Sumber Energi Alternatif: Tinjauan Teknologi

pengantar

Seluruh ekonomi dunia modern bergantung pada kekayaan yang terakumulasi pada masa dinosaurus: minyak, gas, batu bara, dan bahan bakar fosil lainnya. Sebagian besar aktivitas dalam hidup kita, dari naik kereta bawah tanah hingga memanaskan ketel di dapur, pada akhirnya membutuhkan pembakaran warisan prasejarah ini. Masalah utama adalah bahwa sumber daya energi yang tersedia ini tidak terbarukan. Cepat atau lambat, umat manusia akan memompa semua minyak dari perut bumi, membakar semua gas dan menggali semua batu bara. Lalu apa yang akan kita gunakan untuk memanaskan teko?

Kita juga tidak boleh melupakan dampak negatif pembakaran bahan bakar terhadap lingkungan. Peningkatan kandungan gas rumah kaca di atmosfer menyebabkan peningkatan suhu rata-rata di seluruh planet ini. Produk pembakaran bahan bakar mencemari udara. Penduduk kota-kota besar merasakan hal ini dengan sangat baik.

Kita semua memikirkan masa depan, bahkan jika masa depan ini tidak menyertai kita. Komunitas global telah lama menyadari keterbatasan bahan bakar fosil. Dan dampak negatif dari penggunaannya terhadap lingkungan. Negara-negara terkemuka sudah menerapkan program untuk transisi bertahap ke sumber energi yang ramah lingkungan dan terbarukan.

Di seluruh dunia, umat manusia mencari dan secara bertahap memperkenalkan pengganti bahan bakar fosil. Untuk waktu yang lama, pembangkit listrik tenaga surya, angin, pasang surut, panas bumi dan hidroelektrik telah beroperasi di seluruh dunia. Tampaknya sekarang apa yang menghalangi kita untuk menyediakan semua kebutuhan umat manusia dengan bantuan mereka?

Padahal, energi alternatif memiliki banyak masalah. Misalnya, masalah distribusi geografis sumber daya energi.Peternakan angin dibangun hanya di daerah di mana angin kencang sering bertiup, matahari - di mana ada jumlah minimum hari berawan, pembangkit listrik tenaga air - di sungai besar. Minyak, tentu saja, juga tidak tersedia di mana-mana, tetapi lebih mudah untuk mengirimkannya.

Masalah energi alternatif kedua adalah ketidakstabilan. Di ladang angin, pembangkitan bergantung pada angin, yang terus-menerus mengubah kecepatan atau berhenti sama sekali. Pembangkit listrik tenaga surya tidak bekerja dengan baik dalam cuaca mendung dan tidak bekerja sama sekali di malam hari.

Baik angin maupun matahari tidak memperhitungkan kebutuhan konsumen energi. Pada saat yang sama, output energi dari pembangkit listrik termal atau nuklir konstan dan mudah diatur. Solusi untuk masalah ini hanya dapat berupa pembangunan fasilitas penyimpanan energi yang besar untuk membuat cadangan jika output rendah. Namun, ini sangat meningkatkan biaya seluruh sistem.

Karena itu dan banyak kesulitan lainnya, perkembangan energi alternatif di dunia melambat. Pembakaran bahan bakar fosil masih lebih mudah dan murah.

Namun, jika pada skala ekonomi global sumber energi alternatif tidak memberikan banyak manfaat, maka dalam kerangka rumah individu mereka bisa sangat menarik. Sudah, banyak yang merasakan kenaikan tarif listrik, panas dan gas yang konstan. Setiap tahun, perusahaan energi masuk lebih dalam ke kantong orang biasa.

Para ahli dari dana ventura internasional I2BF mempresentasikan gambaran pertama dari pasar energi terbarukan. Menurut perkiraan mereka, dalam 5-10 tahun, teknologi energi alternatif akan menjadi lebih kompetitif dan tersebar luas. Sudah, kesenjangan dalam biaya energi alternatif dan konvensional menyusut dengan cepat.

Biaya energi mengacu pada harga yang ingin diterima oleh produsen energi alternatif untuk mengkompensasi pengeluaran modalnya selama umur proyek dan memberikan pengembalian 10% dari modal yang diinvestasikan. Harga ini juga akan mencakup biaya pembiayaan utang, karena sebagian besar sangat dipengaruhi.

Grafik berikut menggambarkan penilaian berbagai jenis energi alternatif dan tradisional pada triwulan II tahun 2011 (Gbr. 1).

