Fonts d'energia alternatives: visió general de la tecnologia

Introducció

Tota l'economia mundial moderna depèn de la riquesa acumulada en l'època dels dinosaures: petroli, gas, carbó i altres combustibles fòssils. La majoria de les activitats de les nostres vides, des d'anar en metro fins a escalfar la tetera a la cuina, requereixen, en definitiva, la crema d'aquest llegat prehistòric. El principal problema és que aquests recursos energètics fàcilment disponibles no són renovables. Tard o d'hora, la humanitat bombejarà tot el petroli de les entranyes de la terra, cremarà tot el gas i treure'n tot el carbó. Què farem servir per escalfar teteres llavors?

Tampoc hem d'oblidar-nos de l'impacte ambiental negatiu de la combustió de combustible. Un augment del contingut de gasos d'efecte hivernacle a l'atmosfera comporta un augment de la temperatura mitjana a tot el planeta. Productes de combustió de combustible contaminar l'aire. Els residents de les grans ciutats ho senten especialment bé.

Tots pensem en el futur, encara que aquest futur no vingui amb nosaltres. La comunitat mundial ha reconegut des de fa temps les limitacions dels combustibles fòssils. I l'impacte negatiu del seu ús en el medi ambient. Els estats líders ja estan implementant programes per a una transició gradual cap a fonts d'energia renovables i respectuoses amb el medi ambient.

A tot el món, la humanitat està buscant i introduint progressivament substitucions per als combustibles fòssils. Des de fa molt de temps, les centrals solars, eòliques, mareomotrius, geotèrmiques i hidroelèctriques funcionen arreu del món. Sembla ser que ara mateix què ens impedeix satisfer totes les necessitats de la humanitat amb la seva ajuda?

De fet, les energies alternatives tenen molts problemes. Per exemple, el problema de la distribució geogràfica dels recursos energètics.Els parcs eòlics es construeixen només en zones on sovint bufen vents forts, solars -on hi ha un nombre mínim de dies ennuvolats, centrals hidroelèctriques- als grans rius. El petroli, per descomptat, tampoc està disponible a tot arreu, però és més fàcil lliurar-lo.

El segon problema de les energies alternatives és la inestabilitat. Als parcs eòlics, la generació depèn del vent, que canvia constantment de velocitat o s'atura del tot. Les centrals solars no funcionen bé en temps ennuvolat i no funcionen gens a la nit.

Ni el vent ni el sol tenen en compte les necessitats dels consumidors d'energia. Al mateix temps, la producció d'energia d'una central tèrmica o nuclear és constant i fàcilment regulable. La solució a aquest problema només pot ser la construcció d'enormes instal·lacions d'emmagatzematge d'energia per crear una reserva en cas de baixa producció. Tanmateix, això augmenta molt el cost de tot el sistema.

A causa d'aquestes i moltes altres dificultats, el desenvolupament de les energies alternatives al món s'està alentint. Cremar combustibles fòssils encara és més fàcil i més barat.

Tanmateix, si a l'escala de l'economia global les fonts d'energia alternatives no proporcionen gaires beneficis, aleshores en el marc d'una casa individual poden ser molt atractives. Molts ja senten l'augment constant de les tarifes d'electricitat, calor i gas. Cada any, les empreses energètiques s'enfonsen més a la butxaca de la gent normal.

Experts del fons de risc internacional I2BF van presentar la primera visió general del mercat de les energies renovables. Segons les seves previsions, d'aquí a 5-10 anys, les tecnologies d'energies alternatives seran més competitives i es generalitzaran. Ja, la bretxa en el cost de l'energia alternativa i tradicional s'està reduint ràpidament.

El cost de l'energia es refereix al preu que un productor d'energia alternativa vol rebre per compensar les seves despeses de capital durant la vida del projecte i proporcionar un retorn del 10% del capital invertit. Aquest preu també inclourà el cost del finançament del deute, ja que la majoria estan molt apalanquejats.

