Fonti energetiche alternative: cibi non convenzionali per la casa

La quantità di minerali estratti per la produzione di risorse energetiche è in costante crescita e non è lontano il giorno in cui si esauriscono. Quando vengono convertiti in calore ed elettricità, l'inquinamento ambientale diventa sempre più intenso, nonostante l'introduzione di misure ambientali. In questo contesto, lo sviluppo di ben note e la ricerca di nuove fonti energetiche alternative può essere una via d'uscita da questa situazione.

Risorse non rinnovabili

Per molto tempo, le persone hanno utilizzato risorse non rinnovabili per riscaldare e illuminare le proprie case.

All'inizio si trattava di diversi tipi di carbone e, con lo sviluppo della geologia e la scoperta di giacimenti, sono apparse tecnologie che hanno permesso di utilizzare le risorse di petrolio e gas per questo.

All'inizio, nessuno pensava alla loro quantità e alle scorte. Ma con la crescita della produzione industriale e l'aumento dei consumi nella vita quotidiana, queste riserve si sono gravemente esaurite e la loro esplorazione e produzione in aree difficili da raggiungere molto spesso non ripaga. La famiglia media costa già la metà dei costi di riscaldamento, illuminazione e rifornimento di un'auto. In futuro, questo importo aumenterà solo.

Nelle condizioni moderne, l'umanità sta cercando di trasformare qualsiasi fenomeno naturale in energia, sia esso il movimento dell'acqua o del vento, la luce del sole o il calore della terra. Molti Stati stanno sviluppando leggi appropriate che ne regolano l'uso al fine di prevenire conflitti nelle aree di confine.

Fonti di energia alternativa

Il numero dei tipi più significativi di energia alternativa ripete il numero di elementi terreni: fuoco, acqua, terra e aria. Sono loro che le persone stanno cercando di utilizzare per sostituire le risorse tradizionali nell'industria del calore e dell'energia. Scienziati e ingegneri di molti paesi sono impegnati nella ricerca di metodi nuovi, più efficienti e meno costosi.

Attività solare

La trasformazione dell'energia sprigionata da un apparecchio di illuminazione in calore ed elettricità per le esigenze domestiche e industriali è la primissima risorsa energetica che si è iniziata ad indagare. Il suo utilizzo è legato alle proprietà fisiche della luce solare e dei semiconduttori per generare energia elettrica.

Per generarlo, ci sono centrali elettriche speciali dotate di un gran numero di pannelli solari al silicio. Produzione di calore da energia solare basato sulle leggi della termodinamica delle sostanze liquide e gassose. Per questo vengono installate stazioni, costituite da collettori che generano calore.

Il lavoro del pannello solare si basa sul fenomeno dell'effetto fotoelettrico. Ci sono molte modifiche a tali batterie ora e il lavoro sulla loro modernizzazione non si ferma.

Ci sono artigiani che usano questo metodo per fornire energia in casa. La fonte sono i pannelli solari, spesso installati sul tetto. Per fare ciò, è necessario acquistare elementi speciali costituiti da fotoparticelle a chip singolo e multi-chip, poiché non è possibile crearli da soli.

La durata delle monoparticelle è più breve, ma l'efficienza è maggiore - circa il tredici percento. Quelli policristallini hanno un uso a lungo termine con un'efficienza inferiore al 9%, ma possono funzionare anche con tempo nuvoloso, a differenza di quelli monocristallini.

Per realizzare da soli una batteria solare, è necessario:

• Crea un corpo trasparente da materiale organico o altro.
• Crea una cornice forte.
• Qualsiasi metallo o legno andrà bene.
• Assemblare le fotocellule in un circuito e posizionarle nell'alloggiamento.

I cristalli devono essere maneggiati con molta attenzione a causa della loro fragilità. Montare completamente l'unità. L'elettricità così ottenuta viene utilizzata per le necessità domestiche.

Vantaggi dell'utilizzo dell'energia solare:

• L'energia solare è infinita.
• La produzione di elettricità in un tale impianto è silenziosa.
• L'attrezzatura ha un prezzo basso e può essere parzialmente prodotta da te.
• Non richiede l'intervento umano.

