Top 5 Arten erneuerbarer Energiequellen
Dieser Artikel beleuchtet die fünf wichtigsten Arten erneuerbarer Energiequellen. Die Typen sind: 1. Solarenergie 2. Windenergie 3. Geothermie 4. Gezeitenenergie 5. Biomasse Energie.
Erneuerbare Energiequelle: Typ # 1. Solarenergie:
Die direkten Sonnenstrahlen der Photovoltaikzellen können in Energie umgewandelt werden. Diese Energie wird als Solarenergie bezeichnet.
Prozesse:
Bislang werden zwei Verfahren als sehr effektiv angesehen, um Solarenergie zu erschließen:
1. Photovoltaik:
Dabei wird direktes Sonnenlicht durch Halbleiterbauelemente in elektrische Energie umgewandelt. Es hat mehrere Anwendungen. Der Umwandlungsprozess ist jedoch teuer - dreimal so teuer wie Windenergie und Solarthermie. Fortgesetzte Forschung hat jedoch die Produktionskosten gesenkt und die Effizienz und Lebensdauer erhöht.
In den späten 1990er Jahren verbesserte sich diese Technologie erheblich und wurde wirtschaftlich rentabel. Es werden Forschungen durchgeführt, um die Kosten für Halbleitermaterialien zu senken, den Umwandlungsprozess und die Zusammensetzung des Solarmoduls zu verbessern.
In dieser Hinsicht haben sich drei Arten von Photovoltaiksystemen entwickelt:
(a) Einkristall- oder polykristalline Struktur,
(b) Konzentratorstruktur oder -modul und
(c) Dünnschichtmodul.
Einzelne Siliziumkristalle und polykristalline Siliziumzellen sind beliebte Systeme zur Gewinnung von Sonnenenergie. Im Konzentratorsystem verfolgen die Einheiten die Position der Sonne und bereiten die Zellen entsprechend auf. Verwenden Sie Linsen oder Spiegel, um Sonnenlicht zu empfangen. Das ist besser als Flachkollektoren.
"Dünnschicht" -Photovoltaik besteht aus feinstem Halbleitermaterial, das auf Glas oder Edelstahl abgeschieden wird. Dieses System ist weniger kostspielig. Die Strukturen verwenden amorphes Silizium, das in verschiedenen Ländern kommerziell verwendet wird.
Solarthermie-Technologie:
Die Solarthermie-Technologie, allgemein bekannt als Luz-System (erfunden von Luz International Limited), besteht aus trogähnlichen Spiegeln mit Lichtmessgeräten und Mikroprozessoren, um Sonnenstrahlen in Energie umzuwandeln und umzuwandeln.
Die einfallenden Sonnenstrahlen werden von Spiegeln auf beschichtete Stahlrohre reflektiert. Ein spezielles Sortenöl wird durch die Rohrleitung geleitet und auf 411, 6 ° C erhitzt. Es wird überhitzten Dampf erzeugt, der den elektrischen Turbinengenerator startet. In diesem System kann gespeicherte Leistung auch während der Nacht verwendet werden.
Ein Joint Venture wurde von Israel und den USA gesponsert. Arnold J. Glodman und Patrick Francois, zwei Ingenieure, erfanden diese Anlage, die 1989 in der Mojave-Wüste in Los Angeles errichtet wurde. Dieses System hat einige relative Vorteile gegenüber allen anderen nicht erneuerbaren Energiequellen .
Es ist kostengünstig, umweltfreundlich und einfach zu konstruieren. Es ist 7% effektiver als Kohle- oder Ölkraftwerke und 10% wirksamer als Kernkraftwerke. Diese Art von Pflanze ist in sonnigen, hellen Gebieten auf der ganzen Welt wirksamer.
Produktion:
Die Solarenergie trägt trotz Kostensenkung immer noch weniger als 0, 5% zur weltweiten Energieerzeugung bei. Angesichts der sinkenden Kosten und des enormen Potenzials wird es jedoch wahrscheinlich stetig wachsen. In Indien und China wird es zunehmend in Geräten wie Warmwasserbereiter, Erntetrockner, Herde usw. eingesetzt.
