Bərpa olunan enerji - XNUMX əsrə aiddir

BP-nin Dünya Enerjisinin Statistik İcmalı saytında siz 2030-cu ilə qədər dünya enerji istehlakının hazırkı səviyyəni təxminən üçdə birini aşacağına dair məlumat tapa bilərsiniz. Odur ki, inkişaf etmiş ölkələrin arzusu artan tələbatı bərpa olunan mənbələrdən (RES) “yaşıl” texnologiyaların köməyi ilə ödəməkdir.

1. Dəniz külək təsərrüfatı

Polşada 2020-ci ilə qədər enerjinin 19%-i bu cür mənbələrdən alınmalıdır. İndiki şəraitdə bu, ucuz enerji deyil, ona görə də o, əsasən dövlətlərin maliyyə dəstəyi sayəsində inkişaf edir.

Bərpa Olunan Enerji İnstitutunun 2013-cü ildə apardığı təhlilə əsasən, 1 MVt-saat istehsalın dəyəri bərpa olunan enerji mənbədən asılı olaraq 200-dən 1500 zł-a qədər dəyişir.

Müqayisə üçün qeyd edək ki, 1-ci ildə 2012 MVt/saat elektrik enerjisinin topdansatış qiyməti təxminən 200 PLN olub. Bu tədqiqatlarda ən ucuzu çox yanacaqlı yanma qurğularından enerji əldə etmək idi, yəni. birgə atəş və poliqon qazı. Ən bahalı enerji su və termal sulardan əldə edilir.

RES-in ən tanınmış və görünən formaları, yəni külək turbinləri (1) və günəş panelləri (2) daha bahalıdır. Lakin uzunmüddətli perspektivdə kömürün və məsələn, nüvə enerjisinin qiymətləri qaçılmaz olaraq qalxacaq. Müxtəlif tədqiqatlar (məsələn, 2012-ci ildə RWE qrupunun araşdırması) göstərir ki, "mühafizəkar" və "milli" kateqoriyalar, i.e. enerji mənbələri uzun müddətdə daha bahalaşacaq (3).

Və bu, bərpa olunan enerjini təkcə ekoloji deyil, həm də iqtisadi alternativə çevirəcək. Bəzən unudulur ki, mədən yanacaqları da dövlət tərəfindən böyük subsidiyalaşdırılır və onların qiyməti, bir qayda olaraq, onun ətraf mühitə göstərdiyi mənfi təsirləri nəzərə almır.

Günəş-su-külək kokteyli

2009-cu ildə professorlar Mark Jacobson (Stanford Universiteti) və Mark DeLucchi (Kaliforniya Universiteti, Davis) Scientific American-da 2030-cu ilə qədər bütün dünyanın bu sistemə keçə biləcəyini iddia edən bir məqalə dərc etdilər. bərpa olunan enerji. 2013-cü ilin yazında onlar ABŞ-ın Nyu-York ştatı üçün hesablamalarını təkrarladılar.

Onların fikrincə, o, tezliklə qalıq yanacaqlardan tamamilə imtina edə bilər. bu bərpa olunan mənbələr nəqliyyat, sənaye və əhali üçün lazım olan enerjini əldə edə bilərsiniz. Enerji WWS qarışığından (külək, su, günəş - külək, su, günəş) gələcək.

Enerjinin 40%-ə qədəri dəniz külək stansiyalarından alınacaq ki, bunun da təxminən 4 mini işə salınmalıdır. Quruda 10 nəfərdən çox insan tələb olunacaq. enerjinin daha 10 faizini təmin edəcək turbinlər. Növbəti XNUMX faiz radiasiya konsentrasiyası texnologiyası olan günəş fermalarının təxminən XNUMX faizindən gələcək.

Adi fotovoltaik qurğular bir-birinə 10 faiz əlavə edəcək. Digər 18 faiz günəş enerjisi qurğularından - evlərdə, ictimai binalarda və korporativ qərargahlarda olacaq. Çatışmayan enerji geotermal stansiyalar, su elektrik stansiyaları, gelgit generatorları və bütün digər bərpa olunan enerji mənbələri ilə doldurulacaq.