Beras. satu.	Pengkajian berbagai jenis energi alternatif dan tradisional

Menurut gambar di atas, energi panas bumi, serta energi yang dihasilkan oleh pembakaran sampah dan gas tempat pembuangan sampah, memiliki biaya terendah dari semua jenis energi alternatif. Sebenarnya mereka sudah bisa bersaing secara langsung dengan energi tradisional, namun yang menjadi kendala mereka adalah terbatasnya tempat di mana proyek-proyek ini bisa dilaksanakan.

Bagi mereka yang ingin merdeka dari keinginan para insinyur listrik, yang ingin berkontribusi pada pengembangan energi alternatif, yang hanya ingin sedikit menghemat energi, buku ini ditulis.

Dari buku V. Germanovich, A. Turilin “Sumber energi alternatif. Desain praktis untuk penggunaan angin, matahari, air, bumi, energi biomassa.

Lanjutkan membaca di sini

Apakah ada masa depan untuk sumber energi alternatif?

Sumber energi alternatif terbarukan merupakan arah yang cukup menarik dan menjanjikan. Misalnya, ada beberapa metode efektif untuk menghasilkan air dari udara. Benar, di sini perlu menggunakan generator.Apakah pendekatan baru akan ditemukan untuk memecahkan masalah ini dan untuk meningkatkan metode, waktu yang akan menjawab.

Apakah mungkin untuk menggunakan sumber daya dengan bijak adalah pertanyaan besar

Tonton video ini di YouTube

Rekayasa Sebelumnya️ Relai tegangan 220 V untuk rumah: cara mengatur perlindungan peralatan rumah tangga dengan benar
Rekayasa Berikutnya Apakah saya perlu mengirimkan data dengan meter air di 2019: dan apa yang terjadi jika Anda tidak melakukannya tepat waktu?

Jenis sumber energi alternatif.

Energi angin, matahari, air, biofuel, panas bumi relatif tidak ada habisnya dan terbarukan. Manfaat sumber energi alternatif tidak dapat disangkal karena mereka melestarikan sumber daya alam. Selain itu, mereka jauh lebih konsisten dengan persyaratan keamanan lingkungan.

Energi angin.

Prinsip penggunaan tenaga angin adalah mengubah energi kinetik menjadi listrik, termal, mekanik. Generator angin digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Mereka dapat memiliki parameter teknis, ukuran, desain, sumbu rotasi horizontal atau vertikal yang berbeda. Layar adalah contoh klasik penggunaan tenaga angin dalam transportasi laut, dan kincir angin adalah konversi menjadi energi mekanik.

Diameter bilah dan ketinggian lokasinya menentukan kekuatan generator angin. Pada kekuatan angin 3 m/s, generator mulai menghasilkan arus dan mencapai nilai maksimumnya pada 15 m/s. Kekuatan angin di atas 25 m/s sangat penting - generator dimatikan.

Energi matahari adalah hadiah dari Matahari.

Energi matahari sebagai sumber energi alternatif merupakan kelanjutan alami dari misi pemberi kehidupan Matahari di planet kita. Namun sementara umat manusia belum belajar menggunakannya secara langsung.Saat ini panel surya digunakan sebagai pengubah energi matahari menjadi energi listrik, dan kolektor surya digunakan untuk energi panas. Selain itu, dalam beberapa kasus, kombinasi dari dua jenis digunakan.

Teknologi surya terdiri dari pemanasan permukaan dengan sinar matahari dan penggunaan air panas untuk suplai air panas, pemanasan atau penggunaan dalam pembangkit tenaga uap. Kolektor surya digunakan untuk mengubah energi matahari menjadi energi panas. Kesamaan mereka kekuatan tergantung pada jumlah dan daya perangkat individu yang termasuk dalam sistem stasiun surya atau termal.

Panel surya dibagi menjadi:

• silikon
• film

Baterai yang menggunakan kristal silikon saat ini paling diminati, dan baterai film adalah yang paling nyaman. Panel silikon adalah salah satu pilihan terbaik untuk rumah pribadi.

Pembangkit listrik tenaga air adalah penggunaan tenaga air.

