انرژی آینده: واقعیت و تخیل. منابع جایگزین انرژی

این هیچ راز که منابع مورد استفاده توسط بشر امروز مطمئنا بیشتر از تولید در آینده و استفاده از آنها می تواند نه تنها به انرژی، بلکه به فاجعه زیست محیطی منجر شده است. زغال سنگ، نفت و گاز - - به طور سنتی توسط منابع انسان استفاده می شود پس از چند دهه به پایان خواهد رسید، و اقدامات باید در حال حاضر در نظر گرفته شود، در زمان ما. البته، ما می توانیم امیدوار باشیم که ما دوباره پیدا کردن برخی از سپرده غنی، و همچنین در نیمه اول قرن گذشته است، اما دانشمندان معتقدند که چنین ذخایر بزرگ دیگر. اما در هر صورت، حتی کشف زمینه های جدید تنها به تاخیر می اندازد نیاز اجتناب ناپذیر برای پیدا کردن راه را برای تولید انرژی های جایگزین، و تعویض به منابع تجدید پذیر مانند باد، خورشید، زمین گرمایی، جریان آب، و غیره، و علاوه بر این لازم است برای ادامه توسعه فن آوری های صرفه جویی در انرژی.

در این مقاله ما در برخی از امیدوار کننده ترین نگاه کنید، در نظر دانشمندان مدرن، ایده ساخت که به آینده از انرژی است.

ایستگاه های خورشیدی

مردم به مدت طولانی در مورد اینکه آیا ممکن است به استفاده از انرژی خورشید بر روی زمین بود. در زیر نور خورشید گرم می شود آب و خشک لباس سفال قبل از ارسال آن به فر، با این حال، این روش می تواند موثر آن می شود. اولین وسایل فنی، که تبدیل انرژی خورشیدی در قرن 18 پدید آمده است. دانشمند فرانسوی بوفون، تجربه نشان داده است، که در آن او با کمک از یک آینه مقعر بزرگ در آب و هوای روشن به آتش چوب خشک از فاصله حدود 70 متر اداره می شود. هموطن او، دانشمند مشهور لاووازیه، اعمال لنز به تمرکز انرژی خورشید، و در انگلستان ایجاد یک لیوان عدسی که با تمرکز اشعه خورشید آهن فقط در چند دقیقه ذوب شده است.

طبیعت بسیاری از آزمایشات که ثابت کرد که استفاده از انرژی خورشیدی بر روی زمین حال انجام است. با این حال، سلول های خورشیدی که انرژی خورشیدی را به انرژی مکانیکی تبدیل شده اند، به نظر می رسد نسبتا به تازگی، در سال 1953. این دانشمندان از آژانس هوا و فضا ملی ایالات متحده ساخته شده است. در حال حاضر در سال 1959 برای اولین بار به استفاده از یک پنل خورشیدی به تجهیز ماهواره های فضایی است.

شاید بعد از آن درک این واقعیت که باتری در فضا بسیار موثر تر، دانشمندان ایده ایجاد یک فضای گیاهان خورشیدی خورشید برای تولید انرژی به همان اندازه که کل مصرف بشریت و برای سال بود، چرا که در یک ساعت، پس چرا آن را استفاده نمی کند؟ چه خواهد شد در آینده از انرژی خورشیدی؟

از یک طرف به نظر می رسد که استفاده از انرژی خورشیدی ایده آل است. با این حال، هزینه یک فضای کارخانه بزرگ خورشیدی بسیار زیاد است، و علاوه بر این، این یک راه به کار است. با گذشت زمان، به عنوان فن آوری های جدید برای تحویل کالا را به فضا، و همچنین به عنوان مواد جدید قرار داده، اجرای چنین پروژه امکان پذیر خواهد بود، اما ما تنها می توانید استفاده از پانل های نسبتا کوچک بر روی سطح این سیاره است. بسیاری می گویند که آن را خیلی بد است. بله، آن را در یک خانه خصوصی امکان پذیر است، اما برای تامین برق از شهرستانها بزرگ، به ترتیب، باید مجموعه ای از پانل های خورشیدی، یک تکنولوژی است که آنها را موثر تر خواهد ساخت است.

