Наступает эра бестопливной энергетики — Энергетика и промышленность России — № 08 (148) апрель 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU
Газета «Энергетика и промышленность России» | № 08 (148) апрель 2010 года
Но мировые тенденции научно-технического прогресса, а именно, распространение информации о способах генерирования энергии, не требующих топлива, в ближайшие годы неизбежно разрушат устаревшую экспортно-сырьевую концепцию развития энергетики. Очевидно, что для России и других стран, активно экспортирующих углеводородное топливо, нужны срочные меры по созданию других источников дохода в бюджет страны, так как спрос на топливо и наши прибыли будут резко снижаться.Свободная энергия
В настоящее время во многих странах появляются научно-технические разработки и опытные образцы автономных энергоприводов, не использующих топливо. Фактически, в ближайшее десятилетие сформируется новый сектор на мировом рынке энергоресурсов. В англоязычной литературе данные разработки относят к классу «free energy» – устройств, которые работают на принципах «свободной энергии», а не за счет преобразования материи, то есть топлива.
Доминирующим направлением на рынке небольших мощностей (от 5 до 100 кВт) являются энергоприводы на постоянных магнитах, в которых перемещение ротора обеспечивается градиентом магнитного поля постоянных магнитов. Для оценки нижнего уровня себестоимости энергии, генерируемой такими приводами, разумно изучить данные по китайским разработчикам. Например, исследовательская группа под руководством Ван Шун-хо разработала привод на постоянных магнитах мощностью 5 кВт. По оценкам авторов, при несерийном производстве его цена на рынке оценивается в 1200 долларов США, а при серийном производстве она может составить 300 долларов. Итак, уровень цен на приводы, не требующие топлива, может составлять от 60 до 250 долларов США за 1 кВт генерируемой мощности.
Необходимо отметить, что такие приводы могут найти применение только в секторе рынка частных потребителей и в автомобилестроении. Уровни в сотни киловатт и более мощные приводы на постоянных магнитах представляются не совсем практичными.
В данном конструктивном направлении развивается фирма ЕВМ, ведущая свои разработки более 30 лет в лабораториях Торонто, Лондона, Хьюстона и Будапешта. Компания декларирует производство автономных электромагнитных энергоприводов, имеющих ротор и статор специальной топологии, мощностью от 50 кВт до 150 МВт. Для начала работы требуется внешний источник питания, но после достижения номинальной мощности привод внешнего источника не требует. Патент на данный способ получен профессором Венгерского национального университета Ласло Шабо 10 лет назад.
Не опоздать
ЗАО «Резонанс» начало переговоры с компанией ЕВМ по приобретению лицензии на производство приводов данной конструкции в России, но уже сейчас очевидно желание владельцев компании удержать монопольную позицию. Такими методами они пытаются сохранять высокий уровень цен, которые в несколько раз выше цен на газотурбинные приводы аналогичной мощности.
Перспективно создание в России серьезного партнерства, чтобы успешно провести переговоры с компанией ЕВМ и начать российское производство генераторов энергии, не требующих топлива. Конструктивно данная технология незначительно отличается от обычных электрогенераторов. Основные материалы – электротехническая сталь и медь. При серийном производстве в России возможно снижение себестоимости одного киловатта установочной мощности до уровня 500‑300 долларов.
Наиболее интересными представляются перспективы внедрения технологий Николы Теслы. Сегодня стало широко известно имя грузинского изобретателя Тариэля Капанадзе, который демонстрирует генераторы энергии высоковольтного типа по концепции Теслы. Капанадзе заявил о создании 5‑киловаттного генератора еще несколько лет назад, а в 2009 году он получил международные патенты совместно с турецкой фирмой TMZ.
Турецкие разработчики представили демонстрационный образец 100‑киловаттного трехфазного генератора, который работает в автономном режиме и требует всего 2 кВт для запуска и поддержания рабочего номинального режима. Данный тип генератора не имеет вращающихся частей и дешевле в производстве по себестоимости, чем приводы ЕВМ. К сожалению, развитие контактов с турецкой компанией разработчиков для российских предприятий складывается очень сложно.
Работы подобного характера требуют не только финансовых, но и организационных мер на достаточно высоком уровне власти. Примеры с технологиями ЕВМ и TMZ не являются единственными вариантами развития событий. Известны несколько авторов и компаний, получивших практические результаты в области создания источников энергии, не требующих топлива. Дальнейшего развития таких технологий по обычному бизнес-плану не происходит, для решения комплекса задач, возникающих в подобных проектах, целесообразно создать специализированный фонд или ассоциацию альтернативной энергетики при участии государственных структур.
Российский путь
При получении необходимого финансирования и организационной поддержки на всех уровнях власти можно будет заключить контракты с ведущими российскими и мировыми разработчиками данных технологий, организовать патентование и приобрести лицензии. Затем, на базе российских предприятий, можно будет создать производственный цикл по выпуску унифицированного ряда генераторов электроэнергии для различных отраслей промышленности, военно-промышленного комплекса, сельского хозяйства и для бытовых нужд. В структуре данного производства будет также организовано специализированное конструкторское бюро с привлечением российских ученых и разработчиков, что позволит объединить лучшие технические решения различных исследовательских групп для создания отечественного продукта и выхода на новый сектор мирового рынка – продажи генераторов электроэнергии, не требующих топлива.
Применение новых технологий не только позволит уменьшить нагрузку на существующие энергосети.
Эти технологии постепенно приведут к качественным изменениям в энергетическом секторе экономики. Генерирование энергии в любом месте, то есть без строительства линий электропередачи, позволит начать развитие пустующих российских территорий и их промышленное освоение, что является важнейшим условием решения демографической проблемы. Снижение себестоимости продукции даст положительный эффект во всех отраслях российской экономики, особенно в сельском хозяйстве, где цены на энергоносители существенно влияют на цены продуктов питания.
Необходимо также отметить роль данных технологий в создании новых энергоемких типов вооружения и боевой техники. Благодаря внедрению новых технологий бюджет страны будет ежегодно экономить на расходах на топливо, а также на ремонте устаревшего оборудования. Экспорт высокотехнологичных продуктов на мировой рынок новой энергетики восполнит потери российского бюджета от снижения спроса на углеводородное топливо и атомные электростанции. Эти процессы потребуют значительных изменений в сырьевой и энергетической отраслях промышленности, но разумный подход при активной государственной поддержке позитивно изменит экономику страны.
Внедрение новых технологий в других странах уже началось, и это может поставить Россию перед глубоким экономическим кризисом, если не начать собственные шаги в данном направлении. Необходимо срочно инвестировать достаточные средства на приобретение образцов новых технологий. Еще раз отмечу, что здесь речь не идет о науке и исследованиях. Пришло время просто разумно сменить устаревшую топливную концепцию на концепцию свободной энергетики и закупить лицензии на реальные технологии, приобрести образцы оборудования и организовать работу специалистов в данной области для технического переоснащения энергетической отрасли.
Изменения не должны быть революционными и катастрофическими. Постепенное развитие новых технологий будет уменьшать роль топливно-энергетического сектора экономики. В связи с этим сегодня необходимо осознать перспективы структурного изменения всего энергетического сектора. Разумно принять меры по созданию в Министерстве энергетики отдельного департамента альтернативной энергетики с особыми функциями и задачами, чтобы перераспределить финансирование задач в общем секторе энергетики от устаревших направлений в сторону перспективных технологий.
Итак, новый этап развития цивилизации приближается. Новый мир не будет зависеть от топливных ресурсов, и их роль значительно уменьшится. Это не значит, что мы должны прекратить торговать нефтью и газом. В современном мире еще есть спрос на топливо, поэтому надо торговать и повышать цены… пока есть спрос. При этом крайне важно понимать тенденции развития энергетики при решении задач реконструкции, планирования или строительства новых генерирующих мощностей, чтобы не инвестировать свои и бюджетные средства в заведомо устаревшие технические решения, которые вскоре будут неконкурентоспособны. Выигрывает тот, кто видит перспективу.
Бестопливная энергетика
Бестопливная энергетика давно уже занимает умы ведущих ученых всего мира. По сути, бестопливные технологии доказали свое право на существование еще в 1882 г., когда Н.Тесла создал резонансный трансформатор, давший на выходе энергию, многократно превышающую энергетические затраты на входе.
По мнению большинства специалистов, бестопливная энергетика не смогла прижиться в мировой энергетической системе по причине господства капиталистических отношений. Топливно-энергетическая отрасль всегда была лакомым кусочком для инвестиций, а основой энергетики стало углеводородное топливо, приносящее колоссальные прибыли и определяя внешнюю политику большинства стран мира. Таким образом, бестопливная энергетика способна разрушить неприкосновенность энергетической отрасли, находящейся под попечительством мировой «элиты».
Но технический прогресс неизменно приближает новую эпоху, в которой бестопливная энергетика займет свое законное место. Наряду с этим человечество столкнулось с проблемой будущего дефицита топливно-энергетических ресурсов, а также с проблемами экологического характера. Поэтому сегодня бестопливной энергетике уделяется особое внимание при изучении альтернативных способов получения энергии.
Бестопливная энергетика характеризуется как нетрадиционное направление получения электрической, тепловой и механической энергии, без использования углеводородного или ядерного горючего, а также без использования природных источников энергии, вместо которых используется свободная энергия окружающей среды.
Бестопливная энергетика имеет различные направления:
Использование генераторов электроэнергии на основе трансформаторов Н.Теслы. например, не так давно грузинский ученый Тариэль Капанадзе создал генератор высоковольтного типа, основанный на принципе вихревого эффекта в эфире, на который получил международный патент еще в 2009 г. Также известны устройства С.Марка, использующие тороидальный трансформатор.
Использование генераторов электроэнергии на основе магнитов или зарядов, которые двигаются в неоднородном магнитном поле. Известными примерами являются генераторы «Перендев», «Лютек» и «Тестатика».
Использование двигателей на основе газа Брауна, работающих на резонансном разложении молекул воды в высокочастотном электрическом поле.
Эти двигатели можно отнести к вечным двигателям второго рода, существование которых опровергает статистическая физика и законы термодинамики. В России в этом направлении активно работал Ю.Краснов.
Бестопливная энергетика позволяет экономить природные ресурсы, использование свободной энергии совершенно безвредно и очень экологично. Бестопливная энергетика высокоавтономна и мобильна, а ее локализация возможна вблизи источника потребления (здания, дома, квартиры и т.д.). Благодаря использованию свободной энергии, по предварительным подсчетам, тарифы в электроэнергетике могут быть снижены в 15-20 раз. Бестопливная энергетика в разы увеличивает получение электроэнергии на выходе, удовлетворяя нужды промышленности и населения и ускоряя темпы экономического роста. А единожды запущенные концентраторы энергии требуют минимального обслуживания и работают более 50 лет.
С учетом вышесказанного, большинство ведущих стран мира уже начало осознанный переход к освоению свободной энергии.
По предварительным прогнозам бестопливная энергетика станет основной отраслью к 2050 г. США, страны Евросоюза, Китай и Индия уже ведут активную инвестиционную политику в этом отношении, Россия же пока отстает и в вопросах оснащения, и в вопросах финансирования, и с точки зрения оценки целесообразности нововведений. Но и у нас наметились определенные сдвиги, а учитывая потенциал отечественных ученых, можно надеяться, что когда-нибудь и наша страна будет гордиться собственной бестопливной энергетикой.
Еще по этой теме
Метки: альтернативная энергетика, альтернативные источники энергии, бестопливная энергетика, новости альтернативной энергетики, современная альтернативная энергетика
Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:
Куйбышевский железнодорожник
На Куйбышевской дороге подвели итоги выполнения коллективных договоров
В четверг, 22 июля, на Куйбышевской железной дороге состоялся форум социального партнёрства, который подвёл итоги выполнения обязательств коллективных договоров на полигоне магистрали в первом полугодии 2021 года.
Компания поддержит работников в стремлении приобрести собственное жильё
В ОАО «РЖД» действует программа предоставления корпоративной поддержки работникам, где предлагаются специальные условия кредитования при покупке жилья в ипотеку, как на первичном, так и на вторичном рынках недвижимости.
Жигулёвские энергетики делают всё возможное для сохранения и восстановления природы
Работники Жигулёвской дистанции электроснабжения сдали более 240 кг макулатуры, собранной в рамках экологического марафона «Сдай макулатуру – спаси дерево!».
Шахматы учат генерировать жизненные комбинации, видеть развитие событий и предугадывать их последствия на несколько ходов вперёд
Для лучшего шахматиста Куйбышевской магистрали, мостового мастера дистанции инженерных сооружений Дениса Марина международный день шахмат, отмечаемый 20 июля, это ещё и большой семейный праздник.
(PDF) Конструирование генераторов свободной энергии по законам симметрии
сама собой», а при выполнении определенных условий, в определенных
устройствах и конструкциях.
Реальные генераторы свободной энергии, в которых используется такой
антиэнтропийный процесс, могут быть построены на основе циклов заряда-
разряда нелинейных конденсаторов или перемагничивания ферромагнетиков.
Николая Емельянович Заев писал о таких устройствах еще в 1991 году: «Другой
способ использования («концентрирования», по словам Фридриха Энгельса)
рассеянной энергии может быть основан на свойстве нелинейных конденсаторов
изменять свою емкость в зависимости от величины электрического поля… Хотя
добавка эта обычно чрезвычайно мала, все же имеются диэлектрики, которые в
таком конденсаторе обеспечивают добавку до 20%. Следовательно, уже сейчас их
КПД 120%, и это не предел. Здесь тоже оказывается, что разрядка — не зеркальное
отображение зарядки. Если теперь собрать колебательный контур с таким
конденсатором и мощностью в 1000 Вт, этот контур мало того, что будет
самоподдерживающимся, он будет в состоянии отдавать на сторону, на полезную
нагрузку 200 Вт мощности.
Нечего и говорить о том, что конденсатор этот будет
охлаждаться, и к нему будет притекать тепло окружающей среды (эксэргия её
станет отрицательной)» [6]. Подробнее, технические детали данных систем
показаны в патенте Н.Е. Заева RU 2227947 от 11.09.2002.
Возвращаясь к теории параллельных миров, напомню о связи процесса роста
энтропии с обычным направлением хода времени в нашем пространстве.
Обратный процесс должен иметь противоположное направление хода времени.
Интересные выводы о возможности конструирования физических систем с
обратным ходом времени сделал известный ученый Николай Александрович
Козырев [7]. Переходя от астрофизических масштабов к общим вопросам
механики, Козырев пишет: «Характер условий… показывает, что энергия в
звездах получается в результате некоторых электродинамических процессов.
Однако, принцип, согласно которому замкнутая система может производить
энергию, должен быть настолько глубоким, чтобы заключаться и в простых
законах механики. Поэтому, в первую очередь, должны быть поставлены
следующие вопросы: каким образом замкнутая механическая система может
производить энергию и откуда будет получаться эта избыточная энергия?»
Козырев полагал, что антиэнтропийные системы могут получать дополнительную
энергию «из хода времени», то есть, взаимодействуя с антимиром.
Вернемся от вопросов о конверсии энергии, негативной энтропии и обратном
ходе времени к теме о параллельных мирах. В статье 1964 года [1], Академик
Наан говорил о симметрии мира и антимира. Позже, он высказал гипотезу о семи
параллельных мирах, учитывая возможные комбинации трех компонент
мироздания: пространства, времени и вещества [8].
Развитие данной концепции возможно обосновать и без привлечения трех
компонент, по теории Академика Наан. Достаточно рассмотреть варианты
отражения (реверса) трех пространственных координат. Они дают восемь
вариантов трехмерных миров, образующих единую конструкцию более высокой
размерности. Необходимо учесть, что в каждом из трехмерных миров есть свое
направление вектора времени, следовательно, это четырехмерные системы.
Как сделать бестопливный генератор
Невозможно представить современный мир без использования электроэнергии. В связи с её повсеместным применением разрабатываются и выпускаются бестопливные генераторы. В статье объясняется, что это такое, где и как используется, освещены особенности конструкции, а также имеются инструкции, как сделать устройство самостоятельно. Прилагаются схемы генераторов разных видов.
Что это такое бестопливный генератор
Это несложное устройство создано для генерации электроэнергии без использования различных видов топлива. Работает по принципу неодимовых магнитов. В простом двигателе магнитное поле создается электрическими катушками, обычно из меди или алюминия. Эти двигатели постоянно нуждаются в электропитании для создания магнитного поля. Потери энергии колоссальны. Но бестопливный генератор не содержит катушек из таких материалов. Следовательно, потери будут минимальными. Он использует постоянное магнитное поле для создания необходимой силы для перемещения двигателя.
Эта концепция генерации магнитного поля от постоянных магнитов стала применяться на практике только после введения неодимовых магнитов, которые работают лучше на полную мощность, чем предыдущие ферритовые магниты. Главное преимущество заключается в том, что устройство не требует постоянного электроснабжения или подзарядки.
Чтобы найти альтернативные способы генерации электроэнергии, существует ряд альтернатив из нетрадиционных источников энергии, которые также являются возобновляемыми. Одной из таких альтернатив является выработка электроэнергии из бестопливного двигателя в изолированной системе выработки электроэнергии с низкими затратами на техническое обслуживание.
Бестопливный двигатель (как и генератор) – это двигатель, который вырабатывает электроэнергию круглосуточно без топлива (бензин, дизель, масло, газ, солнце). Приводным механизмом является двигатель постоянного тока, который приводится в действие аккумулятором (12 В или более). Батарея приводит в движение электродвигатель постоянного тока, который в свою очередь вращает генератор переменного тока для выработки электроэнергии и в то же время с помощью диода заряжает батарею.
К числу источников энергии, которые могут работать без углекислого газа, относятся ветер, волны или прилив фотоэлектрической и осмотической энергии. Но бестопливные генераторы электроэнергии по-прежнему являются наиболее надежными источниками энергии с низкими эксплуатационными расходами, которые даже в некоторых случаях превосходят солнечные батареи.
Использование недорогих традиционных источников энергии, таких как топливо, будет оставаться основным источником энергии до следующих десятилетий, несмотря на их неблагоприятное воздействие на окружающую среду.
Применение бестопливного двигателя (или генератора) для выработки электроэнергии ограничено мощностью двигателя постоянного тока и генератора переменного тока. Это подразумевает, что наличие двигателя постоянного тока и генератора большой мощности дает бестопливному двигателю свои возможности. Исследования показали, что потенциал бестопливного двигателя во всем мире более чем в пять раз превышает потенциал ветра и солнца, потому что он работает 24/7, ежедневно, в любой точке планеты.
Где и как используется БТГ генератор
Существует множество разнообразных способов генерировать энергию от бестопливного двигателя или генератора. В каждой сфере применение это устройство, вне всяких сомнений, принесёт пользу. Ниже приведены краткие описания некоторых этих сфер.
На дорогах
Бестопливный генератор может спокойно заменить дизельные двигатели, используемые в подавляющем большинстве современных тяжелых транспортных средств, таких как грузовые автомобили, автобусы, поезда, крупногабаритные переносные силовые двигатели. А также в этот перечень входит большинство сельскохозяйственных и карьерных транспортных средств.
В воздухе
И бензиновые, и дизельные двигатели, используемые в самолетах, могут быть заменены на альтернативные источники энергии, в том числе на бестопливные электрогенераторы.
На воде
Бестопливные генераторы также могут служить заменой для высокоскоростных двигателей, которые имеются у яхт, кораблей и линий вдоль открытого моря.
Под землей
Бестопливные двигатели и генераторы также могут заменить дизельные двигатели, а также двигатели, которые используются при добыче полезных ископаемых во всем мире. Аналогичным образом бестопливные устройства заменяют двигатели, которые применяются для добычи и природных ресурсов, таких как разные драгоценные металлы, железная руда, уголь и попутный нефтяной газ.
В медицинских учреждениях
Устройства также могут заменить аварийные резервные генераторы, которые должны быть в каждом крупном медицинском учреждении или больнице, в связи с наличием возможных критических ситуаций.
В центрах обработки данных
Бестопливные генераторы могут быть использованы для компьютеров, а также если не заряжается телефон, то генератор может служить хорошим зарядным устройством для мобильного аппарата. Когда серверы и системы выходят из строя, связь может быть потеряна, рабочий процесс останавливается, данные могут быть утеряны и даже весь рабой процесс может быть полностью остановлен.
Также бестопливные генераторы электроэнергии можно устанавливать на боковых сторонах двухколесного транспортного средства. Это надо делать таким образом, чтобы по мере движения транспортного средства вентилятор начинал вращаться и вырабатывал дополнительную энергию.
Когда двигатели постоянного тока мощностью более 500 л. с. подключены к генератору переменного тока, мощность которого ниже, чем у двигателей постоянного тока, можно получить максимальную выходную мощность генератора.
Особенности конструкции
Простой бестопливный электрогенератор состоит из ротора и статора.
Статор машины не двигается и обычно является внешней рамой машины. Ротор может свободно двигаться и обычно расположен во внутренней части машины. Они оба, как правило, состоят из ферромагнитных материалов. Прорези сделаны по внутренней периферии статора и внешней периферии ротора. Проводники размещены в соответствующих пазах статора или ротора. Они связаны между собой, образуя круглые обмотки. Обмотка, в которой индуцируется напряжение, называется обмоткой якоря, а также это название носит ток, передающийся по ней. Постоянные магниты используются в некоторых машинах для обеспечения основного потока машины.
Устройство TPU Стивена Марка кардинально отличается от других бестопливных аппаратов своей оригинальной конструкцией. Такой генератор не является обладателем резонаторов радиочастотного типа. Рабочая часть устройства состоит из кольца из металла (диаметр приблизительно 20 см), на которое надеты катушки, сделанные из многожильного толстого провода. Автор не раз демонстрировал своё изобретение на публике, однако потом оригинальную разработку строго засекретили.
И всё же благодаря его последователям в свет вышла новая версия – Ottp Ronette, которая уже имела отличия от оригинальной версии. У неё уже было два кольца из пластика, к которым прикреплялся толстый парный провод. Сами же провода соединялись крест-накрест.
Как сделать бестопливный генератор своими руками
Существует два самых распространённых способа, как сделать БТГ своими руками:
Для мокрого метода понадобится аккумулятор, в то время как при использовании сухого нужны будут батареи.
Мокрый способ
Необходимые составляющие:
- зарядное устройство нужного калибра;
- аккумулятор;
- усилитель мощности;
- трансформатор для переменного тока.
Аккумулятор служит в качестве накопителя энергии и также сохраняет её. Трансформатор необходим для генерации постоянных сигналов электрического тока. Усилитель, в свою очередь, повышает уровень подачи тока, так как изначальная мощность аккумулятора составляет порядка 12 или 24 В. Зарядное устройство понадобится для постоянной и бесперебойной работы аппарата.
Сначала необходимо подключить трансформатор к постоянной сети или к батарее, а затем и к усилителю мощности. После чего нужно будет подключить датчик для расширения к схеме зарядного устройства. Затем требуется подключить датчик обратно к аккумулятору.
Сухой способ
Принцип работы сухого устройства состоит в использовании конденсатора.
Для создания такого устройства нужны:
- трансформатор;
- прототип генератора.
Такой способ изготовления устройства является наиболее оптимальным, так как его срок работы может насчитывать минимум 3-4 года без зарядки.
Прежде всего необходимо соединить трансформатор и прототип с помощью специальных проводников (незатухающих). Рекомендуется это делать при помощи сварки для создания максимально прочного соединения. Чтобы проконтролировать выполненную работу, нужно использовать динатрон.
Схема БТГ:
Рабочая схема того, как сделать БТГ своими руками:
Также сегодня выходят новые схемы БТГ, которые предусматривают подключение к нескольким батареям и другим генераторам.
Использование бестопливных генераторов является современным, более экономичным и экологичным решением, однако изготовление и их выбор – задача, требующая особого внимания и ответственности.
