Víða um heiminn eru notaðar vindmyllur og eru þær vel liðnar enda umhverfisvænar. Hins vegar eiga þær við stórt vandamál að etja og það er að þær framleiða ekki nægilegt rafmagn, eða a.m.k ekki miðað við orkuþörfina sem við höfum. Vegna þessa hefur sprottið út sú umræða að hafa vindmyllur í 8-10 km hæð yfir jörðinni. Því ofar sem þú ferð verður núningur jarðar minni og hefur þá minni áhrif á vindinn og gerir þetta skotvindunum kleift að ferðast á allt að 160km/klst. Það þýðir að svífandi vindmyllurnar geta framleitt allt að 10Kw/m2. Til samanburðar geta venjulegar vindmyllur aðeins framleitt 1Kw/m2 og það við bestu aðstæður. Svífandi vindmyllur hafa einnig fleiri kosti fram yfir venjulegu vindmyllurnar, t.d er framleiðslukostnaðurinn á þeim svífandi mun minni auk þess sem að það þarf 90% minna af hráefni til þess að framleiða þær. Eins og má sjá hér á efri myndinni til vinstri er vindmyllan frekar einföld að uppbyggingu en ótrúlegt en satt heldur hún sér sjálf á lofti. Rafmagnið sem framleitt er, er síðan sent með köplum niður til jarðar. |
Það er ekki hægt að segja að vetniseldsneyti sé orkugjafi. Það er meira líkt rafmagni og þá nokkurs konar afurð orkugjafa.
Vetni (H) eitt og sér er eitthvað sem fyrirfinnst ekki hér á jörðinni, því það er ávallt bundið öðru efni, t.d í því sem við notum eitt mest af öllu, vatni (H2O) en þar er vetnisfruman bundin súrefnisfrumu. Gaman er einnig að segja frá því að 75% alheimsins er úr vetni og er vetni því aðal byggingarefni alheimsins. Vetni er gífurlega orkuríkt og getur framleitt meiri orku en jarðefnaeldsneyti án þess að menga. Þetta hljómar vissulega vel og maður spyr sig af hverju bílar sem ganga fyrir vetni séu ekki á götunum nú þegar. En það er ástæða fyrir því að vetniseldsneyti er ekki enn komið í fulla notkun. Það er erfitt að aðskilja það frá þeim efnum sem það er bundið og er það einnig kostnaðarsamt. |
Aðskiljunin er framkvæmd með rafgreiningu sem notar rafstraum til þess að aðskilja vetnið frá öðrum efnum. Í dag er vetni framleitt í miklu magni með því að rafgreina metan. Þetta virkar vissulega en þetta sleppir gróðurhúsaloftegundum út í andrúmsloftið og er virkilega kostnaðarsamt. Það er þó einnig hægt að rafgreina vatn og koma þá í veg fyrir að gróðurhúsalofttegundir fari út í andrúmsloftið en þar spilar inní mannlegt eðli. Við viljum alltaf meira og meira þá gerum við þetta ekki við vatn í staðinn fyrir metan einungis vegna þess að framleiðir ekki eins mikla orku.
|
|
Þetta flókna ferli er eina ástæða fyrir því að vetni er ekki komið í fulla notkun. Önnur ástæða þess er að þéttleiki vetnis er minni en þéttleiki bensíns og þarf vetni að vera geymt í vökvaformi við lágan hita (-253°C) til þess að viðhalda skilvirkni sinni sem eldsneyti. Þetta er í raun stærsta vandamálið við vetni, það er of erfitt að geyma það og passa upp á það að það haldi skilvirkni sinni. Ef vetni verður hins vegar tekið í meiri notkun mun það koma í staðinn fyrir eldsneyti í t.d bíla og rafmagn í húsum. Ein vetnisstöð myndi ekki taka nema pláss á við lítið hús en gæti samt séð yfir hundrað húsum fyrir orku. Þegar vetnið er fullsundrað er því komið fyrir í eldsneytisklefum. Eldsneytisklefi hefur tvær hliðar, jákvæða þar sem súrefnið er og neikvæða þar sem vetnið er. Milli þessara hliða er einhverskonar himna sem hleypir ekki rafeindum í gegn. Róteindirnar frá vetninu fara yfir til súrefnisins sem veldur því að rafeindirnar aðlaðast að jákvæðu hliðinni. Rafeindirnar komast ekki í gegn um himnuna og verða því að fara aðra leið þar sem rafmagnið er myndað. Það eina sem eftir verður er hrein vatnsgufa. |
|
Jarðvarmaorka er orka sem búin er til útfrá jarðvarma, oftast með því að nota hvera en stundum er orkan framleidd frá hrauni.
