Mga Alternatibong Pinagmumulan ng Enerhiya: Pangkalahatang-ideya ng Teknolohiya

Panimula

Ang buong modernong ekonomiya ng mundo ay nakasalalay sa yaman na naipon sa panahon ng mga dinosaur: langis, gas, karbon at iba pang fossil fuels. Karamihan sa mga aktibidad sa ating buhay, mula sa pagsakay sa subway hanggang sa pagpainit ng takure sa kusina, sa huli ay nangangailangan ng pagsunog ng sinaunang pamana na ito. Ang pangunahing problema ay ang mga madaling magagamit na mapagkukunan ng enerhiya ay hindi nababago. Maaga o huli, ibobomba ng sangkatauhan ang lahat ng langis mula sa bituka ng lupa, susunugin ang lahat ng gas at huhukayin ang lahat ng karbon. Ano ang gagamitin natin sa pag-init ng mga teapot?

Hindi rin natin dapat kalimutan ang negatibong epekto sa kapaligiran ng pagkasunog ng gasolina. Ang pagtaas sa nilalaman ng mga greenhouse gas sa atmospera ay humahantong sa pagtaas ng average na temperatura sa buong planeta. Mga produkto ng pagkasunog ng gasolina maruming hangin. Lalo na itong nararamdaman ng mga residente ng malalaking lungsod.

Lahat tayo ay nag-iisip tungkol sa hinaharap, kahit na ang hinaharap na ito ay hindi kasama sa atin. Matagal nang kinikilala ng pandaigdigang komunidad ang mga limitasyon ng fossil fuels. At ang negatibong epekto ng kanilang paggamit sa kapaligiran. Ang mga nangungunang estado ay nagpapatupad na ng mga programa para sa unti-unting paglipat sa kapaligiran at nababagong mapagkukunan ng enerhiya.

Sa buong mundo, ang sangkatauhan ay naghahanap at unti-unting nagpapakilala ng mga kapalit para sa mga fossil fuel. Sa mahabang panahon, ang solar, wind, tidal, geothermal at hydroelectric power plants ay tumatakbo sa buong mundo. Mukhang sa ngayon ano ang pumipigil sa atin na ibigay ang lahat ng pangangailangan ng sangkatauhan sa kanilang tulong?

Sa katunayan, maraming problema ang alternatibong enerhiya. Halimbawa, ang problema ng heograpikal na pamamahagi ng mga mapagkukunan ng enerhiya.Ang mga wind farm ay itinayo lamang sa mga lugar kung saan madalas umihip ang malakas na hangin, solar - kung saan mayroong pinakamababang bilang ng maulap na araw, hydroelectric power plant - sa malalaking ilog. Ang langis, siyempre, ay hindi rin magagamit sa lahat ng dako, ngunit mas madaling ihatid ito.

Ang pangalawang problema ng alternatibong enerhiya ay ang kawalang-tatag. Sa wind farm, ang henerasyon ay nakasalalay sa hangin, na patuloy na nagbabago ng bilis o humihinto nang buo. Ang mga solar power plant ay hindi gumagana nang maayos sa maulap na panahon at hindi gumagana sa gabi.

Hindi isinasaalang-alang ng hangin o ng araw ang mga pangangailangan ng mga mamimili ng enerhiya. Kasabay nito, ang output ng enerhiya ng isang thermal o nuclear power plant ay pare-pareho at madaling kinokontrol. Ang solusyon sa problemang ito ay maaari lamang ang pagtatayo ng malalaking pasilidad ng imbakan ng enerhiya upang lumikha ng reserba sa kaso ng mababang output. Gayunpaman, lubos nitong pinapataas ang gastos ng buong sistema.

Dahil sa mga ito at sa maraming iba pang mga paghihirap, ang pag-unlad ng alternatibong enerhiya sa mundo ay bumabagal. Ang pagsunog ng mga fossil fuel ay mas madali at mas mura pa rin.

Gayunpaman, kung sa sukat ng pandaigdigang ekonomiya ang mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay hindi nagbibigay ng maraming benepisyo, kung gayon sa loob ng balangkas ng isang indibidwal na bahay maaari silang maging lubhang kaakit-akit. Nararamdaman na ng marami ang patuloy na pagtaas ng mga taripa para sa kuryente, init at gas. Bawat taon, ang mga kumpanya ng enerhiya ay mas lumalalim sa bulsa ng mga ordinaryong tao.

Ipinakita ng mga eksperto mula sa international venture fund na I2BF ang unang pangkalahatang-ideya ng renewable energy market. Ayon sa kanilang mga pagtataya, sa loob ng 5–10 taon, ang mga alternatibong teknolohiya ng enerhiya ay magiging mas mapagkumpitensya at magiging laganap. Sa ngayon, ang agwat sa halaga ng alternatibo at kumbensyonal na enerhiya ay mabilis na lumiliit.

Ang gastos sa enerhiya ay tumutukoy sa presyo na gustong matanggap ng isang alternatibong producer ng enerhiya upang mabayaran ang mga paggasta ng kapital nito sa buong buhay ng proyekto at magbigay ng return ng 10% sa namuhunan na kapital. Isasama rin sa presyong ito ang halaga ng pagpopondo sa utang, dahil ang karamihan ay nagagamit nang husto.

Ang ibinigay na graph ay naglalarawan ng pagtatasa ng iba't ibang uri ng alternatibo at tradisyonal na enerhiya sa II quarter ng 2011 (Fig. 1).

kanin. isa.	Pagtatasa ng iba't ibang uri ng alternatibo at tradisyonal na enerhiya

Ayon sa mga figure sa itaas, ang geothermal energy, gayundin ang enerhiya na nabuo sa pamamagitan ng pagsunog ng basura at landfill gas, ay may pinakamababang halaga sa lahat ng uri ng alternatibong enerhiya. Sa katunayan, maaari na silang direktang makipagkumpitensya sa tradisyonal na enerhiya, ngunit ang limitasyon para sa kanila ay ang limitadong bilang ng mga lugar kung saan maaaring ipatupad ang mga proyektong ito.

Para sa mga nais makakuha ng kalayaan mula sa mga kapritso ng mga inhinyero ng kapangyarihan, na gustong mag-ambag sa pagbuo ng alternatibong enerhiya, na nais lamang na makatipid ng kaunti sa enerhiya, ang aklat na ito ay isinulat.

Mula sa libro V. Germanovich, A. Turilin "Mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya. Mga praktikal na disenyo para sa paggamit ng hangin, araw, tubig, lupa, biomass na enerhiya.

Ipagpatuloy ang pagbabasa dito

Mayroon bang hinaharap para sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya?

Ang mga alternatibong mapagkukunan ng nababagong enerhiya ay medyo isang kawili-wili at promising na direksyon. Halimbawa, mayroong ilang mabisang pamamaraan para sa pagbuo ng tubig mula sa hangin. Totoo, dito kinakailangan na gumamit ng generator.Kung ang mga bagong diskarte ay matatagpuan upang malutas ang mga problemang ito at upang mapabuti ang mga pamamaraan, oras lamang ang magsasabi.

Kung posible bang gamitin nang matalino ang mga mapagkukunan ay isang malaking katanungan

Panoorin ang video na ito sa YouTube

Nakaraang Engineering️ 220 V voltage relay para sa bahay: kung paano maayos na ayusin ang proteksyon ng mga gamit sa bahay
Next Engineering Kailangan ko bang magsumite ng data sa pamamagitan ng metro ng tubig sa 2019: at ano ang mangyayari kung hindi mo ito gagawin sa oras?

Mga uri ng alternatibong mapagkukunan ng enerhiya.

Ang enerhiya ng hangin, araw, tubig, biofuels, init ng Earth ay medyo hindi mauubos at nababago. Ang mga benepisyo ng mga alternatibong pinagkukunan ng enerhiya ay hindi maikakaila dahil sila ay nagtitipid ng mga likas na yaman. Bilang karagdagan, ang mga ito ay higit na naaayon sa mga kinakailangan sa kaligtasan sa kapaligiran.

Enerhiya ng hangin.

Ang prinsipyo ng paggamit ng lakas ng hangin ay upang i-convert ang kinetic energy sa electrical, thermal, mechanical. Ang mga wind generator ay ginagamit upang makabuo ng elektrikal na enerhiya. Maaari silang magkaroon ng iba't ibang teknikal na parameter, laki, disenyo, pahalang o patayong axis ng pag-ikot. Ang mga layag ay isang klasikong halimbawa ng paggamit ng wind power sa maritime transport, at ang windmill ay isang conversion sa mekanikal na enerhiya.

Ang diameter ng mga blades at ang taas ng kanilang lokasyon ay tumutukoy sa kapangyarihan ng wind generator. Sa lakas ng hangin na 3 m/s, ang generator ay nagsisimulang bumuo ng kasalukuyang at umabot sa pinakamataas na halaga nito sa 15 m/s. Ang lakas ng hangin sa itaas 25 m/s ay kritikal - ang generator ay naka-off.

Ang enerhiya ng solar ay isang regalo mula sa Araw.

Ang solar energy bilang alternatibong pinagkukunan ng enerhiya ay isang natural na pagpapatuloy ng nagbibigay-buhay na misyon ng Araw sa ating planeta. Ngunit habang ang sangkatauhan ay hindi natutong gamitin ito nang direkta.Sa kasalukuyan, ang mga solar panel ay ginagamit bilang mga nagko-convert ng solar energy sa electrical energy, at ang mga solar collector ay ginagamit para sa thermal energy. Bilang karagdagan, sa ilang mga kaso, isang kumbinasyon ng dalawang uri ang ginagamit.

Ang teknolohiyang solar ay binubuo sa pag-init sa ibabaw gamit ang sinag ng araw at sa paggamit ng pinainit na tubig para sa supply ng mainit na tubig, pagpainit o paggamit sa mga generator ng steam power. Ang mga kolektor ng solar ay ginagamit upang i-convert ang solar energy sa thermal energy. Ang kanilang karaniwan nakasalalay ang kapangyarihan ang bilang at kapangyarihan ng mga indibidwal na device na kasama sa system ng isang solar o thermal station.

Ang mga solar panel ay nahahati sa:

• silikon
• pelikula

Ang mga baterya na gumagamit ng mga silikon na kristal ay kasalukuyang nasa pinakamalaking pangangailangan, at ang mga pelikula ay ang pinaka maginhawa. Ang mga silicone panel ay isa sa mga pinakamahusay na pagpipilian para sa isang pribadong bahay.

Ang hydropower ay ang paggamit ng kapangyarihan ng tubig.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga turbine sa mga hydroelectric power plant ay ang epekto ng puwersa ng tubig sa mga blades ng isang hydroturbine, na bumubuo ng kuryente. Minsan ang mga hydroelectric power station lang ang nauuri bilang mga alternatibong uri ng enerhiya, kung saan hindi ginagamit ang malalakas na dam, at ang pagbuo ng kasalukuyang nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng natural na daloy ng tubig. Ito ay dahil sa malaking negatibong epekto ng malalakas na hydropower plant sa mga natural na tanawin ng ilog, ang kanilang mababaw at sakuna na baha.

Walang pagtutol mula sa mga environmentalist sa paggamit ng natural na enerhiya ng dagat at karagatan. Ang conversion ng kinetic energy sa electrical energy sa kasong ito ay nangyayari sa mga espesyal na tidal station.

Ang geothermal energy ay ang init ng Earth.

Ang ibabaw ng Earth ay nagpapalabas ng init hindi lamang sa mga lugar kung saan ang mga mainit na pinagmumulan ng seismic ay pinalabas, tulad ng, halimbawa, sa Kamchatka, kundi pati na rin sa halos lahat ng mga rehiyon ng planeta. Upang kunin ang init ng lupa, ang mga espesyal na heat pump ay ginagamit, at pagkatapos ito ay na-convert sa elektrikal na enerhiya o ginagamit bilang init. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga pag-install ay batay sa mga batas ng thermodynamics at mga pisikal na batas ng pag-uugali ng mga likido at gas, sa partikular na freon.

Tinutukoy ng uri ng disenyo ng bomba ang pangunahing pinagmumulan ng enerhiya, tulad ng lupa-hangin o lupa-tubig.

Biofuel.

Ang prinsipyo ng pagkuha ng biofuels ay batay sa pagproseso ng mga organikong produkto gamit ang mga espesyal na pag-install. Sa panahon ng pagproseso, ang thermal o elektrikal na enerhiya ay nabuo. Ang biofuels ay maaaring likido, solid o gas. Solid, halimbawa, mga briquette ng gasolina, likido - bioethanol, gas - biogas. Kasama sa mga varieties nito ang landfill gas, na nabuo sa mga landfill. Ang paggamit ng biogas mula sa mga lumang landfill ay nakakatulong upang malutas ang mga problema ng pag-recycle ng basura.

Alternatibong mapagkukunan ng enerhiya: ano ito at bakit ito kinakailangan

Hanggang ngayon, ang enerhiya ay nakabatay sa mahusay na binuo at napatunayang mga paraan upang makagawa ng kuryente. Ang mga ito ay kilalang nuclear, electric at hydroelectric power stations. Lahat ng mga ito ay gumagana sa paggamit ng mga mapagkukunan ng ating planeta, na sa malao't madali ay mauubos, o may kinalaman sa mga reaksyon na maaaring magdulot ng hindi na mapananauli na pinsala.

Noong 2017, ang porsyento ng paggamit ng mga mapagkukunang ito ay ibinahagi tulad ng sumusunod:

• 39.3% - karbon;
• 22.9% - natural na gas;
• 16% - tubig;
• 10.6% - enerhiyang nuklear;
• 4.1% - langis.

Ngayon, ang promising area na ito ay naghahanap ng mga substance at proseso sa nakapaligid na mundo na may kakayahang:

• i-renew ang iyong mapagkukunan (i.e. maging hindi mauubos);
• kumakatawan sa isang kumpletong kapalit para sa mga tradisyonal sa mga tuntunin ng kalidad;
• maging matipid;
• huwag makapinsala sa kapaligiran.

Ano ang mali sa tradisyonal na pinagmumulan ng enerhiya?

Ang karbon, langis at gas ay hindi pa nakakahanap ng kumpletong kapalit para sa kanilang sarili sa paggawa ng enerhiya na kailangan ng sangkatauhan. Gayunpaman, ang kanilang mga stock ay limitado at hindi mababawi.

Halimbawa, ang ating Earth ay gumugol ng hanggang 350 milyong taon upang lumikha ng langis at gas, at naubos natin ang kanilang mapagkukunan sa mas mabilis na bilis.

Humigit-kumulang 90% ng enerhiya sa planeta noong 2010 ay ginawa sa pamamagitan ng pagsunog ng fossil at biofuels mula sa mga hilaw na materyales ng halaman o hayop. At hanggang 2040, ang bahagi ng naturang produksyon ay hindi bababa sa 80%. Kasabay nito, ang pagkonsumo ng enerhiya ay lumalaki: hanggang sa ika-40 taon - ng 56%.

Noong 2012, ipinahiwatig ng mga siyentipiko: ang buong supply ng gas sa planeta ay magtatapos sa 2052, at ang langis ay tatagal ng kaunti - hanggang 2060. Ibig sabihin, nahuhuli na ng ating mga anak ang oras kung kailan hindi magiging kapaki-pakinabang ang oil tanker o pipeline, at puputulin ang mga kagubatan.

Ang mga mapaminsalang emisyon sa atmospera na nauugnay sa mga produkto ng pagkasunog at pagbuo ng enerhiyang nukleyar ay mga depleter ng ozone at mga conductor ng global warming.

