Hur mycket vet du om framstegen inom elkraftsindustrin? DCI Skulle du köpa ett hem utan fungerande eluttag? Vi har blivit beroende av elektrisk kraft för många av våra dagliga aktiviteter. När det är avbrott, vi känner effekten av det beroendet, följt av en lättnad när strömmen är på igen.
El har hjälpt oss att hålla oss friskare, arbeta mer effektivt och leva livet dygnet runt. Eftersom el har haft ett så positivt inflytande på våra liv, vetenskaps- och branschforskare hittar ständigt sätt att tillhandahålla elkraft lättare och billigare. Som ett resultat, innovationer inom elkraft har gjort industrin renare och effektivare genom sin historia, och gjorde elservice tillgänglig för miljontals hem.
Denna artikel innehåller våra fem bästa val från dessa innovationer. Vi kommer att titta på teknik som är inriktad på vissa energiresurser, och vi kommer att kolla in de grundläggande komponenterna som ger dig tillgång till dessa resurser. För att sätta igång saker, Låt oss titta på en aktuell innovation för en länge använt förnybar resurs.
InnehållI årtusenden, människor har utnyttjat vindens kraft för att utföra uppgifter. Till exempel, köpmän förlitade sig en gång på vinden för att segla världen. Också, gamla väderkvarnar, en gång brukade man fräsa spannmål, är en ikonisk del av Hollands landskap. Med våra liv i centrum kring el, moderna forskare har hittat innovativa sätt att omvandla kinetisk energi från vinden till elektrisk kraft.
I dag, runt världen, det vindelektriska turbinet blir lika ikoniskt som den nederländska väderkvarnen. Ett vindkraftverk består vanligtvis av ett stort, trebladig propeller, kallas en rotor, ovanpå ett torn som är tillräckligt högt för att ingenting hindrar det från vinden. Turbinen har en kör tåg liknande en bilmotor som innehåller en elektrisk generator. Elen som genereras läggs till elnätet, som driver hundratals hem och företag på en geografisk plats.
Ett litet vindkraftverk kan driva ett enda hem eller ett litet företag. Dessa mindre versioner har rotorer mellan 8 och 25 fot (2,4 och 7,6 meter) i diameter och kan stå upp till 30 fot (9,1 meter) i luften. Vindparker blir allt vanligare i stora öppna utrymmen. Du kan se några av dessa gårdar under en bilresa eller flygning genom västra USA, med tusentals gigantiska vita vindkraftverk som sträcker sig över sluttningar så långt ögat når.
Nästa, låt oss titta på en annan innovation som skapar elektricitet från den kinetiska energin från naturen.
Hydroelektriska dammar är den äldsta tekniska innovationen i vår nedräkning. Under tidigt 1900 -tal, 40 procent av elen som används i USA kom från vattenkraftsdammar. I dag, vattenkraft står för nästan en fjärdedel av all el som används över hela världen. Dessutom, de fysiska strukturerna själva är underverk av human engineering och konstruktion, rita fotografer och turister, enligt U.S. Bureau of Reclamation.
Hydroelektriska dammar fungerar genom att hålla tillbaka massiva mängder vatten och låta en begränsad mängd rinna genom dammen. Vattentrycket som skapas genom att begränsa detta flöde är enormt, och vattenkraftverk utnyttjar detta tryck för att vända turbiner kopplade till elektriska generatorer. Som med vindkraftverk, den elektricitet som genereras från en vattenkraftsdamm läggs till det elnät som är associerat med dammens geografiska läge.
En vattenkraftsdamm förser elnätet med flera hundra kilowatt till flera tusen megawatt el per sekund. United States National Renewable Energy Laboratory säger att de största fördömningarna i världen kan generera cirka 10, 000 megawatt, tillräckligt för miljontals människor att använda.
Trots sin ålder, framtiden är ljus för vattenkraften eftersom vattenkraftsdammen får en makeover från 2000-talet. Forskare hittar sätt att förbättra vattenkraftens effektivitet och miljöpåverkan genom att förbättra befintliga dammar och bygga nya dammar.
Nanogeneratorer:Använda kraften i ossMedan vind- och vattenrörelser kan driva många hem, nanogeneratorer använder din kropps rörelse för att producera el i mindre skala. Nanogeneratorer är små enheter med ett piezoelektriskt material, vilket betyder att materialet skapar en elektrisk ström bara genom att böja eller sträcka den. Denna kraft kan komma från de subtila rörelserna, som ett hjärtslag eller lungor som expanderar och drar ihop sig. Så småningom, nanogeneratorer kan användas för att driva pacemaker, eliminerar behovet av upprepade operationer när batterierna går sönder. Inom en snar framtid, leta efter nanogeneratorer tillgängliga i kläder, så att du kan driva din bärbara musikspelare bara genom att andas och flytta.
