Jakie są najważniejsze czyste energie?

The czyste energie są tymi, które nie generują tak dużych szkód na planecie Ziemi w porównaniu z paliwami kopalnymi, takimi jak węgiel czy ropa.

Paliwa te, znane również jako brudne energie, uwalniają gazy cieplarniane, dwutlenek węgla (CO)₂) przeważnie mają negatywny wpływ na warunki klimatyczne planety.

W przeciwieństwie do paliw, czyste energie nie emitują gazów cieplarnianych ani nie emitują ich w mniejszych ilościach. Dlatego nie stanowią zagrożenia dla środowiska. Ponadto są one odnawialne, co oznacza, że ​​naturalnie wynurzają się niemal natychmiast po ich użyciu..

Dlatego energie niezanieczyszczające są konieczne, aby chronić planetę przed ekstremalnymi warunkami pogodowymi, które już przedstawia. W ten sam sposób wykorzystanie tych źródeł zapewni dostępność energii w przyszłości, ponieważ paliwa kopalne nie są odnawialne.

Należy zauważyć, że pozyskiwanie energii niezanieczyszczających jest procesem stosunkowo nowym, który wciąż jest w fazie rozwoju, i dlatego niektóre lata pozostają do czasu, aż staną się prawdziwą konkurencją dla paliw kopalnych.

Jednak obecnie nie zanieczyszczające źródła energii zyskały na znaczeniu z powodu dwóch aspektów: wysokiego kosztu eksploatacji paliw kopalnych i zagrożenia, jakie ich spalanie stanowi dla środowiska. Najbardziej znanymi czystymi energiami są energia słoneczna, wiatrowa i wodna.

Wymień najważniejsze czyste energie

1- Energia słoneczna

Ten rodzaj energii jest uzyskiwany dzięki specjalistycznym technologiom, które wychwytują fotony pochodzące ze słońca (cząstki energii świetlnej).

Słońce stanowi wiarygodne źródło, ponieważ może dostarczać energię przez miliony lat. Obecna technologia wychwytywania tego rodzaju energii obejmuje panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne.

Panele te bezpośrednio przekształcają energię w energię elektryczną, co oznacza, że ​​nie ma potrzeby stosowania generatorów, które mogłyby zanieczyszczać środowisko.

Technologia wykorzystywana do pozyskiwania energii słonecznej

a) Panele fotowoltaiczne

Panele fotowoltaiczne przekształcają energię pochodzącą ze słońca w energię elektryczną. Wykorzystanie modułów fotowoltaicznych na rynku wzrosło w ostatnich latach o 25%.

Obecnie koszt tej technologii jest opłacalny w małych urządzeniach, takich jak zegarki i kalkulatory. Należy zauważyć, że w niektórych krajach technologia ta jest już wdrażana na dużą skalę. Na przykład w Meksyku zainstalowano około 20 000 systemów fotowoltaicznych na obszarach wiejskich kraju.

b) Technologia termodynamiczna

Słoneczna energia cieplna pochodzi z ciepła wytwarzanego przez słońce. Dostępne technologie w energii cieplnej są odpowiedzialne za gromadzenie promieniowania słonecznego i przekształcanie go w energię cieplną. Następnie energia ta jest przekształcana w elektryczność poprzez serię przemian termodynamicznych.

c) Technologia wykorzystania energii słonecznej w budynkach

Systemy ogrzewania i oświetlenia dziennego są najpowszechniejszą technologią słoneczną stosowaną w budynkach. Systemy grzewcze pochłaniają energię słoneczną i przekazują ją do płynnego materiału, wody lub powietrza.

W Japonii zainstalowano ponad dwa miliony słonecznych podgrzewaczy wody. Izrael, Stany Zjednoczone, Kenia i Chiny to inne kraje, które stosowały podobne systemy.

Jeśli chodzi o systemy oświetleniowe, wymagają one użycia naturalnego światła do oświetlenia przestrzeni. Osiąga się to poprzez włączenie do budynków paneli odblaskowych (na sufitach i oknach).

Wady energii słonecznej

• Koszt paneli słonecznych jest nadal bardzo wysoki w porównaniu z innymi dostępnymi formami energii.
• Dostępna technologia nie może wychwytywać energii słonecznej w nocy lub gdy niebo jest bardzo pochmurne.

Jeśli chodzi o ostatnią wadę, niektórzy naukowcy pracują nad pozyskiwaniem energii słonecznej bezpośrednio z kosmosu. To źródło nazwano „kosmiczną energią słoneczną”.

