Topp 10 Renewable Energy Resources

Fornybare ressurser er de som kan genereres kontinuerlig i naturen og er uuttømmelige, for eksempel ved, solenergi, vindenergi, tidevannsenergi, vannkraft, biomasse energi, biobrensel, geotermisk energi og hydrogen. De er også kjent som ikke-konvensjonelle kilder av energi og de kan brukes igjen og igjen på en endeløs måte.

1. Solenergi:

Solen tilbyr en ideell energikilde, ubegrenset i forsyning, dyrt, som ikke legger til jordens totale varmebelastning og produserer ikke luft- og vannforurensende stoffer. Det er et kraftig alternativ til fossilt og nukleart brensel. Solenergi er så rikelig, men med en samlingseffektivitet på bare 10%.

Den daglige solenergiinnsatsen er mellom 5 og 7 kWh / m ² på forskjellige deler av landet. Denne enorme solenergiressursen kan omdannes til annen form for energi gjennom termiske eller fotovoltaiske konverteringsruter. Solvarmeveien bruker stråling i form av varme som igjen kan omdannes til mekanisk, elektrisk eller kjemisk energi.

Begrensninger for solenergi:

1. Intensiteten til solenergi er ikke konstant.

2. Densiteten til solenergi er lav i forhold til olje, gass eller kull osv.

3. Det er problem med økonomisk innsamling av solenergi over store områder.

4. Problemer med å designe fasiliteter som kan bruke diffust sollys.

Solvarmeinnretninger som solenergi komfyrer, solvarmer, soltørrere, solceller, solvarmeanlegg, solarovner etc.

Solvarmeinnsamler:

Disse kan være passive eller aktive i naturen. Passive solvarmeinnsamlere er naturlige materialer som steiner, murstein etc. eller materiale som glass som absorberer varmen i løpet av dagen og slipper den sakte om natten. Aktive solfangere pumper et varmeabsorberende medium (luft eller vann) gjennom en liten samler som normalt plasseres på toppen av bygningen.

Solceller:

De er også kjent som fotovoltaiske celler eller PV-celler. Solceller er laget av tynne skiver av halvledermaterialer som silisium og gallium. Når solstråler faller på dem, produseres en potensiell forskjell som forårsaker strøm av elektroner og produserer elektrisitet.

Silisium kan fås fra silika og sand, som er rikelig tilgjengelig og rimelig. Ved å bruke galliumarsenid, kadmiumsulfid eller bor kan effektiviteten av PV-cellen forbedres. Den potensielle forskjellen produsert av en enkelt celle med en størrelse på 4 cm er omtrent 0, 4-0, 5 V og gir en strøm på 60 milliampere.

Solkoker:

Solkoker bruker solvarme ved å reflektere solstrålene ved å bruke et speil direkte på et glassplate som dekker den svarte isolerte boksen der den rå maten holdes.

Solvarmer:

Den består av en isolert boks malt svart innvendig og har et glasslokk for å motta og lagre solvarme. Inne i boksen har den svart malt kobberspole gjennom hvilket kaldt vann som er laget for å strømme inn, som blir oppvarmet og strømmer ut i en lagertank. Varmtvannet fra lagertanken som er montert på tak, leveres da gjennom rør til bygninger som hoteller og sykehus.

Solovner:

Her er tusenvis av småplan speil arrangert i konkave reflektorer, som alle samler solvarmen og produserer så høy temperatur som 3000 ° C.

Solvarmeanlegg:

Solenergi er utnyttet i stor skala ved bruk av konkave reflektorer som forårsaker koking av vann for å produsere damp. Dampturbinen driver en generator for å produsere elektrisitet. En solkraftverk (50 K Watt kapasitet) er installert på Gurgaon, Haryana.

2. Vindkraft:

Vindkraft er energi fra turbiner som skaper strøm når vinden vender bladene av vindmøller. Et stort antall vindmøller er installert i klynger kalt vindmølleparker. Vindturbinen er bygget til en viss spesifikasjon for å maksimere effektiviteten til kraftgenerasjonen.

Den typiske turbinen dreier seg om lag 10 til 25 omdreininger per minutt, og typen av vind som gir denne rotasjonen er ca. 8 til 10 knuter eller 10 mil per time (16 km / t). Fra et meteorologisk perspektiv er vind beskrevet som flygende luft og er i hovedsak bevegelse fra et område med høyt trykk til et lavt trykk.