Naturalmente, ci sono alcuni svantaggi, a cui include il seguente:

• I cristalli stessi e le opere per collegare la strada.
• Emissioni tossiche insignificanti durante il lavoro.
• L'alto costo dei dispositivi di accumulo di energia.
• La bassa efficienza richiede l'uso di un gran numero di batterie per alimentare completamente l'impianto.

Il vento scorre

Questo modo di risparmiare risorse si basa sulla conversione della forza motrice del flusso d'aria in elettricità. Per questo sono stati inventati i parchi eolici. Queste installazioni possono essere installate in qualsiasi punto di appoggio: a terra, in mare, in montagna. Ci sarebbe vento. La loro parte principale sono i generatori di varie modifiche (orizzontale, verticale). I mulini a vento con asse orizzontale occupano un'area più ampia di quelli verticali. Hanno tutti una potenza diversa, sono dotati di un diverso tipo e numero di lame, ma sono progettati per svolgere una funzione: produrre elettricità a basso costo.

Non c'è nulla di complicato nel funzionamento di un generatore idroelettrico. La rotazione delle pale avviene a causa di raffiche di vento e tramite il gruppo di trasmissione vengono alimentate all'alternatore. Entrambi questi dispositivi sono posti nella gondola girevole ad una certa altezza. Il suo movimento lungo il piano dipende dalla direzione del vento. Con l'aiuto di un trasformatore elevatore e dispositivi di automazione, l'elettricità viene versata in un unico sistema di alimentazione.

I vantaggi degli impianti eolici sono i seguenti:

• Non generano emissioni nocive e rifiuti.
• Completamente autonomo.
• L'energia eolica è praticamente infinita.

Gli svantaggi includono:

• Richiede un flusso d'aria continuo.
• L'attrezzatura della stazione è costosa.
• A causa dell'alto livello di rumore e campo elettromagnetico, richiedono il posizionamento in aree remote.
• Ampio territorio occupato.

Potere dell'acqua

Dallo studio di questa struttura naturale, iniziò a svilupparsi un'intera industria: l'energia idroelettrica. Inoltre converte il flusso d'acqua in energia elettrica nelle centrali idroelettriche. Ad esempio, in Russia, la maggior parte dei grandi fiumi è bloccata da diverse centrali idroelettriche.

Si basano anche su un generatore a pale, che è azionato dal flusso del fiume. Quindi l'elettricità viene rimossa da esso con l'aiuto di convertitori. Questo è uno dei tipi di energia più economici, ma ha anche i suoi svantaggi:

• Le zone costiere sono allagate.
• La popolazione degli abitanti del fiume sta diminuendo.
• C'è un ronzio costante intorno a tali strutture.

Negli ultimi anni, gli scienziati sono riusciti a ottenere energia dal movimento dell'acqua di mare durante l'alta e la bassa marea. Nelle zone della fascia costiera dove questo fenomeno è più pronunciato sono in costruzione centrali mareomotrici. Il principio di funzionamento di tale stazione è il seguente: all'inizio della marea, le prese si aprono e ruotano l'albero del generatore. Dopo sei ore si chiudono, aprendo il fine settimana, e il processo si inverte.

I vantaggi inerenti a tali oggetti, sono come segue:

• Economicità di funzionamento.
• Tali stazioni attraggono turisti, il che è vantaggioso in termini finanziari.

Gli svantaggi sono generalmente attribuiti a:

• La costruzione di tali strutture è molto costosa.
• Impatto negativo sulla vita marina.
• Una progettazione errata può provocare allagamenti dell'area circostante.

C'è un altro progetto su larga scala per chiudere i grandi stretti con centrali idroelettriche come le turbine eoliche. Tuttavia, a causa del costo elevato, nonché delle difficoltà dal lato tecnico e politico, tali piani non si estendono oltre i disegni cartacei.

Calore naturale della terra

L'uso di questo tipo di industria dell'energia elettrica alternativa è iniziato relativamente di recente. Gli impianti geotermici vengono utilizzati nei luoghi in cui tali sorgenti affiorano in superficie e nelle aree ad alta attività termica. Un esempio di tale area in Russia è la Kamchatka con i suoi numerosi geyser.

