Les réserves limitées de combustibles fossiles et la pollution de l'environnement mondial ont contraint l'humanité à rechercher des sources alternatives renouvelables de cette énergie afin que les dommages causés par sa transformation soient minimes tout en maintenant des coûts de production, de transformation et de transport des ressources énergétiques acceptables.

Les technologies modernes permettent d'utiliser les alternatives existantes ressources énergétiques, à la fois à l'échelle de la planète entière et au sein du réseau électrique d'un appartement ou d'une maison privée.

Le développement rapide de la vie sur plusieurs milliards d’années démontre clairement la disponibilité de sources d’énergie sur Terre. La lumière du soleil, la chaleur du sous-sol et le potentiel chimique permettent aux organismes vivants d'effectuer de multiples échanges d'énergie, existant dans un environnement créé par des facteurs physiques - température, pression, humidité, composition chimique.

Cycle de la matière et de l'énergie dans la nature

Critères économiques pour les sources d'énergie alternatives

Depuis l’Antiquité, l’homme a utilisé l’énergie éolienne comme moyen de propulsion des navires, ce qui a permis le développement du commerce. Le combustible renouvelable issu de plantes mortes et de déchets était une source de chaleur pour la cuisson et la production des premiers métaux. L’énergie de la différence d’eau faisait bouger les meules. Pendant des milliers d’années, ce furent les principales formes d’énergie que nous appelons aujourd’hui sources alternatives.

Avec le développement de la géologie et des technologies d'extraction du sous-sol, il est devenu économiquement plus rentable d'extraire des hydrocarbures et de les brûler pour produire de l'énergie selon les besoins que d'attendre littéralement la météo au bord de la mer, en espérant une coïncidence réussie des courants, de la direction du vent et nébulosité.

L'instabilité et la variabilité des conditions météorologiques, ainsi que le prix relativement bas des moteurs fonctionnant aux combustibles fossiles, ont contraint à progresser vers l'utilisation de l'énergie provenant des entrailles de la terre.

Graphique montrant le ratio de consommation d’énergie fossile et renouvelable

Le dioxyde de carbone, assimilé et traité par les organismes vivants, resté dans les profondeurs pendant des millions d'années, est restitué dans l'atmosphère lors de la combustion des hydrocarbures fossiles, source de l'effet de serre et du réchauffement climatique. Le bien-être des générations futures et l’équilibre fragile de l’écosystème obligent l’humanité à reconsidérer les indicateurs économiques et l’utilisation énergies alternatives, parce que la santé est plus précieuse que toute autre chose.

Utilisation consciente des ressources renouvelables de la nature sources alternatives l’énergie devient populaire, mais, comme auparavant, les priorités économiques prédominent. Mais dans des conditions maison de campagne ou à la datcha, l'utilisation de sources alternatives d'électricité et de chaleur peut être la seule option rentable pour obtenir de l'énergie si l'exploitation, le raccordement et l'installation de lignes d'alimentation électrique s'avèrent trop coûteux.

Fournir à une maison éloignée de la civilisation la quantité minimale d'électricité requise à l'aide de panneaux solaires et d'une éolienne

Possibilités d'utiliser des types d'énergie alternatifs

Alors que les scientifiques explorent de nouvelles directions et développent des technologies de fusion froide, les artisans peuvent utiliser les sources d'énergie alternatives suivantes pour la maison :

• Lumière du soleil;
• L'énergie éolienne;
• Gaz biologique;
• Différence de température;

Pour ces types alternatifs d’énergies renouvelables, il existe des solutions toutes faites qui ont été introduites avec succès dans la production de masse. Par exemple, des panneaux solaires, des éoliennes, des installations de biogaz et des pompes à chaleur de différentes capacités peuvent être achetés avec livraison et installation afin de disposer de vos propres sources alternatives d'électricité et d'énergie thermique pour une maison privée.

Panneau solaire produit industriellement installé sur le toit d'une maison privée

Chaque cas individuel doit avoir son propre plan pour doter les appareils électroménagers de sources d'énergie électrique alternatives, en fonction des besoins et des capacités. Par exemple, pour alimenter un ordinateur portable, une tablette ou recharger un téléphone, vous pouvez utiliser une source 12 V et des adaptateurs portables. Cette tension, avec un volume de batterie suffisant, sera suffisante pour l'éclairage.

Les panneaux solaires et les éoliennes doivent charger les batteries en raison de la variabilité de l'éclairage et de la force de l'énergie éolienne. Avec l'augmentation de la puissance des sources d'électricité alternatives et du volume des batteries, l'indépendance énergétique de l'alimentation autonome augmente. Si vous devez connecter des appareils électriques fonctionnant sur 220 V à une source d'électricité alternative, utilisez convertisseurs de tension.

Schéma illustrant la puissance des appareils électroménagers à partir de batteries chargées par une éolienne et des panneaux solaires

Énergie solaire alternative

Il est presque impossible de créer des cellules photovoltaïques à la maison, c'est pourquoi les concepteurs de sources d'énergie alternatives utilisent des composants prêts à l'emploi, assemblant des structures génératrices et obtenant la puissance requise. La connexion de photocellules en série augmente la tension de sortie de la source d'électricité résultante, et la connexion des circuits assemblés en parallèle donne un courant total plus important de l'ensemble.

Schéma de connexion des photocellules dans l'ensemble

Vous pouvez vous concentrer sur l'intensité de l'énergie du rayonnement solaire - elle équivaut à environ un kilowatt par mètre carré. Il faut également prendre en compte le coefficient action utile panneaux solaires - pour le moment, cela représente environ 14 %, mais un développement intensif est en cours pour augmenter l'efficacité des générateurs solaires. La puissance de sortie dépend de l'intensité du rayonnement et de l'angle d'incidence des rayons.

Vous pouvez commencer petit - acheter un ou plusieurs petits panneaux solaires et disposer d'une source d'électricité alternative dans votre datcha dans la quantité nécessaire pour recharger un smartphone ou un ordinateur portable afin d'avoir accès à l'Internet mondial. En mesurant le courant et la tension, ils étudient le volume de la consommation d'énergie, en envisageant la perspective d'étendre davantage l'utilisation de sources d'électricité alternatives.

Installation de panneaux solaires supplémentaires sur le toit de la maison

Il ne faut pas oublier que la lumière du soleil est également une source de rayonnement thermique (infrarouge), qui peut être utilisée pour chauffer le liquide de refroidissement sans convertir davantage l'énergie en électricité. Ce principe alternatif s'applique dans capteurs solaires, où, à l'aide de réflecteurs, le rayonnement infrarouge est concentré et transmis par le liquide de refroidissement au système de chauffage.

Capteur solaire dans le cadre d'un système de chauffage domestique

Énergie éolienne alternative

Le moyen le plus simple de créer vous-même une éolienne est d'utiliser un générateur de voiture. Pour augmenter la vitesse et la tension de la source d'électricité alternative (l'efficacité de la production d'énergie électrique), une boîte de vitesses ou un entraînement par courroie doit être utilisé. Une explication de toutes sortes de nuances technologiques dépasse le cadre de cet article - vous devez étudier les principes de l'aérodynamique afin de comprendre le processus de conversion de la vitesse du débit massique d'air en électricité alternative.

