Năng lượng mặt trời

Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng tái tạo thay thế phổ biến. Bằng cách sử dụng các tế bào quang điện làm bằng silicon. Nó hấp thụ năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Năng lượng đánh bật các electron ra khỏi nguyên tử và chạy qua các dây dẫn để tạo thành một mạch điện tạo ra dòng điện một chiều. Trên lý thuyết năng lượng mặt trời là vô tận vì có đủ các photon va chạm vào trái đất trong vòng một giờ để tạo ra năng lượng cho toàn nhân loại sử dụng trong khoảng một năm.

Tuy nhiên, mặc dù là nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất, năng lượng mặt trời chỉ cung cấp 2% năng lượng trên trái đất . Tuy nhiên, các tấm pin mặt trời cần phải đặt ở những vị trí nhất định. Một số thành phố thường có sương mù không phải là nơi lý tưởng cho dạng năng lượng này.

Năng lượng gió

Dạng năng lượng tái tạo thứ hai là gió, hay nói cụ thể hơn là tua-bin gió. Tua-bin gió hoạt động bằng cách sử dụng các cánh quạt được quay bởi gió và từ đó làm quay một máy phát điện để tạo ra điện. Thông thường, các tua-bin gió sử dụng một cánh quạt có hai hoặc ba cánh. Có khoảng hơn 350.000 tua-bin gió trên toàn thế giới.

Các tua-bin nhỏ nếu được đặt ở vị trí lý tưởng có thể cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà. Các tua-bin gió rất lớn với cánh dài lên tới 162 mét có thể tạo ra nguồn năng lượng gấp hàng chục lần so với các tua-bin gió nhỏ. Hơn nữa, các tua-bin gió phải được đặt ở các vùng núi hoặc các vùng có mức gió tương tự để chúng có thể tạo ra một lượng điện năng đáng kể. Rào cản lớn nhất đối với việc tăng số lượng tua-bin gió là kích thước lớn.

Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân cũng tạo ra điện. Mặc dù không chính xác là một nguồn năng lượng tái tạo, nhưng năng lượng hạt nhân không có phát thải. Vì vậy nó rõ ràng là một dạng năng lượng nhằm giảm thiểu biến đổi khí hậu. Trong một nhà máy điện hạt nhân, uranium được tách thành các nguyên tử nhỏ hơn bằng cách sử dụng một quá trình gọi là phân hạch. Điều này tạo ra một nguồn nhiệt được sử dụng để làm nóng nước và tạo ra hơi nước. Sau đó, hơi nước được chuyển đổi thành năng lượng bằng cách sử dụng máy phát tua-bin.

Điều này giải thích tại sao sản xuất năng lượng hạt nhân không tạo ra khí thải giống như nhiên liệu hóa thạch vì không có cái nào bị đốt cháy cả. Tuy nhiên, năng lượng hạt nhân không thể tái tạo vì uranium không phải là tài nguyên có thể tự tái tạo như gió hay ánh sáng mặt trời. Năng lượng hạt nhân hiện đang cung cấp khoảng 10% điện năng cho toàn thế giới . Tuy nhiên, mọi người vẫn còn hoài nghi về nguồn năng lượng hạt nhân vì nếu lò phản ứng có sự cố, khu vựng sống xung quanh lò phản ứng có thể bị nhiễm độc phóng xạ

Năng lượng địa nhiệt

Tương tự, năng lượng địa nhiệt cũng sử dụng hơi nước để tạo ra năng lượng.

Tuy nhiên, hơi nước cho năng lượng địa nhiệt đến từ mặt đất, nơi các hồ nước nóng nằm cách mặt trái đất vài ki-lô-mét. Hơi nước này sau đó được sử dụng để làm quay tua-bin và tạo ra điện. Để làm được điều này, người ta sử dụng ba loại nhà máy điện địa nhiệt: hơi nước khô (dry steam), hơi nước bốc hơi nhanh (flash steam) và hơi nước hai chu trình (binary steam). Hơi nước khô sử dụng hơi nước được tìm thấy dưới lòng đất, giống như gần các mạch nước phun để phát điện.

Hệ thống hơi nước bốc hơi nhanh sử dụng nước từ các hồ chứa dưới lòng đất có nhiệt độ trên 180 độ C. Nước giảm áp suất đột ngột khi đi lên từ giếng và hơi nước được tạo ra.

Cuối cùng, hệ thống tạo hơi nước đôi hoạt động trên nước có nhiệt độ thấp tới 107 độ C và sử dụng nước để đun sôi chất lỏng có nhiệt độ sôi thấp, chất lỏng này được hóa hơi và được sử dụng để tạo ra năng lượng. Năng lượng địa nhiệt được tạo ra ở hơn 20 quốc gia. Hoa Kỳ là nhà sản xuất lớn nhất thế giới.

Năng lượng thủy triều

Cuối cùng, năng lượng thủy triều là một dạng năng lượng tái tạo khác vẫn đang trong quá trình phát triển ban đầu. Năng lượng có thể được tạo ra bằng cách tận dụng dòng chảy của đại dương lúc triều lên và triều xuống. Có ba cách để khai thác là ở dòng chảy thủy triều, đập nước và đầm phá thủy triều.

Tạo dòng thủy triều liên quan đến việc đặt tua-bin trong vùng nước nông, có chuyển động nhanh do thủy triều tạo ra. Đập nước tương tự như các đập được sử dụng cho thủy điện và có thể được đặt trên các nguồn nước như vịnh.

Cuối cùng, thủy triều ở đầm phá sẽ hoạt động giống như một cái đập trên bờ biển tự nhiên và sẽ hoạt động trong quá trình nước ra nước vào đầm. Năng lượng thủy triều mạnh hơn năng lượng gió vì nước đặc hơn không khí và trái ngược với năng lượng mặt trời và gió.

Thủy triều có thể dự đoán được một cách đáng tin cậy. Tuy nhiên, tương tự như thủy điện, năng lượng thủy triều phá vỡ đại dương và hệ sinh thái của nó.