Tale energia viene generata con l'ausilio di apposite pompe che consentono di utilizzare il calore del sottosuolo per impianti di riscaldamento e illuminazione. Le pompe termiche hanno capacità e design differenti. La fonte primaria di energia termica è determinante nel metodo di costruzione di una pompa, pertanto esistono le seguenti tipologie di impianti: suolo - acqua e acqua - acqua, aria - acqua e suolo - aria, acqua - aria e aria - aria, freon - acqua e freon - aria.

Combustibile biologico

Tutti i biocarburanti sono creati da materiali organici naturali. A seconda dello stato di aggregazione, può essere:

• Solido (bricchette e pellet di legno combustibile).
• Liquido (biodiesel, bioetanolo e altri tipi).
• Gassoso (biogas e bioidrogeno).

Il gas biologico si ottiene dalla lavorazione di materie prime organiche o sottoprodotti di produzione. È costituito da una miscela di metano, idrogeno solforato e anidride carbonica.

I dettagli principali di una tale configurazione sono:

• Serbatoio di costruzione sigillata.
• È necessario un mixer o una coclea per mescolare il contenuto.
• Collettore di alimentazione materie prime e acqua.
• Uscita gas di scarico del biogas.
• Conduttura di rimozione dei detriti di scarto.

Molto spesso questa attrezzatura si trova sottoterra in un silo sigillato. Per prevenire la distruzione, il controllo della pressione interna deve essere costante, pompando il gas in modo tempestivo. Un sottoprodotto è un fertilizzante per il terreno, il cui utilizzo ha un effetto benefico sulla resa.

L'uso di tali installazioni è associato a una maggiore esplosività dovuta ai prodotti gassosi risultanti. Inoltre, il biogas è pericoloso per l'uomo se inalato.

I prodotti biotecnologici sono ampiamente utilizzati per il riscaldamento di locali privati ​​e industriali, sostituiscono il gas naturale in cucina e possono essere utilizzati come combustibile nelle centrali termiche. È una risorsa naturale rinnovabile e conveniente.

Gli svantaggi di questo metodo sono:

• Tossicità dei prodotti della combustione.
• Costo elevato di un impianto di biogas.

Idee innovative

Quanti fenomeni naturali e organismi viventi esistono nel mondo, quante fonti di elettricità non convenzionali possono essere inventate. In senso pieno, un esempio vivente è l'uso di alghe come la clorella. Ha trovato la sua principale applicazione come fonte di proteine ​​per la vita marina.

Ora gli astronauti lo portano con sé nello spazio per esperimenti sulla crescita a gravità zero e come fonte di ossigeno.

Il compito principale per il prossimo futuro è l'invenzione di un metodo per immagazzinare e accumulare energia solare in celle di alghe su scala industriale. Una cellula vivente nel processo di fotosintesi produce da sola ossigeno assorbendo anidride carbonica. Sono gli esperimenti per tradurre questo processo nel piano energetico che sono il compito numero uno in questo momento. In molte aree adatte alla coltivazione di tali colture, sono in corso esperimenti simili.

Un altro deposito per l'energia non tradizionale sono i fenomeni elettrici nell'atmosfera. Parafulmini sono installati su tutti gli edifici per prevenire gli effetti dannosi dei fulmini. Le difficoltà nel conquistare questo elemento consistono nell'enorme forza della corrente e della tensione al momento dello scoppio. Ciò richiede la realizzazione di potenti sistemi per la protezione e lo stoccaggio energetico di questo fenomeno atmosferico. Sono noti anche i tentativi di utilizzare lo stress statico dell'atmosfera.

Nonostante tutte le difficoltà che sorgono durante la ricerca e l'applicazione pratica, l'introduzione di tecnologie alternative non si ferma. Si stanno trovando modi per ridurre il costo di installazioni e convertitori, vengono testati nuovi metodi di raccolta e stoccaggio dell'energia. La quota di elettricità generata da materie prime rinnovabili aumenta ogni anno.