Au stade initial de l'étude des perspectives de conversion de sources renouvelables d'énergie éolienne alternative en électricité, vous devez choisir une conception d'éolienne. Les conceptions les plus courantes sont l'hélice à pales à axe horizontal, le rotor Savonius et la turbine Darrieus. Une hélice à trois pales comme source d'énergie alternative est l'option de bricolage la plus courante.

Types de turbines Daria

Lors de la conception des pales d’hélice, la vitesse angulaire de rotation de l’éolienne est d’une grande importance. Il existe ce qu'on appelle le facteur d'efficacité de l'hélice, qui dépend de la vitesse du flux d'air, ainsi que de la longueur, de la section, du nombre et de l'angle d'attaque des pales.

De manière générale, ce concept peut être compris ainsi : par vent faible, la longueur de la pale ayant l'angle d'attaque le plus favorable ne suffira pas à atteindre efficacité maximale génération d'énergie, mais avec une augmentation multiple du débit et une augmentation de la vitesse angulaire, les bords des pales subiront une résistance excessive, ce qui peut les endommager.

Profil de pale d’éolienne complexe

Par conséquent, la longueur des pales est calculée en fonction de la vitesse moyenne du vent, modifiant progressivement l'angle d'attaque par rapport à la distance par rapport au centre de l'hélice. Pour éviter la rupture des pales lors des vents d'ouragan, les câbles du générateur sont court-circuités, ce qui empêche l'hélice de tourner. Pour des calculs approximatifs, un kilowatt d'électricité alternative peut être extrait d'une hélice tripale d'un diamètre de 3 mètres à une vitesse de vent moyenne de 10 m/s.

Pour créer un profil de lame optimal, vous aurez besoin d'une modélisation informatique et d'une machine CNC. À la maison, les artisans utilisent les matériaux et les outils disponibles, essayant de recréer aussi fidèlement que possible les dessins de sources alternatives d'énergie éolienne. Les matériaux utilisés sont le bois, le métal, le plastique, etc.

Hélice d'éolienne faite maison en bois et plaque de métal

La puissance d'un générateur de voiture peut ne pas être suffisante pour produire de l'électricité, alors les artisans fabriquent des machines génératrices d'électricité de leurs propres mains ou refabriquent des moteurs électriques. La conception la plus populaire d'une source d'électricité alternative est un rotor avec des aimants en néodyme placés en alternance et un stator avec des enroulements.

Rotors de générateur faits maison
Stator avec enroulements pour un générateur fait maison

Biogaz énergétique alternatif

Le gaz biologique en tant que source d'énergie est obtenu principalement de deux manières : pyrolyse et décomposition anaérobie (sans oxygène) des substances organiques. La pyrolyse nécessite un apport limité d'oxygène nécessaire au maintien de la température de réaction, tandis que des gaz inflammables sont libérés : méthane, hydrogène, monoxyde de carbone et d'autres composés : dioxyde de carbone, acide acétique, eau, résidus de cendres. Le carburant à haute teneur en goudron est le mieux adapté comme source de pyrolyse. La vidéo ci-dessous montre une démonstration visuelle de la libération de gaz inflammables par le bois lorsqu'il est chauffé.

Pour synthétiser le biogaz à partir de déchets d'organismes, des réservoirs de méthane de différentes conceptions sont utilisés. Installer un réservoir de méthane à la maison de vos propres mains est logique si le ménage possède un poulailler, une porcherie et du bétail. Le principal gaz produit est le méthane, mais un grand nombre de les impuretés de sulfure d'hydrogène et d'autres composés organiques nécessitent l'utilisation de systèmes de purification pour éliminer les odeurs et éviter le colmatage des brûleurs des générateurs de chaleur ou la contamination des conduits de carburant du moteur.

Il est nécessaire d'étudier en profondeur l'énergie des processus et technologies chimiques avec une acquisition progressive d'expérience, par essais et erreurs, afin d'obtenir un gaz biologique inflammable de qualité acceptable à la sortie de la source.

Quelle que soit l'origine, après purification, le mélange de gaz est fourni à un générateur de chaleur (chaudière, four, brûleur de cuisinière) ou au carburateur d'un générateur à essence - de cette manière, une énergie alternative à part entière est obtenue de vos propres mains . Avec une puissance suffisante des générateurs de gaz, il est possible non seulement de fournir à la maison une énergie alternative, mais également d'assurer le travail petite production comme le montre la vidéo :

Moteurs thermiques pour économiser et obtenir de l'énergie alternative

Pompes à chaleur largement utilisé dans les réfrigérateurs et les climatiseurs. Il a été noté que le déplacement de la chaleur nécessite plusieurs fois moins d’énergie que sa production. Par conséquent, l’eau froide d’un puits a un potentiel thermique par rapport au temps glacial. En abaissant la température de l'eau courante d'un puits ou des profondeurs d'un lac non gelé, les pompes à chaleur extraient la chaleur et la transfèrent au système de chauffage, réalisant ainsi d'importantes économies d'énergie.

Économiser de l'énergie avec une pompe à chaleur

Un autre type de moteur thermique est le moteur Stirling, alimenté par l'énergie des différences de température dans un système fermé de cylindres et de pistons placés sur le vilebrequin à un angle de 90º. La rotation du vilebrequin peut être utilisée pour produire de l’électricité. Le réseau contient de nombreux documents provenant de sources fiables qui expliquent en détail le principe de fonctionnement du moteur Stirling, et fournissent même des exemples de conceptions faites maison, comme dans la vidéo ci-dessous :

Malheureusement, les conditions domestiques ne nous permettent pas de créer un moteur Stirling avec des paramètres de production d'énergie supérieurs à ceux d'un jouet amusant ou d'un stand de démonstration. Pour obtenir une puissance et un rendement acceptables, il est nécessaire que le gaz de travail (hydrogène ou hélium) soit sous haute pression (200 atmosphères ou plus). Des moteurs thermiques similaires sont déjà utilisés dans les centrales solaires et géothermiques et commencent à être introduits dans le secteur privé.

Moteur Stirling au foyer d'un miroir parabolique

Pour obtenir l'électricité la plus stable et la plus indépendante dans une maison de campagne ou chez un particulier, vous devrez combiner plusieurs sources d'énergie alternatives.

Des idées innovantes pour créer des sources d'énergie alternatives

Aucun expert ne sera en mesure de couvrir pleinement et complètement toute la gamme des possibilités des énergies alternatives renouvelables. Des sources d’énergie alternatives sont disponibles dans pratiquement toutes les cellules vivantes. Par exemple, les algues chlorella sont connues depuis longtemps comme source de protéines dans la nourriture pour poissons.

Des expériences sont en cours sur la culture de chlorelle en apesanteur, afin de l'utiliser comme nourriture pour les astronautes lors de futurs vols spatiaux longue distance. Le potentiel énergétique des algues et d'autres organismes simples est étudié pour la synthèse d'hydrocarbures inflammables.

