kestävyys
Kasvavien energiantarpeiden ja vähentyvien resurssien maailman on välttämättä etsittävä uusia energialähteitä.
Uusiutuvat energialähteet ovat olleet monivuotinen suosittu keskusteluaihe viime vuosina, mutta idea on kaukana ennen kaikkea puhetta öljyhuipusta: Esimerkiksi sekä tuuli että aurinko ovat vuosisatoja vanhoja ideoita. Yhdysvaltain patentti numero US389124,”Solar Cell”, on peräisin vuodelta 1888, kun taas tuulienergia on edelleen vanhempi: Euroopassa tuulimyllyjä on käytetty viljan jauhamiseen suurimman osan viimeisestä vuosituhannesta. (Tuulimyllyä käytettiin kuitenkin ensin sähkön tuotantoon suhteellisen hiljattain, vuonna 1887 Glasgowssa.)
Fossiilisten polttoaineiden ja muiden uusiutumattomien luonnonvarojen vaihtoehtoja kehitetään edelleen nykyään. Tässä on 8 heistä. Vaikka moniin liittyy huomattavia käynnistyskustannuksia, eivätkä ne ole oikeasti toteutettavissa laajassa mitassa, ne edustavat silti uusia mielenkiintoisia ajatussuuntia. Toivotaan optimistisesti, että ne auttavat ohjaamaan energiantuotantoa kohti kestävämpää tulevaisuutta (viileän tekniikan avulla).
1. Valtameren aallot
Tämä on tarina pojasta ja tytöstä. Se on kauhea punta, mutta todella, se on: Sähköinsinööri Annette von Jouanne yrittää valjastaa meren voiman huolellisesti rakennetun poijun avulla. Idea on uskomattoman yksinkertainen: Kiinnitä kuparilanka. Laita magneetti sen ympärille. Siirrä magneettia ylös ja alas (tässä tapauksessa se on jätetty aaltojen tehtäväksi). Tämä indusoi sähkövirran johdossa, kuten monet muistavat lukion fysiikan laboratoriosta. Veden nostamisen inspiroimana surffaamalla Havaijin rannikolla von Jouanne teki ideasta isomman ja laittoi sen mereen yrittäessään hyödyntää jatkuvasti läsnä olevaa meren aaltojen kineettistä energiaa.
Näyttää siltä, että idea toimii: Poiju, jonka hän testasi laboratoriossaan simuloidulla keskimääräisellä aallolla, tuotti kolme kilowattia voimaa tai tarpeeksi kahden talon voimistamiseen, mikä antoi impulssin lisätesteille. Hänen ensimmäiset prototyyppinsä toimivat huonosti, mutta kuten hän sanoo, läpimurtot syntyvät melkein aina epäonnistumisista, ja työnsä suunta on optimistinen: Vuosien mittaan hänen suunnittelunsa ovat parantuneet, ja hän on myöhemmin nähnyt kummankin valtion tiederahoituksen lisääntymisen. ja puhdasta energiaa käyttävien yritysten etu.
Von Jouanne on edelleen johtava hahmo nopeasti kehittyvällä aaltoenergiatutkimuksen alalla ja työskentelee siinä toivossa, että hänen poijut auttavat jonain päivänä tuomaan puhdasta uusiutuvaa energiaa yleisölle.
2. Roskakori
Idea on utopistinen: kone, joka muuttaa roskien energiaksi. Tässä tapauksessa hiukan utopia on kestänyt reaalimaailman kenttätestejä, vaikkakin vähemmän kuin utopistisessa tilassa: Yhdysvaltain armeija käytti kahta jäteenergiageneraattoria toimintansa ohjaamiseksi lähellä Bagdadia, Irak. Tämä auttoi lievittämään useita armeijan ongelmia vihamielisissä olosuhteissa, koska se tarkoitti vähentynyttä tarvetta polttoainekokoelmille ja jätehuoltoille, jotka molemmat olivat helppoja hyökkäyskohteita. Näin armeija tuli ajamaan osittain omia silputtuja paperityötään ja ruokaleikkeitään.
Järjestelmä toimii suunnilleen näin: Kuivat roskat kuten pahvi ja styroksi puristetaan pelleteiksi ja kuumennetaan, kunnes siitä tulee synteettistä kaasua, joka on jonkin verran propaania. Sillä välin ruokajätteet ja nesteet fermentoidaan etanoliksi. Syn-kaasu ja etanoli yhdistetään generaattorin virran saamiseksi. Generaattori tarvitsee myös jonkin verran ulkoista energiaa, mutta se käyttää noin 5% dieselistä, jota tällainen generaattori normaalisti vaatisi, kun taas pohja tuottaa vain 1 / 30th roskista, joita se tavallisesti vaatisi.
Yhdysvaltain armeijan hyväksikäytöt ovat osoittaneet roskavoiman kannattavuuden, joten ehkä on aika laittaa roskakorimme käytettäväksi vähemmän taisteluyhteydessä.
3. Jalkapallo
Kuvittele, että käytät jalkapallopelin tuottamaa energiaa lukulampun virran lisäämiseen. Juuri juuri Soccketin, jalkapallopallo, idea, joka tallentaa sen käytön tuottaman kineettisen energian leikkinä sähköenergiana.
Jessica Matthews, harvardin yliopiston opiskelija, jonka juuret ovat Nigeriassa, halusi löytää tavan käyttää jalkapalloa, maailman suosituinta peliä, parantamaan kehitysmaiden ihmisten elämää. Socket, joka voi tuottaa 3 tuntia LED-valoa 30 minuutin pelin kanssa, on tulos. Matthews sanoo toivovansa keksintönsä syrjäyttävän petrolin käytön, muistellen vierailuja Nigeriaan, jonka aikana myrkyllinen lamppupolttoaine vaikeutti hänen hengittämistä.
