Ynni adnewyddadwy - mae'n perthyn i'r XNUMXfed ganrif

Ar wefan Adolygiad Ystadegol BP o Ynni'r Byd, gallwch ddod o hyd i wybodaeth y bydd defnydd ynni'r byd erbyn 2030 yn fwy na'r lefel bresennol tua thraean. Felly, dymuniad gwledydd datblygedig yw diwallu'r anghenion cynyddol gyda chymorth technolegau "gwyrdd" o ffynonellau adnewyddadwy (RES).

1. Fferm wynt alltraeth

Yng Ngwlad Pwyl, erbyn 2020, dylai 19% o ynni ddod o ffynonellau o'r fath. Yn yr amodau presennol, nid yw hyn yn ynni rhad, felly mae'n datblygu'n bennaf diolch i gefnogaeth ariannol gwladwriaethau.

Yn ôl dadansoddiad 2013 gan y Sefydliad Ynni Adnewyddadwy, cost cynhyrchu 1 MWh ynni adnewyddadwy yn amrywio, yn dibynnu ar y ffynhonnell, o 200 i hyd yn oed 1500 zł.

Er mwyn cymharu, roedd pris cyfanwerthol 1 MWh o drydan yn 2012 tua PLN 200. Y rhataf yn yr astudiaethau hyn oedd cael ynni o weithfeydd hylosgi amldanwydd, h.y. cyd-danio a nwy tirlenwi. Daw'r ynni drutaf o ddŵr a dyfroedd thermol.

Mae’r ffurfiau mwyaf adnabyddus a gweladwy o RES, h.y. tyrbinau gwynt (1) a phaneli solar (2), yn ddrytach. Fodd bynnag, yn y tymor hir, mae'n anochel y bydd prisiau glo ac, er enghraifft, ynni niwclear yn codi. Mae astudiaethau amrywiol (er enghraifft, astudiaeth gan y grŵp RWE yn 2012) yn dangos bod y categorïau "ceidwadol" a "chenedlaethol", h.y. ffynonellau ynni yn dod yn ddrytach yn y tymor hir (3).

A bydd hyn yn gwneud ynni adnewyddadwy yn ddewis arall nid yn unig yn amgylcheddol, ond hefyd yn economaidd. Anghofir weithiau fod tanwyddau ffosil hefyd yn cael cymhorthdal ​​sylweddol gan y wladwriaeth, ac nid yw eu pris, fel rheol, yn ystyried yr effaith negyddol a gaiff ar yr amgylchedd.

Coctel solar-dŵr-gwynt

Yn 2009, cyhoeddodd yr athrawon Mark Jacobson (Prifysgol Stanford) a Mark DeLucchi (Prifysgol California, Davis) erthygl yn Scientific American yn dadlau y gallai'r byd i gyd newid i ynni adnewyddadwy. Yng ngwanwyn 2013, fe wnaethant ailadrodd eu cyfrifiadau ar gyfer talaith Efrog Newydd yn yr UD.

Yn eu barn nhw, efallai y bydd yn rhoi'r gorau i danwydd ffosil yn llwyr cyn bo hir. Dyma ffynonellau adnewyddadwy gallwch gael yr ynni sydd ei angen ar gyfer trafnidiaeth, diwydiant a'r boblogaeth. Daw egni o'r gymysgedd WWS fel y'i gelwir (gwynt, dŵr, haul - gwynt, dŵr, haul).

Bydd cymaint â 40 y cant o’r ynni’n dod o ffermydd gwynt ar y môr, a bydd angen defnyddio bron i dair mil ar ddeg ohonynt. Ar dir, bydd angen mwy na 4 o bobl. tyrbinau a fydd yn darparu 10 y cant arall o'r ynni. Bydd y 10 y cant nesaf yn dod o bron i XNUMX y cant o ffermydd solar sydd â thechnoleg crynodiad ymbelydredd.

Bydd gosodiadau ffotofoltäig confensiynol yn ychwanegu 10 y cant at ei gilydd. Bydd 18 y cant arall yn dod o osodiadau solar - mewn cartrefi, adeiladau cyhoeddus a phencadlys corfforaethol. Bydd yr ynni coll yn cael ei ailgyflenwi gan weithfeydd geothermol, gweithfeydd pŵer trydan dŵr, generaduron llanw a phob ffynhonnell ynni adnewyddadwy arall.