Kaya, ang buong modernong sibilisasyon, gaano man ito binabalewala ng mga pulitiko at mga producer ng langis, ay nahaharap sa isang pandaigdigang tanong - kung anong mapagkukunan ng enerhiya ang papalit sa mga tradisyonal, habang pinapanatili ang kapaligiran.

Industriya ng thermal power

Ang pinakakaraniwang sektor ng enerhiya sa Russia. Ang mga thermal power plant sa bansa ay gumagawa ng higit sa 1,000 MW gamit ang coal, gas, oil products, shale deposits at peat bilang feedstock.Ang nabuong pangunahing enerhiya ay higit na na-convert sa kuryente. Sa teknolohiya, ang mga naturang istasyon ay may maraming mga pakinabang, na tumutukoy sa kanilang katanyagan. Kabilang dito ang hindi hinihingi sa mga kondisyon ng pagpapatakbo at kadalian ng teknikal na organisasyon ng daloy ng trabaho.

Ang mga pasilidad ng thermal power sa anyo ng mga condensing facility at pinagsamang heat at power plants ay maaaring direktang itayo sa mga lugar kung saan kinukuha ang consumable resource o kung saan matatagpuan ang consumer. Ang mga pana-panahong pagbabagu-bago ay hindi nakakaapekto sa katatagan ng mga istasyon, na ginagawang maaasahan ang mga mapagkukunan ng enerhiya. Ngunit mayroon ding mga disadvantages ng mga thermal power plant, na kinabibilangan ng paggamit ng mga nauubos na mapagkukunan ng gasolina, polusyon sa kapaligiran, ang pangangailangan na kumonekta ng malaking halaga ng mga mapagkukunan ng paggawa, atbp.

Ano ang pipiliin: renewable energy sources o nuclear energy?

Sa kasaysayan, ang nuclear, coal at hydropower ay naging napakalaking mapagkukunan ng enerhiya

Samakatuwid, hindi isinasaalang-alang ang katotohanan na maraming mga bansa sa mundo ang malapit na nakikibahagi sa pagpapaunlad ng sektor ng nababagong enerhiya, ang pamunuan ng Russian Federation ay nagplano na makatanggap lamang ng 4.5% ng enerhiya mula sa nababagong enerhiya sa simula ng 2020, na napagtatanto na ang mga reserbang hydrocarbon ay hindi walang limitasyon

Ang gobyerno ng Russia ay umaasa sa pangmatagalang pagbuo ng enerhiya mula sa plutonium at fusion energy; ang mga naturang pinagmumulan ng enerhiya ay hindi ganap na ginalugad at nagdudulot ng tunay na banta sa sangkatauhan. Nalalapat ito sa pagbuo at paggamit ng lahat ng enerhiyang nuklear.

Sa layunin ng higit pang pagsasaliksik sa enerhiyang nuklear sa France noong 2007, sinimulan ang pagtatayo ng isang eksperimentong thermonuclear reactor na may kahalagahan sa internasyonal.

Ang proyekto ay itinatag ng isang grupo ng ilang mga bansa, kabilang ang Russia.Ang pangunahing layunin ng paglikha ng naturang proyekto ay upang patunayan ang posibleng komersyal na paggamit ng enerhiya na nakuha mula sa thermonuclear fusion bilang isang mapagkukunan ng elektrikal na enerhiya. Ang solusyon sa isyung ito ay hindi pa nahahanap.

Ayon sa mga kalkulasyon ng mga siyentipiko na kasangkot sa pag-aaral ng mga proseso ng thermonuclear, ang dami ng enerhiya na natanggap mula sa kanila noong 2100 ay hindi lalampas sa bar ng 100 GW, na isang mababang tagapagpahiwatig ng paglutas ng mga problema ng sangkatauhan na nauugnay sa pagbuo ng kuryente. . Bilang halimbawa, maaari nating kunin ang katotohanan na ang mga modernong power plant sa mundo ay nagbibigay ng 4000 GW ng kuryente.

Ang tanging paraan upang malutas ang problema sa pagkuha ng kuryente ay ang paglipat ng sangkatauhan sa mga mapagkukunan ng nababagong enerhiya na may parallel na paggamit ng mga teknolohiya na nakakatulong sa pagtitipid ng kuryente. Ang bentahe ng naturang paglipat ay ang pangangalaga sa klima ng planeta. Ang lahat ng kinakailangang pananalapi upang simulan ang prosesong ito ay magagamit.

Alternatibong enerhiya sa modernong Russia

Kung ikukumpara sa mga nakaraang taon, ang alternatibong enerhiya sa Russia ay umuunlad nang mas mabilis, ngunit hindi nangingibabaw. Ngayon, karamihan sa enerhiya sa bansa ay nagmumula sa mga tradisyunal na mapagkukunan.

Mga halaman ng solar power

Solar power plant sa Urals

Ang mga katimugang rehiyon ng bansa, pati na rin ang Kanluran, Silangang Siberia at ang Malayong Silangan ay may potensyal para sa paggawa ng solar na kuryente. Sa Russia, nangangako na kunin ang enerhiya mula sa Araw, kaya ang mga proyekto sa direksyong ito ay tumatanggap ng suporta ng estado.

Hydro at tidal power plant

Aktibong ginagamit ng Russia ang potensyal ng tubig upang makabuo ng kuryente: ayon sa data ng 2017, ang bansa ay mayroong 15 power plant na may kapasidad na higit sa 1000 megawatts, at daan-daang istasyon din na may mas mababang kapasidad. Ang enerhiya na nalilikha ng isang hydroelectric power station ay nagkakahalaga ng kalahati ng halaga na nabuo ng isang thermal power plant.

