Flaggschiffe der alternativen Energie: 3 Quellen, die die Welt verändern können

32,6 % – Öl und Ölprodukte. 30,0 % – Kohle. 23,7 % – Erdgas. Die Top XNUMX unter den Energiequellen, die die Menschheit versorgen, sehen genau so aus. Raumschiffe und der „grüne“ Planet sind noch so weit weg wie die „Galaxie weit, weit weg“.

Es gibt durchaus eine Bewegung hin zu alternativen Energien, aber sie ist so langsam, dass man sich einen Durchbruch erhofft – noch nicht. Seien wir ehrlich: In den nächsten 50 Jahren werden fossile Brennstoffe unsere Häuser beleuchten.

Die Entwicklung alternativer Energien geht langsam voran, wie ein biederer Gentleman am Ufer der Themse. Heute ist viel mehr über nicht-traditionelle Energiequellen geschrieben worden als über ihre Entwicklung und Umsetzung im Alltag. Aber in dieser Richtung gibt es 3 anerkannte „Mastodons“, die den Rest des Streitwagens hinter sich herziehen.

Die Kernenergie wird hier nicht betrachtet, weil die Frage nach ihrer Fortschrittlichkeit und Zweckmäßigkeit der Entwicklung sehr lange diskutiert werden kann.

Unten werden Leistungsindikatoren von Stationen angezeigt. Um die Werte zu analysieren, werden wir daher einen Ausgangspunkt einführen: Das leistungsstärkste Kraftwerk der Welt ist das Kernkraftwerk Kashiwazaki-Kariwa (Japan). Das hat eine Kapazität von 8,2 GW. 

Luftenergie: Wind im Dienste des Menschen

Das Grundprinzip der Windenergie ist die Umwandlung der Bewegungsenergie bewegter Luftmassen in thermische, mechanische oder elektrische Energie.

Wind ist das Ergebnis des Luftdruckunterschieds an der Oberfläche. Hier wird das klassische Prinzip der „kommunizierenden Gefäße“ nur im globalen Maßstab umgesetzt. Stellen Sie sich 2 Punkte vor – Moskau und St. Petersburg. Wenn die Temperatur in Moskau höher ist, erwärmt sich die Luft und steigt auf, wodurch ein niedriger Druck und eine geringere Luftmenge in den unteren Schichten zurückbleiben. Gleichzeitig herrscht in St. Petersburg Hochdruck und genügend Luft „von unten“. Daher beginnen die Massen nach Moskau zu strömen, denn die Natur strebt immer nach Ausgleich. So entsteht der Luftstrom, den man Wind nennt.

Diese Bewegung trägt eine enorme Energie, die Ingenieure einzufangen versuchen.

Heute stammen 3 % der weltweiten Energieerzeugung aus Windturbinen, und die Kapazität wächst. 2016 überstieg die installierte Leistung der Windparks die Leistung der Kernkraftwerke. Es gibt jedoch 2 Merkmale, die die Entwicklung der Richtung einschränken:

1. Installierte Leistung ist die maximale Betriebsleistung. Und wenn Kernkraftwerke fast immer auf diesem Niveau laufen, erreichen Windparks selten solche Kennzahlen. Der Wirkungsgrad solcher Stationen beträgt 30-40%. Der Wind ist extrem instabil, was die Anwendung im industriellen Maßstab einschränkt.

2. Die Platzierung von Windparks ist an Orten mit konstanten Windströmungen sinnvoll – auf diese Weise kann eine maximale Effizienz der Installation sichergestellt werden. Die Lokalisierung von Generatoren ist erheblich eingeschränkt. 

Windenergie kommt heute nur in Kombination mit permanenten Energiequellen wie Kernkraftwerken und Kraftwerken mit brennbaren Brennstoffen als zusätzliche Energiequelle in Betracht.

Windmühlen tauchten erstmals in Dänemark auf – sie wurden von den Kreuzfahrern hierher gebracht. Heute werden in diesem skandinavischen Land 42 % der Energie durch Windparks erzeugt. 

Das Projekt zum Bau einer künstlichen Insel 100 km vor der Küste Großbritanniens ist nahezu abgeschlossen. Bei der Dogger Bank entsteht ein grundlegend neues Projekt – für 6 km2 Viele Windturbinen werden installiert, die Strom zum Festland übertragen. Es wird der größte Windpark der Welt. Heute ist dies Gansu (China) mit einer Kapazität von 5,16 GW. Dies ist ein Komplex von Windkraftanlagen, der jedes Jahr wächst. Der geplante Indikator liegt bei 20 GW. 

Und ein wenig über die Kosten.

Die durchschnittlichen Kostenindikatoren für die erzeugte 1 kWh Energie sind:

─ Kohle 9-30 Cent;

─ Wind 2,5-5 Cent.

Wenn es gelingt, das Problem der Abhängigkeit von Windkraft zu lösen und damit die Effizienz von Windparks zu steigern, dann haben sie großes Potenzial.

 Sonnenenergie: Motor der Natur – Motor der Menschheit 

Das Prinzip der Produktion basiert auf der Sammlung und Verteilung von Wärme aus Sonnenstrahlen.