China liegt in dieser Hinsicht vor anderen Ländern, in denen 20.000 Quadratmeter Wärmekollektoren hergestellt werden. Einige Länder versuchen nun ernsthaft, die Sonnenenergie in der ländlichen Elektrifizierung zu nutzen. Die Dominikanische Republik hat beispielsweise mit einem US-Unternehmen - Enersol Associates - ein gemeinsames Programm zur Ausweitung der Stromversorgung in ländlichen Gebieten gestartet. Sri Lanka und Indonesien sind ebenfalls auf einem ähnlichen Weg.
Die Stromerzeugung aus Sonnenenergie ist nicht sehr hoch. Es ist weniger als 700 GWH. Vier Fünftel davon werden in den USA produziert, insbesondere in den Wüsten von Kalifornien, wo 600 MW Strom aus Sonnenenergie erzeugt wird. Israel produziert auch etwas Energie. Nun werden tragbare Leuchten, Taschenrechner und Batterieladegeräte mit Solarenergie betrieben.
Aussichten:
Die Aussicht auf Solarenergie ist unbegrenzt. Obwohl die Ausbreitung von Photovoltaikzellen nicht den Erwartungen entspricht, hat sich ihre Effizienz deutlich erhöht. Es wird erwartet, dass der Preis weiter steigen wird. Durch die weitere technologische Weiterentwicklung dieser Zelle wird die Solarenergie in den kommenden Jahren einen riesigen Markt erobern.
Erneuerbare Energiequelle: Typ # 2. Windenergie:
Windenergie ist eine absolut umweltfreundliche, unerschöpfliche erneuerbare Energiequelle. Der Mechanismus der Energieumwandlung aus dem Wind ist sehr einfach und wird seit dem Mittelalter praktiziert. Die kinetische Energie des Windes wird durch Turbinen in elektrische Energie umgewandelt.
Die Planetenwindsysteme auf der Erde sind sehr vorhersehbar und beständig.
Je nach Charakteristik, Geschwindigkeit und Blasmuster von Windsystemen kann es in drei Typen unterteilt werden:
1. Dauerwindsysteme
2. Lokale Windsysteme und
3. Küsten-, Land- und Meeresbrise.
Die permanenten Windsysteme sind Passatwinde - Westerlies; Lokale Windsysteme wie Monsun wehen in der Saison. Neben den starken Winden an der Küste sind Land- und Meeresbrisen sehr konstant und so stark, dass sie bei richtiger Nutzung ohne nennenswerte wiederkehrende Kosten nennenswert Strom erzeugen können.
Produktion:
Bisher konnten nur wenige Länder beträchtliche Mengen an Strom aus Windenergie gewinnen. Die Vereinigten Staaten produzieren ein Maximum von 2.700 Gigawattstunden in den Jahren 1993-94, gefolgt von Dänemark mit 744 Gigawattstunden und Australien mit 125 Gigawattstunden.
1999 sind 20.000 Windenergieanlagen in 12 Ländern mit einer installierten Leistung von über 2.200 Megawatt in Betrieb.
Dänemark verzeichnet unter den Verbraucherländern die maximale Wachstumsrate, bei der 3.400 Turbinen 3% ihres gesamten Energiebedarfs ausmachen. Die USA - das größte Land, das Windenergie produziert - haben jedoch die meisten Kraftwerke in Kalifornien angesiedelt, wo 15.000 Turbinen 1% des nationalen Bedarfs ausmachen.
In Bezug auf die Produktion von Windenergie ist Indien nicht weit zurückgeblieben. Es hat ein ehrgeiziges Programm zur Installation von 250 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 45 Megawatt an 12 geeigneten Standorten, insbesondere in Küstengebieten. Die äußerst zuverlässigen indischen Turbinen werden nach Einschätzung des Ministeriums für Energie und Energie in naher Zukunft 3.000 Megawatt erzeugen können.
Das indische Ministerium für nicht konventionelle Energiequellen entwickelt Windkraft in Indien, um die Ölimportkosten zu reduzieren. Das Windenergiepotenzial des Landes liegt bei über 150.000 Megawatt, von denen 1/4 wiederherstellbar ist.
Vorteile:
1. Umweltfreundlich und umweltfreundlich
2. Betriebs- und Wartungskosten sind minimal.
3. Die Planung, der Projektbericht, der technische Durchführbarkeitsbericht und der Bau erfordern nur wenige Monate.
4. Kleine Turbinen erfordern einfache Technik.
5. Kleine Turbinen, die häufig zur Übertragung in abgelegenen Gebieten von Nutzen sind. Übertragungsverluste werden daher vermieden.
Nachteile:
1. Verglichen mit fossilen Brennstoffen ist es immer noch nicht wirtschaftlich, da die Produktion sehr gering und unberechenbar ist.
2. Die meisten Maschinen sollen aus den USA und Europa importiert werden.
3. Der Bau ist sehr schwierig, da die Standorte meistens unzugängliches, feindliches Gelände sind.
4. Der Wind kann unregelmäßig sein.
Zukunft der Windenergie:
Verschiedene Experimente zur Entwicklung der Windenergie in den letzten zwei Jahrzehnten (1980-2000) führten zu reduzierten Preisen der Technologie und zu einer größeren Anpassungsfähigkeit der Maschinen unter verschiedenen Bedingungen. Windenergieanlagen sind jetzt vergleichsweise billiger und die Kosten sind auf ein Drittel des früheren Preises gesunken.
Wenn deutlich verbesserte Konstruktionen auf den Markt kommen, ist dies billiger als auf Kohle oder Erdöl basierende Anlagen. Es wird dann die Energie der zukünftigen Welt sein.
Erneuerbare Energiequelle: Typ # 3. Geothermie:
Unterhalb der Erdkruste (12-60 km dick) steigt die Temperatur mit der Tiefe.
Die zweite Schicht - der Mantel ist etwa 3.000 km dick. Als drittes kommt der äußere Kern, der etwa 2.000 km dick ist. Der innere Kern (4. Schicht) beträgt etwa 1.500 km
Die Temperatur im Erdinneren kann bis zu 4.800 ° C betragen, bei der alle schweren Materialien wie Nickel, Eisen usw. in einen flüssigen Lava-Zustand umgewandelt werden.
Wenn sich Risse oder Risse in der Kruste und im Mantel bilden, tritt das Magma aus dem Mantel kräftig hervor. Diese enorme Wärmeenergie kann erfolgreich genutzt und in elektrische Energie umgewandelt werden. Es ist im Volksmund als "Geothermie" bekannt.
Diese Energie gilt heute als eine der wichtigsten Energiequellen, die die derzeitige Energiekrise der Welt lösen könnte. Mögliche Bereiche, in denen Geothermie genutzt werden kann, sind Geysire, heiße Quellen, Vulkane usw.
Die Nutzung von Geothermie ist so alt wie die Zivilisation. Die heißen Quellen und Geysire werden seit dem Mittelalter verwendet.
Der erste erfolgreiche moderne Versuch (1890), die unterirdische Wärme zu nutzen, wurde in der Stadt Boise, Idaho (USA), gemacht, wo ein Heißwasserrohrnetz errichtet wurde, um die umliegenden Gebäude mit Wärme zu versorgen. Diese Anlage funktioniert immer noch reibungslos.
Anschließend verbreitete sich diese Idee in Europa. Im Jahr 1904 wurde im italienischen Bezirk Toskana ein eigenes Energieumwandlungssystem angewendet. Neuseeland war das dritte Land, in dem 1958 in Wairaka eine geothermische Anlage zur Erzeugung von 300 MW Strom errichtet wurde.
Magmatische Intrusionen, die aus einer Tiefe von 10 km herauskommen, bilden oft ein großes Wasserbecken, in dem die Temperatur 260 ° C (500 ° F) überschreiten kann. Diese produzieren oft große Geysire wie Old Faithful im Yellowstone Park, USA. Diese Geysire und heißen Quellen sind die Quelle unendlicher Energie das ganze Jahr über, wenn sie richtig angezapft werden.
Die Technologie der Geothermie-Anlagen ist sehr einfach. Oberflächenwasser - durch poröse Schichten oder Risse - sickert sehr tief ein und findet heiße Stellen, eine spezielle geologische Formation, die sehr heiß wird. Dieses heiße Wasser wird dann automatisch nach oben ausgestoßen und zur Energieerzeugung gesammelt. Wenn es nicht ausgeworfen wird, kann es durch einen Bohrvorgang gesammelt werden.
Die üblichen Prozesse in geothermischen Anlagen sind:
1. Der ausgestoßene natürliche Dampf dringt direkt in die Rohre ein, um die Generatoren anzutreiben.
2. Warmwasser aus dem Untergrund wird für Heizzwecke im Haushalt oder in der Industrie verwendet.
3. Kühles Oberflächenwasser wird in die heißen unterirdischen Reservoirs eingespritzt, die Dampf erzeugen, der in den Turbinen verwendet wird.
