8 fontes de energia renovável que podem substituir o petróleo e o gás

1. energia solar

Quando se trata de fontes renováveis, em primeiro lugar, todos se lembram da energia solar e dos painéis para sua conversão. Existir dois tipos de tais geradores - tipo fotovoltaico e concentrado.

Os primeiros funcionam assim: quando um condutor ou semicondutor em uma bateria aquece devido à absorção de energia solar radiação, uma diferença de potencial é criada entre regiões frias e quentes, e uma corrente elétrica atual.

Os geradores do tipo concentrado captam a luz, aquecem o líquido, transformam-no em vapor e geram eletricidade por meio da rotação de turbinas. O princípio de operação de tais painéis se compara favoravelmente na medida em que permite acumular calor, o que significa que eles permanecem limitados à noite.

Além de gerar eletricidade, a luz do sol também pode aplicar para aquecer líquidos diretamente - por exemplo, em piscinas e chuveiros. Um grande tanque localizado no telhado de uma casa ecológica economizará muito em eletricidade.

2. biocombustível

A biomassa é material derivado de organismos vivos, mais comumente plantas ou algas. Eles vivem de energia solar e água, multiplicam-se com eficiência e têm uma natureza dócil.

O mais comum fonte a biomassa atualmente é a madeira, ou seja, árvores mortas, galhos e tocos, aparas de tábuas, cavacos e outros resíduos da produção. E também culturas - milho, cânhamo, milho, soja, miscanthus, sorgo, cana-de-açúcar, bambu. Além disso, uma excelente fonte de biomassa pode tornar-se algas porque elas crescem muito rápido.

De tudo isso, você pode obter etanol, butanol, hidrogênio, gás metano, gás de síntese, biodiesel e muito mais.

A vantagem da energia, construída a partir da biomassa, é a eliminação eficiente dos resíduos. De tudo o que as pessoas não podem ou não têm tempo para comer, pode-se obter combustível. Já agora sua produção é boa estabelecido nos Estados Unidos e no Brasil, assim como no Sudeste Asiático.

É verdade que a mudança para biocombustíveis não resolve o problema do aquecimento global, porque ainda precisa ser queimado, assim como óleo e gás. Mas pelo menos cresce por conta própria e não se esgota como os minerais.

3. energia oceânica

As ondas do mar, as marés e as correntes criam um enorme suprimento de energia cinética - é até uma pena que tanta bondade seja desperdiçada. Mas, de fato, alguns países já aprenderam a se beneficiar de tudo isso - Por exemplo, no Reino Unido construiu o Oyster, o maior gerador de ondas do mundo.

O princípio de operação de tais dispositivos é o seguinte: ondas mover flutuadores, que acionam a bomba de pistão. Ele, por sua vez, conduz a água do mar até a costa por meio de um cano, onde gira o rotor de um gerador hidrelétrico.

Além das usinas costeiras, existem projetos de modificações subaquáticas. Eles funcionarão como um moinho de vento comum: um enorme moinho com pás é fixado no fundo do mar, uma corrente poderosa gira o eixo do gerador.

Além do uso banal da energia cinética das marés e correntes, existe uma forma mais extravagante de extrair eletricidade dos mares.

O fato é que o Sol aquece constantemente a superfície da água da Terra - na verdade, os oceanos são uma enorme bateria. Estima-se que até 5% do calor que produz fornecer geração de 10.000 GW de eletricidade.

As usinas hidrotermais oceânicas ajudarão nisso. trabalhar eles são assim: a gente desce um cano enorme até o fundo do oceano, que vai tirar água de lá. Depois de entrar em trocadores de calor com líquido quente próximo à superfície oceano em condições de pressão reduzida, a água fria começa a ferver não a 100 ° C, como de costume, mas apenas a 27 ° C. O vapor frio é formado, gira as turbinas e obtemos eletricidade.

Atualmente, tais instalações experimentais localizado no Japão e no Havaí.

4. energia eólica

Os moinhos foram inventados pelo menos em 700-900 dC na Pérsia e são familiares a todos pegou na Europa Medieval. Por quase 600 anos o vento esteve lá principal fonte de energia até que a humanidade mudou massivamente para motores a carvão e a vapor.

O primeiro parque eólico inventado em julho de 1887 pelo professor James Blyth, do Anderson College, em Glasgow. Mas os moradores se recusaram a usá-la, considerando a eletricidade "uma invenção de Satanás".

Mais tarde, o professor construiu outra turbina, alimentando o manicômio local a partir dela.

Agora a energia eólica está se tornando popular novamente. Ela usado em metade dos países do mundo. A Dinamarca, por exemplo, recebe graças a ela, 56% da eletricidade consumida, Uruguai - 40%, Lituânia - 36%, Irlanda - 35%, Grã-Bretanha - 24%. Os moinhos de vento também são amplamente utilizados nos EUA, China, Portugal, Alemanha, Espanha, América Latina e África.

Os moinhos de vento são bons porque permitem que você crie eletricidade a partir do ar onde é impraticável puxar os fios. Além disso, eles trabalhar mais eficiente à noite e no inverno, quando os painéis solares, ao contrário, perdem energia. Portanto, essas duas fontes de energia se complementam.

