Hoeveel weet u over de ontwikkelingen in de elektriciteitsindustrie? DCI

Zou je een huis kopen zonder werkende stopcontacten? We zijn voor veel van onze dagelijkse activiteiten afhankelijk geworden van elektriciteit. Wanneer er storingen zijn, we voelen de impact van die afhankelijkheid, gevolgd door een gevoel van opluchting als de stroom weer aan is.

Elektriciteit heeft ons geholpen gezonder te blijven, efficiënter werken en de klok rond leven. Omdat elektriciteit zo'n positieve invloed op ons leven heeft gehad, onderzoekers uit de wetenschap en de industrie zijn voortdurend op zoek naar manieren om elektrische stroom gemakkelijker en goedkoper te leveren. Als resultaat, innovaties in elektrische energie hebben de industrie in de loop van haar geschiedenis schoner en efficiënter gemaakt, en maakte elektrische service beschikbaar voor miljoenen huishoudens.

Dit artikel bevat onze top vijf keuzes van die innovaties. We kijken naar technologie gericht op bepaalde energiebronnen, en we zullen de kerncomponenten bekijken die u toegang geven tot die bronnen. Om dingen op gang te brengen, laten we eens kijken naar een huidige innovatie voor een lang gebruikte hernieuwbare hulpbron.

Inhoud

1. Windturbines
2. Hydro-elektrische dammen
3. Zonnepanelen
4. Kernreactor
5. Elektrische netwerken

5:Windturbines

Voor millennia, mensen hebben de kracht van de wind aangewend om taken te volbrengen. Bijvoorbeeld, kooplieden vertrouwden ooit op de wind om de wereld te bevaren. Ook, oude windmolens, ooit gebruikt om granen te malen, zijn een iconisch onderdeel van het Hollandse landschap. Met ons leven gecentreerd rond elektriciteit, moderne wetenschappers hebben innovatieve manieren gevonden om de kinetische energie van de wind om te zetten in elektrische energie.

Vandaag, rond de wereld, de windturbine wordt net zo iconisch als de Nederlandse windmolen. Een windturbine bestaat doorgaans uit een grote, driebladige propeller, een rotor genoemd, bovenop een toren die hoog genoeg is dat niets hem tegen de wind blokkeert. De turbine heeft een aandrijflijn vergelijkbaar met de motor van een auto met een elektrische generator. De opgewekte elektriciteit wordt toegevoegd aan het elektriciteitsnet, die honderden huizen en bedrijven op een geografische locatie van stroom voorziet.

Een kleine windturbine kan een enkel huis of een klein bedrijf van stroom voorzien. Deze kleinere versies hebben rotors met een diameter tussen 8 en 25 voet (2,4 en 7,6 meter) en kunnen tot 9,1 meter (30 voet) in de lucht staan. Windparken komen steeds vaker voor in grote open ruimtes. U kunt enkele van deze boerderijen zien tijdens een rit of vlucht door het westen van de Verenigde Staten, met duizenden gigantische witte windturbines die zich uitstrekken over heuvels zover het oog reikt.

Volgende, laten we eens kijken naar een andere innovatie die elektriciteit creëert uit de kinetische energie uit de natuur.

4:Hydro-elektrische dammen

Hydro-elektrische dammen zijn de oudste technologische innovatie in onze countdown. Tijdens de vroege jaren 1900, 40 procent van de elektriciteit die in de Verenigde Staten wordt gebruikt, kwam van waterkrachtcentrales. Vandaag, waterkracht is goed voor bijna een kwart van alle elektriciteit die wereldwijd wordt gebruikt. In aanvulling, de fysieke structuren zelf zijn wonderen van menselijke techniek en constructie, fotografen en toeristen tekenen, volgens het Amerikaanse Bureau of Reclamation.

Hydro-elektrische dammen werken door enorme hoeveelheden water tegen te houden en een beperkte hoeveelheid door de dam te laten stromen. De waterdruk die ontstaat door deze stroom te beperken is enorm, en waterkrachtcentrales benutten deze druk om turbines te laten draaien die aan elektrische generatoren zijn bevestigd. Net als bij windturbines, de elektriciteit die wordt opgewekt door een waterkrachtcentrale wordt toegevoegd aan het elektriciteitsnet dat is gekoppeld aan de geografische locatie van de dam.

Een waterkrachtcentrale voorziet het elektriciteitsnet van enkele honderden kilowatts tot enkele duizenden megawatts aan elektriciteit per seconde. Het National Renewable Energy Laboratory van de Verenigde Staten stelt dat de grootste dammen ter wereld ongeveer 10, 000 megawatt, genoeg voor miljoenen mensen om te gebruiken.

Ondanks zijn leeftijd, de toekomst is rooskleurig voor waterkracht, aangezien de waterkrachtcentrale een 21e-eeuwse make-over krijgt. Onderzoekers vinden manieren om de efficiëntie en milieu-impact van waterkracht te verbeteren door bestaande dammen te verbeteren en nieuwe dammen te bouwen.

Nanogeneratoren:de kracht in ons gebruiken

Terwijl wind- en waterbeweging veel huizen van stroom kunnen voorzien, nanogeneratoren gebruiken de beweging van je lichaam om op kleinere schaal elektriciteit te produceren. Nanogeneratoren zijn kleine apparaten met een piëzo-elektrisch materiaal, wat betekent dat het materiaal een elektrische stroom creëert door het gewoon te buigen of uit te rekken. Deze kracht kan komen van de subtiele bewegingen, zoals een hartslag of longen die uitzetten en samentrekken. Eventueel, nanogeneratoren kunnen worden gebruikt om pacemakers van stroom te voorzien, het elimineren van de noodzaak voor herhaalde operaties wanneer de batterijen falen. In de nabije toekomst, zoek naar nanogeneratoren die beschikbaar zijn in kleding, zodat u uw draagbare muziekspeler van stroom kunt voorzien door gewoon te ademen en te bewegen.

