工程学如何塑造可再生能源的未来?

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为了最大限度地减少气候变化的影响,全球范围内转向可再生能源已经势在必行。在过去的几十年里,工程师和科学家们一直在努力提供可持续的解决方案。这些可再生能源提供了全球26%的电力,并将在未来两年内达到30%。

随着现代工程塑造可再生能源的未来,机械工程师和科学家致力于开发利用和存储来自阳光、水和风等自然资源的电力的新技术。尽管这些方法中的大多数已经使用了几十年,但只有在21世纪,进展才变得更快。现有的技术已经有了巨大的改进,还有更多的期待,比如:

  • 加速改进太阳能

太阳能被认为是最容易获得的可再生能源。在过去的几年里,该系统的能力有了巨大的改善。此外,一个完整的太阳能装置现在更实惠,使其适用于家庭安装。

虽然目前的太阳能收集技术已经足够高效,但工程师们仍在努力开发使其更经济、更可靠和更容易获得的方法。例如,您现在可以找到最好的便携式太阳能电池板英国适合房车生活和露营。它们由耐用而轻便的材料制成,即使在偏远地区也能有效供电。

不过,加快太阳能技术进步的一个问题是电力储存。如果没有大容量电池来储存,过多的能量可能会浪费掉。另一方面,安装更多的电池会使系统更加昂贵。然而,专家们正在开发更实惠的解决方案,预计到2024年太阳能发电系统将便宜35%。

  • 提高风能容量

利用风能已经有几个世纪的历史了。公元前5000年,人们利用风力来推动船只。1887年,第一台风力涡轮机被发明出来,专家们一直在努力用现代技术改进它。

工程师们一直在努力建造更大的风力涡轮机.增加叶片的长度和塔的高度可以增加发电量。最大的风力涡轮机可发电14兆瓦,位于荷兰。预计许多县将通过提高现有涡轮机的容量和建造更多这种规模的涡轮机来遵循这一步骤。

专家们正在进行的另一项改进是用于建造风力涡轮机的材料的可持续性。改用可回收材料可以减少4340万吨垃圾的产生。在开发更可持续的材料的同时,许多机构专注于回收和重新利用现有的废料,而不是让它们躺在垃圾填埋场。

  • 利用堆肥生产沼气

废物管理是世界上最大的问题之一。越来越多的食物浪费是一个令人担忧的问题,尤其是在人口密集的城市。虽然减少垃圾可以解决许多问题,但专家们已经开发出另一种可以使许多人受益的解决方案。

堆肥是管理有机废物的一种有效方法。科学家和工程师们正在研究如何利用其潜力生产用于供热和发电的生物燃料。虽然几十年来生物质燃料已经足够了,但它是不可持续的。温室气体排放和化石燃料消耗等环境影响是寻找更好方法的理由。

即使在早期的发展中,在家庭中使用沼气也越来越受欢迎。例如,通过生物消化器的帮助,你可以免费获得做饭和取暖的燃料。

  • 提高水电效率

水电是应用最广泛的可再生能源之一。它包括建造一座大坝来改变自然水流的方向,并利用其动能来发电。这是工程学对未来可持续发展最显著的贡献之一。

尽管水力发电已经使用了几十年,但预计在未来几年仍会有改进。最新的升级之一是开发闭环水电.它允许在河外建造水库,并利用连续的水循环。

  • 开发波能转换器

海浪是另一种可再生能源。水的运动产生的能量可以用来发电。水是最可持续的资源之一,因为地球表面约71%是水。利用这种丰富的能源可能是继太阳能和风能之后的下一件大事。

波能转换器的发展仍处于起步阶段。然而,机械工程师和科学家们不知疲倦地共同努力,使它在未来几年内可用。由于产生的能量取决于波浪的大小和频率,因此必须开发一种能够最大限度地收集能量的设备和系统。

结论

工程学无疑正在帮助塑造可再生能源的未来。专家们不断努力开发新系统并改进现有系统,为逐步转向可持续能源做准备。这些变化对于保护地球资源和维持未来的生命是必要的。

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