32,6% – minyak dan produk minyak. 30,0% – batubara. 23,7% – bensin. Tiga teratas di antara sumber energi yang memasok umat manusia terlihat persis seperti ini. Pesawat luar angkasa dan planet "hijau" masih sejauh "galaksi jauh, jauh sekali".
Memang ada pergerakan menuju energi alternatif, tetapi sangat lambat sehingga diharapkan ada terobosan – belum. Jujur saja: untuk 50 tahun ke depan, bahan bakar fosil akan menerangi rumah kita.
Pengembangan energi alternatif berjalan lambat, seperti seorang pria primordial di sepanjang tanggul Thames. Saat ini, lebih banyak yang telah ditulis tentang sumber energi non-tradisional daripada yang telah dilakukan untuk pengembangan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari. Tetapi ke arah ini ada 3 "mastodon" yang dikenal yang menarik sisa kereta di belakang mereka.
Energi nuklir tidak dipertimbangkan di sini, karena pertanyaan tentang kemajuan dan kelayakan pengembangannya dapat didiskusikan untuk waktu yang sangat lama.
Di bawah ini akan ada indikator daya stasiun, oleh karena itu, untuk menganalisis nilainya, kami akan memperkenalkan titik awal: pembangkit listrik paling kuat di dunia adalah pembangkit listrik tenaga nuklir Kashiwazaki-Kariwa (Jepang). Yang memiliki kapasitas 8,2 GW.
Energi udara: angin untuk melayani manusia
Prinsip dasar energi angin adalah konversi energi kinetik dari massa udara yang bergerak menjadi energi termal, mekanik atau listrik.
Angin adalah hasil dari perbedaan tekanan udara di permukaan. Di sini prinsip klasik “kapal komunikasi” diterapkan, hanya dalam skala global. Bayangkan 2 poin – Moskow dan St. Petersburg. Jika suhu di Moskow lebih tinggi, maka udara memanas dan naik, meninggalkan tekanan rendah dan jumlah udara yang berkurang di lapisan bawah. Pada saat yang sama, ada tekanan tinggi di St. Petersburg dan ada cukup udara "dari bawah". Oleh karena itu, massa mulai mengalir menuju Moskow, karena alam selalu berusaha untuk keseimbangan. Ini adalah bagaimana aliran udara terbentuk, yang disebut angin.
Gerakan ini membawa energi yang sangat besar, yang ingin ditangkap oleh para insinyur.
Saat ini, 3% dari produksi energi dunia berasal dari turbin angin, dan kapasitasnya terus bertambah. Pada tahun 2016, kapasitas terpasang pembangkit listrik tenaga angin melebihi kapasitas pembangkit listrik tenaga nuklir. Namun ada 2 fitur yang membatasi perkembangan arah:
1. Daya terpasang adalah daya pengoperasian maksimum. Dan jika pembangkit listrik tenaga nuklir beroperasi pada tingkat ini hampir sepanjang waktu, pembangkit listrik tenaga angin jarang mencapai indikator seperti itu. Efisiensi stasiun tersebut adalah 30-40%. Angin sangat tidak stabil, yang membatasi aplikasi pada skala industri.
2. Penempatan ladang angin adalah rasional di tempat-tempat dengan aliran angin konstan – dengan cara ini dimungkinkan untuk memastikan efisiensi maksimum dari instalasi. Lokalisasi generator sangat terbatas.
Energi angin saat ini hanya dapat dianggap sebagai sumber energi tambahan dalam kombinasi dengan yang permanen, seperti pembangkit listrik tenaga nuklir dan stasiun yang menggunakan bahan bakar yang mudah terbakar.
Kincir angin pertama kali muncul di Denmark – dibawa ke sini oleh Tentara Salib. Saat ini, di negara Skandinavia ini, 42% energi dihasilkan oleh ladang angin.
Proyek pembangunan pulau buatan 100 km di lepas pantai Inggris Raya hampir selesai. Sebuah proyek fundamental baru akan dibuat di Dogger Bank – sepanjang 6 km2 banyak turbin angin akan dipasang yang akan mengirimkan listrik ke daratan. Ini akan menjadi ladang angin terbesar di dunia. Hari ini adalah Gansu (Cina) dengan kapasitas 5,16 GW. Ini adalah kompleks turbin angin yang tumbuh setiap tahun. Indikator yang direncanakan adalah 20 GW.
Dan sedikit tentang biaya.
Indikator biaya rata-rata untuk 1 kWh energi yang dihasilkan adalah:
batu bara 9-30 sen;
angin 2,5-5 sen.
Jika mungkin untuk memecahkan masalah dengan ketergantungan pada tenaga angin dan dengan demikian meningkatkan efisiensi ladang angin, maka mereka memiliki potensi besar.
Energi surya: mesin alam – mesin kemanusiaan
Prinsip produksi didasarkan pada pengumpulan dan distribusi panas dari sinar matahari.
Kini pangsa pembangkit listrik tenaga surya (PLTS) dalam produksi energi dunia adalah 0,79%.
Energi ini, pertama-tama, dikaitkan dengan energi alternatif – medan fantastis yang ditutupi pelat besar dengan fotosel tergambar tepat di depan mata Anda. Dalam praktiknya, profitabilitas arah ini cukup rendah. Di antara masalah, seseorang dapat memilih pelanggaran rezim suhu di atas pembangkit listrik tenaga surya, di mana massa udara dipanaskan.
Ada program pengembangan energi surya di lebih dari 80 negara. Tetapi dalam banyak kasus kita berbicara tentang sumber energi tambahan, karena tingkat produksinya rendah.
Penting untuk menempatkan daya dengan benar, di mana peta rinci radiasi matahari disusun.
Kolektor surya digunakan baik untuk memanaskan air untuk pemanasan dan untuk menghasilkan listrik. Sel fotovoltaik menghasilkan energi dengan "menghancurkan" foton di bawah pengaruh sinar matahari.
Pemimpin dalam hal produksi energi di pembangkit listrik tenaga surya adalah China, dan dalam hal generasi per kapita – Jerman.
Pembangkit listrik tenaga surya terbesar terletak di ladang surya Topaz, yang terletak di California. Daya 1,1 GW.
Ada perkembangan untuk menempatkan kolektor ke orbit dan mengumpulkan energi matahari tanpa kehilangannya di atmosfer, tetapi arah ini masih memiliki terlalu banyak kendala teknis.
Tenaga air: menggunakan mesin terbesar di planet ini
Tenaga air adalah pemimpin di antara sumber energi alternatif. 20% dari produksi energi dunia berasal dari tenaga air. Dan di antara sumber terbarukan 88%.
Sebuah bendungan besar sedang dibangun di bagian tertentu sungai, yang benar-benar menghalangi saluran. Sebuah waduk dibuat di hulu, dan perbedaan ketinggian di sepanjang sisi bendungan bisa mencapai ratusan meter. Air dengan cepat melewati bendungan di tempat-tempat di mana turbin dipasang. Jadi energi air yang bergerak memutar generator dan mengarah ke pembangkitan energi. Semuanya sederhana.
Dari minusnya: area yang luas tergenang, biolife di sungai terganggu.
Pembangkit listrik tenaga air terbesar adalah Sanxia ("Tiga Ngarai") di Cina. Ini memiliki kapasitas 22 GW, menjadi pabrik terbesar di dunia.
Pembangkit listrik tenaga air adalah umum di seluruh dunia, dan di Brasil mereka menyediakan 80% energi. Arah ini adalah yang paling menjanjikan dalam energi alternatif dan terus berkembang.
Sungai kecil tidak mampu menghasilkan tenaga yang besar, sehingga pembangkit listrik tenaga air di atasnya dirancang untuk memenuhi kebutuhan lokal.
Penggunaan air sebagai sumber energi diimplementasikan dalam beberapa konsep utama:
1. Penggunaan pasang surut. Teknologi ini dalam banyak hal mirip dengan pembangkit listrik tenaga air klasik, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa bendungan tidak memblokir saluran, tetapi mulut teluk. Air laut membuat fluktuasi harian di bawah pengaruh daya tarik bulan, yang mengarah pada sirkulasi air melalui turbin bendungan. Teknologi ini baru diterapkan di beberapa negara.
2. Penggunaan energi gelombang. Fluktuasi konstan air di laut terbuka juga bisa menjadi sumber energi. Ini bukan hanya lewatnya gelombang melalui turbin yang dipasang secara statis, tetapi juga penggunaan "pelampung": tetapi permukaan laut menempatkan rantai pelampung khusus, di dalamnya terdapat turbin kecil. Gelombang berputar generator dan sejumlah energi yang dihasilkan.
Secara umum, energi alternatif saat ini belum mampu menjadi sumber energi global. Tetapi sangat mungkin untuk menyediakan sebagian besar objek dengan energi otonom. Bergantung pada karakteristik wilayah, Anda selalu dapat memilih opsi terbaik.
Untuk kemandirian energi global, sesuatu yang secara fundamental baru akan dibutuhkan, seperti “teori eter” dari Serbia yang terkenal.
Tanpa demagogi, aneh bahwa di tahun 2000-an, umat manusia menghasilkan energi tidak jauh lebih progresif daripada lokomotif yang difoto oleh Lumiere bersaudara. Saat ini, isu sumber daya energi telah jauh masuk ke ranah politik dan keuangan, yang menentukan struktur produksi listrik. Jika minyak menyalakan lampu, maka seseorang membutuhkannya ...