מקור אנרגיה בלתי קונבנציונאלי ויישומו

בעולם המודרני, יש מספיק בעיות. למרות התחזיות של סופרי מדע בדיוני, אנשים לא הצליחו להביס את הרעב, ומחלות זיהומיות עדיין מייצגות איום על חייהם ובריאותם של החיים על כדור הארץ. אבל הצרה העיקרית היא התשישות של המשאבים שנותנים את האנרגיה שלנו לציוויליזציה. מקור אנרגיה חדש לא שגרתי יכול להפוך לשקע. מה פירוש המושג הזה?

מה זה?

במילים פשוטות, מקור לא שגרתי של אנרגיה הוא דרך להשיג את זה, אשר אינו משמש מסחרית, הוא ניסיוני והוא רק מתכונן לשימוש רחב יותר ברחבי העולם. אבל התכונה הבולטת העיקרית של שיטות כאלה של השגת אנרגיה היא הבטיחות הסביבתית שלהם ואת ההתחדשות.

הם עשויים לכלול תחנות כוח הרוח, פאנלים סולאריים, תחנות כוח הפועלים מאנרגיית הגאות והשפל. בנוסף, באותה המחלקה ניתן לכלול צמחים ביוגז, כמו גם פרויקטים מבטיחים של מתקנים תרמו-גרעיניים (אם כי עם מתיחה גדולה).

אנרגיה סולארית

מקור אנרגיה בלתי קונבנציונלי זה יכול להיקרא רק "בלתי קונבנציונאלי". הסיבה לכך היא שרק כיום הטכנולוגיה של שימוש באנרגיה סולארית על כדור הארץ אינה מפותחת מאוד: זיהום האטמוספירה משפיע, ותאורת הזרקורים עדיין עולה מאוד. החלל הוא עניין אחר. סוללות סוללות זמינות על כל החללית באופן קבוע לספק את הציוד שלהם עם אנרגיה חופשית.

אין צורך להניח שמקור אנרגיה "בלתי שגרתי" זה משך את תשומת לבם של בני האדם רק בזמננו. השמש היא מקור חופשי של חום מן העת העתיקה. אפילו הציוויליזציה של שומר השתמשה במיכלים על גגות הבתים שבהם המים מחוממים בימי הקיץ החמים.

באופן עקרוני, מאז המצב השתנה מעט: הם מפתחים למעשה את מגזר האנרגיה רק במדינות שבהן יש אזורים מדבריים וחמים. לכן, רוב ישראל וקליפורניה בארה"ב מקבל את האנרגיה שנוצר על ידי תאים סולאריים. היתרונות של שיטה זו הם מספיק: photocells מודרנית יש יעילות מוגברת, כך שכל שנה העולם יוכל לייצר כמות הולכת וגדלה של אנרגיה נקייה ובטוחה.

למרבה הצער, המחיר של הטכנולוגיה (כפי שכבר אמרנו) הוא עדיין גבוה, וכן בייצור של סוללות, כל כך רעילים אלמנטים משמשים כי אין טעם לדבר על כל סוג של אקולוגיה. היפנים, המשתמשים באופן נרחב במקורות אנרגיה לא-מסורתיים ומתחדשים, עושים זאת באופן שונה.

חוויה יפנית

כמובן, פאנלים סולאריים הם פחות או יותר בשימוש אינטנסיבי ביפן. אבל בשנים האחרונות הם חזרו להתאמן עם היסטוריה של אלף שנה: על גגות הבתים מותקנים טנקים וצינורות של צבע שחור, המים שבהם מחומם על ידי קרני השמש. בהתחשב מצוקת האנרגיה במדינה זו האי, החיסכון הם משמעותיים.

כרגע, האנליסטים מאמינים כי על ידי 2025 אנרגיה סולארית ייקח עמדות משמעותיות מבחינה חברתית ברוב מדינות העולם. בקיצור, השימוש של מקורות אנרגיה לא מסורתיים בשנים הבאות 50-70 צריך להיות מסיבי.

ביוגז

כל ההתנחלויות האנושיות הגדולות יש כבר מזמן בעיה אחת נפוצה - בזבוז. נהרות שלמים של ביוב הפכו אפילו יותר כאשר אדם אילף בקר וחזירים והחל לגדל אותו באופן מאסיבי.

כאשר הפסולת עדיין לא היתה כה גדולה, אפשר היה להשתמש בהם כדי להפרות שדות. אבל כרגע, כאשר מספר החזירים התחיל להיות מוערך במיליונים, היה צורך לפתור את הבעיה באופן כלשהו. העובדה היא כי הצואה של מין זה של בעלי חיים בצורת טרי הם פשוט רעילים לצמחים. כדי להפוך אותם שימושיים, אתה צריך לעמוד slurry, aerate אותו באופן חלקי להשתמש בסמים כדי לייצב את רמת ה- pH. זה מאוד יקר.

ביוגאס היא המגמה העתיקה ביותר!

מדענים מיהרו למשוך תשומת לב לניסיון של סין העתיקה והודו, שם עוד לפני הזמן שלנו אנשים החלו להשתמש מתאן, המתקבל ריקבון של פסולת ביתית. לאחר מכן הוא שימש לרוב לבישול.

הפסדי הגז היו גבוהים מאוד, אבל זה היה מספיק כדי לפשט את העבודה הביתית. אגב, במדינות אלה, פתרונות כאלה משמשים באופן פעיל עד היום. לכן, ביוגז כמקור אנרגיה בלתי שגרתי יש לקוחות פוטנציאליים גדולים אם ניגש לבעיה באמצעות טכנולוגיות מודרניות.

הטכנולוגיה של עיבוד של ביוב של מפעלי גידול בקר הוצע, וכתוצאה מכך מתאן טהור הושג על הפלט. הבעיה של התפתחותה היא כי ניתן ליצור ארגונים כאלה רק באזורים עם גידול בעלי חיים מפותחים. בנוסף, הסיכויים הגדלת ייצור ביוגז נמוכים יותר, מפעלים חקלאיים יותר להשתמש באנטיביוטיקה ודטרגנטים: אפילו כמות קטנה מהם מעכב תסיסה, וכתוצאה מכך כל זבל הוא מכוסה עובש.

גנרטורים

זכור דון קישוט עם "ענקים" שלו? הרעיון להשתמש בכוח הרוח הדאיג מזמן את דעתם של מדענים, ועד מהרה הם מצאו מוצא: טחנות הרוח החלו לספק את האוכלוסייה העירונית הגדלה במהירות עם קמח מדרגה ראשונה.

כמובן, כאשר הופיעו לראשונה גנרטורים חשמליים הנוכחי, המוח של מדענים שוב קיבל את אותו רעיון. איך אתה יכול לא רוצה להשתמש בכוח הבלתי מוגבל של הרוח כדי לקבל זרם חינם?

רעיון זה יושם במהירות, ולכן ביפן, בדנמרק, באירלנד ובארה ב ", ישנם כיום תחומים רבים, המסופקים עם חשמל ב 80- אחוזים או יותר באמצעות טחנות רוח. בארה"ב ובישראל כיום יש כבר תריסר חברות שמפתחות ומתקינות גנרטורים - זהו מקור אנרגיה לא-מסורתי מבטיח. ההגדרה של "לא קונבנציונאלי" כאן היא לא מאוד מתאים, שכן אנרגיית הרוח יש היסטוריה ארוכה.

