همه چیز در مورد منابع انرژی جایگزین انواع انرژی های جایگزین ارجاع. محل. سوزاندن سوخت های تجدیدپذیر

حتی دانش آموزان مدرسه می دانند که ذخایر نفت، گاز و زغال سنگ بی پایان نیستند. قیمت انرژی دائما در حال افزایش است و پرداخت کنندگان را مجبور می کند آه سنگینی بکشند و به فکر افزایش درآمد خود باشند. با وجود دستاوردهای تمدنی، بسیاری از نقاط خارج از شهرها وجود دارد که گاز در آن ها تامین نمی شود و در برخی نقاط حتی برق وجود ندارد. در جایی که چنین فرصتی وجود دارد، هزینه نصب سیستم گاهی اوقات به هیچ وجه با سطح درآمد جمعیت مطابقت ندارد. جای تعجب نیست که امروزه انرژی های جایگزین را خودتان انجام دهید، هم برای صاحبان خانه های بزرگ و کوچک روستایی و هم برای ساکنان شهر مورد توجه است.

تمام دنیای اطراف ما پر از انرژی است که نه تنها در روده های زمین وجود دارد. در مدرسه، در درس های جغرافیا، یاد گرفتیم که می توان از انرژی باد، خورشید، جزر و مد، آب در حال سقوط، هسته زمین و سایر حامل های انرژی مشابه با کارایی بالا در مقیاس کل کشورها و قاره ها استفاده کرد. با این حال، می توان از آن برای گرم کردن خانه جداگانه نیز استفاده کرد.

انواع منابع انرژی جایگزین

از جمله گزینه های منابع طبیعی تامین انرژی خصوصی، باید به موارد زیر اشاره کرد:

• پنل های خورشیدی؛
• کلکتورهای خورشیدی؛
• پمپ های حرارتی؛
• ژنراتورهای بادی؛
• تاسیسات جذب انرژی آب؛
• نیروگاه های بیوگاز

در صورت داشتن بودجه کافی می توانید مدل آماده یکی از این دستگاه ها را خریداری کرده و نصب آن را سفارش دهید. در پاسخ به خواسته‌های مصرف‌کنندگان، صنعتگران مدت‌هاست که بر تولید پنل‌های خورشیدی، پمپ‌های حرارتی و غیره تسلط داشته‌اند. با این حال، هزینه آنها همچنان بالاست. ساخت چنین دستگاه هایی کاملاً امکان پذیر است، با صرفه جویی در هزینه، اما صرف زمان و تلاش بیشتر.

ویدئو: از چه انرژی طبیعی می توان استفاده کرد

اصل عملکرد و استفاده از پنل های خورشیدی در یک خانه خصوصی

پدیده فیزیکی که اصل عملکرد این منبع انرژی بر آن استوار است، اثر فوتوالکتریک است. برخورد نور خورشید به سطح آن باعث آزاد شدن الکترون می شود که باعث ایجاد بار اضافی در داخل پانل می شود. اگر باتری را به آن وصل کنید، به دلیل رعد و برق، جریانی در مدار به مقدار شارژ ظاهر می شود.

اصل کار یک باتری خورشیدی اثر فوتوالکتریک است.

طرح هایی که قادر به جذب و تبدیل انرژی خورشیدی هستند متعدد، متنوع و دائما در حال بهبود هستند. برای بسیاری از صنعتگران، بهبود این طرح های مفید به یک سرگرمی عالی تبدیل شده است. در نمایشگاه های موضوعی، چنین علاقه مندانی با کمال میل ایده های مفید زیادی را به نمایش می گذارند.

برای ساخت پنل های خورشیدی، باید سلول های خورشیدی مونو کریستال یا پلی کریستال را خریداری کنید، آنها را در یک قاب شفاف قرار دهید که با یک پوشش بادوام ثابت شده است.

ویدئو: ساخت باتری خورشیدی با دستان خود

باتری های تمام شده، البته، در آفتابی ترین سمت سقف قرار می گیرند. در این مورد، باید امکان تنظیم شیب پانل وجود داشته باشد. به عنوان مثال، در هنگام بارش برف، پانل ها باید تقریبا به صورت عمودی قرار گیرند، در غیر این صورت ممکن است یک لایه برف در عملکرد باتری ها اختلال ایجاد کند یا حتی به آنها آسیب برساند.

ساخت و استفاده از کلکتورهای خورشیدی

یک کلکتور خورشیدی اولیه صفحه ای از فلز سیاه است که در زیر لایه نازکی از مایع شفاف قرار گرفته است. همانطور که از یک دوره فیزیک مدرسه می دانید، اجسام تاریک بیشتر از اجسام روشن گرم می شوند. این مایع با کمک یک پمپ حرکت می کند، صفحه را خنک می کند و خود را گرم می کند. مدار سیال گرم را می توان در یک مخزن متصل به منبع آب سرد قرار داد. با گرم کردن آب در مخزن، مایع حاصل از کلکتور خنک می شود. و بعد برمی گردد. بنابراین، این سیستم انرژی به شما امکان می دهد یک منبع ثابت آب گرم و در زمستان نیز رادیاتورهای گرم دریافت کنید.

سه نوع کلکسیونر وجود دارد که در طراحی متفاوت هستند

امروزه 3 نوع از این دستگاه ها وجود دارد:

• هوا؛
• لوله ای؛
• تخت.

هوا

کلکتورهای هوا از صفحات تیره رنگ تشکیل شده است

جمع کننده های هوا صفحات سیاه رنگی هستند که با شیشه یا پلاستیک شفاف پوشانده شده اند. هوا به طور طبیعی یا با قدرت در اطراف این صفحات گردش می کند. هوای گرم برای گرم کردن اتاق های خانه یا خشک کردن لباس ها استفاده می شود.

مزیت آن سادگی فوق العاده طراحی و هزینه کم است. تنها اشکال استفاده از گردش هوای اجباری است. اما شما می توانید بدون آن انجام دهید.

لوله ای

مزیت چنین کلکسیونی سادگی و قابلیت اطمینان است

کلکتورهای لوله‌ای شبیه چندین لوله شیشه‌ای هستند که پشت سر هم قرار گرفته‌اند و در داخل با مواد جاذب نور پوشانده شده‌اند. آنها به یک منیفولد مشترک متصل می شوند و مایع در آنها گردش می کند. چنین کلکتورهایی برای انتقال انرژی دریافتی 2 راه دارند: مستقیم و غیر مستقیم. روش اول در زمستان استفاده می شود. مورد دوم در تمام طول سال استفاده می شود. با استفاده از لوله‌های خلاء تفاوتی وجود دارد: یکی در دیگری وارد می‌شود و بین آنها خلاء ایجاد می‌شود.

این کار آنها را از محیط عایق می کند و گرمای حاصل را بهتر حفظ می کند. مزایای آن سادگی و قابلیت اطمینان است. از معایب آن می توان به هزینه بالای نصب اشاره کرد.

تخت

برای اینکه کلکتورها کارآمدتر کار کنند، مهندسان استفاده از متمرکز کننده ها را پیشنهاد کردند

کلکتور صفحه تخت رایج ترین نوع است. او بود که به عنوان نمونه ای برای توضیح اصل عملکرد این دستگاه ها عمل کرد. مزیت این تنوع سادگی و کم هزینه بودن آن نسبت به سایرین است. نقطه ضعف آن اتلاف حرارت قابل توجه است که سایر زیرگروه ها از آن رنج نمی برند.

برای بهبود سیستم های خورشیدی موجود، مهندسان استفاده از چیزی شبیه آینه به نام متمرکز کننده را پیشنهاد کردند. آنها به شما اجازه می دهند دمای آب را از استاندارد 120 به 200 درجه سانتیگراد افزایش دهید. به این دسته از کلکتورها، کلکتورهای غلظت می گویند. این یکی از گران ترین گزینه ها است که بدون شک یک نقطه ضعف است.

دستورالعمل های کامل برای ساخت و نصب کلکتور خورشیدی در مقاله بعدی ما:

استفاده از انرژی باد

اگر باد می تواند گله های ابر را به حرکت درآورد، چرا از انرژی آن برای چیزهای مفید دیگر استفاده نکنیم؟ جستجو برای پاسخ به این سوال مهندسان را به ایجاد یک ژنراتور بادی سوق داد. این دستگاه معمولاً شامل موارد زیر است:

• ژنراتور؛
• برج بلند؛
• تیغه هایی که برای گرفتن باد می چرخند؛
• باتری ها؛
• سیستم های کنترل الکترونیکی

اصل عملکرد یک ژنراتور بادی بسیار ساده است. تیغه ها که در اثر باد شدید می چرخند، محورهای انتقال (در اصطلاح رایج، گیربکس) را می چرخانند. آنها به یک دینام متصل می شوند. گیربکس و ژنراتور در یک گهواره یا به عبارت دیگر یک تله کابین قرار دارند. ممکن است مکانیزم چرخشی داشته باشد. ژنراتور به اتوماسیون کنترل و ترانسفورماتور افزایش دهنده ولتاژ متصل است. پس از ترانسفورماتور، ولتاژی که مقدار آن افزایش یافته است، به سیستم تغذیه عمومی ارسال می شود.

ژنراتورهای بادی برای مناطقی که دائما باد می وزد مناسب هستند

از آنجایی که ایجاد ژنراتورهای بادی برای مدت طولانی مورد مطالعه قرار گرفته است، پروژه هایی برای طرح های متنوعی برای این دستگاه ها وجود دارد. مدل های با محور چرخش افقی فضای بسیار زیادی را اشغال می کنند، اما ژنراتورهای بادی با محور چرخش عمودی بسیار فشرده تر هستند. البته برای کارکرد موثر دستگاه به باد نسبتاً قوی نیاز است.

مزایای:

• بدون انتشار؛
• خودمختاری؛
• استفاده از یکی از منابع تجدیدپذیر؛

ایرادات:

• نیاز به باد مداوم؛
• قیمت اولیه بالا؛
• نویز چرخش و تابش الکترومغناطیسی؛
• مناطق وسیعی را اشغال می کند.

