वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के बारे में क्या। वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के उपयोग की संभावनाएँ

21वीं सदी की दहलीज पर, लोग तेजी से सोचने लगे कि नए युग में उनके अस्तित्व का आधार क्या बनेगा। लोग पहली आग से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में चले गए हैं, लेकिन ऊर्जा मानव जीवन का मुख्य घटक रही है और बनी हुई है।

वैकल्पिक ऊर्जा के "पारंपरिक" प्रकार हैं: सूर्य और हवा, समुद्री लहरों और गर्म झरनों, ज्वार की ऊर्जा। इन प्राकृतिक संसाधनों के आधार पर, बिजली संयंत्र बनाए गए: पवन, ज्वारीय, भूतापीय, सौर।

अब, पहले से कहीं ज्यादा, यह सवाल उठा कि ऊर्जा के मामले में ग्रह का भविष्य क्या होगा। मानवता का क्या इंतजार है - ऊर्जा की भूख या ऊर्जा की प्रचुरता? समाचार पत्रों और विभिन्न पत्रिकाओं में ऊर्जा संकट के बारे में अधिक से अधिक लेख आ रहे हैं। तेल की वजह से युद्ध होते हैं, राज्य फलते-फूलते हैं और गरीब हो जाते हैं, सरकारें बदल जाती हैं। नए प्रतिष्ठानों के लॉन्च या ऊर्जा के क्षेत्र में नए आविष्कारों के बारे में रिपोर्ट को समाचार पत्रों की संवेदनाओं की श्रेणी के लिए जिम्मेदार ठहराया जाने लगा। विशाल ऊर्जा कार्यक्रम विकसित किए जा रहे हैं, जिसके कार्यान्वयन के लिए भारी प्रयास और विशाल भौतिक परिव्यय की आवश्यकता होगी।

यदि 19वीं शताब्दी के अंत में, सामान्य रूप से, विश्व संतुलन में एक सहायक और महत्वहीन भूमिका निभाई गई, तो 1930 में पहले से ही दुनिया में लगभग 300 बिलियन किलोवाट-घंटे बिजली का उत्पादन किया गया था। समय के साथ - विशाल संख्या, विशाल विकास दर! और अभी भी थोड़ी ऊर्जा होगी - इसकी मांग और भी तेजी से बढ़ रही है।

इसलिए, अब दुनिया के सभी वैज्ञानिक नए वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों को खोजने और विकसित करने की समस्या का सामना कर रहे हैं। यह पेपर वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के वर्गीकरण, नए प्रकार के ईंधन खोजने के तरीके और ऊर्जा-बचत संसाधनों के आविष्कार और उपयोग में रूस और अन्य विदेशी देशों के अनुभव पर विचार करेगा।

1. वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों में सूर्य, पृथ्वी, पवन, वायु, परमाणु और जैव ऊर्जा की ऊर्जा शामिल है।

सौर ऊर्जा

सूर्य 8 ग्रहों की हमारी प्रणाली का केंद्र है (प्लूटो, सेरेस, आदि जैसे छोटे लोगों की गिनती नहीं), हमारे ग्रहों की प्रणाली में ऊर्जा का प्राथमिक और मुख्य स्रोत है। एक बड़ा थर्मोन्यूक्लियर रिएक्टर होने के नाते, भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करना, यह पृथ्वी को गर्म करता है, ऊपरी वायुमंडल, महासागरीय धाराओं और नदियों को गति प्रदान करता है। सूर्य के प्रकाश के प्रभाव में और प्रकाश संश्लेषण के लिए धन्यवाद, हमारे ग्रह पर लगभग एक चौथाई टन पौधे उगते हैं, जो बदले में 10 खरब टन पशु जीवों को जीवन देते हैं। सूर्य, जल और वायु के संयुक्त कार्य के लिए धन्यवाद, लाखों वर्षों में, पृथ्वी पर हाइड्रोकार्बन भंडार - कोयला, तेल, गैस, आदि जमा हो गए हैं, जिनका अब हम सक्रिय रूप से उपयोग कर रहे हैं।

ऊर्जा संसाधनों में मानव जाति की जरूरतों को पूरा करने के लिए आज प्रति वर्ष लगभग दस अरब टन हाइड्रोकार्बन ईंधन जलाने की आवश्यकता है। ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी पर लगभग छह ट्रिलियन टन विभिन्न हाइड्रोकार्बन हैं। यदि हम एक वर्ष में सूर्य द्वारा हमारे ग्रह को आपूर्ति की गई ऊर्जा को लेते हैं और इसे हाइड्रोकार्बन ईंधन में परिवर्तित करते हैं जिसे हम जलाते हैं, तो हमें लगभग एक सौ ट्रिलियन टन प्राप्त होगा, जो कि हमारे लिए आवश्यक ऊर्जा संसाधनों की मात्रा से दस हजार गुना अधिक है।

यहां तक ​​कि एक वर्ष में सूर्य से पृथ्वी पर आने वाली ऊर्जा का सौवां हिस्सा भी कई सदियों तक मानव जाति की ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त है, और यदि हम इस प्रतिशत को ले सकते हैं, तो यह कई वर्षों तक ऊर्जा उत्पादन के साथ कई समस्याओं को हल कर सकता है। आने वाली सदियाँ। सिद्धांत रूप में सौर ऊर्जा के इस बहुप्रतीक्षित प्रतिशत को कैसे लिया जाए, यह स्पष्ट है, मामला अधिक उन्नत ऊर्जा रूपांतरण तकनीकों का है। नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में सौर विकिरण संसाधनों, व्यापकता, उपलब्धता और पर्यावरण मित्रता के मामले में सबसे आशाजनक है।

20वीं सदी की शुरुआत में दुनिया भर के कई वैज्ञानिकों ने सौर ऊर्जा के इस्तेमाल पर गंभीरता से विचार किया। हमारे हमवतन, सैद्धांतिक अंतरिक्ष यात्रियों के संस्थापक के.ई. Tsiolkovsky ने अपनी पुस्तक के दूसरे भाग में: "प्रतिक्रियाशील उपकरणों के साथ विश्व स्थानों की जांच", निम्नलिखित लिखा: "प्रतिक्रियाशील उपकरण लोगों के लिए असीम स्थान जीतेंगे और पृथ्वी पर मानव जाति की तुलना में दो अरब गुना अधिक सौर ऊर्जा देंगे।"

सापेक्षता के विश्व प्रसिद्ध सिद्धांत के संस्थापक अल्बर्ट आइंस्टीन को 1921 में बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के नियमों की व्याख्या करने के लिए नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। 1905 में, उनका काम प्रकाशित हुआ, जिसमें प्लैंक की परिकल्पना के आधार पर, आइंस्टीन ने वर्णन किया कि कैसे और किस मात्रा में प्रकाश क्वांटा धातु से इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकालता है। पहली बार, सोवियत भौतिकविदों ने 1930 के दशक में प्रसिद्ध शिक्षाविद् ए.एफ. के मार्गदर्शन में इस परिकल्पना को व्यवहार में लाने में सफलता प्राप्त की। इओफ़े।

फिजिकोटेक्निकल इंस्टीट्यूट में, पहले सल्फाइड-थैलियम फोटोकल्स विकसित और बनाए गए थे, हालांकि, इन तत्वों की दक्षता 1% तक नहीं पहुंची।

बाद में, 1954 में, अमेरिकी वैज्ञानिकों पियर्सन, फुलर और चैपिन ने पहले तत्व को लगभग 6% की दक्षता के साथ पेटेंट कराया। 70 के दशक में, सौर फोटोवोल्टिक कोशिकाओं की दक्षता 10% तक पहुंच गई, लेकिन उनका उत्पादन काफी महंगा और आर्थिक रूप से अनुचित था, इसलिए सौर कोशिकाओं का उपयोग मुख्य रूप से अंतरिक्ष यात्रियों तक ही सीमित था। तत्वों के उत्पादन के लिए, उच्च शुद्धता और विशेष गुणवत्ता के सिलिकॉन (सी, सिलिकॉन) की आवश्यकता होती है, दहनशील हाइड्रोकार्बन की लागत की तुलना में, सिलिकॉन प्रसंस्करण महंगा और अनुचित रूप से देखा जाता था, हालांकि आवर्त सारणी का यह तत्व बहुतायत में पाया जाता है। रेत के रूप में समुद्र तटों पर (SiO2)। नतीजतन, सौर ऊर्जा के क्षेत्र में प्रौद्योगिकियों के विकास पर शोध को वित्त पोषण में कटौती या पूरी तरह से कम कर दिया गया है।

21वीं सदी की शुरुआत तक, सौर पैनलों की दक्षता को 20% तक बढ़ाया जा सकता है। यह अनुमान लगाना आसान है कि मानवता सौर ऊर्जा के विकास से पीछे क्यों हट गई है। पिछली शताब्दी के मध्य में, हमारी सभ्यता ने परमाणु ऊर्जा के रहस्य को उजागर किया, और विज्ञान की सभी शक्तियों को यूरेनियम को समृद्ध करने और अधिक उन्नत परमाणु रिएक्टर बनाने के नए तरीकों की तलाश में फेंक दिया गया, सिलिकॉन के उत्पादन के लिए प्रौद्योगिकियों की हानि के लिए और नए प्रकार के सौर सेल विकसित करना।

हालाँकि, यह सब थोड़ा अजीब लगता है, इस तथ्य को देखते हुए कि सिलिकॉन प्राप्त करने के लिए अधिक उन्नत प्रौद्योगिकियाँ लंबे समय से मौजूद हैं। 1974 में वापस, सीमेंस (जर्मनी) ने कार्बोथर्मल चक्र का उपयोग करके सिलिकॉन के उत्पादन के लिए एक तकनीक विकसित की, जिसने प्रक्रिया की लागत को परिमाण के एक क्रम से कम कर दिया। हालाँकि, इस तकनीक के लिए अब साधारण रेत की आवश्यकता नहीं है, लेकिन तथाकथित अतिरिक्त-शुद्ध क्वार्ट्ज, जिसका भंडार हमारे देश में सबसे बड़ा है, जो निस्संदेह रूस के लिए फायदेमंद है, क्योंकि उपलब्ध भंडार सभी के लिए पर्याप्त हैं।

सौर पैनल सौर ऊर्जा का उपयोग करने के एक रूप के रूप में

सूर्य हमारे सौर मंडल में ऊर्जा का सबसे शक्तिशाली स्रोत है। इसके भीतरी भाग में दबाव लगभग 100 बिलियन वायुमंडल है और तापमान 16 मिलियन डिग्री तक पहुँच जाता है। सभी विकिरणों का केवल एक दो अरबवाँ भाग ही पृथ्वी तक पहुंचता है। लेकिन यह छोटा सा हिस्सा भी ऊर्जा के सभी स्थलीय स्रोतों (पृथ्वी के कोर की ऊर्जा सहित) से अधिक है। सौर ऊर्जा का उपयोग आज आम हो गया है और सौर पैनल अधिक से अधिक लोकप्रियता प्राप्त कर रहे हैं।
अंतरिक्ष अन्वेषण में 1957 में पहले सौर पैनलों का उपयोग किया गया था। इन्हें सौर ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए उपग्रह पर स्थापित किया गया था, जो उपग्रह के संचालन के लिए आवश्यक थी। सौर सेल बनाते समय अर्धचालक पदार्थों का उपयोग किया जाता है, आमतौर पर सिलिकॉन।

सौर कोशिकाओं के संचालन का सिद्धांत फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है - प्रकाश ऊर्जा का बिजली में रूपांतरण। जब सौर ऊर्जा एक अमानवीय अर्धचालक से टकराती है (विभिन्न तरीकों से अमानवीयता प्राप्त की जा सकती है, उदाहरण के लिए, डोपिंग द्वारा), इसमें दोनों प्रकार के गैर-संतुलन आवेश वाहक बनाए जाते हैं। जब यह प्रणाली एक बाहरी सर्किट से जुड़ी होती है, तो इलेक्ट्रॉनों को क्रमशः "एकत्रित" किया जा सकता है, जिससे विद्युत प्रवाह बन सकता है। ऐसे कई प्रभाव हैं जो प्राप्त वर्तमान की मात्रा को नकारात्मक रूप से प्रभावित करते हैं (उदाहरण के लिए, सूर्य की किरणों का आंशिक प्रतिबिंब या उनका बिखरना), इसलिए सबसे उपयुक्त सामग्री बनाने के लिए शोध कार्य आज भी बहुत प्रासंगिक है।
सौर पैनल बड़े क्षेत्र के मॉड्यूल होते हैं जिन्हें अलग-अलग तत्वों से इकट्ठा किया जाता है। ये तत्व आमतौर पर छोटी प्लेटें होती हैं (जिनके आयाम औसतन 130 × 130 मिमी होते हैं), उनके साथ मिलाप किए गए संपर्कों के साथ।
इस प्रकार की ऊर्जा बिल्कुल पर्यावरण के अनुकूल है, क्योंकि वातावरण में कोई जहरीला और खतरनाक उत्सर्जन नहीं होता है, वे पानी या मिट्टी को प्रदूषित नहीं करते हैं, उनमें खतरनाक विकिरण भी नहीं होता है। इसके अलावा, यह वैकल्पिक ऊर्जा का एक बहुत ही विश्वसनीय स्रोत है - वैज्ञानिकों के अनुसार, सूरज कई लाख और वर्षों तक चमकेगा। इसके अलावा, सौर ऊर्जा बिल्कुल मुफ्त है। बेशक, एक और बात यह है कि सौर सेल का निर्माण अपने आप में एक महंगी प्रक्रिया है।

लेकिन इस मुद्दे का एक नकारात्मक पक्ष भी है। सूर्य की ऊर्जा मुक्त और विशाल होते हुए भी चंचल है। सौर पैनलों का संचालन मौसम पर अत्यधिक निर्भर है। बादलों के मौसम में, उत्पन्न बिजली की मात्रा काफी कम हो जाती है, और रात में यह पूरी तरह से बंद हो जाती है। किसी तरह इससे निपटने की कोशिश में वैज्ञानिकों ने हर तरह की बैटरी विकसित कर ली है। लेकिन जब इतने बड़े सोलर स्टेशन लोड होते हैं तो बैटरी एक घंटे से ज्यादा नहीं चलती। इसलिए, सौर पैनलों का उपयोग केवल बिजली के स्थिर स्रोत के साथ ही संभव है।
उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में सौर पैनल आम हैं। इन क्षेत्रों के देशों में धूप के दिनों की संख्या अधिकतम है, इसलिए बिजली की मात्रा भी अधिकतम है।

सौर ऊर्जा का उपयोग न केवल बड़ी कंपनियां बल्कि निजी घरों के मालिक भी कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, जर्मनी में, घरों की छतों पर सोलर पैनल लगाए जाते हैं, जिससे मालिकों को सभी बिजली लागतों का लगभग 50% बचाने की अनुमति मिलती है। यह देखते हुए कि इस देश में बिजली की लागत काफी अधिक है। धूप के दिनों में, पुनर्नवीनीकरण ऊर्जा की मात्रा आवश्यकता से अधिक हो सकती है। जर्मनी में, उदाहरण के लिए, राज्य इन अधिशेषों को निजी व्यक्तियों से खरीदता है और रात में खरीदी गई बिजली को कम कीमत पर फिर से बेचता है, जो सौर पैनल स्थापित करने में जनसंख्या की रुचि को उत्तेजित करता है।
अधिकांश बादल रहित क्षेत्रों में, संपूर्ण सौर ऊर्जा संयंत्र (HEES) बनाए जा रहे हैं। उनके संचालन का सिद्धांत सौर पैनलों से कुछ अलग है। ये सौर प्रतिष्ठान सौर ऊर्जा को केंद्रित करते हैं और इसका उपयोग टर्बाइन, ताप इंजन आदि को चलाने के लिए करते हैं। एक उदाहरण स्पेन में सौर टावर है। कई दर्पण सूर्य की किरणों को उसके ऊपरी भाग तक निर्देशित करते हैं, वहाँ के पानी को 250 डिग्री तक गर्म करते हैं। ये कई तरह से फायदेमंद होता है।
सौर पैनलों का एक अन्य लाभ उनकी गतिशीलता है। तेज धूप में एक छोटा तत्व पर्याप्त बिजली उत्पन्न कर सकता है, उदाहरण के लिए, सेल फोन या कम-शक्ति वाले लैपटॉप को चार्ज करना।

पृथ्वी ऊर्जा

ग्रह पृथ्वी सबसे अद्भुत और रहस्यमय वस्तु है जो कई सदियों से लोगों के मन को रोमांचित करती रही है। वह जीवन देती है, गर्मी, पानी, भोजन साझा करती है, और इसे दूर ले जाती है, तूफान, भूकंप, बाढ़ या ज्वालामुखी विस्फोट से ढह जाती है। जीवित रहने के लिए, एक व्यक्ति को ऊर्जा की आवश्यकता होती है और वह इसे हमारे ग्रह के आंत्रों को चुराकर लेता है: वह टनों तेल, कोयला निकालता है, जंगलों को काटता है, आदि। इस तथ्य के बावजूद कि हमारा ग्रह बहुत समृद्ध है, इसके भण्डार अभी भी असीमित नहीं हैं। यह समस्या एक वर्ष से अधिक समय से राष्ट्राध्यक्षों और वैज्ञानिकों के मन को परेशान कर रही है - वैकल्पिक ऊर्जा के नए स्रोत लगातार खोजे जा रहे हैं।

इस गंभीर समस्या के संभावित समाधानों में से एक भू-तापीय ऊर्जा है, यानी पृथ्वी की आंतरिक गर्मी का उपयोग और इसे बिजली में बदलना।

पृथ्वी के कोर का अनुमानित तापमान 5000 डिग्री सेल्सियस है, और वहां का दबाव 361 जीपीए तक पहुंच जाता है। इस तरह के अविश्वसनीय रूप से उच्च मूल्य नाभिक की रेडियोधर्मिता के कारण प्राप्त होते हैं। यह आस-पास की चट्टान की परतों को गर्म करता है, जिससे महाद्वीपों के आकार की गर्म धाराएँ बनती हैं। वे धीरे-धीरे पृथ्वी के आंतरिक भाग की गहराई से उठते हैं, महाद्वीपों को स्थानांतरित करने के लिए मजबूर करते हैं, ज्वालामुखी विस्फोट और भूकंप को भड़काते हैं।

जैसे-जैसे आप कोर से दूर जाते हैं, तापमान लगातार घटता जाता है, लेकिन ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान गर्मी बताती है कि कोर के लिए "कम" तापमान भी बहुत बड़ा है। पृथ्वी की ऊष्मीय ऊर्जा बहुत बड़ी है, लेकिन पकड़ यह है कि आधुनिक प्रौद्योगिकियां अभी तक इसका उपयोग करने की अनुमति नहीं देती हैं, यदि पूरी तरह से नहीं, तो कम से कम आधा।

एक मायने में, पृथ्वी के कोर को एक सतत गति मशीन माना जा सकता है: वहां मजबूत दबाव होता है (और यह हमेशा गुरुत्वाकर्षण के कारण होगा), जिसका अर्थ है कि उच्च तापमान और परमाणु प्रतिक्रियाएं होती हैं। लेकिन अभी तक न तो तकनीक और न ही ऐसी सामग्री बनाई गई है जो ऐसी कठोर परिस्थितियों का सामना कर सके और कोर तक पहुंच की अनुमति दे सके। आज हम निकट-सतह परतों की गर्मी का उपयोग कर सकते हैं, जिसका तापमान हजारों डिग्री के साथ अतुलनीय है, लेकिन यह इसके लाभकारी उपयोग के लिए काफी पर्याप्त है।
भूतापीय ऊर्जा का उपयोग करने के कई तरीके हैं। उदाहरण के लिए, आप आवासीय भवनों, विभिन्न उद्यमों या संस्थानों को गर्म करने के लिए गर्म भूजल का उपयोग कर सकते हैं। लेकिन अधिक रुचि इसे बिजली में बदलने के लिए तापीय ऊर्जा का उपयोग है।

भूतापीय ऊर्जा को उस रूप से अलग किया जाता है जिसमें यह जमीन से बाहर निकलती है:

• "सूखी भाप" . यह पानी और अशुद्धियों की बूंदों के बिना जमीन से निकलने वाली भाप है। विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने वाले टर्बाइनों को घुमाने के लिए इसका उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है। और संघनित पानी, एक नियम के रूप में, काफी साफ रहता है और इसे वापस जमीन पर या यहां तक ​​​​कि पास के जलाशयों में भी लौटाया जा सकता है।
• "गीली भाप" . यह पानी और भाप का मिश्रण है। इस मामले में, कार्य कुछ अधिक जटिल है, क्योंकि आपको पहले भाप को पानी से अलग करना होगा और उसके बाद ही इसका उपयोग करना होगा। पानी की बूंदें टर्बाइनों को नुकसान पहुंचा सकती हैं।
• "एक द्विआधारी चक्र के साथ प्रणाली" . जमीन से गर्म पानी निकलता है। इस पानी के उपयोग से आइसोब्यूटेन गैसीय अवस्था में परिवर्तित हो जाता है। और फिर टर्बाइनों को घुमाने के लिए आइसोब्यूटेन स्टीम का उपयोग करें। इस पानी का उपयोग सीधे अंतरिक्ष तापन - जिला तापन के लिए किया जा सकता है।

ऐसी स्थापनाओं का नुकसान यह है कि वे भौगोलिक रूप से भूतापीय गतिविधि के क्षेत्रों से बंधे हैं, जो पृथ्वी की सतह पर काफी असमान रूप से स्थित हैं। रूस में, भू-तापीय ऊर्जा स्रोत कामचटका, कुरील द्वीप समूह और सखालिन - आर्थिक रूप से अविकसित क्षेत्रों में स्थित हैं। चूँकि उनके पास एक खराब विकसित बुनियादी ढाँचा है, वे बहुत कम आबादी वाले हैं, एक कठिन भूभाग और उच्च भूकंपीय गतिविधि है, ये क्षेत्र वहाँ थर्मल स्टेशनों के निर्माण के लिए आर्थिक रूप से लाभहीन हैं। लेकिन यह हमारे ग्रह की तापीय ऊर्जा की सीमा नहीं बन सकता।
19वीं शताब्दी के मध्य में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी विलियम थॉमसन ने ऊष्मा पम्प प्रौद्योगिकी की नींव रखी। इसके संचालन के सिद्धांत को योजनाबद्ध रूप से तीन बंद सर्किट के रूप में समझाया जा सकता है।

तथाकथित शीतलक बाहरी सर्किट में घूमता है, जो पर्यावरण की गर्मी को अवशोषित करता है। आमतौर पर, यह सर्किट एक पाइपलाइन है जो एंटीफ्ऱीज़ (एंटीफ्ऱीज़र तरल) परिसंचारी के साथ बाहरी गर्मी स्रोत (मिट्टी, नदी, समुद्र, आदि) के जितना संभव हो उतना करीब है।

दूसरे परिपथ में, एक पदार्थ परिचालित होता है, जो पहले परिपथ के पदार्थ की गर्मी के कारण वाष्पित हो जाता है, और संघनित होकर अंतिम तीसरे परिपथ के पदार्थ को ऊष्मा देता है। दूसरा सर्किट वाष्पीकरण माध्यम के रूप में एक रेफ्रिजरेंट (कम वाष्पीकरण तापमान वाला पदार्थ) का उपयोग करता है। एक संघनित्र, एक बाष्पीकरण करनेवाला और रेफ्रिजरेंट के दबाव को बदलने वाले उपकरण एक ही सर्किट में बनाए गए हैं। तीसरा सर्किट ताप तत्व है जो परिसर में गर्मी स्थानांतरित करता है।
एक और परियोजना है जो पृथ्वी की पपड़ी की गर्मी को बिजली में परिवर्तित करती है। यह परियोजना अमेरिकी ऊर्जा विभाग की राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं में से एक के वैज्ञानिकों द्वारा विकसित की गई थी। प्रौद्योगिकी में लगभग चार किलोमीटर की गहराई वाले दो उथले कुओं की ड्रिलिंग शामिल है, जो कठोर चट्टान तक पहुँचते हैं। इसके अलावा, भूमिगत विस्फोटों की मदद से चट्टानों को कुचल दिया जाता है, जिससे कुएं की गहराई बढ़ जाती है। कुओं में से एक पानी से भरा हुआ है, जहां यह 176 डिग्री तक गर्म होता है। इस तथ्य के बावजूद कि तापमान अपेक्षाकृत कम है, यह परिसर को गर्म करने और बिजली पैदा करने के लिए काफी है। फिर पानी दूसरे कुएं से ऊपर उठता है (वे इसे पहले कुएं से काफी दूरी पर लगाने की कोशिश करते हैं) और बिजली संयंत्र में प्रवेश करते हैं।

इस पद्धति का लाभ क्षेत्र की भू-तापीय गतिविधि से इसकी स्वतंत्रता है - यह लगभग हर जगह स्थापना के लिए उपयुक्त है।
काफी लंबे समय से, वैज्ञानिकों के मन एक अन्य प्रकार की पृथ्वी ऊर्जा - चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा से उत्साहित हैं। आज तक, एक भी वास्तविक जीवन परियोजना नहीं बनाई गई है। लेकिन चुंबकीय क्षेत्र की विशाल क्षमता लगातार नए और अधिक चालाक उपकरणों के आविष्कार पर जोर दे रही है। जिनमें से एक टेस्ला इलेक्ट्रिक कार है। इस उपकरण के संचालन का सिद्धांत सभी के लिए एक रहस्य बना रहा।

निकोला टेस्ला ने एक पारंपरिक कार के गैसोलीन इंजन को एक मानक 80hp एसी इलेक्ट्रिक मोटर से बदल दिया, जिसमें कोई बाहरी शक्ति स्रोत नहीं था। कार 150 किमी / घंटा तक की गति तक पहुँच सकती है। स्वयं वैज्ञानिक के अनुसार, मशीन ने "ईथर जो हमारे चारों ओर है!" के लिए धन्यवाद काम किया। आधुनिक शोधकर्ताओं का मानना ​​\u200b\u200bहै कि भौतिक विज्ञानी ने अपने जनरेटर में हमारे ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा का उपयोग किया। वह अपने उच्च आवृत्ति एसी सर्किट को 7.5 हर्ट्ज की गुंजयमान आवृत्ति पर ट्यून कर सकता था। लेकिन ये सिर्फ अनुमान हैं.
ऊष्मीय या चुंबकीय जैसे ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोत जल्द ही कल्पना या परिकल्पना नहीं, बल्कि एक आवश्यकता बन जाएंगे। ठीक है, उनके फायदों के कारण: उच्च पर्यावरण मित्रता, स्थान और मौसम या जलवायु परिस्थितियों से स्वतंत्रता, कम उत्पादन लागत और निश्चित रूप से, अटूटता, ये ऊर्जा स्रोत बहुत आशाजनक होते जा रहे हैं।

पवन ऊर्जा फार्म प्रारंभ

हवा हवा है, हमारे ग्रह पर वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों में से एक है।

आधुनिकता हवा को पृथ्वी की सतह पर 0.6 मी/से से अधिक की गति से चलने वाली हवा की एक धारा के रूप में परिभाषित करती है। यह वायुमंडलीय दबाव के असमान वितरण के कारण होता है, जो लगातार बदल रहा है, हवा की विशाल परतों को एक उच्च दबाव वाले क्षेत्र से कम एक में स्थानांतरित कर रहा है। प्राचीन काल में, इन सभी चालाक परिभाषाओं के बारे में एक भी विचार नहीं था, लेकिन इसने प्राचीन लोगों को अपने स्वयं के प्रयोजनों के लिए पवन ऊर्जा का उपयोग करने के तरीके सीखने से नहीं रोका।

हमारे युग से पहले भी, कुशल मिस्रियों ने पहली नौकायन नौकाओं पर नील नदी पार की थी। नतीजतन, यह नौकायन के विकास में पहला कदम था। वाइकिंग्स कम आविष्कारशील नहीं थे। हवा के तेज झोंकों से संचालित उनके लड़ाकू नौकायन जहाजों ने गति और हल्केपन में पश्चिमी यूरोप के सभी जहाजों को पार कर लिया, जिससे स्थानीय आबादी में भय और आतंक पैदा हो गया। 12वीं शताब्दी में पहली पवनचक्की के निर्माण से पहली पकी हुई रोटी का जन्म हुआ, जिसके बिना किसी भी आधुनिक तालिका की कल्पना करना असंभव है।

पवन ऊर्जा के उपयोग को हॉलैंड में बहुत अच्छा अनुप्रयोग मिला है। यह देश अक्सर बाढ़ग्रस्त रहता है क्योंकि यह समुद्र तल से नीचे है, और 14वीं शताब्दी में खेतों से पानी पंप करने के लिए पवन ऊर्जा के उपयोग ने इसे उस समय के सबसे अमीर देशों में से एक बना दिया। इसके बाद, अन्य यूरोपीय देशों ने विपरीत प्रभाव प्राप्त करने के लिए ऐसे वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत का उपयोग करना शुरू किया - शुष्क क्षेत्रों में पानी की आपूर्ति।

19वीं सदी तक, पवन चक्कियाँ पहले ही लोगों के लिए आम हो चुकी थीं। 1900 तक अकेले डेनमार्क में 2,000 से अधिक पवन चक्कियां थीं। और पहली पवनचक्की का निर्माण, जो हवा को बिजली में परिवर्तित करती है, आधुनिक ऊर्जा के इतिहास में एक नए दौर की शुरुआत थी - पवन ऊर्जा।

पवन ऊर्जा बहुत आशाजनक हो गई है क्योंकि पवन ऊर्जा का नवीकरणीय स्रोत है। इस ऊर्जा उद्योग का विकास बहुत सक्रिय है: 2008 तक, सभी पवन टर्बाइनों की कुल स्थापित क्षमता 120 गीगावाट थी। चूंकि पवन जनरेटर की शक्ति जनरेटर के ब्लेड के क्षेत्र पर निर्भर करती है, इसलिए उनके आकार को बढ़ाने की प्रवृत्ति होती है, और इन संरचनाओं को मिल नहीं कहा जा सकता है - अब वे टर्बाइन हैं।

इस प्रकार की ऊर्जा संयुक्त राज्य अमेरिका में व्यापक हो गई है। 20वीं शताब्दी के मध्य तक, वहां कई लाख टर्बाइनों का निर्माण किया जा चुका था। समय के साथ, हवादार कैलिफोर्निया और पूरे राज्यों में पवन फार्म बहुत आम हो गए हैं, और आम नागरिकों से हवा से प्राप्त अतिरिक्त बिजली खरीदने के लिए उपयोगिताओं की आवश्यकता वाले कानून के पारित होने के बाद, यह क्षेत्र आकर्षक और आर्थिक रूप से बन गया है।

पवन ऊर्जा का पर्यावरणीय पहलू महत्वपूर्ण है। वैश्विक पवन ऊर्जा परिषद के अनुसार, 2050 तक यह उद्योग वार्षिक कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) उत्सर्जन को 1.5 बिलियन टन कम करने में मदद करेगा। टर्बाइन पवन खेत (लगभग 1%) के बहुत छोटे क्षेत्र पर कब्जा कर लेते हैं, इसलिए शेष क्षेत्र कृषि के लिए खुला है। छोटे घनी आबादी वाले देशों में इसका बहुत महत्व है।
1973 में पवन ऊर्जा का महत्व बढ़ गया, जब ओपेक ने तेल उत्पादन पर प्रतिबंध लगा दिया और सालाना इसकी मात्रा को ट्रैक करना शुरू किया। तेल की कीमत कई गुना बढ़ गई है, जिससे राज्यों को वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का अध्ययन और विकास करने के लिए मजबूर होना पड़ा है। हर साल पवन ऊर्जा प्रौद्योगिकी की लागत कम हो जाती है, जिससे कुल मात्रा में पवन ऊर्जा का हिस्सा बढ़ जाता है। आज तक, दुनिया भर में यह योगदान केवल 2% है, लेकिन यह आंकड़ा हर मिनट बढ़ रहा है।

जल ऊर्जा

जल पृथ्वी पर जीवन का स्रोत है। यह हमारे ग्रह पर सबसे अनोखी और आश्चर्यजनक घटनाओं में से एक है, जिसमें कई अद्वितीय गुण हैं, जिनका उपयोग मनुष्य के लिए बहुत फायदेमंद और उपयोगी हो सकता है।

जल ऊर्जा ऊर्जा के पहले स्रोतों में से एक है जिसे लोगों ने अपने उद्देश्यों के लिए उपयोग करना सीखा है। तो पहली नदी मिलों के संचालन का सिद्धांत सरल और एक ही समय में सरल है: पानी की एक चलती धारा पहिया को घुमाती है, पानी की गतिज ऊर्जा को पहिया के यांत्रिक कार्य में परिवर्तित करती है। वास्तव में, सभी आधुनिक पनबिजली संयंत्र एक ही तरह से काम करते हैं, केवल एक महत्वपूर्ण जोड़ के साथ: पहिया की यांत्रिक ऊर्जा तब विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।

पानी की ऊर्जा को मोटे तौर पर इसके स्वरूप के अनुसार तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है जिसमें यह रूपांतरित होता है:

1. उतार और प्रवाह ऊर्जा . भाटा घटना बहुत ही रोचक है और लंबे समय तक इसे किसी भी तरह से समझाया नहीं जा सका। बड़े पैमाने पर (और निश्चित रूप से पृथ्वी के करीब) अंतरिक्ष पिंड, जैसे कि चंद्रमा या सूर्य, उनके गुरुत्वाकर्षण की क्रिया से समुद्र में पानी के असमान वितरण की ओर ले जाते हैं, जिससे पानी का "कूबड़" बनता है। पृथ्वी के घूमने के कारण ये "कूबड़" हिलने लगते हैं और तटों की ओर बढ़ने लगते हैं। लेकिन पृथ्वी के उसी घूर्णन के कारण चंद्रमा के सापेक्ष समुद्र की स्थिति बदल जाती है, जिससे गुरुत्वाकर्षण का प्रभाव कम हो जाता है।

उच्च ज्वार के दौरान, समुद्र तट पर स्थित विशेष जलाशय भर जाते हैं। बांधों के कारण जलाशयों का निर्माण होता है। कम ज्वार पर, पानी अपनी उल्टी गति शुरू करता है, जिसका उपयोग टर्बाइनों को घुमाने और ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। यह महत्वपूर्ण है कि उच्च और निम्न ज्वार के बीच ऊंचाई का अंतर जितना संभव हो उतना बड़ा हो, अन्यथा ऐसा स्टेशन खुद को सही नहीं ठहरा सकता। इसलिए, ज्वारीय बिजली संयंत्र आमतौर पर संकरी जगहों पर बनाए जाते हैं जहाँ ज्वार की ऊँचाई कम से कम 10 मीटर तक पहुँचती है। उदाहरण के लिए, फ्रांस में रेंस नदी के मुहाने पर एक ज्वारीय स्टेशन।

लेकिन ऐसे स्टेशनों के अपने नुकसान भी हैं: बांध के निर्माण से समुद्र से ज्वार के आयाम में वृद्धि होती है, और इससे भूमि को खारे पानी से भरना पड़ता है। नतीजतन - जैविक प्रणाली के वनस्पतियों और जीवों में परिवर्तन, और सर्वोत्तम के लिए नहीं।
2. समुद्री लहरों की ऊर्जा। इस तथ्य के बावजूद कि इस ऊर्जा की प्रकृति ईब्स और प्रवाह की ऊर्जा के समान है, इसे अभी भी एक अलग शाखा के रूप में अलग करने की प्रथा है। इस प्रकार की ऊर्जा में उच्च विशिष्ट शक्ति होती है (समुद्र की लहरों की अनुमानित शक्ति 15 kW / m तक पहुँचती है)। यदि तरंग की ऊँचाई लगभग दो मीटर है, तो यह मान 80 kW/m तक बढ़ सकता है। सभी तरंग ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना संभव नहीं है, लेकिन फिर भी रूपांतरण गुणांक काफी अधिक है - 85%।
आज तक, स्थापना करते समय उत्पन्न होने वाली कई कठिनाइयों के कारण समुद्री तरंग ऊर्जा का उपयोग विशेष रूप से आम नहीं है। अब तक, यह क्षेत्र केवल प्रायोगिक अनुसंधान के स्तर पर है।
3. जलविद्युत संयंत्र . इस प्रकार की ऊर्जा मनुष्यों को तीन तत्वों के संयुक्त "कार्य" के लिए उपलब्ध हो गई है: जल, वायु और निश्चित रूप से, सूर्य। सूरज झीलों, समुद्रों और महासागरों की सतह से पानी को वाष्पित करके बादलों का निर्माण करता है। हवा गैसीय जल को ऊंचे क्षेत्रों में ले जाती है, जहां यह संघनित होता है और वर्षा के रूप में गिरता है, अपने मूल स्रोतों में वापस प्रवाहित होने लगता है। इन धाराओं के रास्ते में पनबिजली संयंत्र लगाए जाते हैं, जो गिरते पानी की ऊर्जा को रोकते हैं और इसे बिजली में परिवर्तित करते हैं। स्टेशन द्वारा उत्पन्न बिजली पानी के गिरने की ऊंचाई पर निर्भर करती है, इसलिए पनबिजली स्टेशन पर बांध बनाए जाने लगे। वे आपको प्रवाह की मात्रा को समायोजित करने की अनुमति भी देते हैं। इतनी बड़ी संरचना का निर्माण बहुत महंगा है, लेकिन उपयोग किए गए संसाधन की अटूटता और उस तक मुफ्त पहुंच के कारण पनबिजली स्टेशन पूरी तरह से खुद के लिए भुगतान करता है।
इस प्रकार की ऊर्जा, बाकी के साथ सादृश्य द्वारा, प्लसस और मिन्यूज़ दोनों हैं। जिस तरह ज्वार की ऊर्जा का उपयोग करने के मामले में, एक पनबिजली स्टेशन के निर्माण से एक बड़े क्षेत्र में बाढ़ आ जाती है और स्थानीय जीवों को अपूरणीय क्षति होती है। लेकिन इस परिस्थिति को ध्यान में रखते हुए भी हम एचपीपी की उच्च पर्यावरण मित्रता के बारे में बात कर सकते हैं: वे पृथ्वी के वायुमंडल को प्रदूषित किए बिना केवल स्थानीय क्षति का कारण बनते हैं। स्टेशनों से होने वाले नुकसान को कम करने के प्रयास में, उनके संचालन के अधिक से अधिक नए तरीके विकसित किए जा रहे हैं, और टर्बाइनों के डिजाइन में लगातार सुधार किया जा रहा है।

प्रस्तावित तरीकों में से एक बैटरी का "पंपिंग" था। टर्बाइनों से होकर गुजरने वाला पानी आगे नहीं बहता, बल्कि बड़े जलाशयों में जमा हो जाता है। जब पनबिजली स्टेशन पर भार न्यूनतम हो जाता है, तो संग्रहीत पानी को परमाणु या थर्मल स्टेशन की ऊर्जा के कारण वापस पंप किया जाता है और सब कुछ दोहराता है। यह विधि पर्यावरण और आर्थिक संकेतकों दोनों के मामले में जीतती है।
फ्रांस के ग्रेनोबल में परमाणु ऊर्जा आयोग के विशेषज्ञों के साथ जल ऊर्जा के उपयोग के लिए एक और दिलचस्प क्षेत्र सामने आया। वे गिरने वाली बारिश की ऊर्जा का उपयोग करने का सुझाव देते हैं। पीज़ोसिरेमिक तत्व पर गिरने वाली प्रत्येक बूंद, इसे शारीरिक रूप से प्रभावित करती है, जिससे एक विद्युत क्षमता का आभास होता है। इसके अलावा, विद्युत आवेश संशोधित होता है (जैसे माइक्रोफोन में, विद्युत संकेत दोलनों में परिवर्तित हो जाता है)।

अपने रूपों की विविधता के कारण, पानी में वास्तव में विशाल ऊर्जा क्षमता होती है। आज तक, जलविद्युत पहले से ही अत्यधिक विकसित है और दुनिया के बिजली उत्पादन का 25% हिस्सा है, और इसके विकास की गति को देखते हुए, हम सुरक्षित रूप से कह सकते हैं कि यह एक बहुत ही आशाजनक क्षेत्र है।

परमाणु ऊर्जा फार्म प्रारंभ

20वीं सदी के अंत में, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत खोजने की समस्या बहुत प्रासंगिक हो गई। इस तथ्य के बावजूद कि हमारा ग्रह वास्तव में तेल, कोयला, इमारती लकड़ी आदि जैसे प्राकृतिक संसाधनों से समृद्ध है, ये सभी संपदा समाप्त होने वाली हैं। इसलिए हमें ऊर्जा के अधिक से अधिक नए और उत्तम स्रोतों की तलाश करनी होगी।

लंबे समय से, मानव जाति ने वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के मुद्दे को हल करने के लिए एक या दूसरे तरीके की खोज की है, लेकिन ऊर्जा के इतिहास में वास्तविक सफलता परमाणु ऊर्जा का उदय था।

लोगों द्वारा अपने स्वयं के उद्देश्यों के लिए इसका उपयोग करना सीखने से पहले परमाणु सिद्धांत विकास में एक लंबा सफर तय कर चुका है। यह सब 1896 में वापस शुरू हुआ, जब ए। बेकरेल ने यूरेनियम अयस्क द्वारा उत्सर्जित अदृश्य किरणों को पंजीकृत किया, और जिसमें एक बड़ी मर्मज्ञ शक्ति थी। बाद में इस घटना को रेडियोधर्मिता कहा गया।

