Top 10 Renewable Energy Resources

Vedvarende ressourcer er dem der kan genereres kontinuerligt i naturen og er uudtømmelige f.eks. Træ, solenergi, vindenergi, tidevandsenergi, vandkraft, biomasse energi, biobrændstoffer, geotermisk energi og hydrogen. De kaldes også ikke-konventionelle kilder af energi og de kan bruges igen og igen på en endeløs måde.

1. Solenergi:

Solen tilbyder en ideel energikilde, ubegrænset i forsyning, dyr, hvilket ikke øger jordens samlede varmebyrde og producerer ikke luft- og vandforurenende stoffer. Det er et kraftfuldt alternativ til fossile og nukleare brændstoffer. Solenergi er så rigelig, men med en samlingseffektivitet på kun 10%.

Den daglige solenergi forekommer mellem 5 og 7 kWh / m ² i forskellige dele af landet. Denne enorme solenergiressource kan omdannes til anden form for energi gennem termiske eller fotovoltaiske konverteringsruter. Solvarmevej bruger stråling i form af varme, der igen kan omdannes til mekanisk, elektrisk eller kemisk energi.

Begrænsninger for solenergi generation:

1. Solens intensitet er ikke konstant.

2. Solenergi er lav i forhold til olie, gas eller kul etc.

3. Der er problem med økonomisk opsamling af solenergi over stort areal.

4. Problemer med at designe faciliteter, der kan udnytte diffust sollys.

Solvarmeanlæg som solkogere, solvarmeanlæg, soltørrere, solceller, solkraft, solovn osv.

Solvarme samler:

Disse kan være passive eller aktive i naturen. Passive solvarmeopsamlere er naturlige materialer som sten, mursten osv. Eller materiale som glas, der absorberer varme i løbet af dagen og frigiver det langsomt om natten. Aktive solfangere pumper et varmeabsorberende medium (luft eller vand) gennem en lille samler, som normalt placeres på toppen af ​​bygningen.

Solceller:

De er også kendt som fotovoltaiske celler eller PV-celler. Solceller er lavet af tynde wafers af halvledermaterialer som silicium og gallium. Når solstråling falder på dem, produceres der en potentiel forskel, der forårsager strøm af elektroner og producerer elektricitet.

Silicium kan opnås fra silica og sand, hvilket er rigeligt tilgængeligt og billigt. Ved at anvende galliumarsenid, cadmiumsulfid eller bor kan effektiviteten af ​​PV-cellen forbedres. Den potentielle forskel produceret af en enkelt celle med en størrelse på 4 cm2 er ca. 0, 4-0, 5 V og frembringer en strøm på 60 milli ampere.

Solar Komfur:

Solkogere gør brug af solvarme ved at afspejle solstrålerne ved hjælp af et spejl direkte på et glasark, der dækker den sorte isolerede kasse, inden for hvilken den rå mad holdes.

Solvarmeanlæg:

Den består af en isoleret boks malet sort indefra og med et glas låg til at modtage og opbevare solvarme. Inde i boksen er det sortlakeret kobberspole, gennem hvilket koldt vand der laves til at strømme ind, som bliver opvarmet og strømmer ud i en opbevaringstank. Varmt vand fra opbevaringstanken monteret på taget leveres så gennem rør til bygninger som hoteller og hospitaler.

Solovne:

Her er tusindvis af småplan spejle arrangeret i konkave reflektorer, som alle opsamler solvarmen og producerer så høj en temperatur som 3000 ° C.

Solvarmeanlæg:

Solenergi er udnyttet i stor skala ved hjælp af konkave reflektorer, der forårsager kogning af vand til fremstilling af damp. Dampturbinen driver en generator til produktion af elektricitet. En solkraftværk (50 K Watt kapacitet) er installeret på Gurgaon, Haryana.

2. Vind energi:

Vindkraft er energi fra turbiner, der skaber elektriciteten, da vinden vender vindmølleblade. Et stort antal vindmøller er installeret i klynger kaldet vindmølleparker. Vindmøllen er bygget til en bestemt specifikation for at maksimere effektiviteten af ​​elproduktionen.

Den typiske turbine drejer sig om 10-25 omdrejninger pr. Minut, og den type vind, der giver denne rotation, er ca. otte til 10 knob eller 10 miles i timen (16 km / t). Fra et meteorologisk perspektiv er vinden beskrevet som bevægelig luft og er i det væsentlige en bevægelse fra et område med højt tryk til et lavt tryk.