مولد باد باید تا حد امکان در بالاترین سطح قرار گیرد تا عملکرد آن موثر باشد. مدل هایی که دارای محور چرخش عمودی هستند نسبت به مدل هایی با چرخش افقی فشرده تر هستند

راهنمای گام به گام ساخت ژنراتور باد با دستان خود در وب سایت ما:

آب به عنوان منبع انرژی

معروف ترین روش استفاده از آب برای تولید برق، البته برق آبی است. اما او تنها نیست. انرژی جزر و مد و انرژی جریان ها نیز وجود دارد. و حالا به ترتیب

نیروگاه برق آبی سدی است که دارای چندین دروازه برای رهاسازی کنترل شده آب است. این دروازه ها به پره های ژنراتور توربین متصل می شوند. جریان تحت فشار، آب آن را می چرخاند و در نتیجه برق تولید می کند.

ایرادات:

• سیل ساحلی؛
• کاهش تعداد ساکنان رودخانه؛

ایستگاه های ویژه ای برای استفاده از انرژی آب ساخته شده است

قدرت جریان ها

این روش تولید انرژی شبیه به مولد باد است، تنها تفاوت آن در این است که ژنراتور با پره های بزرگ در عرض یک جریان بزرگ دریایی قرار می گیرد. مثلاً گلف استریم. اما این بسیار گران است و از نظر فنی دشوار است. بنابراین، تمام پروژه های بزرگ در حال حاضر روی کاغذ باقی می مانند. با این حال، پروژه های کوچک اما در حال انجام وجود دارد که قابلیت های این نوع انرژی را نشان می دهد.

انرژی جزر و مد

ساختار نیروگاهی که این نوع انرژی را به الکتریسیته تبدیل می کند، سدی عظیم است که در یک خلیج دریا قرار دارد. دارای سوراخ هایی است که آب از طریق آن به سمت عقب نفوذ می کند. آنها توسط خط لوله به ژنراتورهای الکتریکی متصل می شوند.

یک نیروگاه جزر و مدی به شرح زیر عمل می کند: در هنگام جزر و مد، سطح آب بالا می رود و فشاری ایجاد می کند که می تواند محور ژنراتور را بچرخاند. در پایان جزر، ورودی ها بسته می شوند و در هنگام جزر که پس از 6 ساعت اتفاق می افتد، خروجی ها باز می شوند و این روند در جهت مخالف تکرار می شود.

مزایای این روش:

• خدمات ارزان؛
• یک جاذبه گردشگری

ایرادات:

• هزینه های قابل توجه ساخت و ساز؛
• آسیب به جانوران دریایی؛
• اشتباهات طراحی می تواند باعث آبگرفتگی شهرهای مجاور شود.

کاربرد بیوگاز

در طی پردازش بی هوازی زباله های آلی، به اصطلاح بیوگاز آزاد می شود. در نتیجه مخلوطی از گازها متشکل از متان، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ژنراتور برای تولید بیوگاز شامل موارد زیر است:

• مخزن مهر و موم شده؛
• مارپیچ برای مخلوط کردن زباله های آلی؛
• لوله برای تخلیه توده زباله؛
• گردن برای پر کردن زباله و آب؛
• لوله ای که گاز حاصل از آن جریان می یابد.

اغلب، ظرفی برای پردازش زباله نه روی سطح، بلکه در ضخامت خاک نصب می شود. برای جلوگیری از نشت گاز حاصل، آن را کاملاً آب بندی می کنند. لازم به یادآوری است که در طول فرآیند انتشار بیوگاز، فشار در مخزن به طور مداوم افزایش می یابد، بنابراین گاز باید به طور منظم از مخزن خارج شود. علاوه بر بیوگاز، فرآوری منجر به یک کود آلی عالی مفید برای رشد گیاهان می شود.

دستگاه و قوانین عملیاتی این نوع مشمول الزامات ایمنی افزایش یافته است، زیرا بیوگاز برای استنشاق خطرناک است و می تواند منفجر شود. با این حال، در تعدادی از کشورهای جهان، به عنوان مثال، در چین، این روش تولید انرژی کاملاً گسترده است.

نصب مشابه برای تولید بیوگاز می تواند گران باشد

این محصول بازیافت زباله را می توان به صورت زیر استفاده کرد:

• مواد خام برای نیروگاه های حرارتی و نیروگاه های تولید همزمان؛
• تعویض گاز طبیعی در اجاق گاز، مشعل و دیگ.

از نقاط قوت این نوع سوخت تجدیدپذیری و در دسترس بودن به ویژه در روستاها مواد اولیه برای فرآوری است. این نوع سوخت دارای معایبی نیز می باشد از جمله:

• انتشار احتراق؛
• تکنولوژی تولید ناقص؛
• قیمت دستگاه تولید بیوگاز

طراحی ژنراتور برای تولید بیوگاز بسیار ساده است، اما در حین کار باید احتیاط کرد، زیرا بیوگاز یک ماده قابل اشتعال است که برای سلامتی خطرناک است.

ترکیب و مقدار بیوگاز به دست آمده از زباله به بستر بستگی دارد. بیشترین گاز با استفاده از چربی، غلات، گلیسیرین فنی، چمن تازه، سیلو و غیره به دست می آید. معمولاً مخلوطی از فضولات حیوانی و گیاهی در مخزن بارگذاری می شود که مقدار معینی آب به آن اضافه می شود. در تابستان توصیه می شود رطوبت توده را به 94-96 درصد افزایش دهید و در زمستان رطوبت 88-90 درصد کافی است. آب عرضه شده به مخزن زباله باید تا 35-40 درجه گرم شود، در غیر این صورت فرآیندهای تجزیه کند می شود. برای حفظ گرما، لایه ای از مواد عایق حرارتی در قسمت بیرونی مخزن نصب می شود.

کاربرد سوخت های زیستی (بیوگاز)

عملکرد یک پمپ حرارتی بر اساس اصل کارنو معکوس است. این دستگاه نسبتاً بزرگ و کاملاً پیچیده ای است که انرژی حرارتی کم پتانسیل را از محیط جمع آوری کرده و آن را به انرژی با پتانسیل بالا تبدیل می کند. اغلب از پمپ های حرارتی برای گرم کردن اتاق ها استفاده می شود. دستگاه شامل:

• مدار خارجی با مایع خنک کننده؛
• مدار داخلی با مایع خنک کننده؛
• اواپراتور؛
• کمپرسور؛
• خازن

این سیستم همچنین از فریون استفاده می کند. مدار خارجی پمپ حرارتی می تواند انرژی را از رسانه های مختلف جذب کند: زمین، آب، هوا. هزینه کار برای ایجاد آن به نوع پمپ و پیکربندی آن بستگی دارد. سخت ترین چیز برای نصب یک پمپ زمین به آب است که در آن مدار بیرونی به صورت افقی در خاک قرار دارد، زیرا این کار نیاز به حفاری در مقیاس بزرگ دارد. اگر در نزدیکی خانه حجمی از آب وجود دارد، ساخت پمپ حرارتی آب به آب منطقی است. در این مورد، مدار بیرونی به سادگی به مخزن پایین می آید.

یک پمپ حرارتی انرژی کم درجه از زمین، آب یا هوا را به انرژی حرارتی با درجه بالا تبدیل می کند که می تواند ساختمان را به طور کاملا موثر گرم کند.

راندمان یک پمپ حرارتی نه به میزان بالای دمای محیط، بلکه به قوام آن بستگی دارد. یک پمپ حرارتی که به درستی طراحی و نصب شده باشد می تواند گرمای کافی برای خانه در طول زمستان فراهم کند، حتی زمانی که دمای آب، زمین یا هوا بسیار پایین است. در تابستان، پمپ های حرارتی می توانند به عنوان تهویه مطبوع عمل کنند و خانه شما را خنک کنند.

برای استفاده از چنین پمپ هایی ابتدا باید کار حفاری را انجام دهید

مزایای این تاسیسات عبارتند از:

• بهره وری انرژی؛
• ایمنی آتش؛
• چند کارکردی؛
• عملیات طولانی مدت تا اولین تعمیر اساسی.

نقاط ضعف چنین سیستمی عبارتند از:

• قیمت اولیه بالا در مقایسه با سایر روش های گرمایش ساختمان؛
• نیاز برای وضعیت شبکه منبع تغذیه؛
• پر سر و صداتر از دیگ بخار گاز کلاسیک؛
• نیاز به عملیات حفاری

ویدئو: پمپ های حرارتی چگونه کار می کنند

همانطور که می بینید برای تامین گرما و برق خانه خود می توانید از انرژی خورشیدی، باد و آب استفاده کنید. هر روشی مزایا و معایب خاص خود را دارد. اما با این وجود، از بین تمام گزینه های موجود، می توانید از روشی استفاده کنید که هم ارزان و هم موثر باشد.

وقتی مردم در مورد انرژی جایگزین صحبت می کنند، معمولاً منظورشان تأسیساتی برای تولید انرژی الکتریکی از منابع تجدیدپذیر - نور خورشید و باد است. در عین حال، آمار ایستگاه هایی را که از نیروی جزر و مد دریا و اقیانوس استفاده می کنند و همچنین نیروگاه های زمین گرمایی را حذف می کند. اگرچه، این منابع انرژی نیز تجدیدپذیر هستند. با این حال، آنها سنتی هستند و سال هاست که در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

ایده استفاده از انرژی باد و خورشید برای تولید برق بسیار جذاب است. پس از همه، این به شما امکان می دهد مصرف سوخت را متوقف کنید. حتی منظره آشنا نیز باید تغییر کند. دودکش های نیروگاه های حرارتی و تابوت های نیروگاه های هسته ای ناپدید خواهند شد. بسیاری از کشورها دیگر به سوخت های فسیلی وابسته نخواهند بود. به هر حال، خورشید و باد در همه جای زمین هستند.

اما آیا چنین انرژی می تواند جایگزین انرژی سنتی شود؟ خوش بینان معتقدند که این اتفاق خواهد افتاد. بدبینان دیدگاه متفاوتی نسبت به این مشکل دارند.

آمارهای جهانی این را نشان می دهد رشد سرمایه گذاری در انرژی های جایگزین از سال 2012 کاهش یافته است. حتی کاهش در اعداد مطلق وجود دارد. این کاهش در مقیاس جهانی عمدتاً ناشی از ایالات متحده آمریکا و کشورهای اروپای غربی بود. حتی نمی توان آن را با رشد سرمایه گذاری های ژاپنی و چینی جبران کرد.

شاید آمار تا حدودی تحریف شده باشد، زیرا شمارش تولیدکنندگان نقطه ای انرژی جایگزین عملا غیرممکن است - پنل های خورشیدی منفرد روی سقف ساختمان های مسکونی، توربین های بادی که در مزارع فردی خدمت می کنند. و به گفته کارشناسان، آنها حدود یک سوم انرژی های جایگزین را تشکیل می دهند.

آلمان به درستی پیشرو در تولید برق از منابع تجدیدپذیر در نظر گرفته می شود.از بسیاری جهات، بخش انرژی آن نوعی محل آزمایش برای توسعه مدل‌های امیدوارکننده است. ظرفیت تولید بادی و خورشیدی نصب شده آن 80 گیگاوات است. 40 درصد ظرفیت متعلق به افراد خصوصی و حدود 10 درصد به کشاورزان است. و فقط نیمی از آن به شرکت ها و دولت می رسد.

تقریباً هر دوازدهم شهروند آلمانی دارای تأسیسات انرژی جایگزین است. تقریباً همین ارقام مشخصه ایتالیا و اسپانیا است. نیروگاه های خورشیدی به یک شبکه مشترک متصل هستند، بنابراین صاحبان آنها به طور همزمان برق تولید و مصرف می کنند.

در سال‌های گذشته، مصرف‌کنندگان می‌توانستند انرژی جایگزین را فقط در هوای آفتابی دریافت کنند، اما اکنون استفاده از کل مجتمع‌هایی که در آن پنل‌های خورشیدی با باتری‌ها - سرب سنتی یا لیتیوم مدرن - تکمیل می‌شوند، به طور فعال در حال گسترش است. این باعث می شود انرژی اضافی جمع شود تا بعداً در شب یا در هوای بد از آن استفاده شود.

کارشناسان تخمین می زنند که چنین ترکیبی به خانواده متوسط ​​اروپایی که چهار نفر است اجازه می دهد تا 60 درصد در مصرف برق خود صرفه جویی کنند. 30 درصد صرفه جویی مستقیم از طریق پنل های خورشیدی و 30 درصد دیگر از باتری ها حاصل می شود.

صرفه جویی قابل توجه است، اما هزینه چنین انرژی بسیار بالا است. یک باتری شش کیلووات ساعتی به طور متوسط ​​5000 یورو قیمت دارد.اگر هزینه نصب، نگهداری، مالیات و سایر هزینه ها را اضافه کنید، نصب شش کیلووات ساعت بین ده تا بیست هزار یورو هزینه خواهد داشت. اکنون در آلمان تعرفه برق حدود 25 سنت وجود دارد. بنابراین، دوره بازگشت سرمایه برای نصب جایگزین برای یک خانواده حدود سی سال خواهد بود.

واضح است که هیچ باتری آنقدر دوام نخواهد آورد. اما این فقط برای فناوری های امروزی صادق است. به گفته کارشناسان، هزینه باتری ها و پنل های خورشیدی کاهش می یابد و تعرفه برق افزایش می یابد. این گونه است که صاحبان بسیاری از شرکت ها، به ویژه گوگل، چشم انداز را می بینند. این شرکت پیشرو در سرمایه گذاری در توسعه انرژی های جایگزین در ایالات متحده است. برای برجسته کردن این نکته، پنل های خورشیدی در پارکینگ دفتر مرکزی آن نصب شده است.

در اروپای غربی، برخی از کارخانه‌های فولاد و تولیدکنندگان سیمان می‌گویند که آماده‌اند بخشی از انرژی خود را از صفحات خورشیدی در آینده نزدیک استفاده کنند.

تعدادی از کارشناسان کاهش شدید تقاضا برای انواع سنتی انرژی و از بین رفتن انرژی هسته ای را در آینده قابل پیش بینی پیش بینی می کنند. شرکت های انرژی آمریکایی نیز احتمالاً به این ارزیابی ها گوش می دهند. بنابراین، در سال های اخیر در ایالات متحده، کمیسیون تنظیم کننده انرژی هسته ای هیچ یک از پروژه های نیروگاه هسته ای را تایید نکرده است.

با این حال، با وجود تمام چشم اندازهای روشن، انرژی جایگزین سوالاتی را ایجاد می کند که هنوز پاسخ روشنی برای آنها وجود ندارد. یکی از مشکلات اصلی این است که توسعه صنعت عمدتاً با حمایت های عظیم دولت اتفاق می افتد.عدم اطمینان در مورد ادامه این وضعیت در سال های آینده بود که باعث کاهش علاقه سرمایه گذاران در ایالات متحده شد که قبلاً در مورد آن نوشته شده بود. همین تصویر در ایتالیا مشاهده می شود که دولت آن تعرفه های خوراک را برای کاهش کسری بودجه کاهش داده است.

آلمان حدود یک چهارم کل برق را با استفاده از منابع جایگزین تولید می کند و حتی آن را صادر می کند. مشکل اینجاست که این انرژی برای رسیدن به بازار اولویت دارد. و این قبلاً علیه تأمین کنندگان سنتی تبعیض قائل شده و منافع اقتصادی آنها را نقض می کند. دولت با استفاده از فناوری جایگزین به تولید یارانه می دهد، اما پول یارانه با افزایش تعرفه ها به دست می آید. برای آلمانی ها، تقریباً 20 درصد هزینه برق اضافه پرداخت است.

هر چه الکتریسیته سبز بیشتر تولید شود، بقای شرکت های انرژی سنتی سخت تر می شود. تجارت آنها در آلمان هم اکنون در معرض تهدید است. تولیدکنندگان بزرگ انرژی، با سرمایه گذاری در تولید جایگزین، در دام خودشان افتادند. سهم زیادی از برق سبز قیمت عمده فروشی را پایین آورده است.

پنل‌های خورشیدی و توربین‌های بادی در روزهای ابری و در نبود باد نمی‌توانند انرژی تولید کنند، بنابراین هنوز نمی‌توان نیروگاه‌های حرارتی را رها کرد، اما با توجه به اولویت برق جایگزین، ظرفیت‌های تولید نیروگاه‌های حرارتی مجبور به بیکار شدن هستند. در هوای آفتابی و در روزهای بادی و این امر باعث افزایش هزینه تولید خود شده و مصرف کنندگان را تحت تاثیر قرار می دهد.

هنگام صحبت در مورد برق جایگزین و توجیه مقرون به صرفه بودن آن در آینده، معمولاً فقط به هزینه خود تاسیسات تکیه می کنند. اما برای اینکه کل سیستم انرژی کار کند و مصرف کننده برق را بدون وقفه دریافت کند، باید ظرفیت های سنتی را در اختیار داشت که در نتیجه فقط یک پنجم ظرفیت تولید آنها بارگیری می شود و این یک اضافی است. هزینه. به علاوه، برای اطمینان از جریان برق از طریق آن بر اساس اصول جدید، باید شبکه برق را به طور اساسی مدرن کرد، آن را "هوشمند" کرد. همه اینها نیاز به سرمایه گذاری های چند میلیارد دلاری دارد و هنوز کاملاً مشخص نیست که چه کسی آنها را تأمین مالی می کند.

در مطبوعات، انرژی جایگزین به عنوان یک صنعت تقریباً بدون مشکل به تصویر کشیده می شود که وعده تولید برق ارزان و سازگار با محیط زیست در آینده را می دهد، اما تجارت جدی خطرات مرتبط با آن را درک می کند. حمایت دولت منبع مالی چندان قابل اعتمادی نیست. چنین "بهار" می تواند هر لحظه خشک شود.

و یک مشکل مهم دیگر. تاسیسات خورشیدی و بادی نیاز به تصاحب زمین های عظیمی دارند. اگر برای شرایط ایالات متحده این مشکل بزرگی نیست، اروپای غربی پرجمعیت است. بنابراین پروژه های بزرگ مرتبط با انرژی های جایگزین هنوز اجرایی نشده است.

شرکت های انرژی با تلاش برای به حداقل رساندن ریسک، به صورت مشترک با صندوق های مختلف از جمله شرکت های بازنشستگی و بیمه سرمایه گذاری می کنند. اما حتی در آلمان، همه پروژه‌های در حال اجرا در مقیاس بزرگ نیستند، بلکه هدفمند هستند. هنوز تجربه ای در زمینه ایجاد و بهره برداری طولانی مدت از ظرفیت های بزرگ تولیدی در جهان وجود ندارد.

تاکنون مشکلات انرژی های جایگزین و خطرات آن عمدتاً توسط کارشناسان مورد بحث قرار گرفته است و به همین دلیل برای جامعه ارتباطی به نظر نمی رسد. انرژی، مانند هر سیستم پیچیده، منشعب و مستقر دیگری، اینرسی زیادی دارد. و تنها سالها توسعه هر روند جدید می تواند آن را به جلو برساند. به همین دلیل، به احتمال زیاد، توسعه انرژی های جایگزین همچنان با حمایت دولت اتفاق می افتد و مطلوب ترین برخورد را خواهد داشت.

لابی "سبز" روز به روز در ایالات متحده فعال تر می شود. حتی محققان جدی روی انرژی جایگزین شرط بندی می کنند. بنابراین، طبق گزارشی از دانشگاه استنفورد، ایالت نیویورک می تواند تا سال 2030 نیازهای برق خود را از طریق تاسیسات خورشیدی و بادی به طور کامل تامین کند. در عین حال، این گزارش نشان می دهد که اگر آنها به درستی در سراسر ایالت قرار داشته باشند، دیگر نیازی به حفظ ظرفیت های عملیاتی تولید حرارتی در ذخیره نیست. درست است، نویسندگان گزارش پیشنهاد نمی کنند که انرژی سنتی را به طور کامل کنار بگذارند.

انرژی جایگزین دیگر عجیب و غریب نیست. واضح است که با توسعه آن، تعداد مشکلات مرتبط با آن فقط افزایش خواهد یافت.

تصور یک فرد مدرن که با مشکل آلودگی جو زمین با محصولات احتراق هیدروکربن ها آشنا نباشد دشوار است. تعدادی از اسناد بین المللی و مهمتر از همه، موافقتنامه کیوتو (1997-1999) شواهدی است که نشان می دهد جامعه بین المللی و ادارات بسیاری از کشورها نگران میزان انتشار گازهای گلخانه ای در جو هستند و عوامل محدود کننده ای را پیشنهاد می کنند. یکی از راه های کاهش سوزاندن منابع اولیه جایگزینی آنها با انواع جایگزین انرژی است.

حوادث در نیروگاه های هسته ای: 1979 نیروگاه هسته ای جزیره سه مایل، پنسیلوانیا، ایالات متحده; 1986 نیروگاه هسته ای چرنوبیل، اوکراین; 2011 نیروگاه هسته ای فوکوشیما-1، ژاپن، یک مشکل جهانی جدید را برای محیط زیست و انسان آشکار کرد و همچنین از طریق انرژی های جایگزین حل می شود. به عنوان مثال. دولت آلمان تا 9 سال آینده از انرژی هسته ای استفاده نخواهد کرد. یک جایگزین، انرژی باد از سواحل بارنتس و دریاهای شمال، انرژی خورشیدی و انرژی زیست توده است.

از بین منابع انرژی جایگزین و تجدیدپذیر، بیشترین تقاضا در حال حاضر سوخت زیستی مایع، سوخت زیستی جامد، بیوگاز، انرژی خورشیدی و بادی است.

سوخت زیستی مایع

سوخت از مواد خام گیاهی یا حیوانی و ضایعات صنعتی. سوخت زیستی برای موتورهای احتراق داخلی (اتانول، متانول، بیودیزل و غیره) ضروری است، یعنی می توان از آن در حمل و نقل جاده ای استفاده کرد. تولیدکنندگان اصلی سوخت های زیستی مایع ایالات متحده آمریکا و برزیل هستند که هر کدام 45 درصد از کل تولید جهان را تشکیل می دهند. ما فرآیندهای تکنولوژیکی تولید و مشخصات به دست آوردن سوخت زیستی مایع را شرح نمی دهیم.

کارشناسان معتقدند که معایب اصلی در توسعه صنعت سوخت زیستی عبارتند از:

- کاهش سطح زیر کشت محصولات غذایی و توزیع مجدد به نفع محصولات سوختی که به معنای کاهش عرضه خوراک طیور و دام است.
- در نتیجه افزایش تولید سوخت زیستی، تعداد افراد گرسنه روی کره زمین ممکن است به بیش از 1 میلیون نفر افزایش یابد.

مزیت اصلی سوزاندن سوخت های زیستی اثر زیست محیطی است. استفاده از سوخت های زیستی یک "فناوری کربن خنثی" در نظر گرفته می شود: ابتدا کربن اتمسفر (به شکل CO2) توسط گیاهان تثبیت می شود و سپس با سوزاندن مواد به دست آمده از این گیاهان آزاد می شود. لازم به ذکر است که مقدار کل CO2 آزاد شده در طول تولید و استفاده از چنین سوخت های زیستی تقریباً مشابه با استفاده از سوخت های فسیلی سنتی است، اما برای نوع خاصی از گیاهان.

عامل مثبت بعدی را می توان استفاده از زمین های کشاورزی خارج شده از گردش دانست. رشد مواد اولیه برای تولید سوخت های زیستی در این زمین ها، سهم سوخت های زیستی در حمل و نقل را از 10 درصد به 25 درصد افزایش می دهد. در ایالات متحده آمریکا و اروپا، یک استاندارد برای سوخت زیستی وجود دارد - سوخت E85 (85٪ اتانول و 15٪ بنزین). در تعدادی از کشورهای اروپایی، مخلوط اتیل الکل و بنزین در حال حاضر 25٪ ارزان تر از بنزین خالص است. دولت های تعدادی از کشورها مشوق های مالیاتی را برای فروش خودروهایی که با سوخت زیستی کار می کنند، در نظر می گیرند.

1. بر اساس مزایای زیست محیطی و اقتصادی سوخت زیستی، آیا فکر می کنید اگر وسیله نقلیه شخصی دارید، استفاده از سوخت زیستی در آن مفید است؟

سوخت زیستی جامد

هیزم قدیمی ترین سوخت مورد استفاده انسان است. در حال حاضر جنگل های انرژی ویژه ای در حال رشد هستند که از گونه های گیاهی سریع رشد می کنند که در نتیجه پردازش بیشتر به عنوان سوخت بیولوژیکی جامد استفاده می شود. علاوه بر هیزم، گلوله های سوخت و بریکت ها محصولات فشرده ساخته شده از ضایعات چوب هستند: خاک اره، خرده های چوب، پوست درخت، ضایعات چوب درختان و غیره. کاه، ضایعات کشاورزی (پوسته آفتابگردان، پوست آجیل، کود دامی، فضولات مرغ) و سایر زیست توده ها، همه این سوخت زیستی جامد است.

پیشنهادات زیادی در بازار برای فروش دیگ های سوخت جامد برای گرمایش و سوخت برای آنها به صورت گلوله های چوبی وجود دارد. به عنوان مثالی که مزایای استفاده از سوخت های زیستی جامد را تأیید می کند، واقعیت جالب زیر را بیان می کنم. اکنون در اروپا و به ویژه در اوکراین، از سال 2010، انرژی بید سوئدی رشد کرده است. بید افزایش زیادی در زیست توده دارد و هم در تالاب ها و هم در زمین های زراعی تازه رشد می کند.

هنگام سوزاندن، محتوای خاکستر کم است. از نظر گرمای احتراق، تراشه‌های بید 28 درصد کمتر از گاز طبیعی هستند، اما 2.5 تا 4 برابر ارزان‌تر هستند. بویلرهایی که از ضایعات بید بریکت شده استفاده می کنند به طور خودکار کار می کنند و در مقایسه با گرمایش گازی تا 75 درصد صرفه جویی می کنند. محدوده دیگ های بخار از 21 کیلو وات تا 1000 کیلو وات است و برای خانه های شخصی، کلبه ها، کلبه ها و تاسیسات صنعتی در نظر گرفته شده است.

2. به من بگویید، در عصر افزایش قیمت زغال سنگ، گاز و برق، آیا ما به انرژی جایگزین در قالب سوخت زیستی جامد نیاز داریم؟

بیوگاز توسط متان (بی هوازی، یعنی بدون دسترسی به هوا) تخمیر زیست توده تولید می شود که در نتیجه عمل سه نوع باکتری تجزیه می شود. اینها باکتری های هیدرولیتیک، اسید ساز و متان ساز هستند و هر نوع باکتری بعدی از مواد زائد قبلی تغذیه می شود. در نتیجه تخمیر، ترکیبات آلی پیچیده ایجاد می شود و تحت تأثیر باکتری ها به متان CH4 و دی اکسید کربن CO2 تبدیل می شوند. مواد خام برای تولید بیوگاز زباله های آلی است: کود، فضولات پرندگان، غلات و ضایعات گیاهی.

بیوگاز خام به طور متوسط ​​حاوی 65 درصد متان و 35 درصد CO2، رطوبت و سایر ناخالصی ها است. درست مانند گاز طبیعی، یعنی گاز استخراج شده از زیرزمین، قبل از استفاده در موتور احتراق داخلی، بیوگاز تحت غنی سازی (تا 95 درصد متان)، تصفیه، خشک شدن و فشرده سازی قرار می گیرد.

خواص فیزیکوشیمیایی و زیست محیطی بیوگاز خالص و گاز طبیعی تقریباً یکسان است، بنابراین از تجهیزات سوخت یکسانی برای آنها استفاده می شود. بیوگاز به عنوان سوخت در دیگ های گرمایش و ژنراتورها برای تولید انرژی مکانیکی و الکتریکی استفاده می شود. یک عامل مهم در فناوری بیوگاز برای فرآوری کود گاوی، کود مرغ، کود خوک و سایر ضایعات کشاورزی ارگانیک، تشکیل کودهای زیستی است.

کود زیستی حاوی تمام اجزای ضروری کودها (نیتروژن، فسفر، پتاسیم، عناصر ماکرو و میکرو) به شکل حل شده و متعادل در نسبت های لازم برای گیاهان و همچنین محرک های فعال بیولوژیکی رشد است که بهره وری را دو یا چند برابر افزایش می دهد. امروزه نیروگاه های بیوگاز به طور فشرده در بخش کشاورزی به عنوان منبع جایگزین سوخت و به ویژه در خانوارهای خصوصی معرفی می شوند.

نمونه ای از تولید بیوگاز در خانه (منطقه لیپتسک، روسیه).

صاحب مزرعه اش چاله بزرگی حفر کرد. من آن را با حلقه های بتنی آستر کردم، سپس آن را با زنگ آهنی پوشاندم. 1.5 تن کود دامی را با 3.5 تن ضایعات - برگ های پوسیده، سر و غیره مخلوط کنید. مخلوط را در سوراخ قرار دهید. به اندازه ای آب اضافه کردم که رطوبت تقریبا 60-70 درصد بود. با استفاده از یک کویل، مخلوط را تا 35 درجه گرم کنید. تحت تأثیر دما، مخلوط شروع به تخمیر کرد و در صورت عدم وجود هوا، دما به 70 درجه افزایش یافت. فرآیند تولید 2 هفته طول کشید.

او اقدامات لازم را برای جلوگیری از انفجار انجام داد - نصب وزنه تعادل بر گنبد، استفاده از کابل و رهاسازی دوره ای گاز. روزانه حدود 40 متر مکعب بیوگاز دریافت می کردم. برای گرم کردن خانه از گاز استفاده می شد. پنج تن از مخلوط برای او کافی بود تا نصب را به مدت شش ماه کار کند. زباله های به دست آمده در نتیجه نصب کود عالی برای باغ است.