Prinsip pengoperasian turbin pada pembangkit listrik tenaga air adalah pengaruh gaya air pada sudu turbin air, yang menghasilkan listrik. Kadang-kadang hanya pembangkit listrik tenaga air yang diklasifikasikan sebagai jenis energi alternatif, di mana bendungan kuat tidak digunakan, dan pembangkitan arus terjadi di bawah pengaruh aliran air alami. Hal ini disebabkan oleh dampak negatif yang signifikan dari pembangkit listrik tenaga air yang kuat pada lanskap sungai alami, banjir yang dangkal dan bencana.

Tidak ada keberatan dari pemerhati lingkungan terhadap penggunaan energi alam laut dan pasang surut air laut. Konversi energi kinetik menjadi energi listrik dalam hal ini terjadi pada stasiun pasang surut khusus.

Energi panas bumi adalah panas bumi.

Permukaan Bumi memancarkan panas tidak hanya di tempat-tempat di mana sumber seismik panas dikeluarkan, seperti, misalnya, di Kamchatka, tetapi juga di hampir semua wilayah planet ini. Untuk mengekstrak panas bumi, digunakan pompa panas khusus, dan kemudian diubah menjadi energi listrik atau digunakan sebagai panas. Prinsip pengoperasian instalasi didasarkan pada hukum termodinamika dan hukum fisika dari perilaku cairan dan gas, khususnya freon.

Jenis desain pompa menentukan sumber energi utama, seperti udara-tanah atau air-tanah.

Bahan Bakar Nabati.

Prinsip memperoleh biofuel didasarkan pada pengolahan produk organik menggunakan instalasi khusus. Selama pemrosesan, energi panas atau listrik dihasilkan. Biofuel dapat berbentuk cair, padat atau gas. Padat, misalnya, termasuk briket bahan bakar, cair - bioetanol, gas - biogas. Varietasnya termasuk gas TPA, yang terbentuk di tempat pembuangan sampah. Penggunaan biogas dari tempat pembuangan sampah tua membantu memecahkan masalah daur ulang sampah.

Sumber energi alternatif: apa itu dan mengapa dibutuhkan

Sampai hari ini, energi didasarkan pada cara-cara yang dikembangkan dengan baik dan terbukti untuk menghasilkan listrik. Mereka adalah pembangkit listrik tenaga nuklir, listrik dan hidroelektrik yang terkenal. Semuanya bekerja dengan menggunakan sumber daya planet kita, yang cepat atau lambat akan habis, atau melibatkan reaksi yang dapat menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki.

Pada tahun 2017, persentase penggunaan sumber daya tersebut didistribusikan sebagai berikut:

• 39,3% - batubara;
• 22,9% - gas alam;
• 16% - air;
• 10,6% - energi nuklir;
• 4,1% - minyak.

Saat ini, area yang menjanjikan ini sedang mencari zat dan proses di dunia sekitarnya yang mampu:

• perbarui sumber daya Anda (yaitu tidak habis-habisnya);
• mewakili pengganti yang lengkap untuk yang tradisional dalam hal kualitas;
• menjadi ekonomis;
• tidak merusak lingkungan.

Apa yang salah dengan sumber energi tradisional?

Batubara, minyak dan gas belum menemukan pengganti yang lengkap untuk diri mereka sendiri dalam produksi energi yang dibutuhkan oleh umat manusia. Namun, stok mereka terbatas dan tidak dapat dipulihkan.

Misalnya, Bumi kita menghabiskan waktu hingga 350 juta tahun untuk menciptakan minyak dan gas, dan kita menghabiskan sumber dayanya dengan kecepatan yang jauh lebih cepat.

Sekitar 90% energi di planet ini pada tahun 2010 dihasilkan dari pembakaran fosil dan bahan bakar nabati dari bahan mentah tumbuhan atau hewan. Dan sampai tahun 2040, bagian produksi tersebut tidak akan turun di bawah 80%. Pada saat yang sama, konsumsi energi tumbuh: hingga tahun ke-40 - sebesar 56%.

Kembali pada tahun 2012, para ilmuwan mengindikasikan bahwa seluruh pasokan gas di planet ini akan berakhir pada tahun 2052, dan minyak akan bertahan sedikit lebih lama - hingga tahun 2060. Artinya, anak-anak kita sudah bisa menangkap waktu ketika sebuah kapal tanker minyak atau pipa gas tidak akan berguna, dan hutan akan ditebang.

Emisi berbahaya ke atmosfer yang terkait dengan produk pembakaran dan pembangkit energi nuklir adalah perusak ozon dan konduktor pemanasan global.