Accumulation de lumière solaire dans des cellules vivantes de chlorelle cultivées dans des installations industrielles

Il faut garder à l’esprit qu’un meilleur convertisseur et une meilleure batterie pour l’énergie solaire que le plastique fluoré d’une cellule vivante n’ont pas encore été inventés. Par conséquent, des sources renouvelables potentielles d’électricité alternative sont disponibles dans chaque feuille verte qui réalise photosynthèse.

La principale difficulté est de collecter la matière organique, d’utiliser des procédés chimiques et physiques pour en extraire l’énergie et la convertir en électricité. De vastes superficies de terres agricoles sont déjà allouées à la culture de cultures énergétiques alternatives.

Récolte du miscanthus, une culture agrotechnique énergétique

Une autre source colossale d’énergie alternative peut être l’électricité atmosphérique. L'énergie de la foudre est énorme et a des effets destructeurs, et des paratonnerres sont utilisés pour s'en protéger.

altDifficulté avec le freinage potentiel énergétique la foudre et l'électricité atmosphérique sont constituées de haute tension et de courant de décharge pendant très longtemps. un bref délais, ce qui nécessite la création de systèmes de condensateurs à plusieurs étages pour accumuler des charges puis utiliser l'énergie stockée. L'électricité statique atmosphérique présente également de bonnes perspectives.

Perspectives d'utilisation de sources d'énergie alternatives

Les sources d’énergie traditionnelles ne sont plus pertinentes. De nombreuses raisons poussent l’humanité à les abandonner. Aujourd'hui, l'accent est mis sur moyens alternatifs, déjà utilisé dans la pratique et prévu pour le futur. La recherche continue, donc la science avance sans s’arrêter aux résultats obtenus. Vous pouvez désormais évaluer certaines des réalisations qui ont déjà donné les premiers résultats afin de comprendre à quel point les nouvelles orientations seront rentables dans quelques années.

Les énergies alternatives continuent de se répandre. La raison en est ses avantages évidents par rapport aux sources traditionnelles, difficiles à réfuter. Dans certains pays, le gouvernement poursuit des programmes publics complexes prévoyant d’énormes investissements dans le remplacement progressif, mais jusqu’à présent, les résultats restent négligeables.

Quels sont les principaux types ?

• Énergie de foudre ;
• Énergie atomique.

Des recherches incessantes nous permettent de comparer les possibilités offertes par la nature. L'humanité continue de rechercher de nouvelles directions qui, à l'avenir, deviendront certainement un remplacement idéal pour les sources traditionnelles. Description détaillée va donner informations générales, et indiquera également quels types ont déjà trouvé une application dans Vie courante population de la planète.

L'énergie du soleil est utilisée par l'homme depuis longtemps. Les premières tentatives ont été faites dans l’Antiquité, lorsque les gens utilisaient un faisceau dirigé pour éclairer un arbre. Méthodes modernes sont basés sur l'utilisation de grandes surfaces de batteries qui collectent les flux pour un traitement ultérieur et une accumulation dans les batteries.

Toutes les stations spatiales et satellites volent en utilisant cette énergie. En orbite, l'accès à l'étoile est ouvert, mais sur Terre, certains pays utilisent activement la nouvelle source. Un exemple est celui des « champs » entiers de batteries alimentant les petites villes. Bien qu’il soit beaucoup plus intéressant d’envisager de nouvelles petites sources autonomes, dont la superficie ne dépasse pas le toit d’une petite maison. Ils sont installés à titre privé partout dans le monde pour fournir du chauffage sans frais supplémentaires.

L’énergie éolienne est utilisée par l’humanité depuis des temps immémoriaux. Le meilleur exemple en est celui des voiliers, propulsés par un flux d’air constant. Maintenant Recherche scientifique a permis de créer des générateurs spéciaux qui fournissent de l'électricité à des villes entières. De plus, ils fonctionnent selon deux principes :

• Hors ligne;
• En parallèle avec le réseau principal.

Dans les deux cas, il est possible de remplacer progressivement la source traditionnelle, réduisant ainsi l'impact nocif sur l'environnement. Vous pouvez maintenant évaluer Résultats obtenus, confirmant l'exactitude du choix. Les données suggèrent qu'au Danemark, 25 % de l'énergie produite provient de parcs éoliens. De nombreux pays tentent de se tourner progressivement vers de nouvelles sources, mais cela n'est possible que dans des espaces ouverts. Pour cette raison, dans certaines régions, l'utilisation Meilleure option reste inaccessible.

L'énergie de l'eau reste irremplaçable. Auparavant, il était utilisé dans de simples moulins et dans des navires, mais aujourd'hui, d'immenses centrales hydroélectriques à turbine fournissent de l'électricité à des régions entières. Les développements récents offrent à l’humanité l’opportunité de se familiariser avec un avenir fantastique, qui sera construit sur les dernières sources. Quelles alternatives les pays utilisent-ils déjà ?

• Centrales marémotrices ;
• Centrales houlomotrices ;
• Micro et mini centrales hydroélectriques ;
• Centrale hydroélectrique aéronautique.

Les centrales marémotrices utilisent l’énergie des marées. Leur hauteur et leur puissance dépendent de l’influence de la Lune, la stabilité de l’alimentation reste donc un peu problématique. Bien qu'en France, en Inde, en Grande-Bretagne et dans plusieurs autres pays, le projet ait été mis en œuvre et utilisé avec succès comme support indispensable.

Des centrales houlomotrices sont construites sur les rives des océans, où la puissance des impacts réguliers sur la côte dépasse les limites imaginables. Dans ce cas, la limitation devient une force insuffisante. Cela ne vous permet pas d'obtenir suffisamment d'énergie.

Les micro et mini centrales hydroélectriques conviennent aux rivières de montagne étroites. Leur petite taille vous permet de trouver du temps librement et leur puissance est adaptée à l'approvisionnement des petites agglomérations. Des modèles expérimentaux ont été testés et des installations opérationnelles performantes sont désormais en cours de construction.

La centrale hydroélectrique Aero est la dernière technologie, qui est encore en cours de test. Il est basé sur la condensation de l'humidité de l'atmosphère. L'exploitation d'installations reste encore un rêve fantomatique, mais certains indicateurs confirment la faisabilité d'investir de l'argent dans le développement.

L'énergie géothermique reste très répandue. Cette source alternative est utilisée par plusieurs différentes façons. Il reste l’un des plus intéressants pour certaines régions, donc l’abandonner n’a aucun sens. Le seul problème est le coût élevé des installations, qui limite leur nombre. Quelles options sont possibles ?

• Centrales thermiques;
• Échangeurs de chaleur au sol.

Énergie de foudre

L'énergie de la foudre est une nouvelle tendance. Cette direction commence tout juste à se développer, mais les scientifiques affirment qu'il est possible d'utiliser les gigawatts disponibles. Ils sont gaspillés et vont dans le sol. La société américaine a lancé des recherches visant à créer des installations spéciales pour capter les orages.

