พลังงานพายุฝนฟ้าคะนอง แหล่งพลังงานทางเลือก
ทุกคนที่เคยอ่านเกี่ยวกับค่ามหาศาลของแรงดันและกระแสในช่องทางของความคิดสายฟ้าเชิงเส้น: เป็นไปได้ไหมที่จะจับสายฟ้าเหล่านี้และส่งพวกเขาไปยังเครือข่ายพลังงาน? เพื่อจ่ายไฟให้กับตู้เย็น หลอดไฟ เครื่องปิ้งขนมปัง และอื่นๆ เครื่องซักผ้า. พูดถึงสถานีดังกล่าวมีมาหลายปีแล้ว แต่เป็นไปได้ว่าใน ปีหน้าในที่สุดเราก็จะได้เห็นต้นแบบการทำงานของ "นักสะสมสายฟ้า"
มีปัญหามากมายที่นี่ อนิจจาฟ้าผ่าเป็นซัพพลายเออร์ไฟฟ้าที่ไม่น่าเชื่อถือเกินไป แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะคาดการณ์ล่วงหน้าว่าจะมีพายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นที่ใด และการรอเธออยู่ที่เดียวก็นานแสนนาน
นอกจากนี้ ฟ้าผ่ายังหมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่มีลำดับหลายร้อยล้านโวลต์และกระแสไฟสูงสุดที่ 200 กิโลแอมแปร์ เพื่อที่จะ "กิน" สายฟ้า เห็นได้ชัดว่าพลังงานของพวกมันจะต้องสะสมอยู่ที่ไหนสักแห่งในช่วงเวลาหนึ่งในพันของวินาทีที่เฟสหลักของการคายประจุนั้นคงอยู่ (สายฟ้าฟาด ซึ่งดูเหมือนทันทีทันใด จริงๆ แล้วประกอบด้วยหลายเฟส) จากนั้นค่อย ๆ มอบให้กับเครือข่ายพร้อม ๆ กันแปลงที่มาตรฐาน 220 โวลต์และ 50 หรือ 60 เฮิรตซ์ AC
ระหว่างการปล่อยฟ้าผ่า กระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อนเกิดขึ้น อย่างแรก การปล่อยตัวนำจะพุ่งจากก้อนเมฆลงสู่พื้นซึ่งเกิดขึ้นจากหิมะถล่มของอิเล็กตรอน ผู้นำสร้างช่องไอออไนซ์ร้อนซึ่งปล่อยสายฟ้าหลักซึ่งถูกดึงออกจากพื้นผิวโลกด้วยสนามไฟฟ้าแรงสูงวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม
นอกจากนี้ ขั้นตอนทั้งหมดเหล่านี้สามารถทำซ้ำได้ 2, 3 และ 10 ครั้ง - สำหรับเสี้ยววินาทีที่ฟ้าผ่าคงอยู่ ลองนึกภาพว่างานยากแค่ไหนที่จะจับการปลดปล่อยนี้และนำกระแสไฟไปยังที่ที่ถูกต้อง อย่างที่คุณเห็นมีปัญหามากมาย คุ้มไหมที่จะไปยุ่งกับฟ้าผ่าเลย?
หากคุณวางสถานีดังกล่าวไว้ในบริเวณที่มีฟ้าผ่าบ่อยกว่าปกติ ก็น่าจะมีเหตุผลอยู่บ้าง ในพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงลูกหนึ่ง เมื่อสายฟ้าฟาดอย่างต่อเนื่องทีละลูก พลังงานจำนวนดังกล่าวจะถูกปลดปล่อยออกมาซึ่งเพียงพอสำหรับจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับทั้งสหรัฐอเมริกาเป็นเวลา 20 นาที แน่นอน ไม่ว่าเราจะสร้างสถานีดักจับฟ้าผ่าแบบไหน ประสิทธิภาพในการแปลงกระแสไฟฟ้าจะห่างไกลจาก 100% และแน่นอนว่าจะไม่สามารถจับสายฟ้าทั้งหมดที่กระทบในบริเวณใกล้เคียงกับฟ้าผ่าได้ ฟาร์ม.
พายุฝนฟ้าคะนองเกิดขึ้นบนโลกไม่สม่ำเสมอมาก ผู้เชี่ยวชาญที่ทำงานร่วมกับดาวเทียมอเมริกัน "Tropical Storm Measurement Mission" ได้เผยแพร่รายงานเกี่ยวกับหนึ่งในความสำเร็จล่าสุดของดาวเทียมดวงนี้ ได้รวบรวมแผนที่โลกของความถี่ฟ้าผ่า ตัวอย่างเช่น ในตอนกลางของทวีปแอฟริกามีพื้นที่ค่อนข้างใหญ่ซึ่งมีฟ้าผ่ามากกว่า 70 ครั้งต่อตารางกิโลเมตรต่อปี!
จนถึงปัจจุบัน โครงการดังกล่าวสำหรับการใช้พลังงานฟ้าผ่าส่วนใหญ่ดำเนินการโดยนักประดิษฐ์จากประเทศสหรัฐอเมริกา บริษัท Alternative Energy Holdings สัญชาติอเมริกันประกาศว่าจะทำให้โลกมีความสุขด้วยโรงไฟฟ้าที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าในราคา 0.005 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง ที่ ต่างเวลานักประดิษฐ์หลายคนเสนออุปกรณ์จัดเก็บที่ผิดปกติมากที่สุด ตั้งแต่ถังใต้ดินที่มีโลหะที่จะละลายจากสายฟ้าที่ตกลงมาในสายล่อฟ้าและน้ำร้อน ซึ่งไอน้ำจะหมุนกังหัน ไปจนถึงอิเล็กโทรไลเซอร์ที่สลายน้ำให้เป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนโดยการปล่อยฟ้าผ่า แต่ความสำเร็จที่เป็นไปได้นั้นเกี่ยวข้องกับระบบที่ง่ายกว่า
Alternative Energy Holdings กล่าวว่าจะสร้างต้นแบบการทำงานครั้งแรกของโรงไฟฟ้าดังกล่าว ซึ่งสามารถเก็บประจุฟ้าผ่าได้ภายในปี 2550 บริษัทตั้งใจที่จะทดสอบการติดตั้งในช่วงฤดูฝนฟ้าคะนองในปีหน้า ในสถานที่แห่งหนึ่งที่มีฟ้าผ่าบ่อยกว่าปกติ ในเวลาเดียวกัน นักพัฒนาของไดรฟ์เชื่อมั่นในแง่ดีว่าโรงไฟฟ้า "สายฟ้า" จะชำระใน 4-7 ปี
http://www.membrana.ru/
เธอรู้รึเปล่า?
ตาและโฟตอน
ความไวของเรตินาของดวงตาสามารถตรวจสอบได้ด้วยตัวเองโดยทำการทดลองง่ายๆ ซ้ำซึ่งจัดทำขึ้นในคราวเดียวโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียตชื่อดัง S. I. Vavilov
ระหว่างหลอดไส้ธรรมดากับจุดสังเกตของคุณ ให้ติดตั้งสโตรโบสโคป - แผ่นกระดาษแข็งที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15-20 ซม. โดยส่วนที่ตัดออก 60 องศา ติดตั้งบนแกน ตอนนี้ หมุนจานแฟลชด้วยความเร็วประมาณหนึ่งรอบต่อวินาที มองดูหลอดไฟด้วยตาข้างเดียวผ่านดิสก์
นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นในกรณีนี้: การหมุน ดิสก์จะเริ่มวัดสัดส่วนของแสงสำหรับดวงตา หลอดไฟไม่ส่องแสงสม่ำเสมอ กล่าวคือ ฟลักซ์การส่องสว่างจะกะพริบเป็นจังหวะ แต่เนื่องจากจานหมุนค่อนข้างช้า สัดส่วนของแสงจึงแตกต่างกันด้วยโฟตอนเพียงไม่กี่โฟตอน และความแตกต่างนี้ซึ่งเข้าถึงได้เฉพาะอุปกรณ์ที่แม่นยำที่สุดเท่านั้นที่จะจับตาคุณได้ง่าย - หากคุณมองใกล้ ๆ คุณจะเห็นแสงเป็นจังหวะเล็กน้อย! การทดลองนี้ง่ายกว่าถ้าคุณวางอีกอันไว้เหนือหลอด "วัด" - อันอ้างอิง แสงของเธอจะช่วยให้คุณมีสมาธิ
พายุฝนฟ้าคะนองเป็นการปลดปล่อยกระแสไฟฟ้าในบรรยากาศในรูปของฟ้าผ่าพร้อมกับฟ้าร้อง
พายุฝนฟ้าคะนองเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในชั้นบรรยากาศ มันสร้างความประทับใจอย่างมากเมื่อมันผ่านไปอย่างที่พวกเขาพูดว่า "อยู่เหนือหัวของคุณ" Thunderbolt ติดตามสายฟ้าพร้อมกันพร้อมกับฟ้าแลบในพายุลมแรงและฝนตกหนัก
ฟ้าร้องเป็นการระเบิดของอากาศเมื่ออยู่ภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิสูงของฟ้าผ่า (ประมาณ 20,000 °) มันจะขยายตัวทันทีและหดตัวจากการเย็นตัว
สายฟ้าเชิงเส้นเป็นประกายไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีความยาวหลายกิโลเมตร การปรากฏตัวของเธอมาพร้อมกับรอยแตกที่ทำให้หูอื้อ (ฟ้าร้อง)
นักวิทยาศาสตร์ได้เฝ้าสังเกตและพยายามศึกษาฟ้าผ่าอย่างระมัดระวังมาเป็นเวลานาน ลักษณะทางไฟฟ้าของมันถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน W. Franklin และนักธรรมชาติวิทยาชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov
เมื่อเกิดเมฆอันทรงพลังที่มีเม็ดฝนขนาดใหญ่ กระแสลมที่พัดขึ้นอย่างแรงและไม่สม่ำเสมอจะเริ่มบดขยี้เม็ดฝนในส่วนล่างของมัน อนุภาคหยดด้านนอกที่แยกออกจากกันมีประจุลบ และนิวเคลียสที่เหลือจะมีประจุบวก ละอองขนาดเล็กถูกพัดพาขึ้นไปข้างบนอย่างง่ายดายโดยกระแสอากาศและชาร์จชั้นบนของเมฆด้วยกระแสไฟฟ้าเชิงลบ ละอองขนาดใหญ่รวมตัวกันที่ด้านล่างของเมฆและกลายเป็นประจุบวก ความแรงของการปล่อยฟ้าผ่าขึ้นอยู่กับความแรงของการไหลของอากาศ นี่คือแผนการใช้พลังงานไฟฟ้าบนคลาวด์ ในความเป็นจริง กระบวนการนี้ซับซ้อนกว่ามาก
ฟ้าผ่ามักทำให้เกิดไฟไหม้ ทำลายอาคาร สร้างความเสียหายให้กับสายไฟ ขัดขวางการเคลื่อนที่ของรถไฟฟ้า เพื่อต่อสู้กับผลกระทบที่เป็นอันตรายของฟ้าผ่า จำเป็นต้อง "จับ" ฟ้าผ่าและศึกษาอย่างละเอียดในห้องปฏิบัติการ มันไม่ง่ายเลยที่จะทำ: หลังจากทั้งหมด ฟ้าผ่าทะลุฉนวนที่แข็งแกร่งที่สุดและการทดลองกับมันเป็นสิ่งที่อันตราย อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์สามารถรับมือกับงานนี้ได้อย่างยอดเยี่ยม ในการดักจับฟ้าผ่า ในห้องปฏิบัติการที่มีฟ้าผ่าบนภูเขา เสาอากาศยาวไม่เกิน 1 กม. ถูกติดตั้งระหว่างหิ้งบนภูเขาหรือระหว่างภูเขากับเสากระโดงในห้องปฏิบัติการ ฟ้าผ่ากระทบเสาอากาศดังกล่าว
เมื่อกระทบกับตัวเก็บประจุปัจจุบัน สายฟ้าจะเข้าสู่ห้องปฏิบัติการตามสายเคเบิล ผ่านอุปกรณ์บันทึกอัตโนมัติและลงไปที่พื้นทันที ออโตมาตะทำให้สายฟ้าดูเหมือนจะ "เซ็น" บนกระดาษ จึงสามารถวัดแรงดันและกระแสฟ้าผ่า ระยะเวลาการคายประจุไฟฟ้า และอื่นๆ อีกมากมาย
ปรากฎว่าฟ้าผ่ามีแรงดันไฟฟ้า 100 หรือมากกว่าล้านโวลต์และกระแสถึง 200,000 แอมแปร์ สำหรับการเปรียบเทียบ เราชี้ให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าหลายหมื่นและหลายแสนโวลต์ถูกใช้ในสายส่งกำลังไฟฟ้า และความแรงของกระแสจะแสดงเป็นหน่วยหลายร้อยและหลายพันแอมแปร์ แต่ในสายฟ้าครั้งเดียว ปริมาณไฟฟ้ามีน้อย เนื่องจากระยะเวลามักจะคำนวณเป็นเสี้ยววินาที สายฟ้าเพียงอันเดียวก็เพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับหลอดไฟขนาด 100 วัตต์เพียงหลอดเดียวต่อวัน
อย่างไรก็ตาม การใช้ "เครื่องดักจับ" ทำให้นักวิทยาศาสตร์รอการจู่โจมของสายฟ้า และพวกมันมีไม่บ่อยนัก สำหรับการวิจัย การสร้างฟ้าผ่าเทียมในห้องปฏิบัติการจะสะดวกกว่ามาก ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์พิเศษ นักวิทยาศาสตร์จึงได้รับ เวลาอันสั้นแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 5 ล้านโวลต์ การปล่อยกระแสไฟฟ้าทำให้เกิดประกายไฟที่มีความยาวสูงสุด 15 เมตร และเกิดรอยร้าวที่ทำให้เกิดเสียงอึกทึก
