Направи дарение на училище!

Тази статия е кратък обзор на някои от по-интересните аспекти в областта на развиването на зелените технологии, разгледани в далеч по-подробни детайли в специализирания брой на Българска наука – “Зелени технологии”, който може да прочетете или свалите свободно в PDF от тук.

Глобалното затопляне е неоспорим факт и все по-назряващ проблем, който застрашава околната среда и човешкото здраве. При това положение за всички става все по-ясно, че бъдещето ни е в зелените технологии и ние трябва да ги разработим и разгърнем максимално ефективно, така че да достигнем нулеви въглеродни емисии докъм средата на века или поне докато не е станало твърде късно. Техните вариации и приложения могат да бъдат доста по-разнообразни и гъвкави отколкото повечето хора днес предполагат. 

Тук ще разгледаме някои от най-обещаващите такива технологии, които щадят околната среда и дават перспективи за евтина възобновяема енергия.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Автомобили с водородно гориво

The RiverSimple Rasa са автомобили британско производство, задвижвани от водород. Rasa е създаден с единствената цел да бъде лесна и достъпна алтернатива на електрическите превозни средства с нулеви емисии. Все още наличен само като прототип, Rasa може да се похвали с обхват от почти 500 км и време за презареждане от само няколко минути. Обхватът се постига с много ниско тегло (580 кг) и задвижващ двигател от 11 к.с. или 8,5 кВт, който може да накара колата да достигне максимална скорост до 80 км/ч. В крайна сметка той отделя около 40g/km, по-ниско от електромобилите с неблагоприятните им енергийни смеси. 

Но предимствата му за околната среда не свършват дотук. Първо, Rasa не може да бъде собственост на отделен потребител. Ако искате да шофирате тази кола, плащате абонаментна такса, която включва поддръжка, застраховка и водород. На второ място, ниското въздействие върху околната среда се възнаграждава по веригата на доставки. Например доставчикът на водородния автомобил остава негов собственик, така че те имат интерес от неговата дълготрайност и надеждност. И трето, RiverSimple възприе напълно отворен модел на интелектуална собственост. Дизайнерските планове и спецификации на Rasa са безплатни за споделяне с всеки, който се интересува от сътрудничество в дизайна или изработката на техните автомобили.

Пречистване на отпадъчни води

Това е процес за отстраняване на замърсителите от отпадъчните води на индустрията или от каналните води и връщането им обратно във водния цикъл. След като бъдат върнати във водния цикъл, отпадъчните води оказват приемливо въздействие върху околната среда или се използват повторно за различни цели, като представляват един вид рекултивация на водата. 

Пречистването на отпадъчни води е част от общото поле на здравеопазването и опазването на околната среда. То включва също управление на битовите отпадъци и твърдите отпадъци, както и управление на дъждовните води (отводняване). Основният страничен продукт от пречиствателните станции е утайка от отпадъчни води, която обикновено се пречиства в същата или друга пречиствателна станция. Биогазът може да бъде друг страничен продукт, когато се използват анаеробни процеси на пречистване.
Основните разработки включват мембранна филтрация, микробни горивни клетки, нанотехнологии, разработване на биологично третиране и естествени системи за третиране като влажни зони. 

На глобално ниво се пречистват 52% от отпадъчните води. Въпреки това, нивата на пречистване са силно неравномерни по различните части на света. Например, докато страните с високи доходи пречистват приблизително 74% от отпадъчните си води, то страните с ниски доходи пречистват средно едва 4,2%.
Това означава, че има още много път да се извърви в тази посока. Подобряването на пречистването на отпадъчните води по света е от решаващо значение за намаляване на замърсяването на околната среда от човешката дейност и постигането на подобрения в качеството на водата. 

Интелигентни самодостатъчни сгради

В днешно време потреблението на енергия бързо се увеличава в целия свят поради безпрецедентния комфортен начин на живот, с който хората все повече свикват. Мащабните модерни електрически нововъведения като електрически превозни средства и системи от батерии за съхранение изискват много енергия. Основният проблем е, че те могат да въведат пикови изисквания в определени периоди, което би повлияло на стабилността на мрежата.
За да се реши този проблем, се насърчават възобновяемите енергийни източници като фотоволтаични системи, вятърни турбини, концентрирани слънчеви енергийни технологии. 

Въвеждането на такива системи обаче изисква широка територия, която трябва да бъде “отвоювана” от природата или от стопански площи. За да не се налага това, удачно решение е да се използват покривите на сградите за инсталиране на технологии за възобновяема енергия. Наличната повърхност на сграда, включително покрив и фасади, обаче може да не е достатъчна за генериране на електроенергия, която да осигурява цялото енергийно потребление на сградата. Тъй че целта трябва да е да се създадат устойчиви и самодостатъчни сгради, като се използва само съществуващата и налична повърхност на сградата.

Това може да бъде постигнато като се минимизира потреблението на енергия в сградата, чрез използване на високоефективни електрически уреди, можещи да намалят потреблението на енергия с ок. 20-30%; също така с използване на сензори за движение, които да ги изключват автоматично когато няма хора наоколо; и прилагане на интелигентни системи за управление на сградата/дома и алгоритми за оптимизация, контролиращи и планиращи консумацията на енергия. Същевременно трябва да се търси максимално използване на пространството върху покривите, фасадите и прозорците за разполагане на фотоволтаични системи, вятърни турбини или концентрирани слънчеви енергийни технологии. Както и да се използват системи за съхранение на енергия, като батерии, материали за фазова промяна или слънчев водонагревател.

С такова минимизиране на потреблението и увеличаване на производството на енергия, една сграда става по-независима и енергийно самодостатъчна. Следователно тя вече почти или изцяло няма да има нужда от допълнителна енергия от други външни източници.

Способ за съхраняване на слънчева енергия

Тъй като все повече се отдалечаваме от изкопаемите горива и преминаваме към възобновяема енергия за справяне с изменението на климата, необходимостта от нови начини за улавяне и съхранение на енергия става все по-важна. Изследователи от университета Ланкастър, изучаващи вид кристален материал, са открили, че той притежава свойства, които му позволяват да улавя енергия от слънцето. Енергията може да се съхранява в продължение на няколко месеца при стайна температура и може да се отделя при необходимост под формата на топлина. С по-нататъшното развитие тези видове материали биха могли да предложат вълнуващ потенциал като начин за улавяне на слънчева енергия през летните месеци и съхраняването ѝ за използване през зимата – там, където има по-малко слънчева енергия.

Материалът се основава на тип „метално-органична рамка“ – MOF или мофове. Те се състоят от мрежа от метални йони, свързани от молекули на основата на въглерод, за да образуват триизмерни структури. Ключово свойство на MOF-овете е, че те са порести, което означава, че те могат да образуват композитни материали, като приемат други малки молекули в техните структури.

Това би се оказало безценно за приложения като отоплителни съоръжения в системи извън мрежата или отдалечени места или просто като екологично допълнение към конвенционалното отопление в домове и офиси. Потенциално може да се произведе като тънко покритие и да се нанесе върху повърхността на сградите или да се разположи върху предните стъкла на автомобили, където съхранената топлина след това да се използва например за обезледяване на стъклото при замръзване през зимните сутрини.

Добив на енергия от океаните

Тъй като слънчевата и вятърната енергия са непостоянни, а съхраняването им е все още голямо предизвикателство има и още един далеч по-постоянен източник на възобновяема енергия, при това с огромен потенциал.
Това са океанските вълни.

Вълновите енергийни системи използват движението на водата, за да произвеждат електричество. Някои видове такива устройства използват силата на разбиващите се вълни, други се възползват от отоците. А има и такива, които използват натиска на вълните близо до океанското дъно. Но всички те имат една и съща цел – преобразуването на вълновата енергия в електрическа. Това електричество може да се използва за захранване на електрическата мрежа – тази, която предава електричеството до нашите домове и сгради, за да можем ние да го използваме.

Учените и инженерите разработват идеи за различни видове дизайни на конвертори, които се носят на повърхността, свързани с вълнови генератори на океанското дъно. Други са с единия край, закотвен към морското дъно, а другият – свободен да се обръща от едната на другата страна, докато вълните го люлеят. Трети използват въздух или вода под налягане, за да генерират електричество.

Дори вече регионът на Бретан във Франция може да се похвали като дом на първото в Европа търговско енергийно съоръжение за улавяне на енергия от морските вълни. Където вълновата енергийна компания Seabased, водена от френския изпълнителен директор Лоран Албер, планира да изгради 10 МВт вълнов парк в залива Аудиерне.

Всякакви подробности по тези и много други подобни теми от областта на развиването на зелените технологии, можете да прочетете в специализирания брой на Българска наука – “Зелени технологии”, който е напълно безплатен.

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!