Cara tradisional dan alternatif untuk menjana elektrik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Pada masa ini, manusia menggunakan semua cara yang mungkin untuk menjana elektrik. Sukar untuk menilai terlalu tinggi kepentingan sumber ini. Dan penggunaannya semakin meningkat setiap hari. Atas sebab ini, semakin banyak perhatian diberikan kepada kaedah penjanaan elektrik bukan tradisional. Pada masa yang sama, sumber-sumber ini pada peringkat pembangunan ini tidak dapat memenuhi sepenuhnya keperluan penduduk bumi. Artikel ini mengkaji secara ringkas cara tradisional dan alternatif utama untuk menjana elektrik.

Mendapatkan elektrik daripada loji kuasa haba

Kaedah penjanaan elektrik ini adalah yang paling biasa. Sebagai contoh, di Persekutuan Rusia, sumber haba menyumbang hampir 80% daripada keseluruhan generasi sumber yang diperlukan. Tahun berlalupencinta alam sekitar sudah hampir menjerit tentang kesan negatif struktur kejuruteraan sedemikian terhadap alam sekitar dan kesihatan manusia, tetapi stesen yang dibina pada pertengahan abad yang lalu (atau bahkan sebelum revolusi) terus membekalkan bandar berpenduduk dan perusahaan perindustrian besar dengan elektrik.

Sumber haba ialah kaedah tradisional untuk menjana elektrik. Dan kini, selama tiga atau empat dekad, mereka telah menduduki kedudukan utama dalam ranking dari segi output. Dan ini adalah walaupun perkembangan pesat kaedah alternatif penjanaan elektrik.

Di antara semua projek kejuruteraan, jenis struktur khas dibezakan. Ini adalah gabungan haba dan loji kuasa, fungsi tambahannya adalah untuk membekalkan rumah dan pangsapuri rakyat dengan haba. Menurut pakar, kecekapan loji janakuasa sedemikian adalah sangat rendah, dan pemindahan sumber yang dijana dalam jarak jauh dikaitkan dengan kerugian yang besar.

Penjanaan tenaga dijalankan seperti berikut. Bahan api pepejal, cecair atau gas dibakar, memanaskan air di dalam dandang ke suhu yang ketara. Daya wap memacu bilah turbin, menyebabkan pemutar penjana turbin berputar dan menjana elektrik.

Loji kuasa hidroelektrik ialah cara yang menjanjikan untuk menjana elektrik

Pembinaan struktur kejuruteraan kompleks yang direka untuk menukar tenaga air kepada elektrik bermula di Empayar Rusia. Beberapa tahun telah berlalu sejak itu, dan sumber ini masih aktif.digunakan. Semasa tahun-tahun perindustrian USSR (1930-an), loji kuasa hidroelektrik gergasi berkembang di seluruh negara. Semua kuasa negara muda dan rapuh telah dilemparkan ke dalam pembinaan gergasi ini (yang hanya bernilai satu stesen janakuasa hidroelektrik Zaporizhzhya!). Struktur kejuruteraan pada tahun-tahun tersebut masih beroperasi dan menjana sejumlah besar tenaga elektrik.

Pada masa ini, negeri ini mempertaruhkan pembangunan cara "hijau" untuk menjana elektrik. Oleh itu, pembinaan loji janakuasa hidroelektrik moden dan sangat produktif di seluruh negara sedang giat dibiayai. Strategi membina kemudahan bersaiz sederhana di anak sungai kecil telah mewajarkan sepenuhnya. Satu stesen sedemikian boleh memenuhi sepenuhnya keperluan elektrik bagi penempatan kecil bersebelahan. Pada skala nasional, ini akan membawa kepada peningkatan dalam kecekapan ekonomi negara dan daya saing pengeluar domestik barangan perindustrian.

Kelemahan teknologi ini termasuk kos tinggi bagi objek tersebut dan tempoh bayaran balik yang sangat lama. Kos utama adalah untuk pembinaan empangan. Tetapi adalah perlu untuk mendirikan bangunan itu sendiri (bangunan pentadbiran dan mesin), membina peranti untuk menunaikan air, dan sebagainya. Parameter dan komposisi struktur bergantung kepada banyak faktor: kuasa dipasang penjana dan tekanan air, jenis loji kuasa (empangan, saluran, lencongan, penyimpanan, pasang surut). Loji kuasa hidroelektrik di sungai besar yang boleh dilayari juga mempunyai kunci dan saluran yang boleh dilayari yang kompleks untuk memastikan penghijrahan ikan ke tempat pemijahan.

Industri tenaga nuklear

Loji kuasa nuklear hari ini tidak lagi mengejutkan sesiapa pun. Kemudahan sedemikian mula aktif didirikan kembali di USSR. Oleh itu, teknologi ini tergolong dalam kaedah tradisional penjanaan elektrik.

Loji kuasa nuklear masih giat dibina bukan sahaja di Rusia, tetapi juga di negara-negara dekat dan jauh di luar negara. Sebagai contoh, sebuah syarikat dengan akar Rusia Rosatom membiayai pembinaan sumber sedemikian di Republik Belarus. By the way, stesen ini akan menjadi yang pertama di wilayah ini.

