самая лучшая альтернативная энергия
ТОП-10 Альтернативных источников энергии
Основные источники энергии — например, уголь или нефть, имеют обыкновение кончаться, и к тому же загрязняют окружающую среду. Им противопоставляются возобновляемые ресурсы — такие как геотермальная энергия или солнечное излучение.
Наша цивилизация нуждается в огромных количествах энергии – для любого вида производства, заправки транспорта, освещения домов. Но Земля, кажется, совершенно неистощима.
Рассмотрим десять альтернативных источников энергии, которые уже показали себя в деле.
1) «Солнечные окна»
Солнце – очевидный и надёжный источник энергии, но для солнечных батарей требуются чрезвычайно дорогие материалы. Технология SolarWindow использует прозрачные пластиковые стёкла, служащие одновременно панелями солнечных батарей. Их можно устанавливать в качестве обычных окон, и цена производства вполне приемлема.
2) Приливы
Мы начали присматриваться к приливам в качестве источников энергии совсем недавно. Наиболее перспективный волновой генератор – Oyster – был разработан лишь в 2009 году. Название переводится как «устрица», так как именно её он внешне напоминает. Двух установок, запущенных в Шотландии, хватает для обеспечения энергией 80 жилых домов.
3) Генератор микроволн
Амбициозный проект британского инженера Роберта Шоера, предлагающий полностью отказаться от привычного топлива космических аппаратов. Резонирующие микроволны гипотетически должны создавать мощную реактивную тягу, при этом попутно опровергая третий закон Ньютона. Работает система или является шарлатанством, пока неясно.
4) Вирусы
Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли пару лет назад обнаружили вирус, способный создавать электроэнергию за счёт деформации модифицированных материалов. Такие свойства проявили безвредные вирусы-бактериофаги M13. Сейчас эта технология используется для подпитки экранов ноутбуков и смартфонов.
5) Геотермальная энергия
Один из самых известных и широко распространённых альтернативных источников энергии – геотермальная. Она берётся из жара самой Земли и потому не тратит её ресурсов. Одна тепловая электростанция, «сидящая» на вулкане, обеспечивает током около 11500 жилых домов.
6) Betaray
Существует ещё одна солнечная батарея нового типа, правда, делающая упор не на дешевизну, а на эффективность. Betaray представляет из себя наполненную особой жидкостью сферу, обтянутую улавливающими тепло панелями. Устройство вырабатывает в четыре раза больше энергии, чем обычные солнечные батареи.
7) Биотопливо
Весьма перспективный источник энергии, буквально выращиваемый на полях. Его добывают из растительных масел – например, сои или кукурузы. Но самыми перспективными являются… водоросли, отдающие стократно больше ресурсов, чем наземные растения. И даже отходы от них можно использовать в качестве удобрения.
8) Радиоактивный торий
Радиоактивный торий весьма напоминает уран, но отдаёт в 90 раз больше энергии! Правда, для этого учёным приходится изрядно попотеть, и в основном торий играет второстепенную роль в ядерных реакторах. Его запасы в земной коре превышают запасы урана в 3-4 раза, так что потенциально торий способен обеспечить человечество энергией на сотни лет.
9) Надувная турбина
По сути является следующим уровнем развития ветряных электростанций. Турбина, наполненная гелием, поднимается на высоту до 600 метров, где ветер дует постоянно и с огромной силой. Кроме окупаемости по энергии, устройство также весьма устойчиво к любой непогоде и дешево.
10) Международный экспериментальный термоядерный реактор
Несмотря на все опасности, связанные с атомными станциями, они всё равно остаются мощнейшими источниками энергии, изобретёнными человеком. ITER – проект международного термоядерного реактора, в котором участвуют: страны ЕС, Россия, США, Китай, Корея, Япония и Казахстан. Конец строительства реактора запланирован на 2020 год.
Материалы по теме
А вот ещё:
Эксперименты по возрождению вымерших животных
В этой статье мы расскажем о нескольких проектах по восстановлению вымерших видов.
Букардо
Первым вымершим видом, который – с большими оговорками – смогли восстановить в лабораторных условиях, стал букардо, один из подвидов пиренейского горного козла. Это животное, обитавшее в Пиренеях на территории Испании и Франции, было истреблено охотниками на исходе ХХ века. В 1989 году ученые насчитали в дикой природе около десяти букардо, а в 2000 году погибла последняя представительница вида, самка Селия.
Генетический материал был взят у Селии в 1999 году еще при ее жизни – ученые заморозили образцы ее кожи. Это дало возможность попытаться возродить вид путем клонирования с использованием домашних коз. ДНК букардо помещали в яйцеклетки коз, откуда предварительно удаляли собственный материал, а затем эмбрионы подсаживали суррогатным матерям-козам.
Работа проводилась несколькими испанскими исследовательскими институтами в партнерстве с Университетом Льежа (Франция) при поддержке Национального института аграрных и агропродовольственных исследований Испании. Было проведено две серии экспериментов. На первой ученые получили 54 эмбриона и подсадили их 13 козам. Две из них забеременели, но у обоих случились выкидыши на ранних сроках (около 45 дней). В ходе второй серии 154 эмбриона подсадили 44 козам, забеременели пять, и у одной 30 июля 2003 года родился козленок. Возможно, шанс на успех повысил тот факт, что суррогатная мать была не чистокровной домашней козой, а помесью с другим подвидом пиренейского козла.
Новорожденная козочка – детеныш оказался самочкой – появилась на свет с помощью кесарева сечения и весила около двух с половиной килограммов. К сожалению, прожила она меньше десяти минут: у нее оказалась серьезная неоперабельная патология легких. Несмотря на это, сами ученые оценивали результаты эксперимента как положительные и намеревались усовершенствовать технологию – правда, никаких новостей об успехах в возрождении букардо с тех пор больше не было.
Странствующий голубь
Датой исчезновения странствующего голубя считается 1 сентября 1914 года – в этот день в зоопарке Цинциннати (Огайо, США) умерла последняя голубка по кличке Марта. Однако в природе этот вид исчез перестал существовать еще раньше – последнюю дикую птицу застрелили в 1900 году.
Между тем до XIX века в Америке обитала огромная популяция странствующих голубей – по разным данных, от трех до пяти миллиардов. Основной причиной ее вымирания считается хищническая охота. Голубей действительно убивали целыми стаями ради вкусного и дешевого мяса, но это лишь один из множества факторов. Недавние исследования позволили сделать вывод, что роковую роль сыграло еще и то, что странствующие голуби привыкли жить огромными стаями. Это способствовало быстрому распространению болезней, негативных мутаций, а также низкая приспосабливаемость к меняющимся условиям – урбанизации, вырубке лесов и т.п.
Странствующий голубь стал одним из первых и основных кандидатов на восстановление – работа над возрождением вида началась в 2012 году в США в рамках проекта Revive & Restore. За основу взят родственный вид – полосатохвостый голубь (Patagioenas fasciata). Программа восстановления состоит из пяти этапов. Первый отведен под расшифровку и сравнение геномов этих двух видов. В настоящее время исследование находится именно на этой стадии – код ДНК странствующего голубя уже секвентирован, в результате были получены примерно 1,1 млрд спаренных оснований. Однако сейчас геном представляет собой просто цепочку – отдельные гены и генные регуляторы пока неизвестны, и исследователям только предстоит их идентифицировать.
Живой самец в вольере Уитмена, 1896-1898 годыWikimedia Commons | Internet Archive Book Images | Flickr
На втором ученые определят, какие именно гены в геноме полосатых голубей нужно будет отредактировать, на третьем пройдет собственно редактирование. В результате должны появиться птицы, внешне идентичные полосатым голубям, но с новым геномом, а уже после спаривания этих птиц появятся возрожденные странствующие голуби. Четвертый этап предполагает разведение странствующих голубей в неволе, а на пятом их планируется под наблюдением выпустить в дикую природу.
Наибольшие сомнения вызывает последний этап – они связаны с уже упоминавшейся привычкой странствующих голубей жить в огромных стаях. Скептики утверждают, что даже если выпустить в дикую природу небольшие популяции, они все равно в ней не выживут. Однако разработчики проекта верят, что это препятствие преодолимо за счет восстановления лесов, которое ведется уже сейчас.
Мамонт
Совсем недавно, в сентябре 2021 года, тема возрождения мамонта вновь вызвала всплеск интереса. Доктор Джордж Черч, главный идеолог этого проекта, наконец-то получил финансирование – несколько коммерческих спонсоров выделили 15 млн долларов, что позволит если не воплотить идею в жизнь, то хотя бы сделать первые шаги.
