Uskladňovanie solárnej energie cez prečerpávacie zariadenia
Výhoda solárnych panelov je v tom, že sa dajú vyrábať vo veľkom množstve, majú 0 emisie a cez leto vyprodukujú veľa elektriny. Nevýhoda však spočíva v tom že drtivé % elektriny ktorú vytvoria je v teplých mesiacoch od mája do septembra, a v zimných mesiacoch sú neefektívne. Keby sa dal prebytok ich energií z leta uskladniť a využiť v jesenných a zimných mesiacoch, mali by sme vyhrané. Uskladnenie ich energie by sa dalo líthium iónovými bateriami no tie sú drahé, majú obmedzenú kapacitu uskladnovania, a je ich vo svete nedostatok. Lepšou alternatívou sa preto ponúka uskľadnovanie energie cez vodné čerpadlo. Princíp je nasledovný :
1 : Panely vyrobia v lete prebytok elektriny
2 : Táto elektrina sa neuskladňuje, ale využíva sa na pohon vodného čerpadla
3 : Čerpadlo čerpá vodu z rieky alebo z mora (v prípade prímorských štátov). Odčerpanú vodu potom prečerpáva do vyvýšenej priehrady (čím vyššia priehrada tým lepšie). Priehrada može byť prírodná, alebo umelo vytvorená. Čerpadlo prečerpáva vodu z riek/mora do priehrady celé leto, až kým sa priehrada vcelku nenaplní.
4 : Voda sa v priehrade uskladňuje, a cez jeseň a zimu sa voda z priehrady vypúšťa na vodnú turbínu čím generuje čistú elektrinu do siete, ktorou sa môžu ohrievať obydlia (možné využitie namiesto zemného plynu).
Skladovanie CO2
CO2 by sa dalo zachytávať priamo z výfukových komínov fabrík a tovární a zachytený CO2 ukladať do zeme. Fungovalo by to nasledovne :
1 : Pri komíne fabriky/továrne sa postaví naklonená rovina aby sa CO2 odčerpávajúce auto mohlo dostať priamo ku komínu.
2 : Auto zastane vedľa komínu, na komín nastaví čerpadlo a začne odčerpávať CO2 z komína do oceľovej nádoby. CO2 je veľmi dobre stlačiteľný, pri výkonnom čerpadle je možno docieliť stlačenie 46 libier na 1 kubickú stopu, čo je 20,86 kg /0,028 m3 = 737 kgCO2/m3. Inak povedané, výkonné čerpadlo dokáže stlačiť až 737 kgCO2 do jedného kubického metra. 1 oceľová nádoba na nákladnom aute o objeme 3 metrov kubických (2x1,1,5) tak može len na jedno odsatie odčerpať až 2,21 tony CO2 ! Okrem čerpacieho auta stojíí na vyvýšenej plošine ešte jedno auto, chladiace auto, to chladí zvonku oceľovú nádobu čerpacieho auta počas čerpania, aby sa neprehriala na 1500 stupňov, lebo pri tejto teplote sa oceľ topí.
3 : Vykope sa vrt (možno využiť aj niektoré z už opustených existujúcuich vykopaných vrtov) siahajúci až do vnútra skalného podlažia (zvyčajne je v hĺbke nad 100 metrov) a do neho umiestnia oceľové nádoby s odčerpaním CO2. Je tu ale ešte efektívnejšia možnosť a totiž že by sa do hlbiny nevhadzoval CO2 spolu s oceľovou nádobou, ale výlučne samotný CO2. Lenže to by bolo potrebné zmeniť CO2 z plynného skupenstva do pevného. To by sa dalo docieliť kebyže sa oceľová nádoba dá do chladiaceho boxu a zmrazí na -70 stupňov. Z plynného CO2 sa stane pevný, stane sa z neho "suchý ľad". Ten sa potom može zo železnej nádoby vysypať do vyhlbenej jamy, takže sa oceľová nádoba ponechá. Vrch sa zasype betónom (čierna farba) a prikryje zeminou. Takto uskladnený CO2 môže vydržať v podzemí desatisícky rokov.
Uhlíkova stopa stláčania CO2 a jeho zakopania do zeme
1 : Stláčanie CO2
Compression of CO2 is expected to consume 90-120 kWhe/tCO2 of electrical power
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/167/1/012031/pdf Str 1
Nech 100Kwh na tonu CO2. Kedže uhlíková stopa na výrobu 1 Kwh elektriny v Europe je 0,26kgCO2/kwh, emisie kompresoru by boli 26 kg CO2 na tonu. A to sú dobré čísla.