جنبه اقتصادی از این موضوع نیز در حال حاضر: هر بودجه رنج می برند اگر از آن خواهد شد وظیفه به ترجمه کل شهرستان (یا کشور) در پانل های خورشیدی. به نظر می رسد که می تواند مورد نیاز از ساکنان شهری پرداخت مقداری برای نوسازی، اما در آن صورت آنها نمی خواهد خوشحال، چرا که اگر مردم حاضر به رفتن در چنین هزینه بود، آنها در حال حاضر آن را انجام داده خود: توانایی خرید یک پنل خورشیدی است در همه.

با توجه به انرژی خورشیدی است تناقض دیگری وجود دارد: هزینه های تولید. انرژی خورشید را مستقیما به برق ترجمه - نه چیزی کارآمد ترین. هنوز راهی بهتر از استفاده از اشعه خورشید برای گرم کردن آب، که به بخار که به نوبه خود می راند دینامو تبدیل یافت نشد. در این مورد، از دست دادن انرژی حداقل است. بشریت می خواهد به استفاده از پانل های خورشیدی "سبز" و ایستگاه خورشیدی، صرفه جویی در منابع بر روی زمین، اما برای این پروژه یک مقدار زیادی از منابع مشابه، و انرژی "غیر ریخته گری" است. به عنوان مثال، یک نیروگاه خورشیدی با مساحت حدود دو کیلومتر مربع بوده است که اخیرا در فرانسه ساخته شده است. هزینه ساخت و ساز حدود 110 میلیون یورو بود، از جمله هزینه های عمل نیست. با تمام این باید در نظر داشت که زندگی چنین مکانیسم حدود 25 سال است.

باد

انرژی باد - نیز توسط مردم از زمان های قدیم استفاده می شود، به عنوان مثال ساده ترین قایقرانی و آسیاب های بادی است. آسیاب های بادی استفاده از امروز، آنها به خصوص در مناطق با باد ثابت، مانند در ساحل موثر است. دانشمندان به طور مداوم به جلو ایده در مورد چگونگی نوسازی از ابزارهای موجود برای تبدیل انرژی باد، یکی از آنها - در قالب شناور توربین های بادی توربین. با توجه به چرخش ثابت آنها می توانند "قطع" در هوا در چند صد متر از زمین، که در آن باد قوی و ثابت است. این در برق از مناطق روستایی، که در آن غیر ممکن است به استفاده از توربین های بادی معمولی کمک کند. علاوه بر این، این توربین شناور خواهد بود که با ماژول های اینترنت که با آن می تواند انجام شود برای اطمینان از دسترسی مردم به شبکه جهانی وب مجهز شده است.

جزر و مد و امواج

رونق در انرژی خورشیدی و باد به تدریج در حال وقوع، و علاقه پژوهشگران واقع شده است انرژی طبیعی دیگری است. بیشتر امیدوار است که استفاده از جزر و مد. در حال حاضر، این مسئله تا حدود صد شرکت در سراسر جهان بوده است، و پروژه های متعددی که بر اثر بخشی این روش تولید برق نشان داده اند وجود دارد. استفاده بیش از انرژی خورشیدی است که از دست دادن در ترجمه یکی به انرژی دیگری اندک هستند: یک موج عظیم جزر و مدی می چرخد یک توربین، که به تولید برق است.

به "سپردار" - یک ایده مجموعه در کف اقیانوس فلپ لولا، که آب به ساحل عرضه خواهد شد، در نتیجه تبدیل توربین ساده آبی است. فقط یک نصب و راه اندازی چنین می توانند برق یک محله کوچک فراهم می کند.

در حال حاضر در استرالیا با موفقیت استفاده موج جزر و مدی: در شهرستان آب شیرین کن پرت نصب کار بر روی این نوع از انرژی است. کار آنها اجازه می دهد تا آب تازه به حدود یک و نیم میلیون نفر است. انرژی طبیعی و صنعت همچنین می توانید در بخش تولید انرژی ترکیب شود.

استفاده از قدرت جزر و مد تا حدودی متفاوت از فن آوری است که شاهد آن بودیم که در نیروگاه های آبی رودخانه است. HPP است که اغلب به محیط زیست مضر: منطقه اطراف آن آب گرفتگی، اکوسیستم نابود کرد، اما استفاده از نیروگاه های امواج جزر و مدی، در این رابطه، بسیار امن تر است.