El gràfic presentat il·lustra la valoració de diferents tipus d'energies alternatives i tradicionals durant el II trimestre de 2011 (Fig. 1).

Arròs. un.	Valoració de diferents tipus d'energies alternatives i tradicionals

Segons les xifres anteriors, l'energia geotèrmica, així com l'energia generada per la crema d'escombraries i gasos d'abocador, té el cost més baix de tot tipus d'energia alternativa. De fet, ja poden competir directament amb l'energia tradicional, però el factor limitant per a ells és el nombre limitat de llocs on es poden implementar aquests projectes.

Per a aquells que volen independitzar-se dels capritxos dels enginyers elèctrics, que volen contribuir al desenvolupament d'energies alternatives, que només volen estalviar una mica d'energia, aquest llibre està escrit.

Del llibre V. Germanovich, A. Turilin “Fonts d'energia alternatives. Dissenys pràctics per a l'aprofitament de l'energia del vent, sol, aigua, terra, biomassa.

Continua llegint aquí

Hi ha futur per a les energies alternatives?

Les fonts alternatives d'energia renovable són una direcció força interessant i prometedora. Per exemple, hi ha diversos mètodes efectius per generar aigua a partir de l'aire. És cert que aquí cal utilitzar un generador.Si es trobaran nous enfocaments per resoldre aquests problemes i millorar els mètodes, només el temps ho dirà.

Si serà possible utilitzar els recursos amb prudència és una gran pregunta

Mira aquest vídeo a YouTube

Previous Engineering️ Relé de tensió de 220 V per a la llar: com organitzar correctament la protecció dels electrodomèstics
Següent Enginyeria Necessito enviar dades amb comptadors d'aigua el 2019: i què passa si no ho fas a temps?

Tipus de fonts d'energia alternatives.

L'energia del vent, el sol, l'aigua, els biocombustibles, la calor de la Terra són relativament inesgotables i renovables. Els beneficis de les fonts d'energia alternatives són innegables, ja que conserven els recursos naturals. A més, són molt més coherents amb els requisits de seguretat ambiental.

Energia eòlica.

El principi d'utilitzar l'energia eòlica és convertir l'energia cinètica en elèctrica, tèrmica i mecànica. Els generadors eòlics s'utilitzen per generar energia elèctrica. Poden tenir diferents paràmetres tècnics, mides, dissenys, eix de rotació horitzontal o vertical. Les veles són un exemple clàssic de l'ús de l'energia eòlica en el transport marítim, i un molí de vent és una conversió en energia mecànica.

El diàmetre de les pales i l'alçada de la seva ubicació determinen la potència del generador eòlic. Amb una força del vent de 3 m/s, el generador comença a generar corrent i assoleix el seu valor màxim a 15 m/s. La força del vent per sobre de 25 m/s és crítica: el generador està apagat.

L'energia solar és un regal del Sol.

L'energia solar com a font alternativa d'energia és una continuació natural de la missió vital del Sol al nostre planeta. Però si bé la humanitat no ha après a utilitzar-lo directament.Actualment, els panells solars s'utilitzen com a convertidors d'energia solar en energia elèctrica, i els col·lectors solars s'utilitzen per a l'energia tèrmica. A més, en alguns casos, s'utilitza una combinació de dos tipus.

La tecnologia solar consisteix en l'escalfament de la superfície amb els raigs solars i en la utilització d'aigua calenta per al subministrament d'aigua calenta, la calefacció o la utilització en generadors d'energia de vapor. Els col·lectors solars s'utilitzen per convertir l'energia solar en energia tèrmica. El seu comú el poder depèn el nombre i la potència dels dispositius individuals que s'inclouen en el sistema d'una estació solar o tèrmica.

Els panells solars es divideixen en:

• silici
• pel·lícula

Les bateries que utilitzen cristalls de silici tenen actualment la major demanda, i les de pel·lícula són les més convenients. Els panells de silicona són una de les millors opcions per a una casa privada.

L'energia hidràulica és l'aprofitament de l'energia de l'aigua.