Denne bevægelse forbedres, når der ikke er lidt at forstyrre den samlede strømning. Således bør den mest effektive vindmølleproduktion produceres i områder med høj højde eller over åbent vand. Vindkraftpotentialet i vores land anslås at være omkring 20.000 MW, mens vi i øjeblikket genererer ca. 1020 MW. Den største vindmøllepark i vores land er nær Kanyakumari i Tamil Nadu, der producerer 380 MW, elektricitet.

3. Vandkraft:

Den første vandkraftstation i Indien var en lille vandkraftstation på 130 kW bestilt i 1897 ved Sidrapong nær Darjeeling i Vest Bengal. Med fremskridt inden for teknologier og øget behov for elektricitet blev vægten skiftet til store vandkraftværker.

Vandet, der strømmer i en flod, opsamles ved at opbygge en stor dæmning, hvor vandet opbevares og må falde fra højden. Kuglen på møllen placeret i bunden af ​​dæmningen bevæger sig med det hurtigt bevægelige vand, som igen drejer generatoren og producerer elektricitet.

Vi kan også konstruere mini- eller mikrokraftværker på floden i kuperede områder for at udnytte hydroenergien i ringe omfang, men vandfaldets minimumshøjde skal være 10 meter.

Fordele:

Vandkraft har flere fordele som:

en. Det er en ren energikilde.

b. Det giver vandingsanlæg.

c. Det giver drikkevand til mennesker, der bor, især i ørkenen i Rajasthan og Gujarat.

d. Det er absolut ikke forurenende, har et langt liv, og har meget lave drifts- og vedligeholdelsesomkostninger.

e. Hjælpe med at kontrollere oversvømmelser og gøre vand tilgængeligt under ikke-regntunge årstider til kunstvanding og andre anvendelser.

Problemer:

Hydro power site (dam) har store miljøproblemer:

en. Dammeområderne er specielt skov- og landbrugsområderne og bliver nedsænket under opførelsen.

b. Det forårsager vandskovning og siltning.

c. Det forårsager tab af biodiversitet, og fiskpopulationen og andre vandlevende organismer påvirkes negativt.

d. Forskudte lokalbefolkning og skabe problemer med rehabilitering og beslægtede socioøkonomiske problemer.

e. Forøg seismicitet på grund af store mængder vand skyllet.

4. Tidevandsenergi:

Ocean tidevand produceret af gravitationskræfter af sol og måne indeholder enorme mængder energi. "Højvandet" og "lavvande" henviser til stigning og fald af vand i havet. Der kræves en forskel på flere meter mellem højvandet og lavvandet for at dreje turbinerne.

Tidevandsenergien kan udnyttes ved at opbygge en tidevandsprængning. Under højvande strømmer havvandet ind i reservoiret og springer turbinen, som igen producerer elektricitet ved at dreje generatorerne. Under lavvande, når havets overflade er lav, strømmer havvandet i spærrebeholderen ud i havet og vender turbinen igen.

5. Ocean Termisk Energi:

Den energi, der er tilgængelig på grund af forskel i temperaturen på vandet på overfladen af ​​det tropiske hav og på dybere niveauer, kaldes OTE (Ocean Thermal Energy). Der kræves en forskel på 20 ° C eller mere for drift af OTEC-kraftværker (Ocean Thermal Energy Conversion). Det varme havets overfladevand bruges til at koge en væske som ammoniak.

Højtryksdamp af væsken dannet ved kogning anvendes derefter til at dreje en generators turbine og producere elektricitet. Det koldere vand fra de dybere oceaner pumpes til afkøling og kondenserer dampene i væske.

6. Geotermisk energi:

Geotermisk energi er varmen fra jorden. Det er rent og bæredygtigt. Ressourcer i geotermisk energi spænder fra den lave grund til varmt vand og varm sten fundet nogle få kilometer under jordens overflade og ned endnu dybere til de ekstremt høje temperaturer af smeltet sten kaldet magma.

Dampen eller varmt vand kommer naturligt ud af jorden gennem revner i form af naturlige gejsere. Nogle gange finder dampen eller kogende vand under jorden ikke noget sted at komme ud. Vi kan kunstigt bore et hul op til de varme sten og ved at sætte et rør i det får dampen eller varmt vandet til at strømme ud gennem røret ved højt tryk, som gør turbinerne til en generator til at producere elektricitet.

