Mga kahaliling uri ng enerhiya. Pangkalahatang-ideya ng mga mapagkukunan ng kuryente

Ang mga limitadong taglay ng mga fossil fuel at pandaigdigang polusyon ng kapaligiran ay naghahanap ng sangkatauhan para sa mababagong alternatibong mapagkukunan ng naturang enerhiya upang ang pinsala mula sa pagpoproseso nito ay maging minimal na may katanggap-tanggap na mga tagapagpahiwatig ng gastos ng produksyon, pagproseso at transportasyon ng mga mapagkukunan ng enerhiya.

Ginagawang posible ng mga makabagong teknolohiya na magamit ang mga magagamit na alternatibong mapagkukunan ng enerhiya, kapwa sa sukat ng buong planeta, at sa loob ng network ng enerhiya ng isang apartment o pribadong bahay.

Ang masidhing pag-unlad ng buhay sa loob ng maraming bilyong taon ay malinaw na nagpapatunay sa pagkakaloob ng Daigdig ng mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang ilaw ng araw, init sa ilalim ng lupa at potensyal ng kemikal ay nagpapahintulot sa mga nabubuhay na organismo na magsagawa ng maraming mga palitan ng enerhiya, na mayroon sa isang kapaligiran na nilikha ng mga pisikal na kadahilanan - temperatura, presyon, kahalumigmigan, komposisyon ng kemikal.

Ang ikot ng mga sangkap at enerhiya sa likas na katangian

Pamantayan sa ekonomiya para sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya

Mula pa noong sinaunang panahon, ang tao ay gumamit ng enerhiya ng hangin bilang isang propulsyon para sa mga barko, na naging posible upang mapaunlad ang kalakal. Ang mga nababagong fuel mula sa patay na mga halaman at mga produktong basura ay pinagkukunan ng init para sa pagluluto at pagkuha ng mga unang metal. Ang lakas ng pagbagsak ng tubig ay nagtulak sa mga millstones. Para sa millennia, ito ang pangunahing uri ng enerhiya na tinatawag nating alternatibong mapagkukunan.

Sa pagbuo ng mga teknolohiya ng heolohiya at pagmimina, naging mas kapaki-pakinabang sa ekonomiya upang kumuha ng mga hydrocarbon at sunugin para sa enerhiya kung kinakailangan, kaysa maghintay para sa panahon sa pamamagitan ng dagat sa literal na kahulugan, umaasa sa isang matagumpay na pagkakataon ng mga alon, direksyon ng hangin , at ulap.

Ang kawalang-tatag at pagkakaiba-iba ng mga kondisyon ng panahon, pati na rin ang kamaliit ng mga makina na pinapatakbo ng mga fossil fuel, pinilit na pagsulong tungo sa paggamit ng enerhiya ng interior ng lupa.

Ipinapakita ang diagram ng ratio ng pagkonsumo ng fossil at nababagong mga mapagkukunan ng enerhiya

Ang carbon dioxide, na na-assimilate at naproseso ng mga nabubuhay na organismo, na nagpahinga sa kailaliman ng milyun-milyong taon, ay bumalik sa himpapaw kapag sinunog ang mga fossil hydrocarbons, na pinagkukunan ng greenhouse effect at global warming. Ang kagalingan ng mga susunod na henerasyon at ang maselan na balanse ng ecosystem ay pinipilit ang sangkatauhan na baguhin ang mga tagapagpahiwatig at paggamit ng ekonomiya alternatibong enerhiya, sapagkat ang kalusugan ang pinakamahalagang bagay.

