요약

미래의 에너지. 미래의 대안적 방법

계획

태양광 시대를 향해

열핵융합

고지대 바람

우주 거울

나노기술 태양전지

글로벌 슈퍼넷

파도와 조수

미생물 에너지

원자력 기술의 창조는 에너지 혁명으로 정당하게 인정되며, 원자력의 창시자들은 원자력이 미래 에너지 산업의 핵심이 되어야 하고 또 그렇게 될 것이라고 주장하는 데는 이유가 있습니다. 그렇다면 이러한 조건에서 일종의 "태양 에너지 시대"에 대해 이야기하는 것이 가능합니까? 예, 최근까지 그러한 대화는 근거가 없었습니다. 그러나 오늘날 쉽게 구할 수 있는 석유 및 가스 매장량이 급격히 감소하고 에너지 생산의 화학적, 복사 및 열적 순도에 대한 요구 사항이 지속적으로 강화됨에 따라 곧 지상 에너지의 개발이 기술적, 그러나 환경 장벽과 강력한 열핵 발전소로 인해 지구 외부에 위치해야 할 가능성이 큽니다. 동시에 모든 면에서 절대적으로 순수한 태양 에너지를 포착하고 변환하는 과정에서 급속한 개선이 있습니다.

우주에서 태양 에너지에 대한 훨씬 더 놀라운 전망이 열리고 있습니다. 소비에트 우주 프로그램의 수장인 Academician M.V. Keldysh가 이 방향의 발전에 대해 매우 우려한 것은 우연이 아닙니다. Academician V. S. Avduevsky는“회의에서”궤도 태양열 발전소 건설을위한 다양한 옵션, 우주에서 발사 및 조립 방법, 태양 전지용 필름 생성 문제, 에너지 변환 및 지구로의 전송 문제를 고려하여 환경 보호 및 경제적 효과 ".

오늘날 우주의 태양 에너지를 마스터하는 문제는 지난 세기 말에 과학적 우주 비행학의 탄생의 기초가 된 것처럼 외계인 생산 개발의 주요 자극 중 하나가되고 있습니다. 그런 다음 K.E. Tsiolkovsky는 태양의 거의 모든 에너지가 사람들에게 쓸모없이 손실된다는 잘 알려진 사실에 놀랐고 의도적으로 이 모든 에너지를 마스터할 방법을 찾기 시작했습니다. 그 결과 그는 제트 추진 이론을 창안하고 실제 우주 비행 수단으로 액체 연료 로켓을 발명했습니다. 별을 향해 날아가는 꿈은 과학-이론적 우주 비행학으로 바뀌었습니다. 1912년에 출판된 그의 기초 저서 "반응 장치를 사용한 세계 공간 탐색"의 두 번째 부분인 Tsiolkovsky는 "반응 장치는 무한한 공간을 정복하고 인류가 지구에 가지고 있는 것보다 20억 배 더 큰 태양 에너지를 제공할 것입니다.

인류의 가장 좋은 부분은 아마도 절대 죽지 않을 것이지만 그들이 나가면서 태양에서 태양으로 이동할 것입니다. "...

Tsiolkovsky의 가르침에 대한 역사적 낙관주의는 많은 사람들에게 그의 아이디어를 구현하기 위해 이타적인 작업에 영감을 주었습니다. 그리고 소련에서는 10 월 승리 후 이러한 아이디어가 전국적으로 인정을 받았으며 행성 간 통신 및 제트 추진 연구를위한 서클, 사회, 그룹이 전국에 나타나기 시작했습니다. 공인 엔지니어와 과학자들은 이 문제에 관심을 갖기 시작했습니다. 그 중 한 명인 아카데미 학자 D. A. 그레이브(D. A. Grave)는 1925년 권위 있는 인사로 우주 비행 애호가들을 격려할 필요가 있다고 생각했습니다. 쥘 베른(Jules Verne), 웰스(Wells) 또는 플라마리온(Flammarion) 및 기타 소설가 일반의 정신에 따라 행성간 공간을 통한 환상적인 근거 없는 여행 프로젝트의 문제인 것 같습니다.

예를 들어 학자와 같은 전문 과학자는 물론 이러한 관점을 취할 수 없습니다.

당신의 머그잔에 대한 나의 동정은 진지한 고려를 기반으로 합니다. 이미 5년 전에 나는 "Kommunist" 신문의 페이지에서 태양의 전자기 에너지를 사용할 필요성을 지적했습니다. 그렇게 하는 동안 나는 환상적인 고려 사항이 아니라 일련의 사실에 대한 냉혹한 논리에 의해 인도되었습니다 ...

태양의 전자기 에너지 사용에 대한 실용적인 접근 방식의 유일한 방법은 러시아 과학자 K.E. Tsiolkovsky는 이러한 목적을 위해 이미 완전히 개발되었으며 미래의 현실이 된 제트 장비 또는 행성 간 차량의 도움을 받았습니다. 따라서 이러한 서클의 조직은 시기 적절하고 편리합니다."

Tsiolkovsky 자신과 그의 추종자들은 태양 에너지를 마스터한다는 초기 목표 외에도 우주 비행을 위해 비교적 더 쉽게 달성할 수 있고 따라서 과학의 이익을 위해 우주 공간의 탐사 및 탐사를 위한 더 긴급한 목표와 목표를 식별했습니다. 로켓-우주 기술의 급속한 발전을 위한 주요 동기가 된 국가 경제. 그러나 우주 비행학의 창시자는 원래 목표를 해결하는 것과 관련된 문제에 끊임없이 관심을 기울였습니다. 다음은 그의 작품의 일부입니다.

1920년. 전류는 지구에서와 마찬가지로 다양한 방법으로 에테르에서 얻을 수 있습니다. 열전 배터리를 통해 태양열의 도움으로 직접. 후자는 비경제적이지만 시간이 지남에 따라 태양의 거의 모든 열을 전기로 변환하는 열전 배터리에서 그러한 물질이 발견될 것입니다.

태양광 모터는 매우 높은 비율(최대 50개 이상)의 태양 에너지를 사용할 수 있는 전기 생성에 더 안정적입니다. 구조의 본질은 냉장고가있는 일반 증기 기관의 구조와 동일합니다 ... 지구와 마찬가지로 대형 고성능 엔진은 발전기의 도움으로 에너지를 거의 완전히 전기로 변환합니다.