Heute beträgt der Anteil von Solarkraftwerken (SPP) an der Weltenergieerzeugung 0,79 %.

Diese Energie wird vor allem mit alternativer Energie in Verbindung gebracht – fantastische Felder, die mit großen Platten mit Fotozellen bedeckt sind, zeichnen sich unmittelbar vor Ihren Augen ab. In der Praxis ist die Rentabilität dieser Richtung ziemlich gering. Unter den Problemen kann man eine Verletzung des Temperaturregimes über dem Solarkraftwerk herausgreifen, wo die Luftmassen erhitzt werden.

In mehr als 80 Ländern gibt es Solarenergie-Entwicklungsprogramme. In den meisten Fällen handelt es sich jedoch um eine Hilfsenergiequelle, da das Produktionsniveau niedrig ist.

Es ist wichtig, die Leistung richtig zu platzieren, wofür detaillierte Karten der Sonneneinstrahlung erstellt werden.

Der Sonnenkollektor dient sowohl zur Erwärmung von Heizwasser als auch zur Stromerzeugung. Photovoltaikzellen erzeugen Energie, indem sie unter dem Einfluss von Sonnenlicht Photonen „ausschalten“.

Spitzenreiter bei der Energieerzeugung aus Solarkraftwerken ist China, bei der Erzeugung pro Kopf Deutschland.

Das größte Solarkraftwerk befindet sich auf dem Solarpark Topaz in Kalifornien. Leistung 1,1 GW.

Es gibt Entwicklungen, Kollektoren in den Orbit zu bringen und Sonnenenergie zu sammeln, ohne sie in der Atmosphäre zu verlieren, aber diese Richtung hat noch zu viele technische Hindernisse.

Wasserkraft: mit dem größten Motor der Welt  

Wasserkraft ist führend unter den alternativen Energiequellen. 20 % der weltweiten Energieerzeugung stammt aus Wasserkraft. Und unter den erneuerbaren Quellen 88%.

An einem bestimmten Abschnitt des Flusses wird ein massiver Damm gebaut, der den Kanal vollständig blockiert. Stromaufwärts entsteht ein Stausee, und der Höhenunterschied an den Seiten des Damms kann Hunderte von Metern erreichen. An den Stellen, an denen die Turbinen installiert sind, fließt das Wasser schnell durch den Damm. Die Energie des sich bewegenden Wassers dreht also die Generatoren und führt zur Energieerzeugung. Alles ist einfach.

Von den Minuspunkten: Ein großes Gebiet ist überflutet, das Bioleben im Fluss ist gestört.

Das größte Wasserkraftwerk ist Sanxia („Drei Schluchten“) in China. Es hat eine Kapazität von 22 GW und ist damit die größte Anlage der Welt.

Wasserkraftwerke sind auf der ganzen Welt verbreitet und liefern in Brasilien 80 % der Energie. Diese Richtung ist die vielversprechendste in der alternativen Energie und entwickelt sich ständig weiter.

Kleine Flüsse können keine große Energie erzeugen, daher sind Wasserkraftwerke darauf ausgelegt, den lokalen Bedarf zu decken.

Die Nutzung von Wasser als Energiequelle wird in mehreren großen Konzepten umgesetzt:

1. Nutzung von Gezeiten. Die Technik ähnelt in vielerlei Hinsicht dem klassischen Wasserkraftwerk, nur dass der Damm nicht den Kanal, sondern die Buchtmündung blockiert. Das Wasser des Meeres macht tägliche Schwankungen unter dem Einfluss der Anziehungskraft des Mondes, was zur Zirkulation des Wassers durch die Turbinen des Staudamms führt. Diese Technologie wurde nur in wenigen Ländern implementiert.

2. Nutzung von Wellenenergie. Auch die ständigen Schwankungen des Wassers im offenen Meer können eine Energiequelle sein. Dies ist nicht nur der Durchgang von Wellen durch statisch installierte Turbinen, sondern auch der Einsatz von „Floats“: Die Meeresoberfläche legt jedoch eine Kette von Spezialschwimmern ab, in deren Inneren sich kleine Turbinen befinden. Wellen Spin-Generatoren und eine bestimmte Menge an Energie wird erzeugt.

Generell kann sich alternative Energie heute nicht zu einer globalen Energiequelle entwickeln. Aber es ist durchaus möglich, die meisten Objekte autark mit Energie zu versorgen. Abhängig von den Eigenschaften des Gebiets können Sie immer die beste Option wählen.

Für eine globale Energieunabhängigkeit wird etwas grundlegend Neues erforderlich sein, wie die „Äther-Theorie“ des berühmten Serben. 

 

Ohne Demagogie ist es seltsam, dass die Menschheit in den 2000er Jahren Energie nicht viel fortschrittlicher produziert als die Lokomotive, die die Brüder Lumiere fotografiert haben. Heute ist die Frage der Energieressourcen weit in die Sphäre der Politik und Finanzen vorgedrungen, die die Struktur der Stromerzeugung bestimmt. Wenn Öl die Lampen anzündet, dann braucht es jemand … 

 

 

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