8 sumber energi terbarukan yang bisa menggantikan minyak dan gas

1. energi matahari

Ketika berbicara tentang sumber terbarukan, pertama-tama, semua orang mengingat energi matahari dan panel untuk konversinya. Ada dua jenis generator tersebut - tipe fotovoltaik dan terkonsentrasi.

Yang pertama bekerja seperti ini: ketika konduktor atau semikonduktor dalam baterai memanas karena penyerapan sinar matahari radiasi, perbedaan potensial dibuat antara daerah dingin dan hangat, dan listrik saat ini.

Generator tipe terkonsentrasi mengumpulkan cahaya, memanaskan cairan, berubah menjadi uap dan menghasilkan listrik dengan memutar turbin. Prinsip pengoperasian panel semacam itu lebih baik karena memungkinkan Anda untuk mengakumulasi panas, yang berarti panel tersebut tetap efektif secara terbatas di malam hari.

Selain menghasilkan listrik, sinar matahari juga bisa menerapkan untuk memanaskan cairan secara langsung - misalnya, di kolam renang dan pancuran. Tangki besar yang terletak di atap rumah ramah lingkungan akan banyak menghemat listrik.

2. biofuel

Biomassa adalah bahan yang berasal dari organisme hidup, paling sering tanaman atau alga. Mereka hidup dengan energi matahari dan air, berkembang biak secara efisien, dan memiliki sifat jinak.

Yang paling umum sumber biomassa saat ini berupa kayu yaitu pohon mati, dahan dan tunggul, stek papan, serpihan kayu dan limbah produksi lainnya. Dan juga tanaman - millet, rami, jagung, kedelai, miskantus, sorgum, tebu, bambu. Selain itu, sumber biomassa yang sangat baik bisa menjadi ganggang karena mereka tumbuh sangat cepat.

Dari semua ini, Anda bisa mendapatkan etanol, butanol, hidrogen, gas metana, syngas, biodiesel, dan lainnya.

Keunggulan energi, yang dibangun di atas biomassa, adalah pembuangan limbah yang efisien. Dari segala sesuatu yang orang tidak bisa atau tidak punya waktu untuk makan, Anda bisa mendapatkan bahan bakar. Sudah sekarang produksinya bagus didirikan di Amerika Serikat dan Brasil, serta di Asia Tenggara.

Benar, beralih ke biofuel tidak menyelesaikan masalah pemanasan global, karena masih harus dibakar, sama saja minyak dan gas. Tapi setidaknya tumbuh sendiri dan tidak habis seperti mineral.

3. energi laut

Gelombang laut, pasang surut, dan arus menciptakan pasokan energi kinetik yang sangat besar - sayang sekali begitu banyak kebaikan yang terbuang sia-sia. Namun nyatanya, beberapa negara telah belajar memanfaatkan semua ini - Misalnya, di Inggris membangun Oyster generator gelombang terbesar di dunia.

Prinsip pengoperasian perangkat tersebut adalah sebagai berikut: gelombang bergerak mengapung, yang menggerakkan pompa piston. Dia, pada gilirannya, mendorong air laut ke pantai melalui pipa, di mana ia memutar rotor pembangkit listrik tenaga air.

Selain pembangkit listrik pasang surut pantai, ada proyek modifikasi bawah air. Mereka akan bekerja seperti kincir angin biasa: kincir besar dengan bilah dipasang di dasar laut, arus yang kuat memutar poros di generator.

Selain penggunaan energi kinetik pasang surut dan arus yang dangkal, ada cara yang lebih boros untuk mengekstraksi listrik dari laut.

Faktanya adalah Matahari terus-menerus memanaskan permukaan air Bumi - faktanya, lautan adalah baterai yang sangat besar. Diperkirakan bahkan 5% dari panas yang dihasilkannya menyediakan pembangkit listrik 10.000 GW.