3. اگر یک مزرعه خصوصی، دام و طیور دارید، یا اقوام یا دوستانتان مزرعه خصوصی دارند، و منطقه ای که در آن زندگی می کنید نیاز به گازدار شدن دارد، در مورد ایجاد سیستم گرمایشی برای خانه خود چه تصمیمی خواهید گرفت؟

انرژی خورشیدی.

استفاده گسترده از انرژی خورشیدی برای نیازهای خانگی (روشنایی، گرمایش خانه ها، آب و غیره) یک واقعیت قدیمی برای بسیاری از کشورهای توسعه یافته است. توسعه سریع انرژی خورشیدی مبتنی بر فناوری‌های جدید، ما را مجبور می‌کند تا در مورد چشم‌انداز تامین انرژی خانه‌های خود تجدید نظر کنیم. انرژی خورشیدی سازگار با محیط زیست، نسبتاً ارزان و مهمتر از همه همیشه است.

ما در مقاله http://site/page/solnechnaja-batareja-sdelaju-sam جزئیات ساخت کلکتورهای خورشیدی را با دست خودمان مورد بحث قرار دادیم. باتری خورشیدی، خودم این کار را انجام خواهم داد.» امروزه ما به ویژه از این واقعیت خوشحالیم که فرزندانمان به انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای نیازهای روزمره علاقه مند هستند. در اینجا چیزی است که یک دانش آموز باشقیر از روسیه از روسیه می نویسد که یک مدل خانه با باتری خورشیدی ساخته است: "استفاده از برق از صفحات خورشیدی نه تنها به دلیل هزینه کم آن مفید است، بلکه به این دلیل که به بدن آسیب نمی رساند. محیط.

اما روسیه و به ویژه باشکریا روزهای آفتابی کمی در سال دارند. بنابراین برای سود بیشتر برای طبیعت و اقتصاد، استفاده از منابع انرژی ترکیبی، یعنی انرژی خورشیدی، امروزه باید به عنوان مکملی بر منابع سوخت، هیدرولیک و انرژی هسته ای مورد توجه قرار گیرد. رویای من ایجاد یک کلان شهری است که تماماً با انرژی خورشیدی کار می کند. از طریق یک ایستگاه فضایی که پرتوهای خورشید را به نقطه خاصی از زمین هدایت می کند."

هنگام بازدید از دوستان، آنها در کیف در یک ساختمان مسکونی چند طبقه جدید زندگی می کنند، متوجه یک واقعیت جالب شدم. در سطح پشت بام یک ساختمان 22 طبقه سکویی وجود دارد که با حصار حصار شده است. در این سایت، درختان تزئینی سبز، احتمالاً توجا، در گلدان های مخصوص کاشته می شود. نمی دانم چرا این کار انجام شد و نتوانستم بفهمم.

در مدت اقامتم با دوستان برق به مدت 4 ساعت قطع شد (خانه گازرسانی نشده است). اجاق برقی، کتری برقی، آب گرم، گرمایش، تلویزیون، روشنایی، همه چیز خاموش است! اگر این مدت طولانی باشد چه باید کرد؟ بلافاصله به این فکر افتادم که چرا پنل های خورشیدی را روی پشت بام کنار فضاهای سبز (مساحت پشت بام 20 تا 50 مترمربع) نصب نکنیم و در مواقع قطعی برق را به ساکنان بر اساس طرح اضطراری هماهنگ با برق برق رسانی کنیم. باتری خورشیدی و دستگاه های ذخیره سازی

4. به نظر شما راهکارهایی که برای نصب پنل های خورشیدی در پشت بام ساختمان های مدرن پیشنهاد دادم قابل اجراست یا خیر؟

انرژی باد.

از انرژی باد در ژنراتورهای بادی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می شود. این منبع انرژی اساساً با منابع انرژی اولیه متفاوت است، زیرا مواد خام و زباله وجود ندارد. تنها نیاز مهم برای یک توربین بادی، میانگین سطح باد سالانه بالا است.

بر اساس فرصت‌های بازار، می‌توانید یک توربین بادی را با پول کاملاً معقول خریداری کنید و سال‌ها استقلال انرژی خانه خود را تضمین کنید. وظیفه تامین برق خودمختار یا تقریباً خودمختار مسکن از انرژی باد هنوز دشوار است. برای انجام چنین کاری، پروانه توربین بادی باید قطری در حدود 20 متر داشته باشد، بنابراین استفاده از ژنراتور بادی در یک خانوار باید از نظر صرفه جویی قابل توجه در هزینه تولید گرما و کاهش آن در نظر گرفته شود. مصرف برق از شبکه

و با این حال، برای اینکه در نهایت نظری در مورد امکان استفاده از توربین های بادی در زندگی روزمره داشته باشیم، ارقامی را ارائه می کنم. طبق گفته یونسکو، برای زندگی مطمئن و راحت در یک خانه روستایی، مصرف برق باید حداقل 2 کیلووات ساعت باشد. در روز به گفته کارشناسانی که مصرف برق چند ده خانواده را رصد کرده اند، مصرف واقعی برق یک خانواده سه نفره 3.5 کیلووات ساعت است. در روز (روشنایی، تلویزیون، کامپیوتر، پمپ، یخچال).

توربین های بادی تولید انبوه سازندگان مختلف با توان 1000 وات تا 2000 وات با سرعت متوسط ​​باد 5 متر بر ثانیه قادر به تولید از 8 کیلووات ساعت می باشند. تا 15 کیلووات ساعت در روز یعنی آنها به راحتی می توانند حداقل منبع تغذیه مستقل را برای یک خانه روستایی فراهم کنند.

5. آیا فکر می کنید با توجه به افزایش فعلی قیمت برق، ارزش نصب یک ژنراتور بادی به عنوان منبع تغذیه مستقل برای خانه خود را دارد؟

مشکلات زیست محیطی و نرخ رشد روزافزون قیمت نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی ما را مجبور می کند به دنبال راه هایی برای حل آنها باشیم. انواع جایگزین انرژی واقعیت امروزی است. تقریباً همه چیز به درک ما و اقدامات بعدی ما بستگی دارد. من به نتایج مثبت افزایش استفاده از منابع انرژی غیر سنتی و تجدیدپذیر از جمله در زندگی روزمره اعتقاد دارم، این با عمل ثابت شده است.

خواننده گرامی، تصادفی نبود که طرح کلی مقاله را به صورت نظرسنجی انتخاب کردم. واقعا امیدوارم بعد از مطالعه نظراتی که بیان کردم نظر خود را در یکی از زمینه ها یا در همه موارد بیان کنید. موضوعات بعدی انتشارات من به درک و پاسخ شما بستگی دارد. بدون شما نمی توانم این اطلاعات را جمع آوری کنم. برای تک تک افراد در سلامتی کامل آرزوی موفقیت دارم.

بر کسی پوشیده نیست که منابع مورد استفاده بشر امروزی محدود است، علاوه بر این، استخراج و استفاده بیشتر از آنها می تواند نه تنها منجر به انرژی، بلکه به فاجعه زیست محیطی شود. منابعی که به طور سنتی توسط بشر استفاده می شود - زغال سنگ، گاز و نفت - ظرف چند دهه به پایان می رسد و باید اقداماتی در حال حاضر در زمان ما انجام شود. البته، می‌توان امیدوار بود که دوباره مانند نیمه اول قرن گذشته، ذخایر غنی پیدا کنیم، اما دانشمندان مطمئن هستند که دیگر چنین ذخایر بزرگی وجود ندارند. اما در هر صورت، حتی کشف ذخایر جدید تنها امر اجتناب ناپذیر را به تأخیر می اندازد. در عین حال، ادامه توسعه فناوری های صرفه جویی در انرژی ضروری است.

در این مقاله به چندین مورد از امیدوار کننده ترین ایده هایی که از نظر دانشمندان مدرن بر اساس آن ها بخش انرژی آینده ساخته خواهد شد نگاه خواهیم کرد.

ایستگاه های خورشیدی

مردم از دیرباز به این فکر می‌کردند که آیا می‌توان آب را قبل از فرستادن آب در زیر اشعه خورشید، خشک کردن لباس‌ها و ظروف سفالی آن را به کوره گرم کرد، اما نمی‌توان این روش‌ها را موثر نامید. اولین ابزار فنی برای تبدیل انرژی خورشیدی در قرن 18 ظاهر شد. J. Buffon دانشمند فرانسوی آزمایشی را نشان داد که در آن موفق شد با استفاده از یک آینه مقعر بزرگ در هوای صاف چوب خشک را از فاصله حدود 70 متری مشتعل کند. هموطن او دانشمند معروف A. Lavoisier با استفاده از عدسی ها انرژی خورشید را متمرکز می کند و در انگلستان شیشه های دو محدب ایجاد می کنند که با تمرکز پرتوهای خورشید، چدن را تنها در چند دقیقه ذوب می کند.

دانشمندان علوم طبیعی آزمایش های زیادی را انجام دادند که ثابت کرد نور خورشید در زمین امکان پذیر است. با این حال، باتری خورشیدی که انرژی خورشیدی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کرد، نسبتاً اخیراً در سال 1953 ظاهر شد. این توسط دانشمندان آژانس ملی هوافضای ایالات متحده ایجاد شده است. قبلاً در سال 1959، برای اولین بار از یک باتری خورشیدی برای تجهیز یک ماهواره فضایی استفاده شد.

شاید حتی در آن زمان، دانشمندان با درک اینکه چنین باتری‌هایی در فضا بسیار کارآمدتر هستند، ایده ایجاد ایستگاه‌های خورشیدی فضایی را مطرح کردند، زیرا خورشید در یک ساعت به اندازه‌ای انرژی تولید می‌کند که تمام بشریت مصرف نمی‌کند. یک سال، پس چرا از آن استفاده نکنید؟ صنعت انرژی خورشیدی در آینده چگونه خواهد بود؟

از یک طرف، به نظر می رسد که استفاده از انرژی خورشیدی یک گزینه ایده آل است. با این حال، هزینه یک ایستگاه خورشیدی فضایی عظیم بسیار بالا است و علاوه بر این، بهره برداری از آن گران تمام خواهد شد. با گذشت زمان، زمانی که فناوری‌های جدید برای ارسال محموله به فضا و همچنین مواد جدید معرفی می‌شوند، اجرای چنین پروژه‌ای امکان‌پذیر می‌شود، اما در حال حاضر تنها می‌توانیم از باتری‌های نسبتاً کوچک در سطح سیاره استفاده کنیم. خیلی ها خواهند گفت که این هم خوب است. بله، در یک خانه خصوصی امکان پذیر است، اما برای تامین انرژی شهرهای بزرگ، بر این اساس، به تعداد زیادی پنل خورشیدی یا فناوری نیاز دارید که آنها را کارآمدتر کند.

جنبه اقتصادی موضوع نیز در اینجا وجود دارد: هر بودجه ای به شدت آسیب خواهد دید اگر وظیفه تبدیل کل شهر (یا کل کشور) به پنل های خورشیدی به آن سپرده شود. به نظر می رسد که می توان ساکنان شهر را ملزم به پرداخت مبالغ معینی برای تجهیز مجدد کرد، اما در این صورت آنها ناراضی خواهند بود، زیرا اگر مردم آماده انجام چنین هزینه هایی بودند، مدت ها پیش خودشان این کار را انجام می دادند: همه فرصت خرید باتری خورشیدی را دارد.

پارادوکس دیگری در مورد انرژی خورشیدی وجود دارد: هزینه های تولید. تبدیل مستقیم انرژی خورشید به الکتریسیته کارآمدترین کار نیست. تاکنون هیچ راهی بهتر از استفاده از پرتوهای خورشید برای گرم کردن آب پیدا نشده است که با تبدیل شدن به بخار، دینام را می چرخاند. در این حالت اتلاف انرژی به حداقل می رسد. بشریت می‌خواهد از پانل‌های خورشیدی و ایستگاه‌های خورشیدی «دوست‌دار محیط‌زیست» برای صرفه‌جویی در منابع روی زمین استفاده کند، اما چنین پروژه‌ای به مقدار زیادی از همان منابع و انرژی «غیر دوست‌دار محیط‌زیست» نیاز دارد. به عنوان مثال، اخیراً یک نیروگاه خورشیدی به مساحت حدود دو کیلومتر مربع در فرانسه ساخته شده است. هزینه ساخت حدود 110 میلیون یورو بدون احتساب هزینه های عملیاتی بود. با همه اینها، باید در نظر داشت که عمر مفید چنین مکانیزم هایی حدود 25 سال است.

باد

از زمان های بسیار قدیم مردم از انرژی باد نیز استفاده می کردند که ساده ترین نمونه آن دریانوردی و آسیاب های بادی است. امروزه نیز از توربین های بادی استفاده می شود و به ویژه در مناطقی مانند سواحل با بادهای دائمی موثر هستند. دانشمندان به طور مداوم در حال ارائه ایده هایی در مورد نحوه مدرن سازی دستگاه های موجود برای تبدیل انرژی باد هستند که یکی از آنها توربین های بادی به شکل توربین های شناور است. به دلیل چرخش مداوم، آنها می توانند در هوا در فاصله چند صد متری از زمین، جایی که باد قوی و ثابت است، "آویزان" شوند. این به برق رسانی به مناطق روستایی که در آن توربین های بادی استاندارد امکان پذیر نیست کمک می کند. علاوه بر این، چنین توربین‌های شناور می‌توانند به ماژول‌های اینترنتی مجهز شوند که با کمک آنها دسترسی مردم به شبکه جهانی وب فراهم شود.

جزر و مد و امواج

رونق انرژی خورشیدی و باد به تدریج در حال محو شدن است و دیگر انرژی های طبیعی توجه محققان را به خود جلب کرده است. استفاده از جزر و مد امیدوار کننده تر در نظر گرفته می شود. در حال حاضر حدود صد شرکت در سراسر جهان روی این موضوع کار می کنند و چندین پروژه وجود دارد که کارایی این روش تولید برق را به اثبات رسانده است. مزیت نسبت به انرژی خورشیدی این است که تلفات هنگام تبدیل یک انرژی به انرژی دیگر بسیار کم است: یک موج جزر و مدی توربین عظیمی را می چرخاند که الکتریسیته تولید می کند.

پروژه Oyster ایده ای برای نصب یک دریچه لولایی در کف اقیانوس است که آب را به سمت ساحل می راند و در نتیجه یک توربین هیدروالکتریک ساده را می چرخاند. فقط یک چنین نصب می تواند برق یک محله کوچک را تامین کند.

امواج جزر و مدی در حال حاضر با موفقیت در استرالیا مورد استفاده قرار می گیرند: کارخانه های نمک زدایی که با این نوع انرژی کار می کنند در شهر پرث نصب شده اند. کار آنها این امکان را فراهم می کند که آب شیرین را برای حدود نیم میلیون نفر تامین کند. انرژی طبیعی و صنعت نیز می توانند در این بخش تولید انرژی ترکیب شوند.

کاربرد تا حدودی با فناوری هایی که ما در نیروگاه های برق آبی رودخانه استفاده می کنیم متفاوت است. نیروگاه های برق آبی اغلب به محیط زیست آسیب می رسانند: مناطق اطراف آب گرفتگی می کنند و اکوسیستم ویران می شود، اما ایستگاه هایی که بر روی امواج جزر و مدی کار می کنند از این نظر بسیار ایمن تر هستند.

انرژی انسانی

یکی از فوق العاده ترین پروژه های موجود در لیست ما استفاده از انرژی افراد زنده است. به نظر خیره کننده و حتی تا حدودی وحشتناک می رسد، اما آنقدرها هم ترسناک نیست. دانشمندان ایده چگونگی استفاده از انرژی مکانیکی حرکت را گرامی می دارند. این پروژه ها در مورد میکروالکترونیک و نانوتکنولوژی با مصرف کم انرژی هستند. در حالی که به نظر می رسد یک مدینه فاضله است، هیچ پیشرفت واقعی وجود ندارد، اما این ایده بسیار جالب است و از ذهن دانشمندان خارج نمی شود. موافقم، دستگاه هایی که مانند یک ساعت خودکار، با قرار دادن انگشت خود بر روی سنسور یا با آویزان کردن تبلت یا گوشی در کیف خود در حین راه رفتن شارژ می شوند، بسیار راحت خواهند بود. ناگفته نماند لباس هایی که پر از ریزدستگاه های مختلف هستند، می توانند انرژی حرکت انسان را به الکتریسیته تبدیل کنند.

به عنوان مثال، در آزمایشگاه لارنس برکلی، دانشمندان سعی کرده اند ایده استفاده از ویروس ها برای تحت فشار قرار دادن برق را اجرا کنند. مکانیسم‌های کوچکی نیز وجود دارد که با حرکت نیرو می‌گیرند، اما چنین فناوری هنوز به تولید نرسیده است. بله، با بحران جهانی انرژی نمی توان به این شکل برخورد کرد: چند نفر باید «پدال ها را بچرخانند» تا یک کارخانه کامل کار کند؟ اما به عنوان یکی از اقدامات مورد استفاده در یک مجموعه، این نظریه کاملاً قابل اجرا است.

چنین فناوری‌هایی به‌ویژه در مکان‌های صعب العبور، در ایستگاه‌های قطبی، در کوه‌ها و تایگا، در میان مسافران و گردشگرانی که همیشه فرصت شارژ ابزار خود را ندارند، مؤثر خواهند بود، اما حفظ ارتباط بسیار مهم است، به خصوص اگر گروه در شرایط بحرانی قرار دارد. اگر مردم همیشه یک دستگاه ارتباطی قابل اعتماد داشته باشند که به پریز دیواری وابسته نباشد، می‌توان از خیلی چیزها جلوگیری کرد.

پیل های سوختی هیدروژنی

شاید هر صاحب خودرو، با نگاه کردن به نشانگر مقدار بنزین نزدیک به صفر، به این فکر می کرد که اگر ماشین روی آب کار کند چقدر عالی می شود. اما اکنون اتم های آن به عنوان اجسام انرژی واقعی مورد توجه دانشمندان قرار گرفته اند. واقعیت این است که ذرات هیدروژن - رایج ترین گاز در جهان - حاوی مقدار زیادی انرژی است. علاوه بر این، موتور این گاز را تقریباً بدون هیچ محصول جانبی می سوزاند، که به این معنی است که ما یک سوخت بسیار سازگار با محیط زیست دریافت می کنیم.

هیدروژن سوخت برخی از ماژول ها و شاتل های ایستگاه فضایی بین المللی را تامین می کند، اما در زمین عمدتاً به شکل ترکیباتی مانند آب وجود دارد. در دهه هشتاد، روسیه هواپیماهایی را با استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت توسعه داد. هنگامی که هیدروژن جدا می شود، به یک پیل سوختی مخصوص منتقل می شود و پس از آن می توان مستقیماً برق تولید کرد. این انرژی آینده نیست، این از قبل واقعیت است. خودروهای مشابه در حال حاضر در مقادیر نسبتاً زیادی تولید می شوند. شرکت هوندا به منظور تاکید بر تطبیق پذیری منبع انرژی و خودرو به طور کلی، آزمایشی را انجام داد که در نتیجه آن خودرو به شبکه برق خانگی متصل شد، اما نه برای شارژ مجدد. این خودرو می تواند برای چند روز انرژی یک خانه شخصی را تامین کند یا تقریبا پانصد کیلومتر را بدون سوخت گیری طی کند.

تنها ایراد چنین منبع انرژی در حال حاضر هزینه نسبتاً بالای چنین اتومبیل های دوستدار محیط زیست و البته تعداد نسبتاً کمی ایستگاه های سوخت هیدروژن است، اما ساخت آنها قبلاً در بسیاری از کشورها برنامه ریزی شده است. به عنوان مثال، در آلمان در حال حاضر برنامه ای برای نصب صد پمپ بنزین تا سال 2017 وجود دارد.