Dengan demikian, seluruh peradaban modern, tidak peduli bagaimana politisi dan produsen minyak mengabaikannya, menghadapi pertanyaan global - sumber energi apa yang akan menggantikan yang tradisional, sambil melestarikan lingkungan.

Industri tenaga panas

Sektor energi paling umum di Rusia. Pembangkit listrik termal di negara ini menghasilkan lebih dari 1.000 MW menggunakan batu bara, gas, produk minyak, deposit serpih dan gambut sebagai bahan baku.Energi primer yang dihasilkan selanjutnya diubah menjadi listrik. Secara teknologi, stasiun semacam itu memiliki banyak keunggulan, yang menentukan popularitasnya. Ini termasuk kondisi pengoperasian yang tidak menuntut dan kemudahan organisasi teknis alur kerja.

Fasilitas tenaga panas dalam bentuk fasilitas kondensasi dan gabungan panas dan pembangkit listrik dapat dibangun langsung di daerah di mana sumber daya habis diekstraksi atau di mana konsumen berada. Fluktuasi musiman tidak mempengaruhi stabilitas stasiun, yang membuat sumber energi tersebut dapat diandalkan. Tetapi ada juga kerugian dari pembangkit listrik termal, yang meliputi penggunaan sumber daya bahan bakar yang habis, pencemaran lingkungan, kebutuhan untuk menghubungkan sejumlah besar sumber daya tenaga kerja, dll.

Apa yang harus dipilih: sumber energi terbarukan atau energi nuklir?

Secara historis, nuklir, batu bara, dan tenaga air telah menjadi sumber energi yang sangat besar

Oleh karena itu, tanpa mempertimbangkan fakta bahwa banyak negara di dunia terlibat erat dalam pengembangan sektor energi terbarukan, kepemimpinan Federasi Rusia berencana untuk menerima hanya 4,5% energi dari energi terbarukan pada awal 2020, mewujudkan bahwa cadangan hidrokarbon tidak terbatas

Pemerintah Rusia mengandalkan pembangkit energi jangka panjang dari plutonium dan energi fusi; sumber energi tersebut tidak sepenuhnya dieksplorasi dan menimbulkan ancaman nyata bagi umat manusia. Ini berlaku untuk pengembangan dan penerapan semua energi nuklir.

Dengan tujuan penelitian lebih lanjut tentang energi nuklir di Prancis pada tahun 2007, pembangunan reaktor termonuklir eksperimental yang penting secara internasional dimulai.

Proyek ini didirikan oleh sekelompok beberapa negara, termasuk Rusia.Tujuan utama pembuatan proyek semacam itu adalah untuk membuktikan kemungkinan penggunaan komersial energi yang diperoleh dari fusi termonuklir sebagai sumber energi listrik. Solusi untuk masalah ini belum ditemukan.

Menurut perhitungan para ilmuwan yang terlibat dalam studi proses termonuklir, jumlah energi yang diterima dari mereka pada tahun 2100 tidak akan dapat melebihi standar 100 GW, yang merupakan indikator rendah untuk memecahkan masalah umat manusia yang terkait dengan pembangkit listrik. . Sebagai contoh, kita dapat mengambil fakta bahwa pembangkit listrik dunia modern menyediakan 4000 GW listrik.

Satu-satunya cara untuk memecahkan masalah memperoleh listrik adalah transisi umat manusia ke sumber energi terbarukan dengan penggunaan paralel teknologi yang berkontribusi untuk menghemat listrik. Keuntungan dari transisi semacam itu adalah pelestarian iklim planet. Semua keuangan yang diperlukan untuk memulai proses ini tersedia.

Energi alternatif di Rusia modern

Dibandingkan tahun-tahun sebelumnya, energi alternatif di Rusia berkembang lebih cepat, namun tidak dominan. Saat ini, sebagian besar energi di negara ini diproduksi menggunakan sumber tradisional.

Pembangkit listrik tenaga surya

Pembangkit listrik tenaga surya di Ural

Wilayah selatan negara itu, serta Siberia Barat, Siberia Timur, dan Timur Jauh memiliki potensi untuk produksi listrik tenaga surya. Di Rusia, menjanjikan untuk mengekstrak energi dari Matahari, sehingga proyek ke arah ini menerima dukungan negara.

Pembangkit listrik tenaga air dan pasang surut

Rusia secara aktif menggunakan potensi air untuk menghasilkan listrik: pada 2017, negara ini memiliki 15 pembangkit listrik dengan kapasitas lebih dari 1000 megawatt, dan juga ratusan stasiun dengan kapasitas lebih rendah. Biaya energi yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga air setengah dari yang dihasilkan oleh pembangkit listrik termal.

Stasiun pasang surut membutuhkan keuangan besar, sehingga pengembangan arah ini di Federasi Rusia tidak terjadi. Menurut perkiraan para ilmuwan, TPP dapat menghasilkan seperlima dari listrik yang diproduksi di Rusia.

turbin angin

Tidak mungkin memasang generator dengan sumbu rotasi horizontal di Rusia karena kecepatan angin yang rendah. Namun, struktur dengan sumbu rotasi vertikal sering digunakan.

Pembangkit listrik tenaga angin di wilayah Ulyanovsk

Pada 2018, total kapasitas turbin angin di Rusia berjumlah 134 megawatt. Pembangkit listrik terbesar di wilayah Ulyanovsk (kapasitas - 35 megawatt).

Stasiun panas bumi

Ada 5 pembangkit listrik tenaga panas bumi di Rusia, tiga di antaranya berlokasi di Kamchatka. Menurut data 2016, GeoPP menghasilkan 40% listrik yang dikonsumsi di semenanjung ini.

Aplikasi bahan bakar nabati

Produksi bahan bakar juga diatur di Rusia. Pada saat yang sama, lebih menguntungkan bagi negara untuk mengembangkan biofuel padat daripada cair. Sekarang produksi dilakukan di pabrik di Vladivostok.

pembangkit listrik tenaga nuklir

Rusia memproduksi listrik menggunakan energi nuklir dan terus berkembang ke arah ini. Stasiun baru sedang dibangun, metode ekstraksi baru sedang diterapkan. Menurut data 2019, 10 pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi di Rusia. Federasi Rusia menempati urutan kedua di dunia dalam hal kapasitas pembangkit listrik menggunakan pembangkit listrik tenaga nuklir, Republik Rakyat Cina telah memenangkan kejuaraan di industri ini.

Energi angin

Ladang angin adalah cara yang menjanjikan untuk menghasilkan energi, terutama di tempat-tempat yang arah anginnya konstan.

Metode memperoleh energi tersebut tidak mencemari lingkungan alam. Namun, ada ketergantungan pada ketidakkekalan arah dan kekuatan angin. Meskipun ketergantungan ini sebagian dapat dihaluskan dengan memasang roda gila dan berbagai baterai.

Namun pembangunan, pemeliharaan, dan perbaikan kincir angin tidak murah. Selain itu, operasi mereka disertai dengan kebisingan, mengganggu burung dan serangga, dan memantulkan gelombang radio dengan bagian yang berputar.

Energi alternatif untuk pusat data

Pemilik pusat data semakin tertarik pada sumber listrik alternatif. Satu-satunya cara untuk mempertahankan tingkat pertumbuhan kapasitas di sini adalah secara signifikan mengurangi biaya penerapan, pemeliharaan, dan pendinginan pusat data. Ada beberapa pilihan.

Misalnya, panas yang dihasilkan selama pengoperasian server dapat diarahkan ke pemanas ruangan. Jadi, pada tahun 2015, Yandex memanaskan seluruh kota di Finlandia. Dengan memasok panas ke kota, Yandex dapat mengganti sebagian biaya listriknya.

Mendinginkan pusat data adalah salah satu item pengeluaran paling rakus bagi perusahaan IT. Rata-rata, pendinginan menyumbang 45% dari biaya energi.

Cara orisinal untuk menghemat pendinginan peralatan adalah dengan menggunakan "freecooling". Atau, sederhananya, untuk mendinginkan server dengan udara dari jalan. Untuk Rusia, di mana cuaca dingin di luar hampir sepanjang tahun, ini terutama benar.

Cara lain untuk mendinginkan udara di pusat data, memungkinkan Anda menghemat pada biaya energi — metode pendinginan adiabatik. Dalam hal ini, air disemprotkan untuk menurunkan suhu. Saat menguap, dibutuhkan panas dan dengan cara yang begitu sederhana mengurangi suhu udara.

Bagaimanapun, sebelum bereksperimen, disarankan untuk melakukan audit energi terperinci. Hasilnya akan memungkinkan untuk menganalisis keadaan konsumsi energi dan mengidentifikasi peluang untuk menghemat sumber daya energi.

Mengapa kita membutuhkan sumber energi alternatif?

