Cara tradisional dan alternatif untuk menghasilkan listrik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Saat ini, umat manusia menggunakan semua cara yang mungkin untuk menghasilkan listrik. Sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya sumber daya ini. Dan konsumsinya meningkat setiap hari. Untuk alasan ini, semakin banyak perhatian diberikan pada metode pembangkit listrik non-tradisional. Pada saat yang sama, sumber-sumber ini pada tahap perkembangan ini tidak dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan penduduk bumi. Artikel ini mengulas secara singkat cara-cara tradisional dan alternatif utama untuk menghasilkan listrik.

Mendapatkan listrik dari pembangkit listrik termal

Metode pembangkit listrik ini adalah yang paling umum. Misalnya, di Federasi Rusia, sumber panas menyumbang hampir 80% dari seluruh generasi sumber daya yang diperlukan. Tahun demi tahun berlalupara pemerhati lingkungan sudah praktis berteriak tentang dampak negatif dari struktur rekayasa semacam itu terhadap lingkungan dan kesehatan manusia, tetapi stasiun yang dibangun pada pertengahan abad terakhir (atau bahkan pra-revolusioner) terus memasok listrik ke kota-kota berpenduduk dan perusahaan industri besar.

Sumber panas adalah metode tradisional untuk menghasilkan listrik. Dan sekarang, selama tiga atau empat dekade, mereka telah menempati posisi terdepan dalam peringkat dalam hal output. Dan ini terlepas dari perkembangan pesat metode alternatif untuk menghasilkan listrik.

Di antara semua proyek teknik, jenis struktur khusus dibedakan. Ini adalah gabungan pembangkit panas dan pembangkit listrik, yang fungsi tambahannya adalah memasok panas ke rumah dan apartemen warga. Menurut para ahli, efisiensi pembangkit listrik tersebut sangat rendah, dan transfer sumber daya yang dihasilkan jarak jauh dikaitkan dengan kerugian besar.

Pembangkitan energi dilakukan sebagai berikut. Bahan bakar padat, cair atau gas dibakar, memanaskan air dalam boiler hingga suhu yang signifikan. Kekuatan uap menggerakkan bilah turbin, menyebabkan rotor generator turbin berputar dan menghasilkan listrik.

Pembangkit listrik tenaga air adalah cara yang menjanjikan untuk menghasilkan listrik

Pembangunan struktur teknik kompleks yang dirancang untuk mengubah energi air menjadi listrik dimulai di Kekaisaran Rusia. Bertahun-tahun telah berlalu sejak itu, dan sumber ini masih aktif.digunakan. Selama tahun-tahun industrialisasi Uni Soviet (1930-an), pembangkit listrik tenaga air raksasa tumbuh di seluruh negeri. Semua kekuatan negara muda dan rapuh dilemparkan ke dalam pembangunan raksasa ini (yang hanya bernilai satu pembangkit listrik tenaga air Zaporizhzhya!). Struktur teknik pada tahun-tahun tersebut masih beroperasi dan menghasilkan listrik dalam jumlah yang signifikan.

Saat ini, negara sedang bertaruh pada pengembangan cara "hijau" untuk menghasilkan listrik. Oleh karena itu, pembangunan pembangkit listrik tenaga air yang modern dan sangat produktif di seluruh negeri sedang dibiayai secara aktif. Strategi membangun fasilitas menengah di anak-anak sungai kecil telah sepenuhnya dibenarkan. Satu stasiun tersebut dapat sepenuhnya memenuhi kebutuhan listrik pemukiman kecil yang berdekatan. Dalam skala nasional, hal ini akan mendorong peningkatan efisiensi perekonomian nasional dan daya saing produsen barang industri dalam negeri.

Kelemahan dari teknologi ini termasuk tingginya biaya objek tersebut dan periode pengembalian yang sangat lama. Biaya utama adalah untuk pembangunan bendungan. Tetapi perlu mendirikan bangunan itu sendiri (bangunan administrasi dan mesin), membangun alat untuk mengalirkan air, dan sebagainya. Parameter dan komposisi struktur tergantung pada banyak faktor: daya terpasang generator dan tekanan air, jenis pembangkit listrik (bendungan, saluran, pengalihan, penyimpanan, pasang surut). Pembangkit listrik tenaga air di sungai besar yang dapat dilayari juga memiliki kunci dan saluran navigasi yang rumit untuk memastikan migrasi ikan ke tempat pemijahan.

Industri tenaga nuklir

Pembangkit listrik tenaga nuklir hari ini tidak lagi mengejutkan siapa pun. Fasilitas semacam itu mulai secara aktif didirikan kembali di Uni Soviet. Oleh karena itu, teknologi ini termasuk dalam metode tradisional untuk menghasilkan listrik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir masih aktif dibangun tidak hanya di Rusia, tetapi juga di negara-negara dekat dan jauh di luar negeri. Misalnya, sebuah perusahaan dengan akar Rusia Rosatom membiayai pembangunan sumber semacam itu di Republik Belarus. Omong-omong, stasiun ini akan menjadi yang pertama di wilayah ini.

Sikap dunia terhadap energi nuklir sangat ambigu. Jerman, misalnya, dengan serius memutuskan untuk sepenuhnya meninggalkan atom damai. Dan ini pada saat Federasi Rusia secara aktif berinvestasi dalam pembangunan fasilitas baru generasi terbaru.

Para ilmuwan telah membuktikan dengan andal bahwa cadangan bahan bakar nuklir di perut bumi jauh lebih besar daripada semua cadangan bahan baku hidrokarbon (minyak dan gas). Permintaan yang terus meningkat untuk hidrokarbon menyebabkan kenaikan harga mereka. Inilah mengapa pengembangan energi nuklir membuahkan hasil.

Kekuatan Angin

Industri tenaga angin pada skala industri muncul relatif baru-baru ini dan ditambahkan ke daftar cara non-tradisional untuk menghasilkan listrik. Dan ini adalah teknologi yang sangat menjanjikan. Dengan tingkat kemungkinan yang tinggi, dapat dikatakan bahwa di masa depan yang jauh, kincir angin akan menghasilkan listrik sebanyak yang dibutuhkan manusia. Dan ini bukan kata-kata kosong, karena menurut perkiraan paling sederhanailmuwan, total kekuatan angin di permukaan bumi setidaknya seratus kali lebih besar dari kekuatan semua sumber daya air.

Masalah utamanya adalah inkonsistensi aliran udara, yang membuat sulit untuk memprediksi produksi energi. Angin terus-menerus bertiup di wilayah Rusia yang luas. Dan jika Anda belajar bagaimana menggunakan sumber daya yang tidak habis-habisnya secara efektif dan efisien, maka Anda dapat lebih dari memenuhi semua kebutuhan industri berat dan penduduk negara.

Meskipun manfaat nyata dari penggunaan energi angin, jumlah listrik yang dihasilkan oleh ladang angin tidak melebihi satu persen dari total. Peralatan untuk keperluan ini sangat mahal, selain itu, fasilitas tersebut tidak akan efektif di setiap area, dan transportasi listrik jarak jauh dikaitkan dengan kerugian yang besar.

Energi Panas Bumi

Pengembangan sumber panas bumi menandai tonggak sejarah baru dalam sejarah pengembangan metode alternatif pembangkit listrik.

Prinsip pembangkitan listrik adalah pasokan energi kinetik dan potensial uap air panas dari sumber bawah tanah ke bilah turbin generator, yang menghasilkan arus melalui gerakan rotasi. Secara teori, perbedaan suhu di permukaan dan di kedalaman kerak bumi adalah karakteristik dari setiap daerah. Namun, biasanya minimal, dan tidak mungkin digunakan untuk menghasilkan listrik. Pembangunan stasiun semacam itu hanya dibenarkan dalamarea tertentu di planet kita (aktif secara seismik). Islandia adalah pelopor dalam pengembangan metode ini. Tanah Kamchatka Rusia juga dapat digunakan untuk tujuan ini.

Prinsip memperoleh energi adalah sebagai berikut. Air panas dari perut bumi muncul ke permukaan. Tekanan di sini jauh lebih rendah, yang menyebabkan air mendidih. Uap yang dipisahkan diarahkan melalui pipa dan memutar bilah turbin generator. Sulit untuk memprediksi masa depan cara modern menghasilkan listrik ini. Mungkin stasiun seperti itu akan dibangun secara besar-besaran di wilayah Federasi Rusia, atau mungkin ide ini akan mati seiring waktu dan tidak ada yang akan mengingatnya.

Pengembangan energi panas laut

Lautan di dunia luar biasa dalam skalanya. Spesialis bahkan tidak dapat memberikan perkiraan kasar tentang jumlah energi panas yang terakumulasi di dalamnya. Satu hal yang jelas – sejumlah besar sumber daya tetap tidak digunakan. Saat ini, prototipe pembangkit listrik telah dibangun yang mengubah energi panas air laut menjadi arus. Namun, ini adalah proyek percontohan, dan tidak ada kepastian bahwa bidang energi ini akan dikembangkan lebih lanjut.

Pasang surut dalam pelayanan industri tenaga listrik

Mengubah gaya pasang surut yang kuat menjadi turunan yang berharga adalah cara baru untuk menghasilkan listrik. Sifat dari fenomena ini sekarang diketahui dan tidak menimbulkan rasa kagum yang muncul di antara nenek moyang kita. Ini karena pengaruh medan magnetsatelit setia planet ini - bulan.

Arus pasang dan surut air yang paling mencolok diamati di perairan dangkal laut dan samudera, serta di dasar sungai.

Stasiun pertama yang benar-benar memberikan hasil dibangun pada tahun 1913 di Inggris dekat Liverpool. Sejak itu, banyak negara mencoba mengulangi pengalaman itu, tetapi pada akhirnya mereka meninggalkan usaha ini karena berbagai alasan.

Energi surya

Faktanya, semua bahan bakar fosil alami terbentuk jutaan tahun yang lalu dengan partisipasi dan di bawah pengaruh sinar matahari. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa umat manusia telah lama dan aktif menggunakan produk yang diperoleh dari matahari. Faktanya, kita berutang keberadaan sungai dan danau kepada sumber yang tidak ada habisnya ini, yang menjamin sirkulasi air. Namun, bukan ini yang dimaksud dengan energi surya modern. Relatif baru-baru ini, para ilmuwan telah mampu mengembangkan dan memproduksi baterai khusus. Mereka menghasilkan listrik ketika sinar matahari menyentuh permukaan mereka. Teknologi ini mengacu pada cara alternatif untuk menghasilkan listrik.

Matahari mungkin adalah sumber paling kuat dari semua yang diketahui saat ini. Dalam tiga hari, planet Bumi menerima energi sebanyak yang tidak terkandung dalam semua deposit yang dieksplorasi dan potensial dari semua jenis sumber daya termal. Namun, hanya 1/3 dari energi ini yang mencapai permukaan kerak bumi, dan sebagian besar dihamburkan di atmosfer. Namun kita berbicara tentang volume kolosal. Menurut para ahli, satu reservoir kecilmenerima energi sebanyak pembangkit listrik termal yang cukup besar.

Ada instalasi di dunia yang menggunakan energi sinar matahari untuk menghasilkan uap. Ini menggerakkan generator dan menghasilkan listrik. Namun, instalasi seperti itu sangat jarang.

Terlepas dari prinsip pembangkitan listrik, instalasi harus dilengkapi dengan pengumpul - alat untuk memusatkan sinar matahari. Pasti banyak yang pernah melihat panel surya dengan mata kepala sendiri. Tampaknya mereka berada di bawah kaca gelap. Ternyata lapisan seperti itu adalah kolektor paling sederhana. Prinsip operasinya didasarkan pada fakta bahwa bahan transparan gelap mentransmisikan sinar matahari, tetapi menunda dan memantulkan radiasi inframerah dan ultraviolet. Di dalam baterai ada tabung dengan zat yang berfungsi. Karena radiasi termal tidak ditransmisikan melalui film gelap, suhu fluida kerja jauh lebih tinggi daripada suhu lingkungan. Perlu dicatat bahwa solusi tersebut hanya bekerja secara efektif di garis lintang tropis, di mana tidak perlu memutar kolektor setelah matahari.

Jenis pelapis lainnya adalah cermin cekung. Peralatan tersebut merupakan solusi yang sangat mahal, sehingga belum ditemukan aplikasi yang luas. Kolektor semacam itu dapat memberikan pemanasan hingga tiga ribu derajat Celcius.

Arah ini berkembang pesat. Di Eropa, Anda tidak akan mengejutkan siapa pun dengan rumah yang terputus dari jaringan listrik. Namun, dalam skala industrilistrik tidak dihasilkan dengan metode ini. Panel surya memamerkan di atap rumah seperti itu. Ini adalah investasi yang sangat dipertanyakan. Dalam kasus terbaik, pemasangan peralatan tersebut hanya akan terbayar setelah sepuluh tahun beroperasi.

Menggunakan arus laut

Ini adalah cara yang sangat tidak biasa untuk menghasilkan listrik. Karena perbedaan suhu di wilayah utara lautan dan selatan (khatulistiwa), arus kuat muncul di seluruh volume. Jika turbin dicelupkan ke dalam air, maka arus yang kuat akan memutarnya. Ini adalah dasar dari prinsip pengoperasian pembangkit listrik tersebut.

Namun, sumber energi ini saat ini tidak digunakan secara aktif. Ada banyak tantangan rekayasa yang belum dipecahkan. Hanya pekerjaan eksperimental yang sedang dilakukan. Inggris adalah yang paling aktif dalam arah ini. Ada kemungkinan bahwa dalam waktu dekat koloni pembangkit listrik akan muncul di lepas pantai Inggris Raya, yang bilahnya akan digerakkan oleh arus laut.

Cara mendapatkan listrik di rumah

Listrik juga bisa dibangkitkan di rumah. Dan jika Anda menganggap serius masalah ini, Anda bahkan dapat memenuhi kebutuhan listrik rumah tangga.

Pertama-tama, perlu dicatat bahwa beberapa metode pembangkit listrik yang terdaftar cukup dapat diterapkan di ekonomi swasta. Jadi, banyak petani dan hanya pemilik perkebunan pedesaan memasang kincir angin di lahan mereka. Selain itu, panel surya semakin sering terlihat di atap rumah pedesaan.

Ada yang laincara menghasilkan listrik, tetapi aplikasi praktisnya tidak mungkin. Ini lebih untuk bersenang-senang, atau untuk tujuan eksperimen.