گرمای زمین

تبدیل انرژی حرارتی به الکتریسیته جوهره انرژی زمین گرمایی است. در برخی از کشورها که استفاده از صنایع دیگر دشوار است، به طور گسترده استفاده می شود. به عنوان مثال، در فیلیپین، 27٪ از کل برق از ایستگاه های زمین گرمایی تامین می شود و در ایسلند این رقم حدود 30٪ است. ماهیت این روش تولید انرژی بسیار ساده است. برای رسیدن به "دریاچه" فرضی ماگما، لازم است چاهی حفر شود که از طریق آن آب تامین می شود. پس از تماس با ماگمای داغ، آب بلافاصله به بخار تبدیل می شود. از جایی که توربین مکانیکی را می چرخاند بالا می رود و در نتیجه برق تولید می کند.

آینده انرژی زمین گرمایی در یافتن "مخزن های" بزرگ ماگما نهفته است. به عنوان مثال، در ایسلند فوق موفق شدند: در کسری از ثانیه، ماگمای داغ تمام آب تزریق شده را در دمای حدود 450 درجه سانتیگراد به بخار تبدیل کرد که یک رکورد مطلق است. چنین بخار پرفشاری می تواند کارایی یک ایستگاه زمین گرمایی را چندین برابر افزایش دهد، این می تواند انگیزه ای برای توسعه انرژی زمین گرمایی در سراسر جهان، به ویژه در مناطق اشباع شده از آتشفشان ها و چشمه های حرارتی باشد.

استفاده از زباله های هسته ای

انرژی هسته ای، در یک زمان، یک حس واقعی ایجاد کرد. تا زمانی که مردم به خطرات این بخش انرژی پی بردند، اینطور بود. حوادث ممکن است، هیچ کس از چنین مواردی مصون نیست، اما آنها بسیار نادر هستند، اما زباله های رادیواکتیو به طور پیوسته ظاهر می شوند و تا همین اواخر دانشمندان نتوانستند این مشکل را حل کنند. واقعیت این است که میله های اورانیوم، «سوخت» سنتی نیروگاه های هسته ای، تنها تا 5 درصد قابل استفاده است. پس از اتمام این قسمت کوچک، کل میله به محل دفن زباله فرستاده می شود.

پیش از این، از فناوری استفاده می شد که در آن میله ها در آب غوطه ور می شدند، که باعث کاهش سرعت نوترون ها و حفظ یک واکنش پایدار می شد. حالا به جای آب از سدیم مایع استفاده می کنند. این جایگزینی نه تنها امکان استفاده از کل حجم اورانیوم، بلکه پردازش ده ها هزار تن زباله رادیواکتیو را نیز فراهم می کند.

پاکسازی سیاره از ضایعات انرژی هسته‌ای مهم است، اما یک «اما» در خود فناوری وجود دارد. اورانیوم یک منبع است و عرضه آن در زمین محدود است. اگر کل سیاره منحصراً به انرژی به دست آمده از نیروگاه های هسته ای منتقل شود (مثلاً در ایالات متحده، نیروگاه های هسته ای تنها 20 درصد کل برق مصرفی را تولید می کنند)، ذخایر اورانیوم به سرعت تخلیه می شود و این دوباره باعث هدایت بشر خواهد شد. تا آستانه یک بحران انرژی، بنابراین انرژی هسته ای، هر چند مدرن شده، تنها یک اقدام موقتی است.

سوخت گیاهی

حتی هنری فورد که مدل T خود را ساخته بود، انتظار داشت که از قبل با سوخت زیستی کار کند. با این حال، در آن زمان میادین نفتی جدید کشف شد و نیاز به منابع انرژی جایگزین برای چندین دهه ناپدید شد، اما اکنون دوباره بازگشته است.

در پانزده سال گذشته، استفاده از سوخت های گیاهی مانند اتانول و بیودیزل چندین برابر افزایش یافته است. آنها هم به عنوان منابع مستقل انرژی و هم به عنوان مواد افزودنی به بنزین استفاده می شوند. مدتی پیش امیدها به محصول ارزن ویژه ای به نام کلزا بسته شد. این کاملاً برای غذا یا برای افراد یا دام ها نامناسب است، اما دارای مقدار زیادی روغن است. از این روغن آنها شروع به تولید "بیودیزل" کردند. اما اگر بخواهید به اندازه کافی از آن بکارید تا سوخت حداقل بخشی از سیاره را تامین کنید، این محصول فضای زیادی را اشغال خواهد کرد.

اکنون دانشمندان در مورد استفاده از جلبک صحبت می کنند. میزان روغن آنها حدود 50 درصد است که استخراج نفت را آسان می کند و ضایعات را می توان به کود تبدیل کرد و بر اساس آن جلبک های جدید پرورش می یابد. این ایده جالب در نظر گرفته می شود، اما هنوز قابلیت آن را ثابت نکرده است: آزمایش های موفق در این زمینه هنوز منتشر نشده است.

همجوشی گرما هسته ای

به گفته دانشمندان مدرن، بخش انرژی آینده جهان بدون فناوری غیرممکن است.

B از انرژی شکافت استفاده می کند. این خطرناک است زیرا خطر یک واکنش کنترل نشده وجود دارد که راکتور را از بین می برد و منجر به انتشار مقدار زیادی مواد رادیواکتیو می شود: شاید همه حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل را به خاطر داشته باشند.

واکنش های همجوشی، همانطور که از نام آن پیداست، از انرژی آزاد شده در هنگام جوش خوردن اتم ها استفاده می کنند. در نتیجه، بر خلاف شکافت اتمی، هیچ زباله رادیواکتیو تولید نمی شود.

مشکل اصلی این است که همجوشی حرارتی ماده ای تولید می کند که دمای آن چنان بالاست که می تواند کل راکتور را از بین ببرد.

آینده واقعیت است. و در حال حاضر فانتزی ها در اینجا نامناسب هستند، ساخت یک راکتور از قبل در خاک فرانسه آغاز شده است. چندین میلیارد دلار در این پروژه آزمایشی سرمایه گذاری شده است که توسط بسیاری از کشورها تامین می شود که علاوه بر اتحادیه اروپا شامل چین و ژاپن، ایالات متحده آمریکا، روسیه و سایر کشورها می شود. در ابتدا قرار بود اولین آزمایش ها در سال 2016 راه اندازی شود، اما محاسبات نشان داد که بودجه بسیار ناچیز است (به جای 5 میلیارد، 19 مورد نیاز بود) و پرتاب برای 9 سال دیگر به تعویق افتاد. شاید چند سال دیگر ببینیم که انرژی گرما هسته ای چه توانایی هایی دارد.

مشکلات حال و فرصت های آینده

نه تنها دانشمندان، بلکه نویسندگان علمی تخیلی نیز ایده های زیادی برای پیاده سازی فناوری آینده در بخش انرژی ارائه می دهند، اما همه قبول دارند که تاکنون هیچ یک از گزینه های پیشنهادی نمی تواند به طور کامل تمام نیازهای تمدن ما را برآورده کند. به عنوان مثال، اگر همه خودروها در ایالات متحده با سوخت زیستی کار کنند، مساحتی معادل نیمی از کل کشور باید با مزارع کلزا کاشته شود، بدون در نظر گرفتن این واقعیت که زمین چندان مناسب برای کشاورزی در ایالات متحده وجود ندارد. . علاوه بر این، تا کنون تمام روش های تولید انرژی جایگزین گران هستند. شاید هر ساکن عادی شهر موافق باشد که استفاده از منابع تجدیدپذیر و سازگار با محیط زیست مهم است، اما نه زمانی که هزینه چنین انتقالی در حال حاضر به آنها گفته شود. دانشمندان هنوز در این زمینه کارهای زیادی برای انجام دادن دارند. اکتشافات جدید، مواد جدید، ایده های جدید - همه اینها به بشریت کمک می کند تا با موفقیت با بحران منابع در حال ظهور کنار بیاید. سیارات را تنها با اقدامات جامع می توان حل کرد. در برخی مناطق استفاده از انرژی باد راحت تر است، در برخی دیگر استفاده از پنل های خورشیدی و غیره راحت تر است. اما شاید عامل اصلی کاهش مصرف انرژی به طور کلی و ایجاد فناوری های صرفه جویی در انرژی باشد. هر فردی باید بفهمد که مسئول زمین است و همه باید این سوال را از خود بپرسند: "چه نوع انرژی را برای آینده انتخاب می کنم؟" قبل از رفتن به منابع دیگر، همه باید بدانند که این واقعا ضروری است. تنها با یک رویکرد یکپارچه می توان مشکل مصرف انرژی را حل کرد.

تعرفه های منابع انرژی "کلاسیک" (گاز، زغال سنگ، بنزین، نفت) به طور پیوسته روز به روز در حال افزایش است. و این قابل درک است. از این گذشته، بشریت از دیرباز به طور سنتی از منابع انرژی تجدیدناپذیر استفاده کرده است. و اگرچه تعداد زیادی از آنها در طبیعت وجود دارد، اما هنوز تعداد آنها محدود است. روزی زمانی خواهد رسید که آنها تمام می شوند. و شما باید حداقل در سطح خصوصی به چیز دیگری تغییر دهید. ساختن منابع انرژی جایگزین برای خانه خود با دستان خود بهترین گزینه برای یک مالک خصوصی، صاحب یک ساختمان کوچک یا یک مرکز تولید جمع و جور است که به هزینه های انرژی زیادی نیاز ندارد.

پیش بینی های اقتصاددانان و دانشمندان

برخی از دانشمندان هشدار می دهند: منابع طبیعی استفاده شده توسط بشر ممکن است برای نمایندگان نسل های کنونی کافی نباشد و به فرزندان آنها اشاره نکنیم! تخمین زده می شود که در شرایط مدرن یک خانواده معمولی تا 40 درصد از بودجه خود را صرف پرداخت هزینه برق، گرمایش و بنزین برای یک ماشین می کند. و طبق پیش بینی های محافظه کارانه اقتصاددانان، این سهم می تواند تا 70 درصد رشد کند! بنابراین، برای بسیاری از نمایندگان به اصطلاح طبقه متوسط ​​(و نه تنها) منابع انرژی جایگزین برای خانه، ایجاد شده با دستان خود، یک راه عالی و بسیار مقرون به صرفه برای خروج از وضعیت فعلی است.