Ang mga istasyon ng tidal ay nangangailangan ng malaking pananalapi, kaya ang pag-unlad ng direksyon na ito sa Russian Federation ay hindi nangyayari. Ayon sa mga pagtataya ng mga siyentipiko, ang mga TPP ay maaaring bumubuo sa isang ikalimang bahagi ng kuryente na ginawa sa Russia.

mga wind turbine

Imposibleng mag-install ng mga generator na may pahalang na axis ng pag-ikot sa Russia dahil sa mababang bilis ng hangin. Gayunpaman, kadalasang ginagamit ang mga istrukturang may vertical axis ng pag-ikot.

Wind power plant sa rehiyon ng Ulyanovsk

Noong 2018, ang kabuuang kapasidad ng mga wind turbine sa Russia ay umabot sa 134 megawatts. Ang pinakamalaking planta ng kuryente sa rehiyon ng Ulyanovsk (kapasidad - 35 megawatts).

Mga istasyon ng geothermal

Mayroong 5 geothermal power plant sa Russia, tatlo sa mga ito ay matatagpuan sa Kamchatka. Ayon sa 2016 data, ang GeoPP ay bumubuo ng 40% ng kuryente na natupok sa peninsula na ito.

Application ng biofuel

Ang produksyon ng gasolina ay nakaayos din sa Russia. Kasabay nito, mas kumikita para sa bansa ang pagbuo ng solid biofuels kaysa sa mga likido. Ngayon ang produksyon ay isinasagawa sa isang planta sa Vladivostok.

istasyon ng nuclear power

Ang Russia ay gumagawa ng kuryente gamit ang nuclear energy at patuloy na umuunlad sa direksyong ito. Ang mga bagong istasyon ay itinatayo, ang mga bagong paraan ng pagkuha ay inilalapat. Ayon sa data ng 2019, 10 nuclear power plant ang nagpapatakbo sa Russia. Ang Russian Federation ay pumapangalawa sa mundo sa mga tuntunin ng kapasidad ng pagbuo ng kuryente gamit ang mga nuclear power plant; ang People's Republic of China ay nanalo ng kampeonato sa industriyang ito.

Enerhiya ng hangin

Ang mga wind farm ay isang magandang paraan upang makabuo ng enerhiya, lalo na sa mga lugar kung saan pare-pareho ang direksyon ng hangin.

Ang paraan ng pagkuha ng naturang enerhiya ay hindi nagpaparumi sa natural na kapaligiran. Gayunpaman, mayroong pag-asa sa hindi pagkakapare-pareho ng mga direksyon at lakas ng hangin. Bagama't ang pag-asa na ito ay maaaring bahagyang mapawi sa pamamagitan ng pag-install ng mga flywheel at iba't ibang mga baterya.

Ngunit ang pagtatayo, pagpapanatili, at pagkukumpuni ng mga wind farm ay hindi mura. Bilang karagdagan, ang kanilang operasyon ay sinamahan ng ingay, nakakasagabal sa mga ibon at insekto, at sumasalamin sa mga radio wave na may mga umiikot na bahagi.

Alternatibong enerhiya para sa mga sentro ng data

Ang mga may-ari ng data center ay lalong interesado sa mga alternatibong mapagkukunan ng kuryente. Ang tanging paraan upang mapanatili ang rate ng paglaki ng kapasidad dito ay ang makabuluhang bawasan ang mga gastos sa pag-deploy, pagpapanatili at pagpapalamig ng mga data center. Mayroong ilang mga pagpipilian.

Halimbawa, ang init na nabuo sa panahon ng pagpapatakbo ng mga server ay maaaring idirekta sa pagpainit ng espasyo. Kaya, noong 2015, pinainit ng Yandex ang isang buong lungsod sa Finland. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng init sa lungsod, nagawang ibalik ng Yandex ang bahagi ng mga gastos nito sa kuryente.

Ang mga cooling data center ay isa sa mga pinaka matakaw na item sa gastos para sa mga kumpanya ng IT. Sa karaniwan, ang pagpapalamig ay nagkakahalaga ng 45% ng mga gastos sa enerhiya.

Ang isang orihinal na paraan upang makatipid sa paglamig ng kagamitan ay ang paggamit ng "freecooling". O, sa madaling salita, palamigin ang mga server gamit ang hangin mula sa kalye. Para sa Russia, kung saan malamig sa labas sa halos buong taon, ito ay totoo lalo na.

Isa pang paraan upang palamig ang hangin sa data center, na nagbibigay-daan sa iyong makatipid sa mga gastos sa enerhiya — paraan ng adiabatic cooling. Sa kasong ito, ang tubig ay sprayed upang babaan ang temperatura. Kapag sumingaw, nangangailangan ng init at sa simpleng paraan ay binabawasan ang temperatura ng hangin.

Sa anumang kaso, bago mag-eksperimento, ipinapayong magsagawa ng isang detalyadong pag-audit ng enerhiya. Ang mga resulta nito ay magbibigay-daan upang pag-aralan ang estado ng pagkonsumo ng enerhiya at tukuyin ang mga pagkakataon para sa pag-save ng mga mapagkukunan ng enerhiya.