El principi de funcionament de les turbines a les centrals hidroelèctriques és l'efecte de la força de l'aigua sobre les pales d'una hidroturbina, que genera electricitat. De vegades només es classifiquen com a tipus d'energia alternativa aquelles centrals hidroelèctriques, on no s'utilitzen preses potents i la generació de corrent es produeix sota la influència del flux natural de l'aigua. Això es deu a l'impacte negatiu significatiu de les potents centrals hidroelèctriques en els paisatges naturals dels rius, les seves inundacions poc profundes i catastròfiques.

No hi ha cap objecció per part dels ecologistes a l'ús de l'energia natural del mar i les marees oceàniques. La conversió d'energia cinètica en energia elèctrica en aquest cas es produeix a estacions especials de marea.

L'energia geotèrmica és la calor de la Terra.

La superfície de la Terra irradia calor no només als llocs on s'expulsen fonts sísmiques calentes, com, per exemple, a Kamtxatka, sinó també a gairebé totes les regions del planeta. Per extreure la calor de la terra, s'utilitzen bombes de calor especials, i després es converteix en energia elèctrica o s'utilitza com a calor. El principi de funcionament de les instal·lacions es basa en les lleis de la termodinàmica i les lleis físiques del comportament de líquids i gasos, en particular freó.

El tipus de disseny de la bomba determina la font principal d'energia, com ara el sòl-aire o el sòl-aigua.

Biocombustible.

El principi d'obtenció de biocombustibles es basa en el processament de productes ecològics mitjançant instal·lacions especials. Durant el processament es genera energia tèrmica o elèctrica. Els biocombustibles poden ser líquids, sòlids o gasosos. Sòlid, per exemple, briquetes de combustible, líquid - bioetanol, gasós - biogàs. Les seves varietats inclouen el gas d'abocador, que es forma als abocadors. L'ús de biogàs d'antics abocadors ajuda a resoldre els problemes de reciclatge de residus.

Font d'energia alternativa: què és i per què es necessita

Fins avui, l'energia es basa en maneres ben desenvolupades i provades de produir electricitat. Són conegudes centrals nuclears, elèctriques i hidroelèctriques. Tots ells treballen amb l'aprofitament dels recursos del nostre planeta, que tard o d'hora s'esgotaran, o comporten reaccions que poden causar danys irreparables.

Durant l'any 2017, el percentatge d'ús d'aquests recursos s'ha distribuït de la següent manera:

• 39,3% - carbó;
• 22,9% - gas natural;
• 16% - aigua;
• 10,6% - energia nuclear;
• 4,1% - oli.

Avui, aquesta prometedora àrea busca substàncies i processos al món circumdant capaços de:

• renovar el vostre recurs (és a dir, ser inesgotable);
• representen un substitut total dels tradicionals en termes de qualitat;
• ser econòmic;
• no perjudiquen el medi ambient.

Què hi ha de dolent amb les fonts d'energia tradicionals?

El carbó, el petroli i el gas encara no han trobat un substitut complet per si mateixos en la producció d'energia necessària per a la humanitat. No obstant això, les seves existències són limitades i no es poden recuperar.

Per exemple, la nostra Terra va passar fins a 350 milions d'anys per crear petroli i gas, i vam esgotar els seus recursos a un ritme molt més ràpid.

Al voltant del 90% de l'energia del planeta l'any 2010 es va produir mitjançant la crema de fòssils i biocombustibles a partir de matèries primeres vegetals o animals. I fins al 2040, la quota d'aquesta producció no baixarà del 80%. Al mateix temps, el consum d'energia està creixent: fins al 40è any, un 56%.

L'any 2012, els científics van indicar que tot el subministrament de gas al planeta s'acabaria el 2052 i el petroli duraria una mica més, fins al 2060. És a dir, els nostres fills ja poden agafar el moment en què un petrolier o un gasoducte no serviran, i els boscos seran talats.

Les emissions nocives a l'atmosfera associades als productes de combustió i a la generació d'energia nuclear són destructors de la capa d'ozó i conductors de l'escalfament global.

Així, tota la civilització moderna, per molt que els polítics i els productors de petroli la descartin, s'enfronta a una pregunta global: quina font d'energia substituirà les tradicionals, tot preservant el medi ambient.

Indústria de l'energia tèrmica

El sector energètic més comú a Rússia. Les centrals tèrmiques del país produeixen més de 1.000 MW utilitzant com a matèria primera carbó, gas, petroli, jaciments d'esquist i torba.L'energia primària generada es converteix a més en electricitat. Tecnològicament, aquestes estacions tenen molts avantatges, que determinen la seva popularitat. Aquests inclouen condicions de funcionament poc exigents i facilitat d'organització tècnica del flux de treball.

Les instal·lacions d'energia tèrmica en forma d'instal·lacions de condensació i centrals combinades de calor i electricitat es poden construir directament a les zones on s'extreu el recurs consumible o on es troba el consumidor. Les fluctuacions estacionals no afecten l'estabilitat de les estacions, la qual cosa fa que aquestes fonts d'energia siguin fiables. Però també hi ha desavantatges de les centrals tèrmiques, que inclouen l'ús de recursos de combustible esgotables, la contaminació ambiental, la necessitat de connectar grans quantitats de recursos laborals, etc.

Què triar: fonts d'energia renovables o energia nuclear?

Històricament, la nuclear, el carbó i l'energia hidràulica han estat fonts massives d'energia

Per tant, sense tenir en compte el fet que molts països del món estan estretament compromesos en el desenvolupament del sector de les energies renovables, el lideratge de la Federació de Rússia tenia previst rebre només el 4,5% de l'energia procedent d'energies renovables a principis de 2020, adonant-se que les reserves d'hidrocarburs no són il·limitades

El govern rus compta amb la generació d'energia a llarg termini a partir del plutoni i l'energia de fusió; aquestes fonts d'energia no s'exploren completament i representen una amenaça real per a la humanitat. Això s'aplica al desenvolupament i aplicació de tota l'energia nuclear.

Amb l'objectiu de fer més investigacions sobre l'energia nuclear a França l'any 2007, es va iniciar la construcció d'un reactor termonuclear experimental d'importància internacional.

El projecte va ser fundat per un grup de diversos països, entre ells Rússia.L'objectiu principal de crear aquest projecte era demostrar el possible ús comercial de l'energia obtinguda de la fusió termonuclear com a font d'energia elèctrica. Encara no s'ha trobat una solució a aquest problema.

Segons els càlculs dels científics implicats en l'estudi dels processos termonuclears, la quantitat d'energia rebuda d'ells el 2100 no podrà superar la barra de 100 GW, que és un indicador baix de la solució dels problemes de la humanitat associats a la generació d'electricitat. . Com a exemple, podem prendre el fet que les centrals elèctriques mundials modernes proporcionen 4000 GW d'electricitat.

L'única manera de resoldre el problema de l'obtenció d'electricitat és la transició de la humanitat cap a fonts d'energia renovable amb l'ús paral·lel de tecnologies que contribueixen a estalviar electricitat. L'avantatge d'aquesta transició serà la preservació del clima del planeta. Totes les finances necessàries per iniciar aquest procés estan disponibles.

Energia alternativa a la Rússia moderna

En comparació amb anys anteriors, l'energia alternativa a Rússia s'està desenvolupant més ràpidament, però no és dominant. Avui dia, la major part de l'energia del país prové de fonts tradicionals.

Centrals d'energia solar

Central d'energia solar als Urals

Les regions del sud del país, així com la Sibèria occidental, oriental i l'Extrem Orient tenen potencial per a la producció d'electricitat solar. A Rússia, promet extreure energia del Sol, de manera que els projectes en aquesta direcció reben suport estatal.

Centrals hidroelèctriques i mareomotrius

Rússia està utilitzant activament el potencial hídric per generar electricitat: a partir del 2017, el país té 15 centrals elèctriques amb una capacitat de més de 1.000 megawatts, i també centenars d'estacions amb una capacitat inferior. L'energia generada per una central hidroelèctrica costa la meitat que la generada per una central tèrmica.