Pembangkit listrik kelautan hidrotermal akan membantu dalam hal ini. bekerja mereka seperti ini: kami menurunkan pipa besar jauh ke dasar lautan, yang akan mengambil air dari sana. Setelah memasuki penukar panas dengan cairan hangat di dekat permukaan laut dalam kondisi tekanan rendah, air dingin mulai mendidih bukan pada suhu 100 ° C, seperti biasanya, tetapi hanya pada suhu 27 ° C. Uap dingin terbentuk, memutar turbin, dan kita mendapatkan listrik.

Saat ini, fasilitas eksperimental tersebut terletak di Jepang dan Hawaii.

4. energi angin

Penggilingan ditemukan setidaknya pada 700-900 M di Persia, dan sudah tidak asing lagi bagi semua orang telah mendapatkan di Eropa Abad Pertengahan. Selama hampir 600 tahun angin telah ada utama sumber energi sampai umat manusia secara besar-besaran beralih ke mesin batu bara dan uap.

Ladang angin pertama ditemukan pada Juli 1887 oleh Profesor James Blyth dari Anderson College, Glasgow. Tetapi penduduk setempat menolak untuk menggunakannya, mengingat listrik adalah "penemuan Setan".

Belakangan, sang profesor membangun turbin lain, menggerakkan rumah sakit jiwa setempat darinya.

Sekarang energi angin menjadi populer kembali. Dia digunakan di separuh negara di dunia. Denmark, misalnya, menerima berkat itu, 56% listrik dikonsumsi, Uruguay - 40%, Lituania - 36%, Irlandia - 35%, Inggris Raya - 24%. Kincir angin juga banyak digunakan di USA, China, Portugal, Jerman, Spanyol, Amerika Latin dan Afrika.

Kincir angin bagus karena memungkinkan Anda menghasilkan listrik dari udara yang tidak praktis untuk menarik kabelnya. Selain itu, mereka bekerja lebih efisien di malam hari dan di musim dingin, ketika panel surya, sebaliknya, kehilangan daya. Jadi kedua sumber energi ini saling melengkapi.

Ya, kincir angin juga memiliki beberapa kelemahan: bilahnya terkadang roboh burung-burung dalam penerbangan, dan penyangga bergetar sehingga cacing merayap keluar dari tanah. Namun, para peneliti di National University of Singapore dipegang perbandingan dan menyimpulkan bahwa generator ini bertanggung jawab atas jumlah kematian unggas yang jauh lebih rendah daripada pembangkit bahan bakar fosil.

5. Listrik statis uap air

Cara baru yang eksotis untuk menghasilkan listrik ditemukan pada tahun 2020 oleh para ilmuwan dari Universitas Tel Aviv. Kita semua tahu bahwa petir menyambar selama badai petir. Mereka diproduksi ketika partikel uap air dengan kepadatan berbeda - dari tetesan kecil hingga gumpalan es - bertabrakan satu sama lain dan menggemparkan lingkungan di sekitar mereka.

Ilmuwan ulang proses ini di laboratorium dan ditemukan bahwa jika kelembaban udara lebih dari 60%, maka listrik statis sudah dapat timbul di antara partikel-partikel tersebut. Dan jika Anda membangun tiang logam yang cukup tinggi, mereka benar-benar dapat mengisi daya dari uap air di udara. Akibatnya, kabel dapat ditarik darinya dan memberi daya pada infrastruktur.

Tentu saja, Anda hampir tidak dapat menyalakan kota metropolis dengan listrik dari uap air. Tapi ini adalah cara yang sangat menjanjikan untuk mendapatkan energi murah untuk negara tropis berkembang yang memiliki kelembapan tinggi.

6. energi panas bumi

Para ilmuwan telah menghitungnya pendinginan 1°C inti bumi akan melepaskan energi 10.000 kali lebih banyak daripada yang terkandung dalam semua bahan bakar fosil yang diketahui. Dan itu, untuk sesaat, memanas hingga 6.000 ° C dan mendingin hingga 300-500 ° C dalam satu miliar tahun.

