Кои са най-важните чисти енергии?

Чистите енергии са тези, които не причиняват толкова щети на планетата Земя в сравнение с изкопаемите горива, като въглища или петрол.

Тези горива, известни още като мръсни енергии, най-вече освобождават парникови газове, въглероден диоксид (CO ₂ ), оказват отрицателно въздействие върху климатичните условия на планетата.

За разлика от горивата, чистите енергии не отделят парникови газове или ги изпускат в по-малки количества. Ето защо те не представляват заплаха за околната среда. Освен това те са възобновяеми, което означава, че те отново се появяват естествено почти веднага след като се използват.

Затова енергията, която не замърсява околната среда, е необходима, за да защити планетата от екстремните метеорологични условия, които тя вече представя. По същия начин използването на тези източници ще гарантира наличието на енергия в бъдеще, тъй като изкопаемите горива не могат да бъдат възобновяеми.

Трябва да се отбележи, че получаването на енергийни източници, които не замърсяват околната среда, е сравнително нов процес, който все още е в процес на разработка, поради което остават няколко години, докато те представляват истинска конкуренция за изкопаемите горива.

Въпреки това, понастоящем енергийните източници, които не замърсяват околната среда, са придобили значение поради два аспекта: високата цена на експлоатация на изкопаеми горива и заплахата, че изгарянето им представлява за околната среда. Най-известните чисти енергии са слънчевата, вятърната и водноелектрическата.

Избройте най-важните чисти енергии

1 - Слънчева енергия

Този вид енергия се получава чрез специализирани технологии, които улавят фотоните, идващи от слънцето (частици от светлинната енергия).

Слънцето представлява надежден източник, тъй като може да осигури енергия за милиони години. Сегашната технология за улавяне на този вид енергия включва фотоволтаични панели и слънчеви колектори.

Тези панели директно превръщат енергията в електричество, което означава, че няма нужда от генератори, които да замърсяват околната среда.

Технология, използвана за получаване на слънчева енергия

а) Фотоволтаични панели

Фотоволтаичните панели преобразуват енергията, идваща от слънцето, в електричество. Използването на фотоволтаични модули на пазара е нараснало с 25% през последните години.

В момента цената на тази технология е печеливша в малки устройства, като часовници и калкулатори. Трябва да се отбележи, че в някои страни тази технология вече се прилага в голям мащаб. Например в Мексико са инсталирани около 20 000 фотоволтаични системи в селските райони на страната.

б) Термодинамична технология

Слънчевата топлинна енергия идва от топлината, генерирана от слънцето. Наличните технологии за топлинна енергия са отговорни за събирането на слънчевата радиация и превръщането й в топлинна енергия. Впоследствие, тази енергия се превръща в електричество чрез серия от термодинамични трансформации.

в) Технологии за използване на слънчевата енергия в сградите

Дневните отоплителни и осветителни системи са най-често използваната слънчева технология в сградите. Системите за отопление поглъщат слънчевата енергия и я прехвърлят към течен материал - вода или въздух.

В Япония са инсталирани повече от два милиона слънчеви водонагреватели. Израел, САЩ, Кения и Китай са други страни, които са използвали подобни системи.

Що се отнася до осветителните системи, те включват използването на естествена светлина за осветяване на пространство. Това се постига чрез включването на отразяващи панели в сградите (по тавани и прозорци).

Недостатъци на слънчевата енергия

• Цената на слънчевите панели е все още много висока в сравнение с други форми на налична енергия.
• Наличната технология не може да улавя слънчевата енергия през нощта или когато небето е много облачно.

Що се отнася до последния недостатък, някои учени работят за получаване на слънчева енергия директно от космоса. Този източник е наречен "космическа слънчева енергия".

Основната идея е да се поставят фотоволтаични панели в пространството, което ще събере енергия и го изпрати обратно на Земята. По този начин източникът на енергия би бил не само непрекъснат, но и чист и неограничен.

Аерокосмическият инженер на Морската изследователска лаборатория на САЩ Пол Джафе заявява, че "ако слънчевият панел бъде поставен в пространството, той ще получи светлина 24 часа в денонощието, седем дни в седмицата, през 99% от годината",

Слънцето свети много повече в пространството, така че тези модули могат да получат до 40 пъти повече енергия, отколкото същият панел ще генерира на Земята.

Въпреки това, изпращането на модулите в космоса би било прекалено скъпо, което представлява пречка за тяхното развитие.

2 - Вятърна енергия

През годините вятърът е бил използван за захранване на платноходки и лодки, мелници или за генериране на налягане при изпомпване на вода. Но едва през двадесети век хората започнаха да мислят за този елемент като надежден източник на енергия.

В сравнение със слънчевата енергия, вятърната енергия е една от най-надеждните, тъй като вятърът е последователен и, за разлика от слънцето, той може да се използва през нощта.

Първоначално цената на тази технология беше прекалено висока, но благодарение на напредъка, постигнат през последните години, тази форма на енергия стана все по-печеливша; Това се доказва от факта, че през 2014 г. повече от 90 държави са разполагали със съоръжения за вятърна енергия, които са доставяли 3% от общото потребление на електроенергия в света.

