Нетрадиційні відновлювальні джерела енергії

РЕФЕРАТ.

Учня екстернату при ліцеї 1502.

Щиренко Ивана.

Нетрадиційні возобновимые джерела энергии.

[pic].

П Л, А М Р Є Ф Є Р, А Т А.

1.План реферату… … 2. Вступление… … 3. Энергия Сонця… … 3.1.Гелиоустановки на широті 60°…

3.2.Гелиомобиль сегодня…

3.3.Преобразователи сонячної энергии…

3.4.Концентраторы сонячного света…

3.5.Жилой будинок із сонячним опаленням… 4. Ветровая енергія… .

4.1.Ветер… …

4.2.Упряж для ветра…

4.3.Неожиданные прояви й застосування… 5. Энергия Землі… … 6. Энергия внутрішніх вод…

6.1. гідроенергетичні ресурси, і рaзмещение гес… 7. Энергия світового океана…

7.1. Енергія океанських течений…

7.2.Получение енергії з допомогою різниці хім. складу воды…

7.3. Енергія біомаси океана…

7.4.Энергия океанських течений…

7.5.Термальная енергія океана…

7.6.Внутренняя енергія молекул води… 8. Энергия біомаси…. 9.

Заключение

… … 10. Список літератури…. 11. Приложения… … ВСТУП. Зараз, як ніколи гостро постало питання, у тому, яким буде майбутнє планети у енергетичному плані. Що чекає на людство — енергетичний голод чи енергетичне достаток? У газетах і різних журналах дедалі частіше зустрічаються статті про енергетичній кризі Через нафти виникають війни, розцвітають і бідніють держави, змінюються уряду. До розряду газетних сенсацій стали відносити повідомлення про запуску нових установок або про нових винаходи у сфері енергетики. Розробляються гігантські енергетичні програми, здійснення яких зажадає величезних зусиль і величезних матеріальних витрат. Коли наприкінці уже минулого століття енергія грала, загалом, допоміжну і незначну у світовій балансі роль, то вже у 1930 році у світі було виконано близько мільярдів кіловат-годин електроенергії. Цілком реальний прогноз, яким у 2000 року вироблено 30 тисяч мільярдів кіловат-годин! Велетенські цифри, величезні темпи зростання! Однак і енергії буде мало — потреби у ній ростуть рішуче. Рівень матеріальної, а кінцевому підсумку і приклад духовної культури людей перебуває у прямої залежності від кількості енергії, наявної у них. Щоб добути руду, виплавити з її метал, побудувати будинок, зробити будь-яку річ, потрібно енергію. А людській потребі постійно ростуть, та й людей стає дедалі більше. Так, за що ж зупинка? Вчені і винахідники віддавна розробили численні способи виробництва енергії, насамперед електричної. Давайте тоді будувати дедалі більше і більше електростанцій, і матиме стільки, скільки знадобиться! Таке, начебто, очевидне рішення складного завдання, виявляється, таїть в собі чимало підводних каменів. Невблаганні закони природи стверджують, що отримати енергію, придатну від використання, можна тільки з допомогою її преутворень з деяких інших форм. Вічні двигуни, нібито що виробляють енергію та нізвідки її беруть, на жаль, неможливі. А структура світового енергогосподарства на сьогодні склалася в такий спосіб, що чотири з кожних п’яти вироблених кіловат виходять у принципі у той спосіб, яким користувався первісний людина для зігрівання, тобто за спалюванні палива, або за використанні запасеної у ньому хімічної енергії, перетворення їх у електричну на теплових електростанціях. Щоправда, способи спалювання палива почали значно складніший і досконаліший від. Зрослі вимоги до захисту навколишнього середовища зажадали нового підходи до енергетиці. У розробці Енергетичної програми прийняли участь найвизначніші вчені та спеціалісти різних галузей. З допомогою новітніх математичних моделей електронно-обчислювальні машини розрахували кілька сотень варіантів структури майбутнього енергетичного балансу. Були знайдено принципові рішення, визначили стратегію розвитку енергетики на прийдешні десятиліття. Хоча у основі енергетики найближчого майбутнього як і залишиться теплоенергетика на не поновлюваних ресурсах, структура її зміниться. Повинно скоротитися використання нафти. Істотно зросте виробництво електроенергії на атомних електростанціях. Розпочнеться використання поки що незачеплених гігантських запасів дешевих вугілля, наприклад, в Кузнецькому, Канс-ко-Ачинском, Экибаcтузском басейнах. Широко застосовуватиметься природного газу (запаси що його країні набагато перевершують запаси інших країнах). Енергетична програма — основа техніки і економіки переддень 21 століття. Але вчені заглядають й уперед, межі термінів, встановлених Енергетичної програмою. На порозі 21 століття, і вони тверезо віддають собі відлік в реальностях третього тисячоліття. На жаль, запаси, газу, вугілля зовсім на бесконечны.

Природе, щоб ці запаси, знадобилися мільйони, витрачені вони сотнями. Сьогодні у світі стали всерйоз замислюватися з того, як і допустити хижацького розграбування земних багатств. Адже у своїй умови запасів палива може вистачити навіки. До сожалению,.

багато нафтовидобувні країни живуть сьогоденням. Вони нещадно витрачають подарований ним природою нафтові запаси. Зараз багато з этих.

країн, особливо у район Перської затоки, буквально купаються в грошах, не замислюючись, що за декілька десятиліть ці запаси вичерпаються. Що ж станеться тоді, але це рано чи пізно станеться, коли родовища нафти і є вичерпаються? Можливість швидкого виснаження світових запасів палива, і навіть погіршення екологічній ситуації у світі, (переробка і досить часті аварії під час її представляють реальну загрозу для довкілля) примусили замислитися про інші видах палива, здатних замінити нафта і природний газ. Нині у світі усі більше науковців інженерів вдаються в пошуки нових, нетрадиційних джерел які б прийняти хоча би частину турбот з постачання людства енергією. Нетрадиційні відновлювані джерела енергії включають сонячну, вітрову, геотермальную енергію, біомасу та енергію Світового океана.

ЕНЕРГІЯ СОНЦЯ .

Останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко зріс, і було це джерело також належить до поновлюваним, увагу, яку приділяють йому в усьому світі, змушує нас роздивитися його можливості окремо. Потенційні можливості енергетики, заснованої на використанні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно великі. Зауважимо, що використання лише лише 0.0125% цієї кількості енергії Сонця міг би забезпечити все сьогоднішніх потреб світової енергетики, а використання 0.5% - повністю покрити потреби з перспективи. На жаль, навряд колинибудь ці величезні потенційні ресурси вдасться реалізовувати великих масштабах. Однією з найсерйозніших перешкод такий реалізації є низька інтенсивність сонячного випромінювання. Навіть якби найкращих атмосферних умовах (південні широти, чисте небо) щільність потоку сонячного випромінювання не перевищує 250 Вт/м2. Поцьому, щоб колектори сонячного випромінювання «збирали «протягом року енергію, необхідну задоволення всіх потреб людства треба розміщувати їх у території 130 000 км2 ! Необхідність використовувати колектори величезних розмірів, ще, тягне у себе значні матеріальні витрати. Найпростіший колектор сонячного випромінювання є зачернений металевий (зазвичай, алюмінієвий) лист, у якому розташовуються труби з що циркулювала у ній рідиною. Нагріта з допомогою сонячної енергії, поглинутою колектором, рідина надходить для прямого використання. За розрахунками виготовлення колекторів сонячного випромінювання площею 1 км², вимагає приблизно 10⁴ тонн алюмінію. Доведені на сьогодні світові запаси цього металу оцінюються 1.17*10⁹ тонн. З написаного ясно, існують різні чинники, обмежують потужність сонячної енергетики. Припустимо, у майбутньому виготовлення колекторів можна буде застосовувати як алюміній, а й інші матеріали. Чи зміниться ситуація у разі? Виходитимемо речей, що у окремої фазі розвитку енергетики (після 2100 року) всі пересічні світові потреби у енергії задовольнятимуться за рахунок сонячної енергії. У межах цієї моделі можна оцінити, у цьому разі знадобиться «збирати «сонячної енергії площею від 1*10⁶ до 3*10⁶ км2. У той самий загальна площа оранки у світі становить сьогодні 13*10⁶ км2. Солнечная енергетика належить до найбільш матеріалоємним видам виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії тягне у себе гігантське збільшення потреби у матеріалах, отже, й у трудових ресурсах для видобутку сировини, його збагачення, отримання матеріалів, виготовлення гелиостатов, колекторів, інший апаратури, їх перевезення. Підрахунки показують, що з виробництва 1 МВт* рік електричної енергії з допомогою сонячної енергетики знадобиться затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційної енергетики органічному паливі цей показник становить 200−500 людино-годин. Поки що електрична енергія, породжена сонячним промінням, набагато дорожче, ніж отримувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, що вони проведуть на досвідчених установках і станціях, допоможуть вирішити не лише технічні, а й економічні проблемы.