Mae gwyddonwyr wedi cyfrifo hynny trwy ddefnyddio system yn seiliedig ar ynni adnewyddadwy bydd y galw am ynni—diolch i fwy o effeithlonrwydd system o’r fath—yn gostwng ledled y wlad tua 37 y cant, a bydd prisiau ynni’n sefydlogi.

Bydd mwy o swyddi'n cael eu creu nag a gollir gan y bydd yr holl ynni yn cael ei gynhyrchu yn y wladwriaeth. Yn ogystal, amcangyfrifwyd y bydd tua 4 o bobl yn marw bob blwyddyn oherwydd llai o lygredd aer. llai o bobl, a bydd cost llygredd yn gostwng $33 biliwn y flwyddyn.

3. Prisiau ynni hyd at 2050 - astudiaeth RWE

Mae hyn yn golygu y bydd y buddsoddiad cyfan yn talu ar ei ganfed mewn tua 17 mlynedd. Mae'n bosibl y byddai'n gyflymach, oherwydd gallai'r wladwriaeth werthu rhan o'r ynni. A yw swyddogion Talaith Efrog Newydd yn rhannu optimistiaeth y cyfrifiadau hyn? Rwy'n meddwl ychydig yn ie ac ychydig na.

Wedi'r cyfan, nid ydynt yn "gollwng" popeth i wneud y cynnig yn realiti, ond, wrth gwrs, maent yn buddsoddi mewn technolegau cynhyrchu. Ynni adnewyddadwy. Cyhoeddodd cyn Faer Dinas Efrog Newydd, Michael Bloomberg, rai misoedd yn ôl y byddai safle tirlenwi mwyaf y byd, Parc Freshkills ar Ynys Staten, yn cael ei drawsnewid yn un o weithfeydd pŵer solar mwyaf y byd.

Lle mae gwastraff Efrog Newydd yn dadelfennu, bydd 10 megawat o ynni yn cael ei gynhyrchu. Bydd gweddill tiriogaeth Freshkills, neu bron i 600 hectar, yn cael ei throi’n ardaloedd gwyrdd â chymeriad parc.

Ble mae'r rheolau adnewyddadwy

Mae llawer o wledydd eisoes ar eu ffordd i ddyfodol gwyrddach. Mae gwledydd Llychlyn wedi mynd y tu hwnt i'r trothwy 50% ar gyfer cael ynni ganddynt ers tro ffynonellau adnewyddadwy. Yn ôl data a gyhoeddwyd yng nghwymp 2014 gan y sefydliad amgylcheddol rhyngwladol WWF, mae’r Alban eisoes yn cynhyrchu mwy o ynni o felinau gwynt nag sydd ei angen ar holl aelwydydd yr Alban.

Mae’r ffigurau hyn yn dangos bod tyrbinau gwynt yr Alban ym mis Hydref 2014 wedi cynhyrchu trydan sy’n cyfateb i 126 y cant o anghenion cartrefi lleol. Yn gyffredinol, mae 40 y cant o'r ynni a gynhyrchir yn y rhanbarth hwn yn dod o ffynonellau adnewyddadwy.

Ze ffynonellau adnewyddadwy daw mwy na hanner egni Sbaen. Daw hanner yr hanner hwnnw o ffynonellau dŵr. Daw un rhan o bump o holl ynni Sbaen o ffermydd gwynt. Yn ninas Mecsicanaidd La Paz, yn ei dro, mae gorsaf ynni solar Aura Solar I gyda chynhwysedd o 39 MW.

Yn ogystal, mae'r gwaith o osod ail fferm Groupotec I 30 MW ar fin cael ei gwblhau, a diolch i hynny, cyn bo hir gellir cyflenwi'r ddinas yn llawn ag ynni o ffynonellau adnewyddadwy. Enghraifft o wlad sydd wedi gweithredu polisi cyson o gynyddu’r gyfran o ynni o ffynonellau adnewyddadwy dros y blynyddoedd yw’r Almaen.