Alimlər bunun əsasında bir sistem istifadə edərək hesabladılar bərpa olunan enerji enerjiyə tələbat - belə bir sistemin daha yüksək səmərəliliyi səbəbindən - bütün ştatda təxminən 37 faiz azalacaq və enerji qiymətləri sabitləşəcəkdir.

Bütün enerji ştatda istehsal olunacağı üçün itiriləcək iş yerlərindən daha çox iş yerləri yaradılacaq. Bundan əlavə, havanın çirklənməsinin azalması səbəbindən hər il təxminən 4 insanın öləcəyi təxmin edilir. daha az insan və çirklənmənin dəyəri ildə 33 milyard dollar azalacaq.

3. 2050-ci ilə qədər enerji qiymətləri - RWE araşdırması

Bu o deməkdir ki, bütün sərmayə təxminən 17 il ərzində özünü verəcək. Mümkündür ki, bu, daha sürətli olardı, çünki dövlət enerjinin bir hissəsini sata bilərdi. Nyu-York ştatının rəsmiləri bu hesablamaların optimizmini bölüşürlərmi? Bir az bəli, bir az isə yox hesab edirəm.

Axı, onlar təklifi reallaşdırmaq üçün hər şeyi “atmırlar”, lakin təbii ki, istehsal texnologiyalarına sərmayə qoyurlar. Bərpa olunan enerji. Nyu-York şəhərinin keçmiş meri Maykl Blumberq bir neçə ay əvvəl dünyanın ən böyük poliqonunun, Staten Island-dakı Freshkills Parkının dünyanın ən böyük günəş elektrik stansiyalarından birinə çevriləcəyini açıqlamışdı.

Nyu-Yorkun tullantılarının parçalandığı yerdə 10 meqavat enerji yaranacaq. Freshkills ərazisinin qalan hissəsi və ya təxminən 600 hektar park xarakterli yaşıl ərazilərə çevriləcək.

Yenilənə bilən qaydalar haradadır

Artıq bir çox ölkələr daha yaşıl gələcəyə doğru irəliləyir. Skandinaviya ölkələri enerji əldə etmək üçün 50%-lik həddi çoxdan keçiblər bərpa olunan mənbələr. Beynəlxalq ətraf mühit təşkilatı WWF tərəfindən 2014-cü ilin payızında dərc edilən məlumatlara görə, Şotlandiya artıq bütün Şotlandiya ev təsərrüfatlarının ehtiyac duyduğundan daha çox külək dəyirmanlarından daha çox enerji istehsal edir.

Bu rəqəmlər göstərir ki, 2014-cü ilin oktyabrında Şotlandiya külək turbinləri yerli evlərin tələbatının 126 faizinə bərabər elektrik enerjisi istehsal edib. Ümumilikdə bu regionda istehsal olunan enerjinin 40 faizi bərpa olunan mənbələrdən əldə edilir.

Ze bərpa olunan mənbələr İspan enerjisinin yarıdan çoxu gəlir. Bunun yarısı su mənbələrindən gəlir. İspan enerjisinin beşdə biri külək stansiyalarından gəlir. Meksikanın La Paz şəhərində öz növbəsində 39 MVt gücündə Aura Solar I günəş elektrik stansiyası fəaliyyət göstərir.

Bundan əlavə, 30 MVt gücündə ikinci Groupotec I fermasının quraşdırılması başa çatmaq üzrədir və bunun sayəsində şəhər tezliklə bərpa olunan enerji mənbələrindən enerji ilə tam təmin oluna bilər. Bu illər ərzində bərpa olunan mənbələrdən enerji payının artırılması siyasətini ardıcıl şəkildə həyata keçirən ölkəyə misal olaraq Almaniyanı göstərmək olar.

Agora Energiewende-nin məlumatına görə, 2014-cü ildə bu ölkədə bərpa olunan enerji təchizatının 25,8%-ni təşkil edib. 2020-ci ilə qədər Almaniya bu mənbələrdən 40 faizdən çox almalıdır. Almaniyanın enerji çevrilməsi təkcə nüvə və kömür enerjisinin lehinə tərk edilməsi ilə bağlı deyil bərpa olunan enerji enerji sektorunda.

Unudulmamalıdır ki, Almaniya da əsasən istilik sistemləri olmadan işləyən "passiv evlər" üçün həllərin yaradılmasında liderdir. Almaniya kansleri Angela Merkel bu yaxınlarda deyib: “2050-ci ilə qədər Almaniyanın elektrik enerjisinin 80 faizinin bərpa olunan mənbələrdən əldə edilməsi məqsədimiz hələ də qüvvədədir”.

Yeni günəş panelləri

Laboratoriyalarda səmərəliliyi artırmaq üçün daim mübarizə aparılır. bərpa olunan enerji mənbələri – məsələn, fotovoltaik elementlər. Ulduzumuzun işıq enerjisini elektrik enerjisinə çevirən günəş batareyaları 50 faiz səmərəlilik rekorduna yaxınlaşır.

4. MIT ilə günəşdən buxara çevrilmə üçün köpük üzərində qrafen

Bununla belə, bu gün bazarda olan sistemlər 20 faizdən çox olmayan səmərəlilik nümayiş etdirir. Bu qədər səmərəli şəkildə çevrilən ən müasir fotovoltaik panellər günəş spektrinin enerjisi - infraqırmızıdan, görünən diapazondan ultrabənövşəyiyə qədər - onlar əslində bir deyil, dörd hüceyrədən ibarətdir.

Yarımkeçirici təbəqələr bir-birinin üstünə qoyulur. Onların hər biri spektrdən fərqli dalğa diapazonunun alınmasına cavabdehdir. Bu texnologiya qısaldılmış CPV (konsentrator fotovoltaikləri) adlanır və əvvəllər kosmosda sınaqdan keçirilmişdir.

Məsələn, keçən il Massaçusets Texnologiya İnstitutunun (MIT) mühəndisləri karbon köpüyünə yerləşdirilən qrafit lopalarından ibarət material yaratdılar (4). Suya yerləşdirilən və günəş şüaları ilə ona yönəldilmiş su buxarı əmələ gətirir və bütün günəş radiasiya enerjisinin 85 faizini ona çevirir.

Yeni material çox sadə işləyir - yuxarı hissəsindəki məsaməli qrafit mükəmməl udmaq qabiliyyətinə malikdir və günəş enerjisini saxlamaqvə alt hissəsində istilik enerjisinin suya qaçmasının qarşısını alan, qismən hava kabarcıkları ilə doldurulmuş (materialın su üzərində üzməsi üçün) bir karbon təbəqəsi var.

5. Günəbaxan tarlasında fotovoltaik antenalar

Əvvəlki buxar günəş məhlulları işləmək üçün günəş şüalarını hətta min dəfə cəmləşdirməli idi.

MIT-nin yeni həlli yalnız on qat konsentrasiya tələb edir, bu da bütün quraşdırmanı nisbətən ucuz edir.

Və ya bəlkə bir texnologiyada bir peyk antenasını günəbaxanla birləşdirməyə çalışın? İsveçrənin Biasca şəhərində yerləşən Airlight Energy şirkətinin mühəndisləri bunun mümkün olduğunu sübut etmək istəyirlər.

Onlar peyk televiziya antenalarına və ya radio teleskoplarına bənzəyən və günəbaxan (5) kimi günəş şüalarını izləyən günəş massivi kompleksləri ilə təchiz olunmuş XNUMX metrlik lövhələr hazırlamışlar.

Onlar yalnız fotovoltaik elementləri elektrik enerjisi ilə deyil, həm də istilik, təmiz su və hətta istilik nasosundan istifadə etdikdən sonra soyuducuya enerji verən xüsusi enerji kollektorları olmalıdır.

Səthlərinə səpələnmiş güzgülər günəş radiasiyasını ötürür və onu panellərə, hətta 2 dəfəyə qədər fokuslayır. Altı işləyən panelin hər biri mikrokanallardan axan su ilə soyudulmuş 25 fotovoltaik çiplə təchiz edilmişdir.

Enerjinin konsentrasiyası sayəsində fotovoltaik modullar dörd dəfə daha səmərəli işləyir. Dəniz suyunun duzsuzlaşdırılması qurğusu ilə təchiz olunduqda qurğu gündə 2500 litr şirin su istehsal etmək üçün isti sudan istifadə edir.

Uzaq ərazilərdə duzsuzlaşdırma qurğuları əvəzinə suyun filtrasiya avadanlığı quraşdırıla bilər. Bütün 10 m çiçək antenna quruluşu kiçik bir yük maşını ilə qatlana və asanlıqla daşına bilər. üçün yeni ideya günəş enerjisindən istifadə az inkişaf etmiş ərazilərdə Solarkioskdur (6).

Bu tip qurğu Wi-Fi marşrutlaşdırıcısı ilə təchiz olunub və gündə 200-dən çox mobil telefonu enerji ilə doldura və ya məsələn, zəruri dərmanların saxlanıla biləcəyi mini soyuducunu işə sala bilər. Artıq onlarla belə köşk istifadəyə verilib. Onlar əsasən Efiopiya, Botsvana və Keniyada fəaliyyət göstərirdilər.

7. Pertamina göydələn layihəsi

Enerjili memarlıq

İndoneziyanın paytaxtı Cakartada inşası planlaşdırılan 99 mərtəbəli Pertamina (7) göydələnin sərf etdiyi qədər enerji istehsal edəcəyi güman edilir. Bu, dünyada öz ölçüsündə ilk binadır. Binanın arxitekturası yerlə sıx bağlı idi - bu, günəş enerjisinin qalan hissəsinə qənaət etməyə imkan verən yalnız zəruri günəş radiasiyasının daxil olmasına imkan verir.

8. Barselonada Yaşıl Divar

Kəsilmiş qüllə istifadə etmək üçün tunel rolunu oynayır külək enerjisi. Obyektin hər tərəfində ilin istənilən vaxtında gün ərzində enerji istehsalına imkan verən fotovoltaik panellər quraşdırılıb.

Binada günəş və külək enerjisini tamamlamaq üçün inteqrasiya olunmuş geotermal elektrik stansiyası olacaq.

Bu arada, Yena Universitetinin alman tədqiqatçıları binaların “ağıllı fasadları” üçün layihə hazırlayıblar. İşığın ötürülməsi düyməni basaraq tənzimlənə bilər. Onlar təkcə fotovoltaik elementlərlə deyil, həm də bioyanacaq istehsalı üçün yosun yetişdirmək üçün təchiz edilmişdir.

Böyük Sahə Hidravlik Pəncərələr (LaWin) layihəsi Horizon 2020 proqramı çərçivəsində Avropa fondları tərəfindən dəstəklənir.Barselonadakı Raval Teatrının fasadında cücərən müasir yaşıl texnologiya möcüzəsinin yuxarıdakı konsepsiya ilə heç bir əlaqəsi yoxdur (8).

Urbanarbolismo tərəfindən hazırlanmış şaquli bağ tamamilə müstəqildir. Bitkilər, nasosları istehsal olunan enerji ilə təchiz edilmiş bir suvarma sistemi ilə suvarılır fotovoltaik panellər sistemlə inteqrasiya edir.

Su da öz növbəsində yağışdan gəlir. Yağış suyu tıxaclardan aşağı anbar çəninə axır və oradan günəş enerjisi ilə işləyən nasoslar vasitəsilə vurulur. Xarici enerji təchizatı yoxdur.