___________________
2 : Zakopanie do zeme
Tu som našiel približný výpočet od Al. Avšak Al ráta s tým že by sa vrtalo až do jadra zeme, preto používa priemernú hustotu materiálu až 5500 kg/m3. Lenže ked sa vrta do 200 metrov, tak tá priemerná hustota je oveľa menšia, priemerná hustota zeminy je nech 1600 kg/m3; a priemerná hustota skaly 3000 kg/m3. Kedže by sa vyvrtal 200 metrový otvor (100 metrov do zeminy a 100 metrov do skaly) priemerná hustota by bolo 3000+1600 (:2) = 2300 kg/m3 a energia výkopu 2,39 násobne menšia a teda nie 100 000 joulov/m³ ale 41800 Joulov/m3
Výpočet by bol teda pri vrtaní kruhovej jamy o veľkosti 1 meter nasledovný :
V = Pí x r2 x h = 3,14 x 0,5x0,5 x 200 = 157 m3
r = Priemerná hustota je 2300 kg/m3
H = Energia výkopu 41800 Joulov/m3
_________________
A = V x r x H
A = 157 m3 x 2300 kg/m3 x 41800 Joulov/m3
A = 15093980000 Joulov = 4192 Kwh
_________________
V Europe je emisná stopa 0,25kgCO2/Kwh, čo by činilo emisne náklady na výkop 200 metrového vrtu 0,25 x 4192 = 1048 kg CO2 = 1,048 tony.
CO2 náklad by sa uložil do vykopaného otvoru v skalnom podloží, kde by bola hĺbka 100 metrov, a teda 78,5 m3, do ktorých by sa zmestilo 78,5 x 737 = 57854 kg CO2 = 57,85 ton CO2 !
Suma sumárov minút 1,048 tony CO2 na zahrabanie 57,85 ton CO2, respektíve 55 kgCO2/tonu CO2. To nie je zlé, je to výhodné.
Celková emisná stopa stláčania CO2 a jeho ukladania je 26 + 55 = 81 kgCO2/Tonu
Toto sú najhlavnejšie emisné stopy, pripočítajme k tomu aj menšiu emisné stopy v podobe prepravy oceľovej nádoby, chľadeniu a zmrazeniu oceľovej nádoby pri ukladaní. Odhadujem tieto náklady na 10% a teda cca 9kgCO2/Tona.
Sčítaním všetkých nákladov teda dostaneme 81 kgCO2/Tonu + 9kgCO2/Tona = 90 kgCO2/tona zachyteného CO2.
Suma sumárov, projekt je emisne výhodný, 11 násobne viac CO2 sa podarí uložiť do zeme, než vypustiť do atmosféry.
Výroba čistej elektriny spádom nahromadenej vody z vrchov
Vo vyvýšenej kotline ktorá je medzi dvoma vrchmi sa nazbiera voda z daždov alebo z roztopeného snehu. V tejto kotline sa vyhĺbi jama až po úpätie kopca. Naspodok sa umiestni vodné kolo na výrobu elektriny. Dnešné vodné kolá majú účinnosť 80%. Do jamy sa bude z výšky vhadzovať voda, ktorá potom vyhĺbenou šachtou odíde. Čím vyššie položená kotlina tým bude vyššia dopadová rýchlosť vody na kolo a tým viac elektriny sa vyrobí.
Otepľovanie domu zrkadlami
Zrkadlá sú počas slnečného dňa rozmiestnené okolo domu a presmerovávajú slnečné svetlo ktoré by inak dopadlo mimo domu, na dom, a tým ho ešte viac otepľujú. Tým sa znižuje spotreba plynu a elektriny na kúrenie. Zrkladlá sú na kolečkách a sú automatizované a naprogramované tak aby neustále v priebehu dňa samovoľne menili svoju polohu na základe toho ako sa mení pozícia slnka na oblohe. Zrkadlá mieria slnečné svetlo na okná, to preto lebo tam je najmenšia izolácia, čiže najviac odrazeného tepla zo zrkadiel sa dovnútra domu dostane práve cez okná.
Sú tu ale aj iné alternatívy. Iná možnosť je tá, že sa do záhrady umiestni veľký kontajner. Kontajner sa potom natrie čiernou farbou, pretože čierna pohlcuje veľa tepla. Zrkadlá budú presmerovávať slnečné lúče na kontajner, čím sa bude vzduch v kontajneri zahrievať. Ak bude vzduch zahriaty na vysokú teplotu, následne sa tento zohriaty vzduch premiestni cez trubicu smerom dovnútra domu. V dome bude totiž vyvrtaný otvor, ktorý bude spájať kontajner s domom skrze trubicu cez ktorú bude vchádzať zohriaty vzduch kontajneru dovnútra domu.
Kontajner je možné využiť nielen na zohrievanie vzduchu, ale aj na výrobu elektriny. Do kontajnera sa umiestni voda a turbína. Zrkadlá presmerovávajú slnečné lúče na kontajner, konkrétne na tú časť kontajneru kde sa nachádza voda. Voda sa zahrieva a vyparuje, stúpajúca para následne tlačí na turbínu a tá sa otáča čím vyrába elektrinu. Táto para stúpa nahor a na chladnejšom mieste ďalej od nádrže s vodou kondenzuje a premení sa na vodu ktorá trubicou stečie naspät do nádrže s vodou.
Odchytávanie plastu na ústí rieky
V mori sa nachádza veľa plastov. Ten sa často krát do mora presunie z riek, do ktorých neporiadny ľudia často krát hádžu odpadky. Riešením by preto bolo pri ústí rieky smerujúcej do mora dať veľké sito ktoré bude odchytávať plasty. Toto sito bude pravidelne opravované, a udržiavané.