Jätkusuutlikkus
Suurenevate energiavajaduste ja vähenevate ressursside maailm peab tingimata otsima uusi energiaallikaid.
Taastuvenergia on viimastel aastatel olnud püsivalt populaarne vestlusteema, kuid idee eelneb kaugeltki kogu "tipptasemel nafta" teemal: Näiteks nii tuule- kui ka päikeseenergia on sajandeid vanad ideed. USA patendi number US389124, „Päikeseelement” pärineb aastast 1888, tuuleenergia on siiski veel vanem: Euroopas on tuuleveskid olnud teravilja jahvatamiseks suurel osal viimasest aastatuhandest. (Kuid tuuleveskit kasutati elektri tootmiseks esmakordselt suhteliselt hiljuti, 1887. aastal Glasgow's.)
Tänapäeval jätkatakse fossiilkütuste ja muude taastumatute ressursside alternatiivide arendamist. Siin on neid 8. Ehkki paljudega kaasnevad märkimisväärsed käivituskulud ja need pole tegelikult suures plaanis teostatavad, esindavad nad sellest hoolimata põnevaid uusi mõttesuundi. Loodame optimistlikult, et need aitavad suunata energiatootmise säästvama tuleviku poole (jaheda tehnika abil).
1. Ookeanilained
See on lugu poi ja tüdruku kohta. See on jube nüanss, aga tegelikult on: Elektriinsener Annette von Jouanne üritab hoolikalt ehitatud poi abil mere jõudu rakendada. Idee on märkimisväärselt lihtne: ankurdage vasktraat. Pange magnet ümber. Liigutage magnetit üles ja alla (sel juhul on see ülesanne lainete otsustada). See kutsub esile juhtmes elektrivoolu, nagu paljud mäletavad keskkooli füüsikalaborist. Inspireerituna vee tõusust Hawaii rannikul surfates, tegi von Jouanne idee suuremaks ja pani selle merre, püüdes kasutada ookeanilainete pidevalt esinevat kineetilist energiat.
Selgub, et idee töötab: poi, mida ta oma laboris katsetas simuleeritud keskmise lainega, tekitas kolm kilovatti võimsust ehk kahe maja toiteks piisavalt, mis andis tõuke edasisteks katseteks. Tema esimesed prototüübid töötasid halvasti, kuid nagu ta ütleb, sünnivad läbimurded peaaegu alati ebaõnnestumistest ja tema töö trajektoor on optimistlik: Aastate jooksul on tema disainilahendused paranenud ja ta on hiljem mõlema valitsuse teaduse rahastamist suurendanud. ja puhta energiaga ettevõtete huvi.
Von Jouanne jääb kiiresti areneva laineenergia uurimise valdkonna juhtfiguuriks ja töötab lootuses, et tema poid aitavad ühel päeval avalikkuse ette tuua puhast taastuvenergiat.
2. Prügikast
Idee on utoopiline: masin, mis muudab prügikast energiaks. Sel juhul on pisut utoopia reaalse maailma välikatseid talunud, ehkki vähem kui utoopilises lokaadis: USA armee kasutas oma operatsioonide juhtimiseks Iraagis Bagdadi lähedal kahte prügist generaatorit. See aitas leevendada mitmeid armee probleeme vaenulikes tingimustes, sest see tähendas vähenenud vajadust kütusekonvoide ja prügivedude järele, mis mõlemad olid kerged rünnakuobjektid. Nii tulid armeed juhtima osaliselt oma hakitud paberimajanduse ja toidujääkide järgi.
Süsteem töötab umbes nii: kuiv prügikast nagu papp ja vahtpolüstürool pressitakse pelletiteks ja kuumutatakse, kuni see muutub sünteetiliseks gaasiks, mis sarnaneb propaaniga. Vahepeal kääritatakse toidujäägid ja vedelikud etanooliks. Generaatori toiteks ühendatakse süntaas ja etanool. Generaator vajab ka natuke välist energiat, kuid ta kasutab umbes 5% diislikütust, mida selline generaator tavaliselt vajaks, samal ajal kui alus toodab vaid 1/30-st prügikastist, mida tavaliselt vaja oleks.
USA armee ekspluateerimine on näidanud prügijõu elujõulisust, nii et võib-olla on aeg panna meie prügikast vähem kasutatavasse sõjaolukorda.
3. Jalgpall
Kujutage ette, et kasutaksite lugemislambi toiteks energiat, mis on saadud jalgpallimängust. See on täpselt Soccketi - jalgpallipalli - idee, mis salvestab kineetilise energia, mis tekib selle kasutamisel elektrienergiana.
Nigeeria juurtega Harvardi üliõpilane Jessica Matthews soovis leida viisi, kuidas kasutada jalgpalli, maailma populaarseimat mängu, et parandada arengumaade inimeste elu. Selle tulemuseks on pistikupesa Socket, mis suudab 30-minutise mänguga 3 tundi LED-valgust toota. Matthews ütleb, et loodab, et tema leiutis suudab petrooleumi kasutamise ära jätta, tuletades meelde Nigeeria külastusi, mille käigus tegi toksiline lamp kütusena hingamise raskeks.