7. Biomasse Energi:

Vi har brugt biomasse energi eller bioenergi, energien fra organisk materiale i tusindvis af år, lige siden folk begyndte at brænde træ for at lave mad eller holde sig varm. Og i dag er træ stadig vores største biomasse energiressource.

Men mange andre kilder til biomasse kan nu bruges, herunder planter, rester fra landbrug eller skovbrug, og den organiske komponent af kommunalt og industrielt affald. Selv dampen fra lossepladser kan bruges som en biomasse energikilde.

Anvendelsen af ​​biomasse energi har potentialet til at reducere vores drivhusgasemissioner væsentligt. Biomasse genererer omtrent samme mængde kuldioxid som fossile brændstoffer, men hver gang en ny plante vokser, bliver kuldioxid faktisk fjernet fra atmosfæren.

Netto udledning af kuldioxid vil være nul så længe planter fortsætter med at blive genopfyldt til biomasse energi formål. Disse energiafgrøder, såsom hurtigtvoksende træer og græs, hedder biomassefoder. Anvendelsen af ​​biomasseforråd kan også bidrage til at øge overskuddet for landbrugsindustrien.

Forbrændingen af ​​planterester eller animalsk affald forårsager luftforurening og producerer meget aske som affaldsstof. Forbrændingen af ​​gødning ødelægger vigtige næringsstoffer som nitrogen og fosfor. Det er derfor mere nyttigt at omdanne biomassen til biogas eller biobrændstoffer.

8. Biogas:

Biogas er en blanding af methan, carbondioxid, hydrogen og hydrogensulfit, hvor hovedbestanddelene er methan. Biogas produceres ved anaerob nedbrydning af animalsk affald (undertiden planteaffald) i nærværelse af vand. Anaerob nedbrydning betyder nedbrydning af organisk materiale af bakterier i fravær af ilt.

Biogas er et ikke-forurenende, rent og lavt brændstof, som er meget nyttigt for landdistrikter, hvor der er mange affald og affald fra landbruget. Der er en direkte forsyning af gas fra anlægget, og der er ikke noget opbevaringsproblem. Slammet tilbage er en rig gødning indeholdende bakteriel biomasse med de fleste næringsstoffer, der er bevaret som sådan.

Biogasplanter, der anvendes i vores land, er grundlæggende af to typer:

1. Biogasanlæg med fast kupletype:

Et fastkuppelværk består af en kogeplade med en fast, ikke-bevægelig gasholder, der sidder oven på kokeren. Når gasproduktionen starter, forskydes opslæmningen ind i kompensationstanken. Gastrykket stiger med mængden af ​​lagret gas og højdeforskellen mellem gylleindholdet i kokeren og opslæmningsniveauet i kompensationstanken.

Mens den underjordiske kokere er beskyttet mod lave temperaturer om natten og i kolde årstider tager solskin og varme årstider længere tid at opvarme fordøjeren. Ingen dag / natvariationer i temperaturen i digesteren påvirker positivt de bakteriologiske processer.

Opførelsen af ​​faste kuppelplanter er arbejdskrævende, hvilket skaber lokal beskæftigelse. "Fast-dome planter er ikke let at bygge. De bør kun bygges, hvor konstruktion kan overvåges af erfarne biogasteknikere. Ellers kan planterne ikke være gastætte.

2. Biogasanlæg med flydende tromle type:

Flydende tromler består af en underjordisk kokere og en bevægende gasholder. Gasholderen flyder enten direkte på fermenteringsopslæmningen eller i egen vanddragt. Gassen opsamles i gaskvommen, som stiger eller bevæger sig ned i henhold til mængden af ​​oplagret gas. Gastromlen forhindres i at vippe ved hjælp af en føringsramme. Hvis tromlen flyder i en vandjakke, kan den ikke sidde fast, selv i substrat med højt fast indhold.

Tidligere blev floating-drum planter hovedsageligt bygget i Indien. En flydende tromlefabrik består af en cylindrisk eller kuppelformet digester og en bevægende, flydende gasholder eller tromle. Gasholderen flyder enten direkte i fermenteringsopslæmningen eller i en separat vandkappe.

Tromlen, hvor biogas samler, har en intern og / eller ekstern guideramme, der giver stabilitet og holder tromlen opret. Hvis der produceres biogas, bevæger tromlen op, hvis gas forbruges, synker gasholderen tilbage.

Ståltrumlen er forholdsvis dyr og vedligeholdelsesintensiv. Fjernelse af rust og maling skal udføres regelmæssigt. Tromlens levetid er kort (op til 15 år, i tropiske kystområder omkring fem år). Hvis der anvendes fibrøse substrater, viser gasholderen en tendens til at blive "fast" i det resulterende flydende skum.

9. Biobrændstoffer:

I modsætning til andre vedvarende energikilder kan biomasse omdannes direkte til flydende brændstoffer, der kaldes "biobrændstoffer", for at hjælpe med at opfylde transportbrændstofbehov. De to mest almindelige typer af biobrændstoffer i brug i dag er ethanol og biodiesel.

Ethanol er en alkohol, det samme som i øl og vin (selv om ethanol anvendes som brændstof er ændret for at gøre det ugrønt). Det gøres mest ved at fermentere enhver biomasse højt i kulhydrater gennem en proces, der ligner ølbruget.

I dag er ethanol fremstillet af stivelse og sukker, men NREL-forskere udvikler teknologi for at gøre det muligt at gøre det af cellulose og hemicellulose, det fibrøse materiale, der udgør størstedelen af ​​de fleste plantematerialer.

Ethanol kan også fremstilles ved en fremgangsmåde kaldet forgasning. Forgasningssystemer bruger høje temperaturer og et miljø med lavt oxygenindhold til at omdanne biomasse til syntesegas, en blanding af hydrogen og carbonmonoxid. Syntegassen eller "syngas" kan derefter omdannes kemisk til ethanol og andre brændstoffer.

Ethanol anvendes mest som blandingsmiddel med benzin for at øge oktan og skære ned carbonmonoxid og andre smogfremkaldende emissioner. Nogle køretøjer, kaldet Flexible Fuel Vehicles, er designet til at køre på E85, et alternativt brændstof med meget højere ethanolindhold end almindelig benzin.

Biodiesel fremstilles ved at kombinere alkohol (normalt methanol) med vegetabilsk olie, animalsk fedt eller genbrugsfedt. Den kan bruges som additiv (typisk 20%) for at reducere køretøjets emissioner eller i ren form som et vedvarende alternativt brændstof til dieselmotorer.

Forskning på produktion af flydende transportbrændstoffer fra mikroskopiske alger, eller mikroalger, kommer igen på NREL. Disse mikroorganismer bruger solens energi til at kombinere kuldioxid med vand for at skabe biomasse mere effektivt og hurtigt end jordbaserede planter.

Olierige mikroalegestammer kan producere råmaterialet til en række transportbrændstoffer - biodiesel, "grøn" diesel og benzin og jetbrændstof - samtidig med at de reducerer virkningerne af kuldioxid frigivet fra kilder som kraftværker.

10. Hydrogen:

Hydrogen (H ₂ ) bliver aggressivt udforsket som brændstof til personbiler. Den kan bruges i brændselsceller til strømning af elmotorer eller forbrænding i forbrændingsmotorer (ICE). Det er et miljøvenligt brændstof, der har potentiale til at reducere vores afhængighed af importeret olie drastisk, men flere vigtige udfordringer skal afhjælpes, før den kan bruges i vid udstrækning.

Fordele ved brint:

1. Produceret indenlandsk:

Brint kan produceres indenlandsk fra flere kilder, hvilket reducerer vores afhængighed af olieimport.

2. Miljøvenlig:

Hydrogen producerer ingen luftforurenende stoffer eller drivhusgasser, når de anvendes i brændselsceller; det producerer kun nitrogenoxider (NO _X ), når de brændes i ICE.

Udfordringer af brint brændstof:

1. Brændstofomkostninger og tilgængelighed:

Hydrogen er i øjeblikket dyrt at producere og er kun tilgængelig på en håndfuld steder, hovedsagelig i Californien.

2. Køretøjsomkostninger og tilgængelighed:

Brændselscellekøretøjer er for langt for dyrt for de fleste forbrugere at have råd til, og de er kun tilgængelige for et par demonstrationsflåder.

3. Ombord brændstofopbevaring:

Brint indeholder meget mindre energi end benzin eller diesel på volumenbasis, hvilket gør det vanskeligt for brintkøretøjer at gå så langt som benzinkøretøjer mellem påfyldning - ca. 300 miles. Teknologien er ved at blive bedre, men de brændeopbevaringssystemer om bord opfylder endnu ikke størrelse, vægt og omkostninger til kommercialisering.