Bakit kailangan natin ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya

Kapag naubos ang mga nauubos na mapagkukunan ng enerhiya (fossil fuels), ang sangkatauhan ay kailangang lumipat sa AES (alternatibong mapagkukunan ng enerhiya). Noong 2017, 35% ng kuryenteng nabuo sa Russia ay ginawa sa paraang walang carbon - sa mga nuclear power plant at hydroelectric power plant.

Ang paggamit ng mga tradisyonal na mapagkukunan ng enerhiya ay may problema para sa mga sumusunod na kadahilanan:

• Gumagamit ang TPP ng gasolina na mauubos sa malapit na hinaharap. Ayon sa pinakamasamang pagtatantya, ito ay mangyayari sa loob ng 30 taon;
• Tumataas ang halaga ng fossil fuels, kaya tumataas ang presyo ng kuryente;
• Ang mga produktong gumagawa ng kuryente ay nagpaparumi sa kapaligiran;
• Ang init na nalilikha sa mga istasyon ay nagdudulot ng global warming.

Ang sangkatauhan ay may isang paraan lamang - ang paglipat sa AIE.

Ebb and flow energy

Ang conversion ng tidal energy sa kuryente ay isinasagawa sa tidal power stations sa dalawang paraan:

1. Ang unang paraan, ayon sa prinsipyo ng conversion ng enerhiya, ay katulad ng conversion ng enerhiya sa isang hydroelectric power plant sa pamamagitan ng pag-ikot ng turbine na konektado sa isang electric generator;
2. Ang pangalawang paraan ay gumagamit ng enerhiya ng paggalaw ng tubig; Ang pamamaraang ito ay batay sa pagkakaiba ng lebel ng tubig sa panahon ng mataas at mababang tubig.

Ang Pros

• Ang solar energy ay isang renewable resource. Hangga't umiiral ang Araw, ang enerhiya nito ay makakarating sa Earth.
• Ang pagbuo ng solar power ay hindi nagreresulta sa polusyon sa tubig o hangin dahil walang reaksiyong kemikal mula sa pagsunog ng gasolina.
• Ang enerhiya ng solar ay maaaring gamitin nang napakahusay para sa mga praktikal na layunin tulad ng pagpainit at pag-iilaw.
• Ang mga benepisyo ng solar energy ay madalas na nakikita para sa pagpainit ng mga swimming pool, resort at mga tangke ng tubig sa buong mundo.

Ang Cons

• Ang solar energy ay hindi gumagawa ng enerhiya kung ang araw ay hindi sumisikat. Ang gabi at maulap na araw ay mahigpit na naglilimita sa dami ng enerhiya na ginawa.
• Ang mga solar power plant ay maaaring maging napakamahal sa pagtatayo.

Mga pangunahing uri ng renewable energy

Enerhiya ng araw

Ang solar energy ay itinuturing na nangungunang at environment friendly na mapagkukunan ng enerhiya. Sa ngayon, ang mga thermodynamic at photoelectric na pamamaraan ay binuo at ginagamit upang makabuo ng kuryente. Ang konsepto ng operability at mga prospect ng nanoantennas ay nakumpirma. Ang araw, bilang isang hindi mauubos na pinagmumulan ng enerhiyang palakaibigan sa kapaligiran, ay maaaring makatugon sa mga pangangailangan ng sangkatauhan.

Enerhiya ng hangin

Ang enerhiya ng hangin ay matagumpay na ginagamit ng mga tao sa mahabang panahon at mga windmill. Ang mga siyentipiko ay gumagawa ng bago at pinapahusay ang mga kasalukuyang wind farm. Pagbawas ng mga gastos at pagtaas ng kahusayan ng mga windmill. Ang mga ito ay may partikular na kaugnayan sa mga baybayin at sa mga lugar na may patuloy na hangin. Sa pamamagitan ng pag-convert ng kinetic energy ng air mass sa murang elektrikal na enerhiya, ang mga wind farm ay gumagawa na ng malaking kontribusyon sa sistema ng enerhiya ng mga indibidwal na bansa.

enerhiyang geothermal

Gumagamit ang geothermal energy sources ng hindi mauubos na source - ang panloob na init ng Earth. Mayroong ilang mga gumaganang scheme na hindi nagbabago sa kakanyahan ng proseso. Ang natural na singaw ay nililinis ng mga gas at pinapakain sa mga turbine na nagpapaikot ng mga electric generator. Ang mga katulad na pag-install ay tumatakbo sa buong mundo. Ang geothermal sources ay nagbibigay ng kuryente, nagpapainit sa buong lungsod at nagpapailaw sa mga lansangan. Ngunit ang kapangyarihan ng geothermal energy ay ginagamit nang napakakaunti, at ang mga teknolohiya ng produksyon ay may mababang kahusayan.

Enerhiya ng tidal at alon

Ang enerhiya ng tidal at wave ay isang mabilis na pagbuo ng paraan ng pag-convert ng potensyal na enerhiya ng paggalaw ng mga masa ng tubig sa elektrikal na enerhiya. Sa mataas na rate ng conversion ng enerhiya, ang teknolohiya ay may malaking potensyal. Totoo, maaari lamang itong gamitin sa mga baybayin ng karagatan at dagat.

enerhiya ng biomass

Ang proseso ng biomass decomposition ay humahantong sa pagpapalabas ng gas na naglalaman ng methane. Purified, ito ay ginagamit upang makabuo ng kuryente, pagpainit ng espasyo at iba pang mga pangangailangan sa sambahayan. May mga maliliit na negosyo na ganap na nakakatugon sa kanilang mga pangangailangan sa enerhiya.