Les estacions de marea requereixen grans finances, de manera que el desenvolupament d'aquesta direcció a la Federació Russa no es produeix. Segons les previsions dels científics, els TPP podrien representar una cinquena part de l'electricitat produïda a Rússia.

aerogeneradors

És impossible instal·lar generadors amb un eix de rotació horitzontal a Rússia a causa de la baixa velocitat del vent. No obstant això, sovint s'utilitzen estructures amb un eix de rotació vertical.

Central eòlica a la regió d'Uliànovsk

A partir del 2018, la capacitat total dels aerogeneradors a Rússia era de 134 megawatts. La central elèctrica més gran de la regió d'Uliànovsk (capacitat - 35 megawatts).

Estacions geotèrmiques

Hi ha 5 centrals geotèrmiques a Rússia, tres de les quals es troben a Kamtxatka. Segons dades de 2016, el GeoPP genera el 40% de l'electricitat consumida en aquesta península.

Aplicació de biocombustibles

La producció de combustible també s'organitza a Rússia. Al mateix temps, és més rendible per al país desenvolupar biocombustibles sòlids que líquids. Ara la producció es realitza a una planta de Vladivostok.

Central nuclear

Rússia està produint electricitat amb energia nuclear i continua desenvolupant-se en aquesta direcció. Es construeixen noves estacions, s'apliquen nous mètodes d'extracció. Segons dades de 2019, 10 centrals nuclears funcionen a Rússia. La Federació de Rússia ocupa el segon lloc del món pel que fa a la capacitat de generació d'energia amb centrals nuclears; la República Popular de la Xina ha guanyat el campionat en aquesta indústria.

Energia eòlica

Els parcs eòlics són una manera prometedora de generar energia, sobretot en llocs on la direcció del vent és constant.

El mètode d'obtenció d'aquesta energia no contamina el medi natural. Tanmateix, hi ha una dependència de la inconstància de les direccions i la força del vent. Encara que aquesta dependència es pot suavitzar parcialment instal·lant volants i una varietat de bateries.

Però la construcció, manteniment, reparació de parcs eòlics no és barata. A més, el seu funcionament va acompanyat de soroll, interfereix amb els ocells i els insectes i reflecteix les ones de ràdio amb peces giratòries.

Energia alternativa per a centres de dades

Els propietaris de centres de dades estan cada cop més interessats en fonts alternatives d'electricitat. L'única manera de mantenir la taxa de creixement de la capacitat aquí és reduir significativament els costos de desplegament, manteniment i refrigeració dels centres de dades. Hi ha diverses opcions.

Per exemple, la calor generada durant el funcionament dels servidors es pot dirigir a la calefacció de l'espai. Així, el 2015, Yandex va escalfar una ciutat sencera a Finlàndia. Amb el subministrament de calor a la ciutat, Yandex va poder reemborsar part de les seves factures d'electricitat.

La refrigeració dels centres de dades és una de les despeses més voraces per a les empreses de TI. De mitjana, la refrigeració representa el 45% dels costos energètics.

Una manera original d'estalviar en la refrigeració dels equips és utilitzar el "freecooling". O, simplement, per refredar els servidors amb l'aire del carrer. Per a Rússia, on fa fred a fora durant la major part de l'any, això és especialment cert.

Una altra manera de refredar l'aire del centre de dades, que us permet estalviar sobre els costos energètics — Mètode de refredament adiabàtic. En aquest cas, es ruixa aigua per baixar la temperatura. Durant l'evaporació, pren calor i d'una manera tan senzilla redueix la temperatura de l'aire.

En qualsevol cas, abans d'experimentar, s'aconsella fer una auditoria energètica detallada. Els seus resultats permetran analitzar l'estat del consum energètic i identificar oportunitats d'estalvi de recursos energètics.