1926년. 우리는 매우 저렴한 전술로 태양계를 정복할 수 있습니다. 가장 쉬운 작업을 먼저 해결합시다. 지구 근처의 천상의 정착지를 위성으로 마련하는 것 ... 꾸준히 사회적으로 정착하고 에테르에서의 삶에 익숙해지면 더 쉬운 방법으로 속도를 바꾸고 움직일 것입니다. 지구와 태양에서 멀리 떨어져 일반적으로 우리가 좋아하는 곳을 돌아다닙니다. 절대 꺼지지 않는, 지속적이고 순수한 태양 복사의 형태로 주위에 엄청난 에너지가 있습니다. 이 에너지가 많고, 로켓에서 뻗어나온 지휘자나 다른 알 수 없는 수단에 의해 엄청난 양으로 그것을 포착하는 것은 어렵지 않다...

1927년. 태양 에너지가 핵심입니다. 우리는 그것을 사용하는 방법과 대기, 미미한 인구 (Tsiolkovsky는 지구의 인구가 미래에 여러 번 증가해야한다고 믿었습니다. - Ed. note), 무지 등도 이것을 방해합니다. 이 에너지는 전기 에너지와 유사하므로 거의 완전히 기계적, 화학적 및 기타 유형의 에너지로 변환하는 수단이 발견될 것입니다. 우리가 화석 연료를 사용하게 만드는 것은 우리의 무지뿐입니다. 그리고 광물 연료는 얼마나 오래 지속됩니까?

1929년. 인간은 하늘의 공간을 이용함으로써 어떤 이점을 얻을 수 있습니까? 많은 사람들은 행성에서 행성으로 여행하는 사람들과 함께 하늘을 나는 배, 행성의 점진적인 식민지화, 그리고 평범한 지상 식민지가 주는 이점을 상상합니다. 이것은 사실과 거리가 멀다. 주요 목표와 첫 번째 업적은 에테르에서 인간의 확산, 태양 에너지의 사용 및 흩어져있는 모든 곳과 관련이 있습니다. 사람이 차지할 수있는 구체가 생성됩니다! 태양으로부터 2배 거리에 있는 이 태양은 지구 전체 표면보다 22억 배 더 큽니다. 같은 횟수로 이 구체는 지구에 비해 더 많은 태양 에너지를 받습니다.

그렇게 치올코프스키가 예언한 인류의 우주시대가 시작되었다. 첫 번째 인공위성의 비행은 순전히 과학적 목표를 추구했지만 태양 에너지에 새 생명을 불어넣었습니다. 이미 1958년에 소련의 세 번째 위성과 미국의 첫 번째 위성에 태양 전지판이 장착되었습니다. 다른 어떤 에너지원도 우주 비행의 실제 수개월 조건에서 그들과 경쟁할 수 없습니다. 실용적인 우주 비행의 발달과 함께 태양열 발전기도 빠르게 개선되었습니다. Salyut-6 궤도 정거장의 경험은 태양 에너지를 사용하여 현대 우주선의 매우 에너지 집약적인 장비에 전기를 공급하는 문제가 완전히 해결되었음을 보여주었습니다. 우주 비행의 성공은 궤도에서 작동하는 차량과 구조물뿐만 아니라 지구에도 에너지를 공급하기 위해 미래에 거대한 우주 태양열 발전소(CES)를 만들 가능성을 열어주었습니다.

우리는 이미 IES 프로젝트(1973년 TM, No. 3 참조)에 대해 약간 작성하여 가능한 한 2050년까지 제시했지만 우주 기술 개발 영역인 낮은 경제 효율성으로 인해 가능성이 낮습니다. 하지만 생각이 바뀌고 있습니다. 오늘날 인류의 에너지 수요로 인해 XXI 세기 초반에 이미 IES가 수익성이 있을 수 있다는 의견이 형성되었습니다. 그 결과, 이 주제는 우주 비행에 관한 국제 및 국내 회의와 심포지엄에서 가장 많이 논의되는 주제 중 하나가 되었습니다. 예를 들어, 1980년 Tsiolkovo 판독에서 IES에 대한 5개의 과학적 보고서가 있었습니다.

CPSU의 26차 대회는 한편으로는 과학, 기술 및 국가 경제의 발전을 위해 우주에 대한 추가 연구 및 탐사에 노력을 집중하고 다른 한편으로는 국가 경제에서 재생 가능한 에너지 원의 사용. 그의 결정을 실행하면 의심할 여지 없이 에너지의 "태양광 시대"가 가까워질 것입니다.

2006년 2월 초, G8에서 러시아 연방의 의장 하에 그리고 수소 경제를 위한 국제 파트너십(IPHE)의 틀 내에서 글로벌 포럼 "에너지 생산을 위한 수소 기술"이 개최되었으며, 그 후원은 다음과 같습니다. 국가 혁신 회사 "New Energy Projects" 및 MMC "Norilsk Nickel".

아마도 지구상의 거의 모든 사람들이 미래의 대체 에너지에 대한 토론에 한 번 이상 참여하여 이것이 의미가 있는지, 그리고 그만한 가치가 있는지 궁금해합니다. 당신은 무한히 오랫동안 이 주제에 대한 논쟁을 이끌 수 있습니다. 이제 미래의 대체 에너지 프로젝트 개발이 점점 더 추진력을 얻고 있습니다. 인류는 보다 편안하고 안전한 삶을 위해 노력합니다. 그리고 이를 보장하려면 끊임없는 변화, 발견 및 혁신이 필요합니다. 우리는 가능한 한 환경에 피해를 주지 않으면서 모든 종류의 자원을 보존하고 현명하게 사용하면서 진보적인 세상에서 살고 싶습니다.

미래의 대체 에너지 원 - 동화 또는 현실?

