Makamashi mai sabuntawa - na ƙarni na XNUMX ne

A kan nazarin kididdigar BP na gidan yanar gizon makamashi na duniya, za ku iya samun bayani cewa nan da shekarar 2030, amfani da makamashin duniya zai zarce matakin da ake yanzu da kusan kashi uku. Don haka, burin kasashen da suka ci gaba shi ne biyan bukatu masu tasowa tare da taimakon fasahohin "kore" daga tushen sabuntawa (RES).

1. Filin iska na bakin teku

A Poland, ta 2020, 19% na makamashi ya kamata ya fito daga irin waɗannan hanyoyin. A cikin yanayin da ake ciki, wannan ba makamashi mai arha ba ne, don haka yana haɓaka musamman godiya ga tallafin kuɗi na jihohi.

A cewar wani bincike na 2013 ta Cibiyar Makamashi mai sabuntawa, farashin samar da 1 MWh. makamashi mai sabuntawa ya bambanta, dangane da tushen, daga 200 zuwa ma 1500 zł.

Idan aka kwatanta, farashin siyar da wutar lantarki 1 MWh a shekarar 2012 ya kai kusan PLN 200. Mafi arha a cikin waɗannan karatun shine samun makamashi daga masana'antar konewar mai da yawa, watau. co-harba da iskar gas. Ana samun makamashi mafi tsada daga ruwa da ruwan zafi.

Mafi sanannun da kuma bayyane siffofin RES, watau iska injin turbin (1) da hasken rana (2), sun fi tsada. Duk da haka, a cikin dogon lokaci, farashin kwal da, alal misali, na makamashin nukiliya zai tashi. Nazari daban-daban (misali, binciken da ƙungiyar RWE ta yi a cikin 2012) ya nuna cewa nau'ikan "mai ra'ayin mazan jiya" da na "ƙasa", watau. makamashi kafofin zai kara tsada a cikin dogon lokaci (3).

Kuma wannan zai sanya makamashin da ake sabuntawa ya zama madadin ba kawai muhalli ba, har ma da tattalin arziki. Wani lokaci ana mantawa da cewa man fetur din ma yana samun tallafi sosai daga jihar, kuma farashinsu, a ka'ida, ba ya la'akari da mummunan tasirin da suke da shi ga muhalli.

Solar-water-iska cocktail

A cikin 2009, Farfesa Mark Jacobson (Jami'ar Stanford) da Mark DeLucchi (Jami'ar California, Davis) sun buga wata kasida a cikin Scientific American suna jayayya cewa nan da 2030 duk duniya na iya canzawa zuwa makamashi mai sabuntawa. A cikin bazara na 2013, sun maimaita lissafin su ga jihar New York ta Amurka.

A ra'ayinsu, nan ba da jimawa ba zai yi watsi da albarkatun mai gaba daya. shi tushen sabunta za ku iya samun makamashin da ake buƙata don sufuri, masana'antu da yawan jama'a. Makamashi zai fito daga abin da ake kira cakuda WWS (iska, ruwa, rana - iska, ruwa, rana).

Kimanin kashi 40 cikin 4 na makamashin zai fito ne daga wuraren da ake amfani da iska a teku, wanda kusan dubu goma sha uku ne ake bukatar turawa. A kan ƙasa, za a buƙaci fiye da mutane 10. injin turbin da zai samar da wani kashi 10 na makamashi. Kashi XNUMX na gaba za su fito ne daga kusan kashi XNUMX na gonakin hasken rana tare da fasahar tattara hasken rana.

Kayan aikin hoto na al'ada na al'ada zai ƙara kashi 10 ga juna. Wani kashi 18 kuma za su fito ne daga na'urori masu amfani da hasken rana - a cikin gidaje, gine-ginen jama'a da hedkwatar kamfanoni. Za a sake cika makamashin da ya ɓace ta hanyar masana'antar geothermal, tasoshin wutar lantarki, masu samar da ruwa da duk sauran hanyoyin samar da makamashin da ake sabunta su.

