Где брать энергию? Не секрет, что люди рано или поздно исчерпают запасы нефти, газа, угля и даже урана, которые ещё остались на планете. Возникает вполне резонный вопрос: «Что же делать дальше? Где брать энергию?». Ведь вся наша жизнь базируется на использовании энергии. Получается, что после того как закончатся запасы углеводородов закончится и существование цивилизации?

Выход есть! Это так называемые альтернативные источники энергии. Кстати многие из них применяются, причем успешно, уже в настоящее время. Энергия ветра, приливов, солнца и геотермальные источники ─ успешно используется и преобразовывается людьми в электроэнергию. Но это так сказать «официальные альтернативные источники».

В настоящее время, существуют сотни теорий и разработок по созданию и использованию необычных альтернативных источников энергии. Описанные в этой статье альтернативные источники энергии являются необычными только в том смысле, что они пока не стали популярными, массово не используются, непрактичны, убыточны и т.д.

Но это совсем не значит, что они не смогут эффективно применятся возможно уже в самом ближайшем будущем. Ведь та же нефть, как источник энергии была известна с древнейших времен, но только с конца времени промышленной революции, нефть смогли получить и обработать в пригодную для использования форму.

Неизвестно, что мы в будущем будем использовать для получения энергии, но традиционным источникам энергии наверняка есть альтернативы, и вполне возможно, хотя бы один из перечисленных ниже способов получения электрической энергии сможет стать распространенным и популярным.

Вот 5 необычных альтернативных источников энергии, которые вызывают реальную надежду на эффективное использование их в будущем:

Первая экспериментальная электростанция, получающая энергию из соленой воды создана компанией Statkraft в Норвегии. Электростанция для получения электроэнергии использует физический эффект — осмос. С помощью этого эффекта в результате смешивания солёной и пресной воды извлекается энергия из увеличивающейся энтропии жидкостей. затем эта энергия используется для вращения гидротурбины электрогенератора.

Разработаны демонстрационные электростанции на топливных элементах с твердооксидным электролитом мощностью до 500 кВт. Фактически в элементе происходит сжигание топлива и непосредственное превращение выделяющейся энергии в электричество. Это все равно что дизельный электрогенератор, только без дизеля и генератора. А также без дыма, шума, перегрева и с намного более высоким КПД.

Для получения электрической энергии используется термоэлектрический эффект. Это довольно старая технология, опять ставшая актуальной в наше время за счет массового использования энергосберегающих источников света и различных переносных электроприемников. Уже существуют и с успехом используются промышленные разработки, например отопительно-варочные печи, со встроенными термогенераторами, которые в процессе своей работы позволяют получать не только тепло, но и электроэнергию.

Созданы экспериментальные установки, которые позволяют получать электроэнергию за счет использования кинетической энергии — пешеходные дорожки, турникеты на железнодорожных вокзалах, специальный танцпол со встроенными в него пьезоэлектрическими генераторами. Есть идеи в ближайшем будущем создать специальные «зеленые тренажерные залы», в которых группа спортивных тренажерных велосипедов сможет, по словам производителей, генерировать до 3,6 мегаватт возобновляемой электроэнергии в год.

В данном источником энергии является специальный наногенератор, преобразующий в электрическую энергию микроколебания в человеческом теле. Устройству довольно малейших вибраций, чтобы вырабатывать электический ток, позволяющий поддерживать работоспособность мобильных устройств. Современные наногенераторы превращают любые движения и перемещения в источник энергии. Очень перспективны и интересны варианты совместного использования наногенераторов и солнечных батарей.

А что вы думаете по этому поводу? Может быть вам известны другие новые альтернативные источники электроэнергии. Поделитесь в комментариях!

Источник

Самые необычные альтернативные источники электроэнергии

Энергия из морских волн

В апреле 2021 года британская компания Mocean Energy представила Blue X — прототип установки, которая будет преобразовывать кинетическую энергию морских волн в электричество.

Принцип работы такой: установку помещают на поверхность воды, она качается на волнах и приводит в движение шарнир посередине. Тот в свою очередь запускает генератор, который вырабатывает электроэнергию и по кабелям перенаправляет ее на сушу.

Как это применять: по оценкам Mocean Energy, если использовать хотя бы 1% всей доступной энергии волн в мире, можно обеспечить электричеством 50 млн зданий. Для сравнения: в России насчитывается около 14 млн жилых домов.