Denne bevegelsen blir forbedret når det er lite å forstyrre den totale strømmen. Dermed bør den mest effektive vindmølleproduksjonen gjøres i områder med høy høyde eller over åpent vann. Vindkraftpotensialet i vårt land er anslått til å være ca 20 000 MW, mens det for tiden genererer vi 1020 MW. Den største vindparken i landet vårt er nær Kanyakumari i Tamil Nadu, og genererer 380 MW, elektrisitet.

3. Vannkraft:

Den første vannkraftverket i India var en liten vannkraftverk på 130 kW bestilt i 1897 ved Sidrapong nær Darjeeling i Vest-Bengal. Med fremskritt innen teknologi og økende krav til elektrisitet ble vekten flyttet til store vannkraftverk.

Vannet som strømmer i en elv samles opp ved å bygge en stor damm hvor vannet er lagret og får lov til å falle fra høyden. Bladet på turbinen som befinner seg på bunnen av dammen beveger seg med det raskt bevegelige vannet som igjen roterer generatoren og produserer elektrisitet.

Vi kan også konstruere mini- eller mikrokraftverk på elva i kuperte områder for å utnytte hydroenergien i liten skala, men minimumshøyden til fossefallene skal være 10 meter.

Fordeler:

Vannkraft har flere fordeler som:

en. Det er en ren kilde til energi.

b. Det gir vanningsanlegg.

c. Det gir drikkevann til mennesker som bor, spesielt i ørkenen i Rajasthan og Gujarat.

d. Det er absolutt ikke forurensende, har et langt liv, og har svært lave drifts- og vedlikeholdskostnader.

e. Hjelp til å kontrollere oversvømmelser og gjøre vann tilgjengelig under uregner årstider for vanning og annen bruk.

problemer:

Hydro power site (dam) har store miljøproblemer:

en. Damområdene er spesielt skog- og landbruksområdene og blir nedsenket under bygging.

b. Det forårsaker vannlogging og siltasjon.

c. Det forårsaker tap av biologisk mangfold, og fiskpopulasjonen og andre vannlevende organismer påvirkes negativt.

d. Fordrev lokale folk og skape problemer med rehabilitering og relaterte sosioøkonomiske problemer.

e. Øk seismiciteten på grunn av store mengder vann skyllet.

4. Tidevanns energi:

Ocean tidevann produsert av gravitasjonskrefter av sol og måne inneholder enorme mengder energi. "Tide" og "lavvann" refererer til oppgang og fall av vann i havet. En forskjell på flere meter er nødvendig mellom høyden på høyvann og lavvann for å dreie turbiner.

Tidevannsenergien kan utnyttes ved å bygge en tidevannspærring. Under høyvann strømmer sjøvannet inn i reservoaret til sperren og svinger turbinen, som igjen produserer elektrisitet ved å rotere generatorene. Under lavvann, når havnivået er lavt, strømmer sjøvannet som er lagret i sperrereservoaret ut i havet og svinger igjen turbinen.

5. Ocean Termisk Energi:

Energien som er tilgjengelig på grunn av forskjellen i temperaturen på vann på overflaten av det tropiske havet og på dypere nivåer kalles OTE (Ocean Thermal Energy). En forskjell på 20 ° C eller mer er nødvendig for drift av OTEC-kraftverk (Ocean Thermal Energy Conversion). Det varme vannet i havet er vant til å koke en væske som ammoniakk.

Høytrykksdamp av væsken som dannes ved koking brukes da til å slå turbinen til en generator og produsere elektrisitet. Det kaldere vannet fra de dypere havene pumpes for å kjøle seg og kondenserer dampene i væske.

6. Geotermisk energi:

Geotermisk energi er varmen fra jorden. Det er rent og bærekraftig. Ressurser av geotermisk energi spenner fra grunne bakken til varmt vann og varm stein funnet noen få miles under jordens overflate, og ned enda dypere til de ekstremt høye temperaturene på smeltet stein som kalles magma.

Dampen eller varmtvannet kommer naturlig ut av grunnen gjennom sprekker i form av naturlige geysirer. Noen ganger finner dampen eller det kokende vannet under jorden ikke noe sted å komme ut. Vi kan kunstig bore et hull opp til de varme steinene og ved å sette et rør i det, får dampen eller varmtvannet til å strømme ut gjennom røret ved høyt trykk som gjør turbinene til en generator til å produsere strøm.

7. Biomasse Energi:

Vi har brukt biomasse energi eller bioenergi, energien fra organisk materiale i tusenvis av år, helt siden folk begynte å brenne tre for å lage mat eller holde seg varm. Og i dag er tre fortsatt vår største biomasse energiressurs.

Men mange andre kilder til biomasse kan nå brukes, inkludert planter, rester fra jordbruk eller skogbruk, og den organiske komponenten av kommunalt og industrielt avfall. Selv dampene fra deponier kan brukes som en biomasse energikilde.

Bruken av biomasse energi har potensial til å redusere utslippene av drivhusgasser sterkt. Biomasse genererer omtrent samme mengde karbondioksid som fossile brensler, men hver gang en ny plante vokser, blir karbondioksid faktisk fjernet fra atmosfæren.

Netto utslipp av karbondioksid vil være null så lenge plantene fortsetter å bli etterfyllt for biomasse energiforbruk. Disse energiafgrøtene, som for eksempel raskt voksende trær og gress, kalles biomasseforråd. Bruk av biomasseforråd kan også bidra til å øke fortjenesten til landbruksindustrien.

Forbrenningen av planterester eller animalsk avfall forårsaker luftforurensning og produserer mye aske som avfallsstoffer. Forbrenningen av gut ødelegger viktige næringsstoffer som nitrogen og fosfor. Det er derfor mer nyttig å konvertere biomassen til biogass eller biobrensel.

8. Biogas:

Biogas er en blanding av metan, karbondioksid, hydrogen og hydrogensulfitt, hovedbestanddelene er metan. Biogas produseres ved anaerob nedbrytning av animalsk avfall (noen ganger planteavfall) i nærvær av vann. Anaerob nedbrytning betyr nedbrytning av organisk materiale av bakterier i fravær av oksygen.

Biogas er et ikke-forurensende, rent og lavt drivstoff som er svært nyttig for landlige områder hvor mye animalsk avfall og jordbruksavfall er tilgjengelig. Det er en direkte tilførsel av gass fra anlegget og det er ingen lagringsproblem. Slammet igjen er en rik gjødsel som inneholder bakteriell biomasse med de fleste næringsstoffer som er oppbevart som sådan.

Biogas planter som brukes i vårt land er i utgangspunktet av to typer:

1. Faste kuppel-type biogassanlegg:

Et fastkuppelanlegg består av en kokare med en fast, ikke-bevegelig gassholder, som sitter på toppen av kokeren. Når gassproduksjonen starter, blir oppslemmingen forskjøvet i kompensasjonstanken. Gasstrykket øker med volumet av gass lagret og høydeforskjellen mellom oppslemningsnivået i kokeren og slurrynivået i kompensasjonstanken.

Mens den underjordiske kokeren er beskyttet mot lave temperaturer om natten og under kalde årstider, tar solskinn og varme årstider lengre tid å varme opp kokeren. Ingen dag / natt svingninger i temperatur i kokeren påvirker positivt de bakteriologiske prosessene.

Byggingen av faste kuppelplanter er arbeidskrevende og skaper lokalt arbeid. "Fast-dome planter er ikke lett å bygge. De skal bare bygges der konstruksjonen kan overvåkes av erfarne biogassteknikere. Ellers kan plantene ikke være gass-tette.

2. Biogasanlegg med flytende trommel type:

Flytende trommelplanter består av en underjordisk kokere og en flytende gassholder. Gassholderen flyter enten direkte på gjæringsoppslemmen eller i en egen vannjakke. Gassen samles i gass trommelen, som stiger eller beveger seg ned, i henhold til mengden gass som er lagret. Gass trommelen er forhindret i å vippe av en føringsramme. Hvis trommelen flyter i en vannjakke, kan den ikke sette seg fast, selv i substrat med høyt solidt innhold.

Tidligere ble flytende trommeplanter hovedsakelig bygget i India. En flytende trommelfabrikk består av en sylindrisk eller kuppelformet koker og en flytende, flytende gassholder eller trommel. Gassholderen flyter enten direkte i fermenteringsoppslemmingen eller i en separat vannjakke.

Trommelen som biogas samler inn har en intern og / eller ekstern styringsramme som gir stabilitet og holder trommelen oppreist. Hvis biogas produseres, beveger trommelen seg opp, hvis gass forbrukes, synker gassholderen tilbake.

