Energie

INVENŢII - ENERGIE

  • Invenţii: energie // foto: © Big Face / fotolia.com Invenţii: energie // foto: © Big Face / fotolia.com
    Eicke Weber, *1949, fizician şi expert în domeniul energiei solare

    "Omenirea va trăi cu energie durabilă sau deloc."



    Cum putem folosi energia fără a contamina mediul înconjurător şi a perturba clima? Cum putem acoperi nevoia tot mai mare de energie? Germania optează pentru surse de energie regenerabilă, precum Soarele, vântul şi biomasa. Echipa de cercetători de la Institutul Fraunhofer, condusă de Eicke Weber, deţin mai multe recorduri mondiale la capitolul eficienţa celulelor solare.

    Invenţii: energie // foto: © Big Face / fotolia.com


© Fraunhofer

MIX ENERGETIC INOVATOR

Se vor stinge luminile atunci când resursele de gaze naturale, cărbuni şi petrol se vor epuiza? Furnizorii de energie din lumea întreagă folosesc încă cu precădere resurse fosile. Însă necesarul de energie electrică poate fi acoperit şi prin intermediul energiilor regenerabile. Printr-un experiment model, cercetători de la Institutul Fraunhofer împreună cu mai multe companii din domeniul industrial arată cum poate fi realizat acest deziderat.

Zeci de mici producători de curent electric, care folosesc energia solară, eoliană şi biogazul, sunt conectaţi prin intermediul internetului, formând o centrală electrică virtuală cu ciclu combinat. Un sistem de comandă central previne sincopele în furnizarea energiei electrice atunci când nu străluceşte Soarele sau nu bate vântul. În plus, asigură stocarea energiei excedentare şi alimentarea ei în reţea atunci când este nevoie.


Multe surse de energie regenerabilă alcătuiesc împreună o centrală electrică virtuală cu ciclu combinat

    LUMINA DE MÂINE

    Tapete şi tablouri luminoase şi folii flexibile în locul becurilor şi tuburilor de neon convenţionale - posibilităţile de utilizare a diodelor luminiscente organice, numite OLED-uri, sunt aproape nelimitate. Aceste sunt deja folosite în display-urile telefoanelor mobile şi ale MP3-playerelor. OLED-urile sunt compuse din straturi foarte subţiri din plastic şi material semiconductor. Ele consumă mai puţină energie şi pot fi produse la costuri mai mici decât LED-urile standard. Această tehnologie permite şi realizarea unor ecrane flexibile.

    În prezent, OLED-urile au încă o durată de viaţă relativ modestă. Cercetători din Dresda, Potsdam şi Mainz lucrează pentru a face OLED-urile mai robuste, mai puternice şi pentru a le spori durata de viaţă.

    Vizionează videoclipul "OLED-ul - lumină din molecule minuscule"


    Posibilităţile de utilizare a diodelor luminiscente organice, (OLED-uri) sunt aproape nelimitate
      © Fraunhofer

      LUMINĂ SOLARĂ ÎN FORMĂ CONCENTRATĂ

      În vara anului 2014, cercetători de la Institutul Fraunhofer pentru Sisteme Energetice Solare au stabilit un record mondial. Modulul solar elaborat de ei a atins un randament de 36,7 procente!

      Acest aşa-numit modul concentrator este alcătuit din lentile care concentrează lumina solară, iar sub acestea se găsesc celule solare deosebit de eficiente. Celulele solare cvadruple sunt confecţionate din mai multe straturi semiconductoare, care absorb diferite lungimi de undă ale luminii solare. Ele folosesc astfel un spectru mai larg al luminii solare decât celulele solare clasice pe bază de siliciu.


      Modulele concentratoare folosesc lumina solară într-o manieră deosebit de eficientă

      Producţia celulelor solare cvadruple pentru modulele concentratoare
        © picture alliance / Keystone

        PRINCIPIUL DINAMO-ELECTRIC

        Energie pentru toţi? Cu 150 de ani în urmă nimeni nu se gândea la aşa ceva. Deoarece, pentru a transporta energia pe distanţe mai mari, ea trebuie transformată în curent electric. Iar în acest scop este nevoie de un generator. Mai mulţi cercetători au experimentat în acea vreme cu aparate care, prin rotaţia unui conductor electric într-un câmp magnetic converteau energia cinetică în energie electrică.

        Însă abia în anul 1866, inginerul Werner von Siemens reuşeşte să facă un mare salt înainte. Maşina sa dinamoelectrică funcţiona după principiul "autoexcitaţiei". Nu avea nevoie de un aport iniţial de curent electric din afară, ci utiliza magnetismul rezidual din electromagneţi. Acesta era suficient pentru a induce o tensiune la început doar slabă. Curentul electric începe însă să curgă, ceea ce conduce la creşterea magnetismului. În acest mod, greutatea aparatului a putut fi redusă cu 85 de procente, iar preţul cu 75 de procente. Astfel s-au pus bazele sistemului de furnizare a curentului electric pe scară largă. Aceasta a fost numai una dintre numeroasele idei inovatoare care au constituit pietrele de temelie ale succesului pe plan global al concernului Siemens.


        Generatoarele sunt utilizate peste tot unde energia mecanică este convertită în energie electrică, inclusiv în centralele electrice moderne

        În anii 20, centrala Walchensee furniza curent electric în întreaga Bavarie. Ea funcţionează încă şi în prezent
          © Kara / fotolia.com

          UTILIZAREA OPTIMĂ A ENERGIEI EOLIENE

          Câtă energie poate furniza o centrală eoliană? Albert Betz, un pionier în domeniul dinamicii fluidelor, a calculat deja în 1919 că nu este posibilă convertirea a mai mult de 59 de procente din forţa vântului în energie utilizabilă. Pentru a se apropia cât mai mult de această valoare, cercetătorul din Göttingen a testat într-un canal de vânt mai multe profile de pale. În anii 30, a conceput apoi împreună cu Kurt Bilau palele optime pentru turbinele eoliene.


          În cazul instalaţiilor eoliene amplasate în apropierea unor clădiri, important nu este numai randamentul ridicat, ci şi silenţiozitatea

          La instalaţiile eoliene moderne, palele optimizate asigură un randament ridicat