Energjia e rinovueshme - i përket shekullit XNUMX

Në faqen e internetit të BP Statistical Review of World Energy, mund të gjeni informacione se deri në vitin 2030, konsumi botëror i energjisë do të tejkalojë nivelin aktual me rreth një të tretën. Prandaj, dëshira e vendeve të zhvilluara është të plotësojnë nevojat në rritje me ndihmën e teknologjive "të gjelbra" nga burimet e rinovueshme (BRE).

1. Ferma me erë në det të hapur

Në Poloni, deri në vitin 2020, 19% e energjisë duhet të vijë nga burime të tilla. Në kushtet aktuale, kjo nuk është energji e lirë, ndaj zhvillohet kryesisht falë mbështetjes financiare të shteteve.

Sipas një analize të vitit 2013 nga Instituti i Energjisë së Rinovueshme, kostoja e prodhimit të 1 MWh energjia e rinovueshme varion, në varësi të burimit, nga 200 deri në 1500 zł.

Për krahasim, çmimi me shumicë i 1 MWh energji elektrike në vitin 2012 ishte afërsisht 200 PLN. Më e lira në këto studime ishte marrja e energjisë nga impiantet me djegie me shumë lëndë djegëse, d.m.th. gazi i bashkëzjarrit dhe landfillit. Energjia më e shtrenjtë merret nga uji dhe ujërat termale.

Format më të njohura dhe më të dukshme të BRE-ve, p.sh. turbinat e erës (1) dhe panelet diellore (2), janë më të shtrenjta. Megjithatë, në planin afatgjatë, çmimet për qymyrin dhe, për shembull, për energjinë bërthamore do të rriten në mënyrë të pashmangshme. Studime të ndryshme (për shembull, një studim i grupit RWE në 2012) tregojnë se kategoritë "konservatore" dhe "kombëtare", d.m.th. burimet e energjisë do të bëhet më e shtrenjtë në afat të gjatë (3).

Dhe kjo do ta bëjë energjinë e rinovueshme një alternativë jo vetëm mjedisore, por edhe ekonomike. Nganjëherë harrohet se edhe lëndët djegëse fosile subvencionohen shumë nga shteti dhe çmimi i tyre, si rregull, nuk merr parasysh ndikimin negativ që ka në mjedis.

Koktej diellore-ujë-erë

Në vitin 2009, profesorët Mark Jacobson (Universiteti Stanford) dhe Mark Delucchi (Universiteti i Kalifornisë, Davis) botuan një artikull në Scientific American duke argumentuar se deri në vitin 2030 e gjithë bota mund të kalonte në energjia e rinovueshme. Në pranverën e vitit 2013, ata përsëritën llogaritjet e tyre për shtetin amerikan të Nju Jorkut.

Sipas mendimit të tyre, së shpejti mund të braktisë plotësisht lëndët djegëse fosile. Kjo është burimet e rinovueshme ju mund të merrni energjinë e nevojshme për transportin, industrinë dhe popullsinë. Energjia do të vijë nga e ashtuquajtura përzierje WWS (erë, ujë, diell - erë, ujë, diell).

Rreth 40 për qind e energjisë do të vijë nga fermat e erës në det të hapur, nga të cilat rreth trembëdhjetë mijë do të duhet të vendosen. Në tokë, do të kërkohen më shumë se 4 persona. turbina që do të japin 10 për qind të tjera të energjisë. 10 për qind e ardhshme do të vijë nga gati XNUMX për qind e fermave diellore me teknologji të përqendrimit të rrezatimit.

Instalimet konvencionale fotovoltaike do t'i shtojnë 10 për qind njëri-tjetrit. 18 për qind të tjera do të vijnë nga instalimet diellore - në shtëpi, ndërtesa publike dhe selitë e korporatave. Energjia e munguar do të plotësohet nga impiantet gjeotermale, hidrocentralet, gjeneratorët e baticës dhe të gjitha burimet e tjera të rinovueshme të energjisë.

Shkencëtarët kanë llogaritur se nëpërmjet përdorimit të një sistemi të bazuar në energjia e rinovueshme kërkesa për energji - falë efikasitetit më të madh të një sistemi të tillë - do të bjerë në mbarë vendin me rreth 37 për qind dhe çmimet e energjisë do të stabilizohen.

Do të krijohen më shumë vende pune sesa do të humbasin pasi e gjithë energjia do të prodhohet në shtet. Përveç kësaj, është vlerësuar se rreth 4 njerëz do të vdesin çdo vit për shkak të reduktimit të ndotjes së ajrit. më pak njerëz dhe kostoja e ndotjes do të ulet me 33 miliardë dollarë në vit.

3. Çmimet e energjisë deri në vitin 2050 - Studimi i RWE

Kjo do të thotë se i gjithë investimi do të shlyhet në rreth 17 vjet. Është e mundur që do të ishte më shpejt, pasi shteti mund të shesë një pjesë të energjisë. A ndajnë optimizmin e këtyre llogaritjeve zyrtarët e shtetit të Nju Jorkut? Unë mendoj se pak po dhe pak jo.

Në fund të fundit, ata nuk "heqin" gjithçka për ta bërë propozimin realitet, por, natyrisht, investojnë në teknologjitë e prodhimit Energjia e rinovueshme. Ish-kryetari i bashkisë së Nju Jorkut, Michael Bloomberg, njoftoi disa muaj më parë se deponia më e madhe në botë, Parku Freshkils në Staten Island, do të shndërrohej në një nga termocentralet më të mëdhenj në botë.

Aty ku mbetjet e Nju Jorkut dekompozohen, do të gjenerohen 10 megavat energji. Pjesa tjetër e territorit të Freshkills, ose gati 600 hektarë, do të shndërrohet në zona të gjelbra me karakter parku.

Ku janë rregullat e rinovueshme

Shumë vende janë tashmë në rrugën e tyre drejt një të ardhmeje më të gjelbër. Vendet skandinave kanë tejkaluar prej kohësh pragun 50% për marrjen e energjisë nga burimet e rinovueshme. Sipas të dhënave të publikuara në vjeshtën e vitit 2014 nga organizata ndërkombëtare mjedisore WWF, Skocia prodhon tashmë më shumë energji nga mullinjtë e erës sesa kanë nevojë të gjitha familjet skoceze.

Këto shifra tregojnë se në tetor 2014, turbinat e erës skoceze prodhonin energji elektrike të barabartë me 126 për qind të nevojave të shtëpive lokale. Në përgjithësi, 40 për qind e energjisë së prodhuar në këtë rajon vjen nga burime të rinovueshme.

Ze burimet e rinovueshme mbi gjysma e energjisë spanjolle vjen nga. Gjysma e kësaj gjysme vjen nga burimet e ujit. Një e pesta e të gjithë energjisë spanjolle vjen nga fermat e erës. Në qytetin meksikan të La Paz, nga ana tjetër, ekziston një termocentral diellor Aura Solar I me një kapacitet prej 39 MW.

Përveç kësaj, instalimi i një ferme të dytë Groupotec I 30 MW është drejt përfundimit, falë së cilës qyteti së shpejti mund të furnizohet plotësisht me energji nga burimet e rinovueshme. Një shembull i një vendi që ka zbatuar vazhdimisht një politikë të rritjes së pjesës së energjisë nga burimet e rinovueshme gjatë viteve është Gjermania.

Sipas Agora Energiewende, në vitin 2014, energjia e rinovueshme përbën 25,8% të furnizimit në këtë vend. Deri në vitin 2020, Gjermania duhet të marrë më shumë se 40 për qind nga këto burime. Transformimi energjetik i Gjermanisë nuk ka të bëjë vetëm me braktisjen e energjisë bërthamore dhe të qymyrit në favor të energjia e rinovueshme në sektorin e energjisë.

Nuk duhet harruar se Gjermania është gjithashtu një lider në krijimin e zgjidhjeve për "shtëpitë pasive", të cilat kryesisht bëjnë pa sisteme ngrohjeje. “Qëllimi ynë që 2050 për qind e energjisë elektrike të Gjermanisë të vijë nga burime të rinovueshme deri në vitin 80, mbetet në fuqi,” tha së fundmi kancelarja gjermane Angela Merkel.

Panele të reja diellore

Në laboratorë, ka një luftë të vazhdueshme për të përmirësuar efikasitetin. burimet e ripërtëritshme të energjisë – për shembull, qelizat fotovoltaike. Qelizat diellore, të cilat konvertojnë energjinë e dritës së yllit tonë në energji elektrike, po i afrohen një rekordi 50 përqind të efikasitetit.

4. Grafen në shkumë për shndërrimin nga dielli në avull me MIT

Megjithatë, sistemet në treg sot tregojnë një efikasitet prej jo më shumë se 20 për qind. Panele fotovoltaike moderne që konvertohen në mënyrë kaq efikase energjia e spektrit diellor - nga infra e kuqe, përmes rrezes së dukshme, në ultravjollcë - ato në fakt përbëhen nga jo një, por katër qeliza.

Shtresat gjysmëpërçuese janë mbivendosur mbi njëra-tjetrën. Secila prej tyre është përgjegjëse për marrjen e një gamë të ndryshme valësh nga spektri. Kjo teknologji është shkurtuar CPV (koncentrator fotovoltaikë) dhe është testuar më parë në hapësirë.

Vitin e kaluar, për shembull, inxhinierët në Institutin e Teknologjisë të Massachusetts (MIT) krijuan një material të përbërë nga thekon grafiti të vendosur në shkumë karboni (4). I vendosur në ujë dhe i drejtuar nga rrezet e diellit, ai formon avujt e ujit, duke shndërruar deri në 85 përqind të të gjithë energjisë së rrezatimit diellor në të.

Materiali i ri funksionon shumë thjesht - grafiti poroz në pjesën e sipërme të tij është në gjendje të thithë në mënyrë të përsosur dhe ruajnë energjinë dielloredhe në fund ka një shtresë karboni, pjesërisht e mbushur me flluska ajri (në mënyrë që materiali të mund të notojë mbi ujë), duke parandaluar që energjia e nxehtësisë të dalë në ujë.

5. Antena fotovoltaike në një fushë me luledielli

Zgjidhjet e mëparshme diellore me avull duhej të përqendronin rrezet e diellit edhe një mijë herë në mënyrë që të funksiononin.

Zgjidhja e re e MIT kërkon vetëm dhjetëfishin e përqendrimit, duke e bërë të gjithë konfigurimin relativisht të lirë.

Apo ndoshta përpiquni të kombinoni një pjatë satelitore me një luledielli në një teknologji? Inxhinierët në Airlight Energy, një kompani zvicerane me bazë në Biasca, duan të provojnë se është e mundur.

Ata kanë zhvilluar pllaka 5 metra të pajisura me komplekse me rrjet diellor që i ngjajnë antenave televizive satelitore ose teleskopëve radio dhe gjurmojnë rrezet e diellit si luledielli (XNUMX).

Ata supozohet të jenë kolektorë të veçantë të energjisë, që furnizojnë jo vetëm energji elektrike në qelizat fotovoltaike, por edhe ngrohje, ujë të pastër dhe madje, pasi përdorin një pompë nxehtësie, furnizojnë një frigorifer.

Pasqyrat e shpërndara mbi sipërfaqen e tyre transmetojnë rrezatim diellor të rënë dhe e përqendrojnë atë në panele, madje deri në 2 herë. Secili nga gjashtë panelet e punës është i pajisur me 25 çipa fotovoltaikë të ftohur nga uji që rrjedh përmes mikrokanaleve.

Falë përqendrimit të energjisë, modulet fotovoltaike punojnë katër herë më me efikasitet. Kur pajiset me një impiant shkripëzimi të ujit të detit, njësia përdor ujë të nxehtë për të prodhuar 2500 litra ujë të freskët në ditë.

Në zonat e largëta, në vend të impianteve të shkripëzimit mund të instalohen pajisje për filtrimin e ujit. E gjithë struktura e antenës me lule 10 m mund të paloset dhe të transportohet lehtësisht nga një kamion i vogël. Ide e re për përdorimin e energjisë diellore në zonat më pak të zhvilluara është Solarkiosk (6).

Kjo lloj njësie është e pajisur me një ruter Wi-Fi dhe mund të karikojë më shumë se 200 telefona celularë në ditë ose të fuqizojë një mini-frigorifer në të cilin, për shembull, mund të ruhen ilaçet thelbësore. Me dhjetëra kioska të tilla tashmë janë hedhur në treg. Ata operonin kryesisht në Etiopi, Botsvanë dhe Kenia.

7. Projekti i rrokaqiellit Pertamina

Arkitekturë energjike

Rrokaqielli 99-katësh Pertamina (7), i cili është planifikuar të ndërtohet në Xhakarta, kryeqyteti i Indonezisë, supozohet të prodhojë aq energji sa konsumon. Kjo është ndërtesa e parë me përmasat e saj në botë. Arkitektura e ndërtesës ishte e lidhur ngushtë me vendndodhjen - lejon vetëm rrezatimin e nevojshëm diellor të hyjë, duke ju lejuar të kurseni pjesën tjetër të energjisë së diellit.

8. Muri i Gjelbër në Barcelonë

Kulla e cunguar vepron si një tunel për t'u përdorur Energjia e erës. Në çdo anë të objektit janë instaluar panele fotovoltaike, të cilat mundësojnë prodhimin e energjisë gjatë gjithë ditës, në çdo kohë të vitit.