Энергия из ДНК

Оказалось, что органические молекулы тоже преобразуют солнечную энергию в электричество. В 2021 году немецкие ученые сумели синтезировать супрамолекулярную — то есть более сложную, чем обычная молекула — систему на основе ДНК.

Основа системы — фуллерен, «футбольный мяч» из 60 атомов углерода. К нему крепится краситель, который поглощает солнечный свет и отдает получившуюся энергию фуллерену. Но возникает проблема: если не упорядочить такие супрамолекулы, ток между ними будет протекать с трудом, а со временем и вовсе затухнет.

Ученые предложили такое решение: закрепили супрамолекулы на основе фуллеренов и красителя на спирали ДНК. Так движения электронов становятся упорядоченными, а электрический ток не затухает.

Как это применять: исследователи не обещают, что в скором времени на всех крышах появятся солнечные батареи из ДНК, но развивать это направление планируют. По их прогнозам, технология будет дешевле, прочнее и долговечнее, чем солнечные батареи на основе кремния.

Респираторы с солнечными батареями

Берлинский изобретатель Хайнц Кнупске превратил респиратор в устройство, генерирующее электроэнергию. По сути, это привычная для нас маска, на поверхности которой закреплена маленькая солнечная батарея.

Как это применять: батарея вырабатывает энергию, которой хватает для подзарядки телефона или часов. В начале 2021 года в Китае уже наладили серийное производство «солнечных» масок и отправили первую партию в Европу.

Солнечные паруса

В 2019 году Планетарное общество развернуло парус LightSail 2 на одной из ракет от SpaceX, и он успешно прошел испытания.

Солнечный парус — почти то же самое, что и обычный парус на кораблях. Только в движение его приводит не ветер, а солнечная энергия — поток заряженных частиц, которые выделяет Солнце. Если поймать этот поток энергии, можно долгое время путешествовать в космосе по заданному маршруту, а топливо для этого не понадобится.

Как это применять: используя наработки Планетарного общества, в 2021 году NASA с помощью паруса планирует долететь до Луны, а затем отправиться к околоземному астероиду 1991 VG.

«Бесконечная» энергия из воздуха

В 2020 году ученые из Массачусетского университета создали Air-gen — генератор, который создает электричество с помощью натурального белка и влаги из воздуха.

С помощью протеобактерий Geobacter ученые выращивают белок, который может проводить ток. Из него делают пленку толщиной менее 10 микрон — в несколько раз тоньше, чем человеческий волос — и помещают между двумя электродами. Белок забирает влагу из воздуха и за счет тонких пор создает ток между электродами.

Лучшие результаты Air-gen показывает при влажности в 45%, но справляется и в засушливых регионах вроде Сахары. Генератор не зависит от погодных условий и работает даже в помещении.

Как это применять: пока мощности Air-gen хватает только для питания мелкой электроники. В скором времени ученые разработают версию для мобильных телефонов и смарт-часов, чтобы те никогда не разряжались. А если у исследователей получится совместить Air-gen с краской для стен, в домах появится бесконечный источник электроэнергии.

Электричество из дерева

Если сжать древесину, а потом вернуть в исходное состояние, она вырабатывает электрическое напряжение — правда, очень низкое. Ученые из Швейцарии провели несколько экспериментов и в 2021 году сумели превратить древесину в мини-генератор.

Исследователи изменили химический состав древесины. Они поместили ее в смесь перекиси водорода и уксусной кислоты, растворили один из компонентов древесной коры — лигнин — и оставили только целлюлозу. В результате древесина превратилась в «губку», которая после сжатия самостоятельно возвращается в исходную форму. По словам ученых, такая губка генерирует электрическое напряжение в 85 раз выше, чем обычное дерево.

Как это применять: пока исследователи проводят испытания получившегося материала. Они уже выяснили, что энергии 30 деревянных брусков длиной 1,5 см хватит для питания ЖК-дисплея.

Жидкое топливо из солнечной энергии

Сейчас электричество получают с помощью сжигания органического топлива, например угля и природного газа. У этого способа есть две проблемы: органическое топливо вредит экологии и когда-нибудь закончится. Это заставляет ученых искать замену органике.

С 2001 года китайские ученые пытались преобразовать солнечную энергию в жидкое топливо. Спустя 20 лет у них это получилось.

