คู่มือเริ่มต้นสำหรับแหล่งพลังงานหมุนเวียน

พลังงานสีเขียวคืออนาคต

เรากำลังใช้ชีวิตในช่วงเวลาแห่งความก้าวหน้าและการขยายตัวของจิตสำนึกที่เหลือเชื่อเกี่ยวกับวิธีที่เราสามารถรักษาโลกที่สวยงามใบนี้ไว้ได้

เรารู้ว่ามลภาวะที่เกิดจาก การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและถ่านหิน กำลังมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แหล่งพลังงานทางเลือกที่น่าทึ่งกำลังก่อตัวขึ้น ทั้งหมดมีเป้าหมายเพื่อแก้ไขวิกฤตพลังงาน—แต่เรายังไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบในตอนนี้ สิ่งที่เรามีคือทางเลือกที่ชาญฉลาด ระบบเหล่านี้แต่ละระบบไม่สมบูรณ์แบบ และการเรียนรู้ข้อดีและข้อเสียของแต่ละระบบมีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจหรืออนาคตของโซลูชันพลังงานสีเขียว

ด้านล่างนี้คือแหล่งพลังงานหมุนเวียนหลัก 6 แหล่ง รวมทั้งวิทยาศาสตร์เบื้องหลัง ข้อดีและข้อเสียของแหล่งพลังงานหมุนเวียน และวิธีที่พวกมันช่วยนำพาเราไปสู่อนาคตที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น

1. พลังงานแสงอาทิตย์

101 | พลังงานแสงอาทิตย์มากที่สุด พลังงานสะอาดที่อุดมสมบูรณ์ แหล่งที่มาบนโลก เมื่อเทคโนโลยีก้าวหน้าขึ้น ธุรกิจและบ้านก็สามารถเข้าถึงได้มากขึ้นในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์อย่างง่ายดาย
มันทำงานอย่างไร | มีมากมาย ศาสตร์ ที่ไปสู่การสร้างเมคอัพของแผงโซลาร์เซลล์ โดยพื้นฐานแล้ว แผงโซลาร์เซลล์ทำจากชั้นบวกและชั้นลบ (เช่น แบตเตอรี่) ที่สร้างสนามไฟฟ้า แผงแล้วจับพลังงานของดวงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า เนื่องจากแผงรับแสงแดดมากตลอดทั้งวัน (มากกว่าที่บ้านจะต้องการใน วัน) สามารถเก็บกระแสไฟฟ้าไว้ภายในแผงกริดสำหรับเวลากลางคืนและมีเมฆมาก วัน

ข้อดี | พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน แผงโซลาร์เซลล์ยังสามารถสร้างพลังงานสำหรับพื้นที่ห่างไกลและสถานที่ที่ไม่สามารถเข้าถึงกริดไฟฟ้าได้
ข้อเสีย | ต้องใช้ที่ดินจำนวนมหาศาลเพื่อสร้างขนาดใหญ่”โซลาร์ฟาร์ม” ที่อำนาจเมืองและเมือง ควบคู่ไปกับนักวิทยาศาสตร์มีความกังวลเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับแผงโซลาร์เซลล์เมื่อสิ้นสุดวงจรชีวิต

2. พลังงานลม

101 | พลังงานลมยังเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เติบโตเร็วที่สุดในโลก โครงสร้างพลังงานลมที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือมนุษย์ต่างดาวขนาดยักษ์ รูปปั้นใบพัดซึ่งพบเห็นได้ในพื้นที่ราบที่มีความอุดมสมบูรณ์
มันทำงานอย่างไร | กระบวนการเพื่อให้ได้พลังงานลมเริ่มด้วยเทคโนโลยีที่เรียกว่า a กังหัน. มี สองประเภท ของกังหัน: กังหันแกนนอนและแกนแนวตั้ง โครงสร้างคล้ายใบพัดขนาดยักษ์เป็นกังหันแกนนอนที่มีใบพัดขนาดใหญ่หันเข้าหาลม กังหันแปลง พลังงานจลน์ (พลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่) ของลมให้เป็น “พลังงานกล” เมื่อลมทำให้ใบพัดเคลื่อนที่ เพลาที่เชื่อมต่อจะหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า