انرژی انسان

یکی از فوق العاده ترین استفاده پروژه های انرژی مردم زندگی می کنند شما می توانید در لیست ما تماس بگیرید. برای تلفن های موبایل خیره کننده و حتی وحشتناک تر، اما همه که ترسناک نیست. دانشمندان گرامی داشتن ایده چگونه به استفاده از انرژی مکانیکی را از حرکت. در این پروژه ها در میکرو الکترونیک و فناوری نانو با مصرف توان کم است. در حالی که آن را مانند یک مدینه فاضله برای تلفن های موبایل، هیچ توسعه واقعی وجود دارد، اما این ایده بسیار جالب است و ذهن دانشمندان را ترک کنید. موافقم، دستگاه خواهد بود بسیار راحت است، که مانند یک ساعت با podzavodkoy خودکار خواهد شد از این واقعیت است که سنسور انگشت سیم کشی، و یا بر روی لوح شارژ شده یا تلفن فقط در کیسه آویزان هنگام راه رفتن. نه به ذکر است لباس، است که با microdevices مختلف پر شده است، می تواند به برق تبدیل انرژی حرکت انسان.

در برکلی، در آزمایشگاه لارنس، برای مثال، دانشمندان تلاش کرده اند را به زندگی ایده برای استفاده از ویروس ها برای اعمال فشار بر تبدیل انرژی به برق است. مکانیزم کار کوچک در حرکت، به عنوان وجود دارد، با این حال، هنوز جریان از چنین فن آوری تنظیم نشده است. بله، بحران جهانی انرژی در این راه کنار آمدن نیست: چگونه بسیاری از مردم به "پدال" باید آن را به کار کل گیاه؟ اما به عنوان یکی از ابزارهای مورد استفاده این مجموعه، نظریه کاملا پایدار است.

به خصوص مانند فن آوری که در سخت موثر برای رسیدن به مناطق، در ایستگاه قطبی، در کوه ها و جنگل، در میان مسافران و گردشگران که همیشه توانایی شارژ ابزار خود را داشته باشد، اما ماندن در تماس مهم است، به خصوص اگر این گروه در یک وضعیت بحرانی بود. چگونه خیلی چیزها می تواند مانع اگر مردم همیشه یک دستگاه ارتباطی قابل اعتماد است که مستقل شده "از دیوار."

سلول های سوختی هیدروژنی

شاید، هر صاحب ماشین، خیره در مقدار نور بنزین نزدیک صفر است، یک ایده چگونه آن را بزرگ خواهد بود اگر ماشین قابل اجرا بر روی آب وجود دارد. اما در حال حاضر اتم خود را به این زمینه از نظر دانشمندان به عنوان تاسیسات انرژی واقعی سقوط کرد. واقعیت این است که ذرات هیدروژن - گاز فراوان ترین در جهان - حاوی مقدار زیادی از انرژی است. علاوه بر این، موتور سوزاند گاز عملا با هیچ با محصولات، است که، ما یک سوخت بسیار سازگار با محیط زیست.

هیدروژن با برخی از ماژول های ایستگاه فضایی و شاتل اتهام، اما بر روی زمین آن به طور عمده در قالب ترکیبات مانند آب وجود دارد. در دهه هشتاد در روسیه در حال توسعه شده هواپیما که با استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت، این فن آوری ها حتی در عمل استفاده می شود، و مدل های تجربی ثابت شده است. هنگامی که هیدروژن جدا، آن را به یک سلول سوختی ویژه نقل مکان کرد، برق پس از آن می توانید به طور مستقیم تولید می شود. این انرژی از آینده ای نه در حال حاضر به یک واقعیت است. این ماشین ها به در حال حاضر تولید و مقادیر نسبتا بزرگ است. این شرکت هوندا، به منظور تأکید بر جهانی بودن منبع انرژی و ماشین به طور کلی، انجام یک آزمایش که در آن دستگاه به شبکه خانگی برقی متصل شده است، اما نه به منظور رسیدن به شارژ. این خودرو ممکن است قدرت خانه خصوصی در عرض چند روز فراهم، یا عبور بدون سوخت گیری نزدیک به پانصد کیلومتر است.

تنها اشکال این منبع انرژی در حال حاضر - این یک هزینه نسبتا بالایی از چنین اتومبیل سازگار با محیط زیست است، و البته، تعداد نسبتا کمی از ایستگاه های هیدروژن پر کردن، اما در بسیاری از کشورها در حال حاضر برنامه ریزی شده ساخت و ساز. به عنوان مثال، آلمان در حال حاضر یک طرح برای نصب یک صد ایستگاه های گاز تا سال 2017.

