Durabilitate
O lume cu creșterea cererii de energie și diminuarea resurselor trebuie să caute în mod necesar surse noi de energie.
Energia regenerabilă a fost un subiect perenn popular de conversație în ultimii ani, dar ideea este cu mult anterioară tuturor vorbirii despre „uleiul de vârf”: De exemplu, atât energia eoliană, cât și cea solară sunt idei vechi de secole. Numărul de brevet american US389124, „Celulă solară” datează din 1888, în timp ce energia eoliană este încă mai veche: În Europa, morile de vânt au fost folosite pentru a măcina bobul pentru o mare parte din ultimul mileniu. (Cu toate acestea, o moară de vânt a fost folosită pentru prima dată pentru producerea de energie electrică relativ recent, în anul 1887 la Glasgow.)
În prezent se dezvoltă alternative la combustibilii fosili și la alte resurse neenergibile. Iată 8 dintre ele. Deși multe implică costuri de pornire considerabile și nu sunt cu adevărat aplicabile la scară largă, ele reprezintă totuși noi direcții de gândire interesante. Să sperăm optimist că vor ajuta producția de energie către un viitor mai durabil (prin inginerie rece).
1. valuri oceanice
Aceasta este o poveste despre o geamă și o fată. Acesta este un punct groaznic, dar, într-adevăr, este: inginerul electric Annette von Jouanne încearcă să valorifice puterea mării printr-o geamă construită cu atenție. Ideea este remarcabil de simplă: Ancorează un fir de cupru. Puneți un magnet în jurul său. Mutați magnetul în sus și în jos (în acest caz, asta este treaba lăsată în valuri). Acest lucru induce un curent electric în sârmă, după cum mulți își vor aminti de laboratorul de fizică al liceului. Inspirat de scuturarea apei în timp ce naviga în largul coastei Hawaii, von Jouanne a făcut ideea mai mare și a pus-o în mare, în încercarea de a utiliza energia cinetică constantă a valurilor oceanice.
Se dovedește că ideea funcționează: o geamă pe care a testat-o în laboratorul ei cu o undă medie simulată a produs trei kilowati de putere, sau suficient pentru a alimenta două case, ceea ce a furnizat un impuls pentru teste suplimentare. Primele sale prototipuri au funcționat prost, dar, după cum spune ea, descoperirile sunt aproape întotdeauna născute din eșecuri, iar traiectoria activității sale este optimistă: De-a lungul anilor, design-urile sale s-au îmbunătățit, iar ulterior a observat o creștere atât a finanțării științelor guvernamentale. și interesul companiilor cu energie curată.
Von Jouanne rămâne o figură de frunte în domeniul dezvoltării rapide a cercetării în domeniul energiei valurilor și lucrează în speranța că bagele ei vor ajuta într-o bună zi să aducă public cu energie regenerabilă curată.
2. Coșul de gunoi
Ideea este utopică: o mașină care transformă gunoiul în energie. În acest caz, un pic de utopie a rezistat testelor din lumea reală, deși într-o regiune mai puțin decât utopică: Armata SUA a folosit doi generatori alimentați cu reziduuri pentru a-și alimenta operațiunile în apropiere de Bagdad, Irak. Acest lucru a contribuit la ameliorarea mai multor probleme pentru armată în condiții ostile, deoarece a însemnat o nevoie redusă de convoiuri de combustibil și de fugi de gunoi, ambele fiind obiective ușoare de atac. Așa a ajuns armata să conducă parțial pe propriile documente și resturi alimentare.
Sistemul funcționează cam așa: gunoiul uscat, cum ar fi cartonul și Styrofoam este comprimat în pelete și încălzit până devine un gaz sintetic oarecum ca propanul. Între timp, resturile alimentare și lichidele sunt fermentate în etanol. Sin-gazul și etanolul sunt combinate pentru a alimenta generatorul. Generatorul are nevoie și de energie externă, dar folosește aproximativ 5% din motorina pe care un astfel de generator ar avea nevoie în mod normal, în timp ce baza produce doar 1/30 din coșul de gunoi pe care-l ar face în mod obișnuit.
Exploatările armatei americane au demonstrat viabilitatea puterii de gunoi, așa că poate a venit timpul să ne punem gunoiul într-un context mai puțin marțial.
3. Fotbal
Imaginează-ți că folosești energia generată de un joc de fotbal pentru a-ți alimenta lampa de citire. Aceasta este exact ideea din spatele Soccket, o minge de fotbal care stochează energia cinetică generată de utilizarea sa în joc ca energie electrică.