परमाणु ऊर्जा के विकास के इतिहास में सोवियत भौतिकविदों सहित कई दर्जन उत्कृष्ट नाम शामिल हैं। विकास के अंतिम चरण को 1939 कहा जा सकता है - जब यू.बी. खरितोन और वाई.बी. ज़ेल्डोविच ने सैद्धांतिक रूप से यूरेनियम -235 नाभिक के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया को लागू करने की संभावना दिखाई। परमाणु ऊर्जा का और विकास छलांग और सीमा से हुआ। सबसे मोटे अनुमान के अनुसार, 1 किलो यूरेनियम के विखंडन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की तुलना 2,500,000 किलो कोयले को जलाने से प्राप्त ऊर्जा से की जा सकती है।

द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, सभी शोध सैन्य क्षेत्र में पुनर्निर्देशित किए गए थे। परमाणु ऊर्जा का पहला उदाहरण जिसे मनुष्य पूरी दुनिया के सामने प्रदर्शित करने में सक्षम था, परमाणु बम था, फिर हाइड्रोजन बम।

केवल वर्षों बाद ही वैज्ञानिक समुदाय ने अपना ध्यान अधिक शांतिपूर्ण क्षेत्रों की ओर लगाया जहाँ परमाणु ऊर्जा का उपयोग वास्तव में उपयोगी हो सकता है। इस प्रकार ऊर्जा के सबसे युवा क्षेत्र की शुरुआत हुई। परमाणु ऊर्जा संयंत्र (एनपीपी) दिखाई देने लगे और दुनिया का पहला एनपीपी कलुगा क्षेत्र के ओबनिंस्क शहर में बनाया गया।

आज, दुनिया भर में कई सौ परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं। परमाणु ऊर्जा का विकास अविश्वसनीय रूप से तेज रहा है। 100 वर्षों से भी कम समय में, वह तकनीकी विकास के अति-उच्च स्तर को प्राप्त करने में सक्षम थी। यूरेनियम या प्लूटोनियम नाभिक के विखंडन के दौरान निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा अतुलनीय रूप से बड़ी होती है - इससे बड़े औद्योगिक प्रकार के परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाना संभव हो गया।

यह ऊर्जा कुछ रेडियोधर्मी तत्वों के परमाणु विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त होती है। आमतौर पर यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम का इस्तेमाल होता है। परमाणु विखंडन तब शुरू होता है जब एक न्यूट्रॉन इसमें प्रवेश करता है - एक प्राथमिक कण जिसमें कोई आवेश नहीं होता है, लेकिन इसका द्रव्यमान अपेक्षाकृत बड़ा होता है (एक प्रोटॉन के द्रव्यमान से 0.14% अधिक)। नतीजतन, विखंडन के टुकड़े और नए न्यूट्रॉन बनते हैं, जिनमें उच्च गतिज ऊर्जा होती है, जो बदले में सक्रिय रूप से गर्मी में परिवर्तित हो जाती है।
इस प्रकार की ऊर्जा न केवल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उत्पन्न होती है। इसका उपयोग परमाणु पनडुब्बियों और परमाणु आइसब्रेकर पर भी किया जाता है।
परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को ठीक से काम करने के लिए ईंधन की आवश्यकता होती है। एक नियम के रूप में, यह यूरेनियम है। यह तत्व व्यापक रूप से प्रकृति में वितरित है, लेकिन इसका उपयोग करना मुश्किल है। प्रकृति में, यूरेनियम (जैसे तेल) की कोई जमा राशि नहीं है, यह पूरी पृथ्वी की पपड़ी पर "स्मियर" की तरह है। सबसे अमीर यूरेनियम अयस्क, जो बहुत दुर्लभ हैं, में 10% तक शुद्ध यूरेनियम होता है। यूरेनियम आमतौर पर यूरेनियम युक्त खनिजों में एक आइसोमोर्फिक प्रतिस्थापन तत्व के रूप में पाया जाता है। लेकिन इस सब के साथ, ग्रह पर यूरेनियम की कुल मात्रा भव्य रूप से बड़ी है। शायद निकट भविष्य में, नवीनतम प्रौद्योगिकियां यूरेनियम उत्पादन के प्रतिशत में वृद्धि करेंगी।

ऊर्जा का इतना शक्तिशाली स्रोत, और इसलिए शक्ति, चिंता का कारण नहीं बन सकती। इसकी विश्वसनीयता और सुरक्षा को लेकर लगातार बहस होती रहती है। परमाणु ऊर्जा से पर्यावरण को क्या नुकसान होता है इसका आकलन करना मुश्किल है। हालाँकि, अगर कल हमारा ग्रह पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों के सभी भंडार से बाहर हो गया, तो शायद परमाणु ऊर्जा एकमात्र ऐसा क्षेत्र बन जाएगा जो वास्तव में इसे बदल सकता है। इसके लाभों से इनकार नहीं किया जा सकता, लेकिन संभावित परिणामों को भी नहीं भूलना चाहिए।

जैव

बायोएनेर्जी की अवधारणा से जुड़ा बहुत भ्रम है।

परिभाषा के अनुसार, बायोएनेर्जी वैकल्पिक ऊर्जा की एक शाखा है, अर्थात ऐसी ऊर्जा जिसे नवीकरणीय माना जाता है। सभी मानव जाति द्वारा प्रति वर्ष खपत की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा बहुत अधिक है। इसलिए, यह सवाल उठता है कि क्या कम से कम कुछ संसाधनों को उनकी खपत की दर के अनुसार बहाल किया जा सकता है।

बायोएनेर्जी वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की एक पूरी श्रृंखला का संयोजन है। यह स्पेक्ट्रम बायोमास की एक सामान्य अवधारणा से एकजुट है। वास्तव में, यह हमारे ग्रह पर रहने वाले सभी जीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि का परिणाम है।

वार्षिक रूप से, ग्रह पर बायोमास की वृद्धि 130 बिलियन टन शुष्क पदार्थ तक पहुँचती है। यह प्रति वर्ष 660,000 TWh के बराबर है, जबकि वैश्विक जनता को प्रति वर्ष केवल 15,000 TWh की आवश्यकता है।
आज, 99% से अधिक कार मालिक तेल से बने ईंधन का उपयोग करते हैं। और हर दिन सड़कों पर कारों की संख्या बढ़ती जा रही है। पेट्रोलियम ईंधन शायद ही नवीकरणीय है। हर साल तेल की मात्रा लगातार कम हो रही है, जिससे इसकी कीमत में वृद्धि होती है। और चूंकि कई देशों की अर्थव्यवस्था केवल विकसित हो रही है, कीमतों में वृद्धि के बावजूद, तेल की मांग अभी भी बढ़ेगी। एक दुष्चक्र, जिससे बाहर निकलने का रास्ता जैव ईंधन हो सकता है।
लंबे समय तक, जैव ईंधन को अप्रतिस्पर्धी माना जाता था, क्योंकि वे बिजली उत्पादन और कार्यान्वयन की जटिलता दोनों के मामले में जीवाश्म ईंधन से कम थे। लेकिन लगातार विकसित हो रही तकनीक ने इन समस्याओं को हल करने में मदद की है। जैव ईंधन विभिन्न प्रकार में आते हैं:

• तरल: मेथनॉल, इथेनॉल, बायोडीजल;
• गैसीय:हाइड्रोजन, तरलीकृत पेट्रोलियम गैस (प्रोपेन-ब्यूटेन अंश);
• ठोस: जलाऊ लकड़ी, कोयला, पुआल।

नव निर्मित तरल जैव ईंधन इसकी पर्यावरण मित्रता और उपलब्धता से अलग है, लेकिन इसका एक और महत्वपूर्ण लाभ भी है। तरल जैव ईंधन में परिवर्तन के लिए इंजनों और उपकरणों की संरचना में महत्वपूर्ण बदलाव की आवश्यकता नहीं होगी। जैव ईंधन अपने आप में एक कच्चा माल है, जो एक नियम के रूप में, बलात्कार के बीज, सोयाबीन, गन्ने के डंठल या मकई के प्रसंस्करण से प्राप्त होता है। जीवाश्म ईंधन (उदाहरण के लिए, सेल्युलोज से) के उत्पादन के लिए कई और दिशाएँ विकसित की जा रही हैं।

प्राकृतिक गैस, हाइड्रोजन और इसी तरह के कच्चे माल को अक्षय स्रोतों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है, इसलिए जैव ईंधन पर स्विच करते समय उन्हें एक निश्चित सीमा तक, एक आधा उपाय माना जा सकता है। इसके अलावा, ऐसी तकनीक की शुरुआत से जुड़ी कई कठिनाइयाँ हैं। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन इंजन अपने "परिवार" का एक बहुत ही आशाजनक प्रतिनिधि बन सकता है, लेकिन कार के सामान्य कामकाज के लिए कार की छत पर पूरे टैंक को ठीक करना आवश्यक होगा, जो बहुत सुविधाजनक नहीं है। और एक संपीड़ित अवस्था में, हाइड्रोजन बहुत विस्फोटक होती है।

नैनो टेक्नोलॉजी के क्षेत्र में नवीनतम आविष्कार बचाव में आए - हाइड्रोजन और अन्य विस्फोटक गैसों के भंडारण के लिए नैनोकैप्सूल बनाने के लिए एक परियोजना विकसित की जा रही है। प्रत्येक नैनोकैप्सूल (संशोधित नैनोट्यूब) गैस अणुओं की एक निश्चित संख्या से भरा होगा और फुलरीन के साथ "कॉर्क्ड" होगा, जो गैस को भागों में विभाजित करने की अनुमति देगा, जिससे यह सुरक्षित हो जाएगा।

बायोडीजल ईंधन के साथ स्थिति बहुत सरल है। बायोडीजल वनस्पति तेल है जिसमें मेथनॉल (कभी-कभी इथेनॉल या आइसोप्रोपिल अल्कोहल का उपयोग किया जा सकता है) के साथ रुचि होती है। प्रतिक्रिया आमतौर पर सामान्य दबाव और 60 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होती है। वनस्पति तेल वनस्पति के विभिन्न प्रतिनिधियों (20 से अधिक आइटम) से प्राप्त किए जाते हैं, लेकिन रेपसीड नेता बना रहता है। यह एक तैलीय पौधा है जिसे कृषि परिस्थितियों में उगाना आसान है।
लेकिन बायोएनेर्जी के फायदे यहीं खत्म नहीं होते हैं। इस तथ्य के अलावा कि यह वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की खोज और इसकी पर्यावरण मित्रता के बारे में हमारे समय के दबाव वाले सवालों का जवाब देता है, भौतिक पहलू पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है।

तेल के आयात का देश के बजट पर गहरा प्रभाव पड़ता है, इसकी कीमत में लगातार वृद्धि को देखते हुए। और जैव ईंधन, इसके विपरीत, हर दिन सस्ता हो रहा है। इसलिए, यह तर्क दिया जा सकता है कि जैव ईंधन के संक्रमण में बचत बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है।

फरवरी 2006 में, यूरोपीय संघ ने "जैव ईंधन के लिए रणनीति" दस्तावेज़ को अपनाया, जो जैव ईंधन के उपयोग को बढ़ाने के लिए बाजार, विधायी और अनुसंधान क्षमता का वर्णन करता है। भले ही आज वैश्विक ईंधन ऊर्जा में जैव ईंधन का प्रतिशत एक प्रतिशत भी न हो, इतने सारे फायदों के साथ, निकट भविष्य में स्थिति में नाटकीय रूप से बदलाव आना चाहिए।

2. रूस और विदेशों में ऊर्जा बचत की समस्याएं, उन्हें हल करने के तरीके

2009 के परिणामों के बाद रूस के लिए वास्तव में युगांतरकारी घटना "ऊर्जा बचत और बढ़ती ऊर्जा दक्षता पर" संघीय कानून को अपनाना है। पिछले कुछ वर्षों में, उनके मसौदे ने एक से अधिक संस्करणों का सामना किया है, और इस दस्तावेज़ के कुछ प्रावधानों के आसपास गरमागरम बहस ने एक राष्ट्रीय स्तर हासिल कर लिया है, जो पेशेवर समुदाय और विधायिका के करीब हलकों से परे है।

रूसी नागरिकों की ऊर्जा खपत आकस्मिक नहीं है। सबसे पहले, यह ऐतिहासिक और जलवायु कारकों के कारण है। विकसित देशों के विशाल विधायी अनुभव की तुलना में एक और महत्वपूर्ण संकेतक कानून का अविकसित होना है। रूस में, ऊर्जा संरक्षण के क्षेत्र में कानून बनाना अभी शुरू हुआ है, 30 सितंबर, 2009 को अर्थव्यवस्था के आधुनिकीकरण और तकनीकी विकास पर आयोग की पहल राष्ट्रपति दिमित्री मेदवेदेव द्वारा की गई थी। और 11 नवंबर, 2009 को, राज्य ड्यूमा ने संघीय कानून "ऑन एनर्जी सेविंग एंड इनक्रीजिंग एनर्जी एफिशिएंसी" को तीसरे रीडिंग में अपनाया।

अपनी कार्रवाई में, यह सभी को और सभी को कवर करेगा, टैक्स कोड को अपनाने के बाद से, राज्य ड्यूमा ने एक बिल पर विचार नहीं किया है जो सचमुच हर नागरिक के जीवन और इतने बड़े पैमाने पर हर कंपनी के उत्पादन को प्रभावित करता है। राज्य की दृष्टि से ये अत्यंत महत्वपूर्ण कदम हैं। घटना का अंतिम लक्ष्य ईंधन अर्थव्यवस्था है।

रूस में ऊर्जा की खपत लगभग 1 बिलियन टन संदर्भ ईंधन तक पहुँचती है। रूसी ऊर्जा मंत्रालय के अनुसार, यदि ऊर्जा की तीव्रता को यूरोपीय स्तर तक कम कर दिया जाता है, तो हमारी खपत 650 मिलियन टन मानक ईंधन तक गिर जाएगी।

सबसे महत्वपूर्ण ऊर्जा-बचत क्षेत्रों के रूप में ऊर्जा-बचत प्रकाश बल्ब और निष्क्रिय घरों पर विचार करें।

ऊर्जा बचाने वाले बिजली के बल्ब

एक साधारण गरमागरम दीपक, जो हर जगह प्रकाश व्यवस्था के लिए सौ से अधिक वर्षों से उपयोग किया जाता है, अच्छी तरह से गर्म होता है और खराब चमकता है। इसकी चमकदार प्रभावकारिता (अर्थात खपत की गई बिजली की प्रति यूनिट उत्सर्जित लुमेन की संख्या) बेहद कम है। वैकल्पिक लैंप के पक्ष में तर्क कुल मिलाकर एक है - वे कम ऊर्जा खपत और लंबे समय तक सेवा जीवन के साथ समान मात्रा में प्रकाश देते हैं।

हालांकि, गरमागरम लैंप को ऊर्जा-कुशल लोगों के साथ बदलने के विचार पर दिमित्री मेदवेदेव की स्थिति को अधिकारियों के बाद के कार्यों में बहुत अस्पष्ट प्रतिबिंब मिला।

1 जनवरी, 2011 से, राज्य और नगरपालिका की जरूरतों के लिए किसी भी गरमागरम लैंप की खरीद और 100 वाट और उससे अधिक के गरमागरम लैंप का कारोबार प्रतिबंधित है। इसके अलावा, बिल में घोषणा की गई है कि 1 जनवरी, 2013 से 75 वाट के प्रकाश बल्बों और 1 जनवरी, 2014 से 25 वाट के बल्बों पर प्रतिबंध लगाया जा सकता है। उत्कृष्ट कृति "75 और 25 वाट के लैंप पर प्रतिबंध लगाया जा सकता है, या शायद नहीं" उद्यमों को सबसे छोटे अनुमान में भी अपने निवेश कार्यक्रम बनाने की अनुमति नहीं देता है। कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप के आयात को रातोंरात बढ़ाना संभव है, लेकिन उत्पादन को व्यवस्थित करने के लिए, आखिरकार, कुछ के लिए एक सटीक योजना होनी चाहिए, कम से कम कुछ सभ्य, अवधि। यह विश्वास के साथ भविष्यवाणी की जा सकती है कि इस दृष्टिकोण के साथ रूसी व्यापार के लिए नए उत्पादन में निवेश करना बेहद मुश्किल होगा।

इस संस्करण में अपनाए गए कानून से प्रकाश बाजार में एक स्पष्ट बुखार पैदा होगा, सस्ते कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप के आयात में वृद्धि होगी और इन लैंपों की हानिकारकता और विषाक्तता से जुड़े काल्पनिक फ़ोबिया का प्रसार होगा।

अपनाए गए कानून के लिए हम सभी को उत्पादित, संप्रेषित और उपभोग किए गए ऊर्जा संसाधनों के साधन लेखांकन के लिए कुल संक्रमण की आवश्यकता है। क्योंकि इससे पहले कि आप कुछ बचाएं, आपको यह जानना होगा कि आपने कितना उपभोग किया है।

आबादी को मीटर - अपार्टमेंट, कार्यालय, गोदाम, कारखाने के परिसर के साथ उनकी संपत्ति के कुल उपकरण के लिए दो साल दिए जाते हैं। मीटर लगाने और बदलने का भुगतान उपभोक्ताओं की जिम्मेदारी है। "ऑन एनर्जी सेविंग" कानून का सीधा असर नागरिकों की जेब पर पड़ेगा। प्रकाश बल्बों के अलावा, आपको कम से कम ऊर्जा, गैस, पानी और ताप मीटर पर खर्च करना होगा।

बिजली, प्राकृतिक गैस, गर्मी और पानी के लिए लेखांकन एक तकनीकी और आर्थिक रूप से हल करने योग्य समस्या है जिसमें अच्छी तरह से स्थापित मानक समाधान हैं। हालाँकि, विरोधाभासी रूप से, मौजूदा नियामक ढांचा अब जनसंख्या को मीटर द्वारा संसाधनों के लिए लेखांकन पर स्विच करने से रोकता है। यह जल लेखांकन में विशेष रूप से स्पष्ट है। अब मीटर लगवाने से नागरिक लागत बचत के बजाय बढ़ी हुई लागत प्राप्त कर सकते हैं। उस क्षण तक जब घर का प्रत्येक निवासी ऐसा ही करता है, जिसने मीटर स्थापित किया है, वह अपने डिवाइस की रीडिंग को एक गुणांक से गुणा करेगा, जो कि घर में पंजीकृत संख्या, पानी के नुकसान, सामान्य घरेलू जरूरतों के लिए खपत, स्थापित की गई संख्या के आधार पर होगा। उन निवासियों के लिए पानी की खपत के मानक जिनके पास मीटर नहीं हैं, साथ ही वास्तविक खपत को ध्यान में रखते हुए।

इस जंगलीपन से छुटकारा पाने के लिए, जब खर्च काफी हद तक खपत पर नहीं, बल्कि घर में पंजीकृत पड़ोसियों की संख्या और उनकी जल प्रक्रियाओं की आवृत्ति पर निर्भर करता है, तो यह ऊर्जा की बचत और ऊर्जा दक्षता पर कानून पारित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। 23 मई, 2006 संख्या 307 "नागरिकों को सार्वजनिक सेवाएं प्रदान करने की प्रक्रिया पर" रूसी संघ की सरकार के डिक्री को सावधानीपूर्वक और विस्तार से लिखना आवश्यक होगा।

गर्मी, पानी और बिजली की खपत को कम करने के लिए अगला कदम उन गतिविधियों की एक सूची है जो नागरिकों को स्वयं करनी चाहिए। जबकि प्रकृति में सूची मौजूद नहीं है। सूची स्वयं और इसके कार्यान्वयन के सिद्धांत रूसी संघ की सरकार द्वारा स्थापित किए जाएंगे। इसे क्षेत्रीय अधिकारियों द्वारा अनुमोदित किया जाएगा। हर पांच साल में, इमारतों की ऊर्जा दक्षता के लिए आवश्यकताएं, और इसके परिणामस्वरूप, किए गए उपायों की गंभीरता कठिन हो जाएगी।

इन गतिविधियों में न केवल प्रकाश बल्बों का प्रतिस्थापन शामिल होगा। संभवतः, सोवियत खिड़कियों को आधुनिक डबल-चकाचले खिड़कियों के साथ बदलने के लिए कुछ होगा। मोटे तौर पर, यह वह सब है जो एक नागरिक के लिए एक अपार्टमेंट या कार्यालय में उपलब्ध है। पूरे घर के इंसुलेशन और ऊर्जा की बचत से संबंधित उपाय संभव हैं। आदर्श रूप से, एक सक्षम प्रबंधन कंपनी एक ऊर्जा सेवा अनुबंध समाप्त करने में सक्षम होगी जो निवासियों को किश्तों में मुखौटा इन्सुलेशन के लिए भुगतान करने की अनुमति देगी, कम गर्मी की खपत से बचत के कारण। मौजूदा हाउसिंग स्टॉक में सुधार के लिए मानक तकनीकी समाधान और वित्तीय और कानूनी तंत्र के बजाय, कानून जनता और आवास विभागों की जीवंत रचनात्मकता पर निर्भर करता है।

दुर्भाग्य से, बिल व्यावहारिक रूप से नए निर्माण और पहले से निर्मित भवनों के बीच मूलभूत अंतर पर ध्यान नहीं देता है। नए निर्माण के क्षेत्र में, प्रतिबंध लगाने की "प्रकाश बल्ब" विधि, उदाहरण के लिए, ठंडे कंक्रीट और उत्साहजनक गर्म, झरझरा ईंटें अच्छी तरह से काम कर सकती हैं। एक गर्म और उज्ज्वल घर बनाने के लिए पांच मुख्य सिद्धांतों में मुख्य रूप से वे हैं जो प्राचीन काल से बिल्डरों द्वारा उपयोग किए जाते रहे हैं: दीवारों, छतों और नींवों का अच्छा थर्मल इन्सुलेशन, मुख्य बिंदुओं के लिए खिड़कियों का सही अभिविन्यास और गर्मी के नुकसान में कमी खिड़कियों के माध्यम से।

ऊर्जा बचत पर एक कार्यशील, प्रभावी कानून में कई संरचनाएँ शामिल होनी चाहिए जो सैकड़ों और हजारों बाजार संस्थाओं के बीच ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में रुचि पैदा करें। रूसी मसौदा कानून में केवल उनकी शुरुआत शामिल है। हम कानून में उपलब्ध प्रोत्साहन उपायों को सूचीबद्ध करते हैं।

एक उद्यम अब एक निवेश कर क्रेडिट (एक से पांच साल की अवधि के लिए आयकर या क्षेत्रीय कर का आस्थगित भुगतान) प्राप्त करने में सक्षम होगा यदि यह माल के उत्पादन, कार्य के प्रदर्शन और सेवाओं के प्रावधान की ऊर्जा दक्षता में सुधार करता है। .

