Πώς μετατρέπεται το νερό σε χρήσιμη ενέργεια;
1. Υδροηλεκτρική ενέργεια:
* Αρχή: Χρησιμοποιεί την πιθανή ενέργεια του νερού που αποθηκεύεται σε υψηλότερη ανύψωση για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
* διαδικασία: Το νερό συλλέγεται σε δεξαμενές, φράγματα ή αυξημένα κανάλια. Αυτό το αποθηκευμένο νερό διαθέτει δυνητική ενέργεια λόγω του ύψους του. Όταν απελευθερώνεται, το νερό ρέει προς τα κάτω, μετατρέποντας την πιθανή ενέργεια σε κινητική ενέργεια (ενέργεια κίνησης). Αυτή η κινητική ενέργεια χρησιμοποιείται για να μετατρέψει τους στροβίλους που συνδέονται με τις γεννήτριες, παράγοντας ηλεκτρικό ρεύμα.
* Τύποι:
* υδροηλεκτρική ενέργεια run-of-river: Χρησιμοποιεί τη φυσική ροή ενός ποταμού χωρίς φράγματα.
* υδροηλεκτρική ενέργεια Reservoir: Χρησιμοποιεί φράγματα για να δημιουργήσει μια δεξαμενή και να ελέγξει τη ροή νερού.
* Υδροηλεκτρική θέση αποθήκευσης: Αντλίες νερό ανηφορικά κατά τη διάρκεια περιόδων χαμηλής ζήτησης και απελευθερώνει προς τα κάτω για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της ζήτησης αιχμής.
2. Μετατροπή θερμικής ενέργειας ωκεανού (OTEC):
* Αρχή: Χρησιμοποιεί τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ζεστού επιφανειακού νερού και του κρύου βαθύ νερό του ωκεανού για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
* διαδικασία: Τα ζεστά επιφανειακά ύδατα χρησιμοποιούνται για να εξατμιστούν ένα υγρό εργασίας (όπως η αμμωνία). Το εξατμισμένο υγρό οδηγεί έναν στρόβιλο, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια. Το κρύο βαθύ νερό χρησιμοποιείται για να συμπυκνώσει τον ατμό πίσω σε ένα υγρό, ολοκληρώνοντας τον κύκλο.
* Προκλήσεις: Το OTEC απαιτεί σημαντικές διαφορές θερμοκρασίας, που συνήθως βρίσκονται σε τροπικές περιοχές. Η τεχνολογία εξακολουθεί να βρίσκεται σε εξέλιξη.
3. Ενέργεια κύματος:
* Αρχή: Αξιοποιήστε την κινητική ενέργεια των ωκεάνιων κυμάτων για να δημιουργήσετε ηλεκτρική ενέργεια.
* διαδικασία: Αναπτύσσονται διάφορες συσκευές για να συλλάβουν ενέργεια κύματος, συμπεριλαμβανομένων:
* σημαντήρες: Οι ταλαντευόμενες γεννήτριες μονάδων οδήγησης.
* Πλωτή πλατφόρμες: Τα κύματα μετακινούν την πλατφόρμα, δημιουργώντας μια υδραυλική δύναμη που οδηγεί μια γεννήτρια.
* βυθισμένες συσκευές: Τα κύματα δημιουργούν παραλλαγές πίεσης που οδηγούν έναν στρόβιλο.
* Προκλήσεις: Η ανάπτυξη ανθεκτικών και οικονομικά αποδοτικών μετατροπέων ενέργειας κύματος συνεχίζεται.
4. Παλιρροϊκή ενέργεια:
* Αρχή: Χρησιμοποιεί την άνοδο και την πτώση των παλίρροιων για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας.
* διαδικασία: Οι παλίρροιες δημιουργούν μια διαφορά στα επίπεδα νερού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας μέσω παλιρροιακών στροβίλων.
* Τύποι:
* παλιρροϊκό φράγμα: Ένα φράγμα σε μια παλιρροιακή εκβολή που παγιδεύει νερό κατά τη διάρκεια της υψηλής παλίρροιας και το απελευθερώνει μέσα από τους στροβίλους κατά τη διάρκεια της χαμηλής παλίρροιας.
* γεννήτρια παλιρροιακής ροής: Οι βυθισμένοι στρόβιλοι που λειτουργούν σε παλιρροιακά ρεύματα.
* Προκλήσεις: Οι κατάλληλες θέσεις είναι περιορισμένες και η παλιρροιακή ενέργεια είναι διαλείπουσα, ανάλογα με τον παλιρροϊκό κύκλο.
5. Παραγωγή υδρογόνου από νερό:
* Αρχή: Η ηλεκτρόλυση χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να χωρίσει τα μόρια νερού σε υδρογόνο και αέριο οξυγόνου.
* διαδικασία: Το νερό υποβάλλεται σε ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτό σπάει τους χημικούς δεσμούς στο νερό, απελευθερώνοντας αέριο υδρογόνου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο.
* Προκλήσεις: Επί του παρόντος, η ηλεκτρόλυση συνήθως τροφοδοτείται από ορυκτά καύσιμα, καθιστώντας το λιγότερο φιλικό προς το περιβάλλον. Η τεχνολογία αναπτύσσεται για τη χρήση πηγών ανανεώσιμης ενέργειας.
Συνοπτικά, το νερό μπορεί να μετατραπεί σε χρησιμοποιήσιμη ενέργεια μέσω διαφόρων μεθόδων, κάθε μόχλευση διαφορετικών αρχών και προκλήσεων. Αυτές οι μέθοδοι προσφέρουν πολλά υποσχόμενες δυνατότητες για την αειφόρο παραγωγή ενέργειας.