Per què necessitem fonts d'energia alternatives

Quan s'esgoten les fonts d'energia esgotables (combustibles fòssils), la humanitat haurà de canviar a AES (fonts d'energia alternatives). A partir del 2017, el 35% de l'electricitat generada a Rússia es va produir de manera lliure de carboni: a les centrals nuclears i les centrals hidroelèctriques.

L'ús de fonts d'energia tradicionals és problemàtic pels motius següents:

• El TPP utilitza combustible que s'esgotarà en un futur proper. Segons les pitjors estimacions, això passarà d'aquí a 30 anys;
• El cost dels combustibles fòssils està augmentant, per tant el preu de l'electricitat augmenta;
• Els productes de generació d'electricitat contaminen el medi ambient;
• La calor generada per les estacions provoca l'escalfament global.

La humanitat només té una via: la transició a AIE.

Energia de flux i reflux

La conversió de l'energia mareomotriu en electricitat es realitza a les centrals mareomotrius de dues maneres:

1. El primer mètode, segons el principi de conversió d'energia, és similar a la conversió d'energia en una central hidroelèctrica fent girar una turbina connectada a un generador elèctric;
2. El segon mètode utilitza l'energia del moviment de l'aigua; Aquest mètode es basa en la diferència de nivell de l'aigua durant la marea alta i la marea baixa.

Els pros

• L'energia solar és un recurs renovable. Mentre el Sol existeixi, la seva energia arribarà a la Terra.
• La generació d'energia solar no provoca contaminació de l'aigua ni de l'aire perquè no hi ha cap reacció química per cremar el combustible.
• L'energia solar es pot utilitzar de manera molt eficient per a finalitats pràctiques com ara calefacció i il·luminació.
• Els beneficis de l'energia solar es veuen sovint per escalfar piscines, centres turístics i dipòsits d'aigua a tot el món.

Els Cons

• L'energia solar no produeix energia si el sol no brilla. La nit i els dies ennuvolats limiten molt la quantitat d'energia produïda.
• Les centrals solars poden ser molt cares de construir.

Principals tipus d'energies renovables

Energia del sol

L'energia solar es considera la font d'energia líder i respectuosa amb el medi ambient. Fins ara, s'han desenvolupat i utilitzat mètodes termodinàmics i fotoelèctrics per generar electricitat. Es confirma el concepte d'operabilitat i perspectives de les nanoantenes. El sol, en ser una font inesgotable d'energia respectuosa amb el medi ambient, pot satisfer les necessitats de la humanitat.

Energia eòlica

L'energia eòlica ha estat utilitzada amb èxit per la gent durant molt de temps i els molins de vent. Els científics estan desenvolupant parcs eòlics nous i millorant els existents. Reduint costos i augmentant l'eficiència dels molins de vent. Tenen especial rellevància a les costes i a les zones de vent constant. En convertir l'energia cinètica de les masses d'aire en energia elèctrica barata, els parcs eòlics ja estan fent una contribució important al sistema energètic dels països individuals.

energia geotèrmica

Les fonts d'energia geotèrmica utilitzen una font inesgotable: la calor interna de la Terra. Hi ha diversos esquemes de treball que no canvien l'essència del procés. El vapor natural es neteja de gasos i s'alimenta a turbines que fan girar els generadors elèctrics. Instal·lacions similars funcionen a tot el món. Les fonts geotèrmiques proporcionen electricitat, escalfen ciutats senceres i il·luminen els carrers. Però la potència de l'energia geotèrmica s'utilitza molt poc i les tecnologies de producció tenen una eficiència baixa.

Energia mareomotriu i ondulatòria

L'energia mareomotriu i ondulatòria és un mètode de desenvolupament ràpid per convertir l'energia potencial del moviment de les masses d'aigua en energia elèctrica. Amb una alta taxa de conversió d'energia, la tecnologia té un gran potencial. És cert que només es pot utilitzar a les costes dels oceans i mars.

energia de biomassa

El procés de descomposició de la biomassa condueix a l'alliberament de gas que conté metà. Purificat, s'utilitza per generar electricitat, calefacció i altres necessitats domèstiques. Hi ha petites empreses que cobreixen plenament les seves necessitats energètiques.