L'énergie de la foudre est une source puissante qui peut fournir de l'électricité à une vaste zone d'une métropole. Les coûts décaissés estimés pour la construction devraient être amortis d'ici 5 à 7 ans, la faisabilité de tels investissements reste donc indéniable. Il ne reste plus qu'à attendre la fin des recherches pour la mise en œuvre. nouvelle technologie largement utilisé.

Pour résoudre le problème des combustibles fossiles limités, des chercheurs du monde entier s’efforcent de créer et de commercialiser des sources d’énergie alternatives. Et nous ne parlons pas seulement des éoliennes et des panneaux solaires bien connus. Le gaz et le pétrole peuvent être remplacés par l’énergie provenant des algues, des volcans et des pas humains. Recycle a sélectionné dix des sources d'énergie du futur les plus intéressantes et les plus respectueuses de l'environnement.

Joules des tourniquets

Des milliers de personnes franchissent chaque jour les tourniquets à l’entrée des gares. Immédiatement, plusieurs centres de recherche à travers le monde ont eu l'idée d'utiliser le flux de personnes comme générateur d'énergie innovant. La société japonaise East Japan Railway Company a décidé d'équiper chaque tourniquet des gares de générateurs. L'installation fonctionne dans une gare du quartier de Shibuya à Tokyo : des éléments piézoélectriques sont intégrés au sol sous les tourniquets, qui génèrent de l'électricité à partir de la pression et des vibrations qu'ils reçoivent lorsque les gens marchent dessus.

Une autre technologie de « tourniquet énergétique » est déjà utilisée en Chine et aux Pays-Bas. Dans ces pays, les ingénieurs ont décidé d'utiliser non pas l'effet de pression des éléments piézoélectriques, mais l'effet de pousser les poignées ou les portes du tourniquet. Le concept de l'entreprise néerlandaise Boon Edam consiste à remplacer les portes standards à l'entrée de centres commerciaux(qui fonctionnent généralement avec un système de photocellules et commencent à tourner eux-mêmes) sur les portes, que le visiteur doit pousser et ainsi produire de l'électricité.

De telles portes de générateur sont déjà apparues dans le centre néerlandais Natuurcafe La Port. Chacun d'eux produit environ 4 600 kilowattheures d'énergie par an, ce qui à première vue peut paraître insignifiant, mais constitue un bon exemple de technologie alternative pour produire de l'électricité.

Les algues chauffent les maisons

Les algues ont commencé à être considérées comme une source d'énergie alternative relativement récemment, mais la technologie, selon les experts, est très prometteuse. Il suffit de dire qu'à partir d'un hectare de surface d'eau occupé par des algues, on peut obtenir 150 000 mètres cubes de biogaz par an. C'est à peu près égal au volume de gaz produit par un petit puits et suffit à la vie d'un petit village.

Les algues vertes sont faciles à entretenir, poussent rapidement et se déclinent en de nombreuses espèces qui utilisent l’énergie du soleil pour réaliser la photosynthèse. Toute biomasse, qu'il s'agisse de sucres ou de graisses, peut être transformée en biocarburants, le plus souvent en bioéthanol et en biodiesel. Les algues sont un écocarburant idéal car elles poussent dans un milieu aquatique et ne nécessitent pas de ressources terrestres, sont très productives et ne nuisent pas à l'environnement.

Les économistes estiment que d’ici 2018, le chiffre d’affaires mondial provenant de la transformation de la biomasse de microalgues marines pourrait atteindre environ 100 milliards de dollars. Il existe déjà des projets réalisés utilisant du combustible « algues » - par exemple, un immeuble de 15 appartements à Hambourg, en Allemagne. Les façades de la maison sont recouvertes de 129 aquariums d'algues, qui constituent l'unique source d'énergie pour le chauffage et la climatisation du bâtiment, surnommé la Maison Bio Intelligent Quotient (BIQ).

Des ralentisseurs illuminent les rues

Le concept de production d'électricité à l'aide de ce que l'on appelle des « dos d'âne » a commencé à être mis en œuvre d'abord au Royaume-Uni, puis à Bahreïn, et bientôt la technologie arrivera en Russie.Tout a commencé lorsque l'inventeur britannique Peter Hughes a créé la rampe routière électro-cinétique pour les autoroutes. La rampe est constituée de deux plaques métalliques qui s'élèvent légèrement au-dessus de la route. Sous les plaques se trouve un générateur électrique qui génère du courant chaque fois que la voiture passe la rampe.

Selon le poids de la voiture, la rampe peut générer entre 5 et 50 kilowatts pendant le temps où la voiture passe sur la rampe. De telles rampes agissent comme des batteries et peuvent alimenter en électricité les feux de circulation et les panneaux routiers lumineux. Au Royaume-Uni, la technologie fonctionne déjà dans plusieurs villes. La méthode a commencé à s'étendre à d'autres pays, par exemple au petit Bahreïn.

Le plus étonnant est que quelque chose de similaire puisse être observé en Russie. Un étudiant de Tioumen, Albert Brand, a proposé la même solution pour l'éclairage public lors du forum VUZPromExpo. Selon les calculs du promoteur, entre 1 000 et 1 500 voitures roulent chaque jour sur des dos d’âne dans sa ville. Pour une « collision » d'une voiture sur un « ralentisseur » équipé d'un générateur électrique, environ 20 watts d'électricité seront générés, ce qui ne nuira pas à l'environnement.

Bien plus que du football

Développé par un groupe de diplômés de Harvard qui ont fondé la société Uncharted Play, le ballon Soccket peut générer suffisamment d'électricité pour alimenter une lampe LED pendant plusieurs heures en une demi-heure de jeu de football. Soccket est considéré comme une alternative respectueuse de l'environnement aux sources d'énergie dangereuses, souvent utilisées par les résidents des pays sous-développés.

Le principe du stockage d'énergie du ballon Soccket est assez simple : l'énergie cinétique générée en frappant le ballon est transférée à un petit mécanisme semblable à un pendule qui entraîne un générateur. Le générateur produit de l’électricité qui est stockée dans la batterie. L'énergie stockée peut être utilisée pour alimenter n'importe quel petit appareil électrique, par exemple une lampe de table à LED.

Le Soccket a une puissance de six watts. La boule génératrice d'énergie a déjà gagné la reconnaissance de la communauté mondiale : elle a reçu de nombreux prix, a été très appréciée par la Clinton Global Initiative et a également reçu des distinctions lors de la célèbre conférence TED.

L'énergie cachée des volcans

L'un des principaux développements dans le développement de l'énergie volcanique appartient aux chercheurs américains des sociétés initiatrices AltaRock Energy et Davenport Newberry Holdings. Le « sujet de test » était un volcan endormi dans l’Oregon. L'eau salée est pompée profondément dans les roches dont la température est très élevée en raison de la désintégration des éléments radioactifs présents dans la croûte terrestre et dans le manteau le plus chaud de la Terre. Lorsqu'elle est chauffée, l'eau se transforme en vapeur, qui alimente une turbine qui produit de l'électricité.

À l'heure actuelle, il n'existe que deux petites centrales électriques en activité type similaire- en France et en Allemagne. Si la technologie américaine fonctionne, alors, selon l'US Geological Survey, l'énergie géothermique a le potentiel de fournir 50 % de l'électricité dont le pays a besoin (aujourd'hui, sa contribution n'est que de 0,3 %).

Une autre façon d'utiliser les volcans pour produire de l'énergie a été proposée en 2009 par des chercheurs islandais. Près des profondeurs volcaniques, ils ont découvert un réservoir souterrain d'eau avec une teneur anormale haute température. L’eau très chaude se situe quelque part à la frontière entre le liquide et le gaz et n’existe qu’à certaines températures et pressions.

Les scientifiques pourraient générer quelque chose de similaire en laboratoire, mais il s'est avéré que cette eau se trouve également dans la nature - dans les entrailles de la terre. On pense qu'à partir de l'eau à « température critique », il est possible d'extraire dix fois plus d'énergie que de l'eau portée à ébullition de manière classique.

Énergie issue de la chaleur humaine

Le principe des générateurs thermoélectriques fonctionnant sur différences de température est connu depuis longtemps. Mais il y a seulement quelques années, la technologie a commencé à permettre l'utilisation de la chaleur comme source d'énergie. corps humain. Une équipe de chercheurs de l'Institut supérieur coréen des sciences et technologies (KAIST) a développé un générateur intégré dans une plaque de verre flexible.

T Ce gadget permettra de recharger les bracelets de fitness à partir de la chaleur d'une main humaine - par exemple, pendant la course, lorsque le corps devient très chaud et contraste avec la température ambiante. Le générateur coréen, mesurant 10 centimètres sur 10, peut produire environ 40 milliwatts d'énergie à une température cutanée de 31 degrés Celsius.

Une technologie similaire a été prise comme base par la jeune Ann Makosinski, qui a inventé une lampe de poche qui se recharge grâce à la différence de température entre l'air et le corps humain. L'effet s'explique par l'utilisation de quatre éléments Peltier : leur particularité est la capacité de générer de l'électricité lorsqu'ils sont chauffés d'un côté et refroidis de l'autre.

En conséquence, la lampe de poche d'Ann produit une lumière assez vive, mais ne nécessite pas de piles rechargeables. Pour que cela fonctionne, il suffit d’une différence de température de seulement cinq degrés entre le degré d’échauffement de la paume d’une personne et la température de la pièce.

Étapes vers des dalles de pavage intelligentes

N'importe quel point d'une des rues très fréquentées représente jusqu'à 50 000 pas par jour. L'idée d'utiliser le trafic piétonnier pour convertir utilement les pas en énergie a été mise en œuvre dans un produit développé par Lawrence Kemball-Cook, directeur de Pavegen Systems Ltd au Royaume-Uni. Ingénieur créé dalles de pavage, produisant de l'électricité à partir de énergie cinétique piétons à pied.

Le dispositif de la dalle innovante est constitué d'un matériau flexible et imperméable qui se plie d'environ cinq millimètres lorsqu'il est pressé. Cela crée à son tour de l’énergie, que le mécanisme convertit en électricité. Les watts accumulés sont soit stockés dans une batterie au lithium polymère, soit directement utilisés pour éclairer les arrêts de bus, les devantures de magasins et les enseignes.

La dalle Pavegen elle-même est considérée comme totalement respectueuse de l'environnement : son corps est composé d'une qualité spéciale d'acier inoxydable et d'un polymère recyclé à faible teneur en carbone. La surface supérieure est constituée de pneus usagés, ce qui rend les dalles durables et très résistantes à l'abrasion.

Lors des Jeux olympiques d'été de 2012 à Londres, des carreaux ont été installés dans de nombreuses rues touristiques. En deux semaines, ils ont réussi à obtenir 20 millions de joules d'énergie. C'était largement suffisant pour faire fonctionner l'éclairage public de la capitale britannique.

Smartphones pour recharger les vélos

Pour recharger votre lecteur, téléphone ou tablette, vous n’avez pas besoin d’avoir une prise de courant à portée de main. Parfois, il suffit de tourner les pédales. Ainsi, la société américaine Cycle Atom a sorti un appareil qui permet de charger une batterie externe en faisant du vélo et de recharger ensuite des appareils mobiles.

Le produit, appelé Siva Cycle Atom, est un générateur de vélo léger doté d'une batterie au lithium conçu pour alimenter presque tous les appareils mobiles dotés d'un port USB. Ce mini générateur peut être installé sur la plupart des cadres de vélo classiques en quelques minutes. La batterie elle-même peut être facilement retirée pour charger ultérieurement les gadgets. L'utilisateur fait du sport et du pédalage - et après quelques heures, son smartphone est déjà facturé à 100 centimes.

Nokia, à son tour, a également présenté au grand public un gadget qui se fixe sur un vélo et permet de transformer le pédalage en un moyen de générer de l'énergie respectueuse de l'environnement. Le kit de chargeur de vélo Nokia comprend une dynamo, un petit générateur électrique qui utilise l'énergie de la rotation des roues du vélo pour charger le téléphone via la prise standard de 2 mm que l'on trouve sur la plupart des téléphones Nokia.

Avantages des eaux usées

Chaque grande ville rejette quotidiennement d’énormes quantités d’eaux usées dans des plans d’eau libres, polluant ainsi l’écosystème. Il semblerait que l'eau empoisonnée par les eaux usées ne puisse plus être utile à personne, mais ce n'est pas le cas : les scientifiques ont découvert un moyen de créer des piles à combustible sur cette base.

L'un des pionniers de cette idée était Bruce Logan, professeur à l'Université d'État de Pennsylvanie. Le concept général est très difficile à comprendre pour un non-spécialiste et repose sur deux piliers : l'utilisation de piles à combustible bactériennes et l'installation de ce qu'on appelle l'électrodialyse inverse. Les bactéries oxydent la matière organique présente dans les eaux usées et produisent ainsi des électrons, créant ainsi un courant électrique.

Presque tous les types de déchets organiques peuvent être utilisés pour produire de l’électricité – pas seulement les eaux usées, mais aussi les déchets animaux, ainsi que les sous-produits des industries vinicole, brassicole et laitière. Quant à l'électrodialyse inverse, des générateurs électriques fonctionnent ici, divisés en cellules par des membranes et extrayant l'énergie de la différence de salinité de deux flux liquides mélangés.

L'énergie "papier"

Le fabricant japonais d'électronique Sony a développé et présenté au Tokyo Green Products Exhibition un biogénérateur capable de produire de l'électricité à partir de papier finement haché. L'essence du processus est la suivante : pour isoler la cellulose (il s'agit d'une longue chaîne de sucre glucose que l'on trouve dans les plantes vertes), il faut du carton ondulé.