Sikap dunia terhadap tenaga nuklear sangat samar-samar. Jerman, sebagai contoh, serius memutuskan untuk meninggalkan sepenuhnya atom aman. Dan ini pada masa Persekutuan Rusia sedang giat melabur dalam pembinaan kemudahan baharu generasi terbaharu.

Para saintis telah membuktikan dengan pasti bahawa mendapan bahan api nuklear di dalam perut bumi jauh lebih besar daripada semua rizab bahan mentah hidrokarbon (minyak dan gas). Permintaan yang semakin meningkat untuk hidrokarbon membawa kepada kenaikan harga mereka. Inilah sebabnya mengapa pembangunan tenaga nuklear membuahkan hasil.

Kuasa Angin

Industri tenaga angin pada skala perindustrian timbul secara relatif baru-baru ini dan ditambah kepada senarai cara bukan tradisional untuk menjana elektrik. Dan ini adalah teknologi yang sangat menjanjikan. Dengan tahap kebarangkalian yang tinggi, boleh dikatakan bahawa pada masa hadapan yang jauh, kincir angin akan menjana tenaga elektrik sebanyak yang diperlukan oleh manusia. Dan ini bukan kata-kata kosong, kerana menurut anggaran yang paling sederhanasaintis, jumlah daya angin di permukaan dunia adalah sekurang-kurangnya seratus kali lebih besar daripada kuasa semua sumber air.

Masalah utama ialah aliran udara yang tidak konsisten, yang menyukarkan untuk meramalkan pengeluaran tenaga. Angin sentiasa bertiup di wilayah Rusia yang luas. Dan jika anda belajar cara menggunakan sumber yang tidak habis-habis ini dengan berkesan dan cekap, maka anda boleh lebih daripada memenuhi semua keperluan industri berat dan penduduk negara.

Walaupun manfaat jelas menggunakan tenaga angin, jumlah tenaga elektrik yang dijana oleh ladang angin tidak melebihi satu peratus daripada jumlah keseluruhan. Peralatan untuk tujuan ini adalah sangat mahal, di samping itu, kemudahan sedemikian tidak akan berkesan di setiap kawasan, dan pengangkutan elektrik dalam jarak jauh dikaitkan dengan kerugian yang besar.

Tenaga Geoterma

Pembangunan sumber geoterma menandakan satu kejayaan baharu dalam sejarah pembangunan kaedah alternatif penjanaan elektrik.

Prinsip penjanaan kuasa ialah bekalan tenaga kinetik dan potensi wap air panas dari sumber bawah tanah ke bilah turbin penjana, yang menghasilkan arus melalui pergerakan putaran. Secara teorinya, perbezaan suhu di permukaan dan di kedalaman kerak bumi adalah ciri bagi mana-mana kawasan. Walau bagaimanapun, ia biasanya minimum, dan tidak mungkin menggunakannya untuk menjana elektrik. Pembinaan stesen tersebut hanya dibenarkan dalamkawasan tertentu di planet kita (aktif secara seismik). Iceland adalah perintis dalam pembangunan kaedah ini. Tanah Kamchatka Rusia juga boleh digunakan untuk tujuan ini.

Prinsip mendapatkan tenaga adalah seperti berikut. Air panas dari perut bumi datang ke permukaan. Tekanan di sini jauh lebih rendah, yang menyebabkan air mendidih. Stim yang dipisahkan diarahkan melalui saluran paip dan memutarkan bilah turbin penjana. Sukar untuk meramalkan masa depan cara moden penjanaan elektrik ini. Mungkin stesen sedemikian akan dibina secara besar-besaran di wilayah Persekutuan Rusia, atau mungkin idea ini akan pupus lama-kelamaan dan tiada siapa yang akan mengingatinya.

Pembangunan tenaga haba lautan

Lautan dunia luar biasa dalam skalanya. Pakar tidak boleh memberikan anggaran kasar tentang jumlah tenaga haba yang terkumpul di dalamnya. Satu perkara yang jelas - sejumlah besar sumber masih tidak digunakan. Pada masa ini, prototaip loji kuasa telah pun dibina yang menukar tenaga haba perairan lautan kepada arus. Walau bagaimanapun, ini adalah projek perintis, dan tidak ada kepastian bahawa bidang tenaga ini akan terus dibangunkan.

Surut dan mengalir dalam perkhidmatan industri kuasa elektrik

Mengubah daya kuat pasang surut menjadi terbitan berharga ialah cara baharu untuk menjana tenaga elektrik. Sifat fenomena ini kini diketahui dan tidak menyebabkan kekaguman yang timbul di kalangan nenek moyang kita. Ini disebabkan oleh pengaruh medan magnetsatelit setia planet ini - bulan.

Arus air pasang dan surut yang paling ketara diperhatikan di perairan cetek laut dan lautan, serta di dasar sungai.

Stesen pertama yang benar-benar memberikan hasil telah dibina pada tahun 1913 di UK berhampiran Liverpool. Sejak itu, banyak negara telah cuba mengulangi pengalaman itu, tetapi akhirnya mereka meninggalkan usaha ini atas pelbagai sebab.