Jarðvarmaorkuver notast við pumpur sem senda heitt vatn upp á veturna. Það er oftast notað í að hita upp íbúðarhús, gróðurhús eða vegi. Þegar það hefur lokið starfi sínu við það þá er því síðan dælt aftur niður í jörðina. Svona ´´brunnar´´ eru allt að 1,6 kílómetra djúpir sem hentar vel þegar farið er að búa til beina orku með svona aðferðum, hvort sem notast er við hveri eða hraun. Ef hverir eru notaðir er leidd lína niður í hverinn og línan látin pumpa vatni upp á yfirborðið. Á leiðinni upp verður hitabreytingin svo mikil að vatnið breytist í vatnsgufu og sú gufa er notuð síðan í að keyra túrbínur sem framleiða orku. Á hinn bóginn, þar að segja ef það er borað alveg niður að hrauni er vatninu sleppt ofan í holuna sem snögghitnar er það kemst í snertingu við hraunið og breytist það þá í gufu sem líkt og áður er notað til að knýja túrbínur sem framleiða orku. Helstu kostir þessarar aðferðar til þess að framleiða orku eru þeir að framleiðslan er nokkuð græn, hún notast ekki við olíu, gas eða kol. Þar af leiðandi sleppir þessi aðferð ekki nema 1/6 þess magns koltvíoxíðs sem venjulegar orkuveitur sleppa, eða miðað við þær sem notast við náttúrulegt gas þ.a.s. Þetta er einnig 80% ódýrara en orkuver sem notast við olíu, gas eða kol og síðan er þessi orkugjafi ekki háður veðri ólíkt vind- og sólarorku, svo þessi orkugjafi er nothæfur allt árið um kring. Helstu ókostir eru þeir að þessi aðferð kann að sleppa vetnissúlfíði í litlu magni sem lyktar illa og geta svona stöðvar líka sleppt efnum sem eru eitruð eða innihalda eitruð efni. Vert er að nefna að svona stöðvar geta kólnað og verða þær þá ónothæfar en annars eru þær ávallt nothæfar. |
|
Fyrir miðju sólkerfisins sem við tilheyrum er stjarna sem er 4,5 billjón ára gömul. Hún tilheyrir flokki gulra risa og er mikilvægur hluti af lífi eins og við þekkjum það.
Photovoltaic energy eins og það er kallað á ensku var fundið upp 1876 af William Grylls Adam og lærlingi hans, Richard Day. Það sem þeir fundu út var það að ef steinefnið Selen kemst í snertingu við sólarljós býr það til rafmagn. Því miður var rafmagnið sem var framleitt ekki nægilegt fyrir almenna notkun en þrátt fyrir það fékk þessi uppgötvun lof og mikilvægi hennar var viðurkennt. Árið 1953 var síðan sílikon fyrst notað í gerð sólarorkuplatna. Þeir fyrstu sem notuðu sílikonið voru 3 Bandaríkjamenn sem hétu: Calvin Fuller, Gerald Pearson og Daryl Chapin og þessi uppgötvun þeirra hefur gert fólki kleift að hlaða lítil raftæki eingöngu með sólarorku Venjulegar sólarorkuplötur eru samsettar af mörgum minni plötum sem mynda nokkurskonar samloku. Þegar sólarljós fellur á plöturnar taka þær til sín ljóseindirnar. Ljóseindirnar eru notaðar til þess að slá rafeindirnar af frumeindunum í plötunum. Þegar það gerist mynda rafeindirnar stöðugan straum rafeinda. Mikil þróun hefur orðið í sólarorkuiðnaðinum á síðustu áratugum og sífellt eru að koma betri hugmyndir um nýtingu sólarorku. Sem dæmi er 55-60% orkunnar sem kemur frá sólinni sem eyðist í lofthjúpnum. Vísindamenn komu því upp með þá hugmynd að senda gervitungl út í lofthjúpinn þar sem þau ættu að safna sólarorku og senda hana svo niður til jarðar. Fyrir þrem árum eða árið 2015 þá náðu vísindamenn í Japan að safna 1,3kW af orku og senda hana niður til jarðar. Að vísu erum við aðeins að tala um að þeir náðu að senda orkuna þráðlaust 50 metra en þetta er a.m.k eitthvað til þess að byggja á. Einnig hefur verið rætt um að nota gler til þess að safna sólarorku eða koma fyrir risastórum sólarplötum sem fljóta á sjónum sem ættu að safna orku og senda hana svo til meginlandsins. |
Sjávarfallaorka (Wave energy) er nýr orkugjafi sem hefur verið tekinn í notkun nýlega. Aguçadoura Wave Farm var fyrsta orkustöð sinnar tegundar. Hún var staðsett rúmlega fimm kílómetrum frá strönd Póvoa de Varzim sem er norðan við Porto í Portúgal. Aguçadoura Wave Farm notaði þrjá Pelamis Wave Energy Converter til að breyta hreyfingu í sjónum yfir í rafmagn. Það mesta sem orkuverið náði að framleiða var 2,25 mW. Aguçadoura Wave Farm opnaði 23.september 2008 og lokaði grátlega stuttu seinna eða tveim mánuðum seinna í nóvember sama ár. Í dag er fyrirtæki í Danmörku, undir nafninu Wavestar og er að gera góða hluti þar. Fyrirtækið hefur búið til stóra sjávarfallaorkuvél sem getur framleitt mikla orku og er stefnt að því að búa til fullkomlega hreina orkuvirkjun sem myndi framleiða sjávarfallaorku, vindorku og sólarorku og hefur Wavestar nú þegar sótt um styrk frá ESB til þess að gera þetta að veruleika.