Право граждан на Свободную энергию. Поставьте задачу Академии наук изучить действующие системы бесплатной электростатической генерации в швейцарских установках «Testatika»; преобразования в электроэнергию силы тяжести в установках немецкой компании «Rosh Innovations»; избыточную генерацию электричества машинами без «реакции якоря» венгерской компании «Energy By Motion» и других. Организуйте постановку на производство бестопливных источников для полной энергетической независимости каждого дома, хозяйства, предприятия. Это способно решить большинство социальных и экономических проблем в стране. Сделайте шаг в шестой технологический уклад впереди всей планеты.
Предложениео реализации права человека на Свободную энергию
Есть способ сделать жильё людей тёплым, а жизнь — сытой.
Для этого нужно отладить в лабораторных условиях образцы установок Cвободной энергии мощностью до 20 кВт (для транспорта — 100 кВт), часть более сложных поставить на производство, а часть более простых выложить в виде схем с описанием в Интернет для самостоятельного изготовления энтузиастами и предпринимателями. Установки свободной энергии вырабатывают от единиц Ватт до десятков МегаВатт электричества из окружающих и генерируемых ими самостоятельно физических полей. Практика показывает, что собранные как фирмами, так и энтузиастами установки свободной энергии – действительно вырабатывают электричество (примеры ниже) без потребления углеводородного или иного топлива.
Пора открыто сообщить людям — да, есть возможность поставить в сарае «тумбочку», от которой будут идти провода в дом/парник/хлев/мастерскую, к которым можно подключить всё, как к обычной электросети. После этого не нужно запасать на зиму ни уголь, ни дрова. Не нужно ставить столбы и получать техусловия на электроподключения, вообще не нужно взаимодействовать с энерготоргующими компаниями, их зона работы – промышленность. При наличии собственной электроэнергии в личном хозяйстве, не нужно населению и покупать природный газ (его нужно использовать разумно – для производства удобрений, пластмасс, плавки металлов в промышленности).
Пожалуйста, ознакомьтесь с примерами.
1. Более 30 лет в горной христианской духовной общине «Метерница» («Methernitha») возле города Linden в Швейцарии электростатические машины Баумана «Testatika» вырабатывают мощность более 750 кВт электроэнергии на потребности посёлка и его жителей. При этом использования какого-либо топлива – не происходит, в машинах применяется электризация поверхностей и кулоновское отталкивание зарядов для самовращения дисков. Профессор Маринов из Болгарии делал успешные репликации на 300 Вт и на 1 кВт.
2. 10.02.2018 г. в Хорватии (г. Славонски Брод) произведен запуск промышленной электрогенерирующей установки мощностью 1 МВт фирмой «Rosch Innovations» (Германия), утилизирующей Архимедову силу (гравитацию). Компания активно строит бестопливные электростанции в Испании, Корее, планируется открытие рабочей станции в Гамбурге для демонстрации простейших принципов её работы. Ранее в популярной литературе примеры подобных установок приводились, как научные заблуждения. Но практика заставляет подходить к классическим законам с другой стороны, уточняя область их действия и находя способы обхода классических запретов на новом этапе развития технологий.
3. Большое количество электрогенерирующих установок Свободной энергии изготавливается одиночными изобретателями и энтузиастами, например: Руслан Кулабухов в Прибалтике — 4 кВт; Роман Карноухов в Казахстане — 2 кВт.
4. Российская разработка «Святогор-8М», Санкт – Петербург. Используются сверхъёмкие конденсаторы — ионисторы, которые определённым образом переключаются так, что через нагрузку всё время идёт ток (схема коммутатора Тесла – «Tesla switch»). Ионисторы с электронными схемами обвязки (стабилизатор напряжения на стороне источника и стабилизатор тока на стороне приёмника энергии), позволяют при уменьшении напряжения на разряжаемом ионисторе (источнике) обеспечить на выходе модуля источника стабилизированное постоянное напряжение, которым заряжается другой ионистор (приёмник). После разрядки первого, ионисторы со стабилизаторами переключаются местами так, что не первый заряжает второй, а второй – первый. При этом цепь протекания токов из ионистора в ионистор является замкнутой и количество электронов, перетекающих из источника в приёмник – не изменяется, электроны не теряются. Так как есть постоянное движение электронов (электрический ток), в место между заряжающим модулем напряжения и заряжаемым модулем тока включается нагрузка (лампа, мотор, электропечь и пр.), через которую идёт ток с краткими перерывами на перекоммутацию электронным способом. Очень перспективная конструкция с малой массой и габаритами, легко адаптируется на мощности в сотни килоВатт. Мобильная, не требует заземления, бесшумная.
5. Механоэлектрические системы — «ротовертеры» – это электрогенераторы, объединённые с электромоторами, выдающие больше энергии, чем затрачивается на их вращение за счёт использования (как вариант) постоянных магнитов и генератора по схеме Грамма, имеющем неявнополюсные обмотки, намотанные через спинку вокруг статора. Это позволяет направить обратный магнитный поток по магнитному пути с меньшим магнитным сопротивлением – по кольцу статора, взаимодействие обратного потока через воздушный зазор с полюсными наконечниками ротора ослабляется на порядок. В результате, на вращение системы затрачивается значительно меньше электроэнергии, чем снимается с генератора. Ротовертеры не содержат электроники, предназначены для стационарной установки в технических помещениях. Достаточно большая масса, вибрации и шум, свойственные работающим электродвигателям.
Приведенные источники Свободной энергии изготовлены в разных странах, имеют разные принципы работы и используют разные физические эффекты.
Россия, как экспортёр углеводородов, частью 6 пункта 12 раздела II указа Президента РФ № 208 от 13.05.2017 г., к вызовам и угрозам своей экономической безопасности отнесла «изменение структуры мирового спроса на энергоресурсы и структуры их потребления, развитие энергосберегающих технологий и снижение материалоёмкости, развитие «зелёных технологий».
Для России Свободная энергия — это угроза. Для Украины Свободная энергия может стать основой национальной стратегии, ведущей к расцвету.
Представляется правильным:
1. Официальное признание Академией наук Украины возможности генерации электроэнергии бестопливным (в традиционном смысле) способом, за счёт правильного использования естественных гравитационных, электрических и магнитных явлений и процессов (ветряки и солнечные панели становятся прошедшим этапом технического развития).
2. Создание специализированной государственной лаборатории в целях расчёта и подготовки к постановке на производство бытовых и промышленных моделей источников Свободной энергии.
3. Создание государственной программы энергоперевооружения с основой на источниках Свободной энергии.
Утаивание таких возможностей автономного энергоснабжения нарушает Право человека на свободную энергию и является преступлением против развития цивилизации вцелом.
Секреты бестопливных генераторов энергии
Оказывается, в наше время тема бестопливных генераторов энергии довольно популярна. Поисковик выдал мне информацию, что только на ютубе не меньше миллиона видео по этому запросу. Ну, и, конечно, сайт об альтернативной энергетике не может обойти стороной эту тему.
Создание бестопливных генераторов типа вечный двигатель любимая тема многих альтернативщиков. Ставится задача создать машину или механизм которые могут постоянно работать без затрат топлива или внешней энергии и при этом отдавать энергию потребителям. Довольно часто даже демонстрируют работу некоторых видов бестопливных генераторов. Конструкций бестопливных генераторов очень много, при этом некоторые конструкции показываются в работе. Чаще всего это обычные лохотроны или вежливо говоря фокусы, но мы их сейчас рассматривать не будем. Но иногда получаются с виду довольно интересные результаты, с которыми мы и будем разбираться. В этом видео проанализируем электронные схемы бестопливных генераторов энергии, почему при повторении схемы обычно не работают, какие и почему можно получить реальные результаты.
Мы коротко разберем назначение элементов в схемах, их взаимодействие между собой, а также как работают схемы в качестве блоков.
Для начала немного из известных свойств элементов электронных схем. Все элементы делятся на активные и пассивные.
К активным относятся те, в которых происходит изменение или преобразование энергии сигнала по нелинейным вольт-амперным характеристикам. Это прежде всего транзисторы, тиристоры, симисторы, электронные лампы и другие элементы.
К пассивным относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и другие имеющие линейные вольт-амперные характеристики. Начнем с короткой характеристики самых простых пассивных элементов.
Резисторы которые иначе называют сопротивлениями служат в качестве ограничителей тока и делителей напряжения для создания заданного режима работы активных элементов. При работе они потребляют энергию и рассеивают её в виде тепла.
Конденсаторы не пропускают постоянный ток и по разному пропускают переменный ток в зависимости от своей емкости и частоты тока. Могут служить для накопления в них энергии, а потом отдавать её, например за короткое время большими токами или длительно малыми токами. Конденсаторы большой мощности называемые ионисторами, по своим способностям накапливать энергию приближаются к аккумуляторам, но не могут выдать энергии больше, чем получили.
Катушки индуктивности имеют небольшое сопротивление для постоянного тока и повышенное для переменного. При взаимодействии переменного магнитного поля одной катушки с другой происходит передача энергии. В зависимости от характеристик взаимосвязанных катушек мы можем повышать или понижать напряжение. При повышении напряжения ток уменьшается, а при понижении напряжения ток увеличивается. Передача энергии и преобразование напряжения всегда происходят при КПД меньше 1.
Кроме того, катушка индуктивности также может накапливать энергию и выдавать её в виде импульса. Например, автомобилисты знакомы с катушкой зажигания. При прерывании поступления постоянного тока от аккумулятора в обмотке прекращается ток и уменьшается магнитное поле. Всякое изменение магнитного поля вызывает в связанной магнитным полем высоковольтной катушке мощный и кратковременный импульс высокого напряжения для свечи зажигания в виде одного короткого импульса или в виде серии импульсов в электронных системах зажигания, где роль прерывателя выполняют управляемые мощные транзисторы. Подобные по принципу работы устройства альтернативщики называют катушками Теслы и они очень эффектно смотрятся, испуская искры в опытах. Но общее количество энергии всегда будет хоть немного, но меньше, чем затрачено на образование магнитного поля первичной обмотки.
Интересные явления происходят при частоте резонанса в контурах, образованных катушкой индуктивности и конденсатором. Именно резонансом объясняют обычно альтернативщики причину появления сверх единичной энергии. При параллельном соединении катушки и конденсатора получается параллельный колебательный контур. Главное свойство параллельного контура это то, что при резонансной частоте этот контур резко в несколько раз увеличивает свое сопротивление, у значит на его концах увеличивается напряжение.
При последовательном соединении катушки индуктивности и емкости, на резонансной частоте сопротивление такого контура в несколько раз уменьшается, а проводимость соответственно увеличивается. Именно настройка колебательного контура приемного устройства на частоту передаваемой энергии позволяет выделять и получать максимально возможное количество энергии при передаче её на расстояние с минимальными потерями.
Колебательные контуры почти всегда присутствуют в демонстрируемых бестопливных генераторах. Обычно они связаны между собой магнитным полем и работают как трансформатор. Это дает нам возможность передавать энергию от одной катушки к другой, например, повышая напряжение за счет снижения тока. Или наоборот, можно получить во вторичной обмотке больший ток, за счет снижения напряжения.
Результат зависит от соотношения количества витков в обмотке. Но, всегда часть магнитного поля рассеивается не попадая на вторичную обмотку, кроме того, катушки имеют некоторое сопротивление. В результате если перемножить ток на напряжение в первичной обмотке на ток и напряжение во вторичной, то полученная мощность переданная вторичной обмотке будет меньше, чем мы подами в первичную.
Любой конденсатор имеет некоторую индуктивность, катушка индуктивности, как и любой проводник некоторую емкость, соединительные провода имеют некоторое сопротивление, в результате характеристики получаются не идеальными из-за потерь. При подаче электрического импульса в колебательный контур, даже при прекращении питания колебания в контуре продолжаются некоторое время, но постепенно затухают и прекращаются как только вся полученная энергия не будет израсходована в виде тепла и на излучение.
Ну и конечно, разберем как работают активные элементы, которые используются при создании различных усилителей и генераторов. Для примера возьмем транзистор в усилителе. Его назначение усилить небольшой имеющийся сигнал. Может с его помощью удастся получить от него больше энергии, чем затратили? Можно сказать и так, на выходе транзистора обычно получаем больше сигнал, чем на входе, но только в том случае, если у нас имеется другой источник энергии. У обычного транзистора два электрода эмиттер и коллектор иногда через другие элементы схемы, но подключены к источнику основного питания. Управляющий сигнал подается на базу. Принято говорить, что транзистор его усиливает, да, но за счет энергии основного источника питания. Усиливаемый сигнал только управляет основным источником питания электронной схемы изменяя сопротивление транзистора, а значит и увеличивая ток в нагрузке, которая подключена через этот транзистор. По тому же принципу работают и другие активные элементы схемы, например полупроводниковые, или вакуумные лампы. Фактически любой усиливающий сигнал элемент, любая простая или сложная схема усилителя работает как краник управляя энергией источника питания и на выходе выдают энергии меньше, чем расходует источник питания. Потери происходят из-за того, что транзистор, как любой другой активный элемент схемы имеет некоторое сопротивление, а значит энергия расходуется на нагрев. Правда, сопротивление в процессе работы обычно меняется по величине в зависимости от управляющего сигнала.
Но, а как дела с демонстрацией работающих бестопливных генераторов, которые мы видели на различных видеоканалах? Есть немало честных способов демонстрации полученной энергии и ещё больше не совсем честных. Например, есть устройства принцип работы которых основан на расширении тел при изменении температуры окружающей среды, некоторые работают от перепадов атмосферного давления. Можно воткнув в землю пару электродов ловить так называемые блуждающие ток от мощных промышленных или бытовых потребителей, которые используют землю в качестве нулевого провода. Иногда используют стержни из разных металлов создавая плохое подобие гальванического элемента. Или можно увидеть источник энергии эфира. Для этого нужна небольшая катушка и еще одна-две детали, и прибор, или даже светящийся светодиод покажет наличие энергии из воздуха.
Этот опыт впечатляет людей, мало знакомых с электроникой. Но, те кто знает, что такое детекторный приемник понимают, что это радиосигнал близко расположенной мощной радиостанции имеет мало общего с обещанной энергией из вакуума.
В видеороликах можно видеть и более мощные сложные устройства, выдающие большое количество энергии. Относительно честный способ демонстрации получения энергии, это размещение поблизости, например, под крышкой стола мощного генератора переменного тока обычно частотой на десятки или сотни килогерц. Таким образом можно передавать на небольшие расстояния приличную энергию, например, для движения электротранспорта от скрытого под дорогой кабеля. Но, это не получение энергии, а один из способов её передачи с довольно низким КПД.
Ну, и конечно, не очень честные способы, это спрятанные аккумуляторы в одной или нескольких коробок или блоков якобы с секретной схемой. Аккумуляторы для фальшивой демонстрации могут прятать в любой подставке, коробке или даже корпусе электродвигателя. Так, что не составляет большого труда демонстрировать работу вечных двигателей, принцип работы которых понятен в том смысле, что понятно почему они не должны работать. Кинематограф может демонстрировать нам немало чудес, как например в фильме про Гари Потера, про вымерших динозавров и разных сказочных персонажей.
Но, ни Капанадзе, ни другие изобретатели бестопливной бесплатной энергии не используют её для собственных нужд. Их жилища как правило используют электричество из розетки, а тепло обычно получают сжиганием газа. Так, что если кто продает источники бестопливной и бесплатной энергии, то я предлагаю им просто отключить свет и газ. Если не могут обеспечить себя дешевой энергией, то они наверняка фокусничают, чтобы заработать на популярности.
Ещё одна причина живучести теории электронной схемы бестопливного генератора, это вольные или невольные ошибки измерения. Мне несколько лет приходилось работать именно по ремонту и настройке электронной аппаратуры и сталкиваться с некоторыми необычными явлениями, о которых хочу рассказать.
При включении даже небольшого высокочастотного генератора некоторые совершенно отдельно стоящие измерительные приборы начинают выдавать разные показания. Например, обычный стрелочный прибор я мог заставить выдавать практически любые показания. Например при включении высокочастотного генератора, например радиостанции, стрелка прибора отклонялась на половину шкалы. Переключение диапазонов измерений не очень сильно меняло положение стрелки прибора.
Но, если изменять положение не подключенных проводов прибора, то стрелка перемещалась к концу или началу шкалы, хотя режим работы радиостанции оставался прежним.
Впрочем, так себя ведут не только стрелочные приборы. Те, кто пытался работать с осциллографом в недрах телевизоров, особенно ламповых, знает какие он может показывать чудеса. У нас не обходилось и без шуток. Однажды, любителю осциллографа просто незаметно отключили питание измеряемого устройства. Но он ещё долго после этого продолжал измерения обесточенного устройства. Меня это заинтересовало и я тоже стал проверять осциллографом намеренно отключённую от питания схему. В результате из-за наводок внешних полей в разных местах схемы можно было увидеть разные по форме и величине сигналы. Но, фактически там нет сколько ни будь значимой энергии.
Для того, чтобы не было разногласий при измерениях, в инструкциях по настройке конкретных электронных схем обычно указывают, каким именно типом прибора должны проводиться измерения и какие должны быть результаты. При измерении другим прибором результаты могут заметно отличаться.
И в конце хочу сообщить формулу расчета любых систем, состоящих из нескольких известных узлов, в том числе и для вариантов замкнутых систем вечных двигателей. Для этого просто перемножаем КПД каждой ступени передачи или преобразования энергии. Например, примерно рассчитаем эффективность автомобиля, работающего на воде в результате работы которого, мы опять получаем воду. Предположим, что аккумуляторы для электролизера отдадут примерно 0,7 от потраченной на зарядку энергии. Самодельный электролизер работал с КПД 0,6, а двигатель внутреннего сгорания с КПД 0,35. Все остальные потери посчитаем за 0,8. Дальше перемножаем эти цифры 0,7; 0,6; 0,35 и 0,8 а в результате получаем 0,1176 или меньше 12% совсем не бесплатной электрической энергии пошло на движение автомобиля работающего на воде, вся остальная энергия, это потери. Точно так же считаем любую систему из механических или электрических блоков и убеждаемся, сколько бы мы ни ставили любых блоков, сверх единичную энергию получить не удается.
Безуглеродный источник энергии — обзор
1.2.4 Другие чистые и устойчивые источники энергии и производственные технологии
Геотермальная, морская и приливная энергия — еще один жизненно важный класс устойчивых источников энергии. По оценкам, к 2024 году потребление геотермальной энергии превысит потребление энергии крупными гидроэлектростанциями [41]. Как и солнечная энергия, геотермальная энергия также имеет широкий спектр применений, включая производство электроэнергии, обогрев и охлаждение помещений, спа, связанные с уходом за здоровьем, рыбоводство, отопление теплиц, горячие ванны, тепловые насосы и в промышленности.Однако 42% прямого использования геотермальной энергии приходится на плавание, купание и спа [42]. Поскольку геотермальная энергия зависит от содержания тепла внутри Земли, ее реализация зависит от географического положения. По состоянию на 2001 год 58 стран в той или иной форме использовали геотермальную энергию, а 21 страна производила из нее электроэнергию [42]. Исландия является основным пользователем геотермальной энергии, которая удовлетворяет 50% ее спроса на энергию. Геотермальная энергия также является безуглеродным источником энергии; таким образом, наиболее полное использование геотермальной энергии может привести к экономии 1000 миллионов тонн выбросов CO 2 [43].Геотермальная энергия обычно извлекается из теплоты внутри Земли с использованием сложных блоков извлечения энергии, основанных на цикле Ренкина. Внутреннее тепло Земли образуется в результате ядерных реакций внутри земной коры. Чтобы использовать эту энергию, глубоко в земле просверливают отверстия, и затем в них вводят воду. Когда вода вступает в контакт с более высокими температурами, она поглощает энергию, а нагретая вода превращается в пар, который в конечном итоге производит электричество путем преобразования тепловой энергии в кинетическую, а затем из кинетической энергии в электричество [44].Первая коммерческая установка по извлечению геотермальной энергии датируется 1913 годом [42].
Существует несколько других методов коммерческого производства энергии из геотермальных источников энергии, таких как цикл Ренкина и органический цикл Ренкина (ORC). Однако такие методы не были эффективны при использовании энергии от низкотемпературных источников. Таким образом, исследователи попытались повысить эффективность ORC, внося соответствующие изменения в конфигурацию и используя дополнительное оборудование. Например, добавление паропоглощающего охладителя (VAC) увеличивает эффективность ORC, или абсорбционный теплопреобразователь (AHT) может быть соединен с ORC для повышения эффективности процесса на 40–70% [45].Помимо VAC и AHT, за последние три десятилетия были предложены и реализованы несколько других улучшенных конструкций, включая цикл флэш-памяти с ORC, разработку процесса двоичного цикла и разработку процессов комбинированного цикла. Все геотермальные жгуты можно условно разделить на три широкие категории в зависимости от их способности работать в различных диапазонах температур источников геотермальной энергии: (1) ORC, используемый для низкой энтальпии до 160 ° C, (2) бинарная двухфазная конфигурация, используемая для средняя энтальпия от 160 ° C до 190 ° C, и (3) установка комбинированного геотермального цикла, используемая для высокой энтальпии выше 190 ° C [45].Есть определенные технические, экономические, социальные и политические проблемы, связанные с добычей геотермальной энергии. Одной из таких серьезных проблем является масштабирование оборудования с низкой эффективностью преобразования, нечеткое понимание правил, более высокая стоимость и строгие земельные нормы по сравнению с нефтью и природным газом, уменьшение количества глинистых частиц, передача электроэнергии на большие расстояния и проблемы технического обслуживания [46] . Теплосодержание внутри Земли варьируется от места к месту, поэтому стоимость производства может сильно различаться, поскольку в некоторых местах требуется более глубокое бурение, чем в других, чтобы достичь желаемой температуры [47].
Подобно солнечной, ветровой и геотермальной энергии, морская энергия является еще одним важным и устойчивым источником энергии [48]. Примечательно, что морская энергия также известна как энергия океана, которая включает в себя энергию приливов, энергию волн, тепловую энергию, энергию океанских течений и энергию градиента солености. Косвенный источник энергии волн можно отнести к энергии ветра и солнца, поскольку волны возникают из-за комбинированного воздействия этих источников энергии. Таким образом, извлечение энергии волн можно также учитывать при использовании энергии ветра и солнца.Волновая энергия обладает кинетической и потенциальной энергией; таким образом, он способен производить электричество как из кинетической, так и из потенциальной энергии. Используется широкий спектр систем извлечения энергии волн, которые можно в общих чертах разделить на три блока: (1) морская система, (2) береговая система и (3) система береговой линии, которая широко используется [49]. Поскольку волновая энергия обладает кинетической и потенциальной энергией, было разработано несколько механизмов, позволяющих использовать обе формы энергии. Один метод похож на метод извлечения энергии потока ветряной мельницы, где кинетическая энергия воды используется для вращения турбины, соединенной с генератором, который преобразует ее в электричество.Другой метод производства электроэнергии включает преобразование энергии волн в жидкость под высоким давлением. Электромагнитная система без механических соединений также может использоваться для производства электричества из энергии волн.
В отличие от энергии волн, которая в первую очередь обусловлена энергией солнца и ветра, энергия приливов обусловлена гравитационными силами, связанными с вращением Земли относительно Солнца, а также вращением Луны вокруг Земли. Комбинированный эффект положения Земли, Солнца и Луны вместе с гравитационными силами заставляет воду в океане подниматься и опускаться, создавая приливные течения.Поскольку приливные течения движутся вперед, оборудование, подобное ветряным турбинам, используется для производства электроэнергии из этого движения [48]. Тепловая энергия — еще один важный источник морской энергии, поскольку большая часть поверхности Земли имеет воду; поэтому максимум солнечной энергии поглощается океанами. Преобразователи энергии океана, аналогичные установкам для извлечения геотермальной энергии, используются для использования этой энергии [49,50]. Следует отметить, что поглощение солнечной энергии водой также приводит к образованию океанских течений, в которых энергия может быть использована с помощью турбин, таких как те, которые используются в малых гидроэнергетических установках.Энергия градиента солености возникает из-за разницы осмотического давления между пресной и соленой водой. Следует отметить, что, хотя морская энергия имеет большой потенциал, существует ряд экологических и экологических проблем, таких как нарушение бентосных местообитаний, изменение потока, перенос отложений и питательных веществ, искусственные рифы, охраняемые морские территории, биообрастание, электромагнитные поля, риск столкновения и т. Д. подводный шум и влияние на общество, которые необходимо учитывать перед добычей морской энергии [51–53].
