Sản xuất điện năng là giai đoạn đầu tiên trong quá trình cung cấp điện năng đến người tiêu dùng, các giai đoạn tiếp theo là truyền tải và phân phối điện năng. Sản xuất điện năng là sự biến đổi các dạng năng lượng khác sang năng lượng điện hay điện năng, dòng điện xuất hiện sau khi lưới điện được nối với mạng tiêu thụ. Điện năng được sản xuất ra theo nhiều cách khác nhau, phần lớn được sản xuất bởi các máy phát điện tại các nhà máy điện, và các hình thức khác như trong pin, ắc quy, tế bào nhiên liệu hay từ năng lượng mặt trời... Bên cạnh đó, các nhà nghiên cứu trên thế giới cũng đề xuất một số phương thức mới để tạo ra điện, các phương thức này nhìn chung rất khác biệt với những phương thức thông thường mà mọi người đã biết.
Đường sá
Các siêu đô thị như New York hoặc Tokyo thường xuyên phải hứng chịu sự nóng bức do nhựa đường hấp thu ánh nắng mặt trời sau đó phát nhiệt ra ngoài không khí với nhiệt độ có khi lên đến 45oC. Một công ty ở Đức đã phát triển một hệ thống tạm gọi là “năng lượng từ những con đường” có thể sử dụng lại nhiệt lượng dư thừa này bằng cách lắp đặt hệ thống ống nước phía dưới lớp nhựa đường. Nhiệt lượng từ mặt đường sẽ hâm nóng nước trong ống, sau đó lượng nước nóng này sẽ được sử dụng để làm quay turbin chạy máy phát điện hoặc sử dụng cho các mục đích khác.
Con người
Thân thể một người trung bình có thể tạo ra một nguồn năng lượng từ 60 đến 100 watt, tương đương với năng lượng của một bóng đèn dây tóc. Ước tính có khoảng 250.000 người đi qua nhà ga trung tâm ở Stockholm – Thụy Điển mỗi ngày, sản sinh ra nhiệt lượng đủ để làm tăng nhiệt độ từ 22 lên 25oC. Một công ty ở Thụy Điển đã phát triển một hệ thống năng lượng có thể hấp thu được nhiệt lượng của hành khách khi di chuyển qua nhà ga Stockholm. Nhiệt lượng này có thể hâm nóng một lượng nước nhất định, sau đó lượng nước nóng này có thể được sử dụng để cung cấp nhiệt năng cho khu văn phòng của nhà ga. Qua tính toán hệ thống này có thể đảm bảo được 30% lượng nhiệt cần thiết để sưởi ấm cho khu văn phòng trong những ngày mùa Đông.
Tàu hỏa
Sử dụng phanh cũng là một phương thức tạo ra điện. Một chiếc xe chạy chậm lại do đã chuyển động năng của nó thành nhiệt năng thông qua ma sát giữa hệ thống phanh với bánh xe. Trên một số loại xe điện hoặc xe bus hiện nay đã được trang bị một hệ thống phanh với cơ cấu chuyển động năng thu được thành điện năng để nạp vào bình acqui, tiếp tục sử dụng cho hoạt động của xe. Hiện nay, tàu lửa cũng đang được nghiên cứu triển khai một hệ thống tương tự. Thành phố Philadelphia, Mỹ đã triển khai một dự án tái sử dụng năng lượng từ hệ thống phanh của hệ thống tàu điện ngầm để cấp điện cho tàu điện hoặc thậm chí cung cấp điện cho lưới điện của thành phố.
Thành phố Vacsava của Ba Lan cũng đã lắp đặt một hệ thống tương tự và dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2013. Mặc dù năng lượng thu được là chưa nhiều nhưng theo ước tính của một số nhà nghiên cứu tại Ba Lan thì một xe điện thông thường có thể cung cấp năng lượng từ hệ thống phanh của mình cho 1 bóng đèn 60 watt sáng trong 1 tuần.
Quả chanh
Ngoài việc cung cấp vitamin cho sức khỏe của con người thì chanh, táo và các loại trái cây có chứa axít có thể hoạt động như một bình acquy mặc dù người ta phải cần đến 5.000 trái chanh để cấp đủ năng lượng cho một bóng đén 1,2 watt hoạt động. Bình acquy thực vật này hoạt động bằng cách cắm 2 thanh kim loại khác nhau vào trái chanh. Năng lượng thu được nhờ biến đổi hóa học xảy ra trên 2 thanh kim loại khi chúng bị nhúng vào môi trường axít.
Phương thức này nhìn chung chỉ là nghiên cứu mà không có tính khả thi cao.
Phòng tập thể dục
Ở một số phong tập thể dục, điện năng đã được tạo ra bằng cách nối các thiết bị tập luyện có chuyển động như xe đạp, máy chạy bộ v…v với các máy phát điện mini để tạo ra điện.
Một phòng tập thể dục ở Berlin, Đức đã lắp đặt một số bộ phận đặc biệt vào các thiết bị tạp luyện của mình, cho phép người tập sạc điện thoại hay máy nghe nhạc với điện năng do chính họ tạo ra khi vận động (chạy) trên thiết bị tập luyện. Thiết bị tập luyện thú vị này cũng đã xuất hiện ở Hồng Kông, Úc và Hoa Kỳ. Theo ước tính của nhà sản xuất thì một người có tốc độ chạy trung bình có thể tạp ra lượng điện khoảng 50 watt.
Vũ trường
Ở các vũ trường thì hệ thống âm thanh và ánh sáng là những thiết bị tiêu tốn nhiều điện nhất. Nhưng cũng chính vũ trường lại là nơi có thể tạo ra điện năng. Và nơi quan trọng nhất chính là sàn của vũ trường. Các nhà nghiên cứu đã thiết kế và lắp đặt một số lò xo đặc biệt dưới sàn của vũ trường, khi bị nén lại do tác động của những người tham gia nhảy trên sàn, các lò xo này sẽ sản sinh ra một lượng điện nhất định. Điện năng này sẽ được tồn trữ trong bình ắcquy và sau đó được sử dụng để cung cấp cho các thiết bị sử dụng điện trong vũ trường.
Vũ trường Bar Surya ở Luân Đôn, Anh đã lắp đặt một hệ thống lò xo như đã mô tả ở trên, ông chủ của vũ trường này cho biết hệ thống trên có thể cung cấp đến 60 % lượng điện cần thiết cho hoạt động hàng ngày của vũ trường.
Mưa
Vài năm 2008, các nhà khoa học ở viện nghiên cứu CEA/Leti-Minatec (chuyên nghiên cứu về vi điện tử) tại Cộng hòa Pháp đã phát triển một hệ thống có thể thu được năng lượng từ các hạt mưa. Rung động do hạt mưa gây ra được chuyển đổi thành điện năng thông qua một bộ cảm biến. Theo số liệu thống kế của CEA/Leti-Minatec thì năng lượng trung bình của các hạt mưa trong một trận mưa có lượng mưa từ 1 đến 5 milimet có thể chuyển đổi thành điện năng với công suất 12 miliwatt.
Phương thức này cũng chỉ có giá trị nghiên cứu mà ít có ứng dụng thực tiễn.
Cây rừng
Khi các nhà nghiên cứu của công ty MagCap Engineering tại Massachusetts, Mỹ đóng vài cây đinh có gắn dây dây điện vào thân cây và nối với đất thì họ đo điện được một dòng điện yếu từ thân cây do sự mất cân bằng về độ pH giữa thân cây và đất.
Sau đó các nhà nghiên cứu tại đại học Washington đã lắp đặt thành công một mạch điện được cung cấp bởi các thân cây. Mặc dù lượng điện thu được là rất nhỏ nhưng các nhà nghiên cứu hy vọng rằng trong tương lai lượng điện thu được sẽ đủ để cung cấp cho các bộ càm biến không dây phục vụ cho việc phân tích các điều kiện về sinh thái hoặc phục vụ cho cảnh báo cháy rừng.
Chất thải của bò
Vào năm 2008, các nhà khoa học của Đại học Texas, Hoa Kỳ ước tính lượng chất thải của loài bò trên toàn thế giới có thể sản xuất ra khoảng 100 tỷ kilowatt giờ điện trong một năm, tương đương với 3% nhu cầu về điện của cả nước Mỹ. Nếu được phơi khô rồi đốt, lượng chất thải của bò có thể sản sinh năng lượng nhất định để chuyển hóa thành điện năng.
Đốt chất thải của bò cũng sẽ phát thải CO2 nhưng ít hơn nhiều so với đốt than đá hoặc các loại nhiên liệu hóa thạch khác. Ngoài ra nếu chất thải của bò được đốt đi cũng giúp giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính nếu so với trường hợp lượng chất thải này nằm ngoài môi trường.
Lê My Theo Energy Savings
Implement energy recovery solutions, Toshiba Asia Industrial Products Co., Ltd. saves nearly 1 billion VND/year
Energy Savings in the Seafood Processing Industry
Energy Solutions in the Production of Medical Equipment
Energy Efficiency in Cement Production
The future of building design: How energy efficiency is revolutionising the construction industry
Phu Tho accompanies enterprises to promote the energy efficiency and conservation
AI can reduce indoor farming energy use