Ang walang malay na paggamit ng nababagong alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay likas na patok, ngunit, tulad ng dati, nananaig ang mga prayoridad sa ekonomiya. Ngunit sa mga kundisyon ng isang bahay sa bansa o sa isang dacha, ang paggamit ng mga mapagkukunan ng alternatibong kuryente at init ay maaaring ang tanging matipid na pagpipilian sa ekonomiya para sa pagkuha ng enerhiya kung ang pagpapadaloy, koneksyon at pag-install ng mga linya ng suplay ng kuryente ay sobrang mahal pagsasagawa

Ang pagbibigay ng isang remote na bahay mula sa sibilisasyon na may minimum na kinakailangang halaga ng kuryente gamit ang mga solar panel at isang generator ng hangin

Mga posibilidad ng paggamit ng mga alternatibong uri ng enerhiya

Habang ang mga siyentipiko ay nagsisiyasat ng mga bagong direksyon at bumubuo ng mga malamig na pagsasanib na teknolohiya, ang mga DIYer ay maaaring gumamit ng mga sumusunod na alternatibong mapagkukunan ng enerhiya para sa bahay:

• Sikat ng araw;
• Lakas ng hangin;
• Biological gas;
• Pagkakaiba ng temperatura;

May mga nakahandang solusyon para sa mga kahaliling uri ng nababagong enerhiya na matagumpay na naipatupad sa produksyon ng masa. Halimbawa, ang mga solar panel, wind generator, biogas plant at heat pump ng iba`t ibang mga kapasidad ay maaaring mabili kasama ang paghahatid at pag-install upang magkaroon ng kanilang sariling mga alternatibong mapagkukunan ng elektrisidad at thermal energy para sa isang pribadong bahay.

Komersyal na rooftop solar panel

Sa bawat kaso, dapat mayroong sariling plano para sa pagbibigay ng mga gamit sa bahay na de-koryenteng gamit ng mga mapagkukunang alternatibong enerhiya na elektrikal, ayon sa mga pangangailangan at kakayahan. Halimbawa, ang isang 12V power supply at portable adapter ay maaaring magamit upang mapagana ang isang laptop, tablet, singil sa telepono. Ang boltahe na ito, na may sapat na halaga ng pag-iimbak ng enerhiya, ay magiging sapat para sa pag-iilaw ng.

Ang mga solar panel at wind turbine ay dapat muling magkarga ng mga baterya dahil sa hindi pantay na pag-iilaw at lakas ng hangin. Sa pagtaas ng kapasidad ng mga alternatibong mapagkukunan ng kuryente at dami ng baterya, tumataas ang kalayaan ng enerhiya ng autonomous power supply. Kung nais mong ikonekta ang mga electrical appliances na tumatakbo mula 220 V sa isang kahaliling mapagkukunan ng kuryente, pagkatapos ay gamitin mga converter ng boltahe.

Ang diagram na naglalarawan ng kapangyarihan ng mga gamit sa kuryente ng sambahayan mula sa mga baterya na sisingilin ng isang generator ng hangin at mga solar panel

Alternatibong enerhiya ng solar radiation

Ito ay halos imposible upang lumikha ng mga photovoltaic cell sa bahay, samakatuwid, ang mga taga-disenyo ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay gumagamit ng mga nakahandang sangkap, pagtitipon ng mga bumubuo ng istraktura, pagkamit ng kinakailangang lakas. Ang pagkonekta sa mga photocell sa serye ay nagdaragdag ng boltahe ng output ng nagresultang mapagkukunan ng kuryente, habang ang pagkonekta sa mga naka-assemble na mga string sa parallel ay nagbibigay ng isang mas mataas na kabuuang kasalukuyang pagpupulong.

Diagram ng koneksyon ng mga photocell sa pagpupulong

Maaari kang tumuon sa tindi ng solar radiation - ito ay halos isang kilowatt bawat square meter. Kailangan mo ring isaalang-alang ang kahusayan ng mga solar panel - sa ngayon ay tungkol sa 14%, ngunit isinasagawa ang masinsinang pag-unlad upang madagdagan ang kahusayan ng mga solar generator. Ang lakas ng output ay nakasalalay sa tindi ng radiation at ang anggulo ng saklaw ng mga sinag.

Maaari kang magsimula ng maliit - bumili ng isa o higit pang maliliit na solar panel, at magkaroon ng mapagkukunan ng alternatibong kuryente sa bansa sa halagang kinakailangan upang singilin ang isang smartphone o laptop upang magkaroon ng pag-access sa pandaigdigang Internet. Sa pamamagitan ng pagsukat ng kasalukuyang at boltahe, pinag-aaralan nila ang dami ng pagkonsumo ng enerhiya, pinag-iisipan ang pag-asang karagdagang pagpapalawak ng paggamit ng mga mapagkukunan ng alternatibong elektrisidad.

Pag-install ng karagdagang mga solar panel sa bubong ng bahay

Dapat tandaan na ang sikat ng araw ay isang mapagkukunan din ng thermal (infrared) radiation na maaaring magamit upang maiinit ang coolant nang hindi na binago pa ang enerhiya sa kuryente. Nalalapat ang kahaliling prinsipyo na ito mga kolektor ng solar, kung saan ang infrared radiation ay puro sa tulong ng mga reflector at inililipat ng coolant sa sistema ng pag-init.

Solar collector sa isang sistema ng pag-init ng bahay

Alternatibong enerhiya ng hangin

Ang pinakamadaling paraan upang bumuo ng isang generator ng hangin mismo ay ang paggamit ng isang generator ng kotse. Upang madagdagan ang bilis at boltahe ng mapagkukunan ng alternatibong kuryente (ang kahusayan ng pagbuo ng elektrisidad na enerhiya), dapat gamitin ang isang gearbox o belt drive. Ang pagpapaliwanag ng lahat ng uri ng mga teknolohikal na mga nuances ay lampas sa saklaw ng artikulong ito - kailangan mong pag-aralan ang mga prinsipyo ng aerodynamics upang maunawaan ang proseso ng pag-convert ng rate ng daloy ng mga masa ng hangin sa alternatibong elektrisidad.

Sa paunang yugto ng pag-aaral ng mga prospect para sa pag-convert ng mga nababagong mapagkukunan ng alternatibong enerhiya ng hangin sa kuryente, kailangan mong pumili ng isang disenyo ng turbine ng hangin. Ang pinakakaraniwang mga disenyo ay ang pahalang na tagapagbunsod ng axis, ang Savonius rotor, at ang Darrieus turbine. Ang isang tagapagbunsod ng tatlong talim bilang isang mapagkukunan ng alternatibong enerhiya ay ang pinaka-karaniwang pagpipilian para sa paggawa ng lutong bahay.

Mga pagkakaiba-iba ng Darrieus turbines

Kapag ang pagdidisenyo ng mga propeller blades, ang anggular na bilis ng pag-ikot ng windmill ay napakahalaga. Mayroong tinatawag na kadahilanan ng kahusayan ng tagabunsod, na nakasalalay sa rate ng daloy ng hangin, pati na rin ang haba, seksyon, bilang at anggulo ng pag-atake ng mga blades.

Sa pangkalahatan, ang konseptong ito ay maaaring maunawaan tulad ng sumusunod - sa mahinang hangin, ang haba ng talim na may pinakamatagumpay na anggulo ng pag-atake ay hindi sapat upang makamit ang maximum na kahusayan ng pagbuo ng enerhiya, ngunit may maraming pagtaas sa daloy at pagtaas sa angular na tulin, ang mga gilid ng mga blades ay makakaranas ng labis na paglaban, na maaaring makapinsala sa kanila.

Komplikadong profile ng talim ng turbine ng hangin

Samakatuwid, ang haba ng mga blades ay kinakalkula batay sa average na bilis ng hangin, maayos na binabago ang anggulo ng pag-atake na may kaugnayan sa distansya mula sa gitna ng propeller. Upang maiwasan ang mga blades na masira sa isang bagyo, ang mga lead ng generator ay maikli, na pumipigil sa propeller na paikutin. Para sa tinatayang mga kalkulasyon, maaari kang kumuha ng isang kilowatt ng alternatibong kuryente mula sa isang three-taling tagapagbunsod na may diameter na 3 metro sa isang average na bilis ng hangin na 10 m / s.

Upang lumikha ng isang pinakamainam na profile ng talim, kinakailangan ang simulasi ng computer at isang makina ng CNC. Sa bahay, ang mga manggagawa ay gumagamit ng mga improvised na materyales at tool, sinusubukan na likhain muli ang mga guhit ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ng hangin hangga't maaari. Ginagamit bilang mga materyales ang kahoy, metal, plastik, atbp.

Ang homemade wind turbine propeller na gawa sa kahoy at metal plate

Upang makabuo ng kuryente, ang lakas ng isang generator ng kotse ay maaaring hindi sapat, kaya't ang mga manggagawa ay gumagawa ng mga bumubuo ng mga de-kuryenteng makina gamit ang kanilang sariling mga kamay, o muling paggawa ng mga de-koryenteng motor. Ang pinakatanyag na disenyo para sa isang alternatibong mapagkukunan ng kuryente ay isang rotor na may kahaliling inilagay na mga neodymium magnet at isang stator na may paikot-ikot.

Mga rotors ng homemade generator

Stator na may paikot-ikot para sa isang gawang bahay generator

Alternatibong enerhiya na biogas

Ang biological gas bilang isang mapagkukunan ng enerhiya ay nakukuha pangunahin sa dalawang paraan - ito pyrolysis at anaerobic (walang oxygen) agnas ng organikong bagay. Para sa pyrolysis, kinakailangan ng isang limitadong suplay ng oxygen, na kinakailangan upang mapanatili ang temperatura ng reaksyon, habang ang mga nasusunog na gas ay inilabas: methane, hydrogen, carbon monoxide at iba pang mga compound: carbon dioxide, acetic acid, tubig, mga residu ng abo. Ang pinakamahusay na mapagkukunan para sa pyrolysis ay isang gasolina na may mataas na nilalaman ng dagta. Ipinapakita ng video sa ibaba ang isang visual na pagpapakita ng paglabas ng mga nasusunog na gas mula sa kahoy kapag pinainit.

Ang mga tanke ng methane ng iba`t ibang mga disenyo ay ginagamit upang synthesize biogas mula sa pag-aaksaya ng mga organismo. Makatuwirang mag-install ng isang metantank sa bahay gamit ang iyong sariling mga kamay kung mayroong isang manukan, isang baboy at isang baka ng baka sa sambahayan. Ang pangunahing outlet gas ay methane, ngunit ang isang malaking halaga ng hydrogen sulfide at iba pang mga organikong impurities impurities ay nangangailangan ng paggamit ng mga purification system upang matanggal ang mga amoy at maiwasan ang pagbara ng mga burner sa mga generator ng init o kontaminasyon ng mga fuel fuel path ng engine.

Kailangan mo ng masusing pag-aaral ng enerhiya ng mga proseso ng kemikal, mga teknolohiyang may unti-unting hanay ng karanasan, dumadaan sa landas ng pagsubok at error, upang makakuha ng sunugin na biological gas ng isang katanggap-tanggap na kalidad sa output ng isang mapagkukunan.

Hindi alintana ang pinagmulan, pagkatapos ng paglilinis, ang pinaghalong gas ay pinakain sa isang generator ng init (boiler, stove, stove burner) o sa carburetor ng isang generator ng gasolina - sa ganitong paraan, makakakuha ka ng isang buong ganap na alternatibong enerhiya gamit ang iyong sariling mga kamay . Sa sapat na lakas ng mga generator ng gas, posible na hindi lamang magbigay ng bahay ng alternatibong enerhiya, kundi pati na rin upang matiyak ang pagpapatakbo ng isang maliit na produksyon, tulad ng ipinakita sa video:

Mga heat engine para sa pag-save at pagkuha ng alternatibong enerhiya

Mga heat pump malawakang ginagamit sa mga ref at aircon. Napansin na ang paglipat ng init ay nangangailangan ng maraming beses nang mas kaunting enerhiya kaysa sa henerasyon nito. Samakatuwid, ang malamig na tubig mula sa balon ay may potensyal na thermal na may kaugnayan sa mayelo na panahon. Sa pamamagitan ng pagbaba ng temperatura ng agos ng tubig mula sa isang balon o mula sa kailaliman ng isang hindi nagyeyelong lawa, ang mga heat pump ay kumukuha ng init at inililipat ito sa sistema ng pag-init, sa gayon makamit ang makabuluhang pagtipid sa kuryente.