미래의 대안 및 자유 에너지 - 이것이 환상적인 작품의 속성처럼 들립니까, 아니면 앞으로 몇 년 동안 절대적으로 현실적이고 달성 가능한 목표입니까? 인류는 거의 모든 존재 기간 동안 연구 개발에 참여해 왔습니다. 바퀴의 발명부터 시작하여 전기를 계속 사용하고 원자의 에너지 사용에 접근함에 따라 사람들은 점점 더 많은 새로운 장치, 연구 방법 및 기능 방식을 찾고, 만들고, 구현합니다. 편안하고 쉽게 사는 것이 이러한 모든 혁신과 혁신의 주요 목표입니다.

사람의 삶을 크게 바꿀 수 있는 이러한 영역 중 하나는 미래의 에너지 개발입니다. 많은 소스가 이미 매우 적극적으로 사용되고 있으며 일부는 공용으로 사용 중이며 다른 소스는 아직 개발 단계에 있습니다.

우리는 미래의 대체 에너지원에 대해 무엇을 알고 있습니까?

• 태양 에너지.

오늘날 태양 전지판은 누구도 놀라게 할 수 없습니다. 현재이 자원은 모든 곳이 아니지만 매우 적극적으로 사용됩니다. 이러한 장비의 작동 메커니즘은 매우 간단하지만 가격으로 인해 여전히 어떤 사람에게도 이러한 유형의 자율 에너지 공급을 사용할 수 없습니다.

또한 기후 조건은 태양 전지 패널의 생산성에 큰 역할을 합니다. 실제로 1년 중 더 오랜 기간 춥고 흐린 위도에서는 이러한 장비가 덥고 햇볕이 잘 드는 지역보다 덜 효과적입니다.

• 풍력 발전소.

또 다른 상당히 인기 있는 대체 에너지 공급원은 풍력입니다. 이러한 발전소는 종종 농촌 지역에서 발견되며 종종 평야의 들판 지역에 위치합니다. 전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환하여 생성됩니다. 이것은 특수 발전기 때문입니다. 풍력 터빈의 블레이드는 회전하여 풍력 에너지를 받은 후 우리가 사용하는 전기로 처리됩니다.

불행히도 이 장비의 비용은 일반적으로 구할 수 없으며 기후 조건도 결정적인 역할을 합니다.

• 지열원의 에너지.

다음 유형의 에너지 자원은 이전 두 가지 유형만큼 널리 알려져 있지 않습니다. 그러나 그것은 또한 있어야 할 곳이 있습니다. 온천 증기는 대체 전력을 제공하는 또 다른 옵션입니다. 이러한 에너지를 얻기 위한 장비의 작동 원리는 터빈이 증기로 구동되고 그 후에 발전기가 작동하기 시작한다는 것입니다.

이 방법은 지열원에서만 작동하기 때문에 널리 퍼질 수 없습니다.

바다나 바다에 접근할 수 있는 지역에서는 물의 에너지가 성공적으로 사용됩니다. 밀물과 밀물 동안 물의 기계적 힘은 스테이션에 설치된 특수 터빈을 구동합니다. 그 후에는 전기로 변환됩니다.

그러한 발전소는 그렇게 흔하지 않습니다. 그들은 항상 충분히 잘 지불하지 않을 수 있으며 어떤 경우에는 낮은 효율성이 특징입니다.

대체 에너지가 개인 주택에 효율적일 수 있습니까?

위의 에너지 자원을 고려하면 전체 기업 또는 소규모 거주지의 운영을 지원할 수있는 대량의 에너지를 생성하기 위해 산업 규모로 사용되는 경우가 많습니다. 그러나 예를 들어 특정 장소의 요구를 충족시키기 위해 가정을 위한 대체 에너지원을 선택할 수 있습니까?

이 질문에 대한 대답은 부인할 수 없는 예입니다! 필요한 열 또는 전기 에너지의 양을 올바르게 계산하면 자율 소스를 통해 이러한 요구를 충족하는 방법을 찾을 수 있습니다.

이 경우 어떤 리소스를 사용할 수 있습니까?

• 전기 공급원은 PV 모듈 또는 풍력 발전기일 수 있습니다. 이 장비 또는 저 장비를 선택할 때 설치해야 하는 지역의 기후를 평가하는 것이 매우 중요합니다. 또한 에너지 수요를 충족시키기 위해 필요한 장비의 양을 계산합니다. 또한 장치 자체의 작동이 규제되는 방법도 있습니다.
• 열 에너지 제공과 관련하여 여기에서 태양열 집열기 또는 고체 연료 보일러에주의를 기울일 가치가 있습니다. 이 경우 두 번째 옵션을 선택하면 연료 가용성을 관리해야 합니다. 저수지의 경우 특정 계절이 도래하면 생산성이 변경됩니다. 이 경우 열 생산은 일년 내내 고르지 않습니다.

따라서 우리는 개인 주택을 위한 대체 에너지원이 저렴하고 효율적일 수 있음을 알 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 이를 위해서는 해당 지역의 모든 예비 연구를 유능하게 수행하고, 에너지 소비를 평가하고, 특정 자원의 생산성을 분석하고, 모든 포인트와 매개변수에 가장 적합한 장비를 선택해야 합니다. 동시에 투자된 자금은 유익할 것이며 장비가 올바르고 적절하게 사용되는 경우에만 갚을 것입니다.

대체 에너지의 미래는 무엇이며 미래는 무엇입니까?

물론 높은 장비 비용과 기후 조건에 대한 집착으로 인해 재생 에너지원의 광범위한 채택이 약간 느려지고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이 분야의 진전이 매우 빠르게 관찰되고 있으며, 첫 번째 단계의 특정 불편과 어려움을 고려하더라도 그렇습니다.

"대체 에너지원에 대한 미래는 있는가?"라는 질문에 답하면 그것이 존재한다고 자신있게 말할 수 있습니다. 이 영역에는 새로운 자원의 개발뿐만 아니라 기존 잠재력의 최적화도 포함된다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 에너지 생산은 여러 면에서 단순한 과정이 아니며 많은 투자와 노력이 필요합니다. 따라서 가정이나 생산을 위한 대체 에너지의 도입과 함께 노후된 발전 및 공급 시스템의 재건에 많은 관심을 기울이고 있습니다.