Artinya, ini hanyalah cadangan energi yang luar biasa! Matahari akan berubah menjadi raksasa merah sebelum kita sempat menghabiskan potensi inti bumi.

Mata air panas bumi sekarang memelihara pembangkit listrik di Islandia, Selandia Baru, Italia, Prancis, Lituania, Meksiko, Nikaragua, Kosta Rika, Filipina, Indonesia, Cina, Kenya, dan Jepang.

Hanya sebagian kecil dari sumber daya panas bumi planet yang dieksploitasi untuk tujuan komersial - paling sering stasiun semacam itu terletak di batas lempeng tektonik. Tetapi jika Anda menggunakan sumur bor aliran ke mantel planet, adalah mungkin untuk menarik energi hanya dari bawah tanah di mana saja.

Memang proyek seperti itu ada hanya dalam teori. Kami menggali sumur ke mantel bumi, mengisinya dengan cairan rekah hidrolik dan mendapatkan akuifer panas buatan. Lalu kami memasang turbin di atasnya dan menghasilkan listrik.

Satu-satunya tapi: membutuhkan lubang yang sangat besar - kedalaman sekitar 10 kilometer.

7. fotosintesis buatan

Fotosintesis adalah proses yang terjadi pada sel tumbuhan, di mana air dan karbon dioksida diubah menjadi oksigen dan glukosa di bawah pengaruh sinar matahari. Itu hanya mengulang itu dapat dilakukan dalam kondisi laboratorium tanpa bantuan tanaman.

Para ilmuwan di Amerika Serikat, Swedia, dan Jepang sedang mengembangkan metode fotosintesis buatan yang layak secara komersial mengizinkan dari karbon dioksida dan air untuk membuat bahan bakar, resin, plastik dan serat. Dan jika penelitian ini berhasil, kami akan dapat membuat bahan bakar dan bahan bangunan secara harfiah dari udara tipis.

Selain itu, tidak perlu sepenuhnya menolak partisipasi tumbuhan dan organisme air dalam proses tersebut. Misalnya, membiakkan ganggang biru-hijau fotosintesis, lalu menyaring mereka menjadi bioplastik dan biofuel juga merupakan pilihan yang layak.

8. Radiasi termal inframerah Bumi

Sinar matahari jatuh ke sebagian planet dan memanaskan permukaan dan atmosfer. Sebaliknya, sisi lain Bumi saat ini mengeluarkan energi yang terakumulasi pada siang hari dalam bentuk radiasi termal infra merah. Planet ini menghasilkan 10¹⁷ watt panas, dan semua kekayaan ini terbuang percuma menjadi luar angkasa.

Insinyur Australia ditemukan perangkat yang disebut dioda termoradiasi yang menghasilkan energi bukan saat dipanaskan, tetapi saat didinginkan. Dan jika Anda membuat modelnya yang cukup besar, yang akan mengakumulasi panas di siang hari dan mengeluarkannya di malam hari, Anda akan mendapatkan sesuatu seperti baterai surya yang bekerja sepanjang waktu.

Dan jika membuat fotosel yang menangkap cahaya inframerah (ini sudah ada di perangkat night vision), dan menggunakannya untuk menyerap radiasi termal planet, Anda mendapatkan apa yang disebut kolektor energi emisi. Dan itu akan memungkinkan Anda menghasilkan listrik di malam hari begitu saja.

panel, menangkap radiasi termal permukaan planet di malam hari dan sinar ultraviolet yang tersebar di siang hari, Anda bisa akan mencakup semua bangunan bertingkat tinggi di wilayah metropolitan dan mendapatkan sumber tambahan yang bagus listrik.

Selain itu, pengumpul energi emisi semacam itu, bila tidak diperlukan, bisa jadi mengubah di menara pasif radiasi pendinginan (PDRC) - mereka akan mengeluarkan panas lebih efisien ke luar angkasa daripada permukaan planet. Ini akan membantu menyelamatkan Bumi dari pemanasan global.