Yn ôl Agora Energiewende, yn 2014 roedd ynni adnewyddadwy yn cyfrif am 25,8% o gyflenwad y wlad hon. Erbyn 2020, dylai'r Almaen dderbyn mwy na 40 y cant o'r ffynonellau hyn. Mae trawsnewid ynni'r Almaen nid yn unig yn ymwneud â rhoi'r gorau i ynni niwclear a glo o blaid ynni adnewyddadwy yn y sector ynni.

Ni ddylid anghofio bod yr Almaen hefyd yn arweinydd wrth greu atebion ar gyfer "tai goddefol", sydd i raddau helaeth yn gwneud heb systemau gwresogi. “Mae ein nod o gael 2050 y cant o drydan yr Almaen yn dod o ffynonellau adnewyddadwy erbyn 80 yn parhau yn ei le,” meddai Canghellor yr Almaen Angela Merkel yn ddiweddar.

Paneli solar newydd

Mewn labordai, mae brwydr barhaus i wella effeithlonrwydd. ffynonellau ynni adnewyddadwy – er enghraifft, celloedd ffotofoltäig. Mae celloedd solar, sy'n trosi ynni golau ein seren yn drydan, yn agosáu at record effeithlonrwydd o 50 y cant.

4. Graphene-ar-ewyn ar gyfer trosi solar-i-stêm gyda MIT

Fodd bynnag, mae systemau ar y farchnad heddiw yn dangos effeithlonrwydd o ddim mwy nag 20 y cant. Paneli ffotofoltäig o'r radd flaenaf sy'n trosi mor effeithlon ynni sbectrwm solar - o isgoch, trwy'r amrediad gweladwy, i uwchfioled - maent mewn gwirionedd yn cynnwys nid un, ond pedair cell.

Mae haenau lled-ddargludyddion yn cael eu harosod ar ei gilydd. Mae pob un ohonynt yn gyfrifol am gael ystod wahanol o donnau o'r sbectrwm. Mae'r dechnoleg hon yn CPV cryno (ffotofoltäig crynodyddion) ac mae wedi'i phrofi yn y gofod yn flaenorol.

Y llynedd, er enghraifft, creodd peirianwyr yn Sefydliad Technoleg Massachusetts (MIT) ddeunydd yn cynnwys naddion graffit wedi'u gosod ar ewyn carbon (4). Wedi'i osod mewn dŵr a'i gyfeirio ato gan belydrau'r haul, mae'n ffurfio anwedd dŵr, gan drosi hyd at 85 y cant o holl ynni ymbelydredd solar i mewn iddo.

Mae'r deunydd newydd yn gweithio'n syml iawn - mae'r graffit mandyllog yn ei ran uchaf yn gallu amsugno'n berffaith a storio ynni solarac ar y gwaelod mae haen garbon, wedi'i llenwi'n rhannol â swigod aer (fel y gall y deunydd arnofio ar ddŵr), gan atal ynni gwres rhag dianc i'r dŵr.

5. Antenâu ffotofoltäig mewn maes o flodau'r haul

Roedd yn rhaid i doddiannau solar stêm blaenorol ganolbwyntio pelydrau'r haul hyd yn oed fil o weithiau er mwyn gweithio.

Dim ond deg gwaith y crynodiad sydd ei angen ar ateb newydd MIT, gan wneud y gosodiad cyfan yn gymharol rad.

Neu efallai ceisio cyfuno dysgl lloeren gyda blodyn yr haul mewn un dechnoleg? Mae peirianwyr yn Airlight Energy, cwmni o'r Swistir sydd wedi'i leoli yn Biasca, eisiau profi ei fod yn bosibl.

Maent wedi datblygu platiau 5-metr gyda chyfadeiladau arae solar sy'n debyg i antenâu teledu lloeren neu delesgopau radio ac yn olrhain pelydrau'r haul fel blodau'r haul (XNUMX).

Maent i fod i fod yn gasglwyr ynni arbennig, gan gyflenwi nid yn unig trydan i gelloedd ffotofoltäig, ond hefyd gwres, dŵr glân a hyd yn oed, ar ôl defnyddio pwmp gwres, pweru oergell.