حرارتی زمین

تبدیل انرژی حرارتی را به برق - جوهر از انرژی زمین گرمایی است. در برخی از کشورها که در آن دشوار است برای استفاده در صنایع دیگر، آن است که کاملا به طور گسترده استفاده می شود. به عنوان مثال، در فیلیپین 27 درصد از تمام برق می افتد در نیروگاه های زمین گرمایی، و در ایسلند این رقم حدود 30 درصد است. جوهر از این روش تولید انرژی بسیار ساده است، ساز و شبیه به یک موتور بخار ساده است. قبل از اتهام "دریاچه" ماگما لازم است به مته سوراخ که از طریق آن آب پمپ است. پس از تماس با آب ماگما تب و تاب بودن فورا به بخار تبدیل شده است. آن بالا می رود که در آن تاب توربین مکانیکی، در نتیجه تولید برق است.

آینده انرژی زمین گرمایی است برای پیدا کردن یک "طاق" زیادی از ماگما. به عنوان مثال، در ایسلند فوق آن موفق: رشته ای بخش ماگما از ثانیه آب آپلود همه تبدیل به دمای بخار در حدود 450 درجه سانتیگراد است، که یک رکورد مطلق. چنین بخار با فشار بالا قادر به بهبود بهره وری از ایستگاه های زمین گرمایی چند بار، آن را می توانید تبدیل انگیزه برای توسعه انرژی زمین گرمایی در سراسر جهان، به ویژه در مناطق اشباع شده با آتشفشان ها و چشمه های آب گرم.

استفاده از زباله های هسته ای

انرژی هسته ای، در آن زمان، خشم فراوانی را برانگیخت. این بود تا تا زمانی که مردم از خطر پر از صنعت انرژی متوجه نیست. حوادث احتمالی، از موارد مشابه هیچ کس مصون است، اما آنها بسیار نادر است، اما زباله های رادیو اکتیو به نظر می رسد با ثبات و، تا همین اواخر، دانشمندان می تواند این مشکل را حل نمی کند. واقعیت این است که میله های اورانیوم - سنتی "سوخت" انرژی هسته ای را می توان با تنها 5٪ استفاده می شود. پس از توسعه این بخش کوچکی از کل هسته به "زباله دان" ارسال می شود.

پیش از تکنیک استفاده می شود که به موجب آن میله در آب، که آهسته نوترون غوطه ور شدند، در حالی که حفظ یک واکنش با ثبات است. حالا به جای آب شروع به استفاده از سدیم مایع. این تعویض شما اجازه می دهد نه تنها به استفاده از کل حجم اورانیوم، بلکه به روند ده ها هزار تن از زباله های رادیو اکتیو.

خلاص شدن از شر این سیاره از اتلاف انرژی هسته ای مهم است، اما یک "اما" در تکنولوژی به خودی خود وجود دارد. اورانوس اشاره به منابع و ذخایر در جهان محدود است. اگر کل کره زمین به طور انحصاری ترجمه در انرژی حاصل از انرژی هسته ای (به عنوان مثال، در نیروگاه های هسته ای تولید تنها 20 درصد از کل مصرف برق)، ذخایر اورانیوم خواهد شد و نه به سرعت خسته، و این بار دیگر بشریت را به آستانه بحران انرژی منجر شود، به طوری که انرژی هسته ای ، البته مدرن، فقط یک اقدام موقتی.

روغن نباتی

حتی هنری فورد، ایجاد یک "مدل T"، تخمین می زند که آن را باید به در سوخت های زیستی به کار گیرند. با این حال، در حالی که حوزه های نفتی جدید کشف شد و نیاز به منابع انرژی جایگزین است برای چند دهه ناپدید شد، اما در حال حاضر دوباره.

در طول پانزده سال گذشته، استفاده از سوخت های گیاهی، مانند اتانول و بیودیزل، چندین بار افزایش یافته است. آنها به عنوان منابع قدرت مستقل استفاده می شود، و به عنوان یک افزودنی به بنزین. چند وقت پیش، امید در فرهنگ ارزن خاص، شناخته شده به عنوان "کلزا" دوخته شد. این به طور کامل به عنوان غذا برای دو انسان و یا حیوانات نامناسب است، اما محتوای بالای نفت است. نفت و فولاد تولید "بیودیزل". اما این فرهنگ طول می کشد تا فضای بیش از حد، اگر شما سعی کنید به رشد آن به اندازه کافی بلند برای تامین سوخت برای حداقل بخشی از این سیاره است.