국내 에너지 부문의 발전에 대해 다양한 의견이 있습니다. 어떤 사람들은 대체 자원이 미래에 점점 더 많이 적용될 것이라고 보는 반면, 다른 사람들은 검증된 출처가 더 안정적이고 수익성이 있다고 생각합니다. 어느 지역에서나 장단점, 장단점이 있기 때문에 두 입장 모두 건전한 노트가 있습니다. 따라서 가장 유능한 솔루션은 혁신적인 방법과 오랜 시간 테스트되고 입증된 리소스를 결합하고 최적화하는 것이라는 점에 유의해야 합니다.

화석연료의 희소성 문제를 해결하기 위해 전 세계의 연구원들은 대체 에너지원의 생성 및 배포를 연구하고 있습니다. 이것은 잘 알려진 풍력 터빈과 태양 전지판에 관한 것만이 아닙니다. 가스와 석유는 조류, 화산 및 인간의 발걸음에서 나오는 에너지로 대체될 수 있습니다. 재활용은 미래의 가장 흥미롭고 깨끗한 에너지원 10가지를 선정했습니다.

개찰구의 줄

매일 수천 명의 사람들이 기차역 입구의 개찰구를 통과합니다. 사람의 흐름을 혁신적인 에너지 생성기로 사용한다는 아이디어는 전 세계 여러 연구 센터에서 나타났습니다. 일본 회사 East Japan Railway Company는 기차역의 모든 개찰구에 발전기를 장착하기로 결정했습니다. 설치 작업은 도쿄 시부야 지역의 기차역에서 진행됩니다. 압전 소자는 개찰구 아래 바닥에 설치되어 사람들이 밟을 때 받는 압력과 진동으로 전기를 생성합니다.

또 다른 "에너지 회전식" 기술은 이미 중국과 네덜란드에서 사용되고 있습니다. 이들 국가에서 엔지니어들은 압전 소자를 누르는 효과가 아니라 회전식 손잡이나 회전식 문을 누르는 효과를 사용하기로 결정했습니다. 네덜란드 회사인 Boon Edam의 개념은 쇼핑 센터 입구의 표준 문(일반적으로 광전지 시스템에서 작동하고 스스로 회전하기 시작함)을 방문자가 밀어서 전기를 생성해야 하는 문으로 교체하는 것을 포함합니다.

네덜란드 센터 Natuurcafe La Port에는 이러한 발전기 도어가 이미 나타났습니다. 이들 각각은 연간 약 4,600kWh의 에너지를 생산하는데, 언뜻 보기에는 별 것 아닌 것 같지만, 전기를 생산하는 대체 기술의 좋은 예입니다.

그들은 수십 년 전에 광산 작업의 포기에 대해 이야기하기 시작했습니다. 석유, 가스 및 석탄의 가용 매장량은 지구인에게 오래 지속되지 않으므로 에너지 효율성을 향상시킬 필요가 있습니다. 또 다른 이유는 지구의 모든 주민들이 느끼는 환경 문제입니다. 그러나 고전적인 에너지 원을 버리려면 대체품을 찾아야합니다. 수익성이 높지 않으면 적어도 효율성이 비슷합니다. 과학자들은 가스, 석유 및 석탄 대신 무엇을 제공합니까?

1. 우주 태양광 발전소는 지상보다 더 많은 태양 에너지를 수집합니다.

태양 에너지를 경제적으로 만드는 것은 지구의 대기 때문에 까다롭고 태양 조명의 강도가 충분하지 않습니다. 이 문제에 대한 해결책 중 하나는 "순수한 형태로" 태양 복사를 수집하고 레이저 빔이나 마이크로파를 사용하여 축적된 에너지를 지구로 전송할 우주 "태양광 농장"을 건설하는 것입니다. 문제는 가격입니다. 합리적인 가격을 초과합니다. 그러나 미래에는 태양 전지 패널이 더 효율적이고 우주선과 화물을 궤도에 진입시키는 비용이 줄어들 것이며 "우주 태양열 농장"이 우리에게 에너지를 전달할 수 있을 것입니다.

태양 지구 정거장(왼쪽)과 우주 정거장(오른쪽)에 도달하는 광선 수의 차이를 보여주는 다이어그램.

태양의 에너지를 모으는 스테이션의 개념, NASA의 저자

2. 인간 에너지 충전 장치

근력으로 충전할 수 있는 시스템은 이미 존재합니다. 그러나 사람은 이론상 에너지로 변환될 수 있는 엄청난 수의 움직임을 생성합니다. 상대적으로 말해서, 이제 스마트폰 화면을 손가락으로 가로질러 "헛되이" 실행되지만 그 과정에서 스마트폰을 충전할 수 있습니다. 기기가 걸음 수를 세고 움직임에 반응하면 손가락을 움직여서 충전되지 않는 이유는 무엇입니까? 과학자들이 이 문제를 조사하고 있지만 아직 자체 충전 장치에 대한 결과나 프로토타입은 없습니다.

3. 조수는 또 다른 에너지원

조력 에너지 분야에서 일하는 수백 개의 회사가 있으며 일부 지역에서는 파력 에너지가 실용적인 목적으로 사용됩니다. 따라서 호주의 일부 담수화 플랜트는 밀물과 썰물에 의해 에너지가 완전히 공급됩니다.

4. 수소는 저렴하고 환경 친화적입니다.

이전에 NASA 셔틀은 이러한 유형의 연료를 연료로 사용했습니다. 문제는 수소가 우주에서 가장 풍부한 원소임에도 불구하고 지구에는 화합물의 형태로만 존재한다는 점이다. 이것은 순수한 요소를 얻기 위해 에너지를 소비해야 함을 의미합니다. 그러나 그 후에는 연료 전지에 "포장"되어 의도한 용도로 사용할 수 있습니다. 예를 들어 Honda는 이러한 "수소 전지"의 에너지로 작동하는 자동차를 만듭니다. 캘리포니아(미국), 한국, 독일에 수소충전소가 건설되고 있다.

5. 지열에너지 - 용암에너지

용암은 필리핀 에너지의 27%, 아이슬란드 에너지의 30%를 생산합니다. 아이슬란드에서 그들은 최근 지열 에너지의 가파른 원천인 지하 마그마 호수를 발견했으며 지열 에너지 생산 효율이 10배 증가했습니다.

수익성 있는 시스템이지만 해당 지역의 지질학적 특성에 너무 의존적입니다. 마그마는 가스나 석유와 달리 파이프라인을 통해 펌핑할 수 없습니다.

6. 핵폐기물 - 오래된 우라늄 봉을 재사용할 수 있음

"고전적인" 원자력 발전소의 설계에서 우라늄 봉은 물에 잠기고 수명이 다할 때까지 우라늄 원자의 5%만 소모되고 나머지 95%는 폐기되어 "핵 폐기물"로 표시됩니다. 새로운 기술은 막대를 액체 나트륨에 담그고 사용된 자원과 사용하지 않은 자원의 비율을 변경합니다. 우라늄의 5%는 폐기물이 되고 95%는 에너지로 바뀝니다. 또한 이러한 원자로에서는 이전 세대의 원자력 발전소에서 쓸어 버린 막대를 재사용 할 수 있습니다. Hitachi는 이미 새로운 "고속 원자로"를 건설하여 판매하고 있지만 그러한 공장은 건설하는 데 매우 비쌉니다. 또한 세계는 여전히 원자력 발전소를 경계하고 있습니다. 모든 사람들은 체르노빌 원자력 발전소 사고를 비롯한 몇 가지 주요 사고를 기억합니다.

7. 투명(창문) 태양광 패널

기후가 우크라이나와 크게 다르지 않은 독일은 태양 에너지 생산에 종사하고 있습니다. 배터리 제조 비용은 하락하는 반면 효율성과 인기는 높아지고 있습니다. 게다가, 로스앤젤레스의 과학자들은 창 유리에 직접 장착되는 투명한 태양 전지판을 생각해 냈습니다. 이 기술은 비싸지만 향후 2-3년 안에 제안이 경제적으로 실행 가능하기에 충분히 저렴해질 것입니다.

8. 조류에서 얻은 바이오 연료

2002년부터 2013년까지 11년 동안 바이오 연료 생산량은 약 500% 증가했습니다. 그 이유는 연료에 첨가되는 에탄올(알코올)과 바이오디젤이 필요하기 때문입니다. 현대 자동차의 발명가인 헨리 포드(Henry Ford)의 아이디어에 따르면 엔진은 에탄올로 작동해야 했습니다. 그러나 바로 그때 새로운 유전이 많이 발견되었고, 그것은 매우 저렴했습니다. 현재 가장 수익성이 높은 연료는 아니며 에탄올이 다시 떠오르고 있습니다. "고전적인" 바이오 연료인 에탄올의 문제는 식량 작물을 재배하는 것과 동일한 원료와 토지가 생산에 사용된다는 것입니다. 즉, 에너지산업이 식품산업과 경쟁하기 시작했다는 것이다.

조류의 도움으로 이 문제를 해결할 수 있습니다. 소박하고 빠르게 성장하여 필요한 구성 요소를 쉽게 추출할 수 있으며 "건조 잔류물"을 처리하여 새로운 조류 수확물을 재배하는 데 사용할 수 있습니다.

9. 플라잉 풍력 터빈 - 오래된 기술의 재탄생

풍력 에너지의 사용은 고전적인 기술입니다. 그러나 효율성을 크게 높일 수 있으며 유리한 구호가있는 지역뿐만 아니라 전 세계적으로 에너지를 추출 할 수 있습니다. "풍차"가 효과적이려면 상당한 풍력이 필요합니다. 그리고 문제는 간단하게 해결됩니다. 풍력 터빈을 해발 300-600m 높이면 공기 흐름이 더 강하고 안정적입니다. 최초의 "비행 풍력 터빈"이 알래스카에 설치됩니다. 구조적으로 이것은 터빈이 장착된 비행선입니다. 바람이 너무 강하면 그러한 풍차는 땅에 스스로 "주차"합니다. 그리고 자동화를 통해 그녀는 공간에서 최적의 위치를 ​​선택할 수 있습니다.

10. 열핵융합은 거의 무한한 에너지의 원천이다

핵융합은 원자로와 달리 원자를 쪼개지 않고 연결하기 때문에 안전합니다. 열핵 원자로 개발을위한 국제 프로젝트가 있습니다 - ITER, EU 국가 (공식적으로이 프로젝트의 틀 내에서 전체로 선언 됨)뿐만 아니라 중국, 인도, 러시아, 대한민국, 미국 미국, 카자흐스탄, 일본이 합류했습니다. 이 프로젝트는 25년 동안 존재했으며 원자로 기술 설계의 엔지니어링 설계는 이미 오래전에 완료되었습니다. 2013년 프랑스에서 공사가 시작되었습니다. 2020년까지 과학자들은 플라즈마로 첫 번째 실험을 시작할 계획입니다.

동시에 일부 상업 조직은 같은 방향으로 자체 연구를 수행하고 있습니다. 성공하면 세계는 값싸고 사실상 끝이 없는 에너지를 제공받을 것입니다.

오늘날 인류가 사용하는 자원이 유한하다는 것은 누구에게도 비밀이 아니며, 더 나아가 그 자원을 추출하고 사용하면 에너지뿐만 아니라 환경 재앙까지 초래할 수 있습니다. 인류가 전통적으로 사용하던 석탄, 가스, 석유 등의 자원은 수십 년이 지나면 고갈될 것이며 지금 당장, 우리 시대에 조치를 취해야 합니다. 물론 지난 세기 전반부와 마찬가지로 풍부한 퇴적물을 다시 찾을 수 있기를 희망할 수 있지만 과학자들은 그러한 대규모 퇴적물이 더 이상 존재하지 않는다고 확신합니다. 그러나 어쨌든 새로운 광상이 발견되더라도 피할 수 없는 것은 연기될 뿐이며, 대체 에너지를 생산하는 방법을 찾고 풍력, 태양, 지열 에너지, 물줄기 에너지 등의 재생 가능한 자원으로 전환해야 합니다. 이와 함께 에너지 절약 기술의 지속적인 개발이 필요합니다.

이 기사에서 우리는 현대 과학자들의 견해로 미래의 에너지가 구축될 가장 유망한 아이디어 중 일부를 고려할 것입니다.

태양광 스테이션

사람들은 오랫동안 태양 광선 아래에서 물을 데우고 마른 옷과 토기를 오븐에 보내기 전에 가열하는 것이 가능한지 궁금해했지만 이러한 방법을 효과적이라고 할 수는 없습니다. 태양 에너지를 변환하는 최초의 기술적 수단은 18세기에 나타났습니다. 프랑스 과학자 J. Buffon은 맑은 날씨에 큰 오목 거울의 도움으로 약 70미터 거리에서 마른 나무에 불을 붙일 수 있는 실험을 보여주었습니다. 그의 동포인 유명한 과학자 A. Lavoisier는 렌즈를 사용하여 태양 에너지를 집중시켰고 영국에서는 태양 광선을 집중시켜 단 몇 분 만에 주철을 녹인 양면 볼록 유리를 만들었습니다.

박물학자들은 지구에 태양이 존재할 수 있음을 증명하는 많은 실험을 수행했습니다. 그러나 태양 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 태양 전지는 비교적 최근인 1953년에 등장했습니다. 그것은 미국 항공 우주국의 과학자들에 의해 만들어졌습니다. 이미 1959년에 태양 전지가 우주 위성을 장착하는 데 처음 사용되었습니다.

아마도 그때조차도 그러한 배터리가 우주에서 훨씬 더 효율적이라는 것을 깨닫고 과학자들은 우주 태양 정거장을 만드는 아이디어를 생각해 냈습니다. 왜냐하면 태양은 한 시간 안에 모든 인류가 1 년에 소비하지 않는 에너지를 생성하기 때문에 왜 사용하지 않습니까? 미래의 태양광 산업은 어떻게 될까요?

한편으로는 태양에너지를 이용하는 것이 이상적이라고 본다. 그러나 거대한 우주 태양광 발전소의 비용은 매우 높을 뿐만 아니라 운영 비용도 많이 듭니다. 시간이 지남에 따라 새로운 재료뿐만 아니라 우주로 물건을 배달하는 새로운 기술이 도입되면 그러한 프로젝트의 구현이 가능해지지만 현재로서는 지구 표면에서 상대적으로 작은 배터리만 사용할 수 있습니다. 많은 사람들이 이것도 나쁘지 않다고 말할 것입니다. 예, 개인 주택에서는 가능하지만 대도시의 에너지 공급을 위해서는 각각 많은 태양 전지판이나 더 효율적으로 만드는 기술이 필요합니다.

이 문제의 경제적 측면도 여기에 있습니다. 도시 전체(또는 국가 전체)를 태양 전지판으로 이전하는 작업을 맡게 되면 모든 예산이 큰 타격을 받게 됩니다. 도시의 주민들이 재장비를 위해 일정 금액을 지불하도록 의무화하는 것이 가능할 것 같지만, 이 경우 사람들이 그러한 비용을 기꺼이 지불할 의사가 있었다면 오래전에 스스로 했을 것이기 때문에 불행할 것입니다. : 누구나 태양전지를 구입할 수 있는 기회가 있습니다.

태양 에너지에는 또 다른 역설이 있습니다. 바로 생산 비용입니다. 태양 에너지를 직접 전기로 변환하는 것은 가장 효율적인 방법이 아닙니다. 지금까지 태양 광선을 사용하여 물을 가열하는 것보다 더 좋은 방법은 발견되지 않았습니다. 이 경우 에너지 손실은 최소화됩니다. 인류는 지구상의 자원을 보존하기 위해 "녹색" 태양 전지판과 태양열 발전소를 사용하기를 원하지만 그러한 프로젝트에는 엄청난 양의 동일한 자원과 "비녹색" 에너지가 필요합니다. 예를 들어 프랑스에서는 최근 약 2제곱킬로미터의 면적에 태양광 발전소를 건설했습니다. 건설 비용은 운영 비용을 제외하고 약 1억 1천만 유로였습니다. 이 모든 것을 고려할 때 이러한 메커니즘의 서비스 수명은 약 25년이라는 점을 염두에 두어야 합니다.

바람

풍력 에너지는 고대부터 사람들에 의해 사용되어 왔으며 가장 간단한 예는 항해와 풍차입니다. 풍차는 오늘날에도 여전히 사용 중이며 해안과 같이 바람이 지속적으로 부는 지역에서 특히 효과적입니다. 과학자들은 풍력 에너지를 변환하기 위한 기존 장치를 현대화하는 방법에 대한 아이디어를 지속적으로 제시하고 있으며, 그 중 하나는 급증하는 터빈 형태의 풍력 터빈입니다. 일정한 회전으로 인해 바람이 강하고 일정한지면에서 수백 미터 떨어진 공중에 "매달릴"수 있습니다. 이것은 표준 풍력 터빈을 사용할 수 없는 시골 지역의 전기화에 도움이 될 것입니다. 또한 이러한 급증하는 터빈에는 인터넷 모듈이 장착되어 사람들이 월드 와이드 웹에 액세스할 수 있습니다.

조수와 파도

태양 에너지와 풍력 에너지의 붐은 점차 지나가고 있으며 다른 자연 에너지는 연구자들의 관심을 끌고 있습니다. 썰물과 흐름의 사용이 더 유망한 것으로 간주됩니다. 이미 현재 전 세계적으로 약 100개의 회사가 이 문제를 처리하고 있으며 이 전기 생성 방법의 효과가 입증된 여러 프로젝트가 있습니다. 태양 에너지에 비해 장점은 하나의 에너지를 다른 에너지로 변환할 때 손실이 최소화된다는 것입니다. 해일이 전기를 생성하는 거대한 터빈을 회전시킵니다.

오이스터 프로젝트(Oyster Project)는 해저에 스위블 밸브를 설치하여 물을 해안으로 가져와 간단한 수력 발전 터빈을 회전시키는 아이디어입니다. 그러한 설비 하나만으로 작은 동네에 전기를 공급할 수 있습니다.

이미 호주에서는 해일이 성공적으로 사용되었습니다. Perth 시에는 이러한 유형의 에너지로 작동하는 담수화 플랜트가 설치되었습니다. 그들의 작업으로 약 50만 명의 사람들에게 신선한 물을 제공할 수 있습니다. 자연 에너지와 산업도 이 에너지 생산 지점에서 결합될 수 있습니다.

그 사용은 우리가 강 수력 발전소에서 보던 기술과 다소 다릅니다. 종종 수력 발전소는 환경에 해를 끼칩니다. 인접한 영토가 침수되고 생태계가 파괴되지만 해일에서 작동하는 스테이션은 이와 관련하여 훨씬 안전합니다.

인간의 에너지

우리 목록에서 가장 환상적인 프로젝트 중 하나는 살아있는 사람들의 에너지를 사용하는 것입니다. 압도적이고 다소 무섭게 들리지만 그렇게 무서운 것은 아닙니다. 과학자들은 운동의 기계적 에너지를 사용하는 방법에 대한 아이디어를 소중히 여깁니다. 이 프로젝트는 에너지 소비가 적은 마이크로일렉트로닉스 및 나노기술에 관한 것입니다. 유토피아처럼 들리지만 실제 발전은 없지만 아이디어는 매우 흥미롭고 과학자들의 마음을 떠나지 않습니다. 자동 와인딩이있는 시계와 같은 장치는 손가락이 센서 위로 스 와이프된다는 사실 또는 태블릿이나 전화가 걸을 때 가방에 단순히 매달려 있다는 사실로 인해 충전되는 장치는 매우 편리합니다. . 다양한 마이크로 디바이스로 가득 찬 옷은 말할 것도 없고, 사람의 움직임 에너지를 전기로 변환할 수 있습니다.

예를 들어 버클리의 로렌스 연구소에서 과학자들은 바이러스를 사용하여 전기를 가압하는 아이디어를 구현하려고 했습니다. 모션으로 구동되는 작은 메커니즘도 사용할 수 있지만 지금까지 이 기술은 상용화되지 않았습니다. 네, 글로벌 에너지 위기는 이런 식으로 처리될 수 없습니다. 전체 공장이 작동하려면 얼마나 많은 사람들이 페달을 밟아야 할까요? 그러나 단지에 적용된 조치 중 하나로서 이론은 상당히 실행 가능합니다.

이러한 기술은 접근하기 어려운 곳, 극지방, 산, 타이가, 항상 기기를 충전할 기회가 없는 여행자와 관광객 사이에서 특히 효과적이지만 특히 연락을 유지하는 것이 중요합니다. 그룹이 심각한 상황에 있는 경우. 사람들이 "소켓"에 의존하지 않는 안정적인 통신 장치를 항상 가지고 있다면 얼마나 많은 일을 방지할 수 있습니까?

수소 연료 전지

아마도 모든 자동차 소유자는 휘발유 양이 0에 가까워지는 지표를보고 자동차가 물에서 작동하면 얼마나 좋을지 생각했습니다. 그러나 이제 그 원자는 에너지의 실제 대상으로 과학자들의 관심을 끌었습니다. 사실 우주에서 가장 흔한 기체인 수소 입자에는 엄청난 양의 에너지가 들어 있습니다. 또한 엔진은 부산물이 거의 없이 이 가스를 연소합니다. 즉, 우리는 매우 환경 친화적인 연료를 얻습니다.

수소는 일부 ISS 모듈과 셔틀에 의해 연료가 공급되지만 지구에서는 주로 물과 같은 화합물 형태로 존재합니다. 80 년대 러시아에서는 수소를 연료로 사용하는 항공기가 개발되었으며 이러한 기술은 실제로 적용되었으며 실험 모델은 그 효과를 입증했습니다. 수소가 분리되면 특수 연료전지로 옮겨져 직접 전기를 생산할 수 있다. 이것은 미래의 에너지가 아니라 이미 현실입니다. 유사한 자동차가 이미 상당히 많은 양으로 생산되고 있습니다. Honda는 에너지 원과 자동차 전체의 다재다능함을 강조하기 위해 자동차를 전기 홈 네트워크에 연결하지만 재충전을 위해서가 아닌 실험을 수행했습니다. 자동차는 며칠 동안 개인 주택에 에너지를 공급하거나 연료를 보급하지 않고 거의 500km를 운전할 수 있습니다.

현재 이러한 에너지 원의 유일한 단점은 환경 친화적 인 자동차의 상대적으로 높은 비용과 물론 상당히 적은 수의 수소 충전소이지만 많은 국가에서 이미 건설 될 계획입니다. 예를 들어, 독일은 이미 2017년까지 100개의 주유소를 설치할 계획을 가지고 있습니다.

대지의 온기

열에너지를 전기로 바꾸는 것이 지열에너지의 핵심이다. 다른 산업을 활용하기 어려운 일부 국가에서는 상당히 광범위하게 활용되고 있다. 예를 들어, 필리핀에서는 전체 전력의 27%가 지열 발전소에서 나오는 반면 아이슬란드에서는 이 수치가 약 30%입니다. 이 에너지 생산 방법의 본질은 매우 간단하며 메커니즘은 간단한 증기 기관과 유사합니다. 마그마의 "호수"가 되기 전에 물이 공급되는 우물을 뚫어야 합니다. 뜨거운 마그마와 접촉하면 물이 즉시 증기로 변합니다. 그것은 기계 터빈을 돌리는 곳에서 상승하여 전기를 생성합니다.

지열 에너지의 미래는 마그마를 위한 거대한 "창고"를 찾는 것입니다. 예를 들어, 앞서 언급한 아이슬란드에서는 붉은 뜨거운 마그마가 순식간에 주입된 모든 물을 약 섭씨 450도의 온도로 증기로 전환하는 데 성공했습니다. 이는 절대 기록입니다. 이러한 고압 증기는 지열 스테이션의 효율을 여러 번 높일 수 있으며, 이는 특히 화산과 온천으로 포화된 지역에서 전 세계적으로 지열 에너지 개발의 원동력이 될 수 있습니다.

핵폐기물 사용

한때 원자력은 큰 화제를 불러일으켰다. 사람들이 이 에너지 산업의 완전한 위험을 깨닫기 전까지는 이러했습니다. 사고가 가능하고 아무도 그런 경우에 면역이 없지만 매우 드물지만 방사성 폐기물이 안정적으로 나타나고 최근까지 과학자들은이 문제를 해결할 수 없었습니다. 요점은 원자력 발전소의 전통적인 "연료"인 우라늄 막대는 5%만 사용할 수 있다는 것입니다. 이 작은 부분을 해결하면 전체 막대가 "매립장"으로 보내집니다.

이전에는 막대를 물에 담그면 중성자의 속도를 늦추고 안정된 반응을 유지하는 기술이 사용되었습니다. 이제 그들은 물 대신 액체 나트륨을 사용하기 시작했습니다. 이 교체로 우라늄 전량을 사용할 수 있을 뿐만 아니라 수만 톤의 방사성 폐기물을 처리할 수 있습니다.

지구에서 핵 폐기물을 제거하는 것이 중요하지만 기술 자체에는 "하지만"이 하나 있습니다. 우라늄은 자원이며 지구상의 우라늄 매장량은 유한합니다. 지구 전체가 원자력 발전소에서 얻은 에너지로 독점적으로 이전된다면(예를 들어, 미국에서 원자력 발전소는 소비되는 전체 전력의 20%만 생산), 우라늄 매장량은 매우 빠르게 고갈되어 다시 인류를 이끌 것입니다. 에너지 위기의 문턱에 도달하여 원자력은 비록 현대화되었지만 일시적인 조치일 뿐입니다.

식물성 연료

자신의 "모델 T"를 만든 헨리 포드(Henry Ford)조차도 이미 바이오 연료로 작동되기를 바랐습니다. 그러나 그 당시 새로운 유전이 발견되었고 대체 에너지 원의 필요성은 수십 년 더 사라졌지만 지금은 다시 돌아오고 있습니다.

지난 15년 동안 에탄올 및 바이오디젤과 같은 식물 연료의 사용이 몇 배로 증가했습니다. 이들은 독립적인 에너지원과 가솔린 첨가제로 사용됩니다. 얼마 전, "카놀라"라는 특별한 기장 문화에 희망이 꽂혔습니다. 그것은 인간이나 가축의 음식에는 완전히 부적합하지만 높은 기름 함량을 가지고 있습니다. 이 오일은 "바이오디젤"을 생산하는 데 사용되었습니다. 그러나 이 문화는 지구의 적어도 일부에 연료를 공급할 만큼 충분히 성장시키려고 하면 너무 많은 공간을 차지할 것입니다.

이제 과학자들은 조류의 사용에 대해 이야기하고 있습니다. 이들의 오일 함량은 약 50%로 오일 추출만큼이나 용이하며 폐기물은 새로운 조류가 자랄 기반이 되는 비료로 전환될 수 있습니다. 이 아이디어는 흥미로운 것으로 간주되지만 아직 실행 가능성이 입증되지 않았습니다. 이 분야의 성공적인 실험에 대한 출판물은 아직 출판되지 않았습니다.

열핵융합

현대 과학자들에 따르면 세계의 미래 에너지는 기술 없이는 불가능하며 현재 수십억 달러가 투자되고 있는 가장 유망한 발전입니다.

핵분열 에너지가 사용됩니다. 원자로를 파괴하고 엄청난 양의 방사성 물질을 방출하는 통제되지 않은 반응의 위협이 있다는 점에서 위험합니다. 아마도 모든 사람이 체르노빌 원자력 발전소 사고를 기억할 것입니다.

열핵 핵융합 반응은 이름에서 알 수 있듯이 원자의 융합에 의해 방출되는 에너지를 사용합니다. 그 결과 핵분열과 달리 방사성 폐기물이 발생하지 않습니다.

주요 문제는 열핵융합의 결과 원자로 전체를 파괴할 수 있는 고온의 물질이 형성된다는 것입니다.

미래는 현실입니다. 그리고 환상은 프랑스 영토에서 이미 원자로 건설이 시작된 순간에 부적절합니다. EU 외에도 중국, 일본, 미국, 러시아 등이 포함된 많은 국가에서 자금을 지원하는 파일럿 프로젝트에 수십억 달러가 투자되었습니다. 처음에는 2016년에 첫 번째 실험을 시작할 계획이었으나 계산에 따르면 예산이 너무 작아(50억이 아닌 19개가 소요됨) 발사가 9년 더 연기되었습니다. 아마도 몇 년 안에 우리는 열핵 발전이 무엇을 할 수 있는지 알게 될 것입니다.

현재의 문제와 미래의 기회

과학자들뿐만 아니라 공상 과학 소설가들도 에너지 분야의 미래 기술 구현에 대한 많은 아이디어를 제공하지만 지금까지 제안된 옵션 중 어느 것도 우리 문명의 모든 요구를 완전히 충족할 수 없다는 데 동의합니다. 예를 들어, 미국의 모든 자동차가 바이오 연료로 작동한다면 미국에서 농업에 적합한 토지가 많지 않다는 사실에 관계없이 카놀라 밭은 전국의 절반에 해당하는 면적을 심어야 합니다. 게다가, 지금까지 대체 에너지를 생산하는 모든 방법은 비용이 많이 듭니다. 아마도 일반 도시 거주자는 환경 친화적이고 재생 가능한 자원을 사용하는 것이 중요하다는 데 동의하지만 현재 그러한 전환의 비용을 말하는 경우에는 그렇지 않습니다. 과학자들은 여전히 ​​이 분야에서 해야 할 일이 많습니다. 새로운 발견, 새로운 재료, 새로운 아이디어 - 이 모든 것이 인류가 임박한 자원 위기에 성공적으로 대처하는 데 도움이 될 것입니다. 행성은 복잡한 조치를 통해서만 해결할 수 있습니다. 일부 지역에서는 바람, 어딘가 - 태양 전지판 등의 도움으로 에너지 생산을 사용하는 것이 더 편리합니다. 그러나 아마도 주요 요인은 일반적으로 에너지 소비의 감소와 에너지 절약 기술의 창출일 것입니다. 각 사람은 자신이 지구에 대한 책임이 있음을 이해해야 하며 모든 사람은 "미래를 위해 어떤 에너지를 선택합니까?"라는 질문을 스스로에게 던져야 합니다. 다른 리소스로 이동하기 전에 모든 사람은 이것이 정말 필요하다는 것을 깨달아야 합니다. 통합 접근 방식을 통해서만 에너지 소비 문제를 해결할 수 있습니다.