Исследователям удалось получить жидкий продукт с минимумом примесей — содержание метанола в нем достигает 99,5%. Для этого потребовалось три шага:

• превратить свет, полученный с помощью солнечных батарей, в энергию;
• с помощью этого электричества разложить воду на водород и кислород;
• соединить водород и оксид углерода и получить метанол.

Как это применять: в отличие от нефти и угля, это топливо сгорает чисто. Если у Китая получится сделать производство жидкого метанола массовым, углекислого газа в атмосфере станет намного меньше — на долю Китая приходится около 29% мировых выбросов.

Источник

ТОП-10 нестандартных источников альтернативной энергии

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

1. Летающий ветрогенератор

Buoyant Airborne Turbine (BAT), огромный аэростат с ветряной турбиной, может набирать высоту до 600 метров. На этом уровне скорость ветра значительно выше, чем у поверхности земли, что позволяет удвоить выработку энергии.

2. Волновая электростанция

Oyster Желтый поплавок — надводная часть насоса, который находится на 15-метровой глубине в полукилометре от берега. Используя энергию волн, Oyster («Устрица») перегоняет воду на вполне обычную гидроэлектростанцию, расположенную на суше. Система способна вырабатывать до 800 кВт электроэнергии, обеспечивая светом и теплом до 80 домов.

3. Биотопливо на основе водорослей

Водоросли содержат до 75% натуральных масел, растут очень быстро, не нуждаются в пахотных землях или воде для полива. С одного акра (4047 кв. м.) «морской травы» можно получить от 18 до 27 тысяч литров биотоплива в год. Для сравнения: сахарный тростник при тех же исходных дает лишь 3600 литров биоэтанола.

4. Солнечные батареи в оконных стеклах

Стандартные солнечные батареи преобразуют энергию Солнца в электричество с эффективностью 10−20%, а их эксплуатация довольно затратна. Но недавно ученые из университета Калифорнии разработали прозрачные панели на основе относительно недорогого пластика. Батареи черпают энергию из инфракрасного света и могут заменить обычные оконные стекла.

5. Вулканическое электричество

Принцип работы геотермальной электростанции такой же, как и у теплоэлектростанции, только вместо угля используется тепло земных недр. Для добычи этого вида энергии идеальны районы с высокой вулканической активностью, где магма подходит близко к поверхности.

6. Сферическая солнечная батарея

Даже в облачный день заполненный жидкостью стеклянный шар Betaray работает в четыре раза эффективнее, чем обычная солнечная батарея. И даже в ясную ночь сфера не дремлет, извлекая энергию из лунного света.

7. Вирус М13

Ученым Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Калифорния) удалось модифицировать вирус-бактериофаг М13 так, что он создает электрический заряд при механической деформации материала. Чтобы получить электричество, достаточно нажать на кнопку или провести пальцем по дисплею. Впрочем, пока максимальный заряд, который удалось получить «инфекционным путем», равен возможностям четверти микропальчиковой батарейки.

8. Торий

Торий — радиоактивный металл, похожий на уран, но способный давать в 90 раз больше энергии при распаде. В природе он встречается в 3-4 раза чаще, чем уран, а всего один грамм вещества по количеству выделяемого тепла эквивалентен 7400 галлонам (33640 литрам) бензина. 8 грамм тория хватит, чтобы автомобиль мог ехать более 100 лет или 1,6 млн км без дозаправки. В общем, компания Laser Power Systems объявила о начале работ над ториевым двигателем. Посмотрим-с!

9. Микроволновый двигатель

Как известно, космический корабль получает импульс для взлета за счет выброса и сгорания ракетного топлива. Основы физики попытался перечеркнуть Роджер Шойер. Его двигатель EMDrive (мы о нем писали) не нуждается в горючем, создавая тягу с помощью микроволн, которые отражаются от внутренних стенок герметичного контейнера. Впереди еще долгий путь: силы тяги такого мотора не хватает даже для того, чтобы сбросить со стола монету.

10. Международный экспериментальный термоядерный реактор

Предназначение ITER— воссоздать процессы, происходящие внутри звезд. В противовес расщеплению ядра речь идет о безопасном и безотходном синтезе двух элементов. Получив 50 мегаватт энергии, ITER вернет 500 мегаватт — достаточно, чтобы обеспечить электричеством 130 000 домов. Запуск реактора, базирующегося на юге Франции, произойдет в начале 2030-х, а подключить его к энергетической сети получится не раньше 2040 года.

