Ropa, gaz i węgiel prędzej czy później się wyczerpią: ich rezerwy na planecie są ograniczone. Co zrobic nastepnie?
Jako substytut paliw węglowodorowych, ludzkości oferowane są źródła, które zwykle nazywa się alternatywnymi lub odnawialnymi. Przede wszystkim jest to energia słońca, wiatru, przypływów i odpływów, a także wnętrzności Ziemi. Już ziewasz? Rozchmurz się, nie chodzi o nich. Jest więcej oryginalnych pomysłów.
Nie ma złej pogody…
Świeże wiadomości: inżynierowie z Hongkongu opracowali generator, który wytwarza energię elektryczną ze spadających kropel wody. Innymi słowy, deszcze mogą stać się nowym źródłem odnawialnej i niezwykle taniej energii! Generator można zamontować na dachu domu, lub też można go zamontować na kopule parasola, co pozwoli np. naładować smartfon przy złej pogodzie. A w tych regionach planety, w których przez niektóre miesiące pada bez przerwy, takie urządzenie stanie się podobne do perpetuum mobile.
Próby pozyskania energii ze spadających kropli deszczu podejmowano już wcześniej, ale moc generatora okazała się zbyt mała. Tym razem udało nam się stworzyć urządzenie o wysokiej wydajności i gęstości mocy. Ideą twórców było pokrycie powierzchni generatora folią z politetrafluoroetylenu (PTFE), lepiej znanego jako Teflon. Materiał ten jest w stanie magazynować ładunek elektryczny, na przykład w wyniku tarcia.
Eksperymenty wykazały, że jedna kropla wody spadająca z wysokości 15 cm może generować napięcie i prąd, które wystarczą do zapalenia setek małych diod LED. Naukowcy obiecują, że prototypowe urządzenie do praktycznego zastosowania będzie gotowe w ciągu najbliższych pięciu lat.
A oto kolejny pomysł bezpośrednio związany z pogodą. Jej autorem jest amerykański inżynier Anthony Mamo. Mając na uwadze mapy przedstawiające cyklony i antycyklony pomyślał: skoro w niektórych rejonach wsi przeważają obszary wysokiego ciśnienia, a w innych niskiego, dlaczego nie połączyć ich rurą? Wtedy powietrze ze strefy wysokiego ciśnienia będzie wdmuchiwane do strefy niskiego ciśnienia, czasami przyspieszając (jak pokazały obliczenia) do prędkości ponaddźwiękowych. A jeśli umieścisz turbinę w rurze, będzie się obracać jak ten sam wiatrak, tylko znacznie szybciej.
Teraz wynalazek Anthony'ego Mamo (on sam już nie żyje) próbuje wdrożyć założoną przez siebie firmę. Według dyrektora, moc wybudowanej elektrowni wyniesie setki megawatów.
Przymocuj go do dynama - niech prąd ustąpi miejsca słabo rozwiniętemu
Wszyscy wykonujemy tak wiele ruchów ciała każdego dnia, że szkoda zmarnowanej energii. Myślą o tym inżynierowie na całym świecie. Pojawiają się ciekawe propozycje: na przykład wykorzystanie energii kinetycznej drzwi obrotowych czy klamek kołowrotu.
Takie drzwi generatora pojawiły się już w Chinach i Holandii. Odwiedzający galerie handlowe zmuszeni są je popychać (zwykle, jak wiemy, drzwi zaczynają się same obracać na sygnał z czujnika) i dzięki temu generować darmową energię elektryczną. A w Japonii to samo zrobiono z bramkami obrotowymi na niektórych stacjach kolejowych. Ponadto na tokijskiej stacji Shibuya w podłogę pod nimi wbudowano elementy piezoelektryczne. Wytwarzają energię elektryczną z ciśnienia i wibracji, które powstają, gdy inny pasażer przechodzi przez kołowrót.
Nawiasem mówiąc, elementy piezoelektryczne są od dawna używane w „progach zwalniających”. Wszystko zaczęło się w Wielkiej Brytanii, gdzie wynalazca Peter Hughes stworzył elektro-kinetyczną rampę drogową dla autostrad. Za każdym razem, gdy samochód przejeżdża przez to urządzenie wbudowane w nawierzchnię drogi, generuje ono prąd elektryczny. Moc wystarcza do pracy na światłach i oświetlania znaków drogowych. Brytyjczycy wprowadzili tę technologię w kilku miastach, a następnie przyjęli ją w innych krajach.
