Жасыл болу: тұрақты және жаңартылатын энергиядағы келесі қадам

Біз соңғы онжылдықта технологиялық дамудың қарқынды дамуын сезінген сайын, климаттың өзгеруінің салдарымен күресу үшін көбірек идеялар мен әрекеттер пайда бола бастады. Мысалы, ғалымдар мен өнеркәсіп орындары қазбалы отындардың өміршеңдігі азайып бара жатқанын көбірек біледі және осылайша тұрақты және жаңартылатын энергияның әртүрлі баламалы шешімдерін табуға тырысты. Мұндай күш - сіз ойлағандай - ешқашан оңай процесс болмас еді, бірақ нәтиже соңында оған тұрарлық. Екі түрлі топ энергияны құруға қатысты өмірді өзгертуге қабілетті өнертабысты сәтті жасады, оны төменде толығырақ оқи аласыз.

Қосымша ескерту ретінде, жалғастырмас бұрын, тұрақты және жаңартылатын энергия идеялары - олардың кейбір ұқсастықтары бар болса да - өзектерінде бір-бірінен ерекшеленетінін есте ұстаған жөн. Тұрақты энергия дегеніміз болашақ ұрпаққа теріс әсер етпей жасалуы және қолданылуы мүмкін энергияның кез келген түрі. Екінші жағынан, жаңартылатын энергия - бұл пайдаланылған кезде сарқылмайтын немесе оны пайдаланғаннан кейін оңай қалпына келтірілетін энергия. Екі түрі де экологиялық таза, бірақ дұрыс сақталмаса немесе дұрыс бақыланбаса, тұрақты энергия толығымен жұмсалуы мүмкін.

Google компаниясының батпырауық жел электр станциясы

Әлемдегі ең танымал іздеу жүйесін жасаушы тұрақты энергияның жаңа көзін алады. 2013 жылы жел энергиясын зерттеуге арналған стартап Макани Power сатып алғаннан бері Google X өзінің ең жаңа жобасымен жұмыс істеді. Макани жобасы. Project Makani - бұл қарапайым жел турбинасына қарағанда көбірек қуат өндіре алатын, ұзындығы 7.3 м болатын үлкен энергетикалық батпырауық. Астро Теллер, Google X басшысы: «[егер] бұл жобаланғандай жұмыс істесе, бұл жаһандық жаңартылатын энергияға көшуді айтарлықтай жылдамдатады» деп санайды.

Макани жобасының төрт негізгі құрамдас бөлігі бар. Біріншісі – батпырауық, оның сыртқы түрі ұшақ тәрізді және 8 роторы бар. Бұл роторлар батпырауықты жерден және оның оңтайлы жұмыс биіктігіне дейін түсіруге көмектеседі. Дұрыс биіктікте роторлар өшеді және роторлар бойымен қозғалатын желдерден пайда болатын кедергі айналу энергиясын жасай бастайды. Содан кейін бұл энергия электр энергиясына айналады. Батпырауық жердегі станциямен байланыстыратын жіптің арқасында концентрлі түрде ұшады.

Келесі құрамдас - тетердің өзі. Бауыз батпырауықты жерге ұстаудан басқа, өндірілген электр энергиясын жерүсті станциясына береді, сонымен бірге батпырауқұлаққа байланыс ақпаратын жібереді. Бау көміртекті талшыққа оралған өткізгіш алюминий сымнан жасалған, бұл оны икемді, бірақ берік етеді.

Одан кейін жерүсті станциясы келеді. Ол батпырауық ұшу кезінде байланыстыру нүктесі ретінде де, батпырауық пайдаланылмаған кезде демалу орны ретінде әрекет етеді. Бұл құрамдас портативті болғандықтан кәдімгі жел турбинасына қарағанда аз орын алады, сондықтан ол жел ең күшті орыннан орынға ауыса алады.

Макани жобасының соңғы бөлігі - компьютерлік жүйе. Бұл батпырауық жолды ұстап тұратын GPS және басқа сенсорлардан тұрады. Бұл сенсорлар батпырауықтың күшті және тұрақты желдер бар жерлерде болуын қамтамасыз етеді.

Google X Макани батпырауығы үшін оңтайлы жағдайлар жер деңгейінен шамамен 140 м (459.3 фут) пен 310 м (1017.1 фут) арасындағы биіктікте және шамамен 11.5 м/с (37.7 фут/с) жел жылдамдығында (бірақ ол іс жүзінде генерациялай алады) жел жылдамдығы кемінде 4 м/с (13.1 фут/с) болғанда қуат). Батпырауық осы оңтайлы жағдайларда болғанда, оның айналу радиусы 145 м (475.7 фут) болады.