Medan vind och vatten kan användas för att generera kraft genom rörelse, solen ger en betydande mängd energi i form av värme och ljus. Solcellsteknik, kallas fotovoltaiska (PV) celler, omvandla det ljuset till elektricitet. Dessa PV -celler innehåller halvledarmaterial som kisel. Elektroner i halvledaren rör sig när materialet absorberar ljuset.
Till skillnad från den vatten- och vindkraftsteknik vi har täckt, solceller är mångsidiga i storlek och bärbarhet. Stora solpaneler med hundratals celler kan byggas i en fabrik och sedan säljas för att sträcka ut sig över land eller montera på ett tak. Dessa stora paneler används för att driva hem och företag och måste bytas ut efter cirka 30 år. Små solpaneler med bara några celler samlar ihop tillräckligt med energi för att driva fristående enheter, som miniräknare och utomhusbelysning.
Trots att det är rent, förnybar energikälla, solsken ensam är inte tillräckligt för dem som vill använda el på natten eller molniga dagar. I de flesta fallen, solpaneler är en extra strömkälla för en byggnad som redan är ansluten till elnätet. Några få personer, fastän, välj att gå "helt ur nätet" helt och använd laddningsbara batterier för att lagra solgenererad el när solen inte skiner.
Än så länge, Vi har tittat på innovationer som gör det mesta av förnybara energikällor. Nästa, vi kommer att titta på en innovation som använder den mest effektiva icke-förnybara energikällan som är känd idag.
Kärnklyvning är processen att bryta sönder en atom, släpper ut energin som håller ihop atomen. På 1950 -talet, kärnklyvning av den radioaktiva isotopen uran-235 gjorde energi billigare och effektivare att producera. En kärnreaktor är en struktur som producerar denna klyvningsprocess från uran-235. Kärnkraftverk inkluderar en eller flera reaktorer tillsammans med stora och komplexa mekanismer för kylning och inneslutning.
Kärnreaktorn i sig är nyckelinnovationen här. Reaktorn styr klyvningsprocessen från en mycket liten mängd uran-235 och kanaliserar energin till värmestavar som, i tur och ordning, värm vatten för att producera ånga. Ångan rör en turbin och vrider en elektrisk generator, liknande sätt som vind- och vattenturbiner fungerar. Så, i huvudsak, en kärnkraftverk är bara en ånganläggning som drivs av dess kärnkraft.
Genom att använda kärnkraft, världen använder mindre av andra resurser, som kol och olja, för att värma vattnet och producera ånga. Trots denna fördel, bekymmer plågar fortfarande skeptikerna. Oron inkluderar säkerheten för människor som bor och arbetar i och runt kärnkraftverk och de potentiella farorna med avfallshantering. Dessutom, flera ökända kärnreaktorkatastrofer runt om i världen har skadat ryktet för denna energikälla.
Ingen av dessa stora innovationer inom elkraft skulle vara allmänt tillgänglig utan den främsta innovationen i vår lista. Låt oss kolla upp det nu.
Toppen vår lista över innovationer är själva rutnätet. När folk säger "rutnätet, "de syftar på ett nätverk av elektriska resurser som täcker ett visst geografiskt område. Vissa nät är anslutna till andra nät för att dela resurser i nödfall. De flesta som använder en elektrisk kraftkälla ansluter till ett befintligt nät via kraftledningar.
Ett nät är en massiv elektrisk infrastruktur som består av kraftledningar, kraftverk, transformatorstationer och transformatorer. Nät i USA styrs av en kombination av offentliga och privata enheter. De offentliga enheterna är de statliga och federala byråkratierna som tillämpar lagar som reglerar branschen. De privata enheterna är energiföretag som ger tillgång till ett nät och mäter den effekt som används av varje hem eller företag. Dessa kontrollkrafter bestämmer priset en användare måste betala för varje kilowattimme el på det nätet.
Gridtekniken fortsätter att expandera även när människor letar efter andra energikällor för att fylla den. Till exempel, smart grid -teknik är under utveckling för att förbättra effektiviteten i hur ström övervakas och mäts för varje kund. Också, nätlagring vid stationer och transformatorer kan också hålla energin i reserv för att förhindra strömavbrott under några av nätets normala driftshicka.