Sim, os moinhos de vento também têm algumas desvantagens: suas pás às vezes derrubam pássaros em vôo, e os suportes estão tremendo tanto que os vermes rastejam para fora do solo. No entanto, pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura mantido comparação e concluiu que esses geradores são responsáveis ​​por um número desproporcionalmente menor de mortes de aves do que as usinas de combustível fóssil.

5. Eletricidade estática do vapor de água

Uma nova forma exótica de gerar eletricidade encontrado em 2020 por cientistas da Universidade de Tel Aviv. Todos nós sabemos que os raios caem durante as tempestades. Eles são produzidos quando partículas de vapor d'água de diferentes densidades - de pequenas gotas a blocos de gelo - colidem umas com as outras e eletrificam o ambiente ao seu redor.

cientistas repetido esse processo em laboratório e descobriu que se a umidade do ar for superior a 60%, a eletricidade estática já pode surgir entre as partículas. E se você construir postes de metal altos o suficiente, eles podem literalmente carregar do vapor de água no ar. Como resultado, fios podem ser retirados deles e alimentar a infraestrutura.

Claro, você dificilmente pode iluminar uma metrópole com eletricidade a partir do vapor d'água. Mas esta é uma maneira muito promissora de obter energia barata para os países tropicais em desenvolvimento, onde há alta umidade.

6. energia geotérmica

Os cientistas calcularam que esfriando 1°C do núcleo da Terra liberará 10.000 vezes mais energia do que a contida em todos os combustíveis fósseis conhecidos. E, por um segundo, é aquecido a 6.000 ° C e esfria 300-500 ° C em um bilhão de anos.

Ou seja, são simplesmente incríveis reservas de energia! O sol se transformará em um gigante vermelho antes que tenhamos tempo de esgotar o potencial do núcleo da Terra.

Fontes geotérmicas agora nutrir usinas elétricas na Islândia, Nova Zelândia, Itália, França, Lituânia, México, Nicarágua, Costa Rica, Filipinas, Indonésia, China, Quênia e Japão.

Apenas uma pequena parte dos recursos geotérmicos do planeta é explorada para fins comerciais - na maioria das vezes essas estações estão localizadas nos limites das placas tectônicas. Mas se você colocar poços de perfuração de fluxo para o manto planetas, será possível extrair energia simplesmente do subsolo em qualquer lugar.

De fato, tal projeto existe apenas na teoria. Cavamos um poço no manto da Terra, o enchemos com fluido de fraturamento hidráulico e obtemos um aquífero quente artificial. E então colocamos turbinas no topo e produzimos eletricidade.

O único mas: precisar um buraco realmente enorme - cerca de 10 quilômetros de profundidade.

7. fotossíntese artificial

A fotossíntese é o processo que ocorre nas células vegetais, durante o qual a água e o dióxido de carbono são convertidos em oxigênio e glicose sob a influência da luz solar. Isso é apenas repita pode ser feito em condições de laboratório sem a ajuda de plantas.

Cientistas nos Estados Unidos, Suécia e Japão estão desenvolvendo métodos de fotossíntese artificial comercialmente viáveis ​​que permitir de dióxido de carbono e água para criar combustível, resinas, plásticos e fibras. E se a pesquisa for bem-sucedida, seremos capazes de produzir combustível e materiais de construção literalmente do nada.

Além disso, não é necessário recusar totalmente a participação de plantas e organismos aquáticos no processo. Por exemplo, para criar algas verde-azuladas fotossintéticas e depois destilar transformá-los em bioplásticos e biocombustíveis também é uma opção viável.

8. Radiação térmica infravermelha da Terra

Os raios do sol incidem sobre parte do planeta e aquecem a superfície e a atmosfera. O outro lado da Terra neste momento, ao contrário, emite a energia acumulada durante o dia na forma de radiação térmica infravermelha. O planeta produz 10¹⁷ watts de calor, e toda essa riqueza é dissipada sem sentido em espaço sideral.

engenheiros australianos inventado um dispositivo chamado diodo de termoradiação que gera energia não quando aquecido, mas quando resfriado. E se você criar um modelo bastante grande dele, que acumulará calor durante o dia e o liberará à noite, obterá algo como uma bateria solar que funciona 24 horas por dia.

E se fazer fotocélulas que captam luz infravermelha (estas já estão em aparelhos de visão noturna), e usá-los para absorver a radiação térmica do planeta, você obtém o chamado coletor energia de emissão. E permitirá que você produza eletricidade à noite do nada.

painéis, capturando radiação térmica da superfície do planeta à noite e luz solar ultravioleta espalhada durante o dia, você pode cobrirá todos os arranha-céus em áreas metropolitanas e obterá uma boa fonte adicional eletricidade.

Além disso, tais coletores de energia de emissão, quando não necessários, podem ser transformar nas torres do passivo radiação resfriamento (PDRC) - eles liberariam calor de forma mais eficiente no espaço do que na superfície do planeta. Isso ajudaria a salvar a Terra do aquecimento global.