Energia de la radiació solar electromagnètica

Es pot utilitzar per generar electricitat i calor. La conversió directa de la radiació solar en energia elèctrica es duu a terme tant per conversió directa a causa del fenomen de l'efecte fotoelèctric intern sobre plaques fotovoltaiques, com indirectament mitjançant mètodes termodinàmics (obtenció de vapor amb alta pressió).

planta d'energia solar

Rebut energia tèrmica de El solar es produeix absorbint aquesta energia i escalfant encara més la superfície i el refrigerant, tant mitjançant col·lectors especials com utilitzant les tècniques de "arquitectura solar".

Conjunt de configuracions per la conversió de l'energia solar és solar central elèctrica.

Pros

L'energia eòlica no produeix contaminació que pugui contaminar el medi ambient. Com que no es produeixen processos químics, com quan es cremen combustibles fòssils, no queden subproductes nocius.

• Com que la generació eòlica és una font d'energia renovable, no l'acabarem mai.
• L'agricultura i el pasturatge encara es poden desenvolupar en terrenys ocupats per aerogeneradors, que podrien ajudar a produir biocombustibles.
• Els parcs eòlics es poden construir en alta mar.

El dispositiu i l'ús dels col·lectors solars

Un col·lector solar primitiu és una placa de metall negre col·locada sota una fina capa d'un líquid transparent. Com ja sabeu en un curs de física escolar, els objectes foscos escalfen més que els clars. Aquest fluid es mou amb l'ajuda d'una bomba, refreda la placa i s'escalfa alhora. El circuit de líquid escalfat es pot col·locar en un dipòsit connectat font d'aigua freda. En escalfar l'aigua del dipòsit, el líquid del col·lector es refreda. I després torna. Així, aquest sistema energètic permet obtenir una font constant d'aigua calenta, i a l'hivern també radiadors calents.

Hi ha tres tipus de col·lectors que es diferencien pel dispositiu

Fins ara, hi ha 3 tipus d'aquests dispositius:

• aire;
• tubular;
• plana.

Aire

Els col·lectors d'aire consisteixen en plaques de color fosc.

Els col·lectors d'aire són plaques negres cobertes de vidre o plàstic transparent. L'aire circula de manera natural o forçada per aquestes plaques. L'aire calent s'utilitza per escalfar les habitacions de la casa o per assecar la roba.

L'avantatge és l'extrema simplicitat del disseny i el baix cost. L'únic inconvenient és l'ús de la circulació d'aire forçada. Però pots prescindir-ne.

Tubular

L'avantatge d'aquest col·lector és la senzillesa i la fiabilitat.

Els col·lectors tubulars semblen diversos tubs de vidre alineats en fila, recoberts a l'interior amb un material que absorbeix la llum.Estan connectats a un col·lector comú i per ells circula fluid. Aquests col·lectors tenen 2 maneres de transferir l'energia rebuda: directa i indirecta. El primer mètode s'utilitza a l'hivern. El segon s'utilitza tot l'any. Hi ha una variació utilitzant tubs de buit: s'introdueix un a l'altre i es crea un buit entre ells.

Això els aïlla del medi ambient i reté millor la calor resultant. Els avantatges són la senzillesa i la fiabilitat. Els desavantatges inclouen l'alt cost d'instal·lació.

plana

Perquè els col·lectors funcionin de manera més eficient, els enginyers han proposat l'ús de concentradors.

El col·lector de placa plana és el tipus més comú. Va ser ell qui va servir d'exemple per explicar el principi de funcionament d'aquests aparells. L'avantatge d'aquesta varietat és la senzillesa i el preu econòmic en comparació amb altres. El desavantatge és una pèrdua important de calor que no pateixen altres subtipus.