Ehkki projekti piirangud on ilmsed - Soccketi suhteliselt kõrge hind, väikese võimsusega jõud, millel see elektrit toota -, on idee luua mängust välja võlu - elegantne idee.
4. Jalgrattad
Keerake vänt sisse, lülitage tuli sisse? Jalgratta jõul töötavad generaatorid võivad toota õiglast energiat: näiteks võib professionaalne jalgrattur tunniga pedaalida kiirusega üle 400 vatti (pelgalt surelik võib sellest toota poole vähem). Muidugi paneb see enamiku inimeste energiatarbimisse vaevu mõjuma: keskmine ameeriklane kasutas 2011. aastal 940 kilovatt-tundi kuus. Sellegipoolest on teie jalgratas enam kui piisav väikeste seadmete laadimiseks, pakkudes samal ajal ehk tervislikku tunnet, kuidas kilovatt-tund nõuab tõesti palju pingutusi.
Mõned organisatsioonid on tähelepanu juhtinud jalgrattageneraatoritele: see Taani hotell pakub oma klientidele söögikuponge vastutasuks generaatoriga jalgrataste sõitmise eest 15 minutit, samal ajal kui San Franciscos (kus veel?) Põhinev muusikafestival Rock the Bike kasutab oma heli tugevdamiseks jalgrattaid. süsteem.
Tee-seda-ise-harrastajad võivad leida mitu tasuta plaani selle ehitamiseks veebis.
5. Uriin
Mõnikord pakuvad napid ressursid uuenduslike lahenduste leidmist. Neli Nigeeria tüdrukut on loonud pissitoitega elektrienergia genereerimise meetodi. Nende disain eraldab uriinist vesiniku ja suudab iga liitri kohta toota kuus tundi energiat.
Nende prototüübil on loomulikult märkimisväärseid piiranguid - selle elektrolüütiline element vajab käivitamiseks energiat ja selle kütuseallikas, puhas vesinik, on lenduv. Kuid nende leiutis on endiselt muljetavaldav inseneriteadus, eriti arvestades nende vanust: ükski neist ei olnud projekti lõppedes vanem kui 15 aastat.
6. Kiirusepunnid
Edela-Inglismaa pendeldajad võivad tänapäeval oma autodega elektrienergiat luua: linn on hakanud paigaldama elektrokineetilisi maanteerampe. Iga kaldtee sisaldab metallplaate, mis surutakse kokku, kui auto möödub, toites sisemist generaatorit. Saadud toodetav energia on vahemikus 5 kuni 50 kW, sõltuvalt mööduva sõiduki massist.
Dorsetis asuv leiutaja Peter Hughes veetis 12 aastat oma kontseptsiooni väljatöötamisel, mis võib aidata valgusfooridel, liiklusmärkidel ja muul linna infrastruktuuril.
7. Mere mikroobid
Vaatlevale vaatlejale näivad elektrit tootvad mikroobid teaduse ja ulme serval olevat. Kuid need on väga reaalsed: Ida-Anglia ülikooli teadlased on uurinud bakteritüve nimega Shewanella oneidensis, mis toodab valke, mis võivad elektrit metallideks kanda.
Meremikroob on edukalt kunstlikult sünteesitud ja laborikatsed on näidanud, et selle pinnal olevate valkude toodetud energiat saab elektrienergia jaoks kasutada. Ida-Anglia bioloog dr Tom Clarke selgitab:
Teadlased on juba mõnda aega teada, et bakterid mõjutavad mineraale ja metalle, kuid see on esimene kord, kui on tõestatud, et nad lasevad elektrivoolu otse. Võib olla ka teisi liike, kes teevad seda isegi paremini kui meie oma. Nendel bakteritel on suur potentsiaal mikroobsete kütuseelementidena, kus majapidamis- või põllumajandusjäätmete lagunemisel võib toota elektrit.
8. Tuulevööd
Tuuleturbiinide idee on välja kujunenud alternatiivse energia ringkondades, kuid tuulerihma idee on suhteliselt uus: Shawn Frayne mõtles selle välja 2004. aastal Haitil asuva võrguvälise kalurikogukonna reisi ajal. Erinevalt traditsioonilisest reduktoriga turbiinist, mis kasutab rootorite saamiseks tuult, kasutab tuuleenergia tuulest energia ammutamiseks aerodünaamilist nähtust, mida nimetatakse aeroelastseks laperdamiseks.
See tehnoloogia on võimeline tuulest energiat mõõtkavas eraldama ja maksab traditsioonilistele turbiinidele kättesaamatud. Frayne'i juhitud Humdingeri tuuleenergia töörühm töötab praegu välja oma prototüübi mitut suurust ja mudelit kogu maailmas arendavate ja juurutavate toodete abil - tuulevööd on olemas juba Hongkongis, Hispaanias, Ecuadoris ja Kanadas.
