Qayta tiklanadigan energiya - bu XNUMX asrga tegishli

BP World Energy Statistical Review veb-saytida siz 2030 yilga borib dunyoda energiya iste'moli joriy darajadan taxminan uchdan biriga oshib ketishi haqida ma'lumot olishingiz mumkin. Shuning uchun rivojlangan mamlakatlarning istagi o'sib borayotgan ehtiyojlarni qayta tiklanadigan manbalardan (RES) "yashil" texnologiyalar yordamida qondirishdir.

1. Dengizdagi shamol stansiyasi

Polshada 2020 yilga kelib energiyaning 19 foizi ana shunday manbalardan olinishi kerak. Hozirgi sharoitda bu arzon energiya emas, shuning uchun u asosan davlatlarning moliyaviy yordami tufayli rivojlanadi.

Qayta tiklanadigan energiya institutining 2013 yildagi tahliliga ko'ra, 1 MVt soat ishlab chiqarish xarajatlari qayta tiklanadigan energiya manbaga qarab, 200 dan 1500 zł gacha o'zgarib turadi.

Taqqoslash uchun, 1 yilda 2012 MVt soat elektr energiyasining ulgurji narxi taxminan 200 PLNni tashkil etdi. Ushbu tadqiqotlarda eng arzon ko'p yoqilg'i yonish zavodlaridan energiya olish edi, ya'ni. birgalikda otish va poligon gazi. Eng qimmat energiya suv va termal suvlardan olinadi.

RES ning eng taniqli va ko'rinadigan shakllari, ya'ni shamol turbinalari (1) va quyosh panellari (2) qimmatroq. Biroq, uzoq muddatda ko'mir va, masalan, atom energiyasining narxi muqarrar ravishda oshadi. Turli tadqiqotlar (masalan, 2012 yilda RWE guruhi tomonidan o'tkazilgan tadqiqot) "konservativ" va "milliy" toifalar, ya'ni. energiya manbalari uzoq muddatda qimmatlashadi (3).

Bu esa qayta tiklanadigan energiyani nafaqat ekologik, balki iqtisodiy muqobilga aylantiradi. Ba'zan unutiladiki, qazib olinadigan yoqilg'ilar ham davlat tomonidan katta miqdorda subsidiyalanadi va ularning narxi, qoida tariqasida, uning atrof-muhitga salbiy ta'sirini hisobga olmaydi.

Quyosh-suv-shamol kokteyli

2009-yilda professorlar Mark Jeykobson (Stenford universiteti) va Mark Delucchi (Kaliforniya universiteti, Devis) Scientific American jurnalida 2030-yilga borib butun dunyo oʻtishga oʻtishi mumkinligi haqida maqola chop etishdi. qayta tiklanadigan energiya. 2013 yilning bahorida ular AQShning Nyu-York shtati uchun hisob-kitoblarini takrorladilar.

Ularning fikricha, u tez orada qazib olinadigan yoqilg'idan butunlay voz kechishi mumkin. Bu qayta tiklanadigan manbalar transport, sanoat va aholi uchun zarur energiyani olishingiz mumkin. Energiya WWS aralashmasidan (shamol, suv, quyosh - shamol, suv, quyosh) keladi.

Energiyaning 40 foizga yaqini dengizdagi shamol stansiyalaridan olinadi, shundan 4 mingga yaqinini joylashtirish kerak bo'ladi. Quruqlikda 10 dan ortiq odam kerak bo'ladi. energiyaning yana 10 foizini ta'minlaydigan turbinalar. Keyingi XNUMX foiz radiatsiya kontsentratsiyasi texnologiyasiga ega quyosh fermalarining deyarli XNUMX foizidan keladi.

An'anaviy fotovoltaik qurilmalar bir-biriga 10 foiz qo'shadi. Yana 18 foizi quyosh qurilmalari - uylarda, jamoat binolarida va korporativ shtab-kvartiralarda olinadi. Yetishmayotgan energiya geotermal stansiyalar, gidroelektrostansiyalar, suv oqimi generatorlari va boshqa qayta tiklanadigan energiya manbalari hisobiga to‘ldiriladi.