Jessica Matthews, absolventă de la Harvard cu rădăcini în Nigeria, a dorit să găsească o modalitate de a folosi fotbalul, cel mai popular joc din lume, pentru a îmbunătăți viața oamenilor din țările în curs de dezvoltare. Rezultatul este Soccket, care poate produce 3 ore de lumină LED cu 30 de minute de joc. Matthews spune că speră că invenția ei poate înlocui utilizarea kerosenului, amintind vizite în Nigeria, în timpul cărora combustibilul cu lămpi toxice i-a fost greu să respire.
Deși limitările proiectului sunt evidente - costul relativ ridicat al Soccket, scala mică pe care produce energie - ideea creării puterii din joc este una elegantă.
4. Biciclete
Porniți manivela, porniți o lumină? Generatoarele cu motoare pot genera o putere destul de bună: De exemplu, un biciclist profesionist poate pedala la peste 400 de wați pentru o oră (un simplu muritor poate produce jumătate din asta). Desigur, acest lucru abia ajută la consumul de energie al majorității oamenilor: Acasă casa americană folosea 940 kilowatt-uri pe lună în 2011. Cu toate acestea, bicicleta ta este mai mult decât suficientă pentru a încărca dispozitive mici, în timp ce poate oferi un sentiment sănătos al modului în care mult efort pe care îl presupune într-adevăr un kilowatt-oră.
Unele organizații au pus generatoarele de biciclete în centrul atenției: acest hotel danez oferă clienților tichete de masă în schimbul căreia să călărească bicicletele generatorului timp de 15 minute, în timp ce festivalul de muzică bazat de la San Francisco (unde altfel?) Rock the Bike folosește bicicletele pentru a-și pune sunetul. sistem.
Amatorii de Do-It-Yourself pot găsi mai multe planuri gratuite pentru a construi unul online.
5. Urina
Uneori, resursele limitate oferă soluții inovatoare. Patru fete nigeriene au creat o metodă de generare a energiei electrice care este alimentată de pipi. Proiectarea lor extrage hidrogen din urină și poate produce șase ore de putere pentru fiecare litru.
În mod natural, prototipul lor are limitări considerabile - celula sa electrolitică necesită energie pentru a începe, iar sursa de combustibil, hidrogenul pur, este volatil. Cu toate acestea, invenția lor rămâne o faimă impresionantă a ingineriei, mai ales având în vedere vârstele lor: Niciunul dintre ei nu avea mai mult de 15 ani la finalizarea proiectului.
6. bumps-uri de viteză
În zilele noastre, navetiștii din sud-vestul Angliei pot crea energie cu mașinile lor: Orașul a început să instaleze rampe electro-cinetice. Fiecare ramă conține plăci metalice care sunt comprimate la trecerea unei mașini, alimentând un generator intern. Energia produsă variază între 5 și 50 kW, în funcție de greutatea vehiculului care trece.
Inventatorul din Dorset, Peter Hughes, a petrecut 12 ani proiectându-și conceptul, care poate ajuta semafoarele, indicatoarele rutiere și alte infrastructuri ale orașului.
7. Microbi marini
Pentru un observator laic, microbii producători de energie electrică par să cadă la marginea științei și a ficțiunii. Cu toate acestea, sunt foarte reale: cercetătorii de la Universitatea din Anglia de Est au studiat o tulpină de bacterii numită Shewanella oneidensis, care produce proteine care pot transfera electricitatea în metale.
Microbul marin a fost sintetizat cu succes artificial, iar testele de laborator au demonstrat că energia produsă de proteinele de pe suprafața sa poate fi valorificată pentru energie electrică. Dr. Tom Clarke, biolog la East Anglia, explică:
Oamenii de știință știu de ceva timp că bacteriile au efect asupra mineralelor și metalelor, dar aceasta este prima dată când s-a demonstrat că descarcă direct un curent electric. Pot exista și alte specii care o fac chiar mai bine decât a noastră. Aceste bacterii prezintă un potențial mare ca celule microbiene de combustibil, unde electricitatea poate fi generată prin defalcarea deșeurilor menajere sau agricole.
8. Centuri de vânt
Ideea turbinelor eoliene este una consacrată în cercurile de energie alternativă, dar ideea unei centuri eoliene este relativ nouă: Shawn Frayne a conceput-o în timpul unei călătorii în 2004 într-o comunitate de pescuit off-grid din Haiti. Spre deosebire de o turbină angrenată tradițională, care folosește vântul pentru a-și alimenta rotorii, o centură de vânt folosește un fenomen aerodinamic cunoscut sub numele de flutter aeroelastic pentru a trage energie de la vânt.
Tehnologia este capabilă să extragă energia din vânt la cantar și costuri inaccesibile turbinelor tradiționale. În frunte cu Frayne, Grupul de energie eoliană Humdinger lucrează în prezent la dezvoltarea și desfășurarea mai multor dimensiuni și modele ale prototipului său în întreaga lume - centurile de vânt există acum în Hong Kong, Spania, Ecuador și Canada.