در حال حاضر دانشمندان در حال صحبت کردن در مورد استفاده از جلبک ها است. درصد روغن آنها از حدود 50 درصد، که همچنین به راحتی استخراج نفت نموده، و زباله را می توان به کود بر اساس که جلبک های جدید رشد تبدیل شده است. ایده این است که در نظر گرفته جالب است، اما زنده ماندن آن هنوز اثبات نشده است که از انتشار آزمایش موفقیت آمیز در این زمینه هنوز منتشر نشده است.

همجوشی هسته ای

قدرت جهان آینده، با توجه به دانشمندان مدرن، غیر ممکن است بدون فن آوری است همجوشی. از آن است، در حال حاضر، توسعه امیدوار کننده ترین، که در حال حاضر میلیاردها دلار سرمایه گذاری است.

در نیروگاه های هسته ای استفاده بخش انرژی است. این خطرناک است، زیرا یک تهدید یک واکنش کنترل نشده که راکتور بین می برد وجود دارد، و به انتشار مقدار زیادی از مواد رادیو اکتیو منجر شود: شاید همه از حادثه در نیروگاه هسته ای چرنوبیل به یاد داشته باشید.

واکنش گرما همجوشی، از نام پیداست، با استفاده از انرژی در اتم تلاقی منتشر شد. در نتیجه، بر خلاف شکافت هسته ای، هیچ زباله های رادیو اکتیو تشکیل شده است.

مشکل اصلی این است که تلفیقی نتیجه یک ماده با چنین درجه حرارت بالا، که می تواند کل راکتور از بین ببرد.

این انرژی از آینده - یک واقعیت است. و تخیل است خارج از محل در حال حاضر در فرانسه در حال حاضر آغاز ساخت راکتور. چندین میلیارد دلار سرمایه گذاری در پروژه آزمایشی است که توسط تعدادی از کشورها، در میان است که علاوه بر اتحادیه اروپا تامین می شود، شامل چین، ژاپن، ایالات متحده، روسیه و دیگران است. در ابتدا، آزمایش اول در حال حاضر برنامه ریزی شده شروع در سال 2016، اما محاسبات نشان داده است که بودجه بسیار کم است (به جای 5 میلیارد و جو در زمان 19)، و راه اندازی به مدت 9 سال دیگر منتقل شد. شاید ما در چند سال خواهید دید، که قادر به انرژی همجوشی است.

مشکلات از امکانات حال و آینده

نه تنها دانشمندان، بلکه نویسندگان داستان های علمی تخیلی، به بسیاری از ایده هایی برای تحقق آینده در انرژی است، اما همه در فن آوری است که تا کنون هیچ یک از گزینه می توانید از حمایت کامل تمام نیازهای تمدن ما تولید نمی کنید. برای مثال، اگر تمام اتومبیل در ایالات متحده خواهد شد درایو مزارع کلزا سوخت های زیستی منطقه به نیمی از کل کشور برابر کاشته اند، بدون در نظر گرفتن این واقعیت که زمین مناسب برای کشت در ایالات متحده بسیاری از نیست.
علاوه بر این، تا کنون همه از روش های تولید انرژی جایگزین - جاده ها. شاید هر یک از ساکنان عادی شهری، من قبول دارم که مهم است که به استفاده از تمیز، منابع تجدید پذیر، اما نه زمانی که آنها ارائه صدا به هزینه های چنین انتقالی در حال حاضر. دانشمندان هنوز مقدار زیادی از کار در این زمینه داشته باشد. اکتشافات جدید، مواد جدید، ایده های جدید - این همه کمک خواهد بشر را مقابله با موفقیت با بحران طولانی مدت منابع است.

حل مشکلات انرژی از این سیاره می تواند اقدامات تنها جامع. در برخی مناطق، آن را راحت تر به استفاده از تولید انرژی از باد، جایی - پانل های خورشیدی، و غیره. اما شاید عامل اصلی این است که کاهش مصرف انرژی به طور کلی و ایجاد فن آوری های صرفه جویی در انرژی. هر فرد باید درک کنند که مسئول این سیاره، و همه باید این سوال را بپرسید: "چه نوع از انرژی برای آینده انتخاب کنم"
قبل از اینکه به منابع دیگر، همه باید بفهمند که واقعا لازم است. فقط یک رویکرد جامع قادر به حل مشکل انرژی خواهد بود.