Впервые Черч озвучил свои планы по возрождению шерстистых мамонтов в 2013 году, рассчитывая взять за основу генетический материал азиатского слона. Одна из проблем заключается в том, что генетический материал мамонтов до нас не дошел. Поэтому сначала придется отредактировать геном слона, заменяя последовательности ДНК и приближая его к геному мамонта – он на сегодняшний день известен, – а уже потом можно будет подсаживать его в эмбрионы слоних. Правда, сложности на этом не закончатся: беременность у слонов длится крайне долго, то есть попытки придется растягивать во времени, да и как эмбрионы будут приживаться, еще неизвестно.
Шерстистые мамонтыMauricio Antón | Public Library of Science
Сам Черч говорит, что возрождение мамонтов поможет восстановить луга в тундре. Сейчас там растет мох, но считается, что раньше мамонты разрывали мох, удобряли пометом почву и поддерживали луговую экосистему. Эта цель вызывает поток критики, и мало кто воспринимает ее всерьез. Даже единомышленник Черча и его инвестор Бен Лэмм высказывается иначе: он сравнивает проект с полетом на Луну. Для него возрождение мамонта – не самоцель, но он верит, что открытия, которые будут совершены на пути к ней, в целом помогут спасать виды или предотвращать их вымирание, подобно тому как воплощение в жизнь лунной программы продвинуло технологии в целом.
Альтернативные источники энергии для частного дома. Это не только энергия солнца и солнечные батареи
В последнее время у всех на слуху «зеленая энергетика». В Западных странах усиленно пытаются перейти на генерацию электроэнергии, которая полностью основана на базе возобновляемых (неисчерпаемых, с человеческой точки зрения) источников. Получится это или нет и в какие сроки — это уже другой вопрос. Но их маниакальное упорство в этом стремлении часто побеждает разум и элементарную логику. Ну да ладно — это их выбор и их путь.
Обычный среднестатистический человек в нашей стране, если речь заходит о «зеленой энергии» для частного дома, сразу представляет себе солнечные батареи, которыми устлана вся поверхность крыши домостроения. Да, это самый распространенный и реальный вариант обеспечить дом (полностью или частично) электроэнергией из «дармового» и неисчерпаемого источника. Вот только для того, чтобы превратить энергию Солнца в электричество придется закупать и устанавливать довольно таки дорогое оборудование. А вот о стабильности получения необходимого объема такой электроэнергии мечтать не приходится. Выработка электроэнергии будет зависеть от географии (региона, в котором находится дом), погоды, сезона, времени суток и т.д.
Но не только солнечный свет можно использовать как источник возобновляемой энергии, который можно использовать для частного дома!
Энергия ветра
Все видели фотографии (а может быть и не только фотографии) огромных полей с установленными на них гигантскими ветрогенераторами, длина лопастей которых превышает 50 метров. Ветер приводит в движение лопасти ветрогенератора, которые вращают турбину. Вырабатывается электроэнергия. Объем выработки электроэнергии зависит от скорости (силы) ветра, воздействующего на лопасти. Но это, так сказать, промышленные масштабы. А что с выработкой электроэнергии ветряком (ветрогенератором, ветроустановкой, ВЭС) для частного дома? Существуют и мини ветроустановки, которые с успехом можно использовать для выработки электроэнергии для бытовых нужд в частном доме. Мини ветроустановки прекрасно будут работать в степной и гористой местностях и в прибрежных районах. При высоте мачты в 5 метров, длине лопасти в 1 метр (для 4-х лопастных установок) и ветре 12-15 метров в секунду, ветроустановка способна выдавать мощность приблизительно до 1кВт. Вырабатывать же электроэнергию ветряки начинают лишь при минимальной скорости ветра 3-4 метра в секунду. При такой «начальной» скорости ветра, ветроустановка, конечно не сможет выдавать заявленную производителем номинальную мощность. Поэтому годовая выработка электроэнергии ветрогенератором рассчитывается в зависимости от среднегодовой скорости ветра в месте установки ветряка. Установка четырех таких ветряков теоретически может полностью обеспечить потребность в электроэнергии среднестатистического частного дома. Но понятно, что наличие ветра и его скорость вещи непредсказуемые. Соответственно, даже с учетом аккумулирования излишков электроэнергии в то время, когда ветряки работают на 100%, обеспечить надежное и бесперебойное снабжение частного дома электроэнергией, исключительно вырабатываемой ветряками, довольно проблематично.