Vaikka projektin rajoitukset ovat ilmeiset - Soccketin suhteellisen korkeat kustannukset, pieni mittakaava, jolla se tuottaa voimaa - idea energian luomiseksi pelistä on tyylikäs.
4. Polkupyörät
Käännä kampi, kytketkö valon päälle? Pyörällä toimivat generaattorit voivat tuottaa kohtuullisen vähän virtaa: Esimerkiksi ammattimainen pyöräilijä voi polkea tunti yli 400 wattia tunnissa (pelkkä kuolevainen voi tuottaa puolet siitä). Tietenkin, tämä tuskin tuo viilaa useimpien ihmisten energiankulutukseen: Keskimääräinen amerikkalainen koti käytti 940 kilowattituntia kuukaudessa vuonna 2011. Siitä huolimatta pyöräsi on enemmän kuin tarpeeksi pienten laitteiden lataamiseen, vaikka antaa ehkä terveellisen käsityksen siitä, kuinka Paljon vaivaa kilowattitunti todella vaatii.
Jotkut organisaatiot ovat asettaneet pyörägeneraattorit valokeilaan: Tämä tanskalainen hotelli tarjoaa asiakkailleen ateriakuponkeja vastineeksi siitä, että he ajavat generaattoripyöriä 15 minuutin ajan, kun taas San Franciscossa (missä muualla?) Sijaitseva musiikkifestivaali Rock the Bike käyttää pyöriä äänensä lisäämiseen. järjestelmään.
Tee-se-itse -harrastajat voivat löytää useita ilmaisia suunnitelmia rakentaa yksi verkossa.
5. Virtsa
Joskus niukot resurssit tekevät innovatiivisista ratkaisuista. Neljä Nigerian tyttöä on luonut menetelmän sähkön tuottamiseksi, jota virtsaa piss. Niiden rakenne uuttaa vetyä virtsasta ja voi tuottaa kuusi tuntia voimaa litraa kohti.
Niiden prototyypillä on luonnollisesti huomattavia rajoituksia - sen elektrolyyttinen kenno vaatii energian käynnistystä ja polttoaineen lähde, puhdas vety, on haihtuvaa. Heidän keksintönsä on kuitenkin edelleen vaikuttava tekniikan ominaisuus, etenkin heidän ikänsä huomioon ottaen: yksikään heistä ei ollut yli 15-vuotias projektinsa valmistuttua.
6. Nopeuden kohoumat
Lounais-Englannin työmatkalaiset saattavat luoda energiaa autoillaan nykyään: Kaupunki on alkanut asentaa sähkökineettisiä tienramppeja. Jokainen luiska sisältää metallilevyjä, jotka puristetaan paikoilleen, kun auto ohittaa, ja se saa sisäisen generaattorin. Tuloksena oleva tuotettu energia vaihtelee välillä 5-50 kW riippuen kulkevan ajoneuvon painosta.
Dorsetissa toimiva keksijä Peter Hughes vietti 12 vuotta konseptinsa suunnittelussa, joka voi auttaa virtavaloissa, liikennemerkeissä ja muussa kaupungin infrastruktuurissa.
7. Merimikrobit
Maallikko-tarkkailijalle sähköntuottajamikrobit näyttävät kulkevan tieteen ja tieteiskirjallisuuden reunalla. Ne ovat kuitenkin hyvin todellisia: Itä-Anglia-yliopiston tutkijat ovat tutkineet Shewanella oneidensis -nimistä bakteerikantaa, joka tuottaa proteiineja, jotka voivat siirtää sähköä metalleiksi.
Merimikro on syntetisoitu onnistuneesti keinotekoisesti, ja laboratoriokokeet ovat osoittaneet, että sen pinnalla olevien proteiinien tuottama energia voidaan valjastaa sähkövoimaan. Itä-Angliassa työskentelevä biologi tri Tom Clarke selittää:
Tutkijat ovat jo jonkin aikaa tiedän, että bakteereilla on vaikutusta mineraaleihin ja metalleihin, mutta tämä on ensimmäinen kerta, kun on osoitettu, että ne purkavat sähkövirran suoraan. Jotkut muut lajit tekevät sen jopa paremmin kuin meidän. Nämä bakteerit osoittavat suurta potentiaalia mikrobina polttokennoina, joissa sähköä voi syntyä hajoamalla kotitalousjätteitä tai maataloustuotteita.
8. Tuulenvyöt
Tuuliturbiinien idea on vakiintunut vaihtoehtoisten energialähteiden piirissä, mutta ajatus tuulivyöhykkeestä on suhteellisen uusi: Shawn Frayne ajatteli siitä vuoden 2004 matkan aikana Haitin ulkopuoliselle kalastusyhteisölle. Toisin kuin perinteinen vaihdemoottori, joka käyttää roottorinsa tuuliin, tuulivyö käyttää aerodynaamista ilmiötä, joka tunnetaan nimellä aeroelastinen räpytys energian vetämiseksi tuulesta.
Teknologia pystyy poimimaan energiaa tuulen mittakaavoista ja maksamaan perinteisille turbiineille pääsyä. Fraynen johtamana Humdingerin tuulienergiakonserni kehittää ja ottaa käyttöön prototyyppinsä useita kokoja ja malleja ympäri maailmaa - tuulivyöriä on nyt Hongkongissa, Espanjassa, Ecuadorissa ja Kanadassa.