Ketika sumber energi yang dapat habis (bahan bakar fosil) habis, umat manusia harus beralih ke AES (sumber energi alternatif). Pada 2017, 35% listrik yang dihasilkan di Rusia diproduksi dengan cara bebas karbon - di pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik tenaga air.

Menggunakan sumber energi tradisional bermasalah karena alasan berikut:

• TPP tersebut menggunakan bahan bakar yang akan habis dalam waktu dekat. Menurut perkiraan terburuk, ini akan terjadi dalam 30 tahun;
• Biaya bahan bakar fosil meningkat, sehingga harga listrik naik;
• Produk pembangkit listrik mencemari lingkungan;
• Panas yang dihasilkan oleh stasiun menyebabkan pemanasan global.

Kemanusiaan hanya memiliki satu cara - transisi ke AIE.

Energi pasang surut

Konversi energi pasang surut menjadi listrik dilakukan di pembangkit listrik tenaga pasang surut dengan dua cara:

1. Metode pertama, menurut prinsip konversi energi, mirip dengan konversi energi di pembangkit listrik tenaga air dengan memutar turbin yang terhubung ke generator listrik;
2. Metode kedua menggunakan energi gerakan air; Metode ini didasarkan pada perbedaan tinggi muka air pada saat pasang dan surut.

Pro

• Energi matahari adalah sumber daya terbarukan. Selama Matahari ada, energinya akan mencapai Bumi.
• Pembangkit listrik tenaga surya tidak mengakibatkan polusi air atau udara karena tidak ada reaksi kimia dari pembakaran bahan bakar.
• Energi matahari dapat digunakan dengan sangat efisien untuk tujuan praktis seperti pemanasan dan penerangan.
• Manfaat energi matahari sering terlihat untuk memanaskan kolam renang, resor, dan tangki air di seluruh dunia.

Kekurangan

• Energi matahari tidak menghasilkan energi jika matahari tidak bersinar. Malam dan hari berawan sangat membatasi jumlah energi yang dihasilkan.
• Pembangkit listrik tenaga surya bisa sangat mahal untuk dibangun.

Jenis utama energi terbarukan

Energi matahari

Energi surya dianggap sebagai sumber energi terkemuka dan ramah lingkungan. Sampai saat ini, metode termodinamika dan fotolistrik telah dikembangkan dan digunakan untuk menghasilkan listrik. Konsep operabilitas dan prospek nanoantena dikonfirmasi. Matahari, sebagai sumber energi ramah lingkungan yang tidak habis-habisnya, dapat memenuhi kebutuhan umat manusia dengan baik.

Energi angin

Energi angin telah berhasil digunakan oleh manusia sejak lama dan kincir angin. Para ilmuwan sedang mengembangkan baru dan meningkatkan ladang angin yang ada. Mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi kincir angin. Mereka memiliki relevansi khusus di pantai dan di daerah dengan angin konstan. Dengan mengubah energi kinetik massa udara menjadi energi listrik murah, ladang angin telah memberikan kontribusi yang signifikan terhadap sistem energi masing-masing negara.

energi panas bumi

Sumber energi panas bumi menggunakan sumber yang tidak ada habisnya - panas internal Bumi. Ada beberapa skema kerja yang tidak mengubah esensi proses. Uap alami dibersihkan dari gas dan dimasukkan ke turbin yang memutar generator listrik. Instalasi serupa beroperasi di seluruh dunia. Sumber panas bumi menyediakan listrik, memanaskan seluruh kota dan menerangi jalan-jalan. Tetapi kekuatan energi panas bumi digunakan sangat sedikit, dan teknologi produksinya memiliki efisiensi yang rendah.

Energi pasang surut dan gelombang

Energi pasang surut dan gelombang adalah metode yang berkembang pesat untuk mengubah energi potensial dari pergerakan massa air menjadi energi listrik. Dengan tingkat konversi energi yang tinggi, teknologi ini memiliki potensi besar. Benar, itu hanya bisa digunakan di pantai samudera dan lautan.

energi biomassa

Proses dekomposisi biomassa menyebabkan pelepasan gas yang mengandung metana. Dimurnikan, digunakan untuk menghasilkan listrik, pemanas ruangan dan kebutuhan rumah tangga lainnya. Ada usaha kecil yang sepenuhnya memenuhi kebutuhan energi mereka.