Ståltrommelen er relativt dyr og vedlikeholdskrevende. Fjernelse av rust og maling må utføres regelmessig. Trommelens levetid er kort (opptil 15 år, i tropiske kystområder omtrent fem år). Hvis det brukes fibrøse underlag, viser gassholderen en tendens til å bli "fast" i det resulterende flytende skum.

9. Biodrivstoff:

I motsetning til andre fornybare energikilder kan biomasse omdannes direkte til flytende brensel, kalt "biodrivstoff", for å bidra til å oppfylle transportbrenselbehov. De to vanligste typer biobrenselene som brukes i dag er etanol og biodiesel.

Etanol er en alkohol, det samme som i øl og vin (selv om etanol brukes som drivstoff er modifisert for å gjøre det ubrukelig). Det er vanligvis gjort ved å fermentere noen biomasse høy i karbohydrater gjennom en prosess som ligner ølbrygging.

I dag er etanol laget av stivelse og sukker, men NREL-forskere utvikler teknologi for å tillate det å bli laget av cellulose og hemicellulose, det fibrøse materialet som utgjør størstedelen av plantesaken.

Etanol kan også produseres ved en prosess som kalles forgasning. Gassifiseringssystemer bruker høye temperaturer og et lite oksygenmiljø for å omdanne biomasse til syntesegass, en blanding av hydrogen og karbonmonoksid. Syntesegassen, eller "syngas", kan deretter omdannes kjemisk til etanol og andre brensler.

Etanol brukes hovedsakelig som blandingsmiddel med bensin for å øke oktan og kutte ned karbonmonoksid og andre smog-forårsaker utslipp. Noen kjøretøy, kalt fleksible drivstoff kjøretøyer, er designet for å kjøre på E85, et alternativt drivstoff med mye høyere etanolinnhold enn vanlig bensin.

Biodiesel er laget ved å kombinere alkohol (vanligvis metanol) med vegetabilsk olje, animalsk fett eller resirkulert matlagingsfett. Den kan brukes som additiv (typisk 20%) for å redusere kjøretøyets utslipp eller i ren form som et fornybart alternativt drivstoff for dieselmotorer.

Forskning på produksjon av flytende transportbrensel fra mikroskopiske alger, eller mikroalger, kommer igjen på NREL. Disse mikroorganismer bruker solens energi til å kombinere karbondioksid med vann for å skape biomasse mer effektivt og raskt enn jordbaserte planter.

Oljerige mikroalgerstammer kan produsere råmaterialet for en rekke transportbrensler - biodiesel, "grønn" diesel og bensin, og jetbrensel - samtidig som effekten av karbondioksid frigjøres fra kilder som kraftverk.

10. Hydrogen:

Hydrogen (H ₂ ) blir aggressivt utforsket som drivstoff for personbiler. Den kan brukes i brenselceller for å drive elektriske motorer eller brente i forbrenningsmotorer (ICE). Det er et miljøvennlig drivstoff som har potensial til å dramatisk redusere vår avhengighet av importert olje, men flere viktige utfordringer må løses før den kan bli mye brukt.

Fordeler med hydrogen brensel:

1. Produsert innenlandsk:

Hydrogen kan produseres innenlandsk fra flere kilder, noe som reduserer vår avhengighet av import av petroleum.

2. Miljøvennlig:

Hydrogen produserer ingen luftforurensende stoffer eller drivhusgasser når de brukes i brenselceller; Det produserer kun nitrogenoksider (NO _X ) når de brennes i ICE.

Utfordringer av hydrogenbrensel:

1. Drivstoffkostnad og tilgjengelighet:

Hydrogen er for tiden dyrt å produsere og er bare tilgjengelig på en håndfull steder, hovedsakelig i California.

2. Kjøretøy Kostnad og tilgjengelighet:

Brenselcellebiler er for tiden for dyrt for de fleste forbrukere å ha råd til, og de er bare tilgjengelige for noen få demonstrasjonsflåter.

3. Innbygging av brensel:

Hydrogen inneholder mye mindre energi enn bensin eller diesel på volumbasis, noe som gjør det vanskelig for hydrogenkjøretøy å gå så langt som bensinbiler mellom fylling-ca 300 miles. Teknologien er bedre, men hydrogenbaserte lagringssystemer oppfyller ennå ikke størrelses-, vekt- og kostnadsmål for kommersialisering.