Ndërtesa do të ketë një termocentral të integruar gjeotermik për të plotësuar energjinë diellore dhe të erës.

Ndërkohë, studiuesit gjermanë nga Universiteti i Jenës kanë përgatitur një projekt për “fasadat inteligjente” të ndërtesave. Transmetimi i dritës mund të rregullohet duke shtypur një buton. Jo vetëm që janë të pajisura me qeliza fotovoltaike, por edhe për rritjen e algave për prodhimin e biokarburanteve.

Projekti Large Area Hydraulic Dritare (LaWin) mbështetet nga fondet evropiane në kuadër të programit Horizon 2020. Mrekullia e teknologjisë moderne të gjelbër që mbin në fasadën e Teatrit Raval në Barcelonë ka pak të bëjë me konceptin e mësipërm (8).

Kopshti vertikal i projektuar nga Urbanarbolismo është plotësisht i pavarur. Bimët ujiten nga një sistem ujitjeje, pompat e të cilit mundësohen nga energjia e prodhuar panele fotovoltaike integrohet me sistemin.

Uji, nga ana tjetër, vjen nga reshjet. Uji i shiut derdhet poshtë ulluqeve në një rezervuar depozitimi, nga ku më pas pompohet nga pompat me energji diellore. Nuk ka furnizim të jashtëm me energji elektrike.

Sistemi inteligjent ujit bimët sipas nevojave të tyre. Gjithnjë e më shumë struktura të këtij lloji po shfaqen në shkallë të gjerë. Një shembull është stadiumi kombëtar me energji diellore në Kaohsiung, Tajvan (9).

I projektuar nga arkitekti japonez Toyo Ito dhe i porositur në vitin 2009, ai mbulohet nga 8844 qeliza fotovoltaike dhe mund të gjenerojë deri në 1,14 gigavat-orë energji në vit, duke plotësuar 80 për qind të nevojave të zonës.

9. Stadium diellor në Tajvan

A do të marrin energji kripërat e shkrira?

Ruajtja e energjisë në formën e kripës së shkrirë nuk dihet. Kjo teknologji përdoret në termocentrale të mëdha diellore, siç është Ivanpah i hapur së fundmi në shkretëtirën Mojave. Sipas kompanisë ende të panjohur Halotechnics nga Kalifornia, kjo teknikë është aq premtuese, saqë aplikimi i saj mund të shtrihet në të gjithë sektorin e energjisë, veçanërisht të rinovueshme, natyrisht, ku problemi kryesor është çështja e ruajtjes së tepricave përballë mungesës së energjisë.

Përfaqësuesit e kompanisë thonë se ruajtja e energjisë në këtë mënyrë është sa gjysma e çmimit të baterive, të llojeve të ndryshme të baterive të mëdha. Për sa i përket kostos, ai mund të konkurrojë me sistemet e depozitimit me pompë, të cilat, siç e dini, mund të përdoren vetëm në kushte të favorshme në terren. Sidoqoftë, kjo teknologji ka të metat e saj.

Për shembull, vetëm 70 përqind e energjisë së ruajtur në kripërat e shkrira mund të ripërdoret si energji elektrike (90 përqind në bateri). Halotechnics aktualisht po punon për efikasitetin e këtyre sistemeve, duke përfshirë përdorimin e pompave të nxehtësisë dhe përzierjeve të ndryshme të kripës.

10. Depozitat e kripës së shkrirë për ruajtjen e energjisë

Fabrika e demonstrimit është vënë në punë në Laboratorët Kombëtarë Sandia në Arbuquerque, New Mexico, SHBA. ruajtjen e energjisë me kripë të shkrirë. Është projektuar posaçërisht për të punuar me teknologjinë CLFR, e cila përdor pasqyra që ruajnë energjinë diellore për të ngrohur lëngun spërkatës.

Është kripë e shkrirë në një rezervuar. Sistemi e merr kripën nga rezervuari i ftohtë (290°C), përdor nxehtësinë e pasqyrave dhe e ngroh lëngun në një temperaturë prej 550°C, pas së cilës e transferon atë në rezervuarin tjetër (10). Kur nevojitet, kripa e shkrirë me temperaturë të lartë kalohet përmes një shkëmbyesi nxehtësie për të gjeneruar avull për prodhimin e energjisë.

Në fund, kripa e shkrirë kthehet në rezervuarin e ftohtë dhe procesi përsëritet në një lak të mbyllur. Studimet krahasuese kanë treguar se përdorimi i kripës së shkrirë si lëng pune lejon funksionimin në temperatura të larta, zvogëlon sasinë e kripës së nevojshme për ruajtje dhe eliminon nevojën për dy grupe shkëmbyesish nxehtësie në sistem, duke reduktuar koston dhe kompleksitetin e sistemit.