Mae drychau sydd wedi'u gwasgaru dros eu harwyneb yn trosglwyddo pelydriad solar digwyddiad ac yn ei ganolbwyntio ar y paneli, hyd yn oed hyd at 2 waith. Mae gan bob un o'r chwe phanel gwaith 25 o sglodion ffotofoltäig wedi'u hoeri gan ddŵr sy'n llifo trwy ficrosianelau.

Diolch i'r crynodiad o ynni, mae modiwlau ffotofoltäig yn gweithio bedair gwaith yn fwy effeithlon. Pan fydd yn cynnwys gwaith dihalwyno dŵr môr, mae'r uned yn defnyddio dŵr poeth i gynhyrchu 2500 litr o ddŵr ffres y dydd.

Mewn ardaloedd anghysbell, gellir gosod offer hidlo dŵr yn lle gweithfeydd dihalwyno. Gall y strwythur antena blodau 10m cyfan gael ei blygu a'i gludo'n hawdd gan lori bach. Syniad newydd ar gyfer defnydd o ynni solar mewn ardaloedd llai datblygedig mae'n Solarkiosk (6).

Mae gan y math hwn o uned lwybrydd Wi-Fi a gall wefru mwy na 200 o ffonau symudol y dydd neu bweru oergell fach lle, er enghraifft, gellir storio meddyginiaethau hanfodol. Mae dwsinau o giosgau o'r fath eisoes wedi'u lansio. Roeddent yn gweithredu'n bennaf yn Ethiopia, Botswana a Kenya.

7. Prosiect skyscraper Pertamina

Pensaernïaeth egnïol

Mae'r gonscraper 99 stori Pertamina (7), y bwriedir ei adeiladu yn Jakarta, prifddinas Indonesia, i fod i gynhyrchu cymaint o ynni ag y mae'n ei ddefnyddio. Dyma'r adeilad cyntaf o'i faint yn y byd. Roedd cysylltiad agos rhwng pensaernïaeth yr adeilad a'r lleoliad - dim ond yr ymbelydredd solar angenrheidiol y mae'n ei ganiatáu i fynd i mewn, sy'n eich galluogi i arbed gweddill egni'r haul.

8. Wal Werdd yn Barcelona

Mae'r tŵr cwtogi yn gweithredu fel twnnel i'w ddefnyddio ynni gwynt. Mae paneli ffotofoltäig yn cael eu gosod ar bob ochr i'r cyfleuster, sy'n caniatáu cynhyrchu ynni trwy gydol y dydd, ar unrhyw adeg o'r flwyddyn.

Bydd gan yr adeilad waith pŵer geothermol integredig i gyd-fynd â phŵer solar a gwynt.

Yn y cyfamser, mae ymchwilwyr Almaeneg o Brifysgol Jena wedi paratoi prosiect ar gyfer "ffasadau smart" adeiladau. Gellir addasu trosglwyddiad golau trwy wasgu botwm. Nid yn unig y mae ganddynt gelloedd ffotofoltäig, ond hefyd ar gyfer tyfu algâu ar gyfer cynhyrchu biodanwydd.

Cefnogir y prosiect Ffenestri Hydrolig Ardal Fawr (LaWin) gan gronfeydd Ewropeaidd o dan raglen Horizon 2020. Nid oes gan wyrth technoleg werdd fodern sy'n blaguro ar ffasâd Theatr Raval yn Barcelona fawr ddim i'w wneud â'r cysyniad uchod (8).

Mae'r ardd fertigol a ddyluniwyd gan Urbanarbolismo yn gwbl hunangynhwysol. Mae planhigion yn cael eu dyfrhau gan system ddyfrhau y mae ei phympiau'n cael eu pweru gan ynni a gynhyrchir paneli ffotofoltäig yn integreiddio gyda'r system.

Daw dŵr, yn ei dro, o wlybaniaeth. Mae dŵr glaw yn llifo i lawr cwteri i mewn i danc storio, ac o'r fan honno mae'n cael ei bwmpio gan bympiau ynni'r haul. Nid oes cyflenwad pŵer allanol.

Mae'r system ddeallus yn dyfrio'r planhigion yn ôl eu hanghenion. Mae mwy a mwy o strwythurau o'r math hwn yn ymddangos ar raddfa fawr. Enghraifft o hyn yw Stadiwm Cenedlaethol Pwer Solar yn Kaohsiung, Taiwan (9).

