Neuartige erneuerbare Technologien, die die Zukunft antreiben könnten

Sie haben natürlich schon von Sonnenkollektoren, Windturbinen und Wasserkraftwerken gehört, aber wussten Sie, dass es noch andere gibt?weniger bekannte erneuerbare Technologien derzeit in der Pipeline? Von dehnbaren oder mit Farbe angereicherten Lösungen, die Strom aus der Sonne erzeugen können, bis hin zu Möglichkeiten, Ihre eigene Elektronik mit Strom zu versorgen, die Zukunft der Energieerzeugung kann in der Tat ein sehr fremder Ort sein.

Einige Technologien können es uns sogar endlich ermöglichen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu beenden. Nur vielleicht.

Welche sind einige der vielversprechendsten erneuerbaren Energiequellen?

Bevor wir uns einige der neuartigeren Technologien in der Entwicklung ansehen, lohnt es sich vielleicht, ein wenig Zeit damit zu verbringen, herauszufinden, was noch mehr ist"traditionelle" erneuerbare Energiequellen haben das realistischste Potenzial.

Windturbinen Onshore und Offshore, Sonnenkollektoren, Solarthermie, Geothermie, Wasserkraft und, ja, Nukleartechnik machen in der Regel den Löwenanteil der Nachrichten, aber es gibt andere erneuerbare Technologien mit gleichem, wenn nicht sogar größerem Potenzial.

Obwohl bestehende "grüne" Technologien nicht abgetan werden sollten, gibt es einige andere, die wirklich mehr Aufmerksamkeit verdienen. Da dies nicht der Schwerpunkt dieses Artikels ist, werden wir hier nur eine Handvoll Beispiele hervorheben.

Eine davon istWasserstoff-Brennstoffzellen. Diese Geräte nutzen die chemische Energie von Wasserstoff, um effizient und vor allem sauber Strom zu erzeugen.

Wasserstoff-Brennstoffzellen verwenden Wasserstoff effektiv als Brennstoffquelle anstelle von beispielsweise Benzin oder Erdgas und können all die Dinge tun, die herkömmlichere verbrennungsbasierte Stromgeneratoren tun. Sie können sie verwenden, um direkt Strom zu erzeugen oder zu handelnals direkte oder indirekte Wärmequelle.

Sie funktionieren sehr ähnlich wie eine Batterie, laufen aber nicht Gefahr, entladen zu werden oder müssen täglich ständig aufgeladen werden – offensichtlich.

Diese Brennstoffzellen können im Allgemeinen als direkter Ersatz für traditionellere Systeme wie verwendet werdenGaskessel in Ihrem Haus theoretisch und können in einer Reihe von Größen erhältlich sein. Solche Brennstoffzellen könnten zum Beispiel verwendet werdenMasse für Kraftwerke oder klein genug, um einen Laptop mit Strom zu versorgen.

Ein weiteres sehr vielversprechendes Stück nachhaltiger Technologie ist Gezeitenturbinen. Diese Geräte, die ähnlich wie Windturbinen funktionieren, nutzen die oft sehr großen Geräte die Kraft der Gezeiten des Ozeans, um sehr zuverlässig saubere Energie zu erzeugen. Obwohl diese Geräte technologisch sehr anspruchsvoll sind, können diese Geräte außer Sicht gehalten werden im Gegensatz zu Windturbinen undaus dem Sinn, während sie möglicherweise genug Saft liefert, um ganze Städte mit Strom zu versorgen.

Es gibt natürlich noch viele andere, und wir werden einige davon unten hervorheben.

Was sind einige der interessantesten erneuerbaren Optionen für Häuser?

Und so zum Hauptereignis. Abgesehen von den üblichen Solar-PV, Solarthermie, Mikrowindturbinen und Erd- oder Luftwärmepumpen können Sie sich fragen, welche anderen neuen erneuerbaren Energiequellen existieren oder in der Pipeline sind?

Vorbereitet zum Staunen. Diese Liste ist bei weitem nicht vollständig und ist in keiner bestimmten Reihenfolge.

1. Solarfarbe könnte ein Wendepunkt für saubere Energie im Haus sein

Eines der neuesten und vielversprechendsten Kinder im Block erneuerbarer Energien ist etwas, das Solarfarbe genannt wird. Von vielen in der Branche als das "nächste große Ding" in erneuerbaren Energien angepriesen, ist es eigentlich ein ziemlich interessantes Konzept.

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine besondere Art von Farbe, mit der man tatsächlich Strom aus der Kraft der Sonne erzeugen kann. Außerdem sind viele der derzeit in Entwicklung befindlichen Lösungen auch sehr langlebig und halten die Elemente ziemlich gut draußen.

Obwohl es sich nicht um ein neues Konzept handelt wie bei vielen erneuerbaren Technologien tatsächlich, haben unsere technologischen Fähigkeiten erst jetzt genug eingeholt, um es praktikabel zu machen.

Zu diesem Zweck erforschen derzeit verschiedene Organisationen die Technologie, jede mit ihrer eigenen Interpretation des Grundkonzepts.

Ein Beispiel ist ein synthetisches Molybdän-Sulfid und Titanoxid Farbe derzeit in Entwicklung von der Royal Melbourne Institute of Technology RMIT. Ihre Lösung ermöglicht es der Farbe, Strom aus Wasserdampf zu erzeugen. Diese Farbe absorbiert effektiv Feuchtigkeit aus der Luft und nutzt Sonnenlicht, um die Wassermoleküle in ihre Bestandteile hauptsächlich Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen.

Der freie Wasserstoff kann dann zur Erzeugung sauberer Energie verwendet werden.

Ein weiteres interessantes Beispiel befindet sich derzeit in der Entwicklung des Universität Toronto. Mit nanoskaligen Halbleitern, die "Quantenpunkte" genannt werden, ist diese Farbe in der Lage, Licht einzufangen und in einen abgreifbaren elektrischen Strom umzuwandeln.

Die Dots, auch "kolloidale Quantenpunkt-Photovoltaik" genannt, um ihren vollen technischen Namen zu geben, sind sehr billig in der Herstellung und zufällig auch effizienter als herkömmliche PV-Module.

Laut aktueller Forschung sind diese kleinen Punkte im Durchschnitt 11% effizienter als die besten PV-Module auf dem Markt. Theoretisch sollte es möglich sein, sie auf die Außenseite von Gebäuden oder irgendetwas anderem zu streichen, einschließlich derDach, um eine sehr unauffällige Möglichkeit zur eigenen Stromerzeugung zu bieten.

Ein weiteres Beispiel ist eine sogenannte "Perowskit"-Solarfarbe. Derzeit wird an der University of Sheffield geforscht, diese Art von Farbe könnte verwendet werden, um Solarzellen zum "Aufsprühen" bereitzustellen.

Der Hauptbestandteil, "Perowskit", ist ein natürlich vorkommendes Mineral, das aus Calciumtitanoxid besteht und erstmals Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckt wurde. vor ungefähr einem Jahrzehnt oder so, es wurde entdeckt, dass dieses Material einige interessante Eigenschaften hat, die es zu einem idealen Kandidaten für die Herstellung effizienter Solarzellen machen.

Das Beste daran ist, dass Solarzellen aus diesem Material in flüssiger Form hergestellt werden können – ziemlich praktisch, wenn Sie es mit Farbe mischen möchten.

Obwohl diese alle ziemlich aufregend sind, wird es einige Jahre dauern, bis sie kommerziell rentabel sind.

2. Energie aus Alkohol oder Lebensmittelabfällen "schlägt zwei Fliegen mit einer Klappe"

Einige Brauereien und Brennereien haben einen innovativen Weg entdeckt, die Abfallprodukte aus ihren Prozessen zu nutzen, um tatsächlich nutzbare Energie zu erzeugen – anstatt sie wegzuwerfen oder als Tierfutter zu verwenden.

Zum Beispiel schicken in Schottland verschiedene Whiskybrennereien ihren Treber die bei der Whiskyherstellung anfallenden Treber werden mit Holzhackschnitzeln vermischt, um als Brennstoff für speziell konstruierte Verbrennungskraftwerke zu dienen.Sie funktionieren ähnlich wie konventionelle Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen, der einzige wirkliche Unterschied ist die Brennstoffquelle.

Eine weitere interessante und wachsende potenzielle Technologie für erneuerbare Energien in diesem Bereich ist anaerobe Vergärung. Durch die Verwendung von Abfällen zur Fütterung von Bakterien und anderen Mikroben, die Methan produzieren, könnten Häuser und einige Handelsunternehmen ihre alten Lebensmittelabfälle buchstäblich in eine potenzielle Energiequelle verwandeln.

FürFarmen zu Brennereien und sogar Einzelpersonen zu Hause, diese Technologie könnte es Ihnen ermöglichen, Ihre Lebensmittelabfälle aus dem Müll in eine potenziell unbegrenzte Quelle brennbarer Energiegase wie Methan umzuleiten. Indem Sie die Faulbehälter an ein vorhandenes Gaskesselsystem anschließen, könnten Sie Ihren Abfluss erheblich reduzierender Bedarf an Erdgas.

EinigeKommunen mischen sich auch in das Biomethangesetz ein, allerdings eher mit verrottenden Orangen als den Nebenprodukten der Schnapsherstellung.

Das Beste an dieser Lösung ist, dasskommerzielle Optionen sind derzeit für den Hausgebrauch erhältlich. Die Systeme sind auch hoch skalierbar und können theoretisch überall installiert werden, wo genügend organisches Abfallmaterial erzeugt wird.

Auch bekannt als "Biogas", wäre dies ein Wendepunkt für Orte, die nicht an Gasnetze angeschlossen sind – von abgelegenen Teilen Großbritanniens, den USA bis hin zu ländlichen Regionen in Afrika usw.

3. Piezoelektrizität – macht 'Sie' zum Kraftwerk

Piezoelektrizität — vielleicht eine der am meisten unterschätzten Technologien, die jemals entwickelt wurden. Sie verwenden sie jedes Mal, wenn Sie Ihren Herd einschalten, und es ist das Ding, das Ihre Quarzuhr verfolgt.

Der Begriff stammt aus dem AltgriechischenPiezein "drücken" oder "drücken", und der piezoelektrische Effekt ist die Fähigkeit bestimmter Materialien, als Reaktion auf aufgebrachte mechanische Belastung eine elektrische Ladung zu erzeugen.

Wenn es um erneuerbare Energien geht, könnte dies eine sehr interessante und potenziell sehr vielversprechende Möglichkeit sein, Strom bereitzustellen.

Durch die Stromerzeugung beim Gehen auf einer Oberfläche oder möglicherweise durch das Aufladen der Batterie Ihres Mobilgerät oder Laptop während der Eingabe, es könnte sich als eine wichtige Möglichkeit erweisen, Strom im Handumdrehen zu erzeugen.

Für Orte mit hohem Personendurchsatz, wie Bürgersteige, öffentliche Gebäude, Nachtclubs, Geschäfte usw. könnte die Integration piezoelektrischer Systeme in Böden eine innovative Möglichkeit darstellen, den Bedarf an Energie aus dem Stromnetz zu reduzieren. Tatsächlich ist ein Club indie Niederlande genanntClub-Watt, jetzt leider geschlossen, tat genau das.

Wenn in kleinerem Maßstab installiert, sagen wir, bei dir zu Hauseein solches System könnte bei stark reduzierten Produktions- und Installationskosten möglicherweise dazu beitragen, Ihre Energiekosten erheblich zu senken.

3. In Zukunft könnten Mikro-Atomreaktoren in Ihrem Garten installiert werden wenn Sie sich trauen

Kernreaktoren könnten sehr bald in eine Stadt oder Nachbarschaft in Ihrer Nähe kommen, dank der Durchbrüche bei kleinen, modularen Kernreaktoren. Vorgefertigt und relativ einfach zu transportieren und zu installieren, könnten Mikro-Kernreaktoren die Zukunft von . seinheimische Stromerzeugung.

Derzeit arbeiten einige Unternehmen an Designs für Mikroreaktoren, von denen mehrere von genehmigt wurdenRegulierungsbehörden in einer Reihe von Ländern. Die Entwicklung hält ein stetiges Tempo, einige schätzen, dass sie zu einem werden könntenRealität innerhalb von 10 Jahren.

Die meisten Designs sind klein genug, um auf der Ladefläche eines Lastwagens transportiert zu werden, und sie werden von vielen als potenzieller Game-Changer für die Eigenstromerzeugung für kommerzielle Standorte, einzelne Gemeinden und sogar militärische Einrichtungen angepriesen. Offensichtlich Sicherheitist eines der Hauptanliegen bei dieser Art von Technologie, aber die meisten, wenn nicht alle, verfügen über kritische Fail-Safes, die es den Reaktoren ermöglichen, sich im Problemfall automatisch abzuschalten – oft mit passiven Systemen wie sich auf Schwerkraft, um die Bewegung der Steuerstäbe zu "antreiben".

Die meisten winzigen Reaktoren in der Entwicklung sind unglaublich sicher und selbstregulierend, so dass eine große Anzahl von Fachingenieuren nicht ständig den Zustand des Reaktors überwachen und eingreifen muss, wenn sie zu heiß werden.

Bestehende Designs für Reaktoren variieren, aber die meisten sollten dazu in der Lage seinproduzieren 50 bis 300 MW Strom, im Vergleich zu den typischen 1.000 MW herkömmlicher Großreaktoren — Energie, die genutzt werden kann, um Heizung, Warmwasser zu liefern oder natürlich Turbinen zur Stromerzeugung zu betreiben.

Solche Reaktoren können direkt für die Wärme- und Stromversorgung verwendet werden oder könnten zur Ergänzung bestehender erneuerbarer Anlagen wie Windkraftanlagen oder Solarparks verwendet werden. Sie könnten auch als Notstromaggregat nach Katastrophenereignissen verwendet werden.

Da es sich um Kernkraftwerke handelt, sollten diese kleinen Kraftwerke mindestens ein Jahrzehnt lang ohne Auftanken betrieben werden können und bei Bedarf sicher entfernt oder ausgetauscht werden können. Einige Designs werden sogar geschaffen, die mit Atommüll aus größeren, bestehenden Kernkraftwerken betrieben werden können.

Wenn sich die aktuellen Designs als erfolgreich erweisen, stellen Sie möglicherweise fest, dass Ihr zukünftiges Zuhause entweder direkt oder indirekt von einer Form eines kommunalen Mini-Kernkraftwerks mit Strom versorgt oder beheizt wird.

4. Mit Solarfenstern die „verschwendete“ Fläche optimal nutzen

Eine weitere vielversprechende Technologie für erneuerbare Energien für Häuser sind Solarfenster. Diese Geräte sind, wie der Name schon sagt, speziell entworfene Fenster, die sowohl als traditionelles Fenster für den Blick nach draußen fungieren als auch gleichzeitig als Möglichkeit zur Stromerzeugung dienen.

Angesichts der verglasten Fläche von Wohn- und vielen Gewerbegebäuden insbesondere von vorgehängten Gebäuden könnte diese Art von Technologie das Potenzial der Energie-Eigenerzeugung für Gebäude erheblich verbessern, ohne das kosmetische Erscheinungsbild zu beeinträchtigen.

Dies könnte auch ein Wendepunkt für die Einführung erneuerbarer Technologien in bestehende Gebäude sein.

Aktuelle bestehende und in Entwicklung befindliche Lösungen reichen von Lösungen zur Nachrüstung bestehender Fenster bis hin zu komplett neuen Einheiten, die in neue Gebäude eingebaut werden können.

Ein Beispiel, entwickelt von einer Firma namens NÄCHSTE Energietechnologien, gehört zu den ersteren. Sie haben eine transparente PV-Beschichtung entwickelt, mit der sich beliebige vorhandene Fenster mit geringem bis gar keinem Aufwand in energieerzeugende Flächen verwandeln lassen.

Nach Angaben des Unternehmens können die PV-Beschichtungen der ersten Generation zwischen 10 und 20 % des Energiebedarfs eines installierten Gebäudes decken. Die Anwendung ist auch relativ günstig, sodass sich jedes Unternehmen, das sie verwendet, die Anfangsinvestition amortisiert hatnur ein Jahr. Darüber hinaus sollten die Beschichtungen nach dem Verlegen 30 Jahre oder so halten.

Ein weiteres Beispiel stammt von einer Firma namens SolarWindow-Technologien. Sie haben ein Produkt namens "Liquid Electricity" entwickelt, das eine andere Form der transparenten und leichten Fensterbeschichtung ist. Da es so leicht ist, kann es an jedem transparenten oder durchscheinenden Material von Glas, bis hin zu Kunststoff und anderen Folien angebracht werden.

Anunabhängiges Studium der Technologie stellte fest, dass es mit einem Wirkungsgrad von fast 15 % Strom erzeugen konnte.

Denken etwas über den Tellerrand hinaus, noch ein anderes Unternehmen, genannt SolarGaps, hat einen Weg gefunden, die vorhandene Oberfläche von Fenstern auch zur Stromerzeugung wiederzuverwenden. Ihre Lösung besteht darin, eine spezielle Art von Jalousie herzustellen, die als PV-Paneele fungieren kann.

Diese Jalousien können problemlos an jedem Gebäude angebracht werden und sind sogar in der Lage, die Bewegung der Sonne zu verfolgen, um die Menge an Strom zu maximieren, die sie aus dem Tageslicht herauspressen. Laut Hersteller der Technologie können die Jalousien etwa 100 W Strom produzierenpro Stunde für jeden m² der installierten Jalousien.

Diese Jalousien müssen im Freien installiert werden, sollten aber mindestens 10 Jahre halten und können mit iOS- und Android-Apps ferngesteuert werden. Als Jalousien können sie auch im Hochsommer dazu beitragen, die Kühlkosten zu senken, da sie helfenreduzieren Sie unerwünschte passive Sonnengewinne.

5. Mikrobielle Brennstoffzellen haben ein sehr ernstes Potenzial

Eine andere Form der neuartigen Stromerzeugungstechnologie der Zukunft ist eine Technologie namens mikrobielle Brennstoffzellen. Anscheinend ähnlich wie die zuvor besprochenen anaeroben Digestoren, kann diese Technologie tatsächlich Strom direkt aus Mikroben erzeugen vor Ort.

Eine Form einer bioelektrischen chemischen Brennstoffzelle, Systeme, die sich derzeit in der Entwicklung befinden, lenken die von Mikroben produzierten Elektronen mit einem Paar speziell entwickelter Elektroden ab. Die Technologie ist nicht ganz neu, aber sie hat ein sehr ernstes Potenzial für die Zukunft.

Die Technologie verwendet im Wesentlichen spezielle Arten von Mikroorganismen, die in der Lage sind, Metalle zu „atmen“ und dabei als Abfall freie Elektronen erzeugen. Durch die Nutzung dieses Angebots an „kostenlosem“ Strom soll es möglich sein, tragfähige erneuerbare Quellen bereitzustellenEnergie.

Das Beste daran ist, dass solche Brennstoffzellen mit Abwasser befüllt werden könnten. Derzeit sind MSCs nur kleinformatig und können zum Betreiben kleiner elektrischer Geräte wie Taschenrechner oder LEDs verwendet werden. Wenn die Technologie verfeinert und skaliert ist, könnte es sich in Zukunft als eine sehr reale, innovative und aufregende Möglichkeit erweisen, unsere Gebäude mit Energie zu versorgen.

6. Auch solar erzeugte Brennstoffe könnten ein gewisses Potenzial haben

Ein weiteres interessantes Forschungsgebiet für neue potenzielle Stromquellen sind Solarbrennstoffe. Die Grundidee besteht darin, mithilfe von Sonnenenergie Kohlendioxid und Wasser in einen auf Kohlenwasserstoffen basierenden Kraftstoff umzuwandeln, der dann zum Befeuern konventioneller Verbrennungsmotoren verwendet wird.

Dies ist ähnlich wie das, was Pflanzen seit Millionen von Jahren tun – abgesehen davon, dass sie den Kraftstoff natürlich zum Fahren von Autos verwenden.

Solche Kraftstoffe könnten erzeugt werdenMasse oder, theoretisch, im häuslichen Maßstab, und dann für die zukünftige oder sofortige Verwendung gespeichert. Aktuelle Forschung von Leuten wie Harvards Nocera-Labor, Grossman Group des MIT und das Energy Frontier Research Center der University of North Carolina, hat sich in den letzten Jahrzehnten oder so als vielversprechend erwiesen.

Mit einem potenziell kommerziell nutzbaren System würde Kohlendioxid aus der Luft extrahiert und in seine Bestandteile – hauptsächlich die Kohlenstoffatome – gespalten. Als nächstes würde Wasserstoff aus Wassermolekülen freigesetzt und die beiden Produkte würden zu Kraftstoff kombiniert.

Wenn eine Möglichkeit gefunden wird, diese Art von Technologie wirklich zu skalieren, sollte es möglich sein, ständig Kraftstoff zu erzeugen, wenn die Sonne scheint.

Die Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, aber es gibt keinen Grund, warum ein solches System nicht in vielen Ländern der Welt Teil des Energiemixes werden könnte.

7. Der Kreis schließt sich – eine Rückkehr zu „Manpower“

"Manpower" war für den größten Teil unserer Geschichte eine der primären Energiequellen unserer Spezies, die erst vor kurzem durch die Nutzung chemischer und nuklearer Energie ersetzt wurde. Aber es könnte noch Raum geben, diese allgegenwärtige Kraft zu erschließenQuelle auch.

Solche Entwicklungen auf diesem Gebiet wären nicht nur in gewisser Weise poetisch, sondern potenziell bahnbrechend. Die Möglichkeit, den größten Teil der „verschwendeten“ Energie, die als Nebenprodukt menschlicher Aktivitäten entsteht, zu nutzen, könnte für viele eine reiche Energiequelle sein.Anwendungen, insbesondere in den Gebäuden, die wir bewohnen oder den Geräten, die wir täglich bei uns tragen.

Abgesehen von den bereits erwähnten piezoelektrischen Installationen suchen verschiedene Forscher nach Möglichkeiten, die von Menschen erzeugte Wärme bei ihren täglichen Aufgaben zu nutzen. Weit entfernt von der dystopischen Zukunft der "menschlichen Batterien" in Filmen wie dem "Matrix", Durchbrüche in diesem Bereich könnten Möglichkeiten bieten, effektiv "kostenlose" Energie mit wenig bis keiner Unterbrechung unseres täglichen Lebens bereitzustellen.

Nun, es gibt natürlich die Kosten für das Betanken deines Körpers, aber das machen wir trotzdem.

Von spezieller Kleidung, die kinetisch Energie aus deinen Bewegungen erzeugt, bis hin zu Möglichkeiten, die thermische Energie, die wir 24 Stunden am Tag ausstrahlen, zu nutzen, wiederzuverwenden und zu konzentrieren – vom Menschen stammende Energiequellen könnten in Zukunft alltäglich werden.

Ein interessantes Beispiel ist ein spezielles Armband, das ein enthältthermoelektrischer Generator TEG die Ihre eigene Körperwärme verwendet, um tatsächlich kleine Mengen Strom zu erzeugen. Derzeit kann eine solche Technologie nur genug Saft produzieren, um eine LED anzutreiben, aber es ist möglicherweise möglich, die Technologie ausreichend zu verbessern, um kleine elektronische Geräte mit Strom zu versorgen - wieeine Smartwatch, sagen wir.

Diese Art von Technologie könnte andere interessante Anwendungen haben, wie die Verwendung Ihrer eigenen internen Wärme zur Stromversorgungmedizinische Geräte wie Herzschrittmacher oder sogar nanomedizinische Roboter.

Solche Lösungen würden im Notfall die Notwendigkeit von Batterien vollständig beseitigen – solange Sie die Technologie an oder in Ihrem Körper behalten. Wer weiß, welche möglichen Wege für neue persönliche elektronische Geräte dies Türen öffnen könnte?

Und das, Liebhaber von neuartigen erneuerbaren Energien, ist Ihr Los für heute.

Jede dieser interessanten neuartigen Technologien könnte sich als wirklich revolutionär erweisen, um die Art und Weise, wie wir Energie in der Zukunft erzeugen und nutzen, zu verändern. Mit Innovationen wie diesen und solchen, die sie in Zukunft inspirieren, könnte dies einfach möglich seinunsere Spezies mit unserer Sucht nach fossilen Brennstoffen endlich zum "kalten Truthahn" werden.