Një zgjidhje që ofron ruajtjen e energjisë në një shkallë më të vogël, është e mundur të instaloni një bateri parafine me kolektorë diellorë në çati. Kjo është një teknologji e zhvilluar në Universitetin Spanjoll të Vendit Bask (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).

Është menduar për përdorim nga një familje mesatare. Trupi kryesor i pajisjes është bërë nga pllaka alumini të zhytura në parafinë. Uji përdoret si një mjet për transferimin e energjisë, jo si një medium ruajtjeje. Kjo detyrë i përket parafinës, e cila merr nxehtësinë nga panelet e aluminit dhe shkrihet në një temperaturë prej 60°C.

Në këtë shpikje, energjia elektrike lirohet nga ftohja e dyllit, i cili u jep nxehtësi paneleve të hollë. Shkencëtarët po punojnë për të përmirësuar më tej efikasitetin e procesit duke zëvendësuar parafinën me një material tjetër, siç është një acid yndyror.

Energjia prodhohet në procesin e tranzicionit fazor. Instalimi mund të ketë një formë të ndryshme në përputhje me kërkesat e ndërtimit të ndërtesave. Mund të ndërtoni edhe të ashtuquajturat tavane të rreme.

Ide të reja, mënyra të reja

Dritat e rrugëve, të zhvilluara nga kompania holandeze Kaal Masten, mund të instalohen kudo, edhe në zona jo të elektrizuara. Ata nuk kanë nevojë për një rrjet elektrik për të funksionuar. Ata shkëlqejnë vetëm falë paneleve diellore.

Shtyllat e këtyre farave janë të mbuluara me panele diellore. Dizajneri pretendon se gjatë ditës ata mund të grumbullojnë aq shumë energji sa që më pas të shkëlqejnë gjatë gjithë natës. Edhe moti me re nuk do t'i fikë ato. Përfshin një grup mbresëlënës baterish llambat e kursimit të energjisë DIODË ME DRITË.

Spirit (11), siç u emërua ky elektrik dore, duhet të zëvendësohet çdo disa vjet. Është interesante se nga pikëpamja mjedisore, këto bateri janë të lehta për t'u trajtuar.

Ndërkohë në Izrael po mbillen pemë diellore. Nuk do të kishte asgjë të jashtëzakonshme në këtë nëse nuk do të ishte për faktin se në vend të gjetheve, në këto mbjellje vendosen panele diellore, të cilat marrin energji, e cila më pas përdoret për të karikuar pajisjet celulare, për të ftohur ujin dhe për të transmetuar një sinjal Wi-Fi.

Dizajni, i quajtur eTree (12), përbëhet nga një "trung" metalik që degëzohet, dhe në degë Panele diellore. Energjia e marrë me ndihmën e tyre ruhet në vend dhe mund të “transferohet” në bateritë e smartfonëve apo tabletëve nëpërmjet një porti USB.

12. Pema elektronike e pemës

Ai do të përdoret gjithashtu për të prodhuar një burim uji për kafshët dhe madje edhe njerëzit. Pemët duhet të përdoren edhe si fenerë gjatë natës.

Ato mund të pajisen me ekrane informacioni me kristal të lëngshëm. Ndërtesat e para të këtij lloji u shfaqën në parkun Khanadiv, afër qytetit të Zikhron Yaakov.

Versioni me shtatë panele gjeneron 1,4 kilovat fuqi, e cila mund të fuqizojë 35 laptopë mesatarë. Ndërkohë, potenciali për energji të rinovueshme është ende duke u zbuluar në vende të reja, si ku lumenjtë derdhen në det dhe bashkohen me ujin e kripur.

Një grup shkencëtarësh nga Instituti i Teknologjisë në Masaçusets (MIT) vendosën të studiojnë fenomenet e osmozës së kundërt në mjedise ku përzihen ujëra me nivele të ndryshme kripësie. Ka një ndryshim presioni në kufirin e këtyre qendrave. Kur uji kalon përmes këtij kufiri, ai përshpejtohet, i cili është një burim energjie domethënëse.

Shkencëtarët nga universiteti i vendosur në Boston nuk shkuan larg për një verifikim praktik të këtij fenomeni. Ata llogaritën se ujërat e këtij qyteti, duke u derdhur në det, mund të gjeneronin energji të mjaftueshme për të plotësuar nevojat e popullsisë vendase. objektet e trajtimit.