जनरेशन ऑब्जेक्ट्स के लिए, अधिक कड़े मापदंड प्रस्तुत किए गए हैं। 57% से अधिक की दक्षता के साथ या नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके बिजली या थर्मल उत्पादन सुविधा का निर्माण खरीदे गए उपकरणों की लागत का 30% तक कर क्रेडिट में वृद्धि करता है। रूसी सरकार इस अभी भी छोटी सूची में उच्च ऊर्जा दक्षता वाली अन्य वस्तुओं और प्रौद्योगिकियों को शामिल करने के लिए बाध्य है।

ऊर्जा दक्षता में हमारे पिछड़ने का मतलब है कि हमें समय बर्बाद किए बिना दूसरे देशों के अनुभव का उपयोग करना चाहिए। G8 कार्य योजना के समर्थन में, जिसमें रूस शामिल है, और G8 देशों के नेताओं की ओर से, अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) ने 586-पृष्ठ की एक विशेष रिपोर्ट तैयार की है "ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के लिए संभावनाएँ: 2050 तक परिदृश्य और विकास रणनीतियाँ" ”। IEA का मानना ​​है कि सुरक्षित और स्वच्छ ऊर्जा, जलवायु परिवर्तन और सतत विकास की चुनौतियों का सामना करने के लिए ऊर्जा दक्षता सर्वोपरि है। एजेंसी ने अपनी रिपोर्ट में इसके लिए जरूरी कई तकनीकों का हवाला दिया है, जो पहले से विकसित हैं या व्यावसायीकरण के करीब हैं। तो, नई इमारतें 70% अधिक ऊर्जा कुशल, नई प्रकाश व्यवस्था 30-60% अधिक किफायती हो सकती हैं, आधुनिक खिड़कियों के माध्यम से गर्मी का नुकसान तीन गुना कम है (यह सब विशिष्ट पश्चिमी प्रौद्योगिकियों की तुलना में है, और विशिष्ट रूसी नहीं है)।

अधिक पूरी तरह से एकीकृत करने की जहमत उठाए बिना, अंतरराष्ट्रीय अनुभव में महारत हासिल करना और रूसी विधायी क्षेत्र में प्रासंगिक तंत्रों का अधिक विस्तृत अध्ययन, बिल के लेखक, जाहिर तौर पर, जुर्माना की प्रभावशीलता पर भरोसा करते थे। अब, ऊर्जा की बर्बादी के लिए, अधिकृत निकाय नागरिकों और संगठनों पर बड़े पैमाने पर जुर्माना लगाने में सक्षम होंगे।

कुछ विश्लेषकों के अनुसार, रूस में खपत ऊर्जा का 40% साधारण बचत के माध्यम से "मुक्त" किया जा सकता है। इस तथ्य का मतलब है कि हमारे देश में हर साल उत्पादित ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा बर्बाद हो जाता है, और यह कुछ भी नहीं है कि हमें दुनिया में सबसे अधिक ऊर्जा खपत वाले देशों में से एक का दर्जा दिया जाता है। व्यर्थ और व्यर्थ ऊर्जा की मात्रा रूस से निर्यात किए जाने वाले सभी तेल और तेल उत्पादों की मात्रा के बराबर है। हर दिन, हम भूल जाते हैं या अपने प्रकाश उपकरणों को बंद करने के लिए बहुत आलसी होते हैं, और देश भर में यह पहले से ही लाखों हैं, अगर अरबों दीपक नहीं हैं।

फिर भी, हमारे देश में ऊर्जा-बचत लैंप का उपयोग करने की लोकप्रियता बढ़ रही है, इस उत्पाद की मांग हर दिन बढ़ रही है। ऊर्जा-बचत प्रकाशकों में रुचि न केवल वैश्विक ऊर्जा बचत प्रवृत्तियों के कारण होती है, बल्कि जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, यह वास्तव में आवास प्रकाश व्यवस्था के लिए एक बहुत ही व्यावहारिक समाधान है।

ऊर्जा-बचत लैंप पारंपरिक गरमागरम लैंप से कैसे भिन्न होते हैं, और क्या ऊर्जा-बचत एकमात्र उत्कृष्ट विशेषता है? आइए इन सवालों को समझने की कोशिश करते हैं। सबसे पहले, देखते हैं कि ऊर्जा-बचत लैंप कैसे काम करता है।

एक ऊर्जा-बचत लैंप में 3 मुख्य घटक होते हैं: एक आधार, एक इलेक्ट्रॉनिक इकाई, एक फ्लोरोसेंट लैंप।

इमारत का बंद- दीपक को प्रकाश उपकरण से जोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया।

इलेक्ट्रॉनिक इकाई- (इलेक्ट्रॉनिक गिट्टी: इलेक्ट्रॉनिक गिट्टी) एक फ्लोरोसेंट लैंप को चमकाने की प्रक्रिया की शुरुआत और आगे के रखरखाव को सुनिश्चित करता है। साथ ही, इलेक्ट्रॉनिक इकाई 220V के आने वाले वोल्टेज को फ्लोरोसेंट लैंप के संचालन के लिए आवश्यक वोल्टेज में परिवर्तित करती है।

फ्लोरोसेंट लैंप- दीपक का चमकदार हिस्सा ही एक अक्रिय गैस (आर्गन) और पारा वाष्प से भरा होता है। दीपक की भीतरी दीवारों को फॉस्फर कोटिंग के साथ लेपित किया जाता है।

अब आइए ऊर्जा-बचत लैंप की विशेषताओं से परिचित हों।
ऊर्जा की बचत करने वाले लैम्प को संक्षेप में कॉम्पैक्ट फ्लोरेसेंट लैम्प या सीएफएल भी कहा जाता है।

संचालन का सिद्धांतवे फ्लोरोसेंट लैंप के समान हैं: एक सर्पिल के रूप में एक ट्यूब या एक अक्रिय गैस (आर्गन या क्सीनन) और पारा वाष्प से भरी चाप ट्यूबों की एक प्रणाली। लैम्प की भीतरी दीवारों पर फॉस्फर की परत चढ़ी होती है। दीपक में उच्च वोल्टेज की क्रिया के तहत, इलेक्ट्रॉन चलते हैं, वे पारा परमाणुओं से टकराते हैं, और पराबैंगनी विकिरण बनते हैं, जो फॉस्फोर से गुजरते हुए हमारी आंख को दिखाई देने वाली चमक पैदा करते हैं।

लैंप का निष्पादन भिन्न होता है, वे आमतौर पर सर्पिल में मुड़ी हुई ट्यूबों के रूप में निर्मित होते हैं, लेकिन नाशपाती, मोमबत्ती, गेंद या सिलेंडर के पारंपरिक रूपों में भी कॉम्पैक्ट नमूने प्रस्तुत किए जाते हैं। नवीनतम नमूनों में, अब कोई इलेक्ट्रॉनिक इकाई (इलेक्ट्रॉनिक गिट्टी) नहीं है, या यों कहें, यह सिर्फ इतना है कि इंजीनियर इसे बेस में चिपकाने में कामयाब रहे।

चमकदार प्रवाह और शक्ति

शक्ति वाट में इंगित की जाती है, और अक्सर एक पारंपरिक प्रकाश बल्ब की समतुल्य शक्ति भी इंगित की जाती है, जो ऊर्जा-बचत करने वाले प्रकाश की समान मात्रा का उत्पादन करती है। उदाहरण के लिए, यदि किसी ऊर्जा-बचत लैंप पर 8W लिखा जाए, तो वह 40W के गरमागरम बल्ब की तरह चमकेगा। नीचे औसत शक्ति मान और संबंधित चमकदार प्रवाह हैं:
. 5डब्ल्यू (25डब्ल्यू) - 250 एलएम;

• 8डब्ल्यू (40डब्ल्यू) - 400 एलएम;
• 12W (60W) - 630 एलएम;
• 15डब्ल्यू (75डब्ल्यू) - 900 एलएम;
• 20W (100W) - 1200 एलएम;
• 24W (120W) - 1500 एलएम;
• 30W - 150W - 1900 एलएम;

हल्का तापमान

यह पैरामीटर फ्लोरोसेंट लैंप पर सही ढंग से लागू नहीं होगा, क्योंकि यह गरमागरम दीपक में गर्म फिलामेंट के तापमान से लिया जाता है, जबकि तापमान केल्विन (के) में मापा जाता है। पारंपरिक प्रकाश बल्ब के फिलामेंट का तापमान 2700 K या 2427 C होता है, जबकि प्रकाश बल्ब पीले प्रकाश से चमकता है।
फ्लोरोसेंट लैंप के निर्माता निम्नलिखित तापमान रेंज का पालन करते हैं:

• 2700 के - गर्म सफेद, एक साधारण गरमागरम बल्ब से प्रकाश के अनुरूप;
• 3300-3500 के - सफेद, सीएफएल का सामान्य प्रकार नहीं।
• 4000-4200 के - ठंडा सफेद, दीपक हल्के नीले रंग के साथ चमकता है। इस तरह के लैंप की शक्ति को और अधिक चुनने की सिफारिश की जाती है, क्योंकि इस तरह के हल्के तापमान पर कम-शक्ति वाला दीपक मंद रूप से चमकता है।
• 6000-6500K - दिन के समय। लैंप की चमक उच्च शक्ति वाले फ्लोरोसेंट ट्यूब से मेल खाती है।

जीवनभर

बहुत महंगे ऊर्जा-बचत लैंप के कुछ निर्माता अपने उत्पादों के संचालन के 12,000-15,000 घंटे की गारंटी देते हैं। मध्य मूल्य श्रेणी के लैंप 6000-10000 घंटे तक काम करते हैं। सबसे बजटीय विकल्प में 3000-4000 घंटे का सेवा जीवन होता है, जो कभी-कभी वास्तविकता के अनुरूप नहीं होता है।

रंग प्रतिपादन सूचकांक

एक महत्वपूर्ण कारक, यह जितना अधिक होगा, उतना ही अच्छा होगा। न्यूनतम आवश्यक मान R=82। यदि गुणांक 82 से कम है, तो एक धूमिल प्रभाव पैदा होता है, ऐसी रोशनी से छाया स्पष्ट नहीं होती है, सफेद वस्तुओं के रंग हरे या नीले हाइलाइट्स के साथ तेज होते हैं। एक कम आर के साथ एक प्रकाश बल्ब को देखते हुए, आप आंखों में "खरगोश" पकड़ते हैं, जैसे कि वेल्डिंग या सूरज को देखते हुए।

कमियां
नुकसान में पारिस्थितिक आवृत्ति शामिल है, हम सभी अच्छी तरह से जानते हैं कि पारा वाष्प एक जहर है, इसलिए ऊर्जा-बचत लैंप को तोड़ना अत्यधिक हतोत्साहित करता है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि दोषपूर्ण कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप असामान्य नहीं हैं। एक नियम के रूप में, विवाह अक्सर उत्पादन तकनीक की अपूर्णता के कारण सामानों की बजट श्रेणी में पाया जाता है, और ऑपरेशन के पहले 1000 घंटों के बाद सस्ते लैंप का एक बड़ा प्रतिशत मर जाता है या मंद रूप से जलने लगता है।
सिफारिशों
ऊर्जा-बचत लैंप के जीवन का विस्तार करने के लिए, उपयोग के लिए कुछ सिफारिशें हैं जो उनके जीवन को बढ़ाने में मदद करेंगी। पारंपरिक गरमागरम लैंप की तरह, बार-बार चालू और बंद करना ऊर्जा-बचत लैंप के जीवन को प्रभावित करता है; ऑपरेशन के कम से कम 5-10 मिनट के बाद दीपक को बंद करने की सिफारिश की जाती है।
पारंपरिक गरमागरम लैंप के साथ उपयोग किए जाने वाले सॉफ्ट स्टार्टर्स या सर्ज प्रोटेक्टर्स के साथ ऊर्जा-बचत लैंप का उपयोग न करें।

एक एकीकृत सॉफ्ट स्टार्ट सिस्टम के साथ ऊर्जा-बचत लैंप का उपयोग करने की भी सिफारिश की जाती है, क्योंकि इस प्रकार के स्विचिंग से सेवा जीवन कई हजार घंटों तक बढ़ जाएगा। पहले कुछ मिनटों के लिए, दीपक गर्म हो जाएगा, पूरी शक्ति से नहीं जलेगा।
सहेजा जा रहा है
शुरुआत में उच्च कीमत के बावजूद, सीएफएल अधिक किफायती और व्यावहारिक समाधान बनता जा रहा है। आइए पारंपरिक गरमागरम लैंप से ऊर्जा-बचत वाले तक संक्रमण की एक छोटी सी गणना करें:
एक गरमागरम दीपक का औसत जीवन लगभग 1000 घंटे होता है, एक समान ऊर्जा-बचत लैंप 6000 घंटे का होता है। एक गरमागरम दीपक की लागत 15 रूबल है, एक ऊर्जा-बचत लैंप - 120 रूबल। लैंप की शक्ति क्रमशः 100 W और 20 W है। आइए बिजली की लागत को 2 रूबल प्रति 1 kW/h के रूप में लें। 6000 घंटे के काम के लिए आपको 15 रूबल के लिए 6 साधारण लैंप की आवश्यकता होती है, जो कि 90 रूबल के बराबर है। 6000 घंटों के संचालन के लिए, 100W के 6 प्रकाश बल्ब 600 kW / h जलेंगे। 2 रूबल के लिए ऊर्जा, और यह 1200 रूबल के बराबर है। कुल हमें 90 + 1200 = 1290 रूबल मिलते हैं।

एक ऊर्जा-बचत लैंप की कीमत 120 रूबल है। शक्ति 20W है, यह पता चला है कि 6000 घंटे के संचालन के लिए यह 240 रूबल के लिए 120 kW / h की खपत करेगा। कुल हमें 120 + 240 = 360 रूबल मिलते हैं।

लागत 3.5 गुना कम है। व्यवहार में, यह सूचक कम या ज्यादा हो सकता है। और अपने निष्कर्ष निकालें।

निष्क्रिय घर

यूरोप में, आवास निर्माण के विकास में मुख्य प्रवृत्तियों में से एक निष्क्रिय घरों का निर्माण है। उनके मुख्य लाभ न्यूनतम ताप लागत और एक स्वस्थ माइक्रॉक्लाइमेट हैं।

निष्क्रिय घर आवासीय भवनों के लिए काफी नया मानक हैं। इमारत के लिफाफे के इन्सुलेशन और सीलिंग के कारण, हीटिंग की लागत नगण्य है और पारंपरिक हीटिंग सिस्टम की कोई आवश्यकता नहीं है। निष्क्रिय घरों का विषय आज जर्मनी और ऑस्ट्रिया में इतना लोकप्रिय है कि हम एक शांत घर-निर्माण क्रांति की शुरुआत के बारे में बात कर सकते हैं। एक दशक में वहां 16,000 से अधिक ऐसे घर बनाए गए हैं, जिनकी मात्रा पिछले तीन से चार वर्षों में तेजी से बढ़ी है। जर्मनी में इमारतों की दक्षता के लिए आवश्यकताएं लगातार कड़ी हो रही हैं, यह सुनने में तेजी से संभव है कि कुछ वर्षों में निष्क्रिय घर एक अनिवार्य अखिल जर्मन मानक बन सकते हैं। अन्य घर बिल्कुल नहीं बनाए जाएंगे।

एक निष्क्रिय घर की अवधारणा एक बहुत ही सरल प्रभाव पर आधारित है - एक स्वायत्त स्थान, जहां से गर्मी नहीं निकलती है, केवल एक मोमबत्ती से गरम किया जा सकता है। सादृश्य द्वारा: एक थर्मस हाउस के लिए जिसमें गर्मी का नुकसान नहीं होता है, यहां तक ​​​​कि ठंड के मौसम में भी पर्याप्त मानव गर्मी होगी (मानव शरीर प्रति दिन 100 किलोवाट तापीय ऊर्जा का उत्सर्जन करता है), सौर ऊर्जा और विद्युत उपकरणों द्वारा उत्पन्न ऊर्जा।

1980 के दशक के मध्य में, जर्मन इंजीनियर-भौतिक विज्ञानी वोल्फैंग फिस्ट ने थर्मस हाउस के लिए गणितीय गणना की, जिसे गर्म नहीं करना होगा। गणनाओं का मुख्य परिणाम यह है कि ऐसा निष्क्रिय घर गणितीय घटना नहीं, बल्कि एक बहुत ही वास्तविक चीज निकला। विशेष रूप से, इमारत के प्रभावी इन्सुलेशन के लिए मोटी ईंट की दीवारों की आवश्यकता नहीं होती है - आधा मीटर से कम इन्सुलेशन की एक परत पर्याप्त होती है।

फिस्ट की गणनाओं का परीक्षण करने के लिए, पहला निष्क्रिय घर 1991 में डार्मस्टेड में बनाया गया था। एक विस्तृत अध्ययन ने पुष्टि की कि इमारत वास्तव में व्यावहारिक रूप से गर्मी का उपभोग नहीं करती है। प्रायोगिक घर पारंपरिक भवन की तुलना में केवल 25% अधिक महंगा निकला, जो पहले नमूने के लिए काफी स्वीकार्य है। 1980 के दशक के मध्य में, Feist से स्वतंत्र रूप से, रूसी भौतिक विज्ञानी यूरी लापिन ने इसी तरह की गणना की। हालाँकि, घरेलू शहरी नियोजन अधिकारियों ने माना कि यह सिद्धांत रूप में संभव नहीं हो सकता है, और उन्होंने इस विचार की जाँच करना भी शुरू नहीं किया।

डॉ फिस्ट की पहली निष्क्रिय इमारत में पहले से ही निष्क्रिय घर के पांच बुनियादी सिद्धांत तैयार किए गए थे। पहला सिद्धांत इमारत के सभी हिस्सों का अच्छा थर्मल इन्सुलेशन है। जर्मनी के मध्य भाग की जलवायु में दीवारों, छतों और नींवों को इन्सुलेट करने के लिए, 30-40 सेंटीमीटर की मोटाई वाले अत्यधिक कुशल हीटर पर्याप्त हैं, जो थर्मल गुणों के मामले में छह से आठ मीटर मोटी ईंटवर्क के बराबर हैं।

दूसरा कम गर्मी हस्तांतरण दर के साथ तीन कक्ष डबल-चकाचले खिड़कियों का उपयोग है। तीसरा - तथाकथित ठंडे पुलों (तत्वों के जंक्शन, धातु के हिस्सों, भवन के कोनों) के साथ ठीक काम पर विशेष ध्यान दिया जाता है, जिसके माध्यम से गर्मी सक्रिय रूप से निकलती है। उदाहरण के लिए, धातु के पुर्जों को प्लास्टिक से बदला जा रहा है। चौथा - इमारत को सील कर दिया जाता है, और यह वास्तव में एक थर्मस बन जाता है जो हवा नहीं छोड़ता है।

सच है, यहाँ एक समस्या उत्पन्न होती है: लोग साँस लेते हैं, जिसका अर्थ है कि ताजी हवा की निरंतर आपूर्ति आवश्यक है। सोवियत व्यवहार में, यह माना जाता था कि परिसर का वेंटिलेशन स्वाभाविक रूप से होता है - खिड़कियों-दरवाजों में झरोखों और स्लॉट्स के माध्यम से। यह स्पष्ट है कि यह दृष्टिकोण सीलबंद निष्क्रिय घर के लिए अस्वीकार्य है, क्योंकि इमारत सर्दियों में गर्मी खो देगी। कृत्रिम वेंटिलेशन सिस्टम में रिकॉपरेटर्स-हीट एक्सचेंजर्स के साथ बाहर का रास्ता मिला। निष्क्रिय गृह निर्माण का यह पांचवां सिद्धांत है।

एक पाइप के माध्यम से भवन में ताजी हवा की आपूर्ति की जाती है, एक हीट एक्सचेंजर से होकर गुजरती है, जहां यह बाहर जाने वाली हवा से गर्मी का हिस्सा लेती है, जिसमें कमरे का तापमान होता है। निष्क्रिय घरों में, पुनर्प्राप्ति दर 75% तक पहुंच जाती है, जिसका अर्थ है कि बाहर जाने वाली हवा ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा आने वाली हवा में स्थानांतरित करती है। सर्दियों में, आने वाली हवा, यदि आवश्यक हो, अतिरिक्त रूप से गर्म होती है। यही है, इमारतों में एक हीटिंग सिस्टम है, लेकिन यह हवादार है और थोड़ी ऊर्जा खपत करता है।

नतीजा: अंतरिक्ष हीटिंग की आवश्यकता काफी कम हो गई है। एक निष्क्रिय घर की कसौटी तापीय ऊर्जा की खपत है - प्रति वर्ष 15 किलोवाट प्रति वर्ग मीटर। यह 1950-1980 के दशक में बनी सामान्य जर्मन इमारतों से दस गुना और 1970 के दशक में बने सोवियत घरों से 10-15 गुना कम है। अंत में, निष्क्रिय यूरोपीय घर आधुनिक रूसी इमारतों की तुलना में पाँच से सात गुना कम ऊष्मा ऊर्जा का उपभोग करते हैं। इसकी गणना दूसरे तरीके से की जा सकती है: निष्क्रिय घर के 30 मीटर के कमरे को गर्म करने के लिए, 30 मोमबत्तियों की ऊर्जा पर्याप्त है।

पहले पैसिव हाउस में एक और तत्व था, जिसे बाद में छोड़ दिया गया। इसने पृथ्वी की ऊर्जा का उपयोग करने की कोशिश की। हवा का सेवन इमारत से कुछ दूरी पर रखा गया था, और ताजी हवा पहले एक भूमिगत पाइप के माध्यम से चली गई। जमीन के नीचे से गुजरना, जहां गंभीर ठंढों में भी तापमान सकारात्मक रहता है, हवा गर्म हो जाती है। प्रणाली ने काम किया, लेकिन गणना और प्रयोगों के बाद, उन्होंने इस तत्व को छोड़ने का फैसला किया - यह बहुत महंगा था।

यह अस्वीकृति महत्वपूर्ण है। एक निष्क्रिय घर का सार इसकी अर्थव्यवस्था है। जर्मनों ने व्यवहार में लगातार विचारों का परीक्षण किया, ऊर्जा की बचत और उत्पादन के विभिन्न तरीकों की तुलना उनकी कीमत प्रति 1 kW से की गई - परिणामस्वरूप, "निष्क्रिय घर" तकनीक के उन सिद्धांतों को अपनाया गया जो अधिकतम वित्तीय प्रभाव देते हैं। इस प्रकार, पैसिव हाउस इंस्टीट्यूट द्वारा की गई गणना से पता चला है कि इसके उत्पादन की तुलना में ऊर्जा बचत में निवेश करना अधिक कुशल है, कि जर्मनी में, खरोंच से घर बनाते समय, पैसिव हाउस सिस्टम में निवेश करना अधिक लाभदायक है, उदाहरण के लिए, सोलर पैनल लगाने में।

यह ठीक अर्थव्यवस्था का विचार था जिसने जर्मनों को प्रति वर्ष 15 kW प्रति मीटर की ताप लागत के मूल संकेतक पर रुकने के लिए मजबूर किया। सिद्धांत रूप में, इस सूचक को कम किया जा सकता है, लेकिन निष्क्रिय सदनों के संस्थान की गणना से पता चला है कि यह 15 kW पर है, विशुद्ध रूप से गणितीय रूप से, "प्रभाव / लागत" संकेतक के संदर्भ में एक चरम पर पहुंच गया है। यदि आप गर्मी की लागत को शून्य तक कम करने का प्रयास करते हैं, तो निर्माण की लागत और सिस्टम की जटिलता नाटकीय रूप से बढ़ जाती है।

आज, दुनिया में कई इको-हाउस बनाए जा रहे हैं, जिनमें काफी विदेशी भी शामिल हैं। वे असामान्य सामग्री, सौर पैनल, पवन चक्कियों आदि का उपयोग करते हैं। तथाकथित शून्य खपत वाले घरों के लिए एक मानक है, जब भवन पूरी तरह से स्वायत्त होते हैं, तो वे खुद को ऊर्जा प्रदान करते हैं। सुंदर चित्रों और उज्ज्वल अवधारणाओं की पृष्ठभूमि के खिलाफ, निष्क्रिय घर शुष्क लग सकते हैं। लेकिन निष्क्रिय घरों की सादगी के बारे में सोचा जाता है: सिस्टम से सभी अपर्याप्त व्यावहारिक तत्वों को अटूट हाथ से हटा दिया जाता है। साथ ही, सिस्टम खुला है, मालिक, ज़ाहिर है, अपने घर में कोई अतिरिक्त तत्व जोड़ सकता है।

और ठीक यही दक्षता है जिसने बाजार में निष्क्रिय घरों की सफलता को प्रेरित किया है। अगर दस साल पहले ऐसे दर्जनों भवन एक साल में बनते थे तो पिछले तीन से पांच साल में सालाना हजारों मकान बन चुके हैं। निष्क्रिय घरों का शेर का हिस्सा जर्मनी और ऑस्ट्रिया में बनाया गया है। वियना में, पहले से ही 20% नई इमारतें इस तरह से बनाई गई हैं। 200,000 आवासीय "निष्क्रिय" इकाइयों के लिए एक विशाल नगरपालिका जिले का निर्माण शुरू हो गया है। हाल के वर्षों में, अधिक से अधिक निष्क्रिय घर डेनमार्क और फ्रांस में दिखाई देते हैं, स्पेन और तुर्की में प्रोटोटाइप बनाए गए हैं।

ऊर्जा-कुशल घरों के लिए विशेष सामग्री विकसित की जा रही है: उदाहरण के लिए, परिवर्तनशील पारदर्शिता वाला ग्लास और फोटोवोल्टिक सेल वाली छत की टाइलें। अलग-अलग जलवायु वाले देशों के लिए पैसिव हाउस सिस्टम को अपनाने के लिए अनुसंधान परियोजनाएं चल रही हैं।

एक निष्क्रिय घर कार्डिनल दिशाओं को सटीक रूप से निर्धारित कर सकता है। बड़ी नयनाभिराम खिड़कियां दक्षिण की ओर हैं। उत्तर की ओर खिड़कियां बहुत छोटी हैं। हालाँकि, आप देश की जलवायु को ध्यान में रखते हुए ही घर को कम्पास के रूप में उपयोग कर सकते हैं। दक्षिण की बड़ी खिड़कियां जर्मनी की स्थिति को दर्शाती हैं, जहां आप अधिक सौर ऊर्जा प्राप्त करना चाहते हैं। दूसरी ओर, दक्षिणी यूरोप में ऊर्जा-कुशल घर, अतिरिक्त गर्मी को बाहर रखने के लिए उत्तर की ओर होंगे।

विंडोज हमेशा समझौता का मामला है। एक ओर, प्रकाश और सौर ऊर्जा उनके माध्यम से कमरों में प्रवेश करती है, और दूसरी ओर, उनमें गर्मी का नुकसान अधिक होता है, जिसे केवल बहुत महंगी डबल-चकाचले खिड़कियां डालकर मौलिक रूप से कम किया जा सकता है। प्रत्येक मामले में, निर्माण बजट के आधार पर आर्किटेक्ट्स द्वारा गर्मी और प्रकाश संचरण के लिए खिड़कियों के आकार और उनके पैरामीटर की गणना की जाती है।

सामान्य तौर पर, वास्तुकला के संदर्भ में, निष्क्रिय घर व्यावहारिक रूप से सामान्य लोगों से भिन्न नहीं होते हैं, अंदर सब कुछ दिलचस्प है। इस तरह के घर में आमतौर पर बेसमेंट में इंजीनियरिंग उपकरण के लिए एक अलग कमरा होता है। हवा और पानी के साथ बहुत सारे पाइप या तो रबर के आवरण में या पन्नी के साथ इन्सुलेशन में पैक किए जाते हैं - जर्मन गर्मी के नुकसान से पूरी तरह से जूझ रहे हैं। रेफ्रिजरेटर से थोड़ा बड़ा हीट एक्सचेंजर कोने में रखा गया है। आने वाली हवा के साथ पाइप में कई फिल्टर लगाए जाते हैं - जैसे कार में। फिल्टर समय-समय पर बदले जाते हैं, जो घर में स्वच्छ हवा की गारंटी देता है।

प्रत्येक निष्क्रिय घर में, एक छोटा बॉक्स दीवार पर लटका होता है - जलवायु नियंत्रण कक्ष। अक्सर दो नियामक होते हैं: पहला तापमान सेट करता है, दूसरा स्वच्छ हवा की आपूर्ति की दर को नियंत्रित करता है। तो बॉक्स पर कई प्रावधान हैं जैसे "अकेले घर" (प्रति घंटे कम से कम 300 लीटर हवा), "एक साथ", "पार्टी"।

लागत पर, एक निष्क्रिय घर पारंपरिक की तुलना में कुछ अधिक महंगा है। ऐसे घर में बॉयलर और हीटिंग सिस्टम नहीं है - यह एक सस्ता क्षण है; लेकिन अतिरिक्त इन्सुलेशन, सीलिंग, आरोग्यलाभ, और इसी तरह की लागतें हैं। हालांकि, प्रौद्योगिकी के विकास के 20 साल व्यर्थ नहीं गए: एक निष्क्रिय घर की लागत में तेजी से गिरावट आई है। यदि डॉ फिस्ट का पहला निष्क्रिय घर पारंपरिक इमारत की तुलना में 25% अधिक महंगा था, तो आज अतिरिक्त केवल 5-10% है। हालांकि, यह शायद ही आगे की कट्टरपंथी लागत में कमी की उम्मीद के लायक है। जर्मन पैसिव हाउस आर्किटेक्ट प्रतिशत के अंशों के लिए लड़ते हैं, पाइप की लंबाई पर बचत करते हैं या बिल्डिंग के सही ओरिएंटेशन को कार्डिनल पॉइंट्स पर खेलते हैं।

गर्मी के लिए कम भुगतान के कारण "निष्क्रिय घर" प्रणाली में अतिरिक्त निवेश औसतन सात से दस वर्षों में भुगतान करते हैं।

निष्कर्ष।पर्यावरण का बढ़ता प्रदूषण, वातावरण के तापीय संतुलन का उल्लंघन धीरे-धीरे वैश्विक जलवायु परिवर्तन का कारण बनता है। बढ़ती गंभीरता के साथ ऊर्जा और सीमित ईंधन संसाधनों की कमी गैर-पारंपरिक, वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के उपयोग के लिए संक्रमण की अनिवार्यता को दर्शाती है। वे सूर्य और पृथ्वी, जल और वायु की ऊर्जा के आधार पर पर्यावरण के अनुकूल और नवीकरणीय हैं।

सभ्यता के रखरखाव और आगे के विकास में ऊर्जा की भूमिका निर्विवाद है। आज, सभी संभावित नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों पर सक्रिय रूप से अनुसंधान किया जा रहा है। कुछ मामलों में, परिणाम बहुत आशावादी भी दिखते हैं और हमें निश्चित रूप से आशा करने की अनुमति देते हैं

परिवर्तन।

ऊर्जा न केवल आज सबसे अधिक चर्चित अवधारणाओं में से एक है; इसकी मुख्य भौतिक सामग्री के अलावा, इसके कई आर्थिक, तकनीकी, राजनीतिक और अन्य पहलू हैं।
मानव जाति को ऊर्जा की आवश्यकता है, और इसकी आवश्यकता हर साल बढ़ रही है। इसी समय, पारंपरिक प्रकार के प्राकृतिक ईंधन (तेल, कोयला, गैस, आदि) के भंडार समाप्त हो जाते हैं। परमाणु ईंधन - यूरेनियम और थोरियम - के भंडार भी परिमित हैं।

दो रास्ते बचे हैं: ऊर्जा संसाधनों के उपयोग में मितव्ययिता और गैर-पारंपरिक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग।

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स्कूली बच्चे भी जानते हैं कि तेल, गैस और कोयले के भंडार अंतहीन नहीं हैं। ऊर्जा की कीमतें लगातार बढ़ रही हैं, भुगतानकर्ताओं को भारी आह भरने और अपनी आय बढ़ाने के बारे में सोचने के लिए मजबूर कर रही हैं। सभ्यता की उपलब्धियों के बावजूद, शहरों के बाहर ऐसे कई स्थान हैं जहाँ गैस की आपूर्ति नहीं की जाती है, और कुछ स्थानों पर बिजली भी नहीं है। जहां ऐसा अवसर होता है, सिस्टम की स्थापना की लागत कभी-कभी जनसंख्या के आय स्तर के अनुरूप नहीं होती है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि डू-इट-योरसेल्फ वैकल्पिक ऊर्जा आज बड़े और छोटे देश के घरों के मालिकों और शहरवासियों दोनों के लिए रुचिकर है।

हमारे आस-पास की पूरी दुनिया ऊर्जा से भरी है, जो न केवल पृथ्वी के आंत्रों में समाहित है। स्कूल में भी, भूगोल के पाठों में, हमने सीखा कि उच्च दक्षता वाले पूरे देशों और महाद्वीपों के पैमाने पर हवा, सूरज, ज्वार, गिरते पानी, पृथ्वी की कोर और अन्य समान ऊर्जा वाहकों की ऊर्जा का उपयोग करना संभव है। हालाँकि, इसका उपयोग एक अलग घर को गर्म करने के लिए भी किया जा सकता है।

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के प्रकार

निजी ऊर्जा आपूर्ति के प्राकृतिक स्रोतों के विकल्पों में से, यह ध्यान दिया जाना चाहिए:

• सौर पेनल्स;
• सौर संग्राहक;
• गर्मी पंप;
• पवन जनरेटर;
• जल ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए प्रतिष्ठान;
• बायोगैस संयंत्र।

पर्याप्त धन के साथ, आप इनमें से किसी एक उपकरण का तैयार मॉडल खरीद सकते हैं और इसकी स्थापना का आदेश दे सकते हैं। उपभोक्ताओं की इच्छाओं का जवाब देते हुए, उद्योगपति लंबे समय से सौर पैनलों, ताप पंपों आदि के निर्माण में महारत हासिल कर चुके हैं। हालांकि, उनकी लागत काफी अधिक बनी हुई है। इस तरह के उपकरणों को स्वतंत्र रूप से बनाया जा सकता है, जिससे एक निश्चित राशि की बचत होती है, लेकिन अधिक समय और प्रयास खर्च होता है।

वीडियो: किस प्राकृतिक ऊर्जा का उपयोग किया जा सकता है

संचालन का सिद्धांत और एक निजी घर में सौर पैनलों का उपयोग

भौतिक घटना जिस पर इस ऊर्जा स्रोत के संचालन का सिद्धांत आधारित है, फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है। इसकी सतह पर पड़ने वाली धूप इलेक्ट्रॉनों को छोड़ती है, जो पैनल के अंदर एक अतिरिक्त चार्ज बनाता है। यदि आप इसमें बैटरी कनेक्ट करते हैं, तो बिजली की वजह से सर्किट में चार्ज की संख्या में एक करंट दिखाई देगा।

सौर बैटरी के संचालन का सिद्धांत फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव है।

सूर्य की ऊर्जा को पकड़ने और परिवर्तित करने में सक्षम डिज़ाइन असंख्य, विविध और लगातार सुधार कर रहे हैं। कई शिल्पकारों के लिए, इन उपयोगी संरचनाओं को पूर्ण बनाना एक बड़ा शौक बन गया है। विषयगत प्रदर्शनियों में, ऐसे उत्साही स्वेच्छा से कई उपयोगी विचारों का प्रदर्शन करते हैं।

सोलर पैनल बनाने के लिए, आपको मोनोक्रिस्टलाइन या पॉलीक्रिस्टलाइन सोलर सेल खरीदने की जरूरत है, उन्हें एक पारदर्शी फ्रेम में रखें, जो एक मजबूत केस के साथ फिक्स हो।

वीडियो: अपने हाथों से सोलर बैटरी बनाना

तैयार बैटरियों को, निश्चित रूप से, छत के सबसे सूनी तरफ रखा जाता है। इस मामले में, पैनल के झुकाव को समायोजित करने की संभावना प्रदान करना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, बर्फबारी के दौरान, पैनलों को लगभग लंबवत रखा जाना चाहिए, अन्यथा बर्फ की परत बैटरी के संचालन में हस्तक्षेप कर सकती है या उन्हें नुकसान भी पहुंचा सकती है।

उपकरण और सौर कलेक्टरों का उपयोग

एक आदिम सौर संग्राहक एक पारदर्शी तरल की पतली परत के नीचे रखी एक काली धातु की प्लेट है। जैसा कि आप एक स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम से जानते हैं, गहरे रंग की वस्तुएँ प्रकाश की तुलना में अधिक गर्म होती हैं। यह तरल एक पंप की मदद से चलता है, प्लेट को ठंडा करता है और उसी समय गर्म हो जाता है। गर्म तरल सर्किट को ठंडे पानी के स्रोत से जुड़े टैंक में रखा जा सकता है। टंकी में पानी गर्म करने से संग्राहक से निकलने वाला द्रव ठंडा हो जाता है। और फिर यह वापस आ जाता है। इस प्रकार, यह ऊर्जा प्रणाली आपको गर्म पानी का निरंतर स्रोत और सर्दियों में भी गर्म रेडिएटर प्राप्त करने की अनुमति देती है।

डिवाइस में भिन्न तीन प्रकार के कलेक्टर हैं

आज तक, ऐसे 3 प्रकार के उपकरण हैं:

• वायु;
• ट्यूबलर;
• समतल।

वायु

वायु संग्राहकों में गहरे रंग की प्लेटें होती हैं।

एयर कलेक्टर कांच या पारदर्शी प्लास्टिक से ढकी काली प्लेटें हैं। इन प्लेटों के चारों ओर वायु स्वाभाविक रूप से या बलपूर्वक परिचालित होती है। गर्म हवा का उपयोग घर के कमरों को गर्म करने या कपड़े सुखाने के लिए किया जाता है।

लाभ डिजाइन और कम लागत की अत्यधिक सादगी है। मजबूर वायु परिसंचरण का उपयोग एकमात्र कमी है। लेकिन आप इसके बिना कर सकते हैं।

ट्यूबलर

ऐसे संग्राहक का लाभ सादगी और विश्वसनीयता है।

ट्यूबलर कलेक्टर एक पंक्ति में पंक्तिबद्ध कई ग्लास ट्यूब की तरह दिखते हैं, जो प्रकाश-अवशोषित सामग्री के साथ अंदर की तरफ लेपित होते हैं। वे एक सामान्य संग्राहक से जुड़े होते हैं और द्रव उनके माध्यम से प्रसारित होता है। ऐसे संग्राहकों के पास प्राप्त ऊर्जा को स्थानांतरित करने के 2 तरीके हैं: प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष। सर्दियों में पहली विधि का उपयोग किया जाता है। दूसरे का उपयोग पूरे वर्ष किया जाता है। वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग करने में भिन्नता है: एक को दूसरे में डाला जाता है और उनके बीच एक वैक्यूम बनाया जाता है।

यह उन्हें पर्यावरण से अलग करता है और परिणामी गर्मी को बेहतर बनाए रखता है। फायदे सादगी और विश्वसनीयता हैं। नुकसान में स्थापना की उच्च लागत शामिल है।

समतल

संग्राहकों को अधिक कुशलता से काम करने के लिए, इंजीनियरों ने सांद्रणों के उपयोग का प्रस्ताव दिया है।

फ्लैट-प्लेट कलेक्टर सबसे आम प्रकार है। यह वह था जिसने इन उपकरणों के संचालन के सिद्धांत को समझाने के लिए एक उदाहरण के रूप में कार्य किया। इस किस्म का लाभ दूसरों की तुलना में सादगी और सस्तापन है। नुकसान अन्य उपप्रकारों की तुलना में गर्मी का एक महत्वपूर्ण नुकसान नहीं है।