Что такое чистая энергия? — San Jose Clean Energy
«Чистая» энергия — это энергия, при которой выбросы парниковых газов незначительны или отсутствуют, а также возобновляемые и безуглеродные источники. Это контрастирует с ископаемым топливом, которое производит значительное количество выбросов парниковых газов, включая углекислый газ и метан.
Возобновляемая и безуглеродная энергия — в чем разница?
Возобновляемая энергия — это энергия, которая поступает из природных ресурсов, таких как солнечный свет и ветер.В отличие от ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, которые невозможно заменить, возобновляемая энергия восстанавливается естественным путем за короткий период времени.
Ядерная энергия и даже большая гидроэнергетика не считаются возобновляемыми источниками энергии по закону штата Калифорния, но не выделяют выбросов парниковых газов, что делает их безуглеродными источниками энергии.
- Примеры возобновляемых источников энергии: ветер, солнце, биомасса, геотермальная энергия и малая гидроэнергетика
- Примеры безуглеродных источников энергии: более крупная гидроэнергетика и атомная энергия, а также все возобновляемые источники энергии, перечисленные выше
- Примеры источников энергии из ископаемого топлива: природный газ, уголь и нефть
Стандартный продукт GreenSource компании San José Clean Energy содержит не менее 40% возобновляемой энергии из таких источников, как солнце и ветер.
Преимущества возобновляемых источников энергии
Возобновляемые источники энергии не только лучше для окружающей среды, но и становятся дешевле, чем традиционные ресурсы! В отличие от ископаемого топлива, цены на возобновляемую энергию в долгосрочной перспективе стабильны, поскольку отсутствуют расходы на топливо. Цены на уголь и природный газ могут вызвать резкий скачок затрат на электроэнергию при перебоях в поставках топлива, поэтому надежда на обильную солнечную и ветровую энергию помогает нам сохранять стабильные и конкурентоспособные расценки.
Преимущества возобновляемых источников энергии не ограничиваются стабильными конкурентоспособными ценами.Это тоже полезно для нашего здоровья! Когда, например, энергия ископаемого топлива заменяется ветровой или солнечной, воздух, которым мы дышим, и вода, которую мы пьем, становятся чище.
Когда SJCE покупает и создает экологически чистую энергию, это дает дополнительный бонус в виде создания большего количества рабочих мест в области экологически чистой энергии. Наличие контроля над нашим будущим энергоснабжением позволяет сообществу поддерживать проекты, которые создают более чистую и зеленую экономику.
SJCE гордится тем, что поддерживает движение города и штата к более устойчивому будущему для наших семей и будущих поколений:
Источников энергии — У.S. Управление энергетической информации (EIA)
Большая часть нашей энергии невозобновляема
В Соединенных Штатах и многих других странах большинство источников энергии для выполнения работы являются невозобновляемыми источниками энергии:
Эти источники энергии называются невозобновляемыми, потому что их запасы ограничены объемами, которые мы можем добыть или извлечь из земли. Уголь, природный газ и нефть образовывались на протяжении тысяч лет из захороненных останков древних морских растений и животных, которые жили миллионы лет назад.Вот почему мы также называем эти источники энергии ископаемым топливом .
Большая часть нефтепродуктов, потребляемых в США, производится из сырой нефти, но жидкие углеводороды также могут быть получены из природного газа и угля.
Ядерная энергия производится из урана, невозобновляемого источника энергии, атомы которого расщепляются (посредством процесса, называемого ядерным делением) для получения тепла и, в конечном итоге, электричества. Ученые считают, что уран был создан миллиарды лет назад, когда образовались звезды.Уран встречается повсюду в земной коре, но его добывать и перерабатывать в топливо для атомных электростанций слишком сложно или слишком дорого.
Существует пять основных возобновляемых источников энергии
Основными видами или источниками возобновляемой энергии являются:
Их называют возобновляемыми источниками энергии, потому что они восполняются естественным образом. День за днем светит солнце, растут растения, дует ветер, текут реки.
Возобновляемая энергия была основным источником энергии на протяжении большей части истории человечества
На протяжении большей части истории человечества биомасса растений была основным источником энергии, которую сжигали для получения тепла и корма животных, используемых для транспортировки и вспашки.Невозобновляемые источники начали заменять большую часть возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах в начале 1800-х годов, а к началу 1900-х годов ископаемое топливо было основным источником энергии. Использование биомассы для отопления домов оставалось источником энергии, но в основном в сельской местности и для дополнительного отопления в городских районах. В середине 1980-х годов использование биомассы и других форм возобновляемой энергии начало расти в основном из-за стимулов к их использованию, особенно для производства электроэнергии. Многие страны работают над увеличением использования возобновляемых источников энергии, чтобы помочь сократить и избежать выбросов углекислого газа.
Узнайте больше об истории использования энергии в США и сроках использования источников энергии.
На приведенной ниже диаграмме показаны источники энергии в США, их основные виды использования и их процентные доли в общем потреблении энергии в США в 2020 году.
Скачать изображение Энергопотребление в США по источникам, 2020 г. потребление энергии по источникам, 2020 биомасса возобновляемые источники тепла, электричество, транспорт 4,9% гидроэнергия возобновляемые источники электроэнергии 2,8% ветро возобновляемые источники электроэнергии 3.2% солнечные возобновляемые источники тепла, электричество 1,3% геотермальные возобновляемые источники тепла, электричество 0,2% бензин без возобновляемых источников энергии транспорт, производство, электроэнергия 34,7% природный газ невозобновляемые источники тепла, производство, электричество, транспорт 33,9% уголь невозобновляемые источники электроэнергии, производство 9,9% ядерные (из урана) невозобновляемые источники электроэнергии 8,9% малые Не указанное выше количество источников — это чистый импорт электроэнергии и угольный кокс. Сумма отдельных процентов может не равняться 100% из-за независимого округления. Источник: U.S. Energy Information Administration, Monthly Energy Review, таблица 1.3, апрель 2021 г., предварительные данныеПоследнее обновление: 7 мая 2021 г.
Альтернативные виды топлива и современные автомобили
Более дюжины альтернативных видов топлива находятся в производстве или разработке для использования в транспортных средствах с альтернативным топливом и транспортных средствах с передовыми технологиями. Автопарки государственного и частного секторов являются основными потребителями большинства этих видов топлива и транспортных средств, но индивидуальные потребители проявляют к ним все больший интерес.Использование альтернативных видов топлива и современных транспортных средств вместо обычных видов топлива и транспортных средств помогает Соединенным Штатам экономить топливо и снижать выбросы транспортных средств.
Биодизель — это возобновляемое топливо, которое можно производить из растительных масел, животных жиров или переработанного кулинарного жира для использования в транспортных средствах с дизельным двигателем.
Электричество можно использовать для питания подключаемых к электросети электромобилей, которые становятся все более доступными.Гибриды используют электричество для повышения эффективности.
Этанол — широко используемое возобновляемое топливо, получаемое из кукурузы и других растительных материалов. Он смешан с бензином для использования в транспортных средствах.
Водород — это потенциально экологически чистое альтернативное топливо, которое можно производить из внутренних источников для использования в транспортных средствах на топливных элементах.
Природный газ — это газообразное топливо, имеющееся в большом количестве внутри страны, которое может иметь значительные преимущества по стоимости топлива по сравнению с бензином и дизельным топливом.
Пропан — легкодоступное газообразное топливо, которое на протяжении десятилетий широко используется в транспортных средствах по всему миру.
Несколько новых видов топлива считаются альтернативными видами топлива в соответствии с Законом об энергетической политике и могут находиться в стадии разработки или уже разработаны и доступны в Соединенных Штатах.
Обычные автомобили и двигатели могут быть модифицированы для работы на другом топливе или источнике энергии.
Цены на альтернативное топливо могут колебаться в зависимости от местоположения, времени года или политического климата.
11 стран, занимающих лидирующие позиции в области возобновляемых источников энергии
Эта статья была первоначально опубликована в проекте Climate Reality Project .
Страны по всему миру движутся к низкоуглеродному будущему, используя солнечную, ветровую, геотермальную и другие возобновляемые источники энергии. Читайте дальше, чтобы узнать, какие страны лидируют.
ШВЕЦИЯ
В 2015 году Швеция бросила вызов перед амбициозной целью: исключить ископаемое топливо из производства электроэнергии к 2040 году в пределах своих границ и увеличила инвестиции в солнечную, ветровую, накопительную энергию, интеллектуальные сети и экологически чистый транспорт.И что самое лучшее? Шведы призывают всех присоединиться к ним в гонке за то, чтобы стать первой страной, на 100% возобновляемой возобновляемыми источниками энергии. Это соревнование, в котором побеждают все!
КОСТА-РИКА
Благодаря своему уникальному географическому положению и заботе об окружающей среде, небольшая, но могущественная Коста-Рика за последние четыре года производила 95% своей электроэнергии за счет гидро-, геотермальной, солнечной и ветровой энергии. Следующее на горизонте: Коста-Рика стремится к 2021 году стать полностью углеродно-нейтральным.
НИКАРАГУА
Никарагуа вырабатывала электроэнергию из возобновляемых источников в 2017 году. В 2012 году Никарагуа инвестировала пятое место в мире по величине процента своего ВВП в развитие возобновляемых источников энергии. Далее в списке дел: страны нацелены на использование возобновляемых источников энергии на 90% к 2020 году , при этом большая часть электроэнергии поступает из ветровых, солнечных и геотермальных источников.
ШОТЛАНДИЯ
Великий шотландец! Ответ на потребности Шотландии в энергии развевается ветром.В октябре энергия ветра обеспечивала 98% потребности Шотландии в электроэнергии.
ГЕРМАНИЯ
Германия является мировым лидером в области возобновляемых источников энергии и в первой половине 2018 года произвела достаточно электроэнергии, чтобы обеспечить электроэнергией каждое домашнее хозяйство в стране в течение года. Страна также поставила амбициозную цель — к 2030 году получать 65% своей электроэнергии из возобновляемых источников энергии. В относительно облачной стране с населением более 80 миллионов человек Германия надеется на очень светлое будущее с солнечной энергией!
УРУГВАЙ
В настоящее время Уругвай почти на 100% использует возобновляемые источники энергии почти после менее чем 10 лет совместных усилий.Страна инвестировала значительные средства в ветряную и солнечную энергию, поднявшись с 40% возобновляемых источников энергии совсем недавно, в 2012 году. В чем секрет? « Четкое принятие решений, благоприятная нормативно-правовая среда и прочное партнерство между государственным и частным сектором ».
ДАНИЯ
Дания получает более половины своей электроэнергии за счет энергии ветра и солнца, а в 2017 году 43% ее потребления электроэнергии приходилось на ветер — новый мировой рекорд! Это самый высокий процент использования энергии ветра в мире.К 2050 году страна планирует выйти на 100% без ископаемого топлива на человека.
КИТАЙ
Хотите знать, как крупнейший в мире производитель углерода может быть лидером в области возобновляемых источников энергии? Это может показаться нелогичным, но в 2017 году в Китае было установлено самое большое количество солнечных фотоэлектрических и ветровых мощностей среди всех стран — по большому счету. Китай также обязался к 2030 году производить 35% своей электроэнергии из возобновляемых источников и очищать загрязненный воздух.
МАРОККО
При ярком солнечном свете Марокко решило добиться больших успехов.Фактически, больше, чем кто-либо другой в мире. В Марокко завершается строительство крупнейшей солнечной электростанции на земле. Ожидается, что к 2020 году мегапроект вместе с ветряными и гидроэлектростанциями будет обеспечивать половину электроэнергии Марокко.