Ağıllı sistem bitkiləri ehtiyaclarına uyğun sulayır. Getdikcə daha çox bu tip strukturlar geniş miqyasda peyda olur. Buna misal olaraq Tayvanın Kaohsiung şəhərində Günəş Enerjisi ilə işləyən Milli Stadionu göstərmək olar (9).

Yapon memarı Toyo İto tərəfindən layihələndirilmiş və 2009-cu ildə istifadəyə verilmiş o, 8844 fotovoltaik elementlə örtülmüşdür və ildə 1,14 giqavat-saata qədər enerji istehsal edə bilər ki, bu da ərazinin tələbatının 80 faizini təmin edir.

9. Tayvanda günəş stadionu

Ərinmiş duzlar enerji alacaqmı?

Enerji saxlama əridilmiş duz şəklində olması məlum deyil. Bu texnologiya Mojave səhrasında yeni açılmış İvanpa kimi böyük günəş elektrik stansiyalarında istifadə olunur. Kaliforniyadan hələ də məlum olmayan Halotechnics şirkətinin fikrincə, bu texnika o qədər perspektivlidir ki, onun tətbiqi bütün enerji sektoruna, xüsusən də bərpa olunan enerji sektoruna şamil edilə bilər, təbii ki, enerji çatışmazlığı şəraitində artıqlığın saxlanması məsələsi əsas problemdir.

Şirkət nümayəndələri deyirlər ki, enerjinin bu şəkildə yığılması akkumulyatorların, müxtəlif növ iri akkumulyatorların qiymətinin yarısıdır. Qiymət baxımından, o, bildiyiniz kimi, yalnız əlverişli sahə şəraitində istifadə edilə bilən nasoslu saxlama sistemləri ilə rəqabət apara bilər. Bununla belə, bu texnologiyanın çatışmazlıqları var.

Məsələn, ərimiş duzlarda yığılan enerjinin yalnız 70 faizi elektrik enerjisi kimi təkrar istifadə edilə bilər (batareyalarda 90 faiz). Halotechnics hazırda istilik nasoslarından və müxtəlif duz qarışıqlarından istifadə də daxil olmaqla, bu sistemlərin səmərəliliyi üzərində işləyir.

10. Enerjinin saxlanması üçün ərimiş duz çənləri

Nümayiş zavodu ABŞ-ın Nyu-Meksiko ştatının Arbukerke şəhərindəki Sandia Milli Laboratoriyalarında istifadəyə verilmişdir. enerji saxlama ərinmiş duz ilə. O, sprey mayesini qızdırmaq üçün günəş enerjisini saxlayan güzgülərdən istifadə edən CLFR texnologiyası ilə işləmək üçün xüsusi olaraq hazırlanmışdır.

Bu, bir tankda ərimiş duzdur. Sistem duzu soyuq çəndən (290°C) götürür, güzgülərin istiliyindən istifadə edir və mayeni 550°C temperatura qədər qızdırır, bundan sonra onu növbəti çənə (10) ötürür. Ehtiyac yarandıqda, yüksək temperaturda ərimiş duz enerji istehsalı üçün buxar yaratmaq üçün istilik dəyişdiricisindən keçirilir.

Nəhayət, ərimiş duz soyuq su anbarına qaytarılır və proses qapalı döngədə təkrarlanır. Müqayisəli tədqiqatlar göstərmişdir ki, ərimiş duzun işçi maye kimi istifadə edilməsi yüksək temperaturda işləməyə imkan verir, saxlama üçün lazım olan duzun miqdarını azaldır və sistemdə iki dəst istilik dəyişdiricisinə ehtiyacı aradan qaldırır, sistemin dəyərini və mürəkkəbliyini azaldır.

təmin edən bir həll enerji saxlama daha kiçik miqyasda, damda günəş kollektorları ilə parafin batareyası quraşdırmaq mümkündür. Bu, Bask Ölkəsinin İspan Universitetində (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea) hazırlanmış texnologiyadır.