Wedi'i ddylunio gan y pensaer o Japan, Toyo Ito a'i gomisiynu yn ôl yn 2009, mae wedi'i orchuddio gan 8844 o gelloedd ffotofoltäig a gall gynhyrchu hyd at 1,14 gigawat-awr o ynni y flwyddyn, gan gyflenwi 80 y cant o anghenion yr ardal.

9. Solar stadiwm yn Taiwan

A fydd halwynau tawdd yn cael egni?

Storio ynni ar ffurf halen tawdd yn anhysbys. Defnyddir y dechnoleg hon mewn gweithfeydd pŵer solar mawr, megis Ivanpah a agorwyd yn ddiweddar yn Anialwch Mojave. Yn ôl y cwmni Halotechnics o California sy'n dal i fod yn anhysbys, mae'r dechneg hon mor addawol y gellir ymestyn ei chymhwysiad i'r sector ynni cyfan, yn enwedig adnewyddadwy, wrth gwrs, lle mae'r mater o storio gwarged yn wyneb prinder ynni yn broblem allweddol.

Mae cynrychiolwyr y cwmni yn dweud bod storio ynni yn y modd hwn yn hanner pris batris, gwahanol fathau o batris mawr. O ran cost, gall gystadlu â systemau storio pwmp, na ellir, fel y gwyddoch, eu defnyddio ond o dan amodau cae ffafriol. Fodd bynnag, mae gan y dechnoleg hon ei anfanteision.

Er enghraifft, dim ond 70 y cant o'r ynni sy'n cael ei storio mewn halwynau tawdd y gellir ei ailddefnyddio fel trydan (90 y cant mewn batris). Ar hyn o bryd mae Halotechnics yn gweithio ar effeithlonrwydd y systemau hyn, gan gynnwys defnyddio pympiau gwres a chymysgeddau halen amrywiol.

10. Tanciau halen tawdd ar gyfer storio ynni

Comisiynwyd y gwaith arddangos yn Sandia National Laboratories yn Arbuquerque, New Mexico, UDA. storio ynni gyda halen tawdd. Fe'i cynlluniwyd yn benodol i weithio gyda thechnoleg CLFR, sy'n defnyddio drychau sy'n storio ynni solar i gynhesu'r hylif chwistrellu.

Mae'n halen tawdd mewn tanc. Mae'r system yn cymryd yr halen o'r tanc oer (290 ° C), yn defnyddio gwres y drychau ac yn cynhesu'r hylif i dymheredd o 550 ° C, ac ar ôl hynny mae'n ei drosglwyddo i'r tanc nesaf (10). Pan fo angen, mae'r halen tawdd tymheredd uchel yn cael ei basio trwy gyfnewidydd gwres i gynhyrchu stêm ar gyfer cynhyrchu pŵer.

Yn olaf, dychwelir yr halen tawdd i'r gronfa oer ac ailadroddir y broses mewn dolen gaeedig. Mae astudiaethau cymharol wedi dangos bod defnyddio halen tawdd fel hylif gweithio yn caniatáu gweithredu ar dymheredd uchel, yn lleihau faint o halen sydd ei angen ar gyfer storio, ac yn dileu'r angen am ddwy set o gyfnewidwyr gwres yn y system, gan leihau cost a chymhlethdod y system.

Ateb sy'n darparu storio ynni ar raddfa lai, mae'n bosibl gosod batri paraffin gyda chasglwyr solar ar y to. Mae hon yn dechnoleg a ddatblygwyd ym Mhrifysgol Sbaen Gwlad y Basg (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).

Fe'i bwriedir i'w ddefnyddio gan y cartref cyffredin. Mae prif gorff y ddyfais wedi'i wneud o blatiau alwminiwm wedi'u trochi mewn paraffin. Defnyddir dŵr fel cyfrwng trosglwyddo ynni, nid fel cyfrwng storio. Mae'r dasg hon yn perthyn i baraffin, sy'n cymryd gwres o baneli alwminiwm ac yn toddi ar dymheredd o 60 ° C.