Í stuttu máli þá virkar sjávarfallaorka þannig að hún nýtir flóð og fjöru sjávar til þess að búa til raforku. Með hjálp tunglsins og sólarinnar sem hreyfa sjóinn verða til öldur og þá taka við vatnstúrbínur sem búa til rafmagnið og þær nýta 90% af orkunni sem flóð og fjara búa til. Þegar jörðin og tunglið eru í línu við sólina verður flóð og þá verður meiri vatnsorka sem þýðir meira rafmagn. Sjávarfallorka er mæld í kílóvöttum (kW) útfrá hverjum metra á strandlengjunni. Þess vegna eiga Bandaríkin möguleika á því að framleiða 252 milljarða Kw á hverju ári. |
Orka úr þörungum á vel við báða þessa þætti og þess vegna gætu þörungar orðið sá orkugjafi sem við höfum leitað af.
Orka úr þörungum er græn orka sem þýðir að hún mengar ekki. Þörungarnir geta vaxið nánast hvar sem er. Þeir geta m.a vaxið í jarðvegum þar sem ekki er hægt að rækta mat og einnig geta þeir vaxið í vötnum þar sem er mikil mengun og þeir hreinsa meira að segja vatnið á sama tíma og þeir búa til orkuríkar lífeindir. Þörungarnir gætu líka hjálpað okkur í baráttunni við hlýnun jarðar. Til þess að framleiða olíuna úr þeim sem er í raun þeirra leið til þess að skila orkunni af sér þurfa þörungarnir CO2 sem þeir taka úr andrúmsloftinu. Þá myndum við bæði losna við eitthvern hluta CO2 úr andrúmsloftinu og værum að fá eitthvað nytsamlegt í staðinn. Þetta ferli á sér stað í grunnum tjörnum eða lífeindakljúfum sem eru framleiðslustöðvar fyrir orkuna með ljóstillífun, þ.e.a.s að þörungarnir þurfa aðeins CO2, sólarljós og nokkur önnur næringarefni til þess að framleiða olíuna. Vegna þessa hefur komið upp hugmynd að hafa framleiðslustöðvarnar á þessu nálægt orkuverum sem losa mikið af CO2 frá sér því þá myndu þörungarnir taka CO2 beint frá orkuverunum og nota það í bæði framleiðslu á orku og losa andrúmsloftið við þetta á sama tíma. Það sem er einnig stór kostur við þörungana er að þeir fjölga sér sjálfir og þeir eru í raun náttúrulegir sólskildir. Sílikon sólskildirnir eru að vísu skilvirkari en þar sem þörungarnir fjölga sér sjálfir þarfnast þeir ekki eins mikillar fjárfestingar. Það sem þörungarnir gera semsagt er að þeir taka til sín sólarljós og breyta því í olíu sem er orkurík. Þessi olía er síðan tekin og uppbygging frumunnar er brotin niður með hljóðbylgjum og leysiefni. Þá er olían tilbúin í notkun og gaman er að segja frá því að hún væri þá fullkomlega nothæf í díselvélar með smávægilegum breytingum á vélinni. Þess vegna myndi þetta af öllum líkindum byrja sem staðgengill fyrir eldsneyti í farartæki ef áhugi væri fyrir því að nota þörunga sem orkugjafa. Til þess að þetta verði mögulegt þarf tæknin að þróast töluvert til að þetta muni kosta jafn mikið og bensín og verði til í sama magni. En það sem gerir þetta raunhæfan möguleika er að þörungauppskeran er nokkrum sinnum á ári og er þá uppskeran vegleg. Einn akur af síkum þörungum getur gefið frá sér u.þ.b 7570 lítra af olíu á meðan akrar með pálmaolíu gefa af sér í kringum 2460 lítra og þeir akrar sem eru með soja gefa af sér rétt í kringum 190 lítra í hverri uppskeru. Fyrir okkur á Íslandi hefur þetta samt sem áður einn stóran ókost og hann er sá að þörungarnir þurfa bæði sól til þess að vaxa og það er úr sólinni sem þeir vinna út orkuna en þar sem guli hnötturinn (sólin) lætur ekki mikið á sér bera hérlendis yrði kannski ekkert svakalega hagkvæmt að koma upp þessum framleiðslustöðvum hér á landi. Ekki það að þörungarnir þurfi stöðuga sól en þeir hlaða sig á meðan það er sól en geta samt sem áður skilað af sér orkunni þótt sólin sé ekki til staðar. Eina leiðin til þess að geta notað og framleitt þessa orku hér væri með því að nota svona sérstaka klefa sem búið er að búa til. Þessir klefar skiptast í tvö hólf. Í einum þeirra fer hleðslan fram og í hinum er orkan geymd. Með þessu væri vissulega hægt að nota þessa orku hér á landi en annars er þetta ekki hagkvæmasti orkugjafinn fyrir okkur á Íslandi en hins vegar snilldin ein þegar við lítum til landa þar sem mikið er um sól. |