Mặt trời

Sử dụng năng lượng mặt trời thông qua pin mặt trời (hoặc pin quang điện, tế bào quang điện). Pin mặt trời đầu tiên trên thế giới được tạo nên bởi Charles Fritts vào năm 1883. Nhưng loại pin sơ khai ấy cho hiệu suất chỉ 1% nên không có hiệu quả kinh tế.

Cùng với sự phát triển của khoa học - kỹ thuật, các tế bào quang điện càng được cải tiến cho độ bền, hiệu quả sử dụng cao hơn và đã được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.

Nghiên cứu gần đây nhất để sử dụng năng lượng mặt trời là công trình của các kỹ sư tại MIT (Massachusetts Institute of Technology) khi sử dụng các cửa sổ để tăng hiệu năng của ánh sáng mặt trời. Các kỹ sư đã tạo ra bộ tập trung năng lượng kiểu mới (Solar Concentrator) giúp ánh sáng trải rộng trên bề mặt cửa sổ tập trung về các cạnh, theo như giải thích của Marc A.Baldo - lãnh đạo nhóm nghiên cứu.

Khác với phương pháp cổ điển (phủ các tấm chứa tế bào năng lượng mặt trời lên khắp nóc nhà với chi phí khá cao), thiết kế mới chỉ cần đặt các tế bào nằm ở cạnh của ô kính cửa sổ. Ngoài ra, cơ chế hội tụ ánh sáng làm tăng hiệu suất khai thác điện mặt trời ở mỗi tế bào lên hơn 40%. Nhóm nghiên cứu cũng cho biết việc sản xuất hệ thống này khá dễ dàng, do vậy chỉ khoảng 3 năm nữa sẽ có sản phẩm trên thị trường.

Nhật Bản là một trong những nước đi đầu về việc khai thác năng lượng mặt trời. Hiện nước này phấn đấu đến năm 2010 sẽ sản xuất được hơn 8,2 triệu kW điện từ năng lượng mặt trời.

Gió

Từ xa xưa người Hà Lan đã lợi dụng sức gió để vận hành những chiếc cối xay, những cánh buồm giúp con thuyền lướt sóng mà chẳng hề có động cơ nào cả. Với sự phát triển của khoa học, những turbine quay bởi sức gió sẽ chuyển thành điện năng cung cấp cho con người.

Một trong số những nước đi tiên phong trong lĩnh vực này là Anh quốc. Nước này đang đầu tư khoảng 300 triệu bảng để lắp đặt 54 chiếc turbine của hãng Siemen ngoài khơi, cách bờ biển Lincolnshire 5 km. Mỗi turbine có thể phát ra điện năng 3,6 MW. 54 turbine đủ cung cấp điện cho 130.000 hộ gia đình của nước Anh mà không hề tạo ra chút CO2 nào làm hại môi trường.

Turbine của hãng Siemen có ký hiệu SWT-3.6-107 với 3 cánh quạt xoay bằng sức gió, được sản xuất bằng sợi thủy tinh và nhựa dẻo, đặt trên một khung là ống thép. Một bộ vi xử lý sẽ điều khiển cánh quạt tự động. Khi vận tốc gió đạt từ 3-5 mét/giây thì cánh quạt sẽ tự khởi động, tốc độ tăng dần cho đến khi sức gió đạt 13-14 mét/giây. Khi vận tốc gió đạt đến ngưỡng 25 mét/giây thì cánh quạt sẽ ngừng hoạt động.

Dự kiến đến năm 2020, 1/3 lượng điện năng cung cấp cho Anh quốc là nhờ sức gió.

Địa nhiệt

Đây là nguồn năng lượng nằm sâu trong lòng những hòn đảo, núi lửa. Nguồn năng lượng này có thể thu được bằng cách hút nước nóng từ hàng nghìn mét sâu dưới lòng đất để chạy turbine điện. Tại Nhật Bản hiện có 17 nhà máy kiểu này, lớn nhất là nhà máy địa nhiệt Hatchobaru ở Oita Kyushu, công suất 110.000 kW đủ cung cấp cho 3.700 hộ gia đình.

Virus

Đây là cách dùng những chủng vi khuẩn biến đổi gien để tạo ra hợp chất giống như dầu mỏ.

Đi tiên phong trong lĩnh vực này là Công ty LS9, INC được thành lập vào năm 2005, bản doanh đóng tại nam San Francisco, California, Mỹ. Mục đích của LS9 là tạo ra loại nhiên liệu sinh học sạch, có thể tái sinh với giá cả có thể cạnh tranh với giá dầu mỏ hiện nay.

Kỹ thuật của LS9 là sử dụng vi khuẩn E.Coli biến đổi gien, cho chúng ăn đường hoặc các phế phẩm sinh học khác, và quá trình tiêu hóa sẽ sản sinh ra dầu. Những chủng vi khuẩn khác nhau có thể cho ra các loại dầu chất lượng khác nhau phù hợp với thiết bị máy móc tương ứng. Nếu sản xuất ethanol ảnh hưởng đến an ninh lương thực thì dầu có nguồn gốc từ vi khuẩn tránh được điều này, đó là chưa kể nó còn tinh khiết hơn dầu thô được lấy từ lòng đất.

Hãng LS9 đã sản xuất được những thùng dầu đầu tiên theo phương cách này và họ đã lên kế hoạch để sản xuất công nghiệp trong vòng ba hoặc bốn năm đến. Dự kiến giá dầu-vi khuẩn cũng rẻ hơn nhiều so với dầu mỏ thông thường, chỉ khoảng 50 USD/thùng mà thôi.

Đại dương

Đây là nguồn năng lượng vô cùng phong phú, nhất là ở các quốc gia có diện tích biển lớn. Sóng và thủy triều được sử dụng để quay các turbine phát điện. Nguồn điện sản xuất ra có thể dùng trực tiếp cho các thiết bị đang vận hành trên biển như hải đăng, phao, cầu cảng, hệ thống hoa tiêu dẫn đường.

(Theo: TNO)