การถ่ายภาพช่วยในการเรียนฟ้าผ่า เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ในคืนที่มืดมิด ให้หันเลนส์กล้องไปที่เมฆฝนฟ้าคะนองและเปิดกล้องทิ้งไว้ครู่หนึ่ง หลังจากฟ้าแลบเลนส์กล้องปิดและภาพก็พร้อม แต่ภาพถ่ายดังกล่าวไม่ได้ให้ภาพการพัฒนา แยกชิ้นส่วนสายฟ้าจึงใช้กล้องหมุนพิเศษ จำเป็นที่กลไกของอุปกรณ์ระหว่างการถ่ายภาพจะต้องหมุนเร็วพอ (1,000-1500 รอบต่อนาที) จากนั้นฟ้าผ่าแต่ละส่วนจะปรากฏบนภาพ พวกเขาจะแสดงทิศทางและความเร็วของการปลดปล่อยที่พัฒนาขึ้น
ฟ้าผ่ามีหลายประเภท
สายฟ้าแบนมีลักษณะเป็นวาบไฟฟ้าบนพื้นผิวของเมฆ
สายฟ้าเชิงเส้นเป็นประกายไฟฟ้าขนาดยักษ์ คดเคี้ยวและมีส่วนต่อพ่วงมากมาย ความยาวของฟ้าผ่าดังกล่าวคือ 2-3 กม. แต่อาจยาวได้ถึง 10 กม. หรือมากกว่า สายฟ้าเชิงเส้นมีพลังมหาศาล มันทำให้ต้นไม้สูงแตก บางครั้งทำให้ผู้คนติดเชื้อ และมักทำให้เกิดไฟไหม้เมื่อกระทบกับโครงสร้างไม้
สายฟ้าที่ไม่ถูกต้อง - สายฟ้าประเรืองแสงวิ่งกับพื้นหลังของเมฆ นี่เป็นรูปแบบสายฟ้าที่หายากมาก
สายฟ้าของจรวดพัฒนาช้ามาก ปล่อยเป็นเวลา 1-1.5 วินาที
สายฟ้าที่หายากที่สุดคือบอลสายฟ้า เป็นมวลเรืองแสงกลม ลูกบอลสายฟ้าขนาดเท่ากำปั้นและแม้แต่หัวก็สังเกตเห็นในบ้านและในบรรยากาศอิสระที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 20 เมตร โดยปกติลูกบอลสายฟ้าจะหายไปอย่างไร้ร่องรอย เมื่อบอลสายฟ้าปรากฏขึ้น ได้ยินเสียงผิวปากหรือหึ่งๆ ดูเหมือนว่าจะเดือดและกระจายประกายไฟ หลังจากการหายไป หมอกควันมักจะยังคงอยู่ในอากาศ ระยะเวลาของสายฟ้าฟาดจากหนึ่งวินาทีถึงหลายนาที การเคลื่อนไหวของมันเกี่ยวข้องกับกระแสอากาศ แต่ในบางกรณีมันเคลื่อนที่อย่างอิสระ บอลฟ้าผ่าเกิดขึ้นระหว่างพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง
บอลฟ้าผ่าเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของการปล่อยสายฟ้าเชิงเส้น เมื่อไอออไนเซชันและการแยกตัวของปริมาตรของอากาศธรรมดาเกิดขึ้นในอากาศ กระบวนการทั้งสองนี้มาพร้อมกับการดูดซับพลังงานจำนวนมาก โดยพื้นฐานแล้ว Ball Lightning ไม่มีสิทธิ์ที่จะเรียกว่าสายฟ้า: เป็นเพียงอากาศที่ร้อนและถูกประจุด้วยพลังงานไฟฟ้า อากาศที่มีประจุจำนวนหนึ่งค่อยๆ ปล่อยพลังงานของมันให้กับอิเล็กตรอนอิสระของชั้นอากาศโดยรอบ หากลูกบอลยอมให้พลังงานแก่แสง มันก็จะหายวับไป มันก็จะกลับคืนสู่อากาศธรรมดา เมื่อลูกบอลไปพบกับสารที่ทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้น ลูกบอลก็จะระเบิด เชื้อโรคดังกล่าวอาจเป็นออกไซด์ของไนโตรเจนและคาร์บอนในรูปของควัน ฝุ่น เขม่า ฯลฯ
อุณหภูมิของลูกบอลฟ้าผ่าประมาณ 5000 องศา มีการคำนวณด้วยว่าพลังงานจากการระเบิดของสารบอลฟ้าผ่านั้นสูงกว่าพลังงานการระเบิดของผงไร้ควันถึง 50-60 เท่า
ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรงจะมีฟ้าผ่าเป็นจำนวนมาก ดังนั้น ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองครั้งหนึ่ง ผู้สังเกตการณ์จึงนับการเกิดฟ้าผ่า 1,000 ครั้งใน 15 นาที ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองหนึ่งครั้งในแอฟริกา มีการเกิดฟ้าผ่า 7,000 ครั้งต่อชั่วโมง
เพื่อป้องกันอาคารและโครงสร้างอื่น ๆ จากฟ้าผ่าจึงใช้สายล่อฟ้าหรือสายล่อฟ้าตามที่เรียกอย่างถูกต้อง นี่คือแท่งโลหะที่เชื่อมต่อกับสายดินอย่างแน่นหนา
เพื่อป้องกันตัวเองจากฟ้าผ่า อย่ายืนใต้ต้นไม้สูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่ยืนอยู่คนเดียว เนื่องจากฟ้าผ่ามักจะกระทบพวกเขา ต้นโอ๊กเป็นอันตรายมากในเรื่องนี้เพราะรากของมันฝังลึกลงไปในดิน ไม่เคย อย่าซ่อนตัวในกองหญ้าแห้งและฟ่อนข้าว ในทุ่งโล่ง โดยเฉพาะในที่สูง ในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง คนที่เดินอยู่ในอันตรายอย่างยิ่งที่จะถูกฟ้าผ่า ในกรณีเช่นนี้ ขอแนะนำให้นั่งบนพื้นและรอพายุ
ก่อนที่พายุฝนฟ้าคะนองจะเริ่มขึ้น จำเป็นต้องกำจัดร่างจดหมายในห้องและปิดปล่องไฟทั้งหมด ในพื้นที่ชนบท คุณไม่ควรคุยโทรศัพท์ โดยเฉพาะในช่วงที่มีพายุฝนฟ้าคะนองรุนแรง โดยปกติการแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์ในชนบทของเราจะหยุดเชื่อมต่อในเวลานี้ เสาอากาศวิทยุควรต่อสายดินเสมอในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง
หากเกิดอุบัติเหตุ - ใครบางคนจะถูกฟ้าผ่าด้วยเปลือกหอย จำเป็นต้องให้การปฐมพยาบาลเบื้องต้นแก่ผู้ประสบภัยทันที (เครื่องช่วยหายใจ การให้ยาพิเศษ ฯลฯ) ในบางแห่งมีอคติที่เป็นอันตรายที่สามารถช่วยให้บุคคลที่ถูกฟ้าผ่าโดยการฝังร่างของเขาลงในดิน ไม่ควรทำสิ่งนี้: บุคคลที่ได้รับผลกระทบจากฟ้าผ่าต้องการการไหลเวียนของอากาศไปยังร่างกายโดยเฉพาะอย่างยิ่ง
เกี่ยวกับคอมเพล็กซ์ - แหล่งพลังงาน - พายุฝนฟ้าคะนอง (ฟ้าผ่า)
- แกลลอรี่ของภาพ, รูปภาพ, ภาพถ่าย
- พายุฝนฟ้าคะนองและฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงาน - พื้นฐาน โอกาส โอกาส การพัฒนา
- ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจข้อมูลที่เป็นประโยชน์
- ข่าวสีเขียว - พายุฝนฟ้าคะนองและฟ้าผ่าเป็นแหล่งพลังงาน
- ลิงค์ไปยังวัสดุและแหล่งที่มา - แหล่งพลังงาน - พายุฝนฟ้าคะนอง (Lighting)
