Dlaczego warto się zarejestrować

  • zobaczysz pełną treść artykułów
  • będziesz mógł pisać komentarze
  • otrzymasz dostęp do dodatkowych, zastrzeżonych materiałów np. w PDF
Regulamin

Jestem nowym użytkownikiem

* * * * * *

Wydanie | Marzec 2021

Neutrino – niewyczerpalne źródło energii przyszłości?

31-03-2021

Opracowano na podstawie materiałów firmy Neutrino Energy Group

Przez ostatnie dekady paliwa organiczne takie jak ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel odgrywały decydującą role w procesach industrializacji i rozwoju mobilności. W miarę wyczerpywania tych zasobów ujawniają się poważne skutki dla sytuacji międzynarodowej i wewnętrznej poszczególnych krajów, przede wszystkim w formie konfliktów geopolitycznych i zmian klimatu. Długotrwałe użytkowanie paliw węglowodorowych doprowadziło do stanu poważnego zagrożenia dla przyszłości ludzkość. Dla uniknięcia czarnego scenariusza szereg państw podejmuje zobowiązania zastąpienia dotychczasowej polityki naftowo-węglowej nowymi technologiami energetyki odnawialnymi. Perspektywicznym kierunkiem rozwoju może okazać się wykorzystanie niewidzialnego pasma promieniowania kosmicznego.

Ponad 100 lat temu sformułowane przez Alberta Einsteina równanie E = mc2, wiążące masę obiektu z jego energią, doprowadziło do powstania energetyki i niestety również broni atomowej. Już w obecnym stuleciu naukowcy Takaaki Kajita (Japonia) i Arthur McDonald (Kanada), laureaci nagrody Nobla w 2015 r., odkryli nowe źródło energii - neutrino. Do tej pory toczono wojny na wielu frontach o dostęp do tańszych, obfitych zasobów energii. Obecnie, zamiast rozwijania broni masowej zagłady oraz energetyki budzącej obawy i sprzeciw ludności, fizyka atomowa wytycza drogę do rozwiązania nieuchronnego kryzysu energetycznego. Jednym z obiecujących wynalazków, obok m.in. syntezy termojądrowej, jest utylizacja promieniowania kosmicznego, a konkretnie wspomnianej cząstki elementarnej neutrino. Strumienie tych cząstek, docierających nieustannie do powierzchni Ziemi z radioaktywnych przemian w kosmosie, zawierają więcej energii niż wszystkie paliwa organiczne razem wzięte! Obaj fizycy wykazali, że wbrew dotychczasowym poglądom neutrina posiadają masę. Potem ustalono, że te mikroskopijne cząstki mogą oddziaływać na inne formy materii, co w szczególności może prowadzić do wydzielania znacznych ilości energii. Neutrina są typem cząstek elementarnych występujących we Wszechświecie. 

Więcej...

03/2021 Komentarze (0)

„Inteligentne” okna: szyby fotochromowe, termochromowe, elektrochromowe …

23-03-2021

Opracowano na podstawie artykułu "How Windows Can Remake the Power Grid", EPRI Journal, June 2019

Okna w bilansie energii budynków

Każdego roku w Stanach Zjednoczonych okna są odpowiedzialne za utratę około 30 % energii zużywanej do ogrzewania i chłodzenia budynków równoważnej 100 mln ton ropy naftowej. Na wielkość tę składają się przepływy strumieni ciepła przez okna i straty na wentylację. Latem promieniowanie słoneczne nagrzewa nadmiernie pomieszczenia, zwiększając pobór mocy przez klimatyzację. Zimą okna umożliwiają utratę ciepła na zewnątrz. Tymczasem okna stanowią unikalne elementy budowlane. W odróżnieniu od typowych układów ogrzewania, chłodzenia i oświetlenia, od których wymaga się możliwie niskiego zużycia energii, okna są w stanie nie tylko zredukować straty, lecz nawet zapewnić pozyskiwanie ciepła dla domu.

Badania pokazały, że wprowadzenie potrójnych szyb w USA mogłoby zmniejszyć zużycie energii na ogrzewanie budynków wręcz do zera, a pobór energii na chłodzenie obniżyć o 80 %. Przed kryzysem naftowym 1973 roku w USA większość okien posiadała tylko jedną szybę. Potem upowszechniły się konstrukcje z dwoma szybami, lecz i one nie zapewniały pożądanej redukcji strat ciepła. Wyraźną poprawę przyniosły nowe technologie: powłoki szyb obniżające przenikanie promieniowania podczerwonego i ultrafioletowego bez  pogarszania oświetlenia pomieszczeń oraz wypełnianie przestrzeni między szybami argonem zamiast powietrzem. Z czasem w Europie północnej popularność zdobyły okna z trzema szybami, jednak w USA innowacja ta nie przyjęła się, gdyż wymagałaby kosztownych zmian konstrukcyjnych okien. Nie mniej jednak i na tym rynku pojawiło się nowatorskie rozwiązanie polegające na wstawieniu między istniejące dwie szyby trzeciej znacznie cieńszej. Szyby te wyposażono w powłoki zatrzymujące niepożądane promieniowanie podczerwone (IR) i ultrafioletowe (UV), a przestrzeń między nimi wypełniono kryptonem. 

Więcej...

03/2021 Komentarze (0)

Turbiny gazowe na… wodór

11-03-2021

Dążenie do ograniczenia zmian klimatu prowadzi do fundamentalnych zmian w energetyce światowej. Bezpośrednim rezultatem nowego podejścia stał się przyspieszony rozwój źródeł odnawialnych, zwłaszcza słonecznych i wiatrowych. Dla przykładu 86% przyrostu nowych mocy w Europie w 2016 r. zainstalowano właśnie w tym segmencie energetyki, a jego produkcja wzrosła z 12.6 (1990 r.) do 570 TWh (2016 r.)! Jednak szybka rozbudowa źródeł odnawialnych wywołuje zaniepokojenie ich niedostateczną dyspozycyjnością, która zagraża stabilności systemu i zaspokojeniu popytu odbiorców.

Wobec braku instalacji gromadzenia energii elektrycznej nieregularną generację OZE kompensuje się w wielu krajach awaryjnym włączaniem turbogeneratorów gazowych. Niestety stosowanie źródeł gazowych obarczone jest znaczną emisją gazów cieplarnianych i zanieczyszczeń. Wada ta praktycznie uniemożliwia ich wykorzystanie dla realizacji planów osiągnięcia zero-emisyjnej (wolnej od węglowodorów) gospodarki, co miałoby nastąpić w niektórych krajach jeszcze przed 2050 r. Panaceum na te trudności może być wykorzystanie wodoru. Nowoczesne turbiny gazowe są już przystosowane do pracy ze znaczną zawartością wodoru w mieszaninie spalanych gazów, co pozwala obniżyć emisję CO2 przy zachowaniu wydawanej mocy - efekt ten ilustruje wykres.

Dla potrzeb systemu elektroenergetycznego opartego na paliwie wodorowym konieczne będzie dostarczanie wielkich ilości tego gazu. Powszechnie stosowane są dwie technologie wytwarzania wodoru: reformowanie (reforming) metanu parą wodną i elektroliza wody. Pierwsza metoda jest najbardziej rozpowszechniona, lecz wytwarza dwutlenek węgla, zatem dla jej użycia dla potrzeb energetyki niezbędne okaże się zastosowanie kosztownych układów wychwytywania tego gazu cieplarnianego.

Więcej...

03/2021 Komentarze (0)

05-06/2019
07-08/2018
04/2018

Artykuły

Współpracujemy z: