Seite - VIII - in Water, Energy, and Environment - A Primer

Chapter8 Renewableenergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 8.1 TheSun’sEnergySourceandRadiation Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 8.2 DirectSolarEnergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 8.2.1 Photovoltaics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 8.2.2 Concentratingsolarpower (CSP) . . . . . . . . . . 108 8.2.2.1 Power tower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 8.2.2.2 Linear concentrator . . . . . . . . . . . . . . 110 8.2.2.3 Dishengine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 8.2.2.4 CSTPhistory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 8.2.2.5 Advantagesanddisadvantages . . . 112 8.2.2.6 Thermal storage . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 8.2.2.7 Current status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 8.2.2.8 Concentratingphotovoltaics (CPV) . 115 8.3 SolarPowerSatellite (SPS)System . . . . . . . . . . . . . . 116 8.4 HydropowerandWindEnergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 8.4.1 Hydropower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 8.4.2 Windenergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.4.2.1 Onshorewind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.4.2.2 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 8.4.2.3 Anonshore limitation . . . . . . . . . . . . . 124 8.4.2.4 Offshorewind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 8.5 BiomassEnergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 8.5.1 Sourcesofbiomass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 8.5.2 Wood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 8.5.3 Biofuels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 8.5.4 Algae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 8.5.5 Biochar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 8.5.6 The future . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 8.6 GeothermalEnergy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 8.6.1 Sourcesofgeothermal energy . . . . . . . . . . . . . 134 8.6.2 Manifestationsofgeothermalenergy . . . . . . . 135 8.6.3 Usesofgeothermal energy . . . . . . . . . . . . . . . . 135 8.6.3.1 Geothermalpowergeneration . . . . . 136 8.6.3.2 Ground-sourceheatpumps . . . . . . . 138 8.6.4 Anunusual sourceofgeothermalenergy . . . . 140 Water,Energy,andEnvironment–APrimerviii