Per millorar els sistemes solars ja existents, els enginyers van proposar utilitzar una mena de miralls anomenats concentradors. Permeten augmentar la temperatura de l'aigua dels estàndards de 120 a 200 C°. Aquesta subespècie de col·lectors s'anomena concentració. Aquesta és una de les opcions d'execució més cares, que sens dubte és un desavantatge.

4t lloc. Centrals d'energia maremomotriu i ondulatòria

Les centrals hidroelèctriques tradicionals funcionen segons el principi següent:

1. La pressió d'aigua es subministra a les turbines.
2. Les turbines comencen a girar.
3. La rotació es transmet als generadors que generen electricitat.

La construcció d'una central hidroelèctrica és més cara que una central tèrmica i només és possible en llocs amb grans reserves d'energia hídrica. Però el principal problema són els danys als ecosistemes per la necessitat de construir preses.

Les centrals mareomotrius funcionen amb un principi similar, però utilitzen la potència de les marees per generar energia.

Els tipus d'energia alternativa "d'aigua" inclouen una direcció tan interessant com l'energia de les ones. La seva essència es redueix a la generació d'electricitat mitjançant l'ús de l'energia de les ones oceàniques, que és molt superior a la de les marees. La central d'onatge més potent actualment és Pelamis P-750, que genera 2,25 MW d'energia elèctrica.

Balançant sobre les ones, aquests enormes convectors ("serps") es dobleguen, com a resultat de la qual cosa els pistons hidràulics comencen a moure's a l'interior. Bomben oli a través de motors hidràulics, que al seu torn converteixen en generadors elèctrics. L'electricitat resultant es lliura a la costa a través d'un cable que es col·loca al fons. En el futur es multiplicarà el nombre de convectors i l'estació podrà generar fins a 21 MW.

Història de l'ús de l'energia eòlica

És impossible dir exactament quan va començar l'ús de l'energia eòlica per resoldre els problemes econòmics d'una persona. Els molins de vent es coneixen des de l'antic Egipte. A l'antiga Xina, els molins de vent s'utilitzaven per bombejar aigua dels camps d'arròs. L'ús d'una vela per a la navegació és conegut fins i tot abans, des de l'època de l'antiga Babilònia, i això només és una prova escrita.

Europa en aquells temps era una col·lecció de tribus salvatges. Amb l'aparició de signes de civilització, aquí també van aparèixer molins de vent, vaixells de vela. Però durant un llarg període, l'ús del vent va acabar aquí. Font massa inestable, impredictible, era impossible comptar amb ella sense tenir una opció alternativa.

Amb el desenvolupament de la producció, van aparèixer les primeres bombes per a l'aixecament d'aigua dels pous.Paral·lelament, s'inicià l'ús dels molins de vent com a motor per a ells. Aquests dispositius encara funcionen avui dia, són senzills, fiables i poc exigents.

Els generadors eòlics van començar a aparèixer amb l'arribada dels dispositius per convertir el moviment de rotació en electricitat: generadors. Els aerogeneradors es van desenvolupar ràpidament al segle XX, tot i que la guerra va aturar molts projectes a Europa.

Avui, els líders en l'ús de parcs eòlics són els Estats Units i la Xina. Hi ha un gran nombre d'estacions disponibles a Europa, es concentren a la costa oest. Sobretot a Dinamarca, cosa que és bastant comprensible: no hi ha altres fonts en aquest país.

L'alta eficiència de les HPP, l'absència de vents forts i estables a la majoria de zones han reduït l'interès per l'energia eòlica. A més, els equips que hi havia en aquell moment no tenien una alta productivitat, no permetien produir prou energia. El problema es va resoldre utilitzant generadors de gasolina o dièsel, més fiables i preparats per produir el resultat desitjat en el moment oportú.

Avui en dia, l'interès per l'energia eòlica ha crescut significativament. Han aparegut nous desenvolupaments més eficients que poden proporcionar un nombre suficient de consumidors. A més, hi ha forts imants de neodimi que permeten fabricar generadors de manera independent amb la capacitat de treballar a una velocitat de rotació lenta, cosa que va canviar radicalment la situació i va despertar un gran interès entre els dissenyadors.