Enerhiya ng electromagnetic solar radiation

Maaari itong magamit upang makabuo ng parehong kuryente at init. Ang direktang conversion ng solar radiation sa elektrikal na enerhiya ay isinasagawa kapwa sa pamamagitan ng direktang conversion dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng panloob na epekto ng photoelectric sa mga photovoltaic panel, at hindi direktang gumagamit ng mga thermodynamic na pamamaraan (pagkuha ng singaw na may mataas na presyon).

planta ng solar power

Resibo thermal energy mula sa Ang solar ay ginawa sa pamamagitan ng pagsipsip ng enerhiya na ito at higit na pag-init sa ibabaw at coolant, kapwa ng mga espesyal na kolektor at sa pamamagitan ng paggamit ng mga pamamaraan ng "solar architecture".

Set ng mga setting para sa Ang conversion ng solar energy ay solar planta ng kuryente.

Pros

Ang enerhiya ng hangin ay hindi gumagawa ng polusyon na maaaring makadumi sa kapaligiran. Dahil walang mga prosesong kemikal na nagaganap, tulad ng kapag nagsusunog ng mga fossil fuel, walang natitirang mga nakakapinsalang produkto.

• Dahil ang wind generation ay isang renewable energy source, hindi natin ito tatapusin.
• Ang pagsasaka at pagpapastol ay maaari pa ring maganap sa lupang inookupahan ng mga wind turbine, na maaaring makatulong sa paggawa ng mga biofuel.
• Ang mga wind farm ay maaaring itayo sa labas ng pampang.

Ang aparato at paggamit ng mga solar collectors

Ang primitive solar collector ay isang black metal plate na inilagay sa ilalim ng manipis na layer ng transparent na likido. Tulad ng alam mo mula sa isang kurso sa pisika ng paaralan, mas umiinit ang mga madilim na bagay kaysa sa mga magaan. Ang likidong ito ay gumagalaw sa tulong ng isang bomba, pinapalamig ang plato at nagpapainit sa parehong oras mismo. Ang heated liquid circuit ay maaaring ilagay sa isang tangke na konektado sa pinagmumulan ng malamig na tubig. Sa pamamagitan ng pag-init ng tubig sa tangke, ang likido mula sa kolektor ay pinalamig. At pagkatapos ay bumalik ito. Kaya, ang sistema ng enerhiya na ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng isang palaging pinagmumulan ng mainit na tubig, at sa taglamig din ang mga mainit na radiator.

May tatlong uri ng mga kolektor na naiiba sa device

Sa ngayon, mayroong 3 uri ng mga naturang device:

• hangin;
• pantubo;
• patag.

Hangin

Ang mga air collectors ay binubuo ng madilim na kulay na mga plato.

Ang mga air collector ay mga itim na plato na natatakpan ng salamin o transparent na plastik. Ang hangin ay natural o sapilitang umiikot sa paligid ng mga plate na ito. Ang mainit na hangin ay ginagamit upang magpainit ng mga silid sa bahay o upang matuyo ang mga damit.

Ang kalamangan ay ang matinding pagiging simple ng disenyo at mababang gastos. Ang tanging disbentaha ay ang paggamit ng sapilitang sirkulasyon ng hangin. Ngunit magagawa mo nang wala ito.

Pantubo

Ang bentahe ng naturang kolektor ay pagiging simple at pagiging maaasahan.

Ang mga tubular collector ay mukhang ilang mga glass tube na nakahilera sa isang hilera, na pinahiran sa loob ng isang light-absorbing material.Ang mga ito ay konektado sa isang karaniwang kolektor at ang likido ay umiikot sa kanila. Ang ganitong mga kolektor ay may 2 paraan ng paglilipat ng natanggap na enerhiya: direkta at hindi direkta. Ang unang paraan ay ginagamit sa taglamig. Ang pangalawa ay ginagamit sa buong taon. Mayroong isang pagkakaiba-iba gamit ang mga vacuum tubes: ang isa ay ipinasok sa isa at ang isang vacuum ay nilikha sa pagitan ng mga ito.

Ito ay naghihiwalay sa kanila mula sa kapaligiran at mas pinapanatili ang nagresultang init. Ang mga bentahe ay pagiging simple at pagiging maaasahan. Kabilang sa mga disadvantage ang mataas na halaga ng pag-install.

patag

Upang gawing mas mahusay ang mga kolektor, iminungkahi ng mga inhinyero ang paggamit ng mga concentrator.

Ang flat-plate collector ay ang pinakakaraniwang uri. Siya ang nagsilbing halimbawa upang ipaliwanag ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga device na ito. Ang bentahe ng iba't ibang ito ay pagiging simple at mura kumpara sa iba. Ang kawalan ay isang makabuluhang pagkawala ng init kaysa sa iba pang mga subtype na hindi nagdurusa.