La chaîne est rompue à l'aide d'enzymes et le glucose résultant est traité par un autre groupe d'enzymes, à l'aide desquelles des ions hydrogène et des électrons libres sont libérés. Les électrons sont envoyés à travers un circuit externe pour produire de l'électricité. On suppose qu'une telle installation, lors du traitement d'une feuille de papier mesurant 210 sur 297 mm, peut générer environ 18 W par heure (environ la même quantité d'énergie produite par 6 piles AA).

La méthode est respectueuse de l'environnement : un avantage important d'une telle « batterie » est l'absence de métaux et de composés chimiques nocifs. Bien qu'à l'heure actuelle, la technologie soit encore loin d'être commercialisée : l'électricité produite est assez faible - elle suffit seulement à alimenter de petits gadgets portables.

Écologie de la consommation. Science et technologie : Si la plupart des concepts d’énergie alternative ne sont pas nouveaux, ce n’est qu’au cours des dernières décennies que cette question est finalement devenue pertinente. Grâce aux améliorations technologiques et de production, le coût de la plupart des formes d’énergie alternative a diminué tandis que l’efficacité a augmenté.

Derrière dernières années Les énergies alternatives font désormais l’objet d’un intérêt intense et de débats houleux. Menacé par le changement climatique et par le fait que les températures moyennes mondiales continuent d’augmenter chaque année, le désir de trouver des formes d’énergie qui réduiraient la dépendance aux combustibles fossiles, au charbon et à d’autres processus polluants s’est naturellement accru.

Même si la plupart des concepts d’énergie alternative ne sont pas nouveaux, ce n’est qu’au cours des dernières décennies que la question est finalement devenue pertinente. Grâce aux améliorations technologiques et de production, le coût de la plupart des formes d’énergie alternative a diminué tandis que l’efficacité a augmenté. Qu’est-ce que l’énergie alternative, en termes simples et compréhensibles, et quelle est la probabilité qu’elle devienne courante ?

De toute évidence, un certain débat subsiste quant à ce que signifie « énergie alternative » et à quoi cette expression peut s'appliquer. D'une part, le terme peut être appliqué à des formes d'énergie qui n'augmentent pas l'empreinte carbone de l'humanité. Cela peut donc inclure des installations nucléaires, des centrales hydroélectriques et même du gaz naturel et du « charbon propre ».

D'un autre côté, le terme est également utilisé pour désigner ce qui est désormais considéré comme des méthodes énergétiques non traditionnelles : solaire, éolienne, géothermique, biomasse et autres ajouts récents. Ce type de classification exclut les méthodes d'extraction d'énergie telles que l'énergie hydroélectrique, qui existent depuis plus de cent ans et sont assez courantes dans certaines régions du monde.

Un autre facteur est que les sources d’énergie alternatives doivent être « propres » et ne pas produire de polluants nocifs. Comme indiqué, il s'agit le plus souvent de dioxyde de carbone, mais peut également faire référence à d'autres émissions - monoxyde de carbone, dioxyde de soufre, oxyde d'azote et autres. Selon ces paramètres Pouvoir nucléaire n’est pas considérée comme une source d’énergie alternative car elle produit des déchets radioactifs hautement toxiques et qui doivent être stockés de manière appropriée.

Dans tous les cas, cependant, le terme est utilisé pour désigner les types d’énergie qui remplaceront les combustibles fossiles et le charbon comme forme dominante de production d’énergie au cours de la prochaine décennie.

Types de sources d'énergie alternatives

À proprement parler, il existe de nombreux types d’énergies alternatives. Encore une fois, c'est là que les définitions restent bloquées car dans le passé " énergie alternative» citant des méthodes dont l’utilisation n’était pas considérée comme fondamentale ou raisonnable. Mais si nous prenons la définition au sens large, elle inclura tout ou partie de ces points :

Hydroélectricité. Il s'agit de l'énergie produite par les barrages hydroélectriques lorsque l'eau qui tombe et qui coule (dans les rivières, les canaux, les cascades) passe à travers un dispositif qui fait tourner les turbines et génère de l'électricité.

Pouvoir nucléaire.Énergie produite lors de réactions de fission lentes. Les barres d'uranium ou d'autres éléments radioactifs chauffent l'eau, la transformant en vapeur, et la vapeur fait tourner des turbines, générant de l'électricité.

Énergie solaire.Énergie obtenue directement du Soleil ; Les cellules photovoltaïques (généralement constituées d'un substrat de silicium disposé en grands réseaux) convertissent les rayons du soleil directement en énergie électrique. Dans certains cas, la chaleur produite par la lumière du soleil est utilisée pour produire de l’électricité, c’est ce qu’on appelle l’énergie solaire thermique.

L'énergie éolienne.Énergie générée par le flux d'air ; des éoliennes géantes tournent sous l'influence du vent et produisent de l'électricité.

L'énergie géothermique. Cette énergie provient de la chaleur et de la vapeur produites par l'activité géologique de la croûte terrestre. Dans la plupart des cas, des tuyaux sont placés dans le sol au-dessus des zones géologiquement actives pour faire passer la vapeur dans des turbines, générant ainsi de l'électricité.

L'énergie marémotrice. Les courants de marée près des côtes peuvent également être utilisés pour produire de l’électricité. Le changement quotidien des marées fait circuler l’eau dans les deux sens à travers les turbines. L'électricité est produite et transportée vers des centrales électriques terrestres.

Biomasse. Cela s'applique aux carburants obtenus à partir de plantes et de sources biologiques - éthanol, glucose, algues, champignons, bactéries. Ils pourraient remplacer l’essence comme source de carburant.

Hydrogène.Énergie obtenue à partir de processus impliquant de l’hydrogène gazeux. Il s'agit notamment des convertisseurs catalytiques, dans lesquels les molécules d'eau sont brisées et réunies par électrolyse ; les piles à combustible à hydrogène, qui utilisent du gaz pour alimenter un moteur à combustion interne ou entraîner une turbine chauffée ; ou la fusion nucléaire, dans laquelle des atomes d'hydrogène fusionnent dans des conditions contrôlées, libérant des quantités incroyables d'énergie.

Sources d'énergie alternatives et renouvelables

Dans de nombreux cas, les sources d’énergie alternatives sont également renouvelables. Cependant, les termes ne sont pas complètement interchangeables puisque de nombreuses formes de sources d’énergie alternatives dépendent d’une ressource limitée. Par exemple, l’énergie nucléaire repose sur l’uranium ou d’autres éléments lourds qui doivent d’abord être extraits.

Dans le même temps, l’énergie éolienne, solaire, marémotrice, géothermique et hydroélectrique repose sur des sources entièrement renouvelables. Les rayons du soleil constituent la source d’énergie la plus abondante de toutes et, bien que limités par le temps et l’heure de la journée, ils sont inépuisables d’un point de vue industriel. Le vent est également là pour rester, grâce aux changements de pression dans notre atmosphère et à la rotation de la Terre.

Actuellement, les énergies alternatives en sont encore à leurs jeunes. Mais cette situation évolue rapidement sous l’influence des pressions politiques, des catastrophes environnementales mondiales (sécheresses, famines, inondations) et des progrès des technologies liées aux énergies renouvelables.

