Tvarumas
Didėjančio energijos poreikio ir mažėjančių išteklių pasaulyje būtinai reikia ieškoti naujų energijos šaltinių.
Atsinaujinanti energija pastaraisiais metais buvo populiari pokalbių tema, tačiau idėja dar labiau vyravo prieš kalbant apie „piko naftą“: Pavyzdžiui, tiek vėjo, tiek saulės energija yra šimtmečių idėjos. JAV patento numeris US389124, „Saulės elementai“, datuojamas 1888 m., O vėjo energija vis dar senesnė: Europoje vėjo malūnai buvo naudojami malti grūdus jau praėjusį tūkstantmetį. (Tačiau vėjo malūnas pirmą kartą buvo naudojamas elektrai gaminti palyginti neseniai - 1887 m. Glazge.)
Šiandien ir toliau kuriamos iškastinio kuro ir kitų neatsinaujinančių išteklių alternatyvos. Čia yra 8 iš jų. Nors daugelis iš jų patiria nemažų pradinių išlaidų ir nėra realiai įgyvendinami dideliu mastu, vis dėlto jie atspindi naujas įdomias minties kryptis. Optimistiškai tikėkimės, kad jie padės nukreipti energijos gamybą į tvaresnę ateitį (pasitelkiant šaunią inžineriją).
1. Vandenyno bangos
Tai pasakojimas apie plūdurą ir mergaitę. Tai siaubingas pundas, tačiau tikrai yra: Elektros inžinierė Annette von Jouanne bando panaudoti jūros jėgą per kruopščiai pastatytą plūdurą. Idėja yra nepaprastai paprasta: įtvirtinkite varinę vielą. Įdėkite magnetą aplink jį. Judinkite magnetą aukštyn ir žemyn (tokiu atveju tai liko bangoms). Tai indukuoja elektros srovę, kaip daugelis prisimins iš vidurinės mokyklos fizikos laboratorijos. Įkvėptas vandens bangos, plaukiodamas prie Havajų krantų, von Jouanne idėją padidino ir įmetė į jūrą bandydamas panaudoti nuolat esančią kinetinę vandenyno bangų energiją.
Pasirodo, idėja pasiteisina: plūduras, kurį ji išbandė savo laboratorijoje su imituota vidutine banga, pagamino tris kilovatus galios arba pakanka du namus varyti, o tai suteikė impulsą tolesniems bandymams. Pirmieji jos prototipai dirbo prastai, tačiau, kaip ji pati sako, lūžiai beveik visada gimsta dėl nesėkmių, o jos darbo trajektorija yra optimistiška: bėgant metams jos dizainai patobulėjo, o vėliau ji pastebėjo padidėjusį tiek vyriausybės mokslo finansavimą. ir švarios energijos įmonių susidomėjimas.
Von Jouanne išlieka pagrindine veikėja sparčiai besivystančioje bangų energijos tyrimų srityje ir dirba tikėdamasi, kad jos plūdurai vieną dieną padės visuomenei parodyti švarią atsinaujinančią energiją.
2. Šiukšliadėžė
Idėja yra utopinė: mašina, paverčianti šiukšles energija. Šiuo atveju šiek tiek utopijos atlaikė realaus pasaulio lauko bandymus, nors ir mažiau nei utopišku: JAV armija savo operacijoms netoli Bagdado, Irako, panaudojo du generatorius, gaminančius šiukšles. Tai padėjo išspręsti keletą armijos problemų priešiškomis sąlygomis, nes tai reiškė sumažėjusį degalų vilkstinių ir šiukšlių poreikį, kurie abu buvo lengvi puolimo tikslai. Taip armija iš dalies pradėjo vykdyti savo susmulkintus dokumentus ir maisto atliekas.
Sistema veikia maždaug taip: Sausi šiukšliai, pavyzdžiui, kartonas ir putų putplastis suspaudžiami į granules ir kaitinami, kol tampa sintetinėmis dujomis, panašiai kaip propanas. Tuo tarpu maisto atliekos ir skysčiai fermentuojami į etanolį. Sinchroninės dujos ir etanolis yra sujungiami, kad būtų galima generuoti generatorių. Generatoriui taip pat reikia šiek tiek išorinės energijos, tačiau jis sunaudoja apie 5% dyzelino, kurio tokiam generatoriui paprastai prireiktų, o bazė pagamina tik 1/30-osios šiukšlių, kurių įprastai reikėtų.
JAV armijos išnaudojimas parodė šiukšlių galios gyvybingumą, todėl galbūt laikas mūsų šiukšliadėžę panaudoti ne tokiose kovos vietose.
3. Futbolas
Įsivaizduokite, kad naudojate futbolo žaidimų energiją skaitymo lempai įjungti. Būtent tokia yra „Soccket“- futbolo kamuolio, kuriame kaupiama kinetinė energija, sukaupta naudojant jį kaip elektros energiją, idėja.
Jessica Matthews, Harvardo universiteto magistrantė, kurios šaknys yra Nigerijoje, norėjo rasti būdą, kaip naudoti futbolą - populiariausią pasaulyje žaidimą - pagerinti besivystančių šalių žmonių gyvenimą. Rezultatas yra „Socket“, kuris gali sukurti 3 valandas LED šviesos su 30 minučių žaidimu. Matthews sako, kad tikisi, jog jos išradimas gali panaikinti žibalo naudojimą, prisimindamas apsilankymus Nigerijoje, kurių metu dėl toksiškos lempos degalų buvo sunku kvėpuoti.
Nors projekto apribojimai yra akivaizdūs - palyginti didelė „Soccket“kaina, mažas jo gaminimo pajėgumas, idėja sukurti galią iš žaidimų yra elegantiška.
4. Dviračiai
Pasukite alkūnę, įjunkite šviesą? Dviračiais varomi generatoriai gali generuoti nemažą galią: pavyzdžiui, profesionalus dviratininkas valandą gali pedaluoti per daug daugiau nei 400 vatų galią (paprasčiausias mirtingasis gali pagaminti mažiau nei pusė). Be abejo, tai beveik neįtakoja daugumos žmonių suvartojamos energijos: vidutinis amerikiečių namas 2011 m. Sunaudodavo 940 kilovatvalandžių per mėnesį. Nepaisant to, jūsų dviračio yra daugiau nei pakankamai, kad būtų galima įkrauti mažus prietaisus, nors galbūt suteikiate sveiką pojūtį, kaip labai daug pastangų reikalauja kilovatvalandė.
Kai kurios organizacijos atkreipė dėmesį į dviračių generatorių dėmesį: Šis Danijos viešbutis siūlo savo klientams patiekalų kuponus mainais už tai, kad jie 15 minučių važinėja savo generatoriaus dviračiais, o San Francisko (kur dar?) Muzikos festivalis „Rock the Bike“garsui sustiprinti naudoja dviračius. sistema.
„Pasidaryk pats“entuziastai gali rasti kelis nemokamus planus sukurti vieną internete.
5. Šlapimas
Kartais dėl menkų išteklių reikia naujovių. Keturios Nigerijos merginos sukūrė elektros energijos generavimo būdą. Jų dizainas išskiria vandenilį iš šlapimo ir gali pagaminti šešias valandas energijos kiekvienam litrui.
Natūralu, kad jų prototipas turi nemažai apribojimų - jo elektrolitiniam elementui paleisti reikia energijos, o jo kuro šaltinis - grynas vandenilis - yra nepastovus. Tačiau jų išradimas išlieka įspūdingu inžinerijos pavyzdžiu, ypač atsižvelgiant į jų amžių: Projekto pabaigoje nė vienas iš jų nebuvo vyresnis nei 15 metų.
6. Greičio šuoliai
Priemonės, esančios pietvakarių Anglijoje, gali kurti energiją savo automobiliais šiomis dienomis: miestas pradėjo montuoti elektrokinetines kelio rampas. Kiekvienoje rampoje yra metalinės plokštės, kurios suspaudžiamos pravažiuojant automobilį, maitinant vidinį generatorių. Gauta energija svyruoja nuo 5 iki 50 kW, atsižvelgiant į pravažiuojančios transporto priemonės svorį.
„Dorset“išradėjas Peteris Hughesas 12 metų praleido kurdamas savo idėją, kuri gali padėti naudoti šviesoforo signalus, kelio ženklus ir kitą miesto infrastruktūrą.
7. Jūros mikrobai
Nepriklausomam stebėtojui atrodo, kad elektrą gaminantys mikrobai yra mokslo ir mokslinės fantastikos pakraštyje. Tačiau jie labai tikri: Rytų Anglijos universiteto tyrėjai tyrė bakteriją, vadinamą Shewanella oneidensis, kuri gamina baltymus, galinčius perduoti elektrą metalams.
Jūros mikrobas sėkmingai sintetinamas dirbtinai, o laboratoriniai tyrimai parodė, kad baltymai, gaminami jo paviršiuje, gali būti panaudoti elektros energijai. Rytų Anglijos biologas daktaras Tomas Clarke'as paaiškina:
Mokslininkai žinojo, kad tam tikrą laiką bakterijos daro įtaką mineralams ir metalams, tačiau tai buvo pirmas kartas, kai buvo įrodyta, kad jie išleidžia elektros srovę tiesiogiai. Gali būti, kad kitos rūšys tai daro dar geriau nei mūsų. Šios bakterijos pasižymi dideliu mikrobų kuro elementų potencialu, kai elektros energija gali būti gaunama suskaidžius buitines ar žemės ūkio atliekas.
8. Vėjo diržai
Vėjo turbinų idėja yra įsitvirtinusi alternatyvios energijos ratuose, tačiau vėjo juostos idėja yra palyginti nauja: Shawnas Frayne'as ją sumanė 2004 m. Išvykoje į Haiti nepriklausomos žvejybos bendruomenę. Skirtingai nuo tradicinės turbinos su reduktoriumi, kurio rotoriai naudoja vėją, vėjo diržas naudoja aerodinaminį reiškinį, žinomą kaip aeroelastinis plazdėjimas, kad ištrauktų energiją iš vėjo.
Ši technologija gali išgauti vėjo energiją skalėmis ir kainuoja neprieinamai tradicinėms turbinoms. Vykdydama „Frayne“, „Humdinger“vėjo energijos grupė šiuo metu kuria ir diegia kelis savo prototipo dydžius ir modelius visame pasaulyje - vėjo juostos dabar yra Honkonge, Ispanijoje, Ekvadore ir Kanadoje.