גם בעיות בעניינם מספקות. כמובן, החשמל מתקבל ללא תשלום, אבל כדי להתקין את טחנת הרוח, שוב, אתה צריך אזור המדבר, שבו רוב השנה נושבת הרוח. בנוסף, עלות הייצור וההתקנה של גנרטור רב עוצמה (עם גובה תורן של כמה עשרות מטרים) נאמדת בעשרות אלפי דולרים. לכן לא כל המדינות יכולות להרשות לעצמן חשמל "חופשי", שבו עצם האפשרות של הדור הנוכחי על ידי כוח הרוח הוא די ממשי.

אנרגיה תרמו-גרעינית

זהו החלום האולטימטיבי של פיסיקאים מודרניים רבים. העבודה על ריסון התגובה התרמו-גרעינית החלה בשנות החמישים של המאה הקודמת, אך עד כה לא התקבל הכור התפעולי. עם זאת, החדשות מחזיתות אלה הוא אופטימי למדי: המדענים מציעים כי ב 20-30 השנים הבאות הם עדיין יוכלו ליצור אב טיפוס מבצעי.

דרך אגב, מדוע כיוון זה של המדע כה חשוב? העובדה היא שכאשר שני מימן או אטומי הליום מתמזגים, מאות אלפי פעמים יותר אנרגיה נוצרת מאשר אם כמה אלפי גרעיני אורניום נפרדו! עתודות של אלמנטים טרנסורניום הם גדולים, אבל הם מתרוקנים בהדרגה. אם נשתמש במימן כדי לייצר אנרגיה, עתודותיה רק על הפלנטה שלנו יימשכו מאות אלפי שנים.

תארו לעצמכם כור קומפקטי שיכול לפעול במשך כמה עשורים ללא תדלוק, לחלוטין לספק חשמל בסיס זר ענק! מקור אנרגיה תרמו-גרעיני לא שגרתי הוא סיכוי מעשי לכלל האנושות, מה שמאפשר להתחיל את ההתפתחות הרחבה של הקוסמוס.

למרבה הצער, יש הרבה חסרונות בטכנולוגיה. ראשית, עדיין אין אב טיפוס עובד אחד, ופורצות דרך בכיוון זה היו מאוד, לפני זמן רב מאוד. מאז שמעו מעט על הצלחה אמיתית.

שנית, היתוך גרעיני האור מייצר מספר עצום של נויטרונים קלים. אפילו חישובים גולמיים מראים כי האלמנטים של הכור בתוך חמש שנים בלבד יהפכו כל כך רדיואקטיביים שהחומרים שלהם יתחילו לזלזל, מתנוונים לחלוטין. במילה אחת, טכנולוגיה זו אינה מושלמת ביותר, והסיכויים שלה עדיין מעורפלים. עם זאת, גם אם לפחות חישובים גסים נכונים, אז זה מקור חלופי לא קונבנציונאלי של אנרגיה בהחלט יכול להיות הישועה האמיתית של הציוויליזציה כולה שלנו.

תחנות גאות ושפל

במיתוסים ובאגדות של עמי העולם, ניתן למצוא הרבה התייחסויות לאותם כוחות אלוהיים המכוונים את הגאות והשפל. כוח עצום העניק השראה לבני האדם, שיכולים להניע כמויות גדולות של מים.

כמובן, עם התפתחות התעשייה, אנשים הפנו שוב את השקפותיהם לאנרגיית גאות, מה שאיפשר ליצור תחנות כוח, במובנים רבים וחזר על הרעיונות של צמחים הידרו-ארוכים שהוכחו ומוכרים היטב. יתרונות - אנרגיה זולה, היעדר מוחלט של בזבוז מזיק והצורך הקרקע הצפה, כמו במקרה של תחנות כוח הידרואלקטרית. החיסרון הוא העלות הגבוהה של הבנייה.

מסקנות

כתוצאה מכך, ניתן לומר כי מקורות אנרגיה מתחדשים לא מסורתיים יכולים לספק כ 70% של האנושות עם חשמל זול ונקי, אבל עבור השימוש המסיבי שלהם יש צורך להפחית את העלות של הטכנולוגיה.