Материалы по теме

А вот ещё:

ТОП-11 нетипичных разработок оружия Второй мировой

Любая война — это не только разрушения и человеческие трагедии, но и настоящий полигон для форсированного проектирования и создания оружия, военной техники и других технологий. Причём порой изобретения этого периода представляет интерес не только временем появления или эффективностью, но и самой необычностью концепта.

Вашему вниманию 11 самых нетривиальных образцов оружия и военной техники, которые появились в годы Второй мировой войны.

1. Кривоствольное оружие

Необычный вид ствола пытались реализовать в годы войны. /Фото: livejournal.net

Ещё в XIX столетии оружейники задумывались над возможностью стрелять из-за укрытия. А самым логичным решением этой проблемы было создание оружия с кривым стволом. Впервые подобные идеи появились тогда же, а вот попытки реальной практической реализации произошли только во второй трети ХХ века. Так, известно, что в 1940-х годах в СССР создавали кривоствольное оружие, изгибая стволы пулемётов Горюнова и Калашникова, однако эти эксперименты не получили билет в жизнь. Примерно в это же время подобный проект существовал в Третьем Рейхе, причём он оказался более успешен: в 1943 году такое оружие для стрельбы из укрытий было официально поставлено на вооружение и даже успело отметиться в реальных боевых условиях.

Интересный факт: советская пропаганда военного периода о существовании у немцев кривоствольного оружия знала и именовало его не иначе как «предательским», которое используют только «для трусливой стрельбы из-за угла».

2. Станковый противотанковый гранатомёт калибра 105 мм

Мощное оружие, которое повоевать так и не успело. /Фото: fishki.net

История этого оружия примечательна тем, что создавалось оно в период ведения активных боевых действий, а вот на саму войну уже опоздало. А всё потому, что презентовано оно было аж зимой 1945 года немецким концерном Rheinmetall-Borsig. Речь идёт о новом противотанковом гранатомёте Hammer и кумулятивной гранате к нему. Орудие вышло весьма внушительным — по данным редакции Novate.ru, один его вес превышал отметку в 40 килограмм, а потому использовать его можно только на станке. При этом его боевые характеристики отличались довольно высокими показателями: дальность стрельбы — 500 метров, при этом все 100% снарядов поражали цель размером 1 кв. метр. Но вот в производстве гранатомёт оказался сложным, поэтому окончательно завершена работу над ним была лишь к маю 1945 года, что оказалось слишком поздно, чтобы попасть на войну.

3. Многокамерное артиллерийское орудие Фау-3

Единственные сохранившиеся изображения установки для Фау-3. /Фото: imgur.com

У этого немецкого орудия было несколько прозвищ — «многоножка», «трудолюбивая Лизхен» и «английская пушка». Последнее, к слову, было связано с его основным предназначением: многокамерное артиллерийское орудие Фау-3 было специально разработано как часть программы «Оружие возмездия» и должно было быть использовано для обстрела Лондона. Проект был на личном контроле Гитлера: опытный образец был завершён летом 1944 года. Фау-3 должен был стрелять ежечасно залпами из 300 снарядов в форме дротиков длиной 2,7 метра.

Выстрел производился из ствола длиной в 125 метров. Однако при первых же испытаниях орудие показало результаты вдвое меньшие, чем предполагалось. Тем не менее, Гитлер отдал приказ сделать 50 Фау-3, однако союзники успели уничтожить прототип орудия до запуска его в производство. Единственное, что удалось сделать немцам по этому проекту — два уменьшенных (длиной 45 метров) прототипа Фау-3, которые выстрелили лишь несколько раз. Больше сведений об орудии не сохранилось.

4. Суборбитальный бомбардировщик

Серебряная птица Третьего рейха. /Фото: popmech.ru

Уникальный по своим масштабам проект немцев, который носил поэтичное название «Silbervogel», что переводится как Серебряная птица предполагал создание гиперзвукового суборбитального бомбардировщика-космолёта. Автором концепта был австрийский учёный доктор Ойген Зенгер. Бомбардировщик должен был использоваться для воздушной атаки территории США, в частности Нью-Йорка, и дальних промышленных регионов СССР, куда не достали бы другие ракеты. Разрабатывать его начали ещё до начала Великой отечественной войны, но временно заморозили в 1941. Три года спустя проект попытались реанимировать в рамках программы «оружие возмездия», но и эта попытка не удалась. Проект остался лишь чертежами на бумаге. Однако послевоенные и современные инженеры в один голос уверяют, что в том виде, в котором его пытались создать, он не смог бы существовать: самолёт бы попросту развалился при входе в атмосферу.

