Alternative Energiequellen: unkonventionelle Lebensmittel für zu Hause

Die Menge an Mineralien, die zur Gewinnung von Energierohstoffen gewonnen werden, wächst stetig und der Tag ist nicht mehr fern, wenn sie zur Neige gehen. Bei der Umwandlung in Wärme und Strom wird die Umweltbelastung trotz der Einführung von Umweltmaßnahmen immer intensiver. Vor diesem Hintergrund kann die Entwicklung bekannter und die Suche nach neuen alternativen Energiequellen ein Ausweg aus dieser Situation sein.

Nicht erneuerbare Ressourcen

Die Menschen nutzen seit langem nicht erneuerbare Ressourcen, um ihr Zuhause zu heizen und zu beleuchten.

Zunächst waren dies verschiedene Kohlesorten, und mit der Entwicklung der Geologie und der Entdeckung von Lagerstätten tauchten Technologien auf, die es ermöglichten, Öl- und Gasressourcen dafür zu nutzen.

An deren Menge und Bestände dachte zunächst niemand. Aber mit dem Wachstum der Industrieproduktion und dem Anstieg des Konsums im Alltag sind diese Reserven stark erschöpft, und ihre Exploration und Produktion in schwer zugänglichen Gebieten zahlt sich oft nicht aus. Schon heute kostet der durchschnittliche Haushalt die Hälfte der Kosten für Heizung, Beleuchtung und Tanken eines Autos. In Zukunft wird dieser Betrag nur noch erhöht.

Unter modernen Bedingungen versucht die Menschheit, jedes Naturphänomen in Energie umzuwandeln, sei es die Bewegung von Wasser oder Wind, Sonnenlicht oder die Hitze der Erde. Viele Staaten erarbeiten entsprechende Gesetze, die deren Verwendung regeln, um Konflikte in Grenzgebieten zu verhindern.

Quellen für alternative Energie

Die Zahl der bedeutendsten Arten alternativer Energie wiederholt die Zahl der irdischen Elemente - Feuer, Wasser, Erde und Luft. Mit ihnen versuchen die Menschen, traditionelle Ressourcen in der Wärme- und Stromwirtschaft zu ersetzen. Wissenschaftler und Ingenieure aus vielen Ländern sind auf der Suche nach neuen, effizienteren und kostengünstigsten Methoden.

Sonnenaktivität

Die Umwandlung der von einer Leuchte freigesetzten Energie in Wärme und Strom für den häuslichen und industriellen Bedarf ist die allererste Energiequelle, die untersucht wurde. Seine Verwendung hängt mit den physikalischen Eigenschaften von Sonnenlicht und Halbleitern zusammen, um elektrische Energie zu erzeugen.

Zur Erzeugung gibt es spezielle Kraftwerke, die mit einer Vielzahl von Silizium-Solarpanels ausgestattet sind. Wärmeerzeugung aus Sonnenenergie basierend auf den Gesetzen der Thermodynamik flüssiger und gasförmiger Stoffe. Dazu werden Stationen installiert, die aus Kollektoren bestehen, die Wärme erzeugen.

Die Arbeit des Solarpanels basiert auf dem Phänomen des photoelektrischen Effekts. Es gibt jetzt viele Modifikationen solcher Batterien und die Arbeit an ihrer Modernisierung hört nicht auf.

Es gibt Handwerker, die diese Methode nutzen, um zu Hause Energie zu liefern. Die Quelle sind Sonnenkollektoren, die meistens auf dem Dach installiert sind. Dazu müssen Sie spezielle Elemente kaufen, die aus Single-Chip- und Multi-Chip-Photopartikeln bestehen, da Sie diese nicht selbst herstellen können.

Die Lebensdauer der Monopartikel ist kürzer, aber der Wirkungsgrad höher - etwa dreizehn Prozent. Polykristalline haben mit einem Wirkungsgrad von weniger als neun Prozent eine lange Nutzungsdauer, können aber im Gegensatz zu monokristallinen auch bei bewölktem Wetter arbeiten.

Um eine Solarbatterie selbst herzustellen, benötigen Sie:

• Machen Sie einen transparenten Körper aus organischem oder anderem Material.
• Machen Sie einen starken Rahmen.
• Jedes Metall oder Holz wird tun.
• Bauen Sie die Fotozellen zu einem Stromkreis zusammen und setzen Sie sie in das Gehäuse ein.

Kristalle müssen aufgrund ihrer Zerbrechlichkeit sehr vorsichtig behandelt werden. Montieren Sie das Gerät vollständig. Der so gewonnene Strom wird für den Haushaltsbedarf verwendet.

Vorteile der Nutzung von Solarenergie:

• Solarenergie ist endlos.
• Die Stromerzeugung in einer solchen Anlage ist geräuschlos.
• Das Gerät hat einen niedrigen Preis und kann teilweise selbst hergestellt werden.
• Erfordert kein menschliches Eingreifen.

Natürlich gibt es gewisse Nachteile, zu denen das Folgende einschließen:

• Die Kristalle selbst und die Arbeiten, um die Straße zu verbinden.
• Unbedeutende toxische Emissionen während der Arbeit.
• Die hohen Kosten für Energiespeicher.
• Ein niedriger Wirkungsgrad erfordert die Verwendung einer großen Anzahl von Batterien, um die Anlage vollständig mit Strom zu versorgen.

Windströme

Diese Art der Ressourcenschonung basiert auf der Umwandlung der treibenden Kraft des Luftstroms in Strom. Dafür wurden Windparks erfunden. Diese Installationen können an jedem Stützpunkt installiert werden: an Land, auf See, in den Bergen. Es würde Wind wehen. Ihr Hauptteil sind Generatoren verschiedener Modifikationen (horizontal, vertikal). Windmühlen mit horizontaler Achse nehmen eine größere Fläche ein als vertikale. Sie alle haben eine unterschiedliche Leistung, sind mit unterschiedlichen Klingentypen und -anzahlen ausgestattet, haben aber eine Funktion, nämlich billigen Strom zu produzieren.

Der Betrieb eines Wasserkraftgenerators ist nicht kompliziert. Die Rotation der Blätter erfolgt durch Windböen und durch die Getriebeeinheit werden sie der Lichtmaschine zugeführt. Beide Geräte werden in einer bestimmten Höhe in der Schwenkgondel platziert. Seine Bewegung entlang der Ebene hängt von der Windrichtung ab. Mit Hilfe eines Aufwärtstransformators und Automatisierungsgeräten wird Strom in ein einziges Stromsystem gegossen.

Die Vorteile von Windkraftanlagen sind:

• Sie erzeugen keine schädlichen Emissionen und Abfälle.
• Völlig autonom.
• Windenergie ist praktisch endlos.

Zu den Nachteilen zählen:

• Erfordert einen kontinuierlichen Luftstrom.
• Stationsausrüstung ist teuer.
• Aufgrund des hohen Geräuschpegels und des elektromagnetischen Felds müssen sie in abgelegenen Gebieten platziert werden.
• Großes besetztes Gebiet.

Kraft des Wassers

Aus dem Studium dieser natürlichen Struktur begann sich eine ganze Branche zu entwickeln - die Wasserkraft. Außerdem wandelt es den Wasserfluss in Wasserkraftwerken in elektrische Energie um. In Russland beispielsweise sind die meisten großen Flüsse durch mehrere Wasserkraftwerke blockiert.

Sie basieren ebenfalls auf einem Generator mit Schaufeln, der von der Strömung des Flusses angetrieben wird. Dann wird ihm mit Hilfe von Konvertern Strom entzogen. Dies ist eine der billigsten Energiearten, aber es hat auch seine nachteile:

• Küstengebiete werden überflutet.
• Die Zahl der Flussbewohner nimmt ab.
• Um solche Strukturen herum gibt es ein ständiges Summen.

In den letzten Jahren ist es Wissenschaftlern gelungen, Energie aus der Bewegung des Meerwassers bei Ebbe und Flut zu gewinnen. Gezeitenkraftwerke werden in den Bereichen des Küstenstreifens gebaut, in denen dieses Phänomen am stärksten ausgeprägt ist. Das Funktionsprinzip einer solchen Station ist wie folgt: Zu Beginn der Flut öffnen sich die Einlässe und drehen die Generatorwelle. Nach sechs Stunden schließen sie, öffnen das Wochenende, und der Prozess wird umgekehrt.

Die Vorteile solcher Objekte, sind wie folgt:

• Wirtschaftlichkeit des Betriebs.
• Solche Stationen ziehen Touristen an, was finanziell von Vorteil ist.

Die Nachteile werden in der Regel zurückgeführt auf:

• Der Bau solcher Strukturen ist sehr kostspielig.
• Unerwünschte Auswirkungen auf Meereslebewesen.
• Falsches Design kann zu Überschwemmungen der Umgebung führen.

Es gibt ein weiteres Großprojekt, um große Meerengen mit Wasserkraftwerken wie Windkraftanlagen zu schließen. Aufgrund der hohen Kosten sowie Schwierigkeiten von technischer und politischer Seite gehen solche Pläne jedoch nicht über Papierzeichnungen hinaus.

Natürliche Wärme der Erde

Die Nutzung dieser Art von alternativer Stromindustrie begann vor relativ kurzer Zeit. Geothermische Anlagen werden dort eingesetzt, wo solche Quellen an die Oberfläche treten und in Gebieten mit hoher thermischer Aktivität. Ein Beispiel für ein solches Gebiet in Russland ist Kamtschatka mit seinen vielen Geysiren.

