Несколько нестандартных источников энергии

Ископаемые виды топлива рано или поздно закончатся – это мы знаем, правда не совсем уверены в том, когда они закончатся точно, но осведомлены, что это произойдет когда-нибудь в конце концов. Итак, каким будет мир, если уже не придется полагаться на уголь, нефть и газ? Возможно на помощь придет энергия вулканов, волн, древесина и солнечная энергия из космоса? Чтобы компенсировать снижения уровня запасов традиционных источников энергии исследователи всего мира работают над созданием новых инновационных технологий, способный обеспечить долгосрочное решение растущей энергетической потребности человечества.

С некоторыми из них мы уже довольно давно знакомы, иные же могут показаться нам довольно-таки надуманными. Необходимость поиска новых альтернативных источников иногда побуждает научное сообщество думать немного, мягко говоря, нестандартно. Помимо солнечных батарей, ветровых турбин и иных альтернативних энергетических установок часто появляются приспособления, направленные на "улавливания" энергии из весьма необычных источников.

Солнечная энергия из космоса

Идея сбора солнечной энергии из космоса находится на рассмотрении с 1970 года. Ввод космической солнечной энергии на орбиту Земли предоставляет ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с обычной "земной" солнечной энергией, поскольку в последнем случае имеет место определенное атмосферное вмешательство (влияние облачности и атмосферных газов), а также недоступность солнечного света в ночное время суток.

В прошлом строительство космической электростанции казались маловероятным, но Джон Манкинс – бывший инженер НАСА уже сегодня работает над проектом, который способен обеспечить настоящий "прорыв" в области альтернативной энергетики. Идея концепции Solar Power Satellite заключается в строительстве большей светопоглощающей платформы в космической пространстве вблизи Земли. Находясь на орбите, где Солнце светит практически постоянно, солнечная электростанция сможет поглощать солнечный свет и в последующем преобразовывать его в электричество, передавая его через специальные приемники к поверхности Земли.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что в качестве передатчиков энергии из космоса оптимально подходят лазеры. Однако Джон Манкинс придерживается совершенного противоположного мнения, утверждая, что лазеры потенциально опасны для всего живого планеты. Вместо них он предлагает использовать безопасные СВЧ-передатчики. Со слов Манкинс, спутниковая солнечная электростанция может обеспечить поставку к поверхности Земли до 1000-2000 МВт электроэнергии. Такого объема электроэнергии вполне достаточно для энергоснабжения примерно 240,000-480,000 жилых домов.

Некоторые критики весьма скептически относятся к вопросу потребления солнечной энергии из космоса, отмечая, что продуктивность работы космических электростанций будет недостаточно высокой. Тем не менее, сам факт того, что НАСА отводит проекту Джон Манкинс весьма значительную роль, говорит о совершенно противоположном.

Энергия вулканов

C 2012 года начали интенсивно вестись работы по извлечению тепла из горячих вулканических пород. Исследователи утверждают, что нагрев воды от пород, расположенных в месте локализации вулканов, позволит создавать достаточное количество пара для работы подземных турбин электростанций. Две компании AltaRock Energy and Davenport Newberry получили разрешение на проведение исследовательских работ вблизи вулкана Ньюберри в Орегоне. Цель работ - создание эффективных методов применения вулканического тепла в энергетических целях.

Энергия океанических волн

Энергия волн уже сегодня широко используется во всем мире. Миллиарды долларов инвестируются в сферу развития данной технологии. Преимущество данной отрасли перед ветряной энергетикой очевидно, так как значительно легче спрогнозировать направление течения, нежели направления движения ветра. В настоящее время мировым лидером области развития волновой энергетики является Великобритания, не уступают её и США, Португалия, Франция.

Энергия из остатков пищи

Биогаз – газ, получаемые в результате брожения органического вещества. Органические отходы и остатки пищи, например, такие как фруктовые шкурки и гуща кофе, могут быть использованы для получения биогаза. В мире уже успешно функционирует несколько отраслей, занимающихся сбором и переработкой продуктового "мусора" в энергетических целях.

Энергия сточных вод

Выработка значительного количества электричества возможна за счет разложения органических отходов. Главную энергообразовательную роль в данном процессе выполняют бактерии, сконцентрированные в сточных водах. При потреблении органики бактерии выделяют углекислый газ. Весь процесс сопровождается переходом электронов между атомами, контролировать который как раз и научились ученые.

Энергия проточной воды

Канадские ученые Университета Альберта разработали новое устройство под названием электрокинетическая аккумуляторная батарея. Она представляет собой стеклянную емкость, через которую проходят сотни микроскопических каналов. Вода, протекая по каналам, создает на одном конце емкости положительный заряд, а на другом – отрицательный. В результате указанного процесса создается энергия. Исследователи Университета Альберта придерживаются мнения, что использование большого прототипа разработанного им устройства на реках позволило бы вырабатывать довольно значительные объемы энергии.

Звуковые волны

Удивительно, но звуковые волны по своей сути являются энергетическим потоком, передающимся на расстояние. Поскольку звуковые волны способны проходить практически через любой материал, некоторые ученые пытаются превратить звуковые волны в электричество при помощи проводов и электродов. Правда, поскольку количество энергии, которое может быть получено со звуковыми волнами не совсем большое, современные исследователи рассматривают возможность использования его прежде всего для зарядки таких небольших портативных устройств, как мобильные телефоны, планшетные ПК и ноутбуки.

Электрические угри

Такой вид рыбы, как электрический угорь, способен генерировать электрический разряд мощностью до 400V. Механизм выработки электричества угри используют для защиты от хищников и охоты с целью пропитания на мелкую рыбу, однако все же его основной целью является создание радиолокационной системы по передаче сигналов, ведь угри практически нечего не видят полуслепыми глазами. Интерес к электрическим угрям зародился в человеке, как только он понял, что такое электричество, потому закономерно, что следующим его шагом стал поиск способов использования электрических зарядов угрей. Кстати, применения электричества, вырабатываемого угрями, уже нашли – в одном из городов Японии аквариум с ними используется в качестве аккумулятора для освещения ёлки. Что и говорить, не далек тот день, когда главным электрическим генератором в каждом доме будет небольшой пруд полный электрических угрей.

Энергия крупного рогатого скота

Коровы и крупный рогатый скот являются "производителями" большого количества газов. Как утверждают некоторые ученые, газы, которые производят животные, можно собирать и использовать в качестве источника энергии. Некоторые попытки по их сбору уже были предприняты, и, как показала практика, они оказались успешными. Коровы имеют все шансы стать не только одним из наших основных кормильцев, но и важным производителей особо ценной электрической энергии. Правда, хотелось бы отметить, что не только крупный рогатый скот может претендовать на роль производителя электрической энергии – на эту роль вполне пригоден и, собственно, человек со своими продуктами жизнедеятельности.

Энергия из краски

Компания «Industrial Nanotech» разработала новое термоизоляционное красящее покрытие, позволяющее вырабатывать электрическую энергии за счет разницы температуры между стенами дома и окружающей средой. Учитывая то, что подобная разница температур наблюдается всегда, подобный источник выработки энергии является очень перспективным.

Энергия движений

Оказывается, для создания энергии вполне достаточно просто двигаться. Как показывает практика, наша повседневная жизнь – это трата огромного количества энергии. Походы пешком, бег, перепрыгивание через преграды, танцы – все это может быть использовано в целях выработки электричества. В настоящее время технология генерирования электричества из движений является слишком дорогой, но, думаю, что интенсивность подпрыгивания в ночных клубах и суматоха на переполненных улицах города делают её действительно интересной. В буквальном смысле "пульсация" городской жизни может использоваться в качестве возобновляемого источника энергии. Энергия уличной жизни могла бы быть направлена в такое русло, как обеспечение освещения улиц.

Энергия человеческого тела

Человеческое тело также способно подпитывать энергией небольшие устройства с малым уровнем энергопотребления. Дыхательные движения человека помогут пополнить заряд мобильного телефона, биение сердца и процесс сокращения мышц позволят запитать небольшой кардиостимулятор или иной медицинский прибор личного пользования.

Заряжать свои мобильные телефоны люди могут и благодаря теплу тела. Разность температур между телом человека и окружающей средой позволяет производить около 200 милливольт электроэнергии.

Электричество их молнии

За долю секунды во время грозы создается электрический разряд средней мощности около 20000 ампер. Несколько современных исследовательских центров занимаются изучением возможности использования электричества молний человеком. Главная проблема заключается в том, что небесное электропитание "включается" только на долю секунды, и энергию разряда довольно сложно уловить в полном объеме за столь короткий промежуток времени.

Энергия живых растений

Исследователи компании MagCap Engineering придерживаются мнения, что через пару десятков лет человек будет интенсивно использовать в бытовых целях электричество деревьев. При чем, для того, чтобы использовать деревья в качестве альтернативного источника энергии не обязательно их сжигать. В 2006 году ученые компании MagCap Engineering обнаружили, что энергетический и температурный баланс между деревом и окружающей средой способствует образованию небольшого количества электроэнергии. Свои утверждения они обосновывают простым примером: если воткнуть в дерево металлический прут и погрузить его другой конец на 15-17 сантиметров в грунт, то с помощью специального фиксатора электрического тока (вольтметра) удастся уловить выходное напряжение, вполне достаточное для заряда маленького аккумулятора. Во время проведения эксперимента ученым удалось запитать электрической энергией из деревьев небольшой светодиод.

Одним из наиболее существенный подтверждений жизнеспособности альтернативной энергетики является ежегодный рост объемов инвестиционных вложений в данную отрасль. Уильям Мак Дауэлл, один из исследователей Лондонского института энергетики, отмечает, что объем ежегодных венчурных денежных вливаний в альтернативную энергетику с 1990 года по 2012 год возрос с 100 млн. долларов до 10 млрд. долларов. Интересно и то, что значительную часть общего объема вложений в развитие чистой энергетики составляют не государственные деньги, а капитал частного сектора экономики. Бытует мнение, что малый государственный интерес спровоцирован желанием монополистов приостановить развитие альтернативной энергетики с пользой для угольной и нефтегазовой промышленности, однако убежать от будущего, думаю, все равно не удастся. Эксперты утверждают, что где-то к 2025 году, когда альтернативные источники энергии перестанут рассматриваться как "альтернатива," ситуация кардинально изменится, и явно не в пользу угля, нефти и газа.