पहले से मौजूद सौर प्रणालियों को बेहतर बनाने के लिए, इंजीनियरों ने एक प्रकार के दर्पणों का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया, जिन्हें सांद्रक कहा जाता है। वे आपको पानी के तापमान को मानक 120 से 200 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने की अनुमति देते हैं। संग्राहकों की इस उप-प्रजाति को एकाग्रता कहा जाता है। यह सबसे महंगे निष्पादन विकल्पों में से एक है, जो निस्संदेह एक नुकसान है।

हमारे अगले लेख में सोलर कलेक्टर की स्थापना के लिए पूर्ण निर्देश:

पवन ऊर्जा का उपयोग

यदि हवा बादलों के झुंड को चलाने में सक्षम है, तो क्यों न इसकी ऊर्जा का उपयोग अन्य उपयोगी चीजों के लिए किया जाए? इस प्रश्न के उत्तर की खोज ने इंजीनियरों को पवन टर्बाइन बनाने के लिए प्रेरित किया। इस उपकरण में आमतौर पर निम्न शामिल होते हैं:

• जनरेटर;
• ऊंचा टॉवर;
• ब्लेड जो हवा को पकड़ने के लिए घूमते हैं;
• बैटरी;
• इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली।

पवन जनरेटर के संचालन का सिद्धांत काफी सरल है। ब्लेड, तेज हवा से घूमते हुए, ट्रांसमिशन शाफ्ट (आम लोगों में - गियरबॉक्स) को घुमाते हैं। वे एक अल्टरनेटर से जुड़े होते हैं। संचरण और जनरेटर पालने में या दूसरे शब्दों में, गोंडोला में स्थित हैं। इसमें कुंडा तंत्र हो सकता है। जनरेटर नियंत्रण स्वचालन और एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर से जुड़ा है। ट्रांसफार्मर के बाद, वोल्टेज, जिसने इसके मूल्य में वृद्धि की है, सामान्य बिजली आपूर्ति प्रणाली को दिया जाता है।

पवन जनरेटर उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं जहां हवा लगातार बह रही है।

चूंकि पवन टर्बाइन बनाने के मुद्दों का लंबे समय से अध्ययन किया गया है, इसलिए इन उपकरणों के लिए विभिन्न प्रकार के डिजाइनों की परियोजनाएं हैं। रोटेशन के क्षैतिज अक्ष वाले मॉडल काफी अधिक जगह लेते हैं, लेकिन रोटेशन के ऊर्ध्वाधर अक्ष वाले पवन टर्बाइन अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं। बेशक, डिवाइस के प्रभावी संचालन के लिए पर्याप्त तेज हवा की आवश्यकता होती है।

लाभ:

• कोई उत्सर्जन नहीं;
• स्वायत्तता;
• अक्षय संसाधनों में से एक का उपयोग करना;

कमियां:

• निरंतर हवा की आवश्यकता;
• उच्च प्रारंभिक कीमत;
• घूर्णी शोर और विद्युत चुम्बकीय विकिरण;
• बड़े क्षेत्रों पर कब्जा।

इसके संचालन के प्रभावी होने के लिए पवन जनरेटर को जितना संभव हो उतना ऊंचा रखा जाना चाहिए। क्षैतिज घुमाव वाले मॉडल की तुलना में रोटेशन की ऊर्ध्वाधर धुरी वाले मॉडल अधिक कॉम्पैक्ट होते हैं

हमारी वेबसाइट पर अपने हाथों से पवन टरबाइन बनाने के लिए चरण-दर-चरण मार्गदर्शिका:

ऊर्जा के स्रोत के रूप में पानी

बिजली उत्पन्न करने के लिए पानी का उपयोग करने का सबसे प्रसिद्ध तरीका निस्संदेह जलविद्युत शक्ति है। लेकिन वह अकेला नहीं है। ज्वार की ऊर्जा भी है और धाराओं की ऊर्जा भी है। और अब क्रम में।

हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर प्लांट एक बांध है जिसमें पानी की नियंत्रित रिहाई के लिए कई ताले हैं। ये ताले टर्बाइन जेनरेटर ब्लेड से जुड़े होते हैं। दबाव में बहते हुए पानी उसे घुमाता है, जिससे बिजली पैदा होती है।

कमियां:

• समुद्र तटीय बाढ़;
• नदियों के निवासियों की संख्या में कमी;

पानी की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए विशेष स्टेशन बनाए जा रहे हैं।

धाराओं की ताकत

ऊर्जा पैदा करने की यह विधि पवन टर्बाइनों के समान है, केवल अंतर यह है कि विशाल ब्लेड वाले जनरेटर को बड़े समुद्री प्रवाह में रखा जाता है। जैसे गल्फ स्ट्रीम, उदाहरण के लिए। लेकिन यह बहुत महंगा और तकनीकी रूप से कठिन है। इसलिए, सभी प्रमुख परियोजनाएं फिलहाल कागजों पर ही हैं। हालाँकि, इस प्रकार की ऊर्जा की संभावनाओं को प्रदर्शित करने वाली छोटी लेकिन चल रही परियोजनाएँ हैं।

ज्वारीय ऊर्जा

इस प्रकार की ऊर्जा को बिजली में बदलने वाले पावर प्लांट की डिजाइन समुद्र की खाड़ी में स्थित एक विशाल बांध है। इसमें छेद होते हैं जिससे पानी पीछे की ओर जाता है। वे एक पाइपलाइन द्वारा बिजली जनरेटर से जुड़े हुए हैं।

ज्वारीय बिजली संयंत्र निम्नानुसार काम करता है: उच्च ज्वार के दौरान, जल स्तर बढ़ जाता है और दबाव बनाया जाता है जो जनरेटर शाफ्ट को घुमा सकता है। ज्वार के अंत में, इनलेट बंद हो जाते हैं और कम ज्वार के दौरान, जो 6 घंटे के बाद होता है, आउटलेट खोल दिए जाते हैं और प्रक्रिया विपरीत दिशा में दोहराई जाती है।

इस विधि के लाभ:

• सस्ती सेवा;
• पर्यटकों के लिए आकर्षण।

कमियां:

• महत्वपूर्ण निर्माण लागत;
• समुद्री जीवन को नुकसान;
• डिज़ाइन की त्रुटियां आस-पास के शहरों में बाढ़ का कारण बन सकती हैं।

बायोगैस आवेदन

जैविक कचरे के अवायवीय प्रसंस्करण के दौरान, तथाकथित बायोगैस निकलती है। नतीजा गैसों का मिश्रण है जिसमें मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और हाइड्रोजन सल्फाइड शामिल हैं। बायोगैस जनरेटर में शामिल हैं:

• सीलबंद टैंक;
• जैविक कचरे को मिलाने के लिए बरमा;
• अपशिष्ट के खर्च किए गए द्रव्यमान को उतारने के लिए शाखा पाइप;
• अपशिष्ट और पानी भरने के लिए गर्दन;
• पाइप जिसके माध्यम से परिणामी गैस बहती है।

अक्सर, अपशिष्ट प्रसंस्करण टैंक को सतह पर नहीं, बल्कि मिट्टी की मोटाई में व्यवस्थित किया जाता है। परिणामी गैस के रिसाव को रोकने के लिए इसे पूरी तरह से सील कर दिया जाता है। साथ ही, यह याद रखना चाहिए कि बायोगैस छोड़ने की प्रक्रिया में, टैंक में दबाव लगातार बढ़ रहा है, इसलिए टैंक से नियमित रूप से गैस लेनी चाहिए। बायोगैस के अलावा, प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, एक उत्कृष्ट जैविक उर्वरक प्राप्त होता है, जो बढ़ते पौधों के लिए उपयोगी होता है।

इस तरह के उपकरण के उपकरण और संचालन नियमों पर सुरक्षा आवश्यकताओं को बढ़ा दिया गया है, क्योंकि यह बायोगैस को साँस लेना खतरनाक है और यह विस्फोट कर सकता है। हालाँकि, दुनिया के कई देशों में, उदाहरण के लिए, चीन में, ऊर्जा प्राप्त करने का यह तरीका काफी व्यापक है।

ऐसा बायोगैस प्लांट महंगा हो सकता है

इस अपशिष्ट पुनर्चक्रण उत्पाद का उपयोग इस प्रकार किया जा सकता है:

• थर्मल पावर प्लांट और कोजेनरेशन प्लांट के लिए कच्चा माल;
• स्टोव, बर्नर और बॉयलरों में प्राकृतिक गैस का प्रतिस्थापन।

इस प्रकार के ईंधन की ताकत प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल की नवीकरणीयता और उपलब्धता है, खासकर गांवों में। इस प्रकार के ईंधन के कई नुकसान भी हैं, जैसे:

• भस्मीकरण से उत्सर्जन;
• अपूर्ण उत्पादन तकनीक;
• बायोगैस बनाने के लिए उपकरण की कीमत।

बायोगैस जनरेटर का डिज़ाइन बहुत सरल है, लेकिन इसके संचालन के दौरान कुछ सावधानी बरतनी चाहिए, क्योंकि बायोगैस एक ज्वलनशील पदार्थ है जो स्वास्थ्य के लिए खतरनाक है।

कचरे से प्राप्त बायोगैस की संरचना और मात्रा सब्सट्रेट पर निर्भर करती है। अधिकांश गैस वसा, अनाज, तकनीकी ग्लिसरीन, ताजी घास, साइलेज आदि का उपयोग करने पर प्राप्त होती है। आमतौर पर टैंक में जानवरों और सब्जियों के कचरे का मिश्रण लोड किया जाता है, जिसमें कुछ पानी मिलाया जाता है। गर्मियों में, द्रव्यमान की आर्द्रता को 94-96% तक बढ़ाने की सिफारिश की जाती है, और सर्दियों में 88-90% नमी पर्याप्त होती है। अपशिष्ट टैंक में आपूर्ति किए जाने वाले पानी को 35-40 डिग्री तक गर्म किया जाना चाहिए, अन्यथा अपघटन प्रक्रिया धीमी हो जाएगी। गर्म रखने के लिए, टैंक के बाहर गर्मी-इन्सुलेट सामग्री की एक परत लगाई जाती है।

जैव ईंधन (बायोगैस) का अनुप्रयोग

ऊष्मा पम्प का संचालन व्युत्क्रम कार्नोट सिद्धांत पर आधारित है। यह एक काफी बड़ा और बल्कि जटिल उपकरण है जो पर्यावरण से निम्न-श्रेणी की तापीय ऊर्जा एकत्र करता है और इसे उच्च-क्षमता वाली ऊर्जा में परिवर्तित करता है। ज्यादातर, हीट पंप का उपयोग स्पेस हीटिंग के लिए किया जाता है। डिवाइस में निम्न शामिल हैं:

• शीतलक के साथ बाहरी सर्किट;
• शीतलक के साथ आंतरिक सर्किट;
• बाष्पीकरण करनेवाला;
• कंप्रेसर;
• संधारित्र।

सिस्टम में फ्रीन का भी उपयोग किया जाता है। ऊष्मा पम्प का बाहरी सर्किट विभिन्न माध्यमों से ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है: पृथ्वी, जल, वायु। इसके निर्माण की श्रम लागत पंप के प्रकार और इसके विन्यास पर निर्भर करती है। सबसे मुश्किल काम जमीन से पानी के पंप की व्यवस्था करना है, जिसमें बाहरी सर्किट क्षैतिज रूप से मिट्टी की मोटाई में स्थित होता है, क्योंकि इसके लिए बड़े पैमाने पर खुदाई की आवश्यकता होती है। अगर घर के पास कोई जलाशय है, तो पानी से पानी का ताप पंप बनाना समझ में आता है। इस मामले में, बाहरी सर्किट को केवल जलाशय में उतारा जाता है।

ऊष्मा पम्प पृथ्वी, पानी या हवा की निम्न-श्रेणी की ऊर्जा को उच्च-श्रेणी की तापीय ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिससे आप इमारत को काफी कुशलता से गर्म कर सकते हैं

ऊष्मा पम्प की दक्षता इस बात पर निर्भर नहीं करती है कि परिवेश का तापमान कितना अधिक है, बल्कि इसकी स्थिरता पर निर्भर करता है। ठीक से डिज़ाइन किया गया और स्थापित हीट पंप सर्दियों के दौरान बहुत कम पानी, जमीन या हवा के तापमान पर भी पर्याप्त गर्मी प्रदान कर सकता है। गर्मियों में, हीट पंप एयर कंडीशनर के रूप में कार्य कर सकते हैं, घर को ठंडा कर सकते हैं।

ऐसे पंपों का उपयोग करने के लिए, आपको पहले ड्रिलिंग कार्य करना होगा

इन प्रतिष्ठानों के फायदों में शामिल हैं:

• ऊर्जा दक्षता;
• आग सुरक्षा;
• बहुक्रियाशीलता;
• पहले ओवरहाल तक दीर्घकालिक संचालन।

ऐसी प्रणाली की कमजोरियां हैं:

• इमारत को गर्म करने के अन्य तरीकों की तुलना में उच्च प्रारंभिक कीमत;
• बिजली आपूर्ति नेटवर्क की स्थिति के लिए आवश्यकता;
• एक क्लासिक गैस बॉयलर की तुलना में अधिक शोर;
• ड्रिलिंग की आवश्यकता।

वीडियो: हीट पंप कैसे काम करते हैं

जैसा कि आप देख सकते हैं, अपने घर को गर्मी और बिजली प्रदान करने के लिए, आप सौर ऊर्जा, हवा और पानी की शक्ति का उपयोग कर सकते हैं। प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। लेकिन फिर भी, सभी मौजूदा विकल्पों में से, आप एक ऐसी विधि का उपयोग कर सकते हैं जो सस्ती और प्रभावी दोनों होगी।

वैकल्पिक ऊर्जा स्रोत- यह हवा, सूरज, भाटा और प्रवाह, बायोमास, पृथ्वी की भूतापीय ऊर्जा है।

पवन चक्कियों का उपयोग लंबे समय से मनुष्य द्वारा ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता रहा है। हालांकि, वे केवल छोटे उपयोगकर्ता के लिए प्रभावी और उपयुक्त हैं। दुर्भाग्य से, हवा अभी तक पर्याप्त मात्रा में बिजली प्रदान करने में सक्षम नहीं है। सौर और पवन ऊर्जा में एक गंभीर खामी है - अस्थायी अस्थिरता उसी क्षण जब इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है। इस संबंध में, ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की आवश्यकता है ताकि इसकी खपत किसी भी समय संभव हो सके, लेकिन ऐसी प्रणालियों को बनाने के लिए अभी तक कोई आर्थिक रूप से परिपक्व तकनीक नहीं है।

90 के दशक में पहले पवन ऊर्जा जनरेटर विकसित किए गए थे। 19 वीं सदी डेनमार्क में, और 1910 तक, इस देश में कई सौ छोटे प्रतिष्ठान बनाए जा चुके थे। कुछ साल बाद, डेनिश उद्योग को पवन जनरेटर से आवश्यक बिजली का एक चौथाई प्राप्त हुआ। इनकी कुल क्षमता 150-200 मेगावाट थी।

1982 में, 1,280 पवन टर्बाइन चीनी बाजार में बेचे गए, और 1986 में 11,000, चीन के उन हिस्सों में बिजली लाए जहां पहले कभी बिजली नहीं थी।

XX सदी की शुरुआत में। रूस में 1 मिलियन kW तक की क्षमता वाले 250 हजार किसान पवन चक्कियाँ थीं। लंबी दूरी के परिवहन के बिना, उन्होंने मौके पर ही 2.5 बिलियन पुड अनाज पीस दिया। दुर्भाग्य से, 40 के दशक में प्राकृतिक संसाधनों के प्रति विचारहीन रवैये के परिणामस्वरूप। पूर्व USSR के क्षेत्र में पिछली शताब्दी में, पवन और जल इंजनों का मुख्य भाग नष्ट हो गया था, और 50 के दशक तक। वे "पिछड़ी तकनीक" के रूप में लगभग पूरी तरह से गायब हो गए।

वर्तमान में, सौर ऊर्जा का उपयोग कुछ देशों में मुख्य रूप से हीटिंग के लिए और ऊर्जा उत्पादन के लिए - बहुत छोटे पैमाने पर किया जाता है। इस बीच, पृथ्वी तक पहुँचने वाले सौर विकिरण की शक्ति 2 x 10 17 W है, जो मानव ऊर्जा खपत के वर्तमान स्तर से 30 हजार गुना अधिक है।

सौर ऊर्जा के उपयोग के दो मुख्य विकल्प हैं: भौतिक और जैविक। भौतिक संस्करण में, ऊर्जा सौर कलेक्टरों, अर्धचालकों पर सौर कोशिकाओं, या दर्पणों की एक प्रणाली द्वारा केंद्रित होती है। जैविक संस्करण में, पौधों के कार्बनिक पदार्थों (आमतौर पर लकड़ी में) में प्रकाश संश्लेषण के दौरान संचित सौर ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। यह विकल्प अपेक्षाकृत बड़े वन भंडार वाले देशों के लिए उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रिया आने वाले वर्षों में लकड़ी जलाने से एक तिहाई बिजली पैदा करने की योजना बना रहा है। यूके में इसी उद्देश्य के लिए, लगभग 1 मिलियन हेक्टेयर भूमि को कृषि उपयोग के लिए अनुपयुक्त बनाने की योजना है। तेजी से बढ़ने वाली प्रजातियाँ लगाई जाती हैं, जैसे कि चिनार, जिसे रोपण के 3 साल बाद ही काट दिया जाता है (इस पेड़ की ऊँचाई लगभग 4 मीटर है, तने का व्यास 6 सेमी से अधिक है)।

गैर-पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करने की समस्या हाल के वर्षों में विशेष रूप से प्रासंगिक रही है। यह निस्संदेह लाभकारी है, हालांकि ऐसी तकनीकों के लिए महत्वपूर्ण लागतों की आवश्यकता होती है। फरवरी 1983 में, अमेरिकी फर्म Arca Solar ने दुनिया के पहले 1 MW सौर ऊर्जा संयंत्र का संचालन शुरू किया। ऐसे बिजली संयंत्रों का निर्माण एक महंगी खुशी है। लगभग 10 हजार घरेलू उपभोक्ताओं (क्षमता - लगभग 10 mW) को बिजली प्रदान करने में सक्षम सौर ऊर्जा संयंत्र के निर्माण पर 190 मिलियन डॉलर की लागत आएगी। यह ठोस ईंधन पर चलने वाले थर्मल पावर प्लांट के निर्माण की लागत से चार गुना अधिक है, और तदनुसार, हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन और परमाणु ऊर्जा संयंत्र के निर्माण से तीन गुना अधिक है। फिर भी, सौर ऊर्जा के अध्ययन में विशेषज्ञ आश्वस्त हैं कि सौर ऊर्जा का उपयोग करने के लिए प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, इसकी कीमतों में काफी कमी आएगी।

ऊर्जा का भविष्य पवन और सौर ऊर्जा पर टिका होने की संभावना है। 1995 में, भारत ने पवन का उपयोग करके ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए एक कार्यक्रम शुरू किया। संयुक्त राज्य अमेरिका में, पवन फार्मों की क्षमता 1654 मेगावाट है, यूरोपीय संघ में - 2534 मेगावाट, जिनमें से 1000 मेगावाट जर्मनी में उत्पन्न होते हैं। वर्तमान में, पवन ऊर्जा जर्मनी, इंग्लैंड, हॉलैंड, डेनमार्क, संयुक्त राज्य अमेरिका में सबसे बड़े विकास तक पहुंच गई है (केवल कैलिफोर्निया में 15 हजार पवन टर्बाइन हैं)। हवा से प्राप्त ऊर्जा को लगातार नवीनीकृत किया जा सकता है। पवन फार्म पर्यावरण को प्रदूषित नहीं करते हैं। पवन ऊर्जा की मदद से दुनिया के सबसे दूरस्थ कोनों को विद्युतीकृत करना संभव है। उदाहरण के लिए, गुआदेलूप में डेसिरेट्स द्वीप के 1,600 निवासियों को 20 पवन टर्बाइनों द्वारा उत्पन्न बिजली से लाभ होता है।

पर्यावरण को प्रदूषित किए बिना आप और क्या ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं?

ज्वार की ऊर्जा का उपयोग करने के लिए, ज्वारीय बिजली संयंत्र आमतौर पर नदियों के मुहाने पर या सीधे समुद्र के किनारे बनाए जाते हैं। एक पारंपरिक बंदरगाह ब्रेकवाटर में, छेद छोड़े जाते हैं जहां पानी स्वतंत्र रूप से बहता है। प्रत्येक लहर पानी के स्तर को ऊपर उठाती है और परिणामस्वरूप छिद्रों में शेष हवा का दबाव बढ़ जाता है। शीर्ष छेद के माध्यम से "निचोड़ा हुआ" हवा टर्बाइन को गति में सेट करता है। लहर के प्रस्थान के साथ, हवा का एक उल्टा संचलन होता है, जो वैक्यूम को भरना चाहता है, और टरबाइन को घूमने के लिए एक नया आवेग प्राप्त होता है। विशेषज्ञों के अनुसार, ऐसे बिजली संयंत्र 45% तक ज्वारीय ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं।

तरंग ऊर्जा नए ऊर्जा स्रोतों का अपेक्षाकृत आशाजनक रूप प्रतीत होती है। उदाहरण के लिए, उत्तरी अटलांटिक से ब्रिटेन के चारों ओर लहरफ्रंट के प्रत्येक मीटर के लिए प्रति वर्ष औसतन 80 kW ऊर्जा या 120,000 GW है। इस ऊर्जा के प्रसंस्करण और संचरण के दौरान महत्वपूर्ण नुकसान अपरिहार्य हैं, और, जाहिर है, इसका केवल एक तिहाई नेटवर्क में प्रवेश कर सकता है। फिर भी, शेष मात्रा पूरे ब्रिटेन को खपत के मौजूदा स्तर पर बिजली प्रदान करने के लिए पर्याप्त है।

बायोगैस के उपयोग से वैज्ञानिक भी आकर्षित होते हैं, जो दहनशील गैस - मीथेन (60-70%) और गैर-दहनशील कार्बन डाइऑक्साइड का मिश्रण है। इसमें आमतौर पर अशुद्धियाँ होती हैं - हाइड्रोजन सल्फाइड, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन। बायोगैस कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय (ऑक्सीजन मुक्त) अपघटन के परिणामस्वरूप बनती है। यह प्रक्रिया प्रकृति में तराई के दलदलों में देखी जा सकती है। आर्द्रभूमि के तल से उठने वाले हवा के बुलबुले बायोगैस - मीथेन और इसके डेरिवेटिव हैं।

बायोगैस उत्पादन प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। प्रारंभ में, कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा से अवायवीय बैक्टीरिया की मदद से कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों का एक सेट बनता है: एसिड (ब्यूटिरिक, प्रोपियोनिक, एसिटिक), हाइड्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड। दूसरे चरण (क्षारीय या मीथेन) में, मीथेन बैक्टीरिया जुड़े होते हैं, जो मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और थोड़ी मात्रा में हाइड्रोजन की रिहाई के साथ कार्बनिक अम्लों को नष्ट कर देते हैं।

कच्चे माल की रासायनिक संरचना के आधार पर, किण्वन संसाधित कार्बनिक पदार्थ के प्रति घन मीटर 5 से 15 घन मीटर गैस से निकलता है।

बायोगैस को जलाकर घरों को गर्म किया जा सकता है, अनाज को सुखाया जा सकता है, और कारों और ट्रैक्टरों के लिए ईंधन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। बायोगैस की संरचना प्राकृतिक गैस से बहुत कम भिन्न होती है। इसके अलावा, बायोगैस प्राप्त करने की प्रक्रिया में, किण्वन अवशेष कार्बनिक पदार्थों का लगभग आधा होता है। इसे ब्रिकेट किया जा सकता है और ठोस ईंधन प्राप्त किया जा सकता है। हालाँकि, आर्थिक दृष्टिकोण से, यह बहुत तर्कसंगत नहीं है। शेष किण्वन उर्वरक के रूप में सबसे अच्छा उपयोग किया जाता है।

बायोगैस का 1 मीटर 3 1 लीटर तरल गैस या 0.5 लीटर उच्च गुणवत्ता वाले गैसोलीन से मेल खाता है। बायोगैस का उत्पादन तकनीकी लाभ प्रदान करेगा - कचरे का विनाश और ऊर्जा लाभ - सस्ता ईंधन।

भारत में, बायोगैस के उत्पादन के लिए लगभग 1 मिलियन सस्ते और सरल प्रतिष्ठानों का उपयोग किया जाता है, और चीन में उनमें से 7 मिलियन से अधिक हैं। पर्यावरण की दृष्टि से, बायोगैस के बड़े फायदे हैं, क्योंकि यह जलाऊ लकड़ी की जगह ले सकता है, और इसलिए वनों को बचा सकता है। और मरुस्थलीकरण को रोकें। यूरोप में, कई नगरपालिका अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र अपनी ऊर्जा जरूरतों को बायोगैस के साथ पूरा करते हैं जो वे पैदा करते हैं।

ऊर्जा का एक अन्य वैकल्पिक स्रोत कृषि कच्चा माल है: गन्ना, चुकंदर, आलू, जेरूसलम आटिचोक, आदि। तरल ईंधन, विशेष रूप से इथेनॉल, कुछ देशों में किण्वन द्वारा इससे उत्पन्न होते हैं। ब्राजील में, उदाहरण के लिए, वनस्पति पदार्थ एथिल अल्कोहल में इतनी मात्रा में परिवर्तित हो जाता है कि देश अपनी मोटर ईंधन की अधिकांश जरूरतों को पूरा करता है। बड़े पैमाने पर इथेनॉल के उत्पादन के लिए आवश्यक कच्चा माल मुख्य रूप से गन्ना है। गन्ना प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में सक्रिय रूप से शामिल है और अन्य फसलों की तुलना में प्रति हेक्टेयर खेती वाले क्षेत्र में अधिक ऊर्जा पैदा करता है। वर्तमान में, ब्राजील में इसका उत्पादन 8.4 मिलियन टन है, जो उच्चतम गुणवत्ता वाले गैसोलीन के 5.6 मिलियन टन के बराबर है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, बायोकोल का उत्पादन होता है - मकई से प्राप्त 10% इथेनॉल युक्त कारों के लिए एक ईंधन।

तापीय या विद्युत ऊर्जा को पृथ्वी की गहराइयों के ताप से निकाला जा सकता है। भूतापीय ऊर्जा आर्थिक रूप से कुशल है जहां गर्म पानी पृथ्वी की पपड़ी की सतह के करीब है - कई गीजर (कामचटका, कुरील द्वीप समूह, जापानी द्वीपसमूह के द्वीप) के साथ सक्रिय ज्वालामुखीय गतिविधि के क्षेत्रों में। अन्य प्राथमिक ऊर्जा स्रोतों के विपरीत, भू-तापीय ऊर्जा वाहकों को कई किलोमीटर से अधिक की दूरी पर नहीं ले जाया जा सकता है। इसलिए, स्थलीय ताप आमतौर पर ऊर्जा का एक स्थानीय स्रोत है, और इसके संचालन (अन्वेषण, ड्रिलिंग साइटों की तैयारी, ड्रिलिंग, अच्छी तरह से परीक्षण, द्रव का सेवन, ऊर्जा उत्पादन और संचरण, पुनःपूर्ति, बुनियादी ढांचे के विकास, आदि) से जुड़े कार्य किए जाते हैं। एक नियम के रूप में, अपेक्षाकृत छोटे क्षेत्र में, स्थानीय परिस्थितियों को ध्यान में रखते हुए।

संयुक्त राज्य अमेरिका, मैक्सिको और फिलीपींस में भूतापीय ऊर्जा का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। फिलीपींस के ऊर्जा क्षेत्र में भू-तापीय ऊर्जा का हिस्सा 19% है, मेक्सिको 4% है, संयुक्त राज्य अमेरिका ("सीधे" हीटिंग के लिए उपयोग को ध्यान में रखते हुए, अर्थात विद्युत ऊर्जा में प्रसंस्करण के बिना) लगभग 1% है। सभी अमेरिकी भू-तापीय बिजली संयंत्रों की कुल क्षमता 2 मिलियन किलोवाट से अधिक है। भूतापीय ऊर्जा आइसलैंड की राजधानी - रेकजाविक को गर्मी प्रदान करती है। पहले से ही 1943 में, वहाँ 440 से 2400 मीटर की गहराई पर 32 कुएँ खोदे गए थे, जिसके माध्यम से 60 से 130 डिग्री सेल्सियस के तापमान वाला पानी सतह तक बढ़ जाता है। इनमें से नौ कुएँ आज भी सक्रिय हैं। रूस में, कामचटका में, 11 मेगावाट की क्षमता वाला एक भू-तापीय विद्युत संयंत्र है और 200 मेगावाट की क्षमता वाला एक अन्य निर्माणाधीन है।

यह कोई रहस्य नहीं है कि आज मानवता द्वारा उपयोग किए जाने वाले संसाधन सीमित हैं, इसके अलावा, उनके आगे के निष्कर्षण और उपयोग से न केवल एक ऊर्जा हो सकती है, बल्कि एक पर्यावरणीय तबाही भी हो सकती है। पारंपरिक रूप से मानव जाति द्वारा उपयोग किए जाने वाले संसाधन - कोयला, गैस और तेल - कुछ दशकों में समाप्त हो जाएंगे, और हमारे समय में अब उपाय किए जाने चाहिए। बेशक, हम उम्मीद कर सकते हैं कि हम फिर से कुछ समृद्ध जमा पाएंगे, जैसा कि पिछली शताब्दी के पहले छमाही में था, लेकिन वैज्ञानिकों को यकीन है कि इतनी बड़ी जमा राशि अब मौजूद नहीं है। लेकिन किसी भी मामले में, यहां तक ​​​​कि नई जमा राशि की खोज केवल अपरिहार्य में देरी करेगी, वैकल्पिक ऊर्जा का उत्पादन करने के तरीकों को ढूंढना आवश्यक है, और पवन, सूर्य, भू-तापीय ऊर्जा, जल प्रवाह ऊर्जा और अन्य जैसे नवीकरणीय संसाधनों पर स्विच करना आवश्यक है, और साथ ही साथ इसके साथ, ऊर्जा-बचत तकनीकों को विकसित करना जारी रखना आवश्यक है।

इस लेख में, हम आधुनिक वैज्ञानिकों की राय में, सबसे आशाजनक विचारों में से कुछ पर विचार करेंगे, जिन पर भविष्य की ऊर्जा का निर्माण किया जाएगा।

सौर स्टेशनों

लोग लंबे समय से सोचते रहे हैं कि क्या ओवन में भेजने से पहले पानी को धूप में गर्म करना, कपड़े सुखाना और मिट्टी के बर्तनों को गर्म करना संभव है, लेकिन इन तरीकों को प्रभावी नहीं कहा जा सकता है। सौर ऊर्जा को रूपांतरित करने वाला पहला तकनीकी साधन 18वीं शताब्दी में दिखाई दिया। फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे। बफन ने एक प्रयोग दिखाया जिसमें उन्होंने लगभग 70 मीटर की दूरी से साफ मौसम में एक बड़े अवतल दर्पण की मदद से एक सूखे पेड़ को प्रज्वलित करने में कामयाबी हासिल की। उनके हमवतन, प्रसिद्ध वैज्ञानिक ए। लेवोज़ियर ने सूर्य की ऊर्जा को केंद्रित करने के लिए लेंस का इस्तेमाल किया, और इंग्लैंड में उन्होंने उभयलिंगी कांच बनाया, जो सूर्य की किरणों को केंद्रित करते हुए, कुछ ही मिनटों में कच्चा लोहा पिघला देता है।

प्रकृतिवादियों ने कई प्रयोग किए जिनसे सिद्ध हुआ कि पृथ्वी पर सूर्य संभव है। हालाँकि, एक सौर बैटरी जो सौर ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करेगी, अपेक्षाकृत हाल ही में, 1953 में दिखाई दी। इसे यूएस नेशनल एयरोस्पेस एजेंसी के वैज्ञानिकों ने बनाया है। पहले से ही 1959 में, एक अंतरिक्ष उपग्रह को लैस करने के लिए पहली बार एक सौर बैटरी का उपयोग किया गया था।

शायद तब भी, यह महसूस करते हुए कि ऐसी बैटरियां अंतरिक्ष में कहीं अधिक कुशल हैं, वैज्ञानिकों को अंतरिक्ष सौर स्टेशन बनाने का विचार आया, क्योंकि एक घंटे में सूर्य उतनी ऊर्जा पैदा करता है जितनी सारी मानवता एक दिन में खपत नहीं करती। साल, तो इसका इस्तेमाल क्यों नहीं करते? भविष्य की सौर ऊर्जा क्या होगी?

एक ओर तो ऐसा लगता है कि सौर ऊर्जा का उपयोग एक आदर्श विकल्प है। हालांकि, एक विशाल अंतरिक्ष सौर स्टेशन की लागत बहुत अधिक है, और इसके अलावा, इसे संचालित करना महंगा होगा। समय के साथ, जब अंतरिक्ष में कार्गो और साथ ही नई सामग्रियों को पहुंचाने के लिए नई तकनीकों को पेश किया जाता है, तो ऐसी परियोजना का कार्यान्वयन संभव हो जाएगा, लेकिन अभी हम ग्रह की सतह पर अपेक्षाकृत छोटी बैटरी का ही उपयोग कर सकते हैं। कई कहेंगे कि यह भी अच्छा है। हां, यह एक निजी घर में संभव है, लेकिन क्रमशः बड़े शहरों की ऊर्जा आपूर्ति के लिए, आपको या तो बहुत सारे सौर पैनलों की आवश्यकता होती है, या ऐसी तकनीक जो उन्हें और अधिक कुशल बनाती है।

इस मुद्दे का आर्थिक पक्ष भी यहां मौजूद है: किसी भी बजट को बहुत नुकसान होगा अगर उसे पूरे शहर (या पूरे देश) को सौर पैनलों में बदलने का काम सौंपा जाए। ऐसा लगता है कि शहरवासियों को पुन: उपकरण के लिए कुछ राशि का भुगतान करना संभव है, लेकिन इस मामले में वे नाखुश होंगे, क्योंकि अगर लोग इस तरह के खर्च करने के लिए तैयार होते, तो वे इसे बहुत पहले ही कर लेते: सभी के पास सोलर बैटरी खरीदने का मौका

सौर ऊर्जा के संबंध में एक और विरोधाभास है: उत्पादन लागत। सौर ऊर्जा को सीधे बिजली में बदलना सबसे कुशल चीज नहीं है। अब तक, पानी को गर्म करने के लिए सूर्य की किरणों का उपयोग करने से बेहतर कोई तरीका नहीं खोजा गया है, जो भाप में बदलकर डायनेमो को घुमाता है। इस मामले में, ऊर्जा हानि न्यूनतम है। मानवता पृथ्वी पर संसाधनों के संरक्षण के लिए "हरित" सौर पैनलों और सौर स्टेशनों का उपयोग करना चाहती है, लेकिन इस तरह की परियोजना के लिए समान संसाधनों की एक बड़ी मात्रा और "गैर-हरित" ऊर्जा की आवश्यकता होगी। उदाहरण के लिए, फ्रांस में हाल ही में एक सौर ऊर्जा संयंत्र बनाया गया था, जो लगभग दो वर्ग किलोमीटर के क्षेत्र को कवर करता है। निर्माण की लागत लगभग 110 मिलियन यूरो थी, जिसमें परिचालन लागत शामिल नहीं थी। इन सबके साथ, यह ध्यान में रखना चाहिए कि ऐसे तंत्रों का सेवा जीवन लगभग 25 वर्ष है।

हवा

प्राचीन काल से ही लोगों द्वारा पवन ऊर्जा का उपयोग किया जाता रहा है, इसका सबसे सरल उदाहरण नौकायन और पवन चक्कियां हैं। पवन चक्कियां आज भी उपयोग में हैं, विशेष रूप से लगातार हवाओं वाले क्षेत्रों में, जैसे कि तट पर। पवन ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए मौजूदा उपकरणों का आधुनिकीकरण कैसे किया जाए, इस पर वैज्ञानिक लगातार विचार कर रहे हैं, उनमें से एक पवन टर्बाइन है जो उड़ने वाली टर्बाइन के रूप में है। लगातार घूमने के कारण, वे जमीन से कई सौ मीटर की दूरी पर हवा में "लटके" रह सकते हैं, जहां हवा तेज और स्थिर होती है। इससे ग्रामीण क्षेत्रों के विद्युतीकरण में मदद मिलेगी जहां मानक पवन चक्कियों का उपयोग संभव नहीं है। इसके अलावा, ऐसे उड़ते हुए टर्बाइनों को इंटरनेट मॉड्यूल से लैस किया जा सकता है, जिसकी मदद से लोगों को वर्ल्ड वाइड वेब तक पहुंच प्रदान की जाएगी।

ज्वार और लहरें

सौर और पवन ऊर्जा में तेजी धीरे-धीरे कम हो रही है, और अन्य प्राकृतिक ऊर्जा ने शोधकर्ताओं के हित को आकर्षित किया है। अधिक आशाजनक है भाटा और प्रवाह का उपयोग। पहले से ही, दुनिया भर में लगभग सौ कंपनियां इस मुद्दे से निपट रही हैं, और ऐसी कई परियोजनाएँ हैं जिन्होंने बिजली पैदा करने की इस पद्धति की प्रभावशीलता को साबित किया है। सौर ऊर्जा पर लाभ यह है कि एक ऊर्जा को दूसरी ऊर्जा में स्थानांतरित करने के दौरान होने वाली हानि न्यूनतम होती है: ज्वार की लहर एक विशाल टरबाइन को घुमाती है, जो बिजली उत्पन्न करती है।

प्रोजेक्ट ऑयस्टर समुद्र के तल पर एक हिंग वाले वाल्व को स्थापित करने का विचार है जो किनारे पर पानी की आपूर्ति करेगा, जिससे एक साधारण पनबिजली टरबाइन घूमेगा। इस तरह की केवल एक स्थापना एक छोटे माइक्रोडिस्ट्रिक्ट को बिजली प्रदान कर सकती है।

ऑस्ट्रेलिया में पहले से ही ज्वारीय तरंगों का सफलतापूर्वक उपयोग किया जा रहा है: पर्थ शहर में, इस प्रकार की ऊर्जा पर काम करने वाले अलवणीकरण संयंत्र स्थापित किए गए हैं। उनका काम लगभग आधे मिलियन लोगों को ताजा पानी उपलब्ध कराने की अनुमति देता है। ऊर्जा उत्पादन की इस शाखा में प्राकृतिक ऊर्जा और उद्योग को भी जोड़ा जा सकता है।

उपयोग उन तकनीकों से कुछ अलग है जो हम नदी पनबिजली संयंत्रों में देखने के आदी हैं। हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन अक्सर पर्यावरण को नुकसान पहुंचाते हैं: आसन्न प्रदेशों में बाढ़ आ जाती है, पारिस्थितिकी तंत्र नष्ट हो जाता है, लेकिन इस संबंध में ज्वार की लहरों पर काम करने वाले स्टेशन अधिक सुरक्षित होते हैं।

मानव ऊर्जा

हमारी सूची में सबसे शानदार परियोजनाओं में से एक जीवित लोगों की ऊर्जा का उपयोग है। यह आश्चर्यजनक और कुछ हद तक भयानक लगता है, लेकिन सब कुछ इतना डरावना नहीं है। वैज्ञानिक इस विचार को संजोते हैं कि आंदोलन की यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग कैसे किया जाए। ये परियोजनाएं कम बिजली खपत वाले माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और नैनो प्रौद्योगिकी के बारे में हैं। हालांकि यह एक यूटोपिया जैसा लगता है, कोई वास्तविक विकास नहीं है, लेकिन यह विचार बहुत दिलचस्प है और वैज्ञानिकों के दिमाग से बाहर नहीं निकलता है। सहमत हूं, जो उपकरण, जैसे कि स्वचालित वाइंडिंग वाली घड़ियां, बहुत सुविधाजनक होंगी, सेंसर पर एक उंगली स्वाइप करके, या चलते समय बस एक टैबलेट या फोन को बैग में लटकाकर चार्ज किया जाएगा। कपड़ों का जिक्र नहीं है, जो विभिन्न सूक्ष्म उपकरणों से भरा हुआ है, मानव आंदोलन की ऊर्जा को बिजली में परिवर्तित कर सकता है।

बर्कले में, लॉरेंस की प्रयोगशाला में, उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने बिजली पर दबाव डालने के लिए वायरस का उपयोग करने के विचार को लागू करने की कोशिश की। आंदोलन द्वारा संचालित छोटे तंत्र भी हैं, लेकिन अभी तक ऐसी तकनीक को धारा में नहीं डाला गया है। हां, वैश्विक ऊर्जा संकट से इस तरह नहीं निपटा जा सकता है: पूरे संयंत्र को काम करने के लिए कितने लोगों को "पेडल" करना होगा? लेकिन संयोजन में उपयोग किए जाने वाले उपायों में से एक के रूप में, सिद्धांत काफी व्यवहार्य है।

