативы маслу — масло и вода не смешиваются

НЕ ДОЛЖНО БЫТЬ ТАК

Нет сомнений в том, что наша экономика в настоящее время рассчитана на использование ископаемых видов топлива, таких как уголь, сырая нефть и природный газ.На нефть приходится более 95 процентов энергии, используемой для транспортировки в Соединенных Штатах.

К сожалению, использование всего этого масла обходится очень дорого: большее загрязнение и связанные с ним последствия для здоровья, разливы и несчастные случаи, которые происходят во время его транспортировки, а также выброс углекислого газа, который в значительной степени способствует глобальному потеплению.

Есть другой способ. Мы можем резко снизить нашу зависимость от нефти с помощью существующих сегодня технологий.

Исследователи из Стэнфордского университета разработали план по получению 100% энергии нашей страны из возобновляемых источников энергии для всех наших целей, включая транспорт, к 2050 году.Что еще лучше, это создаст рабочие места и сэкономит нашему государству миллиарды долларов на здравоохранении и затратах на электроэнергию. Щелкните по карте, а затем по своему штату, чтобы узнать о его будущем энергетическом балансе.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТРАНСПОРТИРОВКИ ЭКОНОМИЯ МАСЛО

Другой план, сфокусированный на более скромных изменениях в транспорте, показал, что улучшения в технологиях повышения топливной эффективности и инновации, такие как электромобили, могут сэкономить 12 миллионов баррелей нефти в день к 2035 году, сократив потребление нефти вдвое.

ПРЕОДОЛЕНИЕ МАСЛА

Sierra Club представил кампанию Beyond Oil , которая представляет многообещающее видение будущего.

«Представьте себе мир с чистой, обильной и доступной энергией. Тот, где нарушение климата становится исчезающей угрозой, и американские солдаты больше никогда не будут задействованы для защиты нефтяных месторождений. Инновационные «зеленые» отрасли промышленности обеспечивают хорошие рабочие места и обеспечивают 100% наших потребностей в энергии. Представьте себе более здоровую Америку, с чистым воздухом и водой, с нетронутыми побережьями и охраняемыми природными территориями.Более богатая, более производительная нация, лидеры которой подчиняются только тем гражданам, которые их избирают. Это Америка за пределами нефти ». — Sierra Club Beyond Oil

Посетите веб-сайт Sierra Club Beyond Oil, чтобы узнать о четырех способах, которыми США могут прямо сейчас выйти за рамки добычи нефти, включая блокирование наиболее опасных нефтяных проектов и принуждение нефтяных компаний к работе в рамках существующего законодательства; не дать наиболее углеродоемким видам топлива закрепиться в нашей экономике; повышение стандартов эффективности, продвижение безмасляных транспортных средств и электромобилей; и помощь в переводе более крупных американских флотов на более чистые варианты.

СМЕНА УЖЕ В НАЛИЧИИ

Уход от нашей нефтяной зависимости уже начался. Рассмотрим:

• В 2012 году президент Обама повысил стандарты эффективности использования топлива в США до 54,5 миль на галлон для легковых и малотоннажных грузовиков к 2025 году, что сделало их вдвое более эффективными, чем автомобили, проданные в 2011 году. Это позволит сократить потребление нефти в США на 12 миллиардов баррелей и сэкономить Американцы 1,7 трлн долларов за бензоколонку.
• Использование общественного транспорта в США продолжает расти.S., при этом пассажиропоток транзита увеличился более чем на 37 процентов за последние 20 лет. Общественный транспорт — это отрасль с оборотом 57 миллиардов долларов, в которой работает более 400 000 человек по всей стране.

Нефтяная промышленность борется с переходом на чистую энергию, заявляя, что нам нужно вечно полагаться на нефть и нефтепроводы, и пытается свести на нет достигнутые нами успехи. У наших Великих озер, нашего здоровья и экономики Мичигана лучшее будущее. Давайте начнем двигаться к этому экологически чистому энергетическому будущему, и давайте не будем позволять старым нефтепроводам подвергать опасности Великие озера.

5 лучших альтернативных источников энергии

Хотя ископаемых видов топлива, таких как уголь, природный газ и нефть, безгранично, и однажды они могут закончиться, есть и другие возобновляемые альтернативы, которые люди могут использовать. Хотя они по-прежнему намного дороже, такие розничные продавцы, как TXU, уже представили индивидуальные планы энергоснабжения txu, которые пытаются включить программы использования возобновляемых источников энергии. Это отличное решение для поощрения и мотивации других к действию. Но каковы лучшие альтернативные источники энергии? Вот список.

Солнечная энергия

Самым популярным альтернативным источником, несомненно, является солнечная энергия. Сегодня многие люди выбирают солнечные батареи, устанавливаемые на их крышах. Установку солнечных панелей в Сан-Диего так часто и охотно выбирают, поскольку после установки они не нуждаются в дальнейшем обслуживании.

Энергия ветра

Можете ли вы представить мир без ветряных турбин? На несколько лет они стали неотъемлемой частью нашей окружающей среды.Эта система использует скорость ветра для выработки почти 100% электроэнергии, в то время как солнечные панели улавливают только 20% солнечного света.

Гидроэнергетика

Другим возобновляемым источником энергии является гидроэнергетика, известная и используемая уже в 1878 году. Это самая дешевая альтернатива, которая вырабатывает почти 20% сегодняшней электроэнергии, что является совершенно чистой энергией, поскольку не производит никаких побочных продуктов. Что еще важнее, так это то, что это неограниченный источник. Даже если вы используете воду, в природе скоро ее заменит дождь и снег.Таким образом, он не оказывает вредного воздействия на окружающую среду.

Геотермальная энергия

Геотермальная энергия создается за счет тепла, выделяемого земным ядром. Его первоначальная стоимость довольно высока, но после этого он становится прибыльным, обеспечивая людей устойчивым источником энергии в режиме 24/7. Он также совершенно безопасен, не производит шума и не производит вредных выбросов.

Энергия биомассы

Последняя альтернатива в списке — энергия биомассы.Эту энергию можно разделить на две категории: биотопливо и биодизель. В первом из них используется в основном кукуруза и этанол на основе сахара, тогда как во втором обычно используются растительные масла или животные жиры. Это улучшенная замена ископаемого топлива.

Короче говоря, представленные источники энергии являются лучшими альтернативами, доступными на текущем рынке. Чтобы расширить свои знания в этой области, загляните в эту образовательную инфографику.

Мнения, выраженные в этой статье, принадлежат авторам и не обязательно отражают взгляды или политику The World Financial Review.

.

No related posts.