5. Телетанки

Оригинальный концепт для советских танкистов. /Фото: wikiрedia.org

Телетанки — это проект радиоуправляемых бронемашин, разработанный в Советском Союзе ещё до начала войны. Концепт представлял собой создание танков без экипажа, которые управляются на расстоянии с помощью телеуправления по радиоканалу. Первый экземпляр телетанка, который принял участие в реальных боевых действиях — ТТ-26, который управлялся оператором с машины, находящейся поблизости, при помощи специального пульта с двумя десятками различных кнопок, что позволяло подать танку до 16 различных команд. Телетанк и оператор в другой машине могли отдаляться друг от друга без ущерба для связи на расстояние до полутора километров.

Вооружение телетанка было представлено пулеметом ДТ и огнеметной установки, иногда к этому набору добавлялись 200—700-кг бомбы замедленного действия в бронированной коробке — их танк сбрасывал рядом с укреплениями врага. Потенциально телетанк мог использовать и химическое оружие, однако на деле его никогда не применял. Эта техника отметилась на начальном этапе Великой Отечественной войны и чуть раньше — в советско-финской. Однако дальнейшие разработки по проекту не проводились, в основном по причине неэффективных показателей по стрельбе.

6. Ампуломёт

Одно из самых необычных орудий Второй мировой. /Фото: russian7.ru

О создании столь неординарного оружия есть даже легенда, которая приписывает проектирование ампуломёта блокадным ленинградцам, которые были слишком слабы от голода, чтобы самостоятельно бросать в противника бутылки с зажигательной смесью. А на самом деле его разработали специалисты московского КБ завода №145 имени Кирова. Однако, в блокадном Ленинграде его также изготовляли. По сути, ампуломёт представляет собой небольшого размера мортиру, которая стреляла стеклянными или тонкостенными металлическими ампулами с самовоспламеняющейся огнесмесью. Использовались его для поражения вражеской техники и пехоты, а также в окопах и закрытых сооружениях — это позволяли его малые габариты и относительно небольшой дальности стрельбы — около 250 метров.

7. Миномёт-лопата

Оружие-трансформер времен Второй мировой войны. /Фото: o-vtoroy-mirovoy.ru

На первый взгляд может показаться, что такого оружия в реальности не существовало — уж очень оно нетривиальное, однако его не только приняли на вооружение, но оно ещё и успешно выполняло свои задачи. Гибрид малой пехотной лопаты и миномёта имел калибр 37 мм. Лопата при использовании оружия как миномёта выполняла функцию опорной плиты. Однако история этого орудия была не очень долгой, а всё потому, что в годы войны совершенствование средств вооружения шло семимильными шагами, и очень миномёт-лопата перестал быть актуальным из-за недостаточной дальности огня и малой мощности мины. Поэтому довольно быстро необычное оружие сняли с вооружения и о нём забыли.

8. «Кайтэн»

Японцы придумали не только летающий камикадзе. /Фото: warhistoryonline.com

Об этом японском оружии знает далеко не всякий, а ведь оно представляет собой подводное средство для выполнения заданий камикадзе. Потому у него и второе название столь говорящее – люди-торпеды. Кайтэн представляли собой торпеду, которая управлялась сидевшим внутри неё человеком. Японским подводным лодкам достаточно было доставить торпеды поблизости к противнику, а всё остальное делал уже камиказде. Однако, этот способ атаки получил широкого распространения из-за совершенствования технологий противолодочной обороны и ряда недостатков в конструкции самих торпед.

9. Гранатомет Шавгулидзе

Оружие для белорусских партизан. /Фото: smolbattle.ru

О героизме белорусских партизан известно очень многое, а вот о том, что в ряде случаев они ещё и оружие сами создавали, знают меньше. Именно примером такого секретного изготовления и стал гранатомёт Шавгулизде, который назван в честь своего автора. По сути, оружие представляло собой винтовку с насадкой, сделанной из гильзы снаряда калибром 45-мм, что позволяло ему выстрелить на расстояние около 150 метров. Правда, был у него, как минимум, один недостаток — плохая точность стрельбы. Впрочем, это не мешало ему успешно поражать противника, стреляя из засады. Несмотря на производство партизанами в кустарных условиях, изготовить за годы войны успели несколько сотен таких гранатометов.

Источник