Par exemple, en 2015, les besoins énergétiques mondiaux étaient encore majoritairement satisfaits par le charbon (41,3 %) et le gaz naturel (21,7 %). Les centrales hydroélectriques et nucléaires représentaient respectivement 16,3% et 10,6%, tandis que les « sources d'énergie renouvelables » (solaire, éolien, biomasse, etc.) ne représentaient que 5,7 %.

La situation a radicalement changé depuis 2013, lorsque la consommation mondiale de pétrole, de charbon et de gaz naturel était respectivement de 31,1 %, 28,9 % et 21,4 %. Le nucléaire et l’hydroélectricité représentaient 4,8 % et 2,45 %, tandis que les énergies renouvelables ne représentaient que 1,2 %.

En outre, le nombre d’accords internationaux visant à limiter l’utilisation des combustibles fossiles et à développer des sources d’énergie alternatives a augmenté. Par exemple, la directive sur les énergies renouvelables, signée par l'Union européenne en 2009, qui fixe des objectifs d'utilisation des énergies renouvelables pour tous les pays membres d'ici 2020.

Fondamentalement, cet accord exige que l’UE couvre au moins 20 % de ses besoins énergétiques totaux avec des énergies renouvelables d’ici 2020 et au moins 10 % des carburants de transport. En novembre 2016, la Commission européenne a révisé ces objectifs et fixé une consommation minimale d'énergie renouvelable de 27 % d'ici 2030.

Certains pays sont devenus des leaders dans le développement des énergies alternatives. Par exemple, au Danemark, l'énergie éolienne fournit jusqu'à 140 % des besoins en électricité du pays ; le surplus est fourni aux pays voisins, à l'Allemagne et à la Suède.

L'Islande, grâce à sa situation dans l'Atlantique Nord et à ses volcans actifs, est parvenue à dépendre à 100 % des énergies renouvelables dès 2012 grâce à une combinaison d'hydroélectricité et d'énergie géothermique. En 2016, l’Allemagne a adopté une politique visant à éliminer progressivement sa dépendance au pétrole et à l’énergie nucléaire.

Les perspectives à long terme des énergies alternatives sont extrêmement positives. Selon un rapport de 2014 de l'Agence internationale de l'énergie (AIE), l'énergie solaire photovoltaïque et l'énergie solaire l'énérgie thermique représentera 27 % de la demande mondiale d’ici 2050, ce qui en fera la plus grande source d’énergie. Peut-être que grâce aux progrès de la fusion, les sources de combustibles fossiles seront désespérément obsolètes d’ici 2050. publié

Sources d'énergie alternatives- c'est le vent, le soleil, les marées, la biomasse, l'énergie géothermique de la Terre.

Les moulins à vent sont utilisés depuis longtemps par les humains comme source d’énergie. Cependant, ils sont efficaces et ne conviennent qu’aux petits utilisateurs. Malheureusement, le vent n’est pas encore en mesure de fournir de l’électricité en quantité suffisante. Les énergies solaire et éolienne présentent un sérieux inconvénient : une instabilité temporaire précisément au moment où elles sont le plus nécessaires. À cet égard, des systèmes de stockage d'énergie sont nécessaires pour que sa consommation soit possible à tout moment, mais il n'existe pas encore de technologie économiquement mature pour créer de tels systèmes.

Les premiers générateurs éoliens ont été développés dans les années 90. XIXème siècle au Danemark, et en 1910, plusieurs centaines de petites installations avaient été construites dans ce pays. En quelques années, l’industrie danoise obtenait un quart de ses besoins en électricité grâce aux éoliennes. Leur capacité totale était de 150 à 200 MW.

En 1982, 1 280 éoliennes ont été vendues sur le marché chinois, et en 1986, 11 000, apportant ainsi l’électricité à des régions de Chine qui n’en avaient jamais eu auparavant.

Au début du 20ème siècle. en Russie, il y avait 250 000 moulins à vent paysans d'une capacité allant jusqu'à 1 million de kW. Ils broyent 2,5 milliards de livres de céréales sur place, sans transport longue distance. Malheureusement, à cause d’une attitude irréfléchie à l’égard des ressources naturelles dans les années 40. siècle dernier sur le territoire ex-URSS La majeure partie des moteurs éoliens et hydrauliques a été détruite, et ce, dans les années 50. ils ont presque complètement disparu en tant que « technologie arriérée ».

Actuellement, l’énergie solaire est utilisée dans certains pays principalement pour le chauffage et pour la production d’énergie à très petite échelle. Pendant ce temps, la puissance du rayonnement solaire atteignant la Terre est de 2 x 10 17 W, ce qui est plus de 30 000 fois supérieur au niveau actuel de consommation d'énergie de l'humanité.

Il existe deux options principales pour utiliser l'énergie solaire : physique et biologique. Dans la version physique, l'énergie est accumulée par des capteurs solaires, des cellules solaires sur semi-conducteurs, ou concentrée par un système de miroirs. L'option biologique utilise l'énergie solaire accumulée lors de la photosynthèse dans la matière organique des plantes (généralement le bois). Cette option convient aux pays disposant de réserves forestières relativement importantes. Par exemple, l'Autriche prévoit de couvrir jusqu'à un tiers de ses besoins en électricité grâce à la combustion du bois dans les années à venir. Aux mêmes fins, au Royaume-Uni, il est prévu de planter des forêts sur environ 1 million d'hectares de terres impropres à l'agriculture. Des espèces à croissance rapide sont plantées, comme le peuplier, qui est coupé déjà 3 ans après la plantation (la hauteur de cet arbre est d'environ 4 m, le diamètre de la tige est supérieur à 6 cm).

Le problème de l'utilisation de sources d'énergie non traditionnelles est récemment devenu particulièrement pertinent. Ceci est sans aucun doute bénéfique, même si de telles technologies nécessitent des coûts importants. En février 1983, la société américaine Arca Solar a commencé à exploiter la première centrale solaire au monde d'une capacité de 1 MW. La construction de telles centrales électriques est une proposition coûteuse. La construction d'une centrale solaire capable de fournir de l'électricité à environ 10 000 consommateurs domestiques (puissance - environ 10 MW) coûtera 190 millions de dollars. C'est quatre fois plus que le coût de construction d'une centrale thermique fonctionnant à combustible solide, et donc trois fois plus que la construction d'une centrale hydroélectrique et d'une centrale nucléaire. Néanmoins, les experts dans l'étude de l'énergie solaire sont convaincus qu'avec le développement de la technologie d'utilisation de l'énergie solaire, les prix de celle-ci diminueront considérablement.