Tenaga suria

Malah, semua bahan api fosil semulajadi telah terbentuk berjuta-juta tahun dahulu dengan penyertaan dan di bawah pengaruh cahaya matahari. Oleh itu, kita boleh mengatakan bahawa manusia telah lama dan aktif menggunakan produk yang diperoleh daripada matahari. Sebenarnya, kita berhutang dengan kehadiran sungai dan tasik kepada sumber yang tidak habis-habis ini, yang memastikan peredaran air. Walau bagaimanapun, ini bukan yang dimaksudkan dengan tenaga suria moden. Secara relatif baru-baru ini, saintis telah dapat membangunkan dan menghasilkan bateri khas. Mereka menjana elektrik apabila cahaya matahari mengenai permukaan mereka. Teknologi ini merujuk kepada cara alternatif untuk menjana elektrik.

Matahari mungkin merupakan sumber yang paling berkuasa daripada semua yang diketahui pada masa ini. Dalam tiga hari, planet Bumi menerima tenaga sebanyak yang tidak terkandung dalam semua deposit yang diterokai dan potensi semua jenis sumber haba. Walau bagaimanapun, hanya 1/3 daripada tenaga ini sampai ke permukaan kerak bumi, dan kebanyakannya terlesap di atmosfera. Namun kita bercakap tentang jumlah besar. Menurut pakar, satu takungan kecilmenerima tenaga sebanyak loji kuasa haba yang agak besar.

Terdapat pemasangan di dunia yang menggunakan tenaga cahaya matahari untuk menghasilkan wap. Ia memacu penjana dan menjana elektrik. Walau bagaimanapun, pemasangan sedemikian sangat jarang berlaku.

Tidak kira prinsip tenaga elektrik dijana, pemasangan mesti dilengkapi dengan pengumpul - peranti untuk menumpukan cahaya matahari. Pasti ramai yang pernah melihat panel solar dengan mata kepala sendiri. Nampaknya mereka berada di bawah kaca gelap. Ternyata salutan sedemikian adalah pengumpul paling mudah. Prinsip operasinya adalah berdasarkan fakta bahawa bahan lutsinar gelap menghantar sinaran matahari, tetapi melambatkan dan memantulkan sinaran inframerah dan ultraviolet. Di dalam bateri terdapat tiub dengan bahan kerja. Oleh kerana sinaran haba tidak dihantar melalui filem gelap, suhu bendalir kerja adalah lebih tinggi daripada suhu ambien. Perlu diingatkan bahawa penyelesaian sedemikian berfungsi dengan berkesan hanya di latitud tropika, di mana tidak perlu memutar pengumpul selepas matahari.

Jenis salutan lain ialah cermin cekung. Peralatan sedemikian adalah penyelesaian yang sangat mahal, jadi ia tidak menemui aplikasi yang luas. Pengumpul sedemikian boleh memberikan pemanasan sehingga tiga ribu darjah Celsius.

Arah ini sedang berkembang pesat. Di Eropah, anda tidak akan mengejutkan sesiapa sahaja dengan rumah yang terputus dari rangkaian elektrik. Namun, pada skala perindustrianelektrik tidak dijana oleh kaedah ini. Panel solar dipamerkan di atas bumbung rumah sedemikian. Ini adalah pelaburan yang sangat diragui. Dalam kes terbaik, pemasangan peralatan tersebut akan membuahkan hasil hanya selepas sepuluh tahun beroperasi.

Menggunakan arus laut

Ini adalah cara yang sangat luar biasa untuk menjana elektrik. Oleh kerana perbezaan suhu di kawasan utara lautan dan selatan (khatulistiwa), arus kuat timbul di seluruh isipadu. Jika turbin direndam dalam air, maka arus yang kuat akan memutarkannya. Ini adalah asas kepada prinsip operasi loji kuasa tersebut.

Walau bagaimanapun, sumber tenaga ini tidak digunakan secara aktif pada masa ini. Terdapat banyak cabaran kejuruteraan yang belum dapat diselesaikan. Hanya kerja eksperimen sedang dijalankan. British adalah yang paling aktif ke arah ini. Ada kemungkinan bahawa dalam masa terdekat jajahan loji kuasa akan muncul di luar pantai Great Britain, yang bilahnya akan digerakkan oleh arus laut.

Cara mendapatkan bekalan elektrik di rumah

Elektrik juga boleh dijana di rumah. Dan jika anda mengambil serius isu ini, anda juga boleh memenuhi keperluan isi rumah untuk bekalan elektrik.

Pertama sekali, perlu diingatkan bahawa beberapa kaedah penjanaan elektrik yang disenaraikan adalah agak terpakai dalam ekonomi swasta. Oleh itu, ramai petani dan hanya pemilik ladang negara memasang kincir angin di plot mereka. Selain itu, panel solar boleh dilihat lebih kerap di atas bumbung rumah desa.

Ada yang laincara-cara menghasilkan elektrik, tetapi aplikasi praktikalnya tidak dapat dipertikaikan. Ini lebih kepada keseronokan, atau untuk tujuan percubaan.