พลังงานพายุฝนฟ้าคะนองยังคงเป็นเพียงทิศทางตามทฤษฎี สาระสำคัญของเทคนิคคือการจับพลังงานของสายฟ้าและเปลี่ยนเส้นทางไปยังโครงข่ายไฟฟ้า แหล่งพลังงานนี้เป็นพลังงานหมุนเวียนและหมายถึงพลังงานทดแทน กล่าวคือ ปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม
กระบวนการสร้างฟ้าผ่านั้นซับซ้อนมาก ในขั้นต้น จากก้อนเมฆที่มีกระแสไฟฟ้า ผู้นำจะพุ่งไปที่พื้นซึ่งเกิดจากหิมะถล่มทางอิเล็กทรอนิกส์ที่รวมเข้ากับการปล่อย (ลำแสง) การปลดปล่อยนี้ทิ้งช่องไอออนร้อนซึ่งปล่อยสายฟ้าหลักเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ฉีกออกจากโลกด้วยสนามไฟฟ้าอันทรงพลัง ในเสี้ยววินาที กระบวนการนี้จะทำซ้ำหลายครั้ง ปัญหาหลักคือการจับการปลดปล่อยและเปลี่ยนเส้นทางไปยังเครือข่าย
เบนจามิน แฟรงคลิน ก็กำลังตามล่าหากระแสไฟฟ้าจากสวรรค์เช่นกัน ในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง เขาปล่อยว่าวเข้าไปในก้อนเมฆและตระหนักว่าเขากำลังเก็บประจุไฟฟ้า
พลังงานฟ้าผ่าเป็นพลังงานบริสุทธิ์ 5 พันล้านจูลในจังหวะเดียว ซึ่งเทียบได้กับน้ำมันเบนซิน 145 ลิตร เชื่อกันว่าฟ้าผ่า 1 ครั้งมีพลังงานจำนวนมหาศาลที่ประชากรทั้งหมดในสหรัฐอเมริกาใช้ภายใน 20 นาที
มีการจดทะเบียนการปล่อยประจุประมาณ 1.5 พันล้านครั้งทั่วโลกทุกปี กล่าวคือ ฟ้าผ่ากระทบพื้นผิวโลกประมาณ 40-50 ครั้งต่อวินาที
การทดลอง
เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ. 2549 บริษัท Alternative Energy Holdings ได้ประกาศความสำเร็จในการสร้างการออกแบบต้นแบบที่สามารถสาธิตการ "ดักจับ" ของสายฟ้าแล้วแปลงเป็นไฟฟ้า "ในครัวเรือน" บริษัทระบุว่าการคืนทุนของเทียบเท่าอุตสาหกรรมในปัจจุบันจะอยู่ที่ 4-7 ปี ในราคาขายปลีก 0.005 เหรียญสหรัฐต่อ 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง น่าเสียดายที่การจัดการโครงการหลังจากการทดลองเชิงปฏิบัติหลายครั้ง ถูกบังคับให้รายงานความล้มเหลว จากนั้น Martin A. Umani เปรียบเทียบพลังงานของสายฟ้ากับพลังงานของระเบิดปรมาณู
ในปี พ.ศ. 2556 เจ้าหน้าที่ของมหาวิทยาลัยเซาแทมป์ตันได้จำลองประจุไฟฟ้าเทียมในห้องปฏิบัติการ ซึ่งคล้ายกับพารามิเตอร์ทั้งหมดกับฟ้าผ่าจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ ด้วยอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่าย นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถ "จับ" ได้ และในเวลาเพียงไม่กี่นาทีก็ชาร์จแบตเตอรี่ของสมาร์ทโฟนจนเต็ม
ทัศนคติ
ฟาร์มสายฟ้ายังคงเป็นความฝัน พวกเขาจะกลายเป็นแหล่งพลังงานราคาถูกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ไม่สิ้นสุด การพัฒนาพื้นที่พลังงานนี้ได้รับผลกระทบจากปัญหาพื้นฐานหลายประการ:
- เป็นไปไม่ได้ที่จะทำนายเวลาและสถานที่ของพายุฝนฟ้าคะนอง ซึ่งหมายความว่าแม้ในที่ที่มีการตั้งค่าสูงสุดสำหรับการโจมตีด้วยฟ้าผ่า จำเป็นต้องติดตั้ง "กับดัก" ค่อนข้างมาก
- สายฟ้าเป็นพลังงานระเบิดระยะสั้นซึ่งมีระยะเวลาเท่ากับเศษเสี้ยววินาทีและจะต้องเชี่ยวชาญอย่างรวดเร็ว ในการแก้ปัญหานี้จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุที่มีประสิทธิภาพซึ่งยังไม่มีอยู่และราคาน่าจะสูงมาก คุณยังสามารถใช้ระบบออสซิลเลเตอร์ที่หลากหลายกับวงจรประเภทที่ 2 และ 3 ได้ ซึ่งทำให้คุณสามารถประสานโหลดกับความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้
- พลังการปลดปล่อยก็แตกต่างกันมาก ฟ้าผ่าส่วนใหญ่อยู่ที่ 5-20 kA แต่มีวาบที่ 200 kA และแต่ละอันต้องมีมาตรฐานที่ 220 V และ 50-60 Hz AC
- สายฟ้าเป็นลบ เกิดขึ้นจากพลังงานที่สะสมในส่วนล่างของเมฆ และบวก สะสมในส่วนบนของมัน ควรคำนึงถึงปัจจัยนี้เมื่อเตรียมฟาร์มฟ้าผ่า ยิ่งกว่านั้นเพื่อจับประจุบวกจะต้องใช้พลังงานซึ่งพิสูจน์ได้จากตัวอย่างโคมระย้าของ Chizhevsky
- ความหนาแน่นของไอออนที่มีประจุในบรรยากาศ 1 ลูกบาศก์เมตรต่ำ ความต้านทานอากาศสูง ดังนั้น มีเพียงอิเล็กโทรดที่แตกตัวเป็นไอออนซึ่งสูงที่สุดเหนือพื้นผิวโลกเท่านั้นที่สามารถ "จับ" ฟ้าผ่าได้ แต่มันสามารถจับพลังงานได้เฉพาะในรูปของกระแสไมโครเท่านั้น หากคุณยกอิเล็กโทรดใกล้กับก้อนเมฆที่ถูกประจุไฟฟ้ามากเกินไป อาจทำให้เกิดฟ้าผ่าได้ กล่าวคือ แรงดันไฟกระชากในระยะสั้น แต่ทรงพลังจะส่งผลให้เกิดการพังทลายของอุปกรณ์ฟาร์มฟ้าผ่า
แม้จะมีปัญหาที่เห็นได้ชัด แต่แนวคิดในการสร้างฟาร์มฟ้าผ่ายังมีชีวิตอยู่: มนุษยชาติต้องการทำให้เชื่องธรรมชาติและเข้าถึงแหล่งพลังงานหมุนเวียนจำนวนมาก
ทุกวันนี้ โลกทั้งโลกได้รับกระแสไฟฟ้าจากการเผาไหม้ถ่านหินและก๊าซ (เชื้อเพลิงฟอสซิล) การใช้ประโยชน์จากการไหลของน้ำ และการควบคุมปฏิกิริยานิวเคลียร์ วิธีการเหล่านี้ค่อนข้างมีประสิทธิภาพ แต่ในอนาคตเราจะต้องละทิ้งแนวทางเหล่านี้โดยหันไปใช้ทิศทางเช่นพลังงานทดแทน
ความต้องการส่วนใหญ่เกิดจากการที่เชื้อเพลิงฟอสซิลมีอยู่อย่างจำกัด นอกจากนี้ วิธีการผลิตไฟฟ้าแบบดั้งเดิมยังเป็นปัจจัยหนึ่งของมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย นั่นเป็นเหตุผลที่ โลกต้องการทางเลือกที่ "ดีต่อสุขภาพ".
เราขอเสนอ TOP ไม่ใช่เวอร์ชันของเรา วิถีดั้งเดิมได้พลังงานมาทดแทนโรงไฟฟ้าแบบเดิมได้ในอนาคต
อันดับที่ 7 กระจายพลังงาน
ก่อนพิจารณาแหล่งพลังงานทางเลือก เรามาวิเคราะห์แนวคิดที่น่าสนใจหนึ่งข้อที่สามารถเปลี่ยนโครงสร้างของระบบพลังงานได้ในอนาคต
ปัจจุบันมีการผลิตไฟฟ้าที่สถานีขนาดใหญ่ โอนไปยังเครือข่ายการจำหน่ายและส่งถึงบ้านของเรา วิธีการแบบกระจายหมายถึงแบบค่อยเป็นค่อยไป การปฏิเสธการผลิตไฟฟ้าจากส่วนกลาง. สามารถทำได้โดยการสร้างแหล่งพลังงานขนาดเล็กใกล้กับกลุ่มผู้บริโภคหรือกลุ่มผู้บริโภค
เนื่องจากสามารถใช้แหล่งพลังงาน:
- โรงไฟฟ้าไมโครเทอร์ไบน์
- โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ
- หม้อไอน้ำ;
- แผงเซลล์แสงอาทิตย์
- กังหันลม;
- ปั๊มความร้อน ฯลฯ
โรงไฟฟ้าขนาดเล็กดังกล่าวสำหรับบ้านจะเชื่อมต่อกับเครือข่ายทั่วไป พลังงานส่วนเกินจะไหลไปที่นั่น และหากจำเป็น โครงข่ายไฟฟ้าจะสามารถชดเชยการขาดพลังงานได้ เช่น เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ทำงานได้แย่ลงเนื่องจากสภาพอากาศที่มีเมฆมาก
อย่างไรก็ตาม การนำแนวคิดนี้ไปใช้ในปัจจุบันและในอนาคตอันใกล้นั้นไม่น่าเป็นไปได้ หากเราพูดถึงระดับโลก สาเหตุหลักมาจากค่าใช้จ่ายสูงในการเปลี่ยนจากพลังงานแบบรวมศูนย์เป็นพลังงานแบบกระจาย
อันดับที่ 6 พลังงานพายุฝนฟ้าคะนอง
ทำไมต้องผลิตกระแสไฟฟ้าในเมื่อคุณสามารถ "จับ" ไฟฟ้าจากอากาศบาง ๆ ได้? โดยเฉลี่ย สายฟ้าฟาดหนึ่งครั้งจะมีพลังงาน 5 พันล้านจูล ซึ่งเทียบเท่ากับการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน 145 ลิตร ในทางทฤษฎี โรงไฟฟ้าพลังสายฟ้าจะช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้าในบางครั้ง
ทุกอย่างจะมีลักษณะดังนี้:สถานีตั้งอยู่ในภูมิภาคที่มีกิจกรรมพายุฝนฟ้าคะนองเพิ่มขึ้น "รวบรวม" การปล่อยและสะสมพลังงาน หลังจากนั้นพลังงานจะถูกป้อนเข้าสู่กริด คุณสามารถจับสายฟ้าได้ด้วยความช่วยเหลือของสายล่อฟ้ายักษ์ แต่ปัญหาหลักยังคงอยู่ - เพื่อสะสมพลังงานฟ้าผ่าให้ได้มากที่สุดในเสี้ยววินาที บน เวทีปัจจุบัน supercapacitors และตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ แต่แนวทางที่ละเอียดอ่อนกว่านี้อาจเกิดขึ้นในอนาคต
ถ้าเราพูดถึงไฟฟ้า "จากอากาศ" เราไม่สามารถจำสมัครพรรคพวกของการก่อตัวของพลังงานอิสระ ตัวอย่างเช่น Nikola Tesla ในคราวเดียว คาดคะเน สาธิตอุปกรณ์สำหรับสร้างกระแสไฟฟ้าจากอีเธอร์สำหรับการทำงานของรถยนต์
อันดับที่ 5 การเผาไหม้เชื้อเพลิงหมุนเวียน
แทนที่จะใช้ถ่านหิน โรงไฟฟ้าสามารถเผาสิ่งที่เรียกว่า " เชื้อเพลิงชีวภาพ ". สิ่งเหล่านี้คือวัตถุดิบจากพืชและสัตว์แปรรูป ของเสียจากสิ่งมีชีวิต และของเสียจากอุตสาหกรรมบางชนิดที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ ตัวอย่าง ได้แก่ ฟืนธรรมดา เศษไม้ และไบโอดีเซล ซึ่งพบได้ที่ปั๊มน้ำมัน
ในภาคพลังงาน ส่วนใหญ่มักใช้เศษไม้ มันถูกเก็บรวบรวมในระหว่างการตัดไม้หรืองานไม้ หลังจากการเจียรแล้ว จะถูกอัดเป็นเม็ดเชื้อเพลิงและส่งไปยังโรงไฟฟ้าพลังความร้อนในรูปแบบนี้
ภายในปี 2019 การก่อสร้างโรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดซึ่งจะใช้เชื้อเพลิงชีวภาพน่าจะแล้วเสร็จในเบลเยียมควรแล้วเสร็จ ตามการคาดการณ์จะต้องผลิตไฟฟ้า 215 เมกะวัตต์ เพียงพอสำหรับบ้าน 450,000 หลัง
ความจริงที่น่าสนใจ!หลายประเทศฝึกฝนการเพาะปลูกที่เรียกว่า "ป่าพลังงาน" - ต้นไม้และพุ่มไม้ วิธีที่ดีที่สุดเหมาะสมกับความต้องการพลังงาน
ไม่ว่าพลังงานทางเลือกจะพัฒนาไปในทิศทางของเชื้อเพลิงชีวภาพหรือไม่ก็ยังไม่น่าเป็นไปได้ เพราะมีวิธีแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มดีกว่า
อันดับที่ 4 โรงไฟฟ้าพลังน้ำและคลื่น
โรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบดั้งเดิมทำงานตามหลักการดังต่อไปนี้:
- แรงดันน้ำจะจ่ายให้กับกังหัน
- กังหันเริ่มหมุน
- การหมุนจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า
การก่อสร้างสถานีไฟฟ้าพลังน้ำมีราคาแพงกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนและเป็นไปได้เฉพาะในสถานที่ที่มีพลังงานน้ำสำรองมากเท่านั้น แต่ปัญหาหลักคือความเสียหายต่อระบบนิเวศเนื่องจากความจำเป็นในการสร้างเขื่อน
โรงไฟฟ้าพลังน้ำใช้หลักการเดียวกัน แต่ ใช้พลังของการลดลงและกระแสเพื่อสร้างพลังงาน.
พลังงานทดแทนประเภท "น้ำ" ได้แก่ ทิศทางที่น่าสนใจ เช่น พลังงานคลื่น แก่นแท้ของมันคือการผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านการใช้พลังงานคลื่นทะเลซึ่งสูงกว่าคลื่นยักษ์มาก โรงไฟฟ้าคลื่นที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบันคือ Pelamis P-750 ซึ่งสร้างพลังงานไฟฟ้า 2.25 เมกะวัตต์
คอนเวคเตอร์ขนาดใหญ่เหล่านี้ ("งู") แกว่งไปมาบนคลื่นอันเป็นผลมาจากการที่ลูกสูบไฮดรอลิกเริ่มเคลื่อนที่ภายใน พวกเขาสูบน้ำมันผ่านมอเตอร์ไฮดรอลิก ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าที่ได้จะถูกส่งไปยังฝั่งผ่านสายเคเบิลที่วางอยู่ด้านล่าง ในอนาคตจำนวนคอนเวอร์เตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ และสถานีจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 21 เมกะวัตต์
อันดับที่ 3 สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพ
พลังงานทางเลือกได้รับการพัฒนาอย่างดีในทิศทางความร้อนใต้พิภพ สถานีพลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตไฟฟ้าจริงแปลงพลังงานของโลกหรือค่อนข้างเป็นพลังงานความร้อนของแหล่งใต้ดิน
โรงไฟฟ้าดังกล่าวมีหลายประเภท แต่ในทุกกรณีก็ตั้งอยู่บนพื้นฐานเดียวกัน หลักการทำงาน: ไอน้ำจากแหล่งใต้ดินลอยตัวผ่านบ่อน้ำและหมุนกังหันที่เชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทุกวันนี้ เป็นเรื่องปกติเมื่อน้ำถูกสูบเข้าไปในอ่างเก็บน้ำใต้ดินลึกมาก ซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพลของ อุณหภูมิสูงระเหยและเข้าสู่กังหันในรูปของไอน้ำภายใต้ความกดดัน
พื้นที่ที่มีกีย์เซอร์จำนวนมากและบ่อน้ำพุร้อนแบบเปิดซึ่งได้รับความร้อนจากการระเบิดของภูเขาไฟนั้นเหมาะสมที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ด้านพลังงานความร้อนใต้พิภพ
ดังนั้น ในแคลิฟอร์เนียจึงมีกลุ่มความร้อนใต้พิภพที่เรียกว่า " กีย์เซอร์ ". รวม 22 สถานีผลิต 955 เมกะวัตต์ แหล่งพลังงานในกรณีนี้คือห้องแมกมาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 13 กม. ที่ความลึก 6.4 กม.
อันดับที่ 2 ฟาร์มกังหันลม
พลังงานลมเป็นหนึ่งในแหล่งผลิตไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมและมีแนวโน้มมากที่สุด
หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดลมนั้นง่าย:
- ใบมีดหมุนภายใต้อิทธิพลของแรงลม
- การหมุนจะถูกส่งไปยังเครื่องกำเนิด
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตกระแสสลับ
- พลังงานที่ได้มักจะถูกเก็บไว้ในแบตเตอรี่
พลังของเครื่องกำเนิดลมขึ้นอยู่กับระยะของใบพัดและความสูงของใบพัด ดังนั้นจึงมีการติดตั้งในพื้นที่เปิดโล่ง ทุ่งนา เนินเขา และในเขตชายฝั่งทะเล การติดตั้งด้วยใบมีด 3 แฉกและแกนหมุนในแนวตั้งทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
ความจริงที่น่าสนใจ!อันที่จริง พลังงานลมเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ชนิดหนึ่ง สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าลมเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของชั้นบรรยากาศและพื้นผิวโลกจากรังสีของดวงอาทิตย์
ในการสร้างกังหันลมนั้น ไม่จำเป็นต้องมีความรู้ด้านวิศวกรรมอย่างลึกซึ้ง ดังนั้น ช่างฝีมือหลายคนจึงสามารถตัดการเชื่อมต่อจากโครงข่ายไฟฟ้าทั่วไปและเปลี่ยนไปใช้พลังงานทดแทนได้
Vestas V-164 เป็นกังหันลมที่ทรงพลังที่สุดในปัจจุบัน กำลังผลิต 8 เมกะวัตต์ สำหรับการผลิตไฟฟ้าในระดับอุตสาหกรรมนั้นมีการใช้ฟาร์มกังหันลมซึ่งประกอบด้วยกังหันลมจำนวนมาก โรงไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดคือ Alta ตั้งอยู่ในแคลิฟอร์เนีย กำลังการผลิต 1550 เมกะวัตต์
1 แห่ง. โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (SPP)
มีโอกาสมากที่สุด พลังงานแสงอาทิตย์. เทคโนโลยีการแปลงรังสีดวงอาทิตย์โดยใช้โฟโตเซลล์กำลังพัฒนาทุกปี มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ
ในรัสเซียพลังงานแสงอาทิตย์มีการพัฒนาค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม บางภูมิภาคแสดง ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในอุตสาหกรรมนี้ ยกตัวอย่างเช่น แหลมไครเมีย ที่ซึ่งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์อันทรงพลังหลายแห่งเปิดดำเนินการ
อาจพัฒนาในอนาคต พลังงานอวกาศ. ในกรณีนี้ โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จะไม่ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวโลก แต่อยู่ในวงโคจรของโลกของเรา ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดของวิธีนี้คือแผงเซลล์แสงอาทิตย์จะสามารถรับได้มากขึ้น แสงแดด, เพราะ จะไม่ถูกกีดขวางด้วยบรรยากาศ อากาศ และฤดูกาล
บทสรุป
พลังงานทดแทนมีข้อดีหลายประการ การพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไปจะนำไปสู่การทดแทนวิธีการผลิตไฟฟ้าแบบเดิมไม่ช้าก็เร็ว และไม่จำเป็นว่าจะต้องใช้เทคโนโลยีที่ระบุไว้เพียงรายการเดียวทั่วโลก ดูวิดีโอด้านล่างสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้
โดยปกติ เมื่อผู้คนพูดถึงพลังงานทดแทน พวกเขามักจะหมายถึงการติดตั้งสำหรับการผลิตพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน - แสงแดดและลม ด้วยเหตุนี้ สถิติจึงไม่รวมการสร้างไฟฟ้าในโรงไฟฟ้าพลังน้ำ สถานีที่ใช้พลังของกระแสน้ำในทะเลและมหาสมุทร ตลอดจนโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพ แม้ว่าแหล่งพลังงานเหล่านี้ถือเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นกัน แต่เป็นแบบคลาสสิกและใช้ในระดับอุตสาหกรรมมาหลายปีแล้ว
แหล่งพลังงานทางเลือกถือเป็นทรัพยากรหมุนเวียนแทนที่แหล่งพลังงานแบบคลาสสิกที่ใช้น้ำมันซึ่งสกัดจากก๊าซธรรมชาติและถ่านหินซึ่งเมื่อเผาไหม้จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สู่ชั้นบรรยากาศซึ่งก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกและภาวะโลกร้อนขึ้น .
สาเหตุที่แท้จริงของการค้นหาแหล่งพลังงานทดแทนคือความต้องการที่จะได้รับจากพลังงานจากทรัพยากรธรรมชาติและปรากฏการณ์ที่หมุนเวียนได้หรือแทบไม่หมด เหนือสิ่งอื่นใดสามารถคำนึงถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจ
แหล่งพลังงานหลักสำหรับระบบประเภทนี้ถือเป็นพลังงานของดวงอาทิตย์ ลม และสภาพธรรมชาติของดินบนพื้นผิวโลก (สำหรับปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดิน) การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน เรามีอิทธิพลอย่างมากต่อระบบนิเวศน์และวิกฤตพลังงานบนโลก เรายังได้รับเอกราชจาก ประเภททั่วไปประหยัดพลังงาน ประหยัดต้นทุน และมั่นใจในอนาคต
อุตสาหกรรมพลังงานทดแทน
พลังงานแสงอาทิตย์
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในโรงไฟฟ้าที่มีมากที่สุดในโลก โดยดำเนินการในกว่า 80 ประเทศทั่วโลก และใช้แหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมด นั่นคือแสงอาทิตย์ในการผลิตกระแสไฟฟ้าและหากจำเป็นให้ความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่อาคารพักอาศัยและการจ่ายน้ำอุ่นก็ไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม
พลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและช่วงเวลาของวันเป็นอย่างมาก: ในวันที่มีเมฆมากและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเวลากลางคืนจะไม่สามารถรับไฟฟ้าได้ เราต้องซื้อแบตเตอรี่ซึ่งเพิ่มต้นทุนในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ เช่น ในประเทศ และสร้างช่วงเวลาที่ไม่เอื้ออำนวยต่อสิ่งแวดล้อมเนื่องจากความจำเป็นในการกำจัดแบตเตอรี่ที่ใช้แล้วชนิดเดียวกัน
นอกจากเซลล์สุริยะและแบตเตอรี่โฟโต้แล้ว ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องทำน้ำร้อนจากพลังงานแสงอาทิตย์ยังใช้กันอย่างแพร่หลาย พวกมันยังใช้สำหรับทำน้ำร้อนเพื่อให้ความร้อนและเพื่อการผลิตไฟฟ้า
เยอรมนี ญี่ปุ่น และสเปน ถือเป็นผู้นำในการเผยแพร่พลังงานแสงอาทิตย์ เป็นที่แน่ชัดว่ามหาอำนาจทางใต้มีความเหนือกว่าที่นี่ โดยที่ดวงอาทิตย์ส่องแสงอย่างร้อนแรงทั้งในฤดูหนาวและฤดูร้อน
พลังงานลม
พลังงานลมจัดเป็นพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากถือว่าเป็นผลมาจากกิจกรรมของดวงอาทิตย์ พลังงานลมถือเป็นอุตสาหกรรมที่เฟื่องฟู ภายในต้นปี 2557 กังหันลมทั้งหมดมีกำลังการผลิตประมาณ 320 กิกะวัตต์!5 อันดับแรกในการผลิตพลังงานลมของโลก ได้แก่ จีน สหรัฐอเมริกา เยอรมนี เดนมาร์ก และโปรตุเกส
ที่นี่อีกครั้งเกือบทุกอย่างขึ้นอยู่กับ สภาพอากาศ: ในบางรัฐ ลมไม่สงบลงแม้แต่ครู่เดียว ในทางกลับกัน ลมสงบเกือบตลอดเวลา
พลังงานลมมีทั้งข้อดีที่สำคัญและข้อเสียที่สำคัญเท่าเทียมกัน เมื่อเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์ "กังหันลม" มีราคาถูกและไม่ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน ดังนั้นจึงมักพบในเขตชานเมือง กังหันลมมีค่าลบที่สำคัญเพียงข้อเดียว - มีเสียงดังมาก การติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวจะต้องประสานงานไม่เฉพาะกับญาติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้อยู่อาศัยในบ้านใกล้เคียงด้วย
พลังงานความร้อนใต้พิภพ
ในพื้นที่ที่มีการปะทุของภูเขาไฟ ซึ่งน้ำใต้ดินสามารถทำให้ร้อนเหนือจุดเดือด จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ (GeoTPP) ได้อย่างเหมาะสมที่สุดใช้สำหรับทำน้ำร้อนเพื่อให้ความร้อน แต่ยังใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้า โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่ในอเมริกากลาง ฟิลิปปินส์ ไอซ์แลนด์ ไอซ์แลนด์เป็นตัวอย่างหนึ่งของพลังงานที่น้ำร้อนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ความร้อนและความร้อน
ข้อดีที่สำคัญของพลังงานความร้อนใต้พิภพคือความไม่รู้จักเหนื่อยและความเป็นอิสระอย่างแท้จริงจากสภาวะแวดล้อม เวลาของวันและปี
มีความเป็นไปได้พื้นฐานต่อไปนี้ของการใช้ความร้อนจากส่วนลึกของโลก น้ำหรือส่วนผสมของน้ำและไอน้ำ สามารถนำไปจ่ายน้ำร้อนและจ่ายความร้อน เพื่อผลิตไฟฟ้าหรือเพื่อวัตถุประสงค์ทั้งหมดนี้ได้ในคราวเดียว ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความร้อนที่อุณหภูมิสูงของบริเวณใกล้ภูเขาไฟและหินแห้งเป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าและการจ่ายความร้อน การออกแบบสถานีขึ้นอยู่กับแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพที่ใช้
ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นเมื่อใช้น้ำร้อนใต้ดินคือความจำเป็นในการวนซ้ำของการไหลเข้า (การฉีด) ของน้ำ (หมดแบบดั้งเดิม) ลงในชั้นหินอุ้มน้ำใต้ดิน ที่ น้ำร้อนมีเกลือของโลหะที่เป็นพิษหลายชนิด (เช่น โบรอน ตะกั่ว สังกะสี แคดเมียม สารหนู) และสารประกอบเคมี (แอมโมเนีย ไฮดรอกซีเบนซีน) ซึ่งไม่รวมการปล่อยน้ำเหล่านี้เข้าสู่ระบบน้ำผิวดินตามธรรมชาติ
พลังงานน้ำทางเลือก
การใช้ทรัพยากรทางน้ำของโลกที่ไม่ได้มาตรฐานเพื่อการผลิตพลังงานเกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้าสามประเภท: คลื่น คลื่นน้ำ และน้ำตก ในเวลาเดียวกัน คลื่นแรกถือว่ามีแนวโน้มมากที่สุด: พลังงานคลื่นเฉลี่ยของมหาสมุทรโลกอยู่ที่ประมาณ 15 กิโลวัตต์ต่อเมตร และด้วยความสูงของคลื่นที่สูงกว่าสองเมตร กำลังสูงสุดสามารถเข้าถึงได้มากถึง 80 กิโลวัตต์ / เมตรคุณสมบัติหลักของโรงไฟฟ้าพลังคลื่นคือความยากลำบากในการแปลงการเคลื่อนที่ของคลื่น "ขึ้นและลง" เป็นการหมุนของดิสก์เครื่องกำเนิด แต่การพัฒนาสมัยใหม่กำลังค่อยๆ ค้นหาวิธีแก้ปัญหานี้
โรงไฟฟ้าพลังงานน้ำขึ้นน้ำลงมีพลังงานน้อยกว่าโรงไฟฟ้าแบบคลื่นมาก แต่สามารถสร้างได้ง่ายกว่าและสะดวกสบายกว่ามากในเขตชายฝั่งทะเล แรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์เข้ามาแทนที่ระดับน้ำในทะเลวันละสองครั้ง (ความต่างสามารถสูงถึง 2 สิบเมตร) ซึ่งทำให้สามารถใช้พลังงานจากกระแสน้ำเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าได้
เชื้อเพลิงชีวภาพ
เชื้อเพลิงชีวภาพ - เชื้อเพลิงจากวัตถุดิบพืชหรือสัตว์ จากของเสียจากสิ่งมีชีวิตหรือของเสียจากอุตสาหกรรมอินทรีย์ มีเชื้อเพลิงชีวภาพเหลว (สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน เช่น เอทานอล เมทานอล ไบโอดีเซล) เชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นของแข็ง (ฟืน อัดก้อน เชื้อเพลิงเม็ด เศษไม้ หญ้า แกลบ) และก๊าซ (ก๊าซสังเคราะห์ ก๊าซชีวภาพ ไฮโดรเจน)เชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซสามารถทดแทนแหล่งไฟฟ้าทั่วไปได้ ไม่เพียงแต่สำหรับเชื้อเพลิงเท่านั้น ต่างจากน้ำมันและก๊าซธรรมชาติซึ่งไม่สามารถกู้คืนได้ เชื้อเพลิงชีวภาพสามารถผลิตได้ภายใต้สภาวะสังเคราะห์
โอกาสสำหรับเชื้อเพลิงชีวภาพที่เป็นของเหลวและก๊าซ ได้แก่ ไบโอดีเซล เอทานอล ก๊าซชีวภาพ และก๊าซสังเคราะห์ พวกเขาทั้งหมดผลิตขึ้นจากพืชที่อุดมไปด้วยน้ำตาลหรือไขมัน: อ้อยหวาน ข้าวโพด และแม้แต่แพลงก์ตอนพืชในทะเล ตัวเลือกหลังมีความเป็นไปได้ไม่รู้จบ: การปลูกพืชน้ำในสภาพสังเคราะห์ไม่ใช่เรื่องยาก
พลังงานพายุฝนฟ้าคะนอง
ฟ้าผ่าถือเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่น่าเชื่อถืออย่างยิ่ง เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ล่วงหน้าว่าพายุฝนฟ้าคะนองจะเกิดขึ้นที่ไหนและเมื่อใดปัญหาอีกประการหนึ่งของพลังงานฟ้าผ่าคือการปล่อยสายฟ้าใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที และด้วยเหตุนี้ พลังงานของมันจึงต้องถูกเก็บสะสมไว้ค่อนข้างเร็ว เพื่อบรรลุ ผลลัพธ์ที่ต้องการต้องใช้ตัวเก็บประจุขนาดใหญ่และมีราคาแพง เหนือสิ่งอื่นใด สามารถใช้ระบบออสซิลเลเตอร์ต่าง ๆ ที่มีวงจรของตระกูลที่สองและสามซึ่งเป็นไปได้ที่จะประสานโหลดกับความต้านทานภายในของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
สายฟ้าถือเป็นกระบวนการทางไฟฟ้าที่ซับซ้อนและแบ่งออกเป็นหลายประเภท: เชิงลบ - สะสมในส่วนล่างของเมฆและบวก - รวมตัวกันที่ส่วนบนของเมฆ สิ่งนี้ควรนำมาพิจารณาด้วยเมื่อพัฒนาเครื่องรับฟ้าผ่า
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพายุฝนฟ้าคะนองอันทรงพลังลูกหนึ่งปล่อยพลังงานมากเท่ากับที่คนทั่วไปในสหรัฐอเมริกาบริโภคภายใน 20 นาที
พลังงานไฮโดรเจน
พลังงานทดแทนประเภทหนึ่งจากการใช้ไฮโดรเจนเป็นช่องทางในการสะสม การขนส่งและการใช้พลังงานของผู้คน โครงสร้างพื้นฐานด้านการขนส่ง และพื้นที่การผลิตต่างๆ ไฮโดรเจนไม่ได้ถูกเลือกมาเพื่ออะไร แต่เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่พบบ่อยที่สุดบนพื้นผิวโลกและในอวกาศ ความร้อนจากการเผาไหม้ของไฮโดรเจนจึงสูงขึ้น และน้ำถือเป็นผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้ในออกซิเจน หมุนเวียนของพลังงานไฮโดรเจน)
ในปัจจุบัน การผลิตไฮโดรเจนจะต้องการพลังงานมากกว่าที่จะได้จากการใช้ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะพิจารณาว่าไฮโดรเจนนี้เป็นแหล่งพลังงาน ถือเป็นเพียงวิธีการกักเก็บและส่งพลังงาน
แต่ยังมีอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อการผลิตไฮโดรเจนจำนวนมากอีกด้วย หากไฮโดรเจนรั่วออกจากกระบอกสูบหรือถังเก็บอื่น ๆ ที่เบากว่าอากาศ มันจะออกจากชั้นบรรยากาศของโลกอย่างถาวร ซึ่งด้วยการใช้เทคโนโลยีจำนวนมากสามารถนำไปสู่ การสูญเสียน้ำทั่วโลกหากไฮโดรเจนถูกผลิตขึ้นโดยอิเล็กโทรไลซิสของน้ำ
พลังงานอวกาศ
จัดให้มีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากที่ตั้งของสถานีไฟฟ้าในวงโคจรโลกหรือบนดวงจันทร์ กระแสไฟฟ้าจากที่นี้จะถูกส่งไปยังโลกในรูปของรังสีไมโครเวฟ อาจมีส่วนทำให้เกิดภาวะโลกร้อน ยังไม่ได้สมัคร
ในปี 2555 พลังงานทางเลือก (ไม่รวมพลังงานน้ำ) คิดเป็น 5.1% ของพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ไป
