Ilgtspējība
Pasaulē, kurā pieaug enerģijas pieprasījums un samazinās resursi, noteikti jāmeklē jauni enerģijas avoti.
Atjaunojamie energoresursi pēdējos gados ir bijuši daudzu gadu populārs sarunu temats, taču šī ideja ir tālu pirms visas runas par “pīķa naftu”: Piemēram, gan vēja, gan saules enerģija ir gadsimtiem senas idejas. ASV patenta numurs US389124, “Solar Cell”, ir radies no 1888. gada, bet vēja enerģija joprojām ir vecāka: Eiropā vējdzirnavas ir izmantotas graudu malšanai jau daudzās pēdējās tūkstošgadēs. (Tomēr vējdzirnavas elektrības ražošanai pirmo reizi tika izmantotas salīdzinoši nesen - 1887. gadā Glāzgovā.)
Mūsdienās turpina attīstīt alternatīvas fosilā kurināmā un citiem neatjaunojamiem resursiem. Šeit ir 8 no tiem. Lai arī daudzas no tām ir saistītas ar ievērojamām sākuma izmaksām un nav īstenojamas plašā mērogā, tās tomēr pārstāv jaunus aizraujošus domas virzienus. Cerēsim optimistiski, ka tie palīdzēs virzīt enerģijas ražošanu uz ilgtspējīgāku nākotni (izmantojot vēsu inženieriju).
1. Okeāna viļņi
Šis ir stāsts par boju un meiteni. Tas ir šausmīgs pun, bet patiesībā tas ir: elektrotehnikas speciāliste Annette von Jouanne mēģina izmantot jūras spēku, izmantojot rūpīgi uzbūvētu boju. Ideja ir ārkārtīgi vienkārša: noenkurojiet vara stiepli. Ap to ielieciet magnētu. Pārvietojiet magnētu uz augšu un uz leju (šajā gadījumā tas ir jāatstāj viļņiem). Tas inducē elektrisko strāvu vadā, kā daudzi atcerēsies no vidusskolas fizikas laboratorijas. Iedvesmojoties no ūdens celšanās, sērfojot pie Havaju krastiem, fon Džoans šo ideju padarīja vēl lielāku un ievietoja jūrā, cenšoties izmantot pastāvīgi esošo okeāna viļņu kinētisko enerģiju.
Izrādās, ka ideja darbojas: boja, kuru viņa pārbaudīja savā laboratorijā ar imitētu vidējo viļņu, ražoja trīs kilovatus jaudas vai pietiekami, lai darbinātu divas mājas, kas deva impulsu turpmākiem testiem. Viņas pirmie prototipi darbojās slikti, taču, kā viņa pati saka, atklājumi gandrīz vienmēr rodas no neveiksmēm, un viņas darba trajektorija ir optimistiska: Gadu gaitā viņas dizainparaugi ir uzlabojušies, un pēc tam viņa ir redzējusi abu valdības zinātnes finansējuma pieaugumu. un tīras enerģijas uzņēmumu interese.
Von Jouanne joprojām ir vadošā persona strauji augošajā viļņu enerģijas izpētes jomā un strādā ar cerību, ka viņas bojas kādu dienu palīdzēs sabiedrībai ienest tīru atjaunojamo enerģiju.
2. miskaste
Ideja ir utopiska: mašīna, kas atkritumus pārvērš enerģijā. Šajā gadījumā nedaudz utopijas ir izturējušas reālās pasaules pārbaudes, kaut arī mazāk nekā utopiski: ASV armija izmantoja divus atkritumu ģeneratorus, lai darbinātu savas darbības netālu no Bagdādes, Irākā. Tas palīdzēja mazināt vairākas armijas problēmas naidīgos apstākļos, jo tas nozīmēja samazinātu vajadzību pēc degvielas karavānām un atkritumu pārvadājumiem, kas abi bija viegli uzbrukuma mērķi. Tas bija veids, kā armija ieradās daļēji vadīt pēc saviem sasmalcinātiem dokumentiem un pārtikas atgriezumiem.
Sistēma darbojas aptuveni šādi: sauso miskasti, piemēram, kartonu un putuplasta putas, saspiež granulās un karsē, līdz tā kļūst par sintētisku gāzi, kas nedaudz līdzinās propānam. Tikmēr pārtikas atliekas un šķidrumus fermentē etanolā. Sin-gāze un etanols tiek apvienoti, lai darbinātu ģeneratoru. Ģeneratoram tiešām ir nepieciešama arī kāda ārēja enerģija, taču tas patērē apmēram 5% dīzeļdegvielas, kas parasti būtu vajadzīgs šādam ģeneratoram, savukārt bāze rada tikai 1/30 no atkritumiem, kādi parasti būtu.
ASV armijas ekspluatācija ir pierādījusi atkritumu enerģijas dzīvotspēju, tāpēc, iespējams, ir pienācis laiks mūsu atkritumu tvertni izmantot mazāk kara apstākļos.
3. Futbols
Iedomājieties, ka lasīšanas lampas barošanai izmantojat futbola spēles radīto enerģiju. Tieši tā ir futbola bumbiņas Soccket ideja, kurā kinētiskā enerģija, kas rodas, to lietojot spēkos, tiek saglabāta.
Džesika Metjūsa (Jessica Matthews), Hārvardas universitātes studente, kuras saknes ir Nigērijā, vēlējās atrast veidu, kā izmantot futbolu, kas ir pasaulē populārākā spēle, lai uzlabotu cilvēku dzīvi jaunattīstības valstīs. Rezultāts ir Soccket, kas var radīt 3 stundas LED gaismas ar 30 minūšu spēli. Matthews saka, ka viņa cer, ka viņas izgudrojums var aizstāt petrolejas izmantošanu, atgādinot par vizītēm Nigērijā, kuru laikā toksiskās lampas degviela apgrūtināja viņas elpošanu.