محبوبترین

در واقع تقریباً هر عامل طبیعی را می توان به انرژی تبدیل کرد. به عنوان مثال، باد، خورشید، نیروی آب، گرمای داخل زمین، تجزیه زیست توده. محبوب ترین آنها استفاده از منابع انرژی جایگزین از خورشید و باد است. با این حال، این موضوع به اندازه کافی در سطح قانونگذاری مورد توجه قرار نگرفته است. در تئوری، همه منابع متعلق به دولت است. بنابراین، با استفاده از انواع منابع انرژی جایگزین مانند نیروی باد یا تابش خورشیدی، به احتمال زیاد مجبور به پرداخت مالیات خواهید بود.

باد

این نوع چیزها برای مدت طولانی مورد استفاده قرار می گرفته است (نمونه بارز آن آسیاب های بادی است که در دوران باستان وجود داشته است). حدود چهل سال پیش، ساخت نیروگاه های بادی به طور فعال آغاز شد. منابع انرژی جایگزین برای خانه که با دستان خود ایجاد می شود (ژنراتورهای باد کوچک) معمولاً از تیغه های ویژه ای برای گرفتن باد تشکیل شده است که مستقیماً یا از طریق گیربکس به ژنراتور متصل می شود. باید در نظر داشت که چنین وسیله ای فقط در مناطقی که بادهای دائمی وجود دارد (به عنوان مثال در ساحل دریا) مؤثر است. همچنین باید به یاد داشته باشید که توربین های بادی تنها با ارتفاع دکل پانزده متر یا بیشتر (که در بخش خصوصی کاملاً مشکل ساز است) موثر خواهند بود.

انواع

آسیاب های بادی با سرعت کم وجود دارد. آنها برای سرعت باد تا شش متر در ثانیه طراحی شده اند و با وجود پره های زیادی (گاهی تا سی تیغه) مشخص می شوند. چنین دستگاه هایی کم سر و صدا هستند، حتی در بادهای خفیف شروع به کار می کنند، اما با باد نسبتاً بزرگ دارای راندمان پایینی هستند. توربین های بادی پرسرعت از بادهایی با سرعت پانزده متر در ثانیه استفاده می کنند. سه یا چهار تیغه دارند، کاملا پر سر و صدا هستند و کارایی بالایی دارند. از بین همه گونه ها، آنها رایج ترین در جهان هستند. ژنراتورهای بادی چرخشی شکل بشکه ای با پره های عمودی دارند. آنها نیازی به جهت گیری نسبت به باد ندارند، اما کمترین راندمان را دارند.

نحوه استفاده

نصب توربین های بادی به عنوان منابع انرژی جایگزین با دستان خود بسیار آسان است. ابتدا باید مکانی را برای دکل در حیاط یا در یک مکان مناسب در منطقه ای که باد دائماً می وزد (با تجزیه و تحلیل قبلی مکان) مشخص کنید. باید پایه محکمی گذاشته شود تا دکل بلند (ترجیحاً بیش از 15 متر) محکم روی زمین نگه داشته شود. یک آسیاب بادی (یا چندین دستگاه) باید با سرعت بالا انتخاب شود. می توانید آن را در یک فروشگاه خریداری کنید، یا برای کسانی که دستانشان "درست رشد کرده است"، می توانید آن را طبق نقشه های مناسب خود بسازید. در حال حاضر چنین اطلاعاتی در رسانه ها و ادبیات تخصصی بسیار زیاد است.

گزینه ای را انتخاب کنید که با توجه به نظرات کاربران، قابل اطمینان ترین و امکان پذیرترین برای استفاده به نظر می رسد. همانطور که تجربه نشان می دهد هنگام اتصال دستگاه، بهتر است با یک برقکار حرفه ای تماس بگیرید. او احتمالاً به شما خواهد گفت که چگونه آسیاب بادی خود را به درستی وصل کنید، حتی اگر آموزش و دستورالعملی وجود داشته باشد. و یک چیز دیگر: برای تغذیه چندین لامپ و دستگاه (مثلاً یک تلویزیون یا رایانه) از این انرژی، نصب چندین آسیاب بادی به طور همزمان ضروری است. پس به این فکر کنید که چقدر می توانید هزینه کنید. شرایط اصلی را فراموش نکنید - وجود باد مداوم. پس از همه، نصب یک ژنراتور باد در یک جنگل عمیق، همانطور که می گویند، اتلاف وقت و پول است. به طور کلی، ساخت و نصب آسیاب های بادی به عنوان منبع انرژی جایگزین در یک خانه شخصی، هم از نظر مالی و هم از نظر فیزیکی کاملاً ممکن به نظر می رسد.

آفتاب

انرژی او واقعا تمام نشدنی است. و همچنین کاملا امیدوار کننده برای استفاده. همه ما نسخه‌های اروپایی «خانه هوشمند» را در تلویزیون دیده‌ایم که در آن گرمایش، روشنایی و گرمایش آب با استفاده از انرژی خورشیدی تولید می‌شود. جالب است که در یک سال آنقدر تابش خورشید به سطح خاک و آب می رسد که (اگر به طور کامل برای انرژی استفاده شود) برای هزاران سال برای همه بشریت کافی است! تنها چیزی که باقی می ماند، طبق معمول، فقط این است که آنچه را که زیر پای شما "خوابیده است" بگیرید. و این خیلی ساده نیست. مشکل در راندمان نسبتا پایین مبدل های فوتوالکتریک و نیروگاه های خورشیدی اختراع شده توسط بشر نهفته است. اما دانشمندان دائماً در این راستا کار می کنند.

نیروگاه های خورشیدی

مطمئناً می توان (و حتی ضروری) وسایل پیشرفته مانند منابع انرژی جایگزین خورشیدی را برای خانه با دستان خود ساخت. فقط برای این واقعیت آماده باشید که به احتمال زیاد این کار چندان آسان نخواهد بود و بدون مهارت های خاص یا کمک یک متخصص قادر به انجام آن نخواهید بود!

برای گرم کردن آب

مناسب ترین و ساده ترین استفاده از دستگاه ها برای گرم کردن آب است. گرمایش مستقیم و غیر مستقیم جدا موارد مستقیم شامل انواع گلخانه ها، مخازن برای گرم کردن آب در آفتاب، گلخانه ها، ایوان های شیشه ای، ایوان ها است. این نوع گرمایش به شما امکان می دهد از انرژی خورشیدی رایگان برای تولید گرما در هر مکان مناسب استفاده کنید: روی پشت بام، در هر فضای باز. مایعات غیر یخ (ضد یخ) به عنوان خنک کننده استفاده می شود و مورد بعدی در مبدل های حرارتی ذخیره سازی رخ می دهد. از آنها است که آب برای گرمایش و نیازهای خانگی کشیده می شود.

به هر حال، یک مجموعه ساخت و ساز برای کودکان "منابع انرژی جایگزین" ("Connoisseur") وجود دارد که به شما امکان می دهد تا 130 پروژه را جمع آوری کنید. کودکان پنج سال به بالا نیز می توانند در ایجاد آسیاب های بادی مشارکت کنند و از انرژی مکانیکی، آب و خورشیدی برای تولید برق استفاده کنند.

پنل های خورشیدی

توسعه منجر به ایجاد پنل های خورشیدی به عنوان کارآمدترین راه برای استفاده از تابش خورشید شد. این نوع پنل سیستمی از نیمه هادی هاست که انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می کند. چنین سیستم هایی تامین برق بدون وقفه، قابل اعتماد و مقرون به صرفه را برای یک خانه خصوصی فراهم می کنند. آنها به ویژه در مناطق صعب العبور موثر هستند. به عنوان مثال، در کوهستان، جایی که روزهای آفتابی زیادی در سال وجود دارد، اما برق "رسمی" وجود ندارد یا نامنظم است. یا در منطقه ای که وقفه های مکرری در تامین برق از منبع اصلی وجود دارد.

مزایای نصب

چنین نصبی دارای مزایای زیر است:

• نیازی به گذاشتن کابل به تکیه گاه ها نیست، که به طور قابل توجهی هزینه تولید را کاهش می دهد.
• به حداقل رساندن هزینه های نصب و نگهداری باتری ها؛
• پاکیزگی محیط زیست انرژی تولید شده؛
• وزن سبک پنل های خورشیدی؛
• سکوت کامل در حین کار؛
• دوره استفاده بسیار طولانی

ایرادات

مشکلات منابع انرژی جایگزین مانند پنل های خورشیدی عبارتند از:

• در فرآیند مونتاژ کار فشرده؛
• این واقعیت که آنها فضای زیادی را اشغال می کنند.
• حساس به آسیب مکانیکی و آلودگی؛
• در شب عمل نکنید؛
• اثربخشی آنها به شدت به هوای آفتابی یا ابری بستگی دارد.

نصب و راه اندازی

نصب منابع انرژی جایگزین - پنل های خورشیدی - با مهارت های خاصی بسیار آسان است. ابتدا باید مواد لازم برای ساختار را انتخاب کنید. ما به سلول های خورشیدی با کیفیت بالا (ساخته شده از سیلیکون تک یا پلی کریستال) نیاز خواهیم داشت. بهتر است از کسانی استفاده کنید که عملکرد آنها حتی در هوای ابری موثر است - پلی کریستال ها که به راحتی در کیت در دسترس هستند. ما سلول ها را از همان سازنده می خریم تا همه چیز سازگار و قابل تعویض باشد. همچنین به هادی هایی نیاز دارید که فتوسل ها را به هم متصل می کنند. بدن از ساخته شده است ابعاد آن با تعداد سلول ها مشخص می شود. برای پوشش بیرونی - پلکسی گلاس. برای اتصال به پشت بام خانه از پیچ های خودکار استفاده می کنیم. برای سیم های لحیم کاری - یک آهن لحیم کاری معمولی. به طور کلی، هیچ چیز "نظامی" نیست. با کمک دستورالعمل های خوب، که معمولاً همراه با کیت است، می توانید خودتان آن را بفهمید. به عنوان آخرین راه حل، همسایه خانه خود را به کمک دعوت کنید.