Yn y ddyfais hon, mae ynni trydanol yn cael ei ryddhau trwy oeri'r cwyr, sy'n rhyddhau gwres i'r paneli tenau. Mae gwyddonwyr yn gweithio i wella effeithlonrwydd y broses ymhellach trwy osod deunydd arall yn lle'r paraffin, fel asid brasterog.

Cynhyrchir ynni yn y broses o drawsnewid cyfnod. Gall y gosodiad fod â siâp gwahanol yn unol â gofynion adeiladu adeiladau. Gallwch hyd yn oed adeiladu nenfydau ffug fel y'u gelwir.

Syniadau newydd, ffyrdd newydd

Gellir gosod goleuadau stryd, a ddatblygwyd gan y cwmni Iseldireg Kaal Masten, yn unrhyw le, hyd yn oed mewn ardaloedd nad ydynt yn drydanol. Nid oes angen rhwydwaith trydanol arnynt i weithredu. Dim ond diolch i baneli solar y maen nhw'n tywynnu.

Mae pileri'r goleudai hyn wedi'u gorchuddio â phaneli solar. Mae'r dylunydd yn honni y gallant gronni cymaint o egni yn ystod y dydd nes eu bod wedyn yn tywynnu trwy'r nos. Ni fydd hyd yn oed tywydd cymylog yn eu diffodd. Yn cynnwys set drawiadol o fatris lampau arbed ynni DEUOD ALLYRRU GOLAU.

Mae angen disodli'r Ysbryd (11), fel y cafodd y fflachlamp hwn ei enwi, bob ychydig flynyddoedd. Yn ddiddorol, o safbwynt amgylcheddol, mae'r batris hyn yn hawdd eu trin.

Yn y cyfamser, mae coed solar yn cael eu plannu yn Israel. Ni fyddai unrhyw beth rhyfeddol yn hyn o beth oni bai am y ffaith bod paneli solar yn cael eu gosod yn y planhigfeydd hyn yn lle dail, sy'n derbyn ynni, a ddefnyddir wedyn i wefru dyfeisiau symudol, dŵr oer a darlledu signal Wi-Fi.

Mae'r dyluniad, o'r enw eTree (12), yn cynnwys "boncyff" metel sy'n brigo allan, ac ar y canghennau paneli solar. Mae'r ynni a dderbynnir gyda'u cymorth yn cael ei storio'n lleol a gellir ei "drosglwyddo" i fatris ffonau smart neu dabledi trwy borthladd USB.

12. coeden coed electronig

Bydd hefyd yn cael ei ddefnyddio i gynhyrchu ffynhonnell ddŵr ar gyfer anifeiliaid a hyd yn oed bodau dynol. Dylid defnyddio coed hefyd fel llusernau yn y nos.

Gellir eu cyfarparu ag arddangosfeydd crisial hylifol gwybodaeth. Ymddangosodd yr adeiladau cyntaf o'r math hwn ym Mharc Khanadiv, ger dinas Zikhron Yaakov.

Mae'r fersiwn saith panel yn cynhyrchu 1,4 cilowat o bŵer, a all bweru 35 gliniadur ar gyfartaledd. Yn y cyfamser, mae'r potensial ar gyfer ynni adnewyddadwy yn dal i gael ei ddarganfod mewn mannau newydd, megis lle mae afonydd yn gwagio i'r môr ac yn uno â dŵr halen.

Penderfynodd grŵp o wyddonwyr o Sefydliad Technoleg Massachusetts (MIT) astudio ffenomenau osmosis gwrthdro mewn amgylcheddau lle mae dyfroedd o wahanol lefelau halltedd yn gymysg. Mae gwahaniaeth pwysau ar ffin y canolfannau hyn. Pan fydd dŵr yn mynd trwy'r ffin hon, mae'n cyflymu, sy'n ffynhonnell egni sylweddol.

Nid aeth gwyddonwyr o'r brifysgol yn Boston yn bell i gael gwiriad ymarferol o'r ffenomen hon. Fe wnaethon nhw gyfrifo y gallai dyfroedd y ddinas hon, sy'n llifo i'r môr, gynhyrchu digon o ynni i ddiwallu anghenion y boblogaeth leol. cyfleusterau trin.