Diese Energie wird mit Hilfe spezieller Pumpen erzeugt, die es ermöglichen, die Wärme des Untergrundes zum Heizen und Beleuchten von Infrastrukturanlagen zu nutzen. Wärmepumpen haben unterschiedliche Kapazitäten und Ausführungen. Bei der Bauart einer Pumpe ist die primäre Wärmeenergiequelle entscheidend, daher gibt es folgende Installationsarten: Boden - Wasser und Wasser - Wasser, Luft - Wasser und Boden - Luft, Wasser - Luft und Luft - Luft, Freon - Wasser und Freon - Luft.

Biologischer Brennstoff

Alle Biokraftstoffe werden aus natürlichen organischen Materialien hergestellt. Je nach Aggregatzustand kann es sein:

• Fest (Brennholzbriketts und Pellets).
• Flüssigkeit (Biodiesel, Bioethanol und andere Typen).
• Gasförmig (Biogas und Biowasserstoff).

Biogas wird aus der Verarbeitung von organischen Rohstoffen oder Produktionsnebenprodukten gewonnen. Es besteht aus einem Gemisch aus Methan, Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid.

Die wichtigsten Details eines solchen Setups sind:

• Tank in abgedichteter Bauweise.
• Zum Mischen des Inhalts wird ein Mischer oder eine Schnecke benötigt.
• Versorgungsverteiler für Rohstoffe und Wasser.
• Abgang für Biogasabfälle.
• Pipeline zum Entfernen von Abfall.

Sehr oft befinden sich diese Geräte unter der Erde in einem abgedichteten Silo. Um eine Zerstörung zu verhindern, muss die interne Druckregelung konstant sein und rechtzeitig Gas abpumpen. Bodendünger ist ein Nebenprodukt, dessen Einsatz sich positiv auf den Ertrag auswirkt.

Der Einsatz solcher Anlagen ist durch die entstehenden gasförmigen Produkte mit erhöhter Explosivität verbunden. Außerdem ist Biogas beim Einatmen gefährlich für den Menschen.

Biotechnologische Produkte werden häufig zur Beheizung von Privat- und Industriegebäuden eingesetzt, ersetzen Erdgas in der Küche und können als Brennstoff in Wärmekraftwerken eingesetzt werden. Es ist eine erneuerbare und erschwingliche natürliche Ressource.

Die Nachteile dieser Methode sind:

• Toxizität von Verbrennungsprodukten.
• Hohe Kosten einer Biogasanlage.

Innovative Ideen

Wie viele Naturphänomene und lebende Organismen gibt es auf der Welt, so viele unkonventionelle Stromquellen können erfunden werden. Im wahrsten Sinne des Wortes ist ein lebendiges Beispiel die Verwendung von Algen wie Chlorella. Ihre Hauptanwendung fand sie als Proteinquelle für Meereslebewesen.

Jetzt nehmen Astronauten es mit ins All für Experimente zum Wachstum in der Schwerelosigkeit und als Sauerstoffquelle.

Die primäre Aufgabe für die nahe Zukunft ist die Erfindung eines Verfahrens zur Speicherung und Akkumulation von Sonnenenergie in Algenzellen im industriellen Maßstab. Eine lebende Zelle im Prozess der Photosynthese produziert selbst Sauerstoff, indem sie Kohlendioxid absorbiert. Die Versuche, diesen Prozess in die Energieebene zu übersetzen, sind derzeit die Hauptaufgabe. In vielen Gebieten, die für den Anbau solcher Pflanzen geeignet sind, werden ähnliche Experimente durchgeführt.

Ein weiteres Lagerhaus für nicht-traditionelle Energie sind elektrische Phänomene in der Atmosphäre. An allen Gebäuden werden Blitzableiter installiert, um die schädlichen Auswirkungen von Blitzen zu verhindern. Schwierigkeiten bei der Eroberung dieses Elements bestehen in der enormen Stärke von Strom und Spannung im Moment des Ausbruchs. Dies erfordert die Schaffung leistungsfähiger Systeme zum Schutz und zur Energiespeicherung dieses atmosphärischen Phänomens. Auch Versuche, die statische Spannung der Atmosphäre zu nutzen, sind bekannt.

Trotz aller Schwierigkeiten, die in Forschung und Praxis auftreten, steht die Einführung alternativer Technologien nicht still. Es werden Wege zur Kostensenkung von Anlagen und Umrichtern gefunden, neue Methoden der Energiegewinnung und -speicherung erprobt. Der Anteil der Stromerzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen steigt von Jahr zu Jahr.