Energi radiasi matahari elektromagnetik

Ini dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dan panas. Konversi langsung radiasi matahari menjadi energi listrik dilakukan baik melalui konversi langsung akibat fenomena efek fotolistrik internal pada panel fotovoltaik, maupun secara tidak langsung menggunakan metode termodinamika (memperoleh uap dengan tekanan tinggi).

pembangkit listrik tenaga surya

Resi energi panas dari surya dihasilkan dengan menyerap energi ini dan selanjutnya memanaskan permukaan dan pendingin, baik oleh kolektor khusus maupun dengan menggunakan teknik "arsitektur surya".

Set pengaturan untuk konversi energi matahari adalah solar pembangkit listrik.

kelebihan

Energi angin tidak menghasilkan polusi yang dapat mencemari lingkungan. Karena tidak ada proses kimia yang terjadi, seperti saat membakar bahan bakar fosil, tidak ada produk sampingan yang berbahaya yang tersisa.

• Karena pembangkit angin adalah sumber energi terbarukan, kami tidak akan pernah menyelesaikannya.
• Pertanian dan penggembalaan masih dapat dilakukan di lahan yang ditempati oleh turbin angin, yang dapat membantu menghasilkan biofuel.
• Ladang angin dapat dibangun di lepas pantai.

Perangkat dan penggunaan kolektor surya

Kolektor surya primitif adalah pelat logam hitam yang ditempatkan di bawah lapisan tipis cairan transparan. Seperti yang Anda ketahui dari kursus fisika sekolah, benda gelap lebih panas daripada benda terang. Cairan ini bergerak dengan bantuan pompa, mendinginkan pelat dan memanas pada saat yang sama. Sirkuit cairan yang dipanaskan dapat ditempatkan di tangki yang terhubung ke sumber air dingin. Dengan memanaskan air dalam tangki, cairan dari kolektor didinginkan. Dan kemudian datang kembali. Dengan demikian, sistem energi ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan sumber air panas yang konstan, dan di musim dingin juga radiator panas.

Ada tiga jenis kolektor yang berbeda dalam perangkat

Hingga saat ini, ada 3 jenis perangkat tersebut:

• udara;
• berbentuk tabung;
• datar.

Udara

Kolektor udara terdiri dari pelat berwarna gelap.

Kolektor udara adalah pelat hitam yang dilapisi kaca atau plastik transparan. Udara bersirkulasi secara alami atau paksa di sekitar pelat ini. Udara hangat digunakan untuk memanaskan ruangan di dalam rumah atau untuk mengeringkan pakaian.

Keuntungannya adalah kesederhanaan desain yang ekstrem dan biaya rendah. Satu-satunya kelemahan adalah penggunaan sirkulasi udara paksa. Tapi Anda bisa melakukannya tanpanya.

Berbentuk tabung

Keuntungan dari kolektor semacam itu adalah kesederhanaan dan keandalan.

Kolektor berbentuk tabung terlihat seperti beberapa tabung kaca yang berjajar, dilapisi di bagian dalam dengan bahan penyerap cahaya.Mereka terhubung ke kolektor umum dan cairan bersirkulasi melalui mereka. Kolektor semacam itu memiliki 2 cara untuk mentransfer energi yang diterima: langsung dan tidak langsung. Metode pertama digunakan di musim dingin. Yang kedua digunakan sepanjang tahun. Ada variasi menggunakan tabung vakum: satu dimasukkan ke yang lain dan ruang hampa dibuat di antara mereka.

Ini mengisolasi mereka dari lingkungan dan lebih baik mempertahankan panas yang dihasilkan. Keuntungannya adalah kesederhanaan dan keandalan. Kerugiannya termasuk biaya pemasangan yang tinggi.

datar

Untuk membuat kolektor bekerja lebih efisien, para insinyur telah mengusulkan penggunaan konsentrator.

Kolektor pelat datar adalah jenis yang paling umum. Dialah yang menjadi contoh untuk menjelaskan prinsip pengoperasian perangkat ini. Keuntungan dari varietas ini adalah kesederhanaan dan murahnya dibandingkan dengan yang lain. Kerugiannya adalah kehilangan panas yang signifikan daripada subtipe lain yang tidak menderita.