Podstawową ideą jest umieszczenie paneli fotowoltaicznych w przestrzeni, która zbierze energię i odeśle ją z powrotem na Ziemię. W ten sposób źródło energii byłoby nie tylko ciągłe, ale także czyste i nieograniczone.

Inżynier lotnictwa w Naval Research Laboratory w Stanach Zjednoczonych, Paul Jaffe, potwierdza, że ​​„jeśli panel słoneczny zostanie umieszczony w przestrzeni, otrzyma światło 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu, w ciągu 99% roku”.

Słońce świeci znacznie więcej w przestrzeni, więc moduły te mogą otrzymać do 40 razy więcej energii niż ten sam panel na Ziemi.

Jednak wysyłanie modułów w przestrzeń kosmiczną byłoby zbyt drogie, co stanowi przeszkodę w ich rozwoju.

2- Energia wiatru

Z biegiem lat wiatr był wykorzystywany do napędzania żaglówek i łodzi, młynów lub generowania ciśnienia podczas pompowania wody. Jednak dopiero w XX wieku ludzie zaczęli myśleć o tym elemencie jako niezawodnym źródle energii.

W porównaniu z energią słoneczną energia wiatru jest jedną z najbardziej niezawodnych, ponieważ wiatr jest spójny i, w przeciwieństwie do słońca, może być używany w nocy. 

Początkowo koszt tej technologii był zbyt wysoki, jednak dzięki postępom poczynionym w ostatnich latach ta forma energii stała się coraz bardziej opłacalna; Świadczy o tym fakt, że w 2014 r. Ponad 90 krajów posiadało elektrownie wiatrowe, które dostarczały 3% całkowitej energii elektrycznej zużywanej na świecie..

Technologia wykorzystywana do pozyskiwania energii wiatrowej

Technologie stosowane w dziedzinie energii wiatrowej, turbiny, są odpowiedzialne za przekształcanie mas powietrza, które poruszają się w energię. Może to być wykorzystane przez młyny lub przekształcone w elektryczność za pomocą generatora. Turbiny te mogą mieć dwa typy: turbiny o osi poziomej i turbiny o osi pionowej.

Wady energii wiatrowej

Pomimo, że energia wiatrowa jest jednym z najtańszych źródeł zanieczyszczeń, ma pewne wady ekologiczne:

• Wieże wiatrowe kolidują z estetyką naturalnych krajobrazów.
• Wpływ tych młynów i turbin na siedlisko jest niepewny.

3- Energia wodna

To źródło czystej energii uzyskuje energię elektryczną poprzez ruch wody. Bardzo przydatne są strumienie wody z deszczów lub rzek.

Technologia wykorzystana do uzyskania energii hydroelektrycznej

Urządzenia do uzyskiwania tego rodzaju energii wykorzystują energię kinetyczną generowaną przez przepływ wody do wytwarzania energii elektrycznej. Ogólnie rzecz biorąc, energia wodna jest uzyskiwana z rzek, strumieni, kanałów lub zapór.

Technologia w dziedzinie energii hydroelektrycznej jest jedną z najbardziej zaawansowanych pod względem pozyskiwania energii. W rzeczywistości około 15% energii elektrycznej wytwarzanej na świecie pochodzi z tego rodzaju energii.

Energia wodna jest o wiele bardziej niezawodna niż energia słoneczna i energia wiatru, ponieważ po zapełnieniu zapór można wytwarzać energię elektryczną ze stałą prędkością. Ponadto, zapory te są nie tylko wydajne, ale także zaprojektowane tak, aby były długowieczne i nie wymagały wiele konserwacji.

a) Energia pływów

Energia pływów jest podziałem energii hydroelektrycznej, która opiera się na pozyskiwaniu energii przez fale.

Podobnie jak energia wiatru, ten rodzaj energii jest używany od czasów starożytnego Rzymu i średniowiecza, będąc bardzo popularnym młynem napędzanym falami.

Jednak dopiero w XIX wieku energia ta została wykorzystana do produkcji energii elektrycznej.

Pierwszą na świecie elektrownią pływową jest stacja energetyczna Rance Mareomotor, która działa od 1966 r. I jest największą w Europie oraz drugą co do wielkości na świecie..

Wady energii hydroelektrycznej

• Budowa zapór powoduje zmiany w naturalnym przebiegu rzek, wpływa na poziom prądów i wpływa na temperaturę wody, co może mieć negatywny wpływ na ekosystem.
• Jeśli rozmiar tych zapór jest nadmierny, mogą powodować trzęsienia ziemi, erozję lądu, lawiny błotne i inne uszkodzenia geologiczne..
• Mogą również generować powodzie.
• Z ekonomicznego punktu widzenia początkowy koszt budowy tych zapór jest wysoki. Zostanie to jednak nagrodzone w przyszłości, gdy zaczną działać.
• Jeśli nadejdą susze i zapory nie będą pełne, nie będzie można wyprodukować elektryczności.

4- Energia geotermalna

Energia geotermalna to energia uzyskiwana z ciepła zachowanego w Ziemi. Ten rodzaj energii można pobierać przy niskich kosztach tylko na obszarach o wysokim poziomie aktywności geotermalnej.

Na przykład w krajach takich jak Indonezja i Islandia energia geotermalna jest dostępna i może pomóc w zmniejszeniu zużycia paliw kopalnych. Salwador, Kenia, Kostaryka i Islandia to kraje, w których ponad 15% całkowitej produkcji energii elektrycznej pochodzi z energii geotermalnej.

Wady energii geotermalnej

• Największą wadą jest ekonomiczny: koszt eksploatacji i wydobycia w celu uzyskania tego rodzaju energii jest wysoki.
• Ponieważ ten rodzaj energii nie jest tak popularny jak poprzednie, brakuje mu wykwalifikowanego personelu do zainstalowania niezbędnej technologii.
• Jeśli nie postępujesz ostrożnie, uzyskanie tego rodzaju energii może spowodować trzęsienia ziemi.

5- Energia hydrotermalna

Energia hydrotermalna pochodzi z energii hydroelektrycznej i cieplnej i odnosi się do gorącej wody lub pary wodnej uwięzionej w pęknięciach warstw ziemi.

Ten typ stanowi jedyną energię cieplną obecnie wykorzystywaną komercyjnie. Na Filipinach, w Meksyku, we Włoszech, w Japonii i Nowej Zelandii zbudowano obiekty, które wykorzystują to źródło energii. W Kalifornii w Stanach Zjednoczonych 6% wyprodukowanej energii elektrycznej pochodzi z tego rodzaju energii.

Biomasa

Biomasa odnosi się do przemiany materii organicznej w formy użytecznej energii. Ten rodzaj energii może pochodzić m.in. z odpadów z rolnictwa, przemysłu spożywczego.

Od czasów starożytnych stosowano formy biomasy, takie jak drewno opałowe; Jednak w ostatnich latach pracowaliśmy nad metodami, które nie generują dwutlenku węgla.

Przykładem tego są biopaliwa, które można stosować w stacjach naftowych i gazowych. W przeciwieństwie do paliw kopalnych, które są wytwarzane w procesach geologicznych, biopaliwa powstają w wyniku procesów biologicznych, takich jak fermentacja beztlenowa.

Bioetanol jest jednym z najczęstszych biopaliw; Jest to wytwarzane przez fermentację węglowodanów z kukurydzy lub trzciny cukrowej.

Spalanie biomasy jest znacznie czystsze niż w przypadku paliw kopalnych, ponieważ stężenie siarki w biomasie jest niższe. Ponadto pozyskiwanie energii poprzez biomasę wykorzystywałoby materiały, które w przeciwnym razie byłyby marnowane.

Podsumowując, czyste i odnawialne źródła energii mają potencjał dostarczania znacznych ilości energii. Jednak ze względu na wysoki koszt technologii wykorzystywanej do uzyskiwania energii elektrycznej z tych źródeł, oczywiste jest, że tego rodzaju energia nie zastąpi jeszcze całkowicie paliw kopalnych..

Referencje

1. Haluzan, Ned (2010). Definicja czystej energii. Pobrane 2 marca 2017 r. Z odnawialnych źródeł informacji.
2. Energia odnawialna i inne alternatywne źródła energii. Pobrane 2 marca 2017 r. Z dmme.virginia.gov.
3. Jakie są różne rodzaje energii odnawialnej? Pobrane 2 marca 2017 r. Z witryny phys.org.
4. Dostawy energii odnawialnej. Pobrano 2 marca 2017 r. Z unfccc.int.
5. 5 rodzajów energii odnawialnej. Pobrane 2 marca 2017 r. Z myenergygateway.org.
6. Naukowcy pracują nad nową technologią, która mogłaby przenosić nieograniczoną energię na Ziemię z kosmosu. Pobrane 2 marca 2017 r. Z businessinsider.com.
7. Czysta energia teraz iw przyszłości. Pobrane 2 marca 2017 r. Z epa.gov.
8. Wnioski: Energia alternatywna. Pobrane 2 marca 2017 r. Z ems.psu.edu.