США
В США новая солнечная энергетическая система устанавливалась каждые две минуты и 30 секунд в 2014 году, заняв пятое место в мировом рейтинге установленных солнечных фотоэлектрических мощностей. Америка также занимает второе место в мире по установленной мощности ветроэнергетики после Китая.
КЕНИЯ
Кения верите? Эта страна стремится к использованию геотермальной энергии для обеспечения своего будущего и снижения зависимости от дорогостоящего импорта электроэнергии. Кения получает около половины своей электроэнергии за счет геотермальных источников — по сравнению с 13% в 2010 году. Кения также делает большие ставки на ветер: крупнейшая в Африке ветряная электростанция (310 МВт) подключена к сети в октябре и будет обеспечивать еще 20% установленной в стране электрическая мощность.
Одна общая тема для всех этих историй успеха — , когда лидеры активно ставят амбициозные цели в области производства возобновляемой энергии и поддерживают их инвестициями, рост наступает быстро .Урок второй: не существует универсального решения для создания коммутатора . В некоторых странах, таких как Кения, достаточно геотермальных источников, и они могут быстро расти. Другие, например, Дания, уже более десяти лет неуклонно совершенствуют производство ветровой энергии. Третьи, такие как Марокко, делают большие ставки на солнечную энергию, планируя резервное копирование от других возобновляемых источников энергии.
Хотите, чтобы Австралия тоже была в этом списке? Примите участие сегодня, чтобы держать вопрос об изменении климата в заголовках новостей и добиваться принятия срочных мер.
Дополнительную информацию можно найти на веб-сайте проекта «Реальность климата».
* Эта статья обновлена.
Автор Climate Council / 13 января 2019 г.Источники энергии, Возобновляемые источники энергии, Нефть, Уголь
СВОБОДА! Я стою в захламленной комнате, окруженной обломками электрического энтузиазма: обрывками проводов, кусочками меди, желтыми разъемами, изолированными плоскогубцами. Для меня это инструменты свободы. Я только что установил на крыше с десяток солнечных панелей, и они работают.Измеритель показывает, что 1285 ватт мощности направляются прямо от солнца в мою систему, заряжают мои батареи, охлаждают мой холодильник, гудят в моем компьютере, освобождая мою жизнь.
Эйфория энергетической свободы вызывает привыкание. Не поймите меня неправильно; Я люблю ископаемое топливо. Я живу на острове, на котором нет инженерных сетей, но в остальном мы с женой ведем нормальную американскую жизнь. Нам не нужны пропановые холодильники, керосиновые лампы или компостные туалеты. Нам нужно много розеток и устройство для приготовления капучино.Но когда я включаю эти панели, ничего себе!
Может быть, это потому, что для меня, как и для большинства американцев, тот или иной энергетический кризис омрачал большую часть последних трех десятилетий. От кризиса в ОПЕК в 1970-х годах до стремительного роста цен на нефть и бензин сегодня озабоченность мира по поводу энергии преследовала президентские речи, кампании в Конгрессе, книги о бедствиях и мое собственное чувство благополучия с той же мучительной тревогой, которая была характерна для холодная война.
Как сообщал в июне 2004 года National Geographic , нефть, которая уже не дешевая, может скоро подешеветь.Нестабильность там, где находится большая часть нефти, от Персидского залива до Нигерии и Венесуэлы, делает этот спасательный круг хрупким. Природный газ трудно транспортировать, и он подвержен дефициту. В ближайшее время у нас не закончится уголь или в значительной степени неиспользованные месторождения битуминозных песков и горючего сланца. Но очевидно, что углекислый газ, выделяемый углем и другими ископаемыми видами топлива, нагревает планету, как сообщил этот журнал в сентябре прошлого года.
Избавиться от этого беспокойства заманчиво. С моими новыми панелями ничто не стоит между мной и безграничной энергией — никакой иностранной нации, никакой энергетической компании, никакой вины за выбросы углерода.Я свободен!
Ну почти. Вот и облако.
Тень крадется по моим панелям и моему сердцу. Счетчик показывает всего 120 Вт. Мне нужно запустить генератор и сжечь еще бензина. В конце концов, это будет непросто.
Проблема с энергетической свободой в том, что она вызывает привыкание; когда у тебя мало, ты хочешь много. В микрокосме я похож на людей в правительстве, промышленности и частной жизни во всем мире, которые попробовали немного этой любопытной и неотразимой свободы и полны решимости найти больше.
Некоторые эксперты считают это стремление даже более важным, чем война с терроризмом. «Терроризм не угрожает жизнеспособности нашего высокотехнологичного образа жизни», — говорит Мартин Хофферт, профессор физики Нью-Йоркского университета. «Но энергия действительно есть».
Экономия энергии может предотвратить расплату, но, в конце концов, вы не можете сберечь то, чего у вас нет. Так что Хофферт и другие не сомневаются: пришло время активизировать поиск следующего великого топлива для голодного двигателя человечества.
Есть такое топливо? Короткий ответ: нет. Специалисты произносят это как мантру: «Серебряной пули не бывает». Хотя некоторые истинно верующие утверждают, что между нами и бесконечной энергией космического вакуума или ядра Земли стоят только обширные заговоры или нехватка средств, правда в том, что в основе уравнения или в конце сверла.
Увлечение водородными автомобилями может произвести неверное впечатление. Водород не является источником энергии.Он находится вместе с кислородом в простой старой воде, но его нельзя принимать. Водород должен быть освобожден, прежде чем он станет полезным, а это стоит больше энергии, чем водород возвращает. В наши дни эта энергия в основном поступает из ископаемого топлива. Никакой серебряной пули.
Однако длинный ответ о нашем следующем топливе не такой уж мрачный. Фактически, множество претендентов на энергетическую корону, в настоящее время удерживаемую ископаемым топливом, уже под рукой: ветряная, солнечная, даже ядерная, и это лишь некоторые из них. Но преемником должен быть конгресс, а не король.Практически каждый энергетический эксперт, которого я встречал, делал что-то неожиданное: он продвигал не только свою, но и все остальные.
«Нам понадобится все, что мы можем получить из биомассы, все, что мы можем получить от солнечной энергии, все, что мы можем получить от ветра», — говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики, входящего в Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии ( NREL) в Голдене, штат Колорадо. «И все же вопрос в том, сможем ли мы насытиться?»
Большая проблема — большие числа. В мире ежедневно используется около 320 миллиардов киловатт-часов энергии.Это равно примерно 22 непрерывно горящим лампочкам на каждого человека на планете. Не зря искры видны из космоса. По оценкам группы Хофферта, в следующем столетии человечество сможет использовать в три раза больше. Ископаемые виды топлива удовлетворяют растущий спрос, потому что они упаковывают энергию Солнца за миллионы лет в компактную форму, но мы больше не найдем им подобных.
Воодушевленный моим вкусом энергетической свободы, я начал искать технологии, которые могли бы решить эти проблемы. «Если у вас есть большая проблема, вы должны дать серьезный ответ», — говорит гениальный гуру энергетики по имени Герман Шеер, член парламента Германии.«Иначе люди не верят».
Ответы есть. Но всем им требуется еще одна вещь от нас, людей, которые ютятся вокруг костра ископаемого топлива: нам придется сделать большой прыжок — в мир другого типа.
Солнечная энергия: бесплатная энергия по цене
В пасмурный день недалеко от города Лейпциг в бывшей Восточной Германии я шел по полю со свежей травой мимо пруда, где паслись дикие лебеди. Поле было также засеяно 33 500 фотоэлектрическими панелями, высаженными рядами, как серебряные цветы, обращенные к солнцу, плавно изгибающиеся по контурам земли.Это одна из самых больших солнечных батарей в истории. Когда появляется солнце, поле производит до пяти мегаватт энергии, чего в среднем достаточно для 1800 домов.
Рядом зияющие ямы, где поколениями добывали уголь для питания электростанций и фабрик. Небо было коричневым от дыма и едким от серы. Теперь шахты превращаются в озера, а энергия, которая когда-то производилась из угля, производится в печи, находящейся на расстоянии 93 миллионов миль (150 миллионов километров).
Солнечные электрические системы получают энергию непосредственно от солнца — без огня и выбросов.Некоторые лаборатории и компании испытывают взрослую версию детской лупы: гигантские зеркальные чаши или желоба для концентрации солнечных лучей и производства тепла, которое может приводить в действие генератор. Но на данный момент солнечная энергия в основном означает солнечные батареи.
Идея проста: солнечный свет, падающий на слой полупроводника, толкает электроны, создавая ток. Тем не менее, стоимость клеток, некогда астрономическая, по-прежнему высока. Моя скромная система стоила более 15000 долларов США, около 10 долларов за ватт мощности, включая батареи для хранения энергии, когда солнце не светит.
Как и большинство электронных устройств, солнечная энергия становится все дешевле. «Тридцать лет назад использование спутников было рентабельным, — говорит Дэниел Шугар, президент PowerLight Corporation, быстрорастущей калифорнийской компании, которая построила солнечные установки для клиентов, включая Toyota и Target. «Сегодня это может быть рентабельным для электроснабжения домов и предприятий», по крайней мере, там, где электроэнергия дорогая или недоступна. Завтра, говорит он, это будет иметь смысл почти для всех.
Мартин Рошайзен, генеральный директор компании Nanosolar, видит это будущее во флаконах с красной крышкой, заполненных крошечными частицами полупроводника.«Я нанес немного этого на свой палец, и он исчез прямо на моей коже», — говорит он. Он не скажет точно, что это за частицы, но «нано» в названии компании является намеком: они меньше ста нанометров в поперечнике — размером с вирус, и настолько малы, что проникают сквозь кожу.
Рошайзен считает, что эти частицы обещают недорогой способ создания солнечных элементов. Вместо того, чтобы делать ячейки из пластин кремния, его компания будет рисовать частицы на фольге, где они будут самоорганизовываться, образуя поверхность полупроводника.Результат: гибкий материал для солнечных батарей в 50 раз тоньше, чем сегодняшние солнечные панели. Roscheisen надеется продавать его листами примерно по 50 центов за ватт.
«Пятьдесят центов за ватт — это своего рода Святой Грааль», — говорит Дэвид Пирс, президент и генеральный директор Miasolé, одной из многих других компаний, работающих над «тонкопленочными» солнечными элементами. По этой цене солнечная энергия может конкурировать с коммунальными услугами и может стать популярной. Если цены продолжат падать, солнечные элементы могут полностью изменить представление об энергии, сделав ее дешевым и легким сбором для себя.Это то, что технари называют «прорывной технологией».
«Автомобили подорвали бизнес, связанный с лошадьми и колясками, — говорит Дэн Шугар. «Компьютеры разрушили индустрию пишущих машинок. Мы считаем, что солнечные электрические системы разрушат энергетику».
И все же цена — не единственное препятствие для солнечных панелей. Есть такие мелочи, как облака и темнота, которые требуют лучших способов хранения энергии, чем громоздкие свинцово-кислотные батареи в моей системе. Но даже если эти препятствия будут преодолены, сможет ли солнечная энергия действительно производить большую энергию, в которой мы нуждаемся?
Поскольку солнечная энергия в настоящее время обеспечивает менее одного процента мировой энергии, это потребует «огромного (но не непреодолимого) масштабирования», — говорится в статье в Science из Нью-Йоркского университета Хофферт и его коллеги.При нынешнем уровне эффективности потребуется около 10 000 квадратных миль (25 900 квадратных километров) солнечных панелей — площадь больше, чем Вермонт, — чтобы удовлетворить все потребности Соединенных Штатов в электроэнергии. Но требования к земле звучат более устрашающе, чем есть на самом деле: открытая местность не должна быть покрыта. Все эти панели могли уместиться менее чем на четверть площади кровли и тротуаров в городах и пригородах.
Ветер: праздник или голод
Ветер, в конечном итоге приводимый в движение нагретым солнцем воздухом, — это еще один способ сбора солнечной энергии, но он работает в пасмурные дни.Однажды днем я стоял в поле недалеко от западного побережья Дании под таким темным и тяжелым небом, что мои собственные солнечные батареи могли бы впасть в кому. Но прямо надо мной мегаватт вырабатывал чистую энергию. Лезвие длиннее крыла самолета медленно вращалось на сильном южном ветру. Это был ветряк.