ต่างจากพลังงานแสงอาทิตย์ ผู้คนสามารถใช้พลังงานลมเป็นแหล่งพลังงานหลักได้โดยไม่ต้องติดตั้งระบบที่ซับซ้อน พลังงานลมสามารถสร้างพลังงานสะอาดได้ สำหรับเมืองและเมืองทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ขนาดและตำแหน่งขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานที่กังหันสามารถผลิตได้เป็นอย่างมาก
ข้อดี | พลังงานลมเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนและพลังงานสะอาดซึ่งปล่อยมลพิษเป็นศูนย์
ข้อเสีย | ลมไม่น่าเชื่อถือ ดังนั้นหากพื้นที่มีลมไม่เพียงพอก็อาจเกิดปัญหาไฟฟ้าได้ การติดตั้งกังหันยังส่งผลกระทบยาวนานต่อสิ่งแวดล้อมรอบๆ โครงสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาจเป็นอันตรายต่อนกที่อาศัยอยู่ในพื้นที่

3. ไฟฟ้าพลังน้ำ

101 | ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นกระบวนการจับพลังงานจากน้ำโดยใช้กังหันและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีการใช้ไฟฟ้าพลังน้ำตั้งแต่ช่วงปลาย ศตวรรษที่ 19 เพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า
มันทำงานอย่างไร | เช่นเดียวกับพลังงานลม ไฟฟ้าพลังน้ำทำงานโดยควบคุมพลังงานจลน์ของน้ำเพื่อสร้างกระแสไฟฟ้า ภายในระบบโรงไฟฟ้าพลังน้ำมี สามส่วนหลัก: โรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าจากน้ำ เขื่อนที่ใช้ควบคุมการไหลของน้ำโดยการเปิดและปิด และอ่างเก็บน้ำสำหรับเก็บน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังน้ำส่วนใหญ่สร้างขึ้นภายในเขื่อนใน ที่ที่มีฝนตกชุกเช่น Oregon และ Washington เป็นต้น ไฟฟ้าพลังน้ำสามารถสร้างพลังงานในระดับภูมิภาคต่อภูมิภาคและสถานะต่อรัฐได้อย่างยืดหยุ่น ขึ้นอยู่กับน้ำที่ล้อมรอบพื้นที่ แม้ว่าไฟฟ้าพลังน้ำจะเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน แต่ก็ยังมีความกังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อประชากรน้ำและปลา
ข้อดี | ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นพลังงานหมุนเวียนและไฟฟ้าพลังน้ำ เทคโนโลยี ยังคงก้าวหน้า
ข้อเสีย | ไฟฟ้าพลังน้ำส่งผลเสียต่อระบบนิเวศทางน้ำ นอกจากนี้ยังมีปัญหาการใช้งานในพื้นที่ประสบภัยแล้ง

4. เชื้อเพลิงชีวมวล

101 | ชีวมวลเป็นกระบวนการของการนำของเสียอินทรีย์จากพืชและสัตว์มาผลิตเป็นพลังงานชีวภาพ
มันทำงานอย่างไร | ชีวมวลเป็นหนึ่งในวิธีที่เก่าแก่ที่สุดในการได้มาซึ่งพลังงานซึ่ง ใช้พลังงานที่สะสมอยู่ในสสารเช่น ของเสียจากสัตว์ การย่อยสลายของเสีย และพืช วิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพคือการจับวัตถุที่ติดไฟ แล้วจึงผลิตไอน้ำ พลังงานไอน้ำนี้จะให้พลังงานแก่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยการใช้กังหันและไฟฟ้า voilà! กระบวนการนี้เป็นคาร์บอนที่เป็นกลาง ไม่เหมือนกับเชื้อเพลิงฟอสซิล แม้ว่าจะยังมีมลพิษที่ปล่อยออกมา
ข้อดี | การผลิตสารชีวมวลเป็นคาร์บอนที่เป็นกลาง และช่วยลดของเสียโดยรวมของวัสดุอินทรีย์
ข้อเสีย | พลังงานชีวมวลยังคงก่อให้เกิดมลพิษ โดยเฉพาะมีเทนจากของเสียจากสัตว์ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพ การตัดไม้ทำลายป่าเป็นอีกปัญหาหนึ่งเนื่องจากไม้เป็นวัสดุหลักอย่างหนึ่งที่โรงไฟฟ้าชีวมวลใช้

5. พลังงานความร้อนใต้พิภพ

101 | พลังงานความร้อนใต้พิภพดึงไอน้ำออกจากแหล่งพลังงานความร้อนใต้พิภพใต้พื้นผิวโลก (นึกถึงน้ำพุร้อน) นี่เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีการสำรวจน้อยที่สุดในสหรัฐอเมริกา
มันทำงานอย่างไร | รูที่เจาะลงบนพื้นผิวโลกนั้น ก๊อกไอน้ำและน้ำร้อนมาก สู่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนพื้นผิวซึ่งจะสร้างพลังงาน ฟังดูค่อนข้างเข้มข้นที่จะคิดเกี่ยวกับการเจาะเข้าไปในหัวใจของโลกอย่างไรก็ตามวิธีการของ การสกัด จริงๆแล้วมีผลกระทบค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม มีข้อกังวลเกี่ยวกับความไม่เสถียรของพื้นผิว
ข้อดี | พลังงานความร้อนใต้พิภพมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำเนื่องจากกระบวนการอยู่ใต้ดิน และเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่า
ข้อเสีย | มีความกังวลเกี่ยวกับความไม่เสถียรของพื้นผิว เนื่องจากเปลือกโลกเคลื่อนที่ตลอดเวลา การใช้น้ำก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลเช่นกัน เนื่องจากวิธีนี้ต้องการน้ำปริมาณมากเพื่อใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใต้พิภพ

6. พลังงานนิวเคลียร์

101 | พลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งไฟฟ้าคาร์บอนต่ำที่ใหญ่ที่สุด นิวเคลียร์เป็นระบบวิทยาศาสตร์ที่มีการถกเถียงกันอย่างสูงและซับซ้อนซึ่ง บางคนเชื่อว่าถ้าทำถูกต้องอาจเป็นคำตอบที่แท้จริงสำหรับโซลูชันพลังงานสีเขียวที่ยั่งยืนและยั่งยืน นี้ TED Talk เป็นบทนำที่ยอดเยี่ยมสำหรับการอภิปรายที่ซับซ้อนนี้ และให้ความกระจ่างเกี่ยวกับข้อดีและข้อเสียของทรัพยากรพลังงานสีเขียว และอธิบายข้อดีของพลังงานนิวเคลียร์
มันทำงานอย่างไร | พูดง่ายๆ (แค่ล้อเล่นไม่มีวิธีที่จะพูดง่ายๆ) กระบวนการเริ่มต้นด้วยการขุดจำนวนเล็กน้อย ยูเรเนียม (โลหะหนักก่อตัวขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน) จากเปลือกโลก ยูเรเนียมต้องผ่านกระบวนการที่เรียกว่า “ฟิชชัน” (การแยกอะตอม) กระบวนการนี้สร้างความร้อนจำนวนมหาศาล ซึ่งใช้ในการผลิตไอน้ำที่รวบรวมโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เมื่อกระบวนการฟิชชันที่ซับซ้อนนี้เริ่มต้นขึ้น จะไม่หยุดนิ่งเป็นเวลานาน ซึ่งหมายความว่าด้วยพลังงานนิวเคลียร์ เราสามารถมีพลังงานได้นานหลายศตวรรษ

ความกังวลที่ใหญ่ที่สุดเกี่ยวกับนิวเคลียร์คือ ของเสีย. เนื่องจากยูเรเนียมเป็นวัสดุกัมมันตภาพรังสี การกำจัดมัน ยังคงเป็นคำถามสำหรับอนาคตอย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีที่ใหม่กว่าอนุญาตให้ใช้ยูเรเนียมน้อยลง ซึ่งจะช่วยลดโอกาสของ a. ได้อย่างมาก การล่มสลายของนิวเคลียร์. แม้ว่าพลังงานนิวเคลียร์จะผลิตของเสียอันตราย แต่ก็ไม่ได้ผลิตจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปรียบเทียบกับ ถ่านหินและเชื้อเพลิงฟอสซิล.
ข้อดี | พลังงานนิวเคลียร์มีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย และต้องการพื้นที่ในการจัดเตรียมน้อยกว่าพลังงานลมและแสงอาทิตย์ นอกจากนี้ยังเป็นคาร์บอนที่เป็นกลางอย่างสมบูรณ์

ข้อเสีย | แม้ว่าจะมีแนวคิดใหม่ๆ มากมายเกี่ยวกับวิธีการกำจัดขยะ แต่ก็ยังมีความกังวลเกี่ยวกับวิธีกำจัดขยะอย่างปลอดภัยและหลีกเลี่ยงการล่มสลายของนิวเคลียร์

เหตุผลหนึ่งที่พลังงานนิวเคลียร์เป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่ใช้งานได้คือเป็นการดำเนินการที่มนุษย์สร้างขึ้นซึ่งไม่ต้องพึ่งพาทรัพยากรธรรมชาติเพื่อคงอยู่ เราใช้ทรัพยากรธรรมชาติมากมายสำหรับพลังงานทดแทนอื่นๆ และสิ่งสำคัญคือต้องมีทางเลือก เช่น นิวเคลียร์ที่ไม่ต้องการพื้นที่มากพอที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า