RS Components

Преходът към по-устойчиво бъдеще е неизбежен, ако искаме да спасим нашата планета.

В сектора на възобновяемите енергийни източници има много иновации, които го оформят. Новите енергийни технологии стават все по-популярни, което повишава осведомеността относно преминаването към по-чисти решения, като например технологиите за зелена енергия. В много отрасли се извършват промени и се съсредоточават върху създаването на по-устойчиви решения – от възобновяеми енергийни източници, като слънчева и вятърна енергия, до съхранение на енергия, електрически превозни средства, иновативни термопомпи, водородни технологии, интелигентни електрически мрежи и повече алтернативи на въглищата, нефта и газа.

С нарастването на възобновяемите енергийни източници има възможност да се откажем от използването на изкопаеми горива. Затова в тази статия ще се съсредоточим върху устойчивите иновации, основани на технологии за чиста енергия, които формират ново, по-добро и по-зелено бъдеще за света.

С развитието на изкуствения интелект (ИИ), адитивното производство, автоматизацията и други технологии, преходът към по-чиста бъдеще може да стане по-лесен. Много от новите постижения в областта на енергетиката спомагат за контрола и наблюдението на инфраструктурите и за подобряване на околната среда чрез замяна на старото оборудване с по-нови решения, основани на устойчива енергийна техника. Термокамерите, например, показват повредите на соларните инсталации, причинени от прегряване, а трансмитерите за налягане могат да се използват във водородни приложения за изследване на силата на разширяване на течна или газова проба.

С напредването на технологиите все повече неща могат да бъдат наблюдавани и измервани, което дава възможност на целия свят да изгради по-устойчива околна среда. Ето защо тук виждаме някои от тенденциите, които оформят енергийната индустрия.

Томас А. Едисон, един от най-важните изобретатели в областта на производството на електроенергия, казва: „Бих заложил на слънцето и слънчевата енергия. Какъв източник на сила! Надявам се, че няма да се наложи да чакаме, петролът и въглищата да свършат, преди да се заемем с това.“ Това доказва, че слънчевата енергия има огромен потенциал.

Въпреки че слънчевата енергия е един от най-популярните възобновяеми енергийни източници, тя все още не е толкова популярна, колкото изкопаемите горива. По данни на Международната агенция по енергетика (МАЕ) през 2023 г. три четвърти от допълнителния капацитет за възобновяеми енергийни източници в света е само от фотоволтаични системи (ФВ), а в сравнение с 2022 г. се очаква до 2028 г. добавените мощности от фотоволтаични и вятърни системи да се увеличат повече от два пъти, като постоянно надминават рекордите и достигнат почти 710 GW.

Много хора се съгласяват с Едисон и се опитват да намерят повече начини за използване на слънчевата енергия, за да разработят иновации в областта на възобновяемата енергия, като такъв пример са влаковете, задвижвани от слънчева енергия. Този вид транспорт може да работи цял ден без презареждане. Както съобщава BBC в своя видеоклип за соларната железница (вж. по-долу), влакът изнася 75% от произведената от него енергия обратно към мрежата.

В енергийните сектори се наблюдават постоянни подобрения, като едно от тях е слънчевите панели, изработени от хранителни отпадъци. Революционният материал е създаден с помощта на изхвърлени светлинни частици от плодове и зеленчуци. Той е проектиран от студента по инженерство Карви Ерен Р. Мейг, който работи за AuReus, и със своята концепция става носител на наградата „Джеймс Дайсън“.

Заедно с развитието на новите технологии се появяват и по-съвършени решения за нови енергийни източници, като например вятърни турбини. Всеки знае или поне е виждал обичайните и обикновено големи вятърни турбини, които могат да бъдат инсталирани в морето и на сушата и за които писахме в тази статия. Но виждал ли е някой нова конструкция на вятърна турбина, която не изисква въртящи се перки?

Испански стартъп, Vortex Bladeless, проектира новия дизайн. Използва се еластичен прът, за да се закрепи вертикално в земята 3-метровата турбина без перки на компанията. Тя е конструирана така, че да се люлее или колебае в диапазона на скоростта на вятъра, а вибрациите, които се получават в резултат на това, произвеждат енергия. Тези турбини без перки могат да се използват в градски или жилищни райони, без да е необходимо пространство за изграждане на конвенционални вятърни паркове.

Значението на батериите в прехода към възобновяема енергия е огромно. С литиево-йонните батерии, иновацията на Джон Гуденаф, разполагаме с най-енергийно плътните и надеждни батерии, които се използват в електромобилите и много електронни устройства. Гуденаф е наричан „бащата на литиево-йонните батерии“ и за това изобретение получава Нобелова награда за химия. Това обаче не му попречи да допринесе за разработването на литиево-стъклена батерия, чийто капацитет се увеличава с възрастта, а плътността на енергията е два пъти по-голяма от тази на литиево-йонните батерии.

Тези батерии имат много по-дълъг живот от обикновените батерии. Освен това те работят при по-ниски температури, зареждат се по-бързо, струват по-малко, по-безопасни са (не са запалими) и съхраняват повече енергия с течение на времето.

Goodyear разработва новаторска идея за електрически превозни средства, която да удължи живота на гумите и времето, през което трябва да бъдат сменени. Марката представи нещо, което нарича „революционна саморегенерираща се концептуална гума, която може да се адаптира и променя, за да отговори на индивидуалните нужди за мобилност“

Представете си гума, която се адаптира към метеорологичните условия, състоянието на пътя или начина, по който искате да пътувате. Новата иновация на Goodyear е създадена от биологична субстанция и е подсилена с влакна, моделирани с едно от най-силните природни вещества – паяковата коприна. Това я прави напълно биоразградима и изключително издръжлива.

Вместо да секат дървета за енергия, защо не ги засадят? Изследователи от финландския Център за технически изследвания VTT са създали прототип на дърво, което събира слънчева, кинетична и топлинна енергия от заобикалящата го среда на закрито или открито. Може да съхранява енергия и да я преобразува в електричество за захранване на малки уреди като LED крушки, овлажнители, термометри и мобилни телефони.

Изкуствените дървета, които събират енергия, могат да се възпроизвеждат безкрайно с помощта на 3D отпечатване. Те са направени така, че да приличат на дървета, за да могат да се поставят в градини и други естествени места.

Една от най-въглеродно интензивните човешки дейности е пътуването със самолет. Наред с вече споменатите слънчеви панели за храна, произведени от отпадъци, отпадъците могат да се използват и при пътуване със самолет за захранване на самолети. Тези самолети, задвижвани от отпадъци, се задвижват от горива, получени от отпадъци, като „мокри“ човешки отпадъци, гниеща храна и отпадни води, дървесина и битови отпадъци, които реагират с каталитични химикали.

Ще се насочат ли повече компании към производството на реактивно гориво от отпадъчни въглеродни източници като хранителни отпадъци и битови отпадъци? Последиците за климата от това гориво ще бъдат по-малки от тези на традиционните горива, тъй като то се добива от растения, които абсорбират въглеродния диоксид от атмосферата. Според Popular Mechanics хранителните отпадъци са причина за 6% от световните емисии на парникови газове в сравнение с 2,5% от тези на самолетите. Има достатъчно количество годни за употреба мокри отпадъци, за да се замени 20% от цялото авиационно гориво, което означава също така, че те не отиват в депата за отпадъци, които отделят метан.

Вероятно сте чували за индустриалните революции, като например Индустрия 5.0, която се фокусира върху сътрудничеството между хора и роботи, но чували ли сте за Солар 3.0 – революцията в соларната индустрия?

Солар 3.0 е напълно диспечируема фотоволтаична електроцентрала, която използва акумулаторни батерии или друго устройство за съхранение, за да може да променя времето, като доставя повече или по-малко енергия на мрежата, когато е необходимо. Основната революция е свързана с извеждането на бял свят на перовскити, които използват от 10 до 1000 пъти по-малко материал в сравнение с най-често използваните кристални силициеви клетки. Вижте повече във видеото по-долу.

Студенти от Масачузетския технологичен институт са открили иновативен материал, съставен от въглеродни нанотръбички, който може да произвежда електричество, като абсорбира енергия от заобикалящата го среда.

Миниатюрните въглеродни частици, които могат да генерират ток само чрез реакция със заобикалящата ги течност, могат да се използват за производство на енергия. Според изследователите течността, която е органичен разтворител, изтегля електрони от частиците и създава ток, който може да се използва за управление на микро- или наноразмерни роботи или химични реакции.

Вече бяхме писали за зелените сгради, показвайки как те са съществена част от градския дизайн, който смекчава последиците от изменението на климата и консумира по-малко енергия и вода. Но какво да кажем за сградите, които не се нуждаят от климатизация, за да се охлаждат?

В дивата природа термитите създават високи могили, които се проветряват чрез сложна мрежа от тунели. Зимбабвийският архитект Мик Пиърс използва метода на биомимикрията, за да създаде система за естествено охлаждане, която се възползва от природата, като моделира творчеството на термитите. Резултатът е архитектурен шедьовър, който използва охлаждането на въздуха през нощта и изчерпването на топлината през деня, за да постигне 90% пасивен контрол на климата.

Някои от представените устойчиви иновации и проекти за възобновяеми енергийни източници могат да превърнат енергийния сектор в зелен сектор, тъй като рационално използваните материали на Земята могат най-накрая да създадат баланс между хората и природата. Устойчивостта ни кара да се вгледаме в това, което вече използваме, да открием и използваме повторно потенциала на хранителните отпадъци или на природата, която е пълна със съкровища.

Въпреки това някои от гореспоменатите иновативни технологии не биха могли да бъдат открити и разработени без други технологични постижения, например дърветата, захранвани със слънчева енергия, вероятно не биха съществували без адитивното производство или акумулаторните гуми без изобретяването на акумулаторните батерии. Ето защо цифровизацията може да направи енергийния сектор по-чист, като ни помогне да открием по-устойчиви енергийни технологии, например с помощта на 3D принтери или електромери. Цифровизацията се разраства и изглежда е неразделна част от живота ни. Сега все повече устройства ще бъдат свързвани към мрежата и можем да предвидим, че в крайна сметка всичко ще работи във взаимовръзка между данни и енергия.