Pag-save ng enerhiya sa isang heat pump

Ang isa pang uri ng heat engine ay ang Stirling engine, na pinalakas ng lakas ng pagkakaiba ng temperatura sa isang saradong sistema ng mga silindro at piston na nakalagay sa crankshaft sa isang anggulo ng 90º. Ang pag-ikot ng crankshaft ay maaaring magamit upang makabuo ng kuryente. Maraming mga materyales sa network mula sa mga pinagkakatiwalaang mapagkukunan na nagpapaliwanag nang detalyado ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng Stirling engine, at kahit na ang mga halimbawa ng mga homemade na disenyo ay ibinigay, tulad ng sa video sa ibaba:

Sa kasamaang palad, hindi pinapayagan ng mga kundisyon sa bahay ang paglikha ng isang Stirling engine na may mga parameter ng output ng enerhiya na mas mataas kaysa sa isang nakakatawang laruan o isang stand ng demonstrasyon. Upang makakuha ng katanggap-tanggap na lakas at kahusayan, kinakailangan na ang gumaganang gas (hydrogen o helium) ay nasa ilalim ng mataas na presyon (200 atmospheres o higit pa). Ang nasabing mga heat engine ay ginagamit na sa mga solar at geothermal power plant at nagsisimula nang ipakilala sa pribadong sektor.

Stirling engine na nakatuon sa isang parabolic mirror

Upang makuha ang pinaka-matatag at independiyenteng kuryente sa bansa o sa isang pribadong bahay, kakailanganin mong pagsamahin ang maraming mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya.

Makabagong mga ideya para sa paglikha ng mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya

Hindi isang solong dalubhasa ang magagawang ganap at ganap na masakop ang buong saklaw ng mga posibilidad ng nababagong alternatibong enerhiya. Ang mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya ay magagamit nang literal sa bawat buhay na cell. Halimbawa, ang chlorella algae ay matagal nang nakilala bilang isang mapagkukunan ng protina sa pagkain ng isda.

Isinasagawa ang mga eksperimento sa lumalaking chlorella sa zero gravity, para magamit bilang pagkain para sa mga astronaut sa mga malalayong flight ng espasyo sa hinaharap. Ang potensyal na enerhiya ng algae at iba pang mga simpleng organismo ay pinag-aaralan para sa pagbubuo ng mga nasusunog na hydrocarbons.

Naipon ang sikat ng araw sa mga nabubuhay na cell ng chlorella na lumaki sa mga pang-industriya na halaman

Dapat tandaan na ang isang converter at nagtitipon ng enerhiya ng sikat ng araw ay hindi pa naimbento nang mas mahusay kaysa sa isang fluoroplastic ng isang buhay na cell. Samakatuwid, ang mga potensyal na nababagong mapagkukunan ng alternatibong kuryente ay magagamit sa bawat berdeng dahon na isinasagawa potosintesis.

Ang pangunahing kahirapan ay nakasalalay sa pagkolekta ng organikong materyal, paggamit ng mga kemikal at pisikal na proseso upang makakuha ng enerhiya mula doon at i-convert ito sa kuryente. Mayroon na, malalaking lugar ng lupang agrikultura ang inilaan para sa paglilinang ng mga alternatibong pananim na enerhiya.

Pag-aani ng miscanthus - kulturang agro-teknikal na enerhiya

Ang isa pang napakalaking mapagkukunan ng alternatibong enerhiya ay ang elektrisidad sa atmospera. Napakalaki ng enerhiya ng kidlat at may mga nakakasirang epekto, at ginagamit ang mga tungkod na kidlat upang maprotektahan laban sa kanila.

alt Ang mga paghihirap sa paggamit ng potensyal na enerhiya ng kidlat at atmospheric na elektrisidad ay binubuo sa mataas na boltahe at kasalukuyang ng paglabas sa isang napakaikling panahon, na nangangailangan ng paglikha ng mga multistage system ng mga capacitor upang makaipon ng singil at pagkatapos ay magamit ang nakaimbak na enerhiya. Ang static atmospheric na kuryente ay mayroon ding magagandang prospect.