Ленивая развертка турбины вводила в заблуждение. Каждый раз, когда одно из трех 130-футовых (40-метровых) лезвий проходило мимо, оно шипело, рассекая воздух. Наклонная скорость может превышать 100 миль (161 км) в час.Эта единственная башня была способна производить два мегаватта, почти половину всей мощности солнечной фермы в Лейпциге.
В Дании вращающиеся лезвия всегда видны на горизонте, маленькими или большими группами, как спицы колес, катящихся в странный новый мир. Общая установленная энергия ветра в Дании в настоящее время составляет более 3 000 мегаватт, что составляет около 20 процентов потребности страны в электроэнергии. По всей Европе щедрые стимулы, направленные на сокращение выбросов углерода и отлучение экономики от нефти и угля, привели к ветровому буму.Континент является мировым лидером в области ветроэнергетики — почти 35 000 мегаватт, что эквивалентно 35 крупным угольным электростанциям. Северная Америка, хотя и обладает огромным потенциалом ветроэнергетики, остается на втором месте с чуть более 7000 мегаватт. За исключением гидроэлектроэнергии, которая веками приводила в движение машины, но имеет мало возможностей для развития в развитых странах, ветер в настоящее время является самым большим успехом в области возобновляемых источников энергии.
«Когда я начинал в 1987 году, я много времени просидел в фермерских домах до полуночи, разговаривая с соседями, просто продавая одну турбину», — говорит Ханс Буус.Он директор по развитию проекта датской энергетической компании Elsam. «Я бы не мог представить, какой он сегодня уровень».
Он означает не только количество турбин, но и их размеры. В Германии я видел прототип из стекловолокна и стали, который имеет высоту 600 футов (183 метра), имеет лопасти длиной 200 футов (61 метр) и может генерировать пять мегаватт. Это не только памятник инженерной мысли, но и попытка преодолеть новые препятствия на пути развития ветроэнергетики.
Одно эстетично. Озерный край Англии — это живописный ландшафт, состоящий из поросших папоротником холмов и уединенных долин, в основном охраняемых как национальный парк. Но на гребне рядом с парком, хотя и не за пределами великолепия, запланировано 27 башен, каждая размером с двухмегаваттную машину в Дании. Многие местные жители протестуют. «Это качественный пейзаж», — говорит один из них. «Они не должны класть эти вещи сюда».
Датчане, кажется, любят турбины больше, чем британцы, возможно потому, что многие датские турбины принадлежат кооперативам местных жителей.Труднее сказать «не на моем заднем дворе», если вещь на заднем дворе помогает оплачивать ваш дом. Но противодействие окружающей среде — не единственная проблема, с которой сталкивается ветровое развитие. По всей Европе многие из самых ветреных мест уже заняты. Таким образом, немецкая машина мощностью пять мегаватт разработана, чтобы помочь перенести энергию ветра с ландшафта на множество новых участков в море.
Многие береговые линии имеют обширные участки мелководного континентального шельфа, где ветер дует более устойчиво, чем на суше, и где, как выразился один эксперт по ветру, «чайки не голосуют».«(Реальные избиратели, однако, иногда все еще возражают против вида башен на горизонте.) Строительство и обслуживание турбин на море обходится дороже, чем на суше, но подводный фундамент для башни мощностью пять мегаватт дешевле на мегаватт, чем меньший фундамент. Отсюда немецкий гигант.
Есть и другие проблемы. Как и парусники, ветряные турбины можно успокоить в течение нескольких дней. Чтобы сеть продолжала гудеть, другие источники, такие как угольные электростанции, должны быть готовы к работе. Но когда сильный ветер сбрасывает электроэнергию в сеть, другие генераторы должны быть отключены, а установки, сжигающие топливо, не могут быть быстро отрегулированы.Золотое дно ветроэнергетики может превратиться в перенасыщение. Дания, например, иногда вынуждена выгружать электроэнергию по нерентабельной ставке таким соседям, как Норвегия и Германия.
То, что нужно не только солнечной энергии, но и ветру, — это способ хранить большой избыток энергии. Уже существует технология, позволяющая превратить его в топливо, такое как водород или этанол, или использовать его для сжатия воздуха или вращения маховиков, аккумулируя энергию, которая позже может производить электричество. Но большинству систем еще предстоит пройти десятилетия до того, как они станут экономически целесообразными.
С другой стороны, и ветер, и солнце могут обеспечивать так называемую распределенную энергию: они могут производить энергию в небольших масштабах рядом с пользователем. У вас не может быть частной угольной электростанции, но у вас может быть собственная ветряная мельница с батареями для спокойных дней. Чем больше домов или сообществ вырабатывают собственные ветряные электростанции, тем меньше и дешевле могут быть центральные электростанции и линии электропередачи.
В стремительном движении Европы к ветроэнергетике, турбины продолжают расти. Но во Флагстаффе, штат Аризона, компания Southwest Windpower производит турбины с лопастями, которые можно поднять одной рукой.Компания продала около 60 000 маленьких турбин, большинство из них для автономных домов, парусных лодок и удаленных объектов, таких как маяки и метеостанции. При мощности 400 Вт на штуку они не могут запитать больше, чем несколько ламп.
Но Дэвид Гэлли, президент Southwest, отец которого построил свою первую ветряную турбину из деталей стиральной машины, тестирует новый продукт, который он называет энергетическим прибором. Он будет стоять на башне высотой с телефонный столб, вырабатывать до двух киловатт при умеренном ветре и поставляться со всей электроникой, необходимой для подключения к дому.
Многие коммунальные предприятия США обязаны платить за электроэнергию, которую люди возвращают в сеть, поэтому любой, кто находится в относительно свежем месте, может установить энергетический прибор во дворе, использовать электроэнергию, когда это необходимо, и вернуть ее в сеть. когда это не так. За исключением больших нагрузок на отопление и кондиционирование воздуха, такая установка могла бы снизить годовой счет за электроэнергию дома почти до нуля. Если, как надеется Галлей, он сможет в конечном итоге продать энергетический прибор менее чем за 3000 долларов, он окупится за счет экономии энергии в течение нескольких лет.
Где-то в этой смеси грандиозного и личного могут быть и большие числа в ветре.
Биомасса: выращивание топлива
В Германии, проезжая от гигантской ветряной турбины недалеко от Гамбурга до Берлина, я регулярно чувствовал странный запах: что-то вроде аппетитного запаха фаст-фуда. Это было загадкой, пока не проехал грузовик-цистерна с надписью «биодизель». Запах горелого растительного масла. Германия использует около 450 миллионов галлонов (1,7 миллиарда литров) биодизеля в год, что составляет около 3 процентов от общего потребления дизельного топлива.
Энергия биомассы имеет древние корни. Бревна в вашем огне — это биомасса. Но сегодня биомасса означает этанол, биогаз и биодизель — топливо, которое так же легко сжигать, как нефть или газ, но оно производится из растений. Эти технологии проверены. Этанол, произведенный из кукурузы, идет в бензиновые смеси в США; этанол из сахарного тростника обеспечивает 50 процентов автомобильного топлива в Бразилии. В США и других странах биодизель из растительного масла сжигается в чистом виде или в смеси с обычным дизельным топливом в немодифицированных двигателях. «Биотопливо — это топливо, которое легче всего вставить в существующую топливную систему», — говорит Майкл Пачеко, директор Национального центра биоэнергетики.
Что ограничивает биомассу, так это земля. Фотосинтез, процесс улавливания солнечной энергии в растениях, гораздо менее эффективен на квадратный фут, чем солнечные панели, поэтому улавливание энергии растениями поглощает еще больше земли. По оценкам, использование биотоплива для всех транспортных средств в мире означало бы удвоение площади земель, отведенных под сельское хозяйство.
В Национальном центре биоэнергетики ученые пытаются повысить эффективность топливного хозяйства. Сегодняшнее топливо из биомассы основано на растительном крахмале, маслах и сахаре, но центр занимается тестированием организмов, которые могут переваривать древесную целлюлозу, которой много в растениях, чтобы из нее тоже могло получиться жидкое топливо.Также могут помочь более продуктивные топливные культуры.
Один из них — просо, растение, произрастающее в прериях Северной Америки, которое растет быстрее и требует меньше удобрений, чем кукуруза, источник большей части этанольного топлива, производимого в США. корм для животных, что еще больше снижает нагрузку на сельхозугодья.
«Предварительные результаты выглядят многообещающими, — говорит Томас Фуст, технический менеджер центра. «Если вы повысите эффективность автомобиля до уровня гибрида и перейдете на смесь просеянных культур, вы сможете удовлетворить две трети U.Спрос на горючее для транспорта без дополнительной земли ».
Но технически возможный не означает политически осуществимый. От кукурузы до сахарного тростника, у всех культур есть свои лоббисты.« Мы смотрим во многие переулки », — говорит Пачеко. «И в каждом переулке есть свои группы интересов. Откровенно говоря, одна из самых больших проблем с биомассой заключается в том, что существует так много вариантов ».
Ядерная энергия: все еще претендент
Деление ядер, казалось, лидировало в гонке как энергетическая альтернатива несколько десятилетий назад, когда страны начали строить реакторы.В настоящее время во всем мире около 440 электростанций вырабатывают 16 процентов электроэнергии на планете, а некоторые страны перешли на ядерную энергетику. Франция, например, получает 78 процентов своей электроэнергии за счет деления ядер.
Очарование очевидное: изобилие энергии, отсутствие выбросов углекислого газа, никаких пятен на ландшафте, за исключением случайного защитного купола и градирни. Но наряду с известными бедами — авариями на Три-Майл-Айленде и Чернобыле, слабой экономикой по сравнению с установками, работающими на ископаемом топливе, и проблемой утилизации радиоактивных отходов — ядерная энергия далека от возобновляемой энергии.Легкодоступного уранового топлива хватит не более чем на 50 лет.
Но энтузиазм возрождается. Китай, столкнувшийся с нехваткой электроэнергии, начал строить новые реакторы быстрыми темпами — один-два в год. В США, где некоторые водородные автомобильные ускорители рассматривают атомные станции как хороший источник энергии для производства водорода из воды, вице-президент Дик Чейни призвал «по-новому взглянуть» на атомную энергетику. А Япония, которой не хватает собственной нефти, газа и угля, продолжает поощрять программу расщепления.Юми Акимото, старший японский государственный деятель ядерной химии, еще мальчиком видел вспышку бомбы в Хиросиме, но при этом описывает ядерное деление как «столп следующего столетия».
В городе Роккашо на самой северной оконечности острова Хонсю Япония работает над ограничением поставок урана. Внутри нового комплекса стоимостью 20 миллиардов долларов работники носят бледно-голубые рабочие костюмы и выглядят терпеливо поспешно. Я посмотрел на цилиндрические центрифуги для обогащения урана и бассейн, частично заполненный стержнями с отработавшим ядерным топливом, охлаждение.Отработавшее топливо богато плутонием и остаточным ураном — ценным ядерным материалом, для утилизации которого предназначена установка. Он будет «перерабатывать» отработанное топливо в смесь обогащенного урана и плутония, называемую МОКС, для получения смешанного оксидного топлива. МОКС-топливо можно сжигать в некоторых современных реакторах, и запасы топлива могут растягиваться на десятилетия и более.
Заводы по переработке в других странах также превращают отработавшее топливо в МОКС. Но эти заводы изначально производили плутоний для ядерного оружия, поэтому японцы любят говорить, что их завод, который должен быть запущен в 2007 году, является первым таким заводом, построенным полностью для мирного использования.Чтобы убедить мир в том, что так и будет, комплекс Роккашо включает в себя здание для инспекторов Международного агентства по атомной энергии, ядерного сторожевого пса Организации Объединенных Наций, которые будут следить за тем, чтобы ни один плутоний не был перенаправлен на оружие.