Макани жобасы кәдімгі жел қондырғыларын ауыстыру ретінде ұсынылады, өйткені ол практикалық және жер деңгейіне жақынырақ желдерге қарағанда әдетте күштірек және тұрақтырақ жоғары желдерге жете алады. Өкінішке орай кәдімгі жел турбиналарынан айырмашылығы, оны қоғамдық жолдарға немесе электр желілеріне жақын жерлерге қоюға болмайды және батпырауықтар арасында соқтығыспау үшін бір-бірінен алшақ орналастыру керек.

Макани жобасы алғаш рет Калифорнияның Пескадеро қаласында сынақтан өтті, өте күтпеген және керемет қатты жел болатын аймақ. Google X өте дайындықпен келді, тіпті кем дегенде бес батпырауықтың сынақ кезінде апатқа ұшырауын «қалады». Бірақ 100-ден астам ұшу сағатында олар бір батпырауықты құлата алмады, Google бұл жақсы нәрсе емес деп санайды. Мысалы, Теллер олардың нәтижеге «қақтығыс» болғанын мойындады, «Біз оның құлағанын көргіміз келмеді, бірақ біз қандай да бір жолмен сәтсіздікке ұшырағандай сезінеміз. Біз сәтсіздікке ұшырамағандықтан, сәтсіздікке ұшыраған шығармыз деп сенетіндердің барлығында сиқыр бар ». Адамдар, соның ішінде Google, сәтсіздік пен қателіктерден шын мәнінде көп нәрсені үйрене алатынын ескерсек, бұл ескерту әлдеқайда мағыналы болар еді.

Күн энергиясын түрлендіретін бактериялар

Екінші өнертабыс Гарвард университетінің өнер және ғылым факультеті, Гарвард медициналық мектебі және Висс биологиялық рухтандырылған инженерия институтының ынтымақтастығы нәтижесінде пайда болды. «бионикалық жапырақ». Бұл жаңа өнертабыс бірнеше жаңа түзетулермен бірге бұрын ашылған технологиялар мен идеяларды пайдаланады. Бионикалық жапырақтың негізгі мақсаты - күн энергиясы мен бактерияның көмегімен сутегі мен көмірқышқыл газын изопропанолға айналдыру. Ralstonia eutropha – қалаған нәтиже, өйткені изопропанолды этанол сияқты сұйық отын ретінде пайдалануға болады.

Бастапқыда өнертабыс Гарвард университетінің қызметкері Дэниел Носераның суды сутегі мен оттегіге бөлу үшін электр қуатын пайдаланатын кобальт-фосфат катализаторын жасаудағы табысынан туындады. Бірақ сутегі балама отын ретінде әлі қабылданбағандықтан, Ночера жаңа тәсілді анықтау үшін Гарвард медицина мектебінің Памела Силвер және Джозеф Торелламен бірігуді ұйғарды.

Ақырында, топ генетикалық түрлендірілген нұсқасын пайдалану туралы жоғарыда айтылған идеяны ойлап тапты Ralstonia eutropha сутегі мен көмірқышқыл газын изопропанолға айналдыра алады. Зерттеу барысында бактериялардың әртүрлі түрлерін басқа да өнімдерді, соның ішінде фармацевтикалық препараттарды жасау үшін қолдануға болатыны анықталды.

Содан кейін Nocera және Silver сұйық отынды өндіру үшін жаңа катализатор, бактериялар мен күн батареялары бар биореакторды құрастыра алды. Катализатор кез келген суды, тіпті егер ол қатты ластанса да бөле алады; бактериялар қазбалы отынды тұтыну қалдықтарын пайдалана алады; ал күн батареялары күн бар болғанша тұрақты қуат ағынын алады. Барлығы біріктірілгенде, нәтиже аз парниктік газдарды тудыратын отынның жасыл түрі болып табылады.

Сондықтан, бұл өнертабыс қалай жұмыс істейді шын мәнінде өте қарапайым. Біріншіден, ғалымдар биореактордағы ортада бактериялар қажетсіз өнімдерді шығару үшін тұтынатын қоректік заттардың болмауын қамтамасыз етуі керек. Бұл жағдай орнатылғаннан кейін күн батареялары мен катализатор суды сутегі мен оттегіге бөлуге кіріседі. Содан кейін бактерияларды қалыпты өсу сатысынан қозу үшін банка араластырылады. Бұл бактерияларды жаңадан өндірілген сутегімен қоректенуге итермелейді және соңында изопропанол бактериялардың қалдықтары ретінде бөлінеді.

Торелла өз жобасы және тұрақты ресурстардың басқа түрлері туралы былай деді: «Мұнай мен газ отынның, пластмассаның, тыңайтқыштың немесе олармен өндірілетін көптеген басқа химиялық заттардың тұрақты көздері емес. Мұнай мен газдан кейінгі келесі ең жақсы жауап - бұл дүниежүзілік сандарда фотосинтез арқылы жылына адамдар мұнайдан тұтынатын көміртекті 100 есе көп өндіретін биология».