Jakie są różne rodzaje projektu energii odnawialnej?
Projekt energii odnawialnej to taki, który ma na celu wytwarzanie energii w sposób zrównoważony, nie wykorzystując wyczerpywalnych zasobów naturalnych, takich jak paliwa kopalne. Energia jądrowa nie jest uważana za zrównoważoną, ponieważ wymaga wydobycia nieodnawialnych złóż uranu. Projekty energii odnawialnej wykorzystują różnorodne źródła energii, które można podzielić na cztery główne typy: światło, ciepło, kinetykę i chemię. Energia słoneczna jest przykładem światła jako źródła energii; energia słoneczna i geotermalna są przykładami ciepła jako źródła energii; energia hydroelektryczna, wiatr, fala i energia pływów są przykładami energii kinetycznej lub energii ruchu; a energia biomasy i biopaliwa są przykładami energii chemicznej lub energii uwięzionej w związkach chemicznych, które mogą zostać uwolnione w wyniku spalania.
Chociaż ciepło można wykorzystać bezpośrednio do ogrzewania budynków, zwykle celem projektu energii odnawialnej jest wytwarzanie energii elektrycznej. Energia słoneczna może wytwarzać elektryczność poprzez efekt fotoelektryczny, dzięki czemu niektóre substancje wytwarzają prąd elektryczny pod wpływem światła, ale większość energii elektrycznej jest generowana za pomocą turbin, które mogą być napędzane parą wytwarzaną przez naturalne źródła ciepła lub bezpośrednio przez źródła energii kinetycznej. Biopaliwa mogą być stosowane bezpośrednio do napędzania pojazdów, jako alternatywa dla paliw kopalnych.
Obawy związane z wyczerpaniem nieodnawialnych źródeł energii doprowadziły do powszechnej realizacji projektów w zakresie energii odnawialnej. Zmiany klimatu, zanieczyszczenie środowiska i bezpieczeństwo elektrowni jądrowych to również obawy, które przyczyniły się do poszukiwania energii odnawialnej. Wiele badań poświęcono znalezieniu wydajnych i opłacalnych sposobów wykorzystania źródeł energii odnawialnej.
Energię słoneczną można wykorzystać na dwa główne sposoby. Ogniwa fotowoltaiczne, często nazywane ogniwami słonecznymi, przekształcają światło bezpośrednio w energię elektryczną i można je zgrupować w duże panele słoneczne, które wytwarzają znaczne ilości energii. Można je zastosować na małą skalę, aby dostarczyć energię elektryczną do domów lub w rozległych tablicach do produkcji energii elektrycznej na dużą skalę.
Inną metodą wykorzystania energii słonecznej jest użycie luster do skupienia energii słonecznej na celu. Generuje to ciepło do napędzania elektrowni, która może wytwarzać parę wodną do napędzania turbiny lub wykorzystywać rozszerzanie się ogrzanego gazu do napędzania tłoka. Alternatywnie, na mniejszą skalę, ciepło można wykorzystać bezpośrednio do zapewnienia ciepłej wody lub do gotowania.
Projekt energii odnawialnej oparty na energii geotermalnej wykorzystuje ciepło pochodzące z rdzenia Ziemi jako źródło energii. Nie skończy się miliardy lat, więc uważa się go za odnawialny. Projekty alternatywnych źródeł energii mogą wykorzystywać energię geotermalną, wykorzystując naturalną gorącą wodę w pobliżu powierzchni do ogrzewania budynków lub pompując wodę do źródeł ciepła głęboko pod ziemią, przekształcając ją w parę w turbiny energetyczne.
Projekty hydroelektryczne na dużą skalę wykorzystują energię potencjalną podniesionych zbiorników wodnych, wykorzystując grawitacyjny przepływ wody do napędzania turbin. Projekty te wymagają odpowiedniego terenu i znacznych ilości wód powierzchniowych, a większość systemów hydroelektrycznych wiązała się z budową zapór i zalewaniem obszarów lądowych. Wdrożono również projekty na mniejszą skalę, w których wykorzystuje się bieżącą wodę z rzek.
Energia wiatrowa jest wykorzystywana za pomocą turbin wiatrowych. Zwykle składają się z trzech ostrzy zamontowanych na metalowej kolumnie. Obracanie łopat napędza turbinę do wytwarzania energii elektrycznej. Turbiny wiatrowe mogą być instalowane pojedynczo w celu dostarczania energii do budynków, ale w przypadku produkcji energii elektrycznej na dużą skalę muszą być instalowane w dużych ilościach, tworząc „farmy wiatrowe” obejmujące rozległe obszary gruntów.
Projekty energii odnawialnej oparte na energii fal i pływów wytwarzają energię elektryczną, wykorzystując ruch wody oceanicznej. Generatory falowe wykorzystują ruch fal oceanicznych i polegają na przekształcaniu ruchu falowego w ruch obrotowy. Można to osiągnąć dzięki roślinom na lądzie, które wykorzystują nadchodzące fale w celu przepchnięcia powietrza przez komorę do turbiny lub przez konstrukcje morskie, które wychwytują energię kinetyczną fal i wykorzystują ją do pompowania płynu do instalacji na lądzie. Istnieje wiele konstrukcji, niektóre z długimi, elastycznymi rurkami unoszącymi się na powierzchni, a niektóre z zawiasowymi barierami, które poruszają się do tyłu i do przodu.
Energię pływów można uchwycić za pomocą zapory, która działa jak tama w ujściu rzeki pływowej. Woda z przypływów i odpływów jest przepychana przez tunele w celu napędzania turbin. Chociaż potencjał generowania energii jest znaczny, zapory pływowe wytwarzają energię elektryczną tylko wtedy, gdy płyną pływy i mogą zakłócać delikatne ekosystemy ujściowe.
Projekt energii odnawialnej z biomasy wykorzystuje energię chemiczną zamkniętą w materiałach organicznych. Projekty te mogą wykorzystywać biomasę bezpośrednio przez spalanie odpadów rolniczych lub wykorzystywać ją do produkcji paliw alternatywnych, takich jak etanol z fermentacji trzciny cukrowej lub metan ze ścieków i odpadów zwierzęcych. Chociaż zasoby te są odnawialne, biopaliwa wytwarzają dwutlenek węgla podobnie jak paliwa kopalne, dlatego wielu ludzi uważa, że przyczyniają się do zmian klimatu.