L’énergie éolienne et solaire constitue probablement l’avenir de l’énergie. En 1995, l’Inde a commencé à mettre en œuvre un programme de production d’énergie éolienne. Aux États-Unis, la capacité des centrales éoliennes est de 1 654 MW, dans l'Union européenne de 2 534 MW, dont 1 000 MW sont produits en Allemagne. Actuellement, l'énergie éolienne a atteint son plus grand développement en Allemagne, en Angleterre, aux Pays-Bas, au Danemark et aux États-Unis (il y a 15 000 éoliennes rien qu'en Californie). L'énergie obtenue à partir du vent peut être constamment renouvelée. Les parcs éoliens ne polluent pas l'environnement. Grâce à l’énergie éolienne, il est possible d’électrifier les coins les plus reculés du globe. Par exemple, 1 600 habitants de l'île de Désirat en Guadeloupe dépendent de l'électricité produite par 20 éoliennes.

De quoi d’autre pouvez-vous obtenir de l’énergie sans polluer l’environnement ?

Pour exploiter l’énergie des marées, les centrales marémotrices sont généralement construites à l’embouchure des rivières ou directement au bord de la mer. Dans un brise-lames portuaire conventionnel, des trous sont laissés là où l'eau s'écoule librement. Chaque vague augmente le niveau de l'eau, et donc la pression de l'air restant dans les trous. L'air « expulsé » par le trou supérieur entraîne la turbine. Avec le départ de la vague, un mouvement inverse de l'air se produit, qui cherche à combler le vide, et la turbine reçoit une nouvelle impulsion pour tourner. Selon les experts, ces centrales électriques peuvent utiliser jusqu’à 45 % de l’énergie marémotrice.

L’énergie houlomotrice apparaît comme une nouvelle forme d’énergie assez prometteuse. Par exemple, pour chaque mètre de front de vague entourant la Grande-Bretagne du côté de l’Atlantique Nord, il y a en moyenne 80 kW d’énergie par an, soit 120 000 GW. Des pertes importantes lors du traitement et du transport de cette énergie sont inévitables et, apparemment, seul un tiers de celle-ci peut entrer dans le réseau. Néanmoins, le volume restant est suffisant pour approvisionner l’ensemble de la Grande-Bretagne en électricité au niveau des tarifs de consommation actuels.

Les scientifiques sont également attirés par l'utilisation du biogaz, qui est un mélange de gaz inflammable - méthane (60 à 70 %) et dioxyde de carbone ininflammable. Il contient généralement des impuretés - sulfure d'hydrogène, hydrogène, oxygène, azote. Le biogaz se forme à la suite de la décomposition anaérobie (sans oxygène) de la matière organique. Ce processus peut être observé dans la nature dans les marécages de plaine. Les bulles d'air qui s'élèvent du fond des zones humides sont du biogaz – du méthane et ses dérivés.

Le processus de production de biogaz peut être divisé en deux étapes. Tout d'abord, à l'aide de bactéries anaérobies, un ensemble de substances organiques et inorganiques se forme à partir de glucides, de protéines et de graisses : acides (butyrique, propionique, acétique), hydrogène, dioxyde de carbone. Dans la deuxième étape (alcaline ou méthane), interviennent les bactéries méthanes qui détruisent les acides organiques en libérant du méthane, du dioxyde de carbone et petite quantité hydrogène.

En fonction de la composition chimique Lors de la fermentation des matières premières, 5 à 15 mètres cubes de gaz sont libérés par mètre cube de matière organique traitée.

Le biogaz peut être brûlé pour chauffer les maisons, sécher les céréales et être utilisé comme carburant pour les voitures et les tracteurs. Dans sa composition, le biogaz diffère peu du gaz naturel. De plus, dans le processus de production de biogaz, les résidus de fermentation représentent environ la moitié de la matière organique. Il peut être briqueté pour produire du combustible solide. Toutefois, d’un point de vue économique, cela n’est pas très rationnel. Les résidus de fermentation sont mieux utilisés comme engrais.

1 m 3 de biogaz correspond à 1 litre de gaz liquide ou 0,5 litre d'essence de haute qualité. L'obtention de biogaz apportera des avantages technologiques - destruction des déchets et avantages énergétiques - carburant bon marché.

En Inde, environ 1 million d'installations simples et bon marché sont utilisées pour produire du biogaz, et en Chine il y en a plus de 7 millions. D'un point de vue environnemental, le biogaz présente d'énormes avantages, car il peut remplacer le bois de chauffage et donc préserver les forêts et les forêts. prévenir la désertification. En Europe, de nombreuses stations d'épuration municipales couvrent leurs besoins énergétiques grâce au biogaz qu'elles produisent.

Une autre source d'énergie alternative sont les matières premières agricoles : canne à sucre, betterave sucrière, pomme de terre, topinambour, etc. Du carburant liquide, notamment de l'éthanol, en est produit par fermentation dans certains pays. Ainsi, au Brésil, les matières végétales sont transformées en alcool éthylique en quantités telles que ce pays couvre l'essentiel de ses besoins en carburant automobile. Les matières premières nécessaires à l’organisation de la production massive d’éthanol sont principalement la canne à sucre. La canne à sucre participe activement au processus de photosynthèse et produit plus d'énergie par hectare de surface cultivée que les autres cultures. Actuellement, sa production au Brésil est de 8,4 millions de tonnes, ce qui correspond à 5,6 millions de tonnes d'essence de la plus haute qualité. Aux États-Unis, on produit du biochol - un carburant pour voitures contenant 10 % d'éthanol obtenu à partir de maïs.

L'énergie thermique ou électrique peut être obtenue à partir de la chaleur des profondeurs terrestres. L'énergie géothermique est économiquement efficace là où l'eau chaude est proche de la surface de la croûte terrestre - dans les zones d'activité volcanique active avec de nombreux geysers (Kamtchatka, îles Kouriles, îles de l'archipel japonais). Contrairement à d’autres sources d’énergie primaire, les vecteurs d’énergie géothermique ne peuvent pas être transportés sur des distances dépassant plusieurs kilomètres. La chaleur terrestre est donc une source d'énergie typiquement locale, et les travaux liés à son exploitation (exploration, préparation des sites de forage, forage, tests de puits, prise de fluide, réception et transmission d'énergie, recharge, création d'infrastructures, etc.) s'effectue comme d'habitude sur une zone relativement restreinte, en tenant compte des conditions locales.

L'énergie géothermique est utilisée à grande échelle aux États-Unis, au Mexique et aux Philippines. La part de l'énergie géothermique dans le secteur énergétique des Philippines est de 19 %, celle du Mexique de 4 % et celle des États-Unis (y compris son utilisation pour le chauffage « directement », c'est-à-dire sans conversion en énergie électrique) est d'environ 1 %. La capacité totale de toutes les centrales géothermiques américaines dépasse les 2 millions de kW. L'énergie géothermique fournit de la chaleur à la capitale de l'Islande, Reykjavik. Déjà en 1943, 32 puits y étaient forés à des profondeurs de 440 à 2400 m, à travers lesquels de l'eau à une température de 60 à 130°C remonte à la surface. Neuf de ces puits sont encore en activité aujourd'hui. En Russie, au Kamtchatka, il existe une centrale géothermique d'une capacité de 11 MW et une autre d'une capacité de 200 MW est en construction.