Masana kimiyya sun ƙididdige hakan ta hanyar amfani da tsarin da ya dogara da shi makamashi mai sabuntawa bukatar makamashi-saboda mafi ingancin irin wannan tsarin-zai fado a fadin jihar da kusan kashi 37 cikin dari, kuma farashin makamashi zai daidaita.

Za a samar da guraben ayyukan yi fiye da yadda za a rasa yayin da za a samar da dukkan makamashi a jihar. Bugu da kari, an yi kiyasin cewa kimanin mutane 4 ne za su mutu a duk shekara sakamakon raguwar gurbatar iska. mutane kadan, kuma farashin gurbacewar zai ragu da dala biliyan 33 a shekara.

3. Farashin makamashi har zuwa 2050 - nazarin RWE

Wannan yana nufin cewa duka jarin za su biya a cikin kimanin shekaru 17. Yana yiwuwa zai yi sauri, tun da jihar na iya sayar da wani ɓangare na makamashi. Shin jami'an jihar New York suna da kyakkyawan fata na waɗannan lissafin? Ina tsammanin eh kadan kadan a'a.

Bayan haka, ba su "zuba" komai don tabbatar da shawarar ta zama gaskiya ba, amma, ba shakka, saka hannun jari a cikin fasahar samarwa. Sabuntaccen makamashi. Tsohon magajin garin New York Michael Bloomberg ya sanar a watannin da suka gabata cewa za a mayar da wurin zubar da shara mafi girma a duniya, Freshkills Park da ke jihar Staten Island, zuwa daya daga cikin manyan tashoshin samar da hasken rana a duniya.

Inda sharar New York ke rubewa, za a samar da megawatts 10 na makamashi. Sauran yankin Freshkills, ko kusan kadada 600, za a mai da su zuwa wuraren koren yanayin wurin shakatawa.

Inda ake sabunta dokokin

Kasashe da yawa sun riga sun fara kan hanyarsu ta samun kyakkyawar makoma. Ƙasashen Scandinavian sun daɗe sun wuce 50% kofa don samun makamashi daga tushen sabunta. Dangane da bayanan da kungiyar kare muhalli ta duniya WWF ta buga a cikin kaka na 2014, Scotland ta riga ta samar da karin makamashi daga injinan iska fiye da yadda duk gidajen Scotland ke bukata.

Wadannan alkaluma sun nuna cewa a watan Oktoban 2014, injinan iska na Scotland sun samar da wutar lantarki daidai da kashi 126 na bukatun gidajen gida. Gabaɗaya, kashi 40 cikin XNUMX na makamashin da ake samarwa a wannan yanki na zuwa ne daga hanyoyin da za a iya sabuntawa.

Ze tushen sabunta fiye da rabin makamashin Mutanen Espanya ya fito daga. Rabin rabin wannan ya fito ne daga maɓuɓɓugar ruwa. Ɗaya daga cikin biyar na dukkan makamashin Mutanen Espanya ya fito ne daga gonakin iska. A birnin La Paz na kasar Mekziko kuwa, akwai wata tashar samar da hasken rana ta Aura Solar I mai karfin megawatt 39.

Bugu da kari, an kusa kammala aikin girka gonaki mai karfin megawatt 30 na Groupotec I, wanda a nan ba da dadewa ba za a iya wadatar da birnin gaba daya da makamashi daga hanyoyin da za a iya sabuntawa. Misalin kasar da ta ci gaba da aiwatar da manufar kara yawan kason makamashi daga kafofin da ake sabuntawa tsawon shekaru ita ce Jamus.

A cewar Agora Energiewende, a cikin 2014 makamashin da ake iya sabuntawa ya kai kashi 25,8% na wadata a wannan ƙasa. Nan da shekarar 2020, ya kamata Jamus ta karɓi sama da kashi 40 daga waɗannan hanyoyin. Canjin makamashi na Jamus ba kawai game da watsi da makamashin nukiliya da makamashin kwal ba ne kawai makamashi mai sabuntawa a bangaren makamashi.

Kada a manta cewa Jamus kuma ita ce jagora a cikin samar da mafita ga "gidaje masu wucewa", wanda galibi ba tare da tsarin dumama ba. Shugabar gwamnatin Jamus Angela Merkel ta ce "Burinmu na samun kashi 2050 cikin 80 na wutar lantarkin Jamus na zuwa daga hanyoyin da za a sabunta su nan da shekarar XNUMX.

Sabbin hanyoyin hasken rana

A cikin dakunan gwaje-gwaje, akwai gwagwarmaya akai-akai don inganta inganci. sabunta makamashi kafofin – misali, photovoltaic Kwayoyin. Kwayoyin hasken rana, waɗanda ke canza ƙarfin hasken tauraruwarmu zuwa wutar lantarki, suna gab da kusan kashi 50 cikin ɗari.

4. Graphene akan kumfa don canza hasken rana zuwa tururi tare da MIT

Koyaya, tsarin da ke kan kasuwa a yau yana nuna ingantaccen aikin bai wuce kashi 20 cikin ɗari ba. Ƙungiyoyin hoto na zamani na zamani waɗanda ke jujjuya da kyau hasken rana bakan makamashi - daga infrared, ta hanyar da ake iya gani, zuwa ultraviolet - a zahiri sun ƙunshi ba ɗaya ba, amma sel huɗu.

Semiconductor yadudduka suna sama da juna. Kowannensu yana da alhakin samun nau'in raƙuman ruwa daban-daban daga bakan. Wannan fasaha an rage ta CPV (concentrator photovoltaics) kuma an gwada ta a baya a sararin samaniya.

A bara, alal misali, injiniyoyi a Cibiyar Fasaha ta Massachusetts (MIT) sun ƙirƙira wani abu wanda ya ƙunshi flakes na graphite da aka sanya akan kumfa carbon (4). An sanya shi a cikin ruwa kuma hasken rana ya kai shi, yana haifar da tururin ruwa, yana mai da kashi 85 na dukkan makamashin hasken rana zuwa cikinsa.

Sabuwar kayan aiki a sauƙaƙe - graphite porous a cikin babban ɓangaren sa yana iya ɗaukar daidai kuma adana makamashin hasken ranakuma a kasan akwai nau'in carbon, wanda wani bangare ya cika da kumfa na iska (domin abu zai iya shawagi a kan ruwa), yana hana karfin zafi daga tserewa cikin ruwa.

5. Eriya na hotovoltaic a cikin filin sunflowers

Maganin hasken rana na tururi da ya gabata ya mayar da hankalin hasken rana har sau dubu don yin aiki.

Sabuwar maganin MIT yana buƙatar maida hankali sau goma kawai, yana mai da duk saitin ya yi arha.

Ko watakila kokarin hada wani tauraron dan adam tasa tare da sunflower a daya fasaha? Injiniyoyi a Airlight Energy, wani kamfani na Switzerland da ke Biasca, suna son tabbatar da yiwuwar hakan.

Sun haɓaka faranti na 5-mita sanye da kayan aikin hasken rana wanda yayi kama da eriya ta tauraron dan adam TV ko telescopes na rediyo da kuma bibiyar hasken rana kamar sunflowers (XNUMX).

Ya kamata su zama masu tara makamashi na musamman, suna ba da wutar lantarki ba kawai ga sel na photovoltaic ba, har ma da zafi, ruwa mai tsabta har ma, bayan yin amfani da famfo mai zafi, kunna firiji.

Madubai sun warwatse a samansu suna watsa hasken hasken rana da ke faruwa kuma suna mai da hankali kan fale-falen, har zuwa sau 2. Kowane fanni na aiki guda shida yana sanye da kwakwalwan hoto 25 da aka sanyaya su ta hanyar ruwa da ke gudana ta microchannels.

Godiya ga maida hankali na makamashi, kayan aikin photovoltaic suna aiki sau hudu da inganci. Lokacin da aka sanye da injin tsabtace ruwan teku, sashin yana amfani da ruwan zafi don samar da lita 2500 na ruwa a kowace rana.

A cikin wurare masu nisa, ana iya shigar da kayan aikin tace ruwa a maimakon tsire-tsire. Dukkan tsarin eriyar furen 10m ana iya naɗewa da sauƙi ta hanyar ƙaramar babbar mota. Sabon ra'ayi don amfani da makamashin hasken rana a yankunan da ba a ci gaba ba shine Solarkiosk (6).

Nau'o'in irin wannan suna sanye da na'ura mai ba da hanya tsakanin hanyoyin sadarwa na Wi-Fi kuma suna iya cajin wayoyin hannu sama da 200 a rana ko kunna ƙaramin firij wanda, alal misali, magunguna masu mahimmanci za'a iya adana su. An riga an ƙaddamar da yawancin irin waɗannan kiosks. Sun yi aiki ne a Habasha, Botswana da Kenya.

7. Pertamina skyscraper aikin

Gine-gine mai kuzari

Babban bene mai hawa 99 Pertamina (7), wanda ake shirin ginawa a Jakarta, babban birnin Indonesiya, ya kamata ya samar da makamashi mai yawa kamar yadda ake amfani da shi. Wannan shine ginin farko na girmansa a duniya. Gine-ginen ginin yana da alaƙa da kusanci da wurin - yana ba da damar kawai hasken rana da ake buƙata don shiga, yana ba ku damar adana sauran kuzarin rana.

8. Green Wall a Barcelona

Hasumiyar da aka yanke tana aiki azaman rami don amfani makamashin iska. Ana shigar da bangarori na hoto a kowane gefe na kayan aiki, wanda ke ba da damar samar da makamashi a cikin yini, a kowane lokaci na shekara.

Ginin zai kasance yana da hadaddiyar tashar wutar lantarki ta geothermal don dacewa da hasken rana da iska.

A halin da ake ciki, masu bincike na Jamus daga Jami'ar Jena sun shirya wani aiki don "filaye masu wayo" na gine-gine. Ana iya daidaita watsa haske ta latsa maɓalli. Ba wai kawai an sanye su da ƙwayoyin photovoltaic ba, har ma don haɓaka algae don samar da biofuel.

Aikin Babban Wurin Hydraulic Windows (LaWin) yana samun tallafi daga kuɗin Turai a ƙarƙashin shirin Horizon 2020. Mu'ujiza na fasahar kore na zamani da ke tsiro a facade na Raval Theatre a Barcelona ba shi da alaƙa da ra'ayi na sama (8).

Lambun tsaye wanda Urbanarbolismo ya tsara yana da kansa gaba ɗaya. Ana shayar da tsire-tsire ta hanyar tsarin ban ruwa wanda famfonsa ke aiki da makamashin da aka samar photovoltaic panels yana haɗawa da tsarin.

Ruwa kuma, yana zuwa daga hazo. Ruwan ruwan sama na gangarowa magudanan ruwa zuwa cikin tankin ajiya, daga nan ne ake zuga shi da famfunan ruwa masu amfani da hasken rana. Babu wutar lantarki ta waje.

Tsarin hankali yana shayar da tsire-tsire gwargwadon bukatunsu. Ƙarin tsarin irin wannan nau'in yana bayyana akan babban sikelin. Misali shi ne filin wasa na kasa mai amfani da hasken rana a Kaohsiung, Taiwan (9).

Injin Japan Toyo Ito ne ya tsara shi kuma aka ba shi izini a cikin 2009, an rufe shi da sel na hoto 8844 kuma yana iya samar da makamashi har zuwa gigawatt-awatt 1,14 a kowace shekara, yana samar da kashi 80 na bukatun yankin.

9. Filin wasa na Solar a Taiwan

Shin gishiri narkakkar zai sami kuzari?

Ma'ajiyar makamashi a cikin sigar narkakkar gishiri ba a sani ba. Ana amfani da wannan fasaha a manyan masana'antar hasken rana kamar Ivanpah da aka bude kwanan nan a cikin Hamadar Mojave. A cewar kamfanin Halotechnics na California wanda har yanzu ba a san shi ba, wannan dabarar tana da alfanu sosai, ta yadda za a iya fadada aikace-aikacensa zuwa ga dukkan masana'antar makamashi, musamman masu sabuntawa, ba shakka, inda batun adana rarar da ake samu yayin fuskantar karancin makamashi babbar matsala ce.

Kamfanin ya yi ikirarin cewa adana makamashi ta wannan hanya ya kai rabin farashin batura, nau'ikan manyan batura iri-iri. Dangane da farashi, zai iya yin gasa tare da tsarin ajiya mai famfo, wanda, kamar yadda kuka sani, za'a iya amfani da shi kawai a ƙarƙashin yanayi mai kyau. Duk da haka, wannan fasaha yana da illa.

Misali, kashi 70 cikin 90 na makamashin da aka adana a cikin narkakkar gishiri za a iya sake amfani da shi azaman wutar lantarki (kashi XNUMX cikin batura). Halotechnics a halin yanzu yana aiki akan ingancin waɗannan tsarin, gami da yin amfani da famfo mai zafi da gaurayawan gishiri daban-daban.

10. Narkakken tankunan gishiri don ajiyar makamashi

An ba da umarnin shuka shuka a Sandia National Laboratories a Arbuquerque, New Mexico, Amurka. makamashi ajiya tare da narkakkar gishiri. An ƙera shi musamman don yin aiki tare da fasahar CLFR, wanda ke amfani da madubai waɗanda ke adana makamashin hasken rana don dumama ruwan fesa.

Narkar da gishiri ne a cikin tanki. Tsarin yana ɗaukar gishiri daga tanki mai sanyi (290 ° C), yana amfani da zafin madubi kuma yana dumama ruwan zuwa zafin jiki na 550 ° C, bayan haka ya canza shi zuwa tanki na gaba (10). Lokacin da ake buƙata, babban zafi narkakken gishiri yana wucewa ta cikin na'urar musayar zafi don samar da tururi don samar da wutar lantarki.

A ƙarshe, ana mayar da gishirin da aka narkar a cikin tafki mai sanyi kuma ana maimaita tsari a cikin rufaffiyar madauki. Nazarin kwatankwacin sun nuna cewa yin amfani da narkakkar gishiri kamar yadda ruwa mai aiki ke ba da damar yin aiki a yanayin zafi mai yawa, yana rage adadin gishirin da ake buƙata don ajiya, kuma yana kawar da buƙatun nau'ikan musayar zafi guda biyu a cikin tsarin, rage farashin tsarin da rikitarwa.

Magani da ke bayarwa makamashi ajiya a kan ƙananan sikelin, yana yiwuwa a shigar da baturin paraffin tare da masu tara hasken rana a kan rufin. Wannan fasaha ce da aka haɓaka a Jami'ar Sipaniya ta Ƙasar Basque (Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Uniberstitatea).

An yi niyya don amfani da matsakaicin gida. Babban jikin na'urar an yi shi ne da faranti na aluminum da aka nutsar da su a cikin paraffin. Ana amfani da ruwa azaman hanyar isar da makamashi, ba azaman wurin ajiya ba. Wannan aikin na paraffin ne, wanda ke ɗaukar zafi daga fale-falen aluminum kuma yana narkewa a zafin jiki na 60 ° C.