Olimlar bunga asoslangan tizimdan foydalanish orqali hisoblab chiqdilar qayta tiklanadigan energiya energiyaga bo'lgan talab - bunday tizimning yuqori samaradorligi tufayli - shtat bo'ylab taxminan 37 foizga kamayadi va energiya narxi barqarorlashadi.

Butun energiya shtatda ishlab chiqarilishi tufayli yo'qotilganidan ko'ra ko'proq ish o'rinlari yaratiladi. Bundan tashqari, har yili 4 ga yaqin odam havo ifloslanishining kamayishi tufayli hayotdan ko'z yumishi taxmin qilingan. kamroq odam va ifloslanish narxi yiliga 33 milliard dollarga kamayadi.

3. 2050 yilgacha energiya narxlari - RWE tadqiqoti

Bu degani, butun sarmoya taxminan 17 yil ichida to'lanadi. Bu tezroq bo'lishi mumkin, chunki davlat energiyaning bir qismini sotishi mumkin edi. Nyu-York shtati rasmiylari ushbu hisob-kitoblarning optimizmini baham ko'rishadimi? Men bir oz ha va bir oz yo'q deb o'ylayman.

Axir, ular taklifni amalga oshirish uchun hamma narsani "tashlamaydilar", lekin, albatta, ishlab chiqarish texnologiyalariga sarmoya kiritadilar. Qayta tiklanadigan energiya. Nyu-York shahrining sobiq meri Maykl Blumberg bir necha oy oldin dunyodagi eng katta poligon, Staten orolidagi Freshkills Parki dunyodagi eng yirik quyosh elektr stansiyalaridan biriga aylantirilishini e'lon qilgan edi.

Nyu-York chiqindilari parchalanadigan joyda 10 megavatt energiya ishlab chiqariladi. Freshkills hududining qolgan qismi yoki qariyb 600 gektar bog‘ xarakteridagi yashil hududlarga aylantiriladi.

Qayta tiklanadigan qoidalar qayerda

Ko'pgina davlatlar allaqachon yashil kelajak sari yo'lda. Skandinaviya mamlakatlari energiya olishning 50% chegarasidan ancha oshib ketgan qayta tiklanadigan manbalar. WWF xalqaro ekologik tashkiloti tomonidan 2014 yilning kuzida e'lon qilingan ma'lumotlarga ko'ra, Shotlandiya shamol tegirmonlaridan barcha Shotlandiya uy xo'jaliklari ehtiyojidan ko'ra ko'proq energiya ishlab chiqaradi.

Bu raqamlar 2014 yil oktyabr oyida Shotlandiya shamol turbinalari mahalliy uylar ehtiyojlarining 126 foiziga teng elektr energiyasi ishlab chiqarganligini ko'rsatadi. Umuman olganda, ushbu mintaqada ishlab chiqarilgan energiyaning 40 foizi qayta tiklanadigan manbalardan olinadi.

Ze qayta tiklanadigan manbalar Ispaniya energiyasining yarmidan ko'pi keladi. Uning yarmi suv manbalaridan keladi. Ispaniyadagi barcha energiyaning beshdan biri shamol stansiyalaridan keladi. Meksikaning La-Pas shahrida, o'z navbatida, quvvati 39 MVt bo'lgan Aura Solar I quyosh elektr stansiyasi mavjud.

Bundan tashqari, quvvati 30 MVt bo‘lgan ikkinchi Groupotec I fermasini o‘rnatish ishlari yakunlanmoqda, buning natijasida shahar tez orada qayta tiklanuvchi manbalardan energiya bilan to‘liq ta’minlanishi mumkin. O‘tgan yillar davomida qayta tiklanadigan manbalardan energiya ulushini oshirish siyosatini izchillik bilan amalga oshirib kelayotgan davlatga Germaniya misol bo‘la oladi.

Agora Energiewende ma'lumotlariga ko'ra, 2014 yilda qayta tiklanadigan energiya ushbu mamlakatda etkazib berishning 25,8 foizini tashkil qilgan. 2020 yilga kelib Germaniya ushbu manbalardan 40 foizdan ko'proq mablag' olishi kerak. Germaniyaning energiya o'zgarishi nafaqat yadroviy va ko'mir energiyasidan voz kechishdir qayta tiklanadigan energiya energetika sohasida.

Shuni esdan chiqarmaslik kerakki, Germaniya ham asosan isitish tizimlarisiz ishlaydigan "passiv uylar" uchun echimlarni yaratishda etakchi hisoblanadi. Germaniya kansleri Angela Merkel yaqinda "Bizning maqsadimiz 2050 yilga kelib Germaniyada elektr energiyasining 80 foizi qayta tiklanadigan manbalardan olinadi.

Yangi quyosh panellari

Laboratoriyalarda samaradorlikni oshirish uchun doimiy kurash olib boriladi. qayta tiklanadigan energiya manbalari – masalan, fotovoltaik hujayralar. Yulduzimizning yorug'lik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan quyosh batareyalari 50 foizlik samaradorlik rekordiga yaqinlashmoqda.

4. MIT bilan quyoshdan bug'ga o'tkazish uchun ko'pikli grafen

Biroq, bugungi kunda bozordagi tizimlar 20 foizdan ko'p bo'lmagan samaradorlikni ko'rsatmoqda. Juda samarali konvertatsiya qiluvchi zamonaviy fotovoltaik panellar quyosh spektrining energiyasi - infraqizildan, ko'rinadigan diapazondan, ultrabinafshagacha - ular aslida bitta emas, balki to'rtta hujayradan iborat.

Yarimo'tkazgich qatlamlari bir-birining ustiga o'rnatiladi. Ularning har biri spektrdan turli xil diapazondagi to'lqinlarni olish uchun javobgardir. Ushbu texnologiya qisqartirilgan CPV (konsentrator fotovoltaiklari) bo'lib, ilgari kosmosda sinovdan o'tgan.

O'tgan yili, masalan, Massachusets Texnologiya Instituti (MIT) muhandislari uglerod ko'pikiga joylashtirilgan grafit parchalaridan iborat materialni yaratdilar (4). Suvga joylashtirilgan va quyosh nurlari bilan unga yo'naltirilgan holda, u suv bug'ini hosil qiladi va butun quyosh radiatsiyasi energiyasining 85 foizini unga aylantiradi.

Yangi material juda sodda ishlaydi - uning yuqori qismidagi g'ovakli grafit mukammal singdirishga qodir va quyosh energiyasini saqlashpastki qismida esa havo pufakchalari bilan qisman to'ldirilgan uglerod qatlami mavjud (material suvda suzib ketishi uchun), issiqlik energiyasining suvga tushishiga yo'l qo'ymaydi.

5. Kungaboqar dalasida fotovoltaik antennalar

Oldingi bug'li quyosh eritmalari ishlashi uchun quyosh nurlarini hatto ming marta to'plashi kerak edi.

MITning yangi yechimi atigi o'n baravar konsentratsiyani talab qiladi, bu esa butun sozlashni nisbatan arzon qiladi.

Yoki sun'iy yo'ldosh antennasini kungaboqar bilan bir texnologiyada birlashtirishga harakat qila olasizmi? Shveytsariyaning Biaska shahrida joylashgan Airlight Energy kompaniyasi muhandislari buning mumkinligini isbotlamoqchi.

Ular sun'iy yo'ldosh televideniesi antennalari yoki radio teleskoplariga o'xshash va kungaboqar (5) kabi quyosh nurlarini kuzatuvchi quyosh massivlari majmualari bilan jihozlangan XNUMX metrli plitalarni ishlab chiqdilar.

Ular fotovoltaik elementlarni nafaqat elektr energiyasi, balki issiqlik, toza suv va hatto issiqlik nasosidan foydalangandan keyin muzlatgichni quvvat bilan ta'minlaydigan maxsus energiya kollektorlari bo'lishi kerak.

Sirtiga tarqalgan nometall quyosh nurlanishini uzatadi va uni panellarga, hatto 2 martagacha qaratadi. Oltita ishchi panelning har biri mikrokanallar orqali oqadigan suv bilan sovutilgan 25 ta fotovoltaik chiplar bilan jihozlangan.