Технология, използвана за получаване на вятърна енергия

Технологиите, използвани в областта на вятърната енергия, турбините, са отговорни за превръщането на въздуха в енергията. Това може да се използва от мелници или да се трансформира в електричество чрез генератор. Тези турбини могат да бъдат два вида: турбини с хоризонтална ос и турбини с вертикална ос.

Недостатъци на вятърната енергия

Въпреки че е един от най-евтините източници на замърсяване, вятърната енергия има някои екологични недостатъци:

• Кулите на вятърната енергия пречат на естетиката на природните ландшафти.
• Въздействието, което тези мелници и турбини могат да окажат върху местообитанието, е несигурно.

3 - Водна енергия

Този източник на чиста енергия получава електроенергия чрез движение на вода. Водни потоци от дъждове или реки са много полезни.

Технологии, използвани за получаване на водноелектрическа енергия

Съоръженията за получаване на този вид енергия се възползват от кинетичната енергия, генерирана от потока вода за генериране на електричество. Като цяло, водноелектрическата енергия се получава от реки, потоци, канали или язовири.

Технологията в областта на водноелектрическата енергия е една от най-напредналите по отношение на получаване на енергия. Всъщност приблизително 15% от произведената електроенергия в света идва от този вид енергия.

Хидроенергията е много по-надеждна от слънчевата енергия и вятърната енергия, защото след като язовирите са запълнени с вода, електричеството може да се произвежда с постоянна скорост. В допълнение, тези язовири са не само ефективни, но също така са проектирани да бъдат дълготрайни и изискват малко поддръжка.

а) Енергия на приливите и отливите

Енергията на приливите и отливите е подразделение на водноелектрическата енергия, което се основава на получаване на енергия през вълните.

Подобно на вятърната енергия, този вид енергия се използва още от времето на Древния Рим и Средновековието, като е много популярен мелниците, задвижвани от вълните.

Едва през 19 век тази енергия се използва за производство на електричество.

Първата в света електроцентрала за приливи и отливи е Rance Mareomotor Energy Station, която работи от 1966 г. и е най-голямата в Европа и втората по големина в света.

Недостатъци на водноелектрическата енергия

• Изграждането на язовирите води до промени в естествения ход на реките, влияе върху нивото на теченията и влияе на температурата на водата, което може да има отрицателно въздействие върху екосистемата.
• Ако размерът на тези язовири е прекомерен, те могат да генерират земетресения, ерозия в земята, свлачища и други геоложки увреждания.
• Те също могат да предизвикат наводнения.
• От икономическа гледна точка първоначалните разходи за изграждането на тези язовири са високи. Това обаче ще бъде възнаградено в бъдеще, когато те започнат да работят.
• Ако пристигнат времена на засушаване и язовирите не са пълни, електричеството не може да бъде произведено.

4 - Геотермална енергия

Геотермалната енергия е тази, която се получава от запазената топлина в Земята. Този вид енергия може да се събира на ниска цена само в райони с високи нива на геотермална активност.

В страни като Индонезия и Исландия, например, геотермалната енергия е достъпна и може да помогне за намаляване на използването на изкопаеми горива. Ел Салвадор, Кения, Коста Рика и Исландия са държави, в които повече от 15% от общото производство на електроенергия идва от геотермална енергия.

Недостатъци на геотермалната енергия

• Най-големият недостатък е икономически: разходите за експлоатация и изкопни работи за получаване на този вид енергия са високи.
• Тъй като този вид енергия не е толкова популярен, колкото предишните, липсва квалифициран персонал за инсталиране на необходимата технология.
• Ако не продължите с повишено внимание, получаването на този вид енергия може да генерира земетресения.

5 - Хидротермална енергия

Хидротермалната енергия произтича от водноелектрически и топлинни енергии и се отнася до гореща вода или водни пари, които са уловени в счупванията на земните пластове.

Този тип представлява единствената термична енергия, която се използва в момента в търговската мрежа. Във Филипините, Мексико, Италия, Япония и Нова Зеландия са изградени съоръжения, за да се възползват от този източник на енергия. В Калифорния, САЩ, 6% от произведената електроенергия идва от този вид енергия.

биомаса

Биомасата се отнася до превръщането на органичната материя във форми на използваема енергия. Този вид енергия може да дойде от отпадъци от селското стопанство, от хранителната промишленост, между другото.

От древни времена се използват форми на биомаса, като дърва за огрев; През последните години обаче се работи по методи, които не генерират въглероден диоксид.

Пример за това са биогоривата, които могат да се използват в петролните и бензиностанциите. За разлика от изкопаемите горива, които се произвеждат от геоложки процеси, биогоривата се генерират чрез биологични процеси, като например анаеробно разлагане.

Биоетанолът е едно от най-често използваните биогорива; Той се произвежда чрез ферментация на въглехидрати от царевица или захарна тръстика.

Изгарянето на биомаса е много по-чисто от изкопаемите горива, тъй като концентрацията на сяра в биомасата е по-ниска. В допълнение, получаването на енергия чрез биомаса ще се възползва от материали, които иначе биха били изгубени.

В обобщение, чистите и възобновяеми енергийни източници имат потенциала да осигурят значително количество енергия. Въпреки това, поради високата цена на технологията, използвана за получаване на електроенергия от тези източници, е ясно, че тези видове енергия все още няма да заменят напълно изкопаемите горива.