Ale skoro elementy piezoelektryczne można wsunąć pod koła samochodów, to dlaczego nie umieścić ich pod stopami przechodniów? Inny brytyjski wynalazca, Lawrence Camball-Cook, wynalazł płyty chodnikowe, które zamieniają w energię elektryczną kroki chodzących po niej ludzi. Po naciśnięciu urządzenie wbudowane w płytkę wygina się o 5 mm. Uzyskane waty są albo magazynowane w baterii litowej, albo trafiają bezpośrednio do oświetlenia przystanków autobusowych, witryn sklepowych i oznakowania.
Na koniec tematu wykorzystania darmowej energii wspomnimy o dwóch kolejnych pomysłach, które zostały już wprowadzone. „Oto baletnica - kręci się. Kręci się, wiruje, olśniewa w oczach. Przymocuj go do dynama - niech prąd da obszarom słabo rozwiniętym - przekonywał w jednej z humoreski Michaił Żvanetsky. Dlaczego rowerzysta jest gorszy? Amerykańska firma Cycle Atom wypuściła na rynek urządzenie, które ładuje akumulator podczas pedałowania, a z niego – Twoje gadżety. Podobny zestaw z dynamem jest produkowany przez firmę Nokia.
Gra w piłkę nożną również może być korzystna. Grupa absolwentów Harvardu opracowała piłkę, która po uderzeniu generuje energię elektryczną. Gromadzi się w akumulatorze, a po półgodzinnej zabawie wystarczy, by zasilić niewielkie urządzenie elektryczne, np. lampkę biurkową z diodą LED. Ta piłka (zwana SOCCKET) została stworzona przede wszystkim z myślą o mieszkańcach krajów trzeciego świata, w których domach palą się staromodne lampy naftowe.
Energia eteru? Żadnej pseudonauki
Kolejny niedawny post. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali metodę wytwarzania elektryczności z powietrza. Opiera się na reakcji chemicznej z udziałem bakterii glebowych Geobacter, z których naukowcy „utkali” nanodruty o grubości poniżej 10 mikronów. Bakterie te mają ciekawą cechę: wytwarzają energię elektryczną z wilgoci zawartej w powietrzu. Według autorów urządzenie sprawdzi się nawet w miejscach o wyjątkowo niskiej wilgotności, takich jak Sahara.
Jeszcze dalej poszli inżynierowie amerykańskiej firmy Ambient Micro. Zaproponowali wykorzystanie swobodnej energii fal radiowych, która nasyca otaczającą nas przestrzeń. Nie ma w tym pseudonauki: ulotne sygnały o niskiej częstotliwości z programów radiowych lub telewizyjnych można przekształcić w prąd stały. To prawda, że wymaga to specjalnej anteny i węzłów. Firma nad nimi pracuje. Oczywiście moc jest bardzo niska, ale wystarczy naładować czujniki i inne miniaturowe urządzenia.
W Hamburgu w Niemczech znajduje się piętnastopiętrowy budynek mieszkalny, którego elewacje pokryte są płaskimi akwariami. Zamieszkują je glony wydobywane z pobliskiej Łaby. Służą one jako jedyne źródło ogrzewania i klimatyzacji dla czteropiętrowego budynku, pierwszego na świecie domu zasilanego algami.
Każde akwarium jest zakotwiczone na zewnętrznym rusztowaniu i podąża za słońcem jak słonecznik. Fotosynteza alg służy do dostarczania energii do domu. Gdy jest ich za dużo, część wyjmuje się ze zbiorników i przerabia na biopaliwo, które zimą ogrzewa budynek. Ekolodzy uważają, że jest to bardzo obiecujące źródło „zielonej” energii, a nawet nazywają glony idealnym paliwem.
Wreszcie – całkowicie egzotyczna technologia z Pensylwanii. Pracownicy miejscowego uniwersytetu stworzyli miniaturową elektrownię zasilaną toaletą. Zbadali bakterie żyjące w latrynie i odkryli, że w pewnej reakcji chemicznej są one zdolne do wytwarzania elektronów. Jeśli je „złapiesz”, otrzymany prąd wystarczy, aby zapalić żarówkę w toalecie. A jeśli cała miejska kanalizacja jest zaopatrzona w takie instalacje, to linie tramwajowe i trolejbusowe mogą być zasilane energią elektryczną.
A kto może powiedzieć, że to nie jest „czysta” energia?