Energiya konsentratsiyasi tufayli fotovoltaik modullar to'rt barobar samarali ishlaydi. Dengiz suvini tuzsizlantirish qurilmasi bilan jihozlangan bo'lsa, qurilma kuniga 2500 litr toza suv ishlab chiqarish uchun issiq suvdan foydalanadi.

Chekka hududlarda tuzsizlantirish qurilmalari o'rniga suv filtrlash uskunalari o'rnatilishi mumkin. Butun 10 m gulli antenna tuzilishi katlansa va kichik yuk mashinasi bilan osongina ko'chirilishi mumkin. uchun yangi fikr quyosh energiyasidan foydalanish kam rivojlangan hududlarda bu Solarkiosk (6).

Ushbu turdagi qurilma Wi-Fi router bilan jihozlangan va kuniga 200 dan ortiq mobil telefonlarni quvvatlantirishi yoki, masalan, zarur dori-darmonlarni saqlash mumkin bo'lgan mini muzlatgichni quvvatlantirishi mumkin. O‘nlab shunday kiosklar allaqachon ishga tushirilgan. Ular asosan Efiopiya, Botsvana va Keniyada faoliyat yuritgan.

7. Pertamina osmono'par binosi loyihasi

Energetik arxitektura

Indoneziyaning poytaxti Jakartada qurilishi rejalashtirilgan 99 qavatli Pertamina (7) osmono'par binosi qancha energiya iste'mol qilsa, shuncha energiya ishlab chiqarishi kerak. Bu dunyodagi birinchi o'lchamdagi bino. Binoning arxitekturasi joylashuvi bilan chambarchas bog'liq edi - u faqat quyosh energiyasining qolgan qismini tejash imkonini beruvchi zarur quyosh radiatsiyasini kiritish imkonini beradi.

8. Barselonadagi yashil devor

Kesilgan minora foydalanish uchun tunnel vazifasini bajaradi shamol energiyasi. Ob'ektning har bir tomoniga fotovoltaik panellar o'rnatilgan bo'lib, bu kun davomida, yilning istalgan vaqtida energiya ishlab chiqarish imkonini beradi.

Bino quyosh va shamol energiyasini to'ldirish uchun integratsiyalashgan geotermal elektr stantsiyasiga ega bo'ladi.

Ayni paytda, Yena universitetining nemis tadqiqotchilari binolarning “aqlli fasadlari” loyihasini tayyorladilar. Nur o'tkazuvchanligini tugmani bosish orqali sozlash mumkin. Ular nafaqat fotovoltaik hujayralar bilan jihozlangan, balki bioyoqilg'i ishlab chiqarish uchun suv o'tlarini etishtirish uchun ham mavjud.

Large Area Hydraulic Windows (LaWin) loyihasi Horizon 2020 dasturi doirasida Yevropa fondlari tomonidan qo‘llab-quvvatlanadi.Barselonadagi Raval teatri fasadida o‘sib chiqqan zamonaviy yashil texnologiya mo‘jizasi yuqoridagi tushunchaga (8) unchalik aloqasi yo‘q.

Urbanarbolismo tomonidan ishlab chiqilgan vertikal bog' butunlay mustaqildir. O'simliklar sug'orish tizimi orqali sug'oriladi, uning nasoslari ishlab chiqarilgan energiyadan quvvatlanadi fotovoltaik panellar tizimi bilan integratsiyalashgan.

Suv, o'z navbatida, yog'ingarchilikdan kelib chiqadi. Yomg'ir suvi oluklar orqali saqlash tankiga quyiladi va u erdan quyosh energiyasi bilan ishlaydigan nasoslar orqali pompalanadi. Tashqi quvvat manbai yo'q.

Aqlli tizim o'simliklarni ehtiyojlariga qarab sug'oradi. Ushbu turdagi tuzilmalar tobora ko'proq keng miqyosda paydo bo'lmoqda. Bunga misol qilib Tayvanning Kaosyun shahridagi Quyosh energiyasi bilan ishlaydigan milliy stadionni keltirish mumkin (9).

Yapon arxitektori Toyo Ito tomonidan ishlab chiqilgan va 2009-yilda foydalanishga topshirilgan u 8844 ta fotoelektrik xujayralar bilan qoplangan va yiliga 1,14 gigavatt-soatgacha energiya ishlab chiqarishi mumkin, bu esa hudud ehtiyojlarining 80 foizini taʼminlaydi.

9. Tayvandagi quyoshli stadion

Erigan tuzlar energiya oladimi?

Energiyani saqlash erigan tuz shaklida noma'lum. Ushbu texnologiya Mojave cho'lida yaqinda ochilgan Ivanpah kabi yirik quyosh elektr stantsiyalarida qo'llaniladi. Kaliforniyadagi Halotechnics kompaniyasining hanuzgacha noma'lum bo'lganiga ko'ra, ushbu uslub shu qadar istiqbolliki, uni qo'llash butun energetika sanoatiga, ayniqsa qayta tiklanadigan energiyaga tatbiq etilishi mumkin, albatta, bu erda energiya tanqisligi sharoitida ortiqcha mahsulotni saqlash masalasi asosiy muammo hisoblanadi.

Kompaniya vakillarining ta'kidlashicha, energiyani bu tarzda saqlash batareyalar, har xil turdagi yirik akkumulyatorlarning yarmiga teng. Narxlari bo'yicha u nasosli saqlash tizimlari bilan raqobatlasha oladi, siz bilganingizdek, faqat qulay dala sharoitida foydalanish mumkin. Biroq, bu texnologiya o'zining kamchiliklariga ega.

Masalan, erigan tuzlarda saqlanadigan energiyaning atigi 70 foizini elektr energiyasi sifatida qayta ishlatish mumkin (batareyada 90 foiz). Halotechnics hozirda ushbu tizimlarning samaradorligi, jumladan, issiqlik nasoslari va turli xil tuz aralashmalari yordamida ishlamoqda.

10. Energiyani saqlash uchun eritilgan tuz tanklari

Namoyish zavodi AQShning Nyu-Meksiko shtati, Arbukerke shahridagi Sandia milliy laboratoriyalarida ishga tushirildi. energiya saqlash erigan tuz bilan. U buzadigan amallar suyuqligini isitish uchun quyosh energiyasini saqlaydigan nometalllardan foydalanadigan CLFR texnologiyasi bilan ishlash uchun maxsus ishlab chiqilgan.

Bu idishdagi erigan tuz. Tizim tuzni sovuq idishdan (290 ° C) oladi, ko'zgularning issiqligini ishlatadi va suyuqlikni 550 ° S haroratgacha isitadi, shundan so'ng uni keyingi tankga (10) o'tkazadi. Zarur bo'lganda, yuqori haroratli erigan tuz energiya ishlab chiqarish uchun bug 'hosil qilish uchun issiqlik almashtirgichdan o'tadi.

Nihoyat, eritilgan tuz sovuq rezervuarga qaytariladi va jarayon yopiq pastadirda takrorlanadi. Qiyosiy tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, erigan tuzni ishchi suyuqlik sifatida ishlatish yuqori haroratlarda ishlashga imkon beradi, saqlash uchun zarur bo'lgan tuz miqdorini kamaytiradi va tizimda ikkita issiqlik almashinuvchi to'plamiga bo'lgan ehtiyojni yo'qotadi, tizim narxini va murakkabligini kamaytiradi.

Ta'minlovchi yechim energiya saqlash kichikroq miqyosda, tomga quyosh kollektorlari bilan kerosin batareyasini o'rnatish mumkin. Bu Basklar mamlakatidagi Ispaniya universitetida (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea) ishlab chiqilgan texnologiya.

U oddiy uy xo'jaligi tomonidan foydalanish uchun mo'ljallangan. Qurilmaning asosiy korpusi parafinga botirilgan alyuminiy plitalardan yasalgan. Suv saqlash muhiti sifatida emas, balki energiya uzatish vositasi sifatida ishlatiladi. Bu vazifa alyuminiy panellardan issiqlikni oladigan va 60 ° S haroratda eriydigan kerosinga tegishli.

Ushbu ixtiroda elektr energiyasi mumni sovutish orqali chiqariladi, bu esa yupqa panellarga issiqlik beradi. Olimlar kerosinni boshqa material, masalan, yog 'kislotasi bilan almashtirish orqali jarayon samaradorligini yanada oshirish ustida ishlamoqda.

Fazali o'tish jarayonida energiya ishlab chiqariladi. O'rnatish binolarning qurilish talablariga muvofiq boshqa shaklga ega bo'lishi mumkin. Siz hatto soxta shiftlar deb ataladigan narsalarni ham qurishingiz mumkin.

Yangi g'oyalar, yangi usullar

Gollandiyaning Kaal Masten kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan ko‘cha chiroqlari har qanday joyda, hatto elektrlashtirilmagan hududlarda ham o‘rnatilishi mumkin. Ularning ishlashi uchun elektr tarmog'i kerak emas. Ular faqat quyosh panellari tufayli porlaydilar.

Bu mayoqlarning ustunlari quyosh panellari bilan qoplangan. Dizaynerning ta'kidlashicha, ular kun davomida shunchalik ko'p energiya to'plashlari mumkinki, ular tun bo'yi porlaydilar. Hatto bulutli ob-havo ham ularni o'chira olmaydi. Ta'sirli batareyalar to'plamini o'z ichiga oladi energiya tejaydigan lampalar Yorug'lik chiqaruvchi diod.

Ruh (11), bu chiroq deb nomlanganidek, bir necha yilda bir marta almashtirilishi kerak. Qizig'i shundaki, atrof-muhit nuqtai nazaridan, bu batareyalarni boshqarish oson.

Ayni paytda Isroilda quyoshli daraxtlar ekilmoqda. Agar bu ko'chatlarda barglar o'rniga quyosh batareyalari o'rnatilmagan bo'lsa, ular energiya oladigan, so'ngra mobil qurilmalarni zaryad qilish, suvni sovutish va Wi-Fi signalini tarqatish uchun foydalanilmaganida, bu erda g'ayrioddiy narsa bo'lmaydi.

eTree (12) deb nomlangan dizayn shoxchalar va novdalar ustidagi metall "magistral" dan iborat. Quyosh panellari. Ularning yordami bilan olingan energiya mahalliy darajada saqlanadi va USB port orqali smartfon yoki planshetlarning batareyalariga "o'tkazilishi" mumkin.

12. Elektron daraxt daraxti

Bundan tashqari, hayvonlar va hatto odamlar uchun suv manbasini ishlab chiqarish uchun foydalaniladi. Daraxtlar ham kechalari chiroq sifatida ishlatilishi kerak.

Ular axborot suyuq kristalli displeylari bilan jihozlanishi mumkin. Bunday turdagi birinchi binolar Zixron Yaakov shahri yaqinidagi Xonadiv bog'ida paydo bo'lgan.

Etti panelli versiya 1,4 kilovatt quvvat ishlab chiqaradi, bu esa o'rtacha 35 ta noutbukni quvvatlay oladi. Ayni paytda, qayta tiklanadigan energiya salohiyati hali ham yangi joylarda, masalan, daryolar dengizga quyilib, sho'r suv bilan qo'shilgan joylarda kashf qilinmoqda.

Massachusets texnologiya instituti (MIT) olimlari guruhi turli xil sho‘rlanish darajasidagi suvlar aralashgan muhitda teskari osmos hodisalarini o‘rganishga qaror qilishdi. Ushbu markazlarning chegarasida bosim farqi mavjud. Suv bu chegaradan o'tganda, u tezlashadi, bu muhim energiya manbai hisoblanadi.

Boston universiteti olimlari bu hodisani amalda sinab ko‘rish uchun uzoqqa bormadi. Ular bu shaharning dengizga quyiladigan suvlari mahalliy aholi ehtiyojlarini qondirish uchun yetarli energiya ishlab chiqarishi mumkinligini hisoblab chiqdilar. davolash inshootlari.