Orta ev təsərrüfatlarının istifadəsi üçün nəzərdə tutulub. Cihazın əsas gövdəsi parafinə batırılmış alüminium lövhələrdən hazırlanır. Su, enerji daşıyıcısı kimi deyil, enerji daşıyıcısı kimi istifadə olunur. Bu vəzifə alüminium panellərdən istilik alan və 60 ° C temperaturda əriyən parafinə aiddir.

Bu ixtirada nazik panellərə istilik verən mumun soyudulması ilə elektrik enerjisi buraxılır. Alimlər parafini başqa bir materialla, məsələn, yağ turşusu ilə əvəz etməklə prosesin səmərəliliyini daha da artırmaq üzərində işləyirlər.

Enerji faza keçid prosesində istehsal olunur. Quraşdırma binaların tikinti tələblərinə uyğun olaraq fərqli formada ola bilər. Siz hətta qondarma tavanlar da qura bilərsiniz.

Yeni fikirlər, yeni yollar

Hollandiyanın Kaal Masten şirkəti tərəfindən hazırlanmış küçə işıqları istənilən yerdə, hətta elektrikləşdirilməmiş ərazilərdə belə quraşdırıla bilər. Onların işləməsi üçün elektrik şəbəkəsinə ehtiyac yoxdur. Onlar yalnız günəş panelləri sayəsində parlayırlar.

Bu mayakların sütunları günəş panelləri ilə örtülmüşdür. Dizayner iddia edir ki, gün ərzində onlar o qədər enerji toplaya bilirlər ki, sonra bütün gecəni parlayırlar. Hətta buludlu hava da onları söndürməyəcək. Təsirli batareya dəsti daxildir enerji qənaət edən lampalar İŞIQ EDİCİ DİOD.

Ruhun (11), bu fənər adlandırıldığı kimi, bir neçə ildən bir dəyişdirilməlidir. Maraqlıdır ki, ekoloji baxımdan bu batareyaları idarə etmək asandır.

Bu arada İsraildə günəş ağacları əkilir. Bu əkinlərdə yarpaqların əvəzinə enerji alan, sonra mobil cihazları doldurmaq, suyu sərinləmək və Wi-Fi siqnalını yaymaq üçün istifadə olunan günəş panelləri quraşdırılmasaydı, bunda fövqəladə bir şey olmazdı.

eTree (12) adlanan dizayn budaqlanan və budaqlarda olan metal "gövdədən" ibarətdir. günəş panelləri. Onların köməyi ilə alınan enerji yerli olaraq saxlanılır və USB port vasitəsilə smartfon və ya planşetlərin akkumulyatorlarına “köçürülə bilər”.

12. Elektron ağac ağacı

O, həmçinin heyvanlar və hətta insanlar üçün su mənbəyi istehsal etmək üçün istifadə olunacaq. Ağaclardan gecələr də fənər kimi istifadə edilməlidir.

Onlar informasiya maye kristal displeyləri ilə təchiz oluna bilər. Bu tip ilk tikililər Zixron Yaakov şəhəri yaxınlığındakı Xanadiv parkında peyda olub.

Yeddi panelli versiya 1,4 kilovat güc istehsal edir ki, bu da 35 orta noutbuku gücləndirə bilir. Bu arada, çayların dənizə töküldüyü və duzlu su ilə birləşdiyi yerlərdə bərpa olunan enerji potensialı hələ də kəşf edilir.

Massaçusets Texnologiya İnstitutundan (MIT) bir qrup alim müxtəlif duzluluq səviyyələrində suların qarışdığı mühitlərdə tərs osmos hadisələrini tədqiq etmək qərarına gəlib. Bu mərkəzlərin sərhəddində təzyiq fərqi var. Su bu sərhəddən keçəndə sürətlənir ki, bu da əhəmiyyətli enerji mənbəyidir.

Boston Universitetinin alimləri bu fenomeni praktikada yoxlamaq üçün uzağa getməyiblər. Onlar hesablayıblar ki, bu şəhərin dənizə axan suları yerli əhalinin tələbatını ödəmək üçün kifayət qədər enerji istehsal edə bilər. müalicə müəssisələri.