Cum funcționează sursele alternative de energie?

Ca și alte națiuni dezvoltate, Statele Unite se bazează în mare măsură pe combustibilii fosili. Potrivit Departamentului de Energie al SUA, mai puțin de 10% din energia electrică a țării este derivată din surse regenerabile (a se vedea referințele 1). Alimentarea cu combustibili fosili este limitată, iar arderea acestora generează emisii de gaze cu efect de seră - în consecință, înlocuirea cărbunelui și a petrolului cu energie alternativă reprezintă o prioritate înaltă (a se vedea referințele 2). Sursele alternative de energie pot fi utilizate la scară mică de către proprietarii individuali și întreprinderi, în special în cazul energiei solare sau eoliene. Acestea pot fi, de asemenea, operațiuni la scară largă conectate la rețeaua electrică existentă a municipiului, caz în care acestea suplimentează sau înlocuiesc centralele electrice convenționale.

Energie solara

Solare fotovoltaice transforma lumina soarelui direct în curent electric. Celulele care alcătuiesc panourile solare sunt compuse din materiale semiconductoare care sunt impregnate împreună și tratate special astfel încât un strat are un exces de electroni, în timp ce celălalt are un exces de "găuri" pe care electronii le pot ocupa. Când lumina soarelui lovește o celulă solare, electronii încep să migreze de la un strat la altul, creând un curent electric care curge printr-un fir conectat la celula solară. Această energie poate fi stocată în baterii, direcționată în generatoare sau alimentată în rețeaua electrică. Casele individuale și întreprinderile pot fi alimentate de câteva panouri solare - magistralele mai mari, cum ar fi cele din Desertul Mojave, pot funcționa ca utilități de alimentare independente. (Vezi referințele 3 și 4) Solarul folosește lumina soarelui pentru a încălzi fluide, cum ar fi sărurile topite - aceste fluide transportă căldură către un schimbător, care transformă apa în abur. Aburul acționează o turbină generatoare-turbină pentru a genera energie electrică. Generatorul este conectat la rețea, care poate transmite energia electrică utilizatorilor din orașele din apropiere. În mod tipic, aceste tipuri de plante utilizează o serie de oglinzi pentru a focaliza lumina soarelui într-un "turn energetic" sau o structură similară, unde sărurile topite vor absorbi cel mai bine razele soarelui. (Vezi referințele 2)

biocombustibilii

Plantele --- și unele alge și bacterii --- au deja un sistem foarte eficient pentru stocarea energiei solare. Prin procesul complex de fotosinteză, ele utilizează lumina soarelui pentru a sintetiza compuși organici din dioxid de carbon și apă. Prin arderea biomasei - materialului organic, cum ar fi materia vegetală sau deșeurile de origine animală - sau combustibilii lichizi care derivă din acesta, o parte din energia solară stocată poate fi extrasă și utilizată pentru alimentarea întreprinderilor, locuințelor și autoturismelor. (A se vedea referințele 2 și 5) Cele mai obișnuite tipuri de biocombustibili utilizați în prezent sunt etanolul și biodieselul. Etanolul este un alcool. Este produsă în mod obișnuit prin utilizarea de drojdii pentru fermentarea zaharurilor din biomasă, cum ar fi porumbul sau trestia de zahăr. Celulele de drojdie eliberează etanolul ca un produs secundar al metabolismului lor, iar etanolul poate fi distilat pentru ao face mai concentrat. Biodieselul, un alt biocombustibil obișnuit, se realizează prin combinarea grăsimilor, cum ar fi uleiurile vegetale, cu alcooli, cum ar fi metanolul, în prezența unui catalizator. Unii cercetători lucrează la producerea de biocombustibili din alge și bacterii modificate genetic, deoarece vor avea un impact mai mic decât etanolul sau biodieselul, ambele necesitând multă producție de teren agricol. (Vezi referințele 2 și 5)

Energia hidroelectrică și tidal

Conduita de gravitație, curenții și râurile coboară în jos spre mare. Oamenii pot profita de acest proces natural prin blocarea râurilor cu baraje de beton mari. Apa se înalță în spatele barajului și se alimentează într-o priză - admisia duce într-o conductă care conduce apa prin baraj spre cealaltă parte. Pe drumul său prin conductă, apa transformă o turbină asemănătoare unei elice conectate la un generator. Curentul de la generatorul electric se alimentează în rețeaua electrică. (Vezi referințele 6) Puterea mareelor ​​se bazează și pe gravitate, dar influența gravitațională în acest caz este cea a soarelui și a lunii, care provoacă mareea. Unele modele utilizează un baraj sau un baraj pentru a capta apă la maree. La reflux, apa este eliberată prin turbine la fel ca într-un baraj hidroelectric, generând astfel electricitate. Cea mai veche instalație de maree din lume, din La Rance, Franța, folosește acest design. Alte scheme utilizează turbine cu maree care arată foarte mult ca moară de vânt. Curenții de maree rotesc aceste turbine subacvatice, care sunt conectate la generatoare - prin rotirea generatoarelor, produc electricitate. (Vezi Resursele 2)

Putere eoliana

Turbinele eoliene profită de curenții de vânt - deoarece masele de aer în mișcare atacă lamelele turbinei, lamele se rotesc. Lamele turbinei sunt conectate la un arbore, iar când arborele se întoarce, acesta rotește un generator care produce curent electric. O turbină eoliană este la fel ca opusul unui ventilator: un ventilator utilizează energie electrică pentru a roti un motor și pentru a muta aerul, în timp ce o turbină eoliană utilizează aerul în mișcare pentru a roti un generator și a produce energie electrică. Cel mai obișnuit tip de turbină eoliană are o axă orizontală și arată ca o elice uriașă, deși unele turbine au o axă verticală și arată puțin ca ouătoarele. Mici turbine eoliene oferă până la 100 kilowați, suficient pentru a susține casele sau pentru a stoca energie prin reîncărcarea bateriilor - acestea sunt uneori utilizate în locații îndepărtate în afara rețelei. Turbinele mai mari oferă până la mai multe megawați și sunt, de regulă, grupate împreună în ferme eoliene mari, care alimentează electricitatea direct în rețea. (Consultați Resursele 1)

Distribuiți pe rețelele sociale: