Наиболее перспективные варианты инноваций в энергетике

Инновации в энергетике стимулируют развитие других промышленных областей. Внедрение новых технологий повышает качество жизни человека и помогает снизить затраты, связанные с производством.

Мировые инновации

Развитие энергетики ведётся преимущество в направлении создания технологий, позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду.

В этой области наиболее перспективными считаются следующие разработки:

• Осмотические электростанции;
• Светодиоды;
• Реакция холодного синтеза;
• Тепловые насосы.

Новые энергетические технологии не ограничиваются указанными разработками. Японские учёные проводят эксперименты по беспроводной передаче электричества. Также продолжаются поиск и развитие альтернативных (возобновляемых) источников энергии.

Осмотические станции

Эта инновация позволяет использовать практически неисчерпаемые запасы мирового океана для развития энергетики.

Инициатор

На момент написания статьи работала единственная осмотическая станция, созданная компанией Statkraft. Установка размещена на территории норвежского города Тофте.

Суть метода

Суть работы этой инновации заключается в том, что энергия извлекается за счёт смешения солёной и пресной воды. Процесс проходит в одном резервуаре, разделённом полупроницаемой мембраной. Из-за того, что в резервуаре с пресной водой низкая концентрация соли, происходит обмен жидкостей, благодаря которому достигается равновесие. В результате этого процесса во втором отсеке увеличивается давление, которое запускает гидротурбину, вырабатывающую электроэнергию.

Низкая эффективность мембран — это основной недостаток осмотических станций. Поэтому большинство разработок касается уменьшения размеров последних. Исследования по созданию мембран нового типа ведут General Electric, Hydranautics и другие крупные компании.

Разработка осмотических станций позволяет внедрять экологически чистые источники электроэнергии на любых территориях, где имеется доступ к воде (а не только на реках). По предварительным расчётам, потенциал этой инновации составляет 1600-1700 ТВт*ч, что соответствует 10% от мирового потребления электричества.

Расходы

Размер инвестиций, потребовавшихся для претворения в жизнь проекта осмотической станции, составил 20 миллионов долларов. При этом на разработку и внедрение инновации ушло около 10 лет.

Светодиоды

Светодиоды обладают множеством преимуществ и выгодно выделяются на фоне других источников освещения:

1. Энергоэффективность. Светопередача у светодиодов составляет 120-150 люмен/ватт, что является максимальным показателем.
2. Экологичность. Подобные источники освещения не выделяют вредных веществ.
3. Продолжительный срок службы. Показатель составляет 50 тысяч часов.

Работу светодиодного освещения можно контролировать с помощью мобильных приложений, изменять цвет испускаемого излучения и вносить другие настройки.

Инициатор

Основной объём продаж (примерно 60%) светодиодного освещения на мировом рынке обеспечивают компании из Японии и Южной Кореи. Из европейских производителей инновации постоянно демонстрирует Phillips.

Суть

Из современных инноваций можно выделить следующие:

1. GaN-светодиоды на подложках из кремния. Технология обеспечивает хорошую светоотдачу, благодаря чему снижаются расходы в энергетике.
2. LED-освещение на GaN-подложках. Обеспечивает более качественную цветопередачу и улучшает интенсивность светового потока (если сравнивать с предыдущей технологией).
3. LED SlimStyle. Особенность источников освещения, построенных на базе этой технологии, заключается в наличии множества мелких светодиодов. Стоимость подобных ламп составляет около 10 долларов.

Современные источники освещения работают от постоянного тока. Благодаря этому исключается мерцание света. Однако сейчас ведутся исследования по использованию переменного тока. За счёт этого можно снизить потребляемую мощность. LED-освещение, которое работает с переменным током, разрабатывают компании Lynk Labs и Seoul Semiconductor

Объем инвестиций

Размер инвестиций, которые получила эта сфера энергетики, подсчитать сложно. По мнению аналитиков, в 2018 году объём рынка LED-освещения достигнет 25,9 миллиарда долларов.

Реакция холодного синтеза

Группа итальянских учёных в начале 2010-х годов заявила о создании источника бесплатного тепла, добываемого благодаря реактору E-Cat.

Инициатор

Адреа Росси вместе с коллегами разработал новый тип автономного реактора. Его планируется использовать для отопления частных домовладений.

Суть метода

Реактор E-Cat вырабатывает тепло за счёт взаимодействия никеля и водорода. После реакции указанных элементов также образуется медь. Принцип действия E-Cat основан на технологии LENR, или низкоэнергетической ядерной реакции.

Согласно расчётам разработчиком, автономный реактор мощностью 1000 кВт в течение полугода потребляет 10 кг никеля 18 кг водорода.

Расходы

Общий бюджет инновации не раскрывается. Производство E-Cat наладят на территории США. Установки будут задействованы американской энергетикой. Когда разработка появится на рынке, потребители смогут арендовать реактор для собственных нужд. Стоимость 1 E-Cat составит 400-500 долларов.

Другие инновации

Среди перспективных инноваций в области энергетики выделяются следующие:

1. Беспроводная передача электроэнергии. Активными разработками в этой области занимаются японские учёные.
2. Ветровая и солнечная энергетика. Инновации касаются изобретений, позволяющих снизить расходы на производство электростанций.
3. Тепловые станции, использующие сжиженные углеводородные газы. Эта инновация успешно прошла множество испытаний и доказала собственную эффективность.
4. Атмосферная электроэнергетика. Бразильские учёные выяснили, что влажный воздух содержит частицы, обладающие небольшим зарядом. Заряд с помощью металлов можно собирать и вырабатывать электроэнергию. Эта инновация имеет перспективу развития в энергетике стран с влажным климатом.
5. Магнитомеханический усилитель мощности. Разработчики технологии заявляют, что нашли способ, посредством которого можно использовать магнитное поле Земли для ускорения работы электромотора.

Современная энергетика развивается по разным направлениям. Многие компании продолжают разрабатывать новые технологии, повышающие эффективность светодиодных ламп. А энтузиасты и исследовательские лаборатории предлагают нередко оригинальные решения, которые впоследствии пополняют энергетику различных стран.

Особенности развития энергетики в России

На территории России внедрением энергетических инноваций занимается преимущественно государство либо принадлежащие ему крупные компании. На территории Алтайского края на протяжении нескольких последних лет открывают новые солнечные электростанции. А Роснано наладила выпуск светодиодов, созданных на базе нанотехнологий. Также эта компания предлагает для российской энергетики солнечные батареи, которые поглощают большую часть спектра солнца.