ऐसी प्रौद्योगिकियां दुर्गम स्थानों, ध्रुवीय स्टेशनों, पहाड़ों और टैगा में यात्रियों और पर्यटकों के बीच विशेष रूप से प्रभावी होंगी, जिनके पास हमेशा अपने गैजेट चार्ज करने का अवसर नहीं होता है, लेकिन संपर्क में रहना महत्वपूर्ण है, खासकर अगर समूह की स्थिति गंभीर है। अगर लोगों के पास हमेशा एक विश्वसनीय संचार उपकरण होता जो "प्लग" पर निर्भर नहीं होता तो कितना रोका जा सकता था।

हाइड्रोजन ईंधन सेल

शायद हर कार मालिक, शून्य के करीब पहुंच रहे गैसोलीन की मात्रा के संकेतक को देखते हुए, यह सोचा था कि अगर कार पानी पर चलती है तो कितना अच्छा होगा। लेकिन अब इसके परमाणु ऊर्जा की वास्तविक वस्तुओं के रूप में वैज्ञानिकों के ध्यान में आ गए हैं। तथ्य यह है कि हाइड्रोजन के कण - ब्रह्मांड में सबसे आम गैस - में भारी मात्रा में ऊर्जा होती है। इसके अलावा, इंजन इस गैस को वस्तुतः बिना किसी उपोत्पाद के जलाता है, यानी हमें पर्यावरण के अनुकूल ईंधन मिलता है।

हाइड्रोजन को आईएसएस और शटल के कुछ मॉड्यूल द्वारा ईंधन दिया जाता है, लेकिन पृथ्वी पर यह मुख्य रूप से पानी जैसे यौगिकों के रूप में मौजूद है। रूस में अस्सी के दशक में ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग करने वाले विमानों का विकास हुआ था, इन तकनीकों को भी व्यवहार में लाया गया था, और प्रायोगिक मॉडल ने उनकी प्रभावशीलता को साबित कर दिया था। जब हाइड्रोजन को अलग किया जाता है, तो यह एक विशेष ईंधन सेल में चला जाता है, जिसके बाद सीधे बिजली उत्पन्न की जा सकती है। यह भविष्य की ऊर्जा नहीं है, यह पहले से ही एक वास्तविकता है। इसी तरह की कारों का उत्पादन पहले से ही काफी बड़े बैचों में किया जा रहा है। होंडा ने ऊर्जा स्रोत और समग्र रूप से कार की बहुमुखी प्रतिभा पर जोर देने के लिए एक प्रयोग किया, जिसके परिणामस्वरूप कार विद्युत घरेलू नेटवर्क से जुड़ी थी, लेकिन रिचार्ज करने के लिए नहीं। एक कार एक निजी घर को कई दिनों तक ऊर्जा प्रदान कर सकती है, या लगभग पाँच सौ किलोमीटर बिना ईंधन भरे ड्राइव कर सकती है।

इस समय ऐसे ऊर्जा स्रोत का एकमात्र दोष ऐसी पर्यावरण के अनुकूल कारों की अपेक्षाकृत उच्च लागत है, और निश्चित रूप से हाइड्रोजन स्टेशनों की काफी कम संख्या है, लेकिन कई देशों में उनका निर्माण पहले से ही योजनाबद्ध है। उदाहरण के लिए, जर्मनी की पहले से ही 2017 तक 100 फिलिंग स्टेशन स्थापित करने की योजना है।

धरती की गरमी

तापीय ऊर्जा का विद्युत में रूपांतरण भूतापीय ऊर्जा का सार है। कुछ देशों में जहां अन्य उद्योगों का उपयोग करना कठिन होता है, इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, फिलीपींस में, सभी बिजली का 27% भू-तापीय संयंत्रों से आता है, जबकि आइसलैंड में यह आंकड़ा लगभग 30% है। ऊर्जा उत्पादन की इस पद्धति का सार काफी सरल है, तंत्र एक साधारण भाप इंजन के समान है। मैग्मा की तथाकथित "झील" से पहले, एक अच्छी तरह से ड्रिल करना जरूरी है जिसके माध्यम से पानी की आपूर्ति की जाती है। गर्म मैग्मा के संपर्क में आने पर पानी तुरंत भाप में बदल जाता है। यह ऊपर उठता है जहां यह एक यांत्रिक टरबाइन को घुमाता है, जिससे बिजली पैदा होती है।

भूतापीय ऊर्जा का भविष्य मैग्मा के बड़े "भंडार" खोजना है। उदाहरण के लिए, पूर्वोक्त आइसलैंड में, वे सफल हुए: एक सेकंड के एक अंश में, गर्म मैग्मा ने सभी पंप किए गए पानी को लगभग 450 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भाप में बदल दिया, जो एक पूर्ण रिकॉर्ड है। इस तरह के उच्च दबाव वाली भाप एक भू-तापीय स्टेशन की दक्षता को कई गुना बढ़ा सकती है; यह दुनिया भर में भू-तापीय ऊर्जा के विकास के लिए एक प्रेरणा बन सकती है, विशेष रूप से ज्वालामुखियों और थर्मल झरनों से संतृप्त क्षेत्रों में।

परमाणु कचरे का उपयोग

परमाणु ऊर्जा ने एक समय में धूम मचा दी थी। तो यह तब तक था जब तक लोगों को इस ऊर्जा क्षेत्र के खतरे का एहसास नहीं हुआ। दुर्घटनाएं संभव हैं, ऐसे मामलों से कोई भी सुरक्षित नहीं है, लेकिन वे बहुत दुर्लभ हैं, लेकिन रेडियोधर्मी कचरा लगातार प्रकट होता है और हाल तक वैज्ञानिक इस समस्या को हल नहीं कर सके। तथ्य यह है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के पारंपरिक "ईंधन" यूरेनियम की छड़ें केवल 5% द्वारा उपयोग की जा सकती हैं। इस छोटे से हिस्से को काम करने के बाद, पूरी छड़ को "डंप" में भेज दिया जाता है।

पहले, एक ऐसी तकनीक का उपयोग किया जाता था जिसमें छड़ों को पानी में डुबोया जाता था, जो स्थिर प्रतिक्रिया बनाए रखते हुए न्यूट्रॉन को धीमा कर देती थी। अब पानी की जगह लिक्विड सोडियम का इस्तेमाल किया गया है। यह प्रतिस्थापन न केवल यूरेनियम की पूरी मात्रा का उपयोग करना संभव बनाता है, बल्कि दसियों हज़ार टन रेडियोधर्मी कचरे को संसाधित करना भी संभव बनाता है।

ग्रह को परमाणु कचरे से मुक्त करना महत्वपूर्ण है, लेकिन प्रौद्योगिकी में ही एक "लेकिन" है। यूरेनियम एक संसाधन है, और पृथ्वी पर इसके भंडार परिमित हैं। इस घटना में कि पूरे ग्रह को विशेष रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्रों से प्राप्त ऊर्जा में स्थानांतरित किया जाता है (उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, परमाणु ऊर्जा संयंत्र खपत की गई बिजली का केवल 20% उत्पादन करते हैं), यूरेनियम भंडार बहुत जल्दी समाप्त हो जाएगा, और यह होगा फिर से मानवता को एक ऊर्जा संकट की दहलीज पर ले जाता है, इसलिए परमाणु ऊर्जा, हालांकि आधुनिक, केवल एक अस्थायी उपाय है।

वनस्पति ईंधन

यहां तक ​​कि हेनरी फोर्ड ने अपना "मॉडल टी" बनाने के बाद उम्मीद की थी कि यह पहले से ही जैव ईंधन पर चलेगा। हालाँकि, उस समय, नए तेल क्षेत्रों की खोज की गई थी, और वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता कई दशकों तक गायब रही, लेकिन अब यह फिर से लौट रही है।

पिछले पंद्रह वर्षों में, वनस्पति ईंधन जैसे इथेनॉल और बायोडीजल का उपयोग कई गुना बढ़ गया है। उनका उपयोग ऊर्जा के स्वतंत्र स्रोतों के रूप में और गैसोलीन में एडिटिव्स के रूप में किया जाता है। कुछ समय पहले, "कैनोला" नामक एक विशेष बाजरा संस्कृति पर उम्मीदें टिकी थीं। यह मानव या पशुओं के भोजन के लिए पूरी तरह से अनुपयुक्त है, लेकिन इसमें तेल की मात्रा अधिक होती है। इस तेल से उन्होंने "बायोडीजल" बनाना शुरू किया। लेकिन यह फसल बहुत अधिक जगह लेगी यदि आप इसे ग्रह के कम से कम हिस्से के लिए ईंधन प्रदान करने के लिए पर्याप्त रूप से विकसित करने का प्रयास करते हैं।

अब वैज्ञानिक शैवाल के प्रयोग की बात कर रहे हैं। उनकी तेल सामग्री लगभग 50% है, जिससे तेल निकालना उतना ही आसान हो जाएगा, और कचरे को उर्वरकों में बदला जा सकता है, जिसके आधार पर नए शैवाल उगाए जाएंगे। विचार दिलचस्प माना जाता है, लेकिन इसकी व्यवहार्यता अभी तक सिद्ध नहीं हुई है: इस क्षेत्र में सफल प्रयोगों का प्रकाशन अभी तक प्रकाशित नहीं हुआ है।

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन

आधुनिक वैज्ञानिकों के अनुसार, दुनिया की भविष्य की ऊर्जा प्रौद्योगिकी के बिना असंभव है। यह इस समय सबसे आशाजनक विकास है जिसमें अरबों डॉलर पहले से ही निवेश किए जा रहे हैं।

विखंडन की ऊर्जा में प्रयोग किया जाता है। यह खतरनाक है क्योंकि एक अनियंत्रित प्रतिक्रिया का खतरा है जो रिएक्टर को नष्ट कर देगा और भारी मात्रा में रेडियोधर्मी पदार्थों को छोड़ देगा: शायद सभी को चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना याद है।

संलयन प्रतिक्रियाएँ, जैसा कि नाम से पता चलता है, परमाणुओं के फ्यूज होने पर निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग करती हैं। नतीजतन, परमाणु विखंडन के विपरीत, कोई रेडियोधर्मी अपशिष्ट उत्पन्न नहीं होता है।

मुख्य समस्या यह है कि थर्मोन्यूक्लियर संलयन के परिणामस्वरूप, एक ऐसा पदार्थ बनता है जिसका तापमान इतना अधिक होता है कि यह पूरे रिएक्टर को नष्ट कर सकता है।

भविष्य वास्तविकता है। और यहां कल्पनाएं अनुचित हैं, फिलहाल फ्रांस में रिएक्टर का निर्माण शुरू हो चुका है। कई देशों द्वारा वित्त पोषित पायलट परियोजना में कई अरब डॉलर का निवेश किया गया है, जिसमें यूरोपीय संघ के अलावा चीन और जापान, संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस और अन्य शामिल हैं। प्रारंभ में, पहले प्रयोगों को 2016 की शुरुआत में लॉन्च करने की योजना बनाई गई थी, लेकिन गणना से पता चला कि बजट बहुत छोटा था (5 बिलियन के बजाय, इसमें 19 लग गए), और लॉन्च को 9 साल के लिए टाल दिया गया। शायद कुछ वर्षों में हम देखेंगे कि थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा क्या करने में सक्षम है।

वर्तमान की समस्याएं और भविष्य के अवसर

न केवल वैज्ञानिक, बल्कि विज्ञान कथा लेखक भी, भविष्य की तकनीक को ऊर्जा में लागू करने के लिए बहुत सारे विचार देते हैं, लेकिन सभी इस बात से सहमत हैं कि अभी तक प्रस्तावित विकल्पों में से कोई भी हमारी सभ्यता की सभी जरूरतों को पूरी तरह से पूरा नहीं कर सकता है। उदाहरण के लिए, यदि संयुक्त राज्य में सभी कारें जैव ईंधन पर चलती हैं, तो कैनोला के खेतों को पूरे देश के आधे क्षेत्र के बराबर क्षेत्र को कवर करना होगा, इस तथ्य को ध्यान में रखे बिना कि राज्यों में कृषि के लिए उपयुक्त भूमि नहीं है। इसके अलावा, अभी तक वैकल्पिक ऊर्जा के उत्पादन के सभी तरीके महंगे हैं। शायद हर सामान्य शहरवासी इस बात से सहमत है कि पर्यावरण के अनुकूल, नवीकरणीय संसाधनों का उपयोग करना महत्वपूर्ण है, लेकिन तब नहीं जब उन्हें इस तरह के संक्रमण की कीमत बताई जाती है। वैज्ञानिकों को अभी भी इस क्षेत्र में बहुत काम करना है। नई खोज, नई सामग्री, नए विचार - यह सब मानवता को उभरते संसाधन संकट से सफलतापूर्वक निपटने में मदद करेगा। जटिल उपायों से ही ग्रहों का निवारण किया जा सकता है। कुछ क्षेत्रों में पवन ऊर्जा उत्पादन का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है, कहीं - सौर पैनल, और इसी तरह। लेकिन शायद मुख्य कारक सामान्य रूप से ऊर्जा की खपत में कमी और ऊर्जा-बचत प्रौद्योगिकियों का निर्माण होगा। प्रत्येक व्यक्ति को यह समझना चाहिए कि वह ग्रह के लिए जिम्मेदार है, और प्रत्येक को स्वयं से प्रश्न पूछना चाहिए: "भविष्य के लिए मैं किस प्रकार की ऊर्जा चुनूं?" अन्य संसाधनों पर जाने से पहले, सभी को यह महसूस करना चाहिए कि यह वास्तव में आवश्यक है। केवल एक एकीकृत दृष्टिकोण से ही ऊर्जा खपत की समस्या को हल करना संभव होगा।

वैकल्पिक ऊर्जा ऊर्जा प्राप्त करने, संचारण और उपयोग करने के गैर-पारंपरिक तरीके हैं। हरित ऊर्जा के रूप में भी जाना जाता है। वैकल्पिक स्रोत अक्षय संसाधन हैं (जैसे पानी, धूप, हवा, तरंग ऊर्जा, भूतापीय स्रोत, नवीकरणीय ईंधन का अपरंपरागत दहन)।

तीन सिद्धांतों के आधार पर:

1. नवीकरणीयता।
2. पर्यावरण मित्रता।
3. लाभप्रदता।

वैकल्पिक ऊर्जा को दुनिया में कई तीव्र समस्याओं को हल करना चाहिए: खनिजों की बर्बादी और वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई (यह गैस, तेल, आदि के माध्यम से ऊर्जा उत्पादन के मानक तरीकों के साथ होता है), जो ग्लोबल वार्मिंग, अपरिवर्तनीय पर्यावरणीय परिवर्तन पर जोर देता है। और ग्रीनहाउस प्रभाव।

वैकल्पिक ऊर्जा का विकास

दिशा को नया माना जाता है, हालांकि हवा, पानी और सूर्य की ऊर्जा का उपयोग करने का प्रयास 18वीं शताब्दी में ही किया गया था। 1774 में, हाइड्रोलिक इंजीनियरिंग निर्माण पर पहला वैज्ञानिक कार्य प्रकाशित हुआ - "हाइड्रोलिक आर्किटेक्चर"। काम के लेखक फ्रांसीसी इंजीनियर बर्नार्ड फॉरेस्ट डी बेलिडोर हैं। कार्य के प्रकाशन के बाद, लगभग 50 वर्षों तक हरी दिशा का विकास रुक गया।

• 1846 - पहली पवन टरबाइन, डिजाइनर - पॉल ला कोर्ट।
• 1861 - सौर ऊर्जा संयंत्र के आविष्कार के लिए पेटेंट।
• 1881 - नियाग्रा जलप्रपात में एक पनबिजली संयंत्र का निर्माण।
• 1913 - पहले भू-तापीय स्टेशन का निर्माण, इतालवी इंजीनियर पिएरो गिन्नोरी कोंटी।
• 1931 - क्रीमिया में पहले औद्योगिक पवन स्टेशन का निर्माण।
• 1957 - नीदरलैंड में राज्य नेटवर्क से जुड़े एक शक्तिशाली पवन टरबाइन (200 kW) की स्थापना।
• 1966 - तरंगों (फ्रांस) पर आधारित ऊर्जा पैदा करने वाले पहले स्टेशन का निर्माण।

1970 के दशक के गंभीर संकट के दौरान वैकल्पिक ऊर्जा के विकास में एक नई गति प्राप्त हुई। 90 के दशक से 21वीं सदी की शुरुआत तक, दुनिया में बिजली संयंत्रों में दुर्घटनाओं की एक महत्वपूर्ण संख्या दर्ज की गई, जो हरित ऊर्जा के विकास के लिए एक अतिरिक्त प्रोत्साहन बन गई।

रूस में वैकल्पिक ऊर्जा

हमारे देश में वैकल्पिक ऊर्जा का हिस्सा लगभग 1% (ऊर्जा मंत्रालय के अनुसार) है। 2020 तक इस आंकड़े को बढ़ाकर 4.5% करने की योजना है। हरित ऊर्जा का विकास न केवल सरकार के माध्यम से किया जाएगा। रूसी संघ निजी उद्यमियों को आकर्षित करता है, उन व्यवसायियों को एक छोटे से धनवापसी (2.5 kopecks प्रति 1 kW प्रति घंटे) का वादा करता है जो वैकल्पिक विकास के साथ पकड़ में आएंगे।

रूसी संघ में हरित ऊर्जा के विकास की बहुत बड़ी संभावना है:

• समुद्र और समुद्री तटों, सखालिन, कामचटका, चुकोटका और अन्य क्षेत्रों, कम आबादी और निर्मित क्षेत्रों के कारण, पवन ऊर्जा के स्रोतों के रूप में उपयोग किया जा सकता है;
• कुल मिलाकर सौर ऊर्जा के स्रोत उन संसाधनों की मात्रा से अधिक हैं जो तेल और गैस के प्रसंस्करण से उत्पन्न होते हैं - इस संबंध में सबसे अनुकूल हैं क्रास्नोडार और स्टावरोपोल क्षेत्र, सुदूर पूर्व, उत्तरी काकेशस, आदि।

(अल्ताई, रूस में सबसे बड़ा सौर ऊर्जा संयंत्र)

हाल के वर्षों में, इस उद्योग के लिए वित्त पोषण कम कर दिया गया है: 333 अरब रूबल का बार गिरकर 700 मिलियन हो गया है। यह वैश्विक आर्थिक संकट और तत्काल समस्याओं की उपस्थिति के कारण है। फिलहाल, रूसी उद्योग में वैकल्पिक ऊर्जा प्राथमिकता नहीं है।

दुनिया के देशों की वैकल्पिक ऊर्जा

(डेनमार्क में पवन टर्बाइन)

जलविद्युत सबसे अधिक गतिशील रूप से विकसित हो रहा है (जल संसाधनों की उपलब्धता के कारण)। पवन और सौर ऊर्जा बहुत पीछे हैं, हालांकि कुछ देश इन दिशाओं में आगे बढ़ रहे हैं।

तो, पवन टर्बाइनों की मदद से ऊर्जा का उत्पादन होता है (कुल से):

• डेनमार्क में 28%;
• पुर्तगाल में 19%;
• स्पेन में 16%;
• आयरलैंड में 15%।

सौर ऊर्जा की मांग आपूर्ति की तुलना में कम है: उत्पादकों द्वारा प्रदान किए जा सकने वाले आधे स्रोत स्थापित किए जा रहे हैं।

(जर्मनी में सौर ऊर्जा संयंत्र)

हरित ऊर्जा के उत्पादन में शीर्ष -5 नेता (vesti.ru पोर्टल से डेटा):

1. यूएसए (24.7%) - (सभी प्रकार के संसाधन, सूर्य के प्रकाश का सबसे अधिक उपयोग होता है)।
2. जर्मनी - 11.7% (सभी प्रकार के वैकल्पिक संसाधन)।
3. स्पेन - 7.8% (पवन स्रोत)।
4. चीन - 7.6% (सभी प्रकार के स्रोत, उनमें से आधे - पवन ऊर्जा)।
5. ब्राजील - 5% (जैव ईंधन, सौर और पवन स्रोत)।

(स्पेन में सबसे बड़ा सौर ऊर्जा संयंत्र)

हल करने के लिए सबसे कठिन समस्याओं में से एक वित्त है। नए उपकरण स्थापित करने की तुलना में पारंपरिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करना अक्सर सस्ता होता है। इस समस्या के संभावित सकारात्मक समाधानों में से एक बिजली, गैस आदि की कीमतों में तेज वृद्धि है, ताकि लोगों को पैसे बचाने के लिए मजबूर किया जा सके और अंततः पूरी तरह से वैकल्पिक स्रोतों पर स्विच किया जा सके।

विकास अनुमान बहुत भिन्न होते हैं। इस प्रकार, पवन ऊर्जा संघ ने वादा किया है कि 2020 तक हरित ऊर्जा का हिस्सा बढ़कर 12% हो जाएगा, और ईआरईसी मानता है कि 2030 में पहले से ही दुनिया की ऊर्जा खपत का 35% नवीकरणीय स्रोतों से प्रदान किया जाएगा।