Комплект оборудования для мини ВЭС и её монтаж обойдутся, конечно, очень недешево. При выборе удачного места установки мачты с ветряком и использовании такой ветряной электростанции в качестве альтернативного источника электроэнергии, можно окупить все затраты примерно за 5-20 лет (опять же по заявлению производителей). Да, срок не маленький, но после этого срока электроэнергия, вырабатываемая ветряком, будет практически бесплатной.
Стоимость ветровой электроэнергии зависит от многих параметров, но приблизительно она в 2-3 раза дороже электроэнергии, вырабатываемой на гидроэлектростанциях и сопоставима со стоимостью электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС.
При использовании ветряка в качестве источника электроэнергии для дома, в силу главного недостатка ветряков (нет ветра — нет электроэнергии), полностью отказаться от сетевого электричества вряд ли получится. Придется комбинировать источники электроэнергии — ветряк плюс централизованная электрическая сеть.
Энергия воды
Мини гидроэлектростанция вполне может стать альтернативным источником электроэнергии для частного дома. Они довольно компактны и не требую строительства плотины или других вспомогательных сооружений. Правда необходимым условием для получения электроэнергии таким способом является наличие на небольшом расстоянии от домостроения реки, канала или водовода. Да и скорость потока воды должна быть не менее 0,7 метра в секунду. Генератор такой мини ГЭС Погружается в свободный поток реки (канала, водовода) и преобразует вращение турбины в электрическую энергию. Обычно мощность гидроагрегатов мини ГЭС для дома составляет от 0,3 до 5 кВт. С помощью мини ГЭС можно полностью обеспечить частный дом электроэнергией. Мини ГЭС накопительного типа позволяют «запасать» избыток вырабатываемой электроэнергии в аккумуляторах и при увеличении потребления электроэнергии в доме, выше вырабатываемой мини ГЭС на текущий момент, восполнять дефицит электроэнергии из аккумуляторов.
Мини ГЭС — это одно из самых перспективный направлений альтернативной энергетики. Работа мини ГЭС не зависит от погодных условий. И хоть оборудование мини ГЭС стОит дорого, но производители заявляют о сроке окупаемости таких установок всего за 2-4 года, в то время, как срок эксплуатации мини ГЭС составляет порядка 20 лет.
Геотермальная энергия
Геотермальную энергию (тепло недр земли) используют обычно в местах выброса горячих сейсмических источников на Дальнем Востоке, Камчатке и т.д. Да и используется этот вид энергии почти повсеместно в промышленных масштабах. Но благодаря развитию технологий теперь возможно использовать геотермальную энергию «в частном порядке» для отопления дома и в перспективе для выработки электроэнергии.
Принцип отопления дома с помощью геотермальных источников энергии очень похож на принцип работы обычного кондиционера, работающего в режиме обогрева. Тепловой насос (основной элемент такой системы отопления) имеет два контура. Первый контур — это обычная система отопления дома (трубы, батареи отопления). Второй контур — находится под землей или под водой. Теплоноситель второго контура вода. Она принимает температуру среды, через которую проходит, поступает в тепловой насос и нагревает теплоноситель первого контура, который циркулирует по системе отопления дома.
Современные техника и технологии позволяют обогревать данным методом частные дома, находящиеся в любом регионе (не обязательно в районах с горячими сейсмическими источниками). Небольшая разница температур (всего в несколько градусов между температурой на поверхности земли и на небольшой глубине) позволяет получить тепловую энергию, которой вполне хватает для отопления дома.
Положение с выработкой электроэнергии для частных домов с помощью геотермальных источников немного сложнее. Принцип выработки такой электроэнергии известен давно и используется в работе больших геотермальных электростанций. А вот на уровне «мини» такие электростанции еще практически не выпускаются.
Развитие геотермальной энергетики имеет огромные перспективы, так как температура геотермальных источников стабильна и не зависит ни от погодных условий, ни от времени года.
Подводя итог можно сказать, что использование альтернативных источников энергии в частном доме — это не фантастика, а реальность современной жизни. Не смотря на то, что выпускаемое оборудование для выработки электроэнергии из любого альтернативного (возобновляемого) источника стОит, на сегодняшний день, довольно дорого и имеет относительно большой срок окупаемости, такие «альтернативные мини электростанции» всё чаще можно встретить на наших просторах.
Несомненно, с развитием технологий, стоимость таких альтернативных микро и мини электростанций, срок их окупаемости и стоимость вырабатываемой электроэнергии будут уменьшаться!