Это не удовлетворяет противников атомной энергетики. Оппозиция усилилась в Японии после несчастных случаев со смертельным исходом на атомных станциях страны, в том числе одной, в результате которой погибли двое рабочих и подверглись облучению другие. Вскоре после моего визита в Роккашо около сотни протестующих вышли за пределы завода в метель.
Большой спор вызвал бы то, что некоторые сторонники ядерной энергетики считают важным следующим шагом: переход к реакторам-размножителям. Селекционеры могут производить больше топлива, чем потребляют, в виде плутония, который может быть извлечен путем переработки отработавшего топлива. Но экспериментальные реакторы-размножители оказались темпераментными, и полномасштабная программа-размножитель может стать кошмаром по контролю над вооружениями из-за всего плутония, который она пустит в обращение.
Акимото, например, считает, что общество должно привыкнуть к переработке топлива, если оно хочет рассчитывать на ядерную энергию.Он говорил со мной через переводчика, но, чтобы подчеркнуть этот момент, он перескочил на английский: «Если мы собираемся принять ядерную энергию, мы должны принять всю систему. Иногда мы хотим получить первый урожай фруктов, но забываем, как это сделать. выращивать деревья «.
Fusion: The Fire Some Time
Fusion — самая яркая из надежд, огонь звезд в человеческом очаге. Полученная при слиянии двух атомов в один термоядерная энергия может удовлетворить огромные потребности в будущем. Топлива хватило бы на тысячелетия.Термоядерный синтез не будет производить долгоживущих радиоактивных отходов и ничего, что террористы или правительства не могли бы превратить в оружие. Это также требует некоторых из самых сложных механизмов на Земле.
Несколько ученых заявили, что холодный синтез, который обещает энергию из простого сосуда, а не из высокотехнологичного тигля, может работать. Вердикт на данный момент: нет такой удачи. Горячий синтез с большей вероятностью увенчается успехом, но это будет длиться десятилетия и будет стоить миллиарды долларов.
Горячий синтез — это сложно, потому что топливо — разновидность водорода — необходимо нагреть до 180 миллионов градусов по Фаренгейту (100 миллионов градусов Цельсия) или около того, прежде чем атомы начнут плавиться.При таких температурах водород образует бурлящий непослушный пар электрически заряженных частиц, называемый плазмой. «Плазма — наиболее распространенное состояние материи во Вселенной, — говорит один физик, — но она также является наиболее хаотичной и наименее управляемой». Создание и удержание плазмы настолько сложно, что ни один термоядерный эксперимент еще не дал более 65 процентов энергии, необходимой для начала реакции.
Сейчас ученые Европы, Японии и США совершенствуют этот процесс, изучают лучшие способы управления плазмой и пытаются увеличить выработку энергии.Они надеются, что в испытательном реакторе ITER стоимостью шесть миллиардов долларов США загорится термоядерный костер — то, что физики называют «зажиганием плазмы». Следующим шагом будет демонстрационная установка для фактического производства электроэнергии, а через 50 лет — коммерческие установки.
«Я на 100 процентов уверен, что мы можем зажечь плазму», — говорит Джером Памела, руководитель проекта термоядерной машины под названием Joint European Torus, или JET, в британском научном центре Калхэма. «Самая большая проблема — это переход от плазмы к внешнему миру.«Он имеет в виду найти подходящие материалы для футеровки плазменной камеры ИТЭР, где они должны будут выдерживать бомбардировку нейтронами и передавать тепло электрическим генераторам.
В Калхэме я видел эксперимент в токамаке, устройстве, удерживающем плазму в магнитном поле в форме бублика — стандартная конструкция для большинства термоядерных технологий, включая ИТЭР. Физики послали огромный электрический заряд в заполненный газом контейнер, уменьшенную версию JET. Он поднял температуру примерно до десяти миллионов градусов по Цельсию, недостаточно, чтобы начать термоядерный синтез, но достаточно, чтобы создать плазму.
Эксперимент длился четверть секунды. Его запечатлела видеокамера, снимающая 2250 кадров в секунду. Во время воспроизведения слабое свечение расцвело в комнате, заколебалось, превратилось в дымку, видимую только на ее остывающих краях, и исчезло.
Это было… ну, разочаровывающе. Я ожидал, что плазма будет похожа на кадр из фильма взрывающегося автомобиля. Это было больше похоже на привидение в библиотеке, обшитой английскими панелями.
Но этот фантом был воплощением энергии: универсальная, но неуловимая магия, которую все наши разнообразные технологии — солнечная, ветровая, биомасса, деление, синтез и многие другие, большие или малые, обычные или сумасшедшие — стремятся сразиться на нашу службу.
Укрощение этого призрака — не просто научная задача. Проект ИТЭР сдерживается, казалось бы, простой проблемой. С 2003 года страны-участницы, в том числе большая часть развитого мира, зашли в тупик относительно того, где строить машину. Выбор сводился к двум сайтам, одному во Франции и одному в Японии.
Как скажут вам все эксперты в области энергетики, это доказывает устоявшуюся теорию. Есть только одна сила, с которой труднее справиться, чем с плазмой: политика.
Хотя некоторые политики считают, что задача разработки новых энергетических технологий должна быть оставлена на усмотрение рыночных сил, многие эксперты с этим не согласны.Это не только потому, что запускать новые технологии обходится дорого, но и потому, что правительство часто может пойти на риск, на который частное предприятие не пойдет.
«Большая часть современных технологий, управляющих экономикой США, не возникла спонтанно благодаря рыночным силам», — говорит Мартин Хофферт из Нью-Йоркского университета, говоря о реактивных самолетах, спутниковой связи, интегральных схемах, компьютерах. «Интернет в течение 20 лет поддерживался военными и еще 10 лет — Национальным научным фондом, прежде чем его открыла Уолл-Стрит.«
Без большого толчка со стороны правительства, — говорит он, — мы можем быть обречены полагаться на все более грязные ископаемые виды топлива, поскольку более чистые, такие как нефть и газ, исчерпываются, что имеет ужасные последствия для климата». Энергетическая политика, — говорит он, — мы просто прекратим использовать уголь, затем сланец, затем битуминозные пески, и это будет постоянно уменьшаться, и в конечном итоге наша цивилизация рухнет. Но это не должно так заканчиваться. У нас есть выбор ».
Это вопрос личных интересов, — говорит Герман Шеер, член парламента Германии.«Я не призываю людей изменить свою совесть», — сказал он в своем берлинском офисе, где небольшая модель ветряной турбины лениво вращалась в окне. «Вы не можете ходить, как священник». Напротив, его послание состоит в том, что создание новых форм энергии необходимо для экологически и экономически безопасного будущего. «Альтернативы нет».
Изменения уже начинаются. В США правительства штатов и местные органы власти продвигают альтернативные источники энергии, предлагая субсидии и требуя, чтобы коммунальные предприятия включали возобновляемые источники в свои планы.А в Европе финансовые стимулы как для ветровой, так и для солнечной энергии пользуются широкой поддержкой, даже несмотря на то, что они увеличивают счета за электричество.
Альтернативная энергия также завоевывает популярность в тех частях развивающегося мира, где это необходимость, а не выбор. Солнечная энергия, например, проникает в африканские общины, у которых отсутствуют линии электропередач и генераторы. «Если вы хотите преодолеть бедность, на чем должны сосредоточиться люди?» — спрашивает министр окружающей среды Германии Юрген Триттин. «Им нужна пресная вода и энергия.Для удовлетворения потребностей отдаленных деревень возобновляемые источники энергии очень конкурентоспособны ».
В развитых странах есть ощущение, что альтернативная энергия — когда-то считавшаяся причудливым энтузиазмом хиппи — больше не является альтернативной культурой. Она постепенно становится мейнстримом. Энергетическая свобода кажется заразной.
Однажды днем в прошлом году недалеко от деревни к северу от Мюнхена небольшая группа горожан и рабочих открыла солнечную электростанцию. Вскоре она превзойдет Лейпцигское месторождение как крупнейшее в мире, с мощностью в шесть мегаватт .
Около 15 человек собрались на небольшом искусственном холме рядом с солнечной фермой и посадили четыре вишневых дерева на вершине. Мэр опрятного соседнего городка принес сувенирные бутылки шнапса. Глоток выпили почти все, в том числе и мэр.
Затем он сказал, что будет петь руководителю строительства проекта и художнику-пейзажисту, американским женщинам. Две женщины стояли вместе, ухмыляясь, а солнечные панели поглощали энергию позади них. Немецкий мэр поправил свой темный костюм, а остальные оперлись на лопаты.
Пятьдесят лет назад, подумал я, в городах Европы все еще были разрушенные бомбежкой руины. Советский Союз планировал спутник. Нефть в Техасе стоила 2,82 доллара за баррель. В лучшем случае у нас есть 50 лет, чтобы заново создать мир. Но люди меняются, адаптируются и заставляют работать новые безумные вещи. Я подумал о Дэне Шугаре, который говорил о революционных технологиях. «Есть чувство волнения», — сказал он. «Есть ощущение срочности. Есть ощущение, что мы не можем потерпеть неудачу».
На вершине холма мэр глубоко вздохнул.Он спел громким тенором, не пропустив ни одной ноты или слова, всю песню «O Sole Mio». Все приветствовали.
3 Технологии производства электроэнергии из возобновляемых источников | Электроэнергия из возобновляемых источников: состояние, перспективы и препятствия
Эрнст, Б., Б. Оуклиф, М.Л. Альстром, М. Ланге, К. Мёрлен, Б. Ланге, У. Фокен и К. Рориг. 2007. Предсказание ветра. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6): 78-89.
ETSO (Европейские операторы систем передачи).2007. Европейское исследование интеграции ветра (EWIS) на пути к успешной интеграции ветроэнергетики в европейские электрические сети. Брюссель. Доступно на http://www.etsonet.org/upload/documents/Final-report-EWIS-phase-I-approved.pdf.
Флетчер, Э.А. 2001. Солнечная термическая обработка: обзор. Журнал инженерии солнечной энергии 123: 63-74.
Гюк, И. 2008. Хранение энергии для более зеленой сети. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г.Вашингтон, округ Колумбия,
Хоулинс Д. и М. Ротледер. 2006. Возрастающая роль прогнозирования ветра в рыночных операциях CAISO. Стр. 234-238 на конференции и выставке Power Systems, 2006 (PSCE ’06). Вашингтон, округ Колумбия: Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.
IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). 2005. Выпуск за ноябрь / декабрь: Работа с ветром — интеграция ветра в энергосистему. Журнал IEEE Power & Energy 3 (6).
IEEE.2007a. Выпуск за ноябрь / декабрь: Интеграция ветроэнергетики, политика и экономика. Журнал IEEE Power & Energy 5 (6).
Джонс А.Т. и У. Финли. 2003. Последние разработки в области мощности градиента солености. Стр. 2284-2287 в ОКЕАНАХ 2003: празднование прошлого, объединение в будущее. Колумбия, штат Мэриленд: Общество морских технологий.
King, D.L., W.E. Бойсон, Дж. Мраточвиль. 2004. Модель производительности фотоэлектрических массивов. Отдел исследований и разработок фотоэлектрических систем. Альбукерке, Н.Мекс .: Национальные лаборатории Сандиа.
Кропоски, Б. 2007. Взаимосвязь и хранение возобновляемых источников энергии. Презентация на первом заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 18 сентября 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,
Манчини Т., П. Хеллер, Б. Балтер, Б. Осборн, С. Вольфганг, Г. Вернон, Р. Бак, Р. Дайвер, К. Андрака и Дж. Морено. 2003. Блюдо Стирлинга: Обзор развития и состояния. Журнал инженерии солнечной энергии 125: 135-151.
Маккенна, Дж., Д. Блэквелл, К. Мойес и П.Д. Паттерсон. 2005 г. Возможна поставка геотермальной электроэнергии с побережья Мексиканского залива и нефтяных месторождений Среднего Континента. Нефтегазовый журнал (5 сентября): 3440.
Miles, A.C. 2008. Гидроэнергетика в Федеральной комиссии по регулированию энергетики. Презентация на третьем заседании Группы экспертов по электроэнергии из возобновляемых источников, 16 января 2008 г., Вашингтон, округ Колумбия,
Миллс, Д.