Upang mapabuti ang umiiral nang solar system, iminungkahi ng mga inhinyero na gumamit ng isang uri ng salamin na tinatawag na concentrators. Pinapayagan ka nitong itaas ang temperatura ng tubig mula sa karaniwang 120 hanggang 200 C°. Ang subspecies na ito ng mga kolektor ay tinatawag na konsentrasyon. Ito ay isa sa mga pinakamahal na opsyon para sa pagpapatupad, na walang alinlangan na isang kawalan.

ika-4 na pwesto. Tidal at wave power plant

Ang mga tradisyunal na hydroelectric power plant ay gumagana ayon sa sumusunod na prinsipyo:

1. Ang presyon ng tubig ay ibinibigay sa mga turbine.
2. Nagsisimulang umikot ang mga turbine.
3. Ang pag-ikot ay ipinapadala sa mga generator na gumagawa ng kuryente.

Ang pagtatayo ng isang hydroelectric power station ay mas mahal kaysa sa isang thermal power station at posible lamang sa mga lugar na may malaking reserba ng enerhiya ng tubig. Ngunit ang pangunahing problema ay ang pinsala sa mga ecosystem dahil sa pangangailangang magtayo ng mga dam.

Gumagana ang tidal power plant sa isang katulad na prinsipyo, ngunit ginagamit ang lakas ng tides upang makabuo ng enerhiya.

Kasama sa mga uri ng alternatibong enerhiya na "Tubig" ang isang kawili-wiling direksyon tulad ng enerhiya ng alon. Ang kakanyahan nito ay nagmumula sa pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng paggamit ng enerhiya ng alon ng karagatan, na mas mataas kaysa sa tidal. Ang pinakamalakas na wave power plant ngayon ay ang Pelamis P-750, na bumubuo ng 2.25 MW ng elektrikal na enerhiya.

Sa pag-ugoy sa mga alon, ang malalaking convectors ("ahas") na ito ay yumuko, bilang isang resulta kung saan ang mga hydraulic piston ay nagsisimulang lumipat sa loob. Nagbobomba sila ng langis sa pamamagitan ng mga haydroliko na motor, na siya namang mga electric generator. Ang nagresultang kuryente ay inihatid sa baybayin sa pamamagitan ng isang cable na inilatag sa ilalim. Sa hinaharap, ang bilang ng mga convector ay paramihin at ang istasyon ay makakabuo ng hanggang 21 MW.

Kasaysayan ng paggamit ng enerhiya ng hangin

Imposibleng sabihin nang eksakto kung kailan nagsimula ang paggamit ng enerhiya ng hangin para sa paglutas ng mga isyu sa ekonomiya ng isang tao. Ang mga windmill ay kilala mula pa noong sinaunang panahon ng Egypt. Sa sinaunang Tsina, ang mga windmill ay ginamit upang magbomba ng tubig mula sa mga palayan. Ang paggamit ng isang layag para sa paglalayag ay kilala kahit na mas maaga, mula sa panahon ng sinaunang Babilonya, at ito ay nakasulat lamang na ebidensya.

Ang Europa noong mga panahong iyon ay isang koleksyon ng mga ligaw na tribo. Sa paglitaw ng mga palatandaan ng sibilisasyon, mga windmill, mga barkong naglalayag ay lumitaw din dito. Ngunit sa mahabang panahon, doon natapos ang paggamit ng hangin. Masyadong hindi matatag, hindi mahulaan na pinagmulan, imposibleng umasa dito nang walang backup na opsyon.

Sa pag-unlad ng produksyon, lumitaw ang mga unang bomba para sa pag-aangat ng tubig mula sa mga balon.Kasabay nito, nagsimula ang paggamit ng mga windmill bilang isang drive para sa kanila. Ang ganitong mga aparato ay gumagana pa rin ngayon, sila ay simple, maaasahan at hindi hinihingi sa pagpapatakbo.

Ang mga generator ng hangin ay nagsimulang lumitaw sa pagdating ng mga aparato para sa pag-convert ng rotational motion sa kuryente - mga generator. Ang mga wind turbine ay mabilis na umunlad noong ika-20 siglo, bagaman ang digmaan ay huminto sa maraming proyekto sa Europa.

Ngayon, ang mga nangunguna sa paggamit ng mga wind farm ay ang Estados Unidos at China. Ang isang malaking bilang ng mga istasyon ay magagamit sa Europa, sila ay puro sa kanlurang baybayin. Higit sa lahat sa Denmark, na medyo naiintindihan - walang iba pang mga mapagkukunan sa bansang ito.

Ang mataas na kahusayan ng mga HPP, ang kawalan ng malakas at matatag na hangin sa karamihan ng mga lugar ay nagpababa ng interes sa enerhiya ng hangin. Bilang karagdagan, ang kagamitan na umiiral sa oras na iyon ay walang mataas na produktibo, hindi naging posible upang makabuo ng sapat na enerhiya. Ang isyu ay nalutas sa pamamagitan ng paggamit ng gasolina o diesel generators, mas maaasahan at handang gumawa ng nais na resulta sa tamang oras.

Ngayon, ang interes sa enerhiya ng hangin ay lumago nang malaki. Ang mga bago, mas mahusay na pag-unlad ay lumitaw na maaaring magbigay ng sapat na bilang ng mga mamimili. Bilang karagdagan, mayroong mga malakas na magnet na neodymium na nagbibigay-daan sa iyo upang independiyenteng gumawa ng mga generator na may kakayahang magtrabaho sa isang mabagal na bilis ng pag-ikot, na radikal na nagbago ng sitwasyon at pumukaw ng malaking interes sa mga taga-disenyo.