Untuk meningkatkan tata surya yang sudah ada, para insinyur mengusulkan untuk menggunakan sejenis cermin yang disebut konsentrator. Mereka memungkinkan Anda untuk menaikkan suhu air dari standar 120 ke 200 C°. Subspesies pengumpul ini disebut konsentrasi. Ini adalah salah satu opsi eksekusi yang paling mahal, yang tidak diragukan lagi merupakan kerugian.

tempat ke-4. Pembangkit listrik tenaga pasang surut dan gelombang

Pembangkit listrik tenaga air tradisional bekerja sesuai dengan prinsip berikut:

1. Tekanan air disuplai ke turbin.
2. Turbin mulai berputar.
3. Putaran tersebut ditransmisikan ke generator yang menghasilkan listrik.

Pembangunan pembangkit listrik tenaga air lebih mahal daripada pembangkit listrik termal dan hanya dimungkinkan di tempat-tempat dengan cadangan energi air yang besar. Namun masalah utamanya adalah rusaknya ekosistem akibat kebutuhan untuk membangun bendungan.

Pembangkit listrik pasang surut bekerja dengan prinsip yang sama, tetapi menggunakan kekuatan pasang surut untuk menghasilkan energi.

Jenis energi alternatif "air" termasuk arah yang menarik seperti energi gelombang. Esensinya bermuara pada pembangkitan listrik melalui penggunaan energi gelombang laut, yang jauh lebih tinggi daripada gelombang pasang. Pembangkit listrik tenaga ombak yang paling kuat saat ini adalah Pelamis P-750 yang menghasilkan energi listrik 2,25 MW.

Berayun di atas ombak, konvektor besar ("ular") ini menekuk, akibatnya piston hidrolik mulai bergerak ke dalam. Mereka memompa minyak melalui motor hidrolik, yang pada gilirannya menghasilkan generator listrik. Listrik yang dihasilkan dikirim ke pantai melalui kabel yang diletakkan di sepanjang bagian bawah. Ke depan, jumlah konvektor akan diperbanyak dan stasiun tersebut mampu menghasilkan hingga 21 MW.

Sejarah penggunaan energi angin

Tidak mungkin untuk mengatakan dengan tepat kapan penggunaan energi angin untuk memecahkan masalah ekonomi seseorang dimulai. Kincir angin telah dikenal sejak zaman Mesir kuno. Di Tiongkok kuno, kincir angin digunakan untuk memompa air dari sawah. Penggunaan layar untuk navigasi diketahui lebih awal, dari zaman Babel kuno, dan ini hanya bukti tertulis.

Eropa pada masa itu adalah kumpulan suku-suku liar. Dengan munculnya tanda-tanda peradaban, kincir angin, kapal layar muncul di sini juga. Tapi untuk waktu yang lama, penggunaan angin berakhir di sana. Sumber yang terlalu tidak stabil dan tidak dapat diprediksi, tidak mungkin untuk mengandalkannya tanpa memiliki cadangan.

Dengan perkembangan produksi, pompa pertama untuk mengangkat air dari sumur muncul.Pada saat yang sama, penggunaan kincir angin sebagai penggerak mereka dimulai. Perangkat seperti itu masih berfungsi sampai sekarang, sederhana, andal, dan tidak menuntut dalam pengoperasiannya.

Generator angin mulai muncul dengan munculnya perangkat untuk mengubah gerakan rotasi menjadi generator listrik. Turbin angin berkembang pesat pada abad ke-20, meskipun perang menghentikan banyak proyek di Eropa.

Saat ini, pemimpin dalam penggunaan ladang angin adalah Amerika Serikat dan Cina. Sejumlah besar stasiun tersedia di Eropa, mereka terkonsentrasi di pantai barat. Yang terpenting di Denmark, yang cukup bisa dimengerti - tidak ada sumber lain di negara ini.

Tingginya efisiensi HPP, tidak adanya angin kencang dan stabil di sebagian besar wilayah telah mengurangi minat terhadap energi angin. Selain itu, peralatan yang ada pada saat itu tidak memiliki produktivitas yang tinggi, tidak memungkinkan untuk menghasilkan energi yang cukup. Masalah ini diselesaikan dengan menggunakan generator bensin atau diesel, yang lebih andal dan siap untuk menghasilkan hasil yang diinginkan pada waktu yang tepat.

Saat ini, minat terhadap energi angin telah tumbuh secara signifikan. Perkembangan baru yang lebih efisien telah muncul yang dapat menyediakan jumlah konsumen yang cukup. Selain itu, ada magnet neodymium kuat yang memungkinkan Anda membuat generator sendiri dengan kemampuan untuk bekerja pada kecepatan rotasi lambat, yang secara radikal mengubah situasi dan membangkitkan minat besar di kalangan desainer.