Energia renovable: pertany al segle XIX
Contingut
Al lloc web de BP Statistical Review of World Energy, podeu trobar informació que l'any 2030, el consum mundial d'energia superarà el nivell actual en aproximadament un terç. Per tant, el desig dels països desenvolupats és satisfer les creixents necessitats amb l'ajuda de tecnologies "verdes" de fonts renovables (FER).
1. Parc eòlic marí
A Polònia, el 2020, el 19% de l'energia hauria de provenir d'aquestes fonts. En les condicions actuals, no es tracta d'una energia barata, per la qual cosa es desenvolupa sobretot gràcies al suport financer dels estats.
Segons una anàlisi del 2013 de l'Institut d'Energies Renovables, el cost de produir 1 MWh energia renovable varia, depenent de la font, de 200 a 1500 EUR.
Per comparar, el preu a l'engròs d'1 MWh d'electricitat el 2012 va ser d'aproximadament 200 PLN. El més barat en aquests estudis va ser obtenir energia de plantes de combustió multicombustible, és a dir. co-cocció i gas d'abocador. L'energia més cara s'obté de l'aigua i les aigües termals.
Les formes més conegudes i visibles de FER, és a dir, les turbines eòliques (1) i les plaques solars (2), són més cares. Tanmateix, a la llarga, els preus del carbó i, per exemple, de l'energia nuclear augmentaran inevitablement. Diversos estudis (per exemple, un estudi del grup RWE el 2012) mostren que les categories "conservadora" i "nacional", és a dir. fonts d’energia serà més car a la llarga (3).
I això farà de les energies renovables una alternativa no només ambiental, sinó també econòmica. De vegades s'oblida que els combustibles fòssils també estan molt subvencionats per l'Estat i el seu preu, per regla general, no té en compte l'impacte negatiu que tenen sobre el medi ambient.
Còctel solar-aigua-vent
El 2009, els professors Mark Jacobson (Universitat de Stanford) i Mark DeLucchi (Universitat de Califòrnia, Davis) van publicar un article a Scientific American argumentant que el 2030 el món sencer podria canviar a energia renovable. A la primavera del 2013, van repetir els seus càlculs per a l'estat nord-americà de Nova York.
Segons la seva opinió, aviat podria abandonar completament els combustibles fòssils. Això és fonts renovables pots obtenir l'energia necessària per al transport, la indústria i la població. L'energia vindrà de l'anomenada mescla WWS (vent, aigua, sol - vent, aigua, sol).
Fins al 40 per cent de l'energia vindrà de parcs eòlics marí, dels quals s'hauran de desplegar prop de tretze mil. A terra, es requeriran més de 4 persones. turbines que proporcionaran un altre 10 per cent de l'energia. El proper 10% vindrà de gairebé el XNUMX% de les granges solars amb tecnologia de concentració de radiació.
Les instal·lacions fotovoltaiques convencionals s'afegiran un 10 per cent entre elles. Un altre 18 per cent vindrà de les instal·lacions solars: a habitatges, edificis públics i seus corporatives. L'energia que falti es reposarà amb centrals geotèrmiques, centrals hidroelèctriques, generadors de marees i totes les altres fonts d'energia renovables.
Els científics ho han calculat mitjançant l'ús d'un sistema basat en energia renovable la demanda d'energia —a causa de la major eficiència d'aquest sistema— caurà a tot l'estat en un 37 per cent, i els preus de l'energia s'estabilitzaran.
Es crearan més llocs de treball dels que es perdran, ja que tota l'energia es produirà a l'estat. A més, s'ha estimat que unes 4 persones moriran cada any a causa de la reducció de la contaminació atmosfèrica. menys persones i el cost de la contaminació es reduirà en 33 milions de dòlars anuals.
3. Preus de l'energia fins al 2050 - estudi RWE
Això vol dir que tota la inversió es pagarà en uns 17 anys. És possible que fos més ràpid, ja que l'estat podria vendre part de l'energia. Els funcionaris de l'estat de Nova York comparteixen l'optimisme d'aquests càlculs? Crec que una mica sí i una mica no.
Al cap i a la fi, no ho “abandonen” tot per fer realitat la proposta, però, és clar, inverteixen en tecnologies de producció. Energia renovable. L'exalcalde de la ciutat de Nova York Michael Bloomberg va anunciar fa uns mesos que l'abocador més gran del món, el Freshkills Park a Staten Island, es convertiria en una de les centrals solars més grans del món.
On es descomponen els residus de Nova York, es generaran 10 megawatts d'energia. La resta del territori de Freshkills, o gairebé 600 hectàrees, es convertirà en zones verdes amb caràcter de parc.
On són les normes renovables
Molts països ja estan en bon camí cap a un futur més verd. Els països escandinaus han superat durant molt de temps el llindar del 50% per obtenir energia fonts renovables. Segons dades publicades a la tardor de 2014 per l'organització ambiental internacional WWF, Escòcia ja produeix més energia dels molins de vent de la que necessiten totes les llars escoceses.
Aquestes xifres mostren que l'octubre de 2014, els aerogeneradors escocesos van produir electricitat equivalent al 126 per cent de les necessitats de les llars locals. En general, el 40 per cent de l'energia produïda en aquesta regió prové de fonts renovables.
Ze fonts renovables més de la meitat de l'energia espanyola prové. La meitat d'aquesta meitat prové de fonts d'aigua. Una cinquena part de tota l'energia espanyola prové dels parcs eòlics. A la ciutat mexicana de La Paz, al seu torn, hi ha una central solar Aura Solar I amb una potència de 39 MW.
A més, està a punt de finalitzar la instal·lació d'una segona granja Groupotec I de 30 MW, gràcies a la qual aviat la ciutat es podrà abastir totalment d'energia procedent de fonts renovables. Un exemple d'un país que ha implementat constantment una política d'augment de la quota d'energia procedent de fonts renovables al llarg dels anys és Alemanya.
Segons Agora Energiewende, l'any 2014 les energies renovables representaven el 25,8% del subministrament d'aquest país. El 2020, Alemanya hauria de rebre més del 40 per cent d'aquestes fonts. La transformació energètica d'Alemanya no es tracta només de l'abandonament de l'energia nuclear i del carbó a favor de energia renovable en el sector energètic.
No s'ha d'oblidar que Alemanya també és líder en la creació de solucions per a "cases passives", que prescindeixen en gran part dels sistemes de calefacció. "El nostre objectiu de que el 2050 per cent de l'electricitat d'Alemanya provingui de fonts renovables l'any 80 segueix vigent", va dir recentment la cancellera alemanya Angela Merkel.
Nous panells solars
Als laboratoris hi ha una lluita constant per millorar l'eficiència. fonts d’energia renovables – per exemple, cèl·lules fotovoltaiques. Les cèl·lules solars, que converteixen l'energia lumínica de la nostra estrella en electricitat, s'acosten a un rècord d'eficiència del 50 per cent.
4. Grafè sobre escuma per a la conversió de solar a vapor amb el MIT
Tanmateix, els sistemes del mercat actual mostren una eficiència de no més del 20 per cent. Plaques fotovoltaiques d'última generació que es converteixen de manera tan eficient energia de l'espectre solar - des de l'infraroig, passant pel rang visible, fins a l'ultraviolat: en realitat no es compon d'una, sinó de quatre cèl·lules.
Les capes de semiconductors es superposen entre si. Cadascun d'ells s'encarrega d'obtenir un rang diferent d'ones de l'espectre. Aquesta tecnologia s'abreuja CPV (concentrador fotovoltaic) i s'ha provat prèviament a l'espai.
L'any passat, per exemple, els enginyers de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) van crear un material format per escates de grafit col·locades sobre escuma de carboni (4). Col·locat a l'aigua i dirigit cap a ella pels raigs del sol, forma vapor d'aigua, convertint-hi fins al 85 per cent de tota l'energia de la radiació solar.
El nou material funciona de manera molt senzilla: el grafit porós a la seva part superior és capaç d'absorbir perfectament i emmagatzemar energia solari a la part inferior hi ha una capa de carboni, parcialment farcida de bombolles d'aire (perquè el material pugui surar sobre l'aigua), evitant que l'energia tèrmica s'escapi a l'aigua.
5. Antenes fotovoltaiques en un camp de gira-sols
Les solucions solars de vapor anteriors havien de concentrar els raigs del sol fins i tot mil vegades per tal de funcionar.
La nova solució del MIT només requereix deu vegades la concentració, cosa que fa que tota la configuració sigui relativament barata.
O potser intentar combinar una antena parabòlica amb un gira-sol en una sola tecnologia? Els enginyers d'Airlight Energy, una empresa suïssa amb seu a Biasca, volen demostrar que és possible.
Han desenvolupat plaques de 5 metres equipades amb complexos de matrius solars que s'assemblen a antenes de televisió per satèl·lit o radiotelescopis i segueixen els raigs del sol com els gira-sols (XNUMX).
Se suposa que són col·lectors d'energia especials, que no només subministren electricitat a les cèl·lules fotovoltaiques, sinó també calor, aigua neta i fins i tot, després d'utilitzar una bomba de calor, alimenten una nevera.
Els miralls escampats per la seva superfície transmeten la radiació solar incident i l'enfocan als panells, fins i tot fins a 2 vegades. Cadascun dels sis panells de treball està equipat amb 25 xips fotovoltaics refrigerats per aigua que flueix a través de microcanals.
Gràcies a la concentració d'energia, els mòduls fotovoltaics funcionen de manera quatre vegades més eficient. Quan està equipat amb una dessalinitzadora d'aigua de mar, la unitat utilitza aigua calenta per produir 2500 litres d'aigua dolça al dia.
A les zones remotes, es poden instal·lar equips de filtració d'aigua en lloc de plantes dessalinitzadores. Tota l'estructura de l'antena de flors de 10 m es pot plegar i transportar fàcilment amb un petit camió. Nova idea per ús de l'energia solar a les zones menys desenvolupades és Solarkiosk (6).
Aquest tipus d'unitats estan equipades amb un encaminador Wi-Fi i poden carregar més de 200 telèfons mòbils al dia o alimentar una mini-nevera on, per exemple, es poden emmagatzemar els medicaments essencials. Desenes d'aquests quioscs ja s'han posat en marxa. Van operar principalment a Etiòpia, Botswana i Kenya.
7. Projecte de gratacels Pertamina
Arquitectura energètica
Se suposa que el gratacels Pertamina (99), de 7 pisos, que està previst construir-se a Jakarta, la capital d'Indonèsia, produirà tanta energia com consumeix. Aquest és el primer edifici de les seves dimensions al món. L'arquitectura de l'edifici estava molt relacionada amb la ubicació: només permet l'entrada de la radiació solar necessària, permetent estalviar la resta de l'energia solar.
8. Mur Verda a Barcelona
La torre truncada actua com un túnel a utilitzar energia eòlica. A cada costat de la instal·lació s'instal·len plaques fotovoltaiques que permeten produir energia durant tot el dia, en qualsevol època de l'any.
L'edifici comptarà amb una central geotèrmica integrada per complementar l'energia solar i eòlica.
Mentrestant, investigadors alemanys de la Universitat de Jena han preparat un projecte de "façanes intel·ligents" d'edificis. La transmissió de la llum es pot ajustar prement un botó. No només estan equipades amb cèl·lules fotovoltaiques, sinó també per al cultiu d'algues per a la producció de biocombustibles.
El projecte de Finestres hidràulics de gran àrea (LaWin) compta amb el suport de fons europeus del programa Horitzó 2020. El miracle de la moderna tecnologia verda que brota a la façana del Teatre Raval de Barcelona té poc a veure amb el concepte anterior (8).
El jardí vertical dissenyat per Urbanarbolismo és totalment autònom. Les plantes es regeixen mitjançant un sistema de reg les bombes del qual funcionen amb l'energia generada plaques fotovoltaiques s'integra amb el sistema.
L'aigua, al seu torn, prové de la precipitació. L'aigua de pluja flueix per canalons cap a un dipòsit d'emmagatzematge, des d'on després és bombejada per bombes d'energia solar. No hi ha font d'alimentació externa.
El sistema intel·ligent rega les plantes segons les seves necessitats. Cada cop apareixen més estructures d'aquest tipus a gran escala. Un exemple és l'Estadi Nacional d'energia solar de Kaohsiung, Taiwan (9).
Dissenyat per l'arquitecte japonès Toyo Ito i posat en marxa l'any 2009, està cobert per 8844 cèl·lules fotovoltaiques i pot generar fins a 1,14 gigawatt-hora d'energia a l'any, la qual cosa proporciona el 80 per cent de les necessitats de la zona.
9. Estadi solar a Taiwan
Les sals foses obtindran energia?
Emmagatzematge d'energia en forma de sal fosa es desconeix. Aquesta tecnologia s'utilitza en grans centrals d'energia solar, com la recentment inaugurada Ivanpah al desert de Mojave. Segons l'empresa californiana Halotechnics encara desconeguda, aquesta tècnica és tan prometedora que la seva aplicació es pot estendre a tot el sector energètic, especialment renovable, és clar, on el tema de l'emmagatzematge de l'excedent davant l'escassetat d'energia és un problema clau.
Els representants de l'empresa diuen que emmagatzemar energia d'aquesta manera és la meitat del preu de les bateries, diversos tipus de bateries grans. Pel que fa al cost, pot competir amb els sistemes d'emmagatzematge per bombeig, que, com ja sabeu, només es poden utilitzar en condicions de camp favorables. Tanmateix, aquesta tecnologia té els seus inconvenients.
Per exemple, només el 70 per cent de l'energia emmagatzemada a les sals foses es pot reutilitzar com a electricitat (el 90 per cent en bateries). Halotechnics treballa actualment en l'eficiència d'aquests sistemes, incloent-hi l'ús de bombes de calor i diverses mescles de sal.
10. Dipòsits de sal fosa per a l'emmagatzematge d'energia
La planta de demostració es va posar en funcionament als Sandia National Laboratories a Arbuquerque, Nou Mèxic, EUA. emmagatzematge d'energia amb sal fosa. Està dissenyat específicament per funcionar amb la tecnologia CLFR, que utilitza miralls que emmagatzemen energia solar per escalfar el líquid de polvorització.
És sal fosa en un dipòsit. El sistema agafa la sal del dipòsit fred (290 °C), aprofita la calor dels miralls i escalfa el líquid a una temperatura de 550 °C, després la transfereix al següent dipòsit (10). Quan és necessari, la sal fosa a alta temperatura es fa passar per un intercanviador de calor per generar vapor per a la generació d'energia.
Finalment, la sal fosa es retorna al dipòsit fred i el procés es repeteix en un bucle tancat. Estudis comparatius han demostrat que l'ús de sal fosa com a fluid de treball permet el funcionament a altes temperatures, redueix la quantitat de sal necessària per a l'emmagatzematge i elimina la necessitat de dos conjunts d'intercanviadors de calor al sistema, reduint el cost i la complexitat del sistema.
Una solució que ofereix emmagatzematge d'energia a menor escala, és possible instal·lar una bateria de parafina amb col·lectors solars al sostre. Es tracta d'una tecnologia desenvolupada a la Universitat Espanyola del País Basc (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).
Està pensat per a l'ús de la llar mitjana. El cos principal del dispositiu està fet de plaques d'alumini immerses en parafina. L'aigua s'utilitza com a mitjà de transferència d'energia, no com a mitjà d'emmagatzematge. Aquesta tasca correspon a la parafina, que agafa calor dels panells d'alumini i es fon a una temperatura de 60 °C.
En aquest invent, l'energia elèctrica s'allibera en refredar la cera, que desprèn calor als panells prims. Els científics estan treballant per millorar encara més l'eficiència del procés substituint la parafina per un altre material, com un àcid gras.
L'energia es produeix en el procés de transició de fase. La instal·lació pot tenir una forma diferent segons els requisits de construcció dels edificis. Fins i tot podeu construir els anomenats falsos sostres.
Noves idees, noves maneres
Els fanals, desenvolupats per l'empresa holandesa Kaal Masten, es poden instal·lar a qualsevol lloc, fins i tot en zones no electrificades. No necessiten xarxa elèctrica per funcionar. Només brillen gràcies als panells solars.
Els pilars d'aquests fars estan coberts amb plaques solars. El dissenyador afirma que durant el dia poden acumular tanta energia que després brillen tota la nit. Fins i tot el temps ennuvolat no els apagarà. Inclou un impressionant conjunt de bateries llums de baix consum DÍODE EMISSOR DE LLUM.
L'Esperit (11), com es va anomenar aquesta llanterna, s'ha de substituir cada pocs anys. Curiosament, des del punt de vista mediambiental, aquestes bateries són fàcils de manejar.
Mentrestant, s'estan plantant arbres solars a Israel. No hi hauria res d'extraordinari en això si no fos perquè en comptes de fulles s'instal·len plaques solars en aquestes plantacions, que reben energia, que després serveix per carregar dispositius mòbils, refredar aigua i emetre un senyal Wi-Fi.
El disseny, anomenat eTree (12), consta d'un "tronc" metàl·lic que es ramifica, i sobre les branques panells solars. L'energia rebuda amb la seva ajuda s'emmagatzema localment i es pot "transferir" a les bateries dels telèfons intel·ligents o tauletes mitjançant un port USB.
12. Arbre electrònic de l'arbre
També s'utilitzarà per produir una font d'aigua per als animals i fins i tot per als humans. Els arbres també s'han d'utilitzar com a fanals a la nit.
Es poden equipar amb pantalles d'informació de cristall líquid. Els primers edificis d'aquest tipus van aparèixer al parc Khanadiv, prop de la ciutat de Zikhron Yaakov.
La versió de set panells genera 1,4 quilowatts de potència, que pot alimentar 35 ordinadors portàtils de mitjana. Mentrestant, encara s'està descobrint el potencial d'energia renovable en llocs nous, com ara on els rius desemboquen al mar i es confonen amb l'aigua salada.
Un grup de científics de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) va decidir estudiar els fenòmens d'osmosi inversa en ambients en què es barregen aigües de diferents nivells de salinitat. Hi ha una diferència de pressió al límit d'aquests centres. Quan l'aigua passa per aquest límit, s'accelera, la qual cosa és una font d'energia important.
Els científics de la universitat ubicada a Boston no van anar lluny per a una verificació pràctica d'aquest fenomen. Van calcular que les aigües d'aquesta ciutat, que desemboquen al mar, podrien generar prou energia per cobrir les necessitats de la població local. instal·lacions de tractament.