Lai arī projekta ierobežojumi ir acīmredzami - Soccket salīdzinoši augstās izmaksas, mazais mērogs, kurā tas ražo jaudu, ideja radīt jaudu ārpus spēles ir eleganta.
4. Velosipēdi
Pagrieziet kloķi, ieslēdziet gaismu? Ar velosipēdu darbināmi ģeneratori var radīt diezgan jaudīgu jaudu: Piemēram, profesionāls velosipēdists stundā var pedāli ar ātrumu virs 400 vatiem (tikai mirstīgais var uzrādīt pusi no tā). Protams, tas gandrīz neliek lielākai daļai cilvēku enerģijas patēriņa: vidēji amerikāņu mājās 2011. gadā mēnesī tika patērētas 940 kilovatstundas mēnesī. Neskatoties uz to, jūsu velosipēds ir vairāk nekā pietiekams, lai uzlādētu mazas ierīces, vienlaikus dodot veselīgu priekšstatu par to, kā daudz pūļu kilovatstunda patiešām prasa.
Dažas organizācijas uzmanības centrā ir izvirzījušas velosipēdu ģeneratorus: Šī Dānijas viesnīca saviem klientiem piedāvā ēdienreizes kuponus apmaiņā pret 15 minūšu braucienu ar ģeneratora velosipēdiem, savukārt Sanfrancisko (kur vēl?) Mūzikas festivāls Rock the Bike izmanto velosipēdus, lai stiprinātu tā skanējumu. sistēma.
Dariet-pats-entuziasti var atrast vairākus bezmaksas plānus, kā to izveidot tiešsaistē.
5. Urīns
Dažreiz ar ierobežotiem resursiem rodas novatoriski risinājumi. Četras Nigērijas meitenes ir izveidojušas elektrības ģenerēšanas metodi, ko darbina urīns. Viņu dizains izdala ūdeņradi no urīna un var radīt sešas stundas enerģijas katram litram.
Protams, to prototipam ir ievērojami ierobežojumi - tā elektrolītiskajam elementam ir nepieciešama enerģijas iedarbināšana, un tā degvielas avots - tīrs ūdeņradis - ir gaistošs. Tomēr viņu izgudrojums joprojām ir iespaidīgs inženierijas sasniegums, it īpaši ņemot vērā viņu vecumu: Projekta pabeigšanas laikā neviens no viņiem nebija vecāks par 15 gadiem.
6. Ātruma izciļņi
Piepilsētas Anglijas dienvidrietumos mūsdienās var radīt spēku ar savām automašīnām: Pilsēta ir sākusi uzstādīt elektrokinētiskās ceļa uzbrauktuves. Katrā rampā ir metāla plāksnes, kuras tiek saspiestas, kad automašīna iet garām, darbinot iekšējo ģeneratoru. Rezultātā saražotā enerģija svārstās no 5 līdz 50 kW, atkarībā no garām braucošā transportlīdzekļa svara.
Dorsetā bāzētais izgudrotājs Pīters Hjūss 12 gadus pavadīja, izstrādājot savu koncepciju, kas var palīdzēt enerģijas luksoforiem, ceļa zīmēm un citai pilsētas infrastruktūrai.
7. Jūras mikrobi
Nespeciālistam novērotājam šķiet, ka elektrību ražojošie mikrobi atrodas zinātnes un zinātniskās fantastikas malā. Tomēr tie ir ļoti reāli: Austrumanglijas universitātes pētnieki ir pētījuši baktēriju celmu ar nosaukumu Shewanella oneidensis, kas ražo olbaltumvielas, kas var pārnest elektrību metālos.
Jūras mikrobs ir veiksmīgi mākslīgi sintezēts, un laboratorijas testi ir parādījuši, ka uz tā virsmas olbaltumvielu radīto enerģiju var izmantot elektrības ražošanai. Austrumanglijas biologs doktors Toms Klarks skaidro:
Zinātnieki jau kādu laiku zina, ka baktērijas ietekmē minerālus un metālus, taču šī ir pirmā reize, kad tiek pierādīts, ka tie tieši izlādē elektrisko strāvu. Var būt citas sugas, kas to dara pat labāk nekā mūsējās. Šīs baktērijas izrāda lielu potenciālu kā mikrobu kurināmā elementi, kur, sabojājot sadzīves vai lauksaimniecības atkritumus, var ražot elektrību.
8. Vēja jostas
Vēja turbīnu ideja ir iedibināta alternatīvās enerģijas aprindās, taču ideja par vēja jostu ir salīdzinoši jauna: Shawn Frayne to iecerēja 2004. gada ceļojuma laikā uz Haiti zvejas tīkla ārpuskopienas makšķerēšanas kopienu. Atšķirībā no tradicionālās virzītas turbīnas, kuras rotoru darbināšanai izmanto vēju, vēja josta izmanto aerodinamisko fenomenu, kas pazīstams kā aeroelastīgs plandīšanās, lai no vēja iegūtu enerģiju.
Šī tehnoloģija spēj iegūt enerģiju no vēja mērogā, un tā ir nepieejama tradicionālajām turbīnām. Frīna vadībā Humdinger vēja enerģijas grupa šobrīd strādā, lai visā pasaulē izstrādātu un ieviestu vairākus sava prototipa izmērus un modeļus - vējš lentes tagad pastāv Honkongā, Spānijā, Ekvadorā un Kanādā.