Першим спробував використання сонячної енергії на комерційної основі ставляться до 80-х років нашого століття. Найбільших б у цієї області домоглася фірма Loose Industries (США). Нею у грудні 1989 року введена в експлуатацію солнечно-газовая станція потужністю 80 МВт. Тут ж, у Каліфорнії, 1994 року введено ще 480 МВт електричної потужності, причому, вартість кВт. год енергії - 7−8 центів. Це від, ніж традиційних станціях. У вночі й узимку енергію дає, переважно, газ, а влітку, і в денні годинник — сонце. Електростанція у Каліфорнії продемонструвала, що на газ і сонце, як основні джерела найближчого майбутнього, здатні ефективно доповнювати одне одного. Тому не випадковий висновок, що на посаді партнера сонячної енергії повинні бути різні види рідкого чи газоподібного палива. Найімовірнішою «кандидатурою» є водень. Його отримання з допомогою сонячної енергії, наприклад, шляхом електролізу води може бути досить дешевим, а сам газ, у якого високої теплотворної здатністю, легко транспортувати і довго зберігати. Звідси висновок: найбільш економічна зокрема можливість використання сонячної енергії, яка проглядається сьогодні - спрямовувати її щоб одержати вторинних видів енергії в сонячних районах земної кулі. Отримане рідке чи газоподібне паливо можна буде перекачувати трубопроводами чи перевозити танкерами до інших райони. Бистре розвиток гелиоэнергетики став можливим завдяки зниження вартості фотоелектричних перетворювачів для 1 Вт встановленої потужності з 1000 доларів на 1970 року до 3−5 доларів на 1997 року та підвищення їх ККД з п’ятьма до18%. Зменшення вартості сонячного вата до 50 центів дозволить гелиоустановкам конкурувати коїться з іншими автономними джерелами енергії, наприклад, з дизельэлектростанциями. ГЕЛІОУСТАНОВКИ НА ШИРОТІ 60°.

Однією з лідерів практичного використання Сонця стала Швейцарія. Тут побудовано приблизно 2600 гелиоустановок на кремнієвих фотопреобразователях потужністю від 1 до 1000 кВ та сонячних коллекторных пристроїв щоб одержати теплової енергії. Програма, отримавши найменування «Солар-91» і здійснювану під гаслом «За энергонезависимую Швейцарію!», вносить помітні внески у виконання екологічних труднощів і енергетичну незалежність країни импортирующей сьогодні як 70 відсотків энергии.

Програма «Солар-91» здійснюється практично без підтримки державного бюджету, переважно, з допомогою добровільних зусиль і коштів окремих особистостей, підприємців та муніципалітетів. До 2000;му року передбачає довести кількість гелиоустановок до 3000. Гелиоустановку на кремнієвих фотопреобразователях, найчастіше потужністю 2−3 кВт, монтують сидять на дахах і фасадах будинків. Вона займає приблизно 20−30 кв. метрів. Така установка виробляє на рік у середньому 2000 кВт. год електроенергії, що достатньо забезпечення побутових потреб середнього швейцарського будинки і зарядки бортових акумуляторів електромобіля. Денний надлишок енергії в літню пору направляють у електричну мережу загального користування. Взимку ж, особливо у вночі, енергія то, можливо безплатно повернуто власнику гелиоустановки.

Великі фірми монтують сидять на дахах виробничих корпусів гелиостанции потужністю до 300 кВт. Одна така станція може покрити потреби в енергії на 50−70%.

У районах альпійського високогір'я, де нерентабельно прокладати лінії електропередач, будуються автономні геліоустановки з аккумуляторами.

Досвід експлуатації свідчить, що Сонце у змозі забезпечити энергопотребности, по меншою мірою, всіх житлових будинків на країні. Геліоустановки, розташовуючись сидять на дахах і стінах будинків, на шумозахисних ограждениях автодоріг, на транспортних й управління промислових спорудах не вимагають розміщувати дорогої сільськогосподарської чи міської территории.

Автономна сонячна установка у селища Гримзель дає електроенергію для цілодобового висвітлення автодорожнього тунелю. Поблизу міста Шур сонячні панелі, змонтовані на 700-метровом ділянці шумозащитного огорожі, щорічно дають 100 кВт електроенергії. Сонячні панелі потужністю 320 кВт, встановлені на замовлення фірми Biral даху її виробничого корпусу о Мюнзингене, майже зовсім покривають технологічні потреби в теплі і электроэнергии.

Сучасна концепція використання сонячної енергії найповніше виражена для будівництва корпусів заводу віконного скла в Арисдорфе, де сонячним панелям загальної потужністю 50 кВт іще за проектуванні була відведена додаткова роль елементів перекриття й оформлення фасада.

ККД кремнієвих фотоперетворювачів при сильному нагріванні помітно знижується й, тому, під сонячними панелями прокладено вентиляційні трубопроводи для прокачування зовнішнього повітря. Нагрітий повітря працює як теплоносій коллекторных пристроїв. Темно-сині, що іскряться сонцем фотоперетворювачі на в південному й західному фасадах адміністративного корпусу, віддаючи до мережі 9 кВт електроенергії, виконують роль декоративної обличкування. ГЕЛИОМОБИЛЬ СЕГОДНЯ.

Одне з великих розділів програми «Солар-91» — розвиток транспортних засобів використовують сонячної енергії, оскільки автотранспорт «з'їдає» чверть енергетичних ресурсів необхідних країні. Щороку до Швейцарії проводиться міжнародне ралі солнцемобилей «Тур де сол». Траса ралі, протяжністю 644 кілометра, прокладено дорогами північно-західній Швейцарії та Австрії. Гонки складаються з 6 одноденних етапів, довжина кожного — від 80 до 150 километров.

Швейцарські громадяни покладають великі сподівання децентралізоване виробництво електричної й теплової енергії власними гелиоустановками. Це відповідає незалежного та самостійного швейцарському характеру, почуттю цивілізованого власника, не жалеющего коштів заради чистоти гірського повітря, води та землі. Наявність персональних гелиостанций стимулює розвиток країни електроніки і електротехніки, приладобудування, технології нових матеріалів та інших наукомістких отраслей.

У червні 1985 року Урс Мунтвайлер, 27-річний інженер з Берна, провів по Дорогах Європи перше багатоденне ралі легких електромобілів, обладнаних фотопреобразователями і використовують для руху сонячну енергію. У ньому брали участь кілька швейцарських самодельщиков, сидять в «поставлених на колеса ящиках з-під мила» з прикрученными до них згори сонячними панелями. В усьому світі тоді навряд чи можна було нарахувати близько десятка гелиомобилей.

Минуло чотири роки. «Тур де сол» перетворився на неофіційний чемпіонат світу. У п’ятому «сонячному ралі», що відбулося 1989 року, брало участь понад 100 представників з ФРН, Франції, Англії, Австрії, США інших країн. Проте, понад половину гелиомобилей належало як і раніше швейцарським першопрохідникам. Протягом наступних п’яти з’явилося поняття серійний гелиомобиль. Гелиомобиль вважається серійним, якщо фирма-изготовитель продала щонайменше 10- ти зразків і вони теж мають сертифікат, що дозволяє рух щодо дорогах загального користування. ПЕРЕТВОРЮВАЧІ СОНЯЧНІЙ ЭНЕРГИИ.

Є й інші напрями у освоєнні сонячної енергії. Це, передусім, використання фотосинтезуючої здібності рослин. Вже створені й успішно працюють, щоправда поки лабораторних умовах, фотобиохимические системи, де енергія кванта світла використовується для перенесення електронів. Вони є прообразом ефективних перетворювачів майбутнього, використовують принципи природного фотосинтезу. Вирішуючи питання «економічності» сонячної енергетики, не можна впадати у поширене оману: порівнювати дорогу, але йому дуже молоду технологію перетворення Сонця електрику з допомогою фотоелементів, з дешевою, але «брудної» технологією використання нафти і газу. Економічність цього виду енергетичних ресурсів повинна порівнюватимуть із тими видами енергії, що у тієї ж масштабах використовуватися в будущем.

Розрахунки вчених показують, що вартість широкого виробництва синтетичного рідкого палива з допомогою сонячної енергії дорівнюватиме 60 доларам за барель. Порівняйте відзначимо, що сьогодні вартість барелі нафти з району Перської затоки становить 35 долларов.

Інтенсивність сонячного світла лише на рівні моря становить 1−3 кВт на вартість квадратного метра. ККД кращих сонячних батарей становить 12−18 відсотків. З урахуванням ККД перетворення енергії сонячних променів з допомогою фотоперетворювачів дозволяє їм отримати з однієї кв. м трохи більше ½ кВт потужності. Досвід використання сонячної енергії в поміркованих широтах показує, що енергію сонця вигідніше безпосередньо акумулювати і залучити до вигляді тепла. Розроблено проектні пропозиції для Аляски і півночі Канади. Природно-кліматичні умови цих регіонів сумірні з умовами середньої смуги нашої країни. Існує дві основні напрями в розвитку сонячної енергетики: рішення глобального питання постачання енергією й створення сонячних перетворювачів, розрахованих виконання конкретних локальних завдань. Ці перетворювачі, своєю чергою, також діляться на дві групи; високотемпературні і низькотемпературні .

У преобразователях першого типу стане сонячне проміння концентруються на невеликій ділянці, температура якого підніметься до 3000 °C. Такі установки вже є. Їх використовують, наприклад, для плавки металів (див. рис. 1.) Рис. 1.Высокотемпературнвй геліостат [pic] Найбільша і найчисельніша частина сонячних перетворювачів працює при набагато менших температурах — порядку 100−200°С. З їхньою допомогою підігрівають воду, обессоливают її, піднімають з криниць. У сонячних кухнях готують їжу. Сконцентрованим сонячним теплом сушать овочі, фрукти і навіть заморожують продукти. Енергію сонця можна акумулювати днем для обігріву будинків культури та теплиць у нічний час. Сонячні установки мало вимагають експлуатаційних витрат, не потрібно ремонтувати і