3:Zonnecellen

Terwijl wind en water kunnen worden gebruikt om energie op te wekken door beweging, de zon levert een aanzienlijke hoeveelheid energie in de vorm van warmte en licht. zonnecel technologie, zogenaamde fotovoltaïsche (PV) cellen, zet dat licht om in elektriciteit. Deze PV-cellen bevatten halfgeleidermaterialen zoals silicium. Elektronen in de halfgeleider bewegen wanneer het materiaal het licht absorbeert.

In tegenstelling tot de water- en windenergietechnologieën die we hebben behandeld, zonnecellen zijn veelzijdig in grootte en draagbaarheid. Grote zonnepanelen met honderden cellen kunnen in een fabriek worden gebouwd en vervolgens worden verkocht om over het land uit te strekken of op een dak te monteren. Deze grote panelen worden gebruikt om huizen en bedrijven van stroom te voorzien en moeten na ongeveer 30 jaar worden vervangen. Kleine zonnepanelen met slechts een paar cellen verzamelen genoeg energie om stand-alone apparaten van stroom te voorzien, zoals rekenmachines en buitenverlichting.

Ondanks dat het een schone, hernieuwbare energiebron, zonlicht alleen is niet voldoende voor degenen die 's nachts of op bewolkte dagen elektriciteit willen gebruiken. In de meeste gevallen, zonnepanelen zijn een aanvullende energiebron voor een gebouw dat al is aangesloten op het elektriciteitsnet. Een paar mensen, Hoewel, ervoor kiezen om volledig "off the grid" te gaan en oplaadbare batterijen te gebruiken om door zonne-energie opgewekte elektriciteit op te slaan wanneer de zon niet schijnt.

Tot dusver, we hebben gekeken naar innovaties die het beste uit hernieuwbare energiebronnen halen. Volgende, we zullen kijken naar een innovatie die gebruik maakt van de meest efficiënte niet-hernieuwbare energiebron die we vandaag kennen.

2:Kernreactoren

Kernsplijting is het proces waarbij een atoom uiteenvalt, het vrijgeven van de energie die het atoom bij elkaar houdt. In de jaren vijftig, kernsplijting van de radioactieve isotoop uranium-235 maakte energie goedkoper en efficiënter te produceren. Een kernreactor is een structuur die dit splijtingsproces produceert uit uranium-235. Kerncentrales omvatten een of meer reactoren samen met grote en complexe mechanismen voor koeling en insluiting.

De kernreactor zelf is hier de belangrijkste innovatie. De reactor regelt het splijtingsproces van een zeer kleine hoeveelheid uranium-235 en kanaliseert de energie naar warmtestaven die, beurtelings, verwarm water om stoom te produceren. De stoom beweegt een turbine en laat een elektrische generator draaien, vergelijkbaar met de manier waarop wind- en waterturbines werken. Dus, in essentie, een kerncentrale is slechts een stoomcentrale die wordt aangedreven door zijn kerncentrale.

Door kernenergie te gebruiken, de wereld gebruikt minder andere hulpbronnen, zoals kolen en olie, om het water te verwarmen en stoom te produceren. Ondanks dit voordeel, zorgen kwellen nog steeds de hoofden van sceptici. Zorgen zijn onder meer de veiligheid van mensen die in en rond kerncentrales wonen en werken en de mogelijke gevaren van de verwijdering van nucleair afval. In aanvulling, verschillende beruchte kernreactorrampen over de hele wereld hebben de reputatie van deze energiebron aangetast.

Geen van deze geweldige innovaties op het gebied van elektrische energie zou op grote schaal beschikbaar zijn zonder de topinnovatie in onze lijst. Laten we dat nu eens bekijken.

1:Elektrische netwerken

Bovenaan onze lijst met innovaties staat het raster zelf. Als mensen zeggen "het raster, " ze verwijzen naar een netwerk van elektrische energiebronnen die een bepaald geografisch gebied bestrijken. Sommige netten zijn verbonden met andere netten om middelen te delen in geval van nood. De meeste mensen die een elektrische energiebron gebruiken, verbinden zich met een bestaand elektriciteitsnet via hoogspanningslijnen.

Een net is een enorme elektrische infrastructuur die bestaat uit hoogspanningslijnen, elektriciteitscentrale, onderstations en transformatoren. Grids in de Verenigde Staten worden gecontroleerd door een combinatie van publieke en private entiteiten. De openbare lichamen zijn de staats- en federale bureaucratieën die wetten handhaven die de industrie reguleren. De particuliere entiteiten zijn nutsbedrijven die toegang bieden tot een net en het stroomverbruik van elk huis of bedrijf meten. Deze sturende krachten bepalen de prijs die een gebruiker moet betalen voor elk kilowattuur elektriciteit op dat net.

Nettechnologie blijft zich uitbreiden, zelfs als mensen op zoek zijn naar andere energiebronnen om het te vullen. Bijvoorbeeld, smart grid-technologie is in ontwikkeling om de efficiëntie te verbeteren in de manier waarop stroom wordt gecontroleerd en gemeten voor elke klant. Ook, netopslag bij stations en transformatoren kan ook energie in reserve houden om stroomuitval te voorkomen tijdens enkele van de normale operationele haperingen van het net.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

• 5 energiekeuzes voor een duurzame toekomst
• Zes Department of Energy-projecten waar je nog nooit van hebt gehoord, Maar moet
• Zonne-energie op vreemde plaatsen