Produktion:
Geothermie ist eine der am schnellsten wachsenden Energiequellen. In den Jahren 1995-1996 betrug die weltweite Produktion 48.040 Millionen Kilowattstunden, ein Zuwachs von 69% seit 1985.
Die USA sind der größte Geothermieproduzent. Sie produzieren 18.000 Millionen KW Stunden und verzeichnen seit 1985 ein Wachstum von 58%. Der erste Versuch, Energie aus dieser Quelle zu erzeugen, war 1890 in der Stadt Boise, Idaho. Seit 1960 wurde versucht, das geothermische Wasser- und Dampfpotenzial in den Geysiren von Kalifornien abzuschätzen. Bis 1990 trugen 20 Kraftwerke in 150 Warmwasser- und Dampfbrunnen 3% des in Kalifornien verbrauchten Stroms bei.
Im Jahr 1979 wurde in Chesapeake Bay-Ufer, Maryland, eine geothermische Quelle gebohrt. Mögliche Standorte für geothermische Produktion wurden von Südgeorgien bis New Jersey vorgesehen.
Mexiko, die Philippinen, Italien, Japan und alle anderen von Vulkanen befallenen Länder produzieren heute enorme Mengen an geothermischer Energie.
Vorteile:
1. Eine vielseitige Energiequelle mit mehrfacher Verwendbarkeit.
2. Hat ein enormes Potenzial, wenn es richtig angezapft wird.
3. Die Erkennung von Hotspots unter der Erdoberfläche ist durch Satellitenbilder sehr einfach.
4. Wiederkehrende Kosten vernachlässigbar.
Nachteile:
1. Bodensenkung kann auftreten.
2. Unterirdische Mineralien können lokales Wasser kontaminieren.
3. Anfangskosten hoch.
Erneuerbare Energiequelle: Typ # 4. Gezeitenenergie:
Meeresströmungen sind das Lagerhaus der unendlichen Energie. Seit dem Beginn des 17. bis 18. Jahrhunderts wurde hartnäckig daran gearbeitet, aus den unaufhörlichen Flutwellen der Meeresströmung ein effizienteres Energiesystem zu schaffen. Die Küste New Englands in den USA hat dieses Experiment über 300 Jahre hinweg erlebt.
Das erste Gezeitenenergieprojekt ist vielleicht das Gehirnkind von Dr. Franklin Roosevelt. In der Bay of Fundy, Kanada, schätzte er, dass die Variation der Flutwellenhöhe 10-15 m übersteigt. (30 bis 50 Fuß). Diese Anstrengung war vergebens. Nach 1980 übernahm die kanadische Regierung das Projekt erneut und baute einen 8 km langen Damm, um die Gezeitenenergie zu nutzen.
Seitdem wurden in der Region Fundy Bay mindestens 15 Gezeitenprojekte durchgeführt. Bemerkenswert unter diesen sind Annapolis, Shepody, Cabscook und Amherst usw.
Frankreich ist auch ein führender Produzent von Gezeitenenergie. Die La Ranee-Mündung ist die größte in Frankreich, wo die Stromerzeugung die Nachfrage der Nachbarschaft erfüllt. Saint Michael ist ein weiterer Bereich, in dem Bauarbeiten stattfinden. Auch Severn in Großbritannien und die Kislaya-Bucht in Russland produzieren Gezeitenstrom. Die indische Regierung plant nun, wenige Gezeitenkraftprojekte an der Ostküste und am Golf von Kutch zu starten.
Erneuerbare Energiequelle: Typ # 5. Biomasse-Energie:
Biomasse bezieht sich auf Energie, die aus der Verbrennung einer natürlichen Wachstumsform gewonnen werden kann. Es kann sich sowohl um tierische als auch um pflanzliche Abfälle handeln - im Allgemeinen Brennholz, Dung und Ernterückstände.
Biomasse ist eine potenzielle Energieumwandlungsquelle. Es kann in elektrische Energie, Wärmeenergie oder Gas zum Kochen und Betanken umgewandelt werden. Es wird einerseits Müll oder Müll wegwischen und andererseits Energie erzeugen.
Dies wird das wirtschaftliche Leben ländlicher Gebiete in unterentwickelten und Entwicklungsländern verbessern, die Umweltverschmutzung verringern, die Eigenständigkeit verbessern und den Druck auf Brennholz verringern. Eine vielfach nützliche Energiequelle!
Biomasse-Energie unterscheidet sich in ländlichen und städtischen Industriegebieten deutlich:
1. In städtischen und industriellen Regionen wirft die Entsorgung fester Abfälle große Probleme auf. Es kann als Rohstoff zur Stromerzeugung genutzt werden. Nach Schätzungen kann jedes kg dieses festen Abfalls 12.000 BTU an Energie erzeugen. Diese Energie kann bequem in gewöhnlichen Generatoren verwendet werden.
Verarbeiten:
Der Abfallrecycling- und Stromerzeugungsprozess ist sehr einfach. Der Müll erfordert Trocknung, Zerkleinerung und Luftfilterung, um Feuchtigkeit und nicht brennbare Partikel zu entfernen.
2. Die ländliche Wirtschaft kann Biomasse auch erfolgreich zur Energieerzeugung und städtischen Abwässern als Düngemittel verwenden. Brennholz, Dung und Ernterückstände können nach der Vergasung erfolgreich in Energie umgewandelt werden. Diese vergaste Biomasse kann in elektrische Energie umgewandelt oder als Brennstoff zum Kochen oder für Motoren verwendet werden.
Verarbeiten:
Das Umwandlungsverfahren ist bereits seit 1940 bekannt. Das neue Vergasungsverfahren ist jedoch effizienter. Gasturbinen oder Biomassevergasungen können Biomasse in Gas umwandeln, das wie Kohlegas verwendet werden kann. In brasilianischen Zuckerrohrplantagen, wo Zuckerrohrsaft in Ethylalkohol umgewandelt wird, der in Automobilen verwendet werden kann, wurden erfolgreiche Versuche zur Biomasseplantage und zur Vergasung in großem Maßstab unternommen.
Ähnliche erfolgreiche Versuche werden derzeit in den USA durchgeführt, um Soja-Extrakte zur Herstellung von Kraftstoff für Kraftfahrzeuge zu verwenden. Auch mit Zuckerrohr fermentiertes Ethanol wird erfolgreich in Transportkraftstoffen eingesetzt. Diese können letztendlich die Abhängigkeit von Erdöl verringern.
Vorteile:
1. Elektrifizierung in ländlichen Gebieten wird billiger und einfacher.
2. Es wird Arbeitsplätze in ländlichen Gebieten in Entwicklungsländern schaffen.
3. Verringerung der Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen.
4. Umweltfreundlich, Rückstände sind biologisch abbaubar.
Probleme:
Die Umwandlung von Biomasse in Energie ist jedoch nicht problemfrei.
Die Hauptprobleme sind:
1. Biomasseplantagen können das ökologische Gleichgewicht beeinträchtigen.
2. Die Bodenerosion wird sich beschleunigen.
3. Bodennährstoffe werden erschöpft.
Biogasstrom in der sich entwickelnden Welt:
In den dicht bevölkerten Ländern Südostasiens hat der Biogas-Fermenter neue Hoffnungen gegen die wachsende Energiekrise ausgelöst. Durch die einfache Vergärung organischer Substanzen durch einheimische Gaskammern wird Energie für die Haushaltselektrifizierung, zum Kochen, Heizen und Pumpen von Wasser benötigt. Der Kuhmist wird als Hauptbrennstoff verwendet und ist im Haushalt ohne Aufpreis erhältlich.
Derzeit verfügen China und Indien über mindestens 7 Millionen bzw. 2 Millionen Biogas-Fermenter.
Diese Fermenter haben mehrere Vorzüge:
1. Günstiger zu installieren
2. Der Prozess ist einfach.
3. Der Betrieb ist sauber.
4. Erhöht die Eigenständigkeit.
5. Eine erneuerbare Form der Energieerzeugung.
Gaskammern haben sich in den Konzentrationslagern von Naji weit entfernt. Dann (1940-45) waren die Gaskammern von Naji Deutschland Todeskammern. Jetzt sind sie Bio (Leben) -Kammern. Wie der berühmte Physiker Kapitza sagte: Über Atomenergie in Form von Atombomben zu sprechen ist vergleichbar mit dem Thema Elektrizität in elektrischen Ketten.