A cikin wannan ƙirƙira, ana fitar da makamashin lantarki ta hanyar sanyaya kakin zuma, wanda ke ba da zafi ga bakin ciki. Masana kimiyya suna aiki don ƙara haɓaka ingantaccen tsarin ta hanyar maye gurbin paraffin tare da wani abu, kamar fatty acid.

Ana samar da makamashi a cikin tsarin canjin lokaci. Shigarwa na iya samun nau'i daban-daban daidai da bukatun ginin gine-gine. Kuna iya gina abin da ake kira rufin karya.

Sabbin ra'ayoyi, sababbin hanyoyi

Ana iya shigar da fitilun tituna, wanda kamfanin Dutch Kaal Masten ya ƙera, a ko'ina, har ma a wuraren da ba a samar da wutar lantarki ba. Ba sa buƙatar hanyar sadarwar lantarki don aiki. Suna haskakawa kawai godiya ga bangarorin hasken rana.

Ginshikan waɗannan fitilun an lulluɓe su da hasken rana. Mai zanen ya yi iƙirarin cewa a cikin rana za su iya tara kuzari sosai har sai su haskaka duk dare. Ko da yanayin girgije ba zai kashe su ba. Ya haɗa da saitin batura masu ban sha'awa fitulun ceton makamashi DIODE MAI HASKE.

Ruhu (11), kamar yadda ake kiran wannan fitilar, yana buƙatar maye gurbin kowane ƴan shekaru. Abin sha'awa, daga mahallin mahalli, waɗannan batura suna da sauƙin sarrafawa.

A halin yanzu, ana shuka itatuwan hasken rana a Isra'ila. Ba za a sami wani abu mai ban mamaki ba a cikin wannan idan ba don gaskiyar cewa maimakon ganye ba, ana sanya na'urori masu amfani da hasken rana a cikin waɗannan tsire-tsire, waɗanda ke karɓar makamashi, waɗanda ake amfani da su don cajin na'urorin hannu, sanyaya ruwa da watsa siginar Wi-Fi.

Zane, mai suna eTree (12), ya ƙunshi wani ƙarfe "kutu" wanda ke fita, kuma a kan rassan. masu amfani da hasken rana. Ana adana makamashin da aka karɓa tare da taimakonsu a cikin gida kuma ana iya "canjawa" zuwa batir na wayoyin hannu ko kwamfutar hannu ta hanyar tashar USB.

12. Itacen bishiyar lantarki

Haka kuma za a yi amfani da shi wajen samar da hanyar ruwa ga dabbobi da ma mutane. Haka kuma a yi amfani da bishiya a matsayin fitulu da dare.

Ana iya sanye su da nunin faifan ruwa crystal bayanai. Gine-gine na farko na irin wannan sun bayyana a cikin Khanadiv Park, kusa da birnin Zikhron Yaakov.

Sigar panel bakwai na samar da wutar lantarki mai nauyin kilowatt 1,4, wanda zai iya sarrafa matsakaitan kwamfyutoci 35. A halin da ake ciki, ana ci gaba da gano yuwuwar samar da makamashi mai sabuntawa a sabbin wurare, kamar wuraren da koguna suka fantsama cikin teku tare da hadewa da ruwan gishiri.

Wata ƙungiyar masana kimiyya daga Cibiyar Fasaha ta Massachusetts (MIT) ta yanke shawarar yin nazarin abubuwan da ke faruwa na juyawar osmosis a cikin mahallin da ke haɗuwa da ruwa na matakan salinity daban-daban. Akwai bambancin matsa lamba a kan iyakar waɗannan cibiyoyin. Lokacin da ruwa ya ratsa ta wannan iyaka, yana hanzari, wanda shine tushen makamashi mai mahimmanci.

Masana kimiyya daga Jami'ar Boston ba su yi nisa ba don gwada wannan al'amari a aikace. Sun yi kiyasin cewa ruwan wannan birni da ke kwarara cikin teku zai iya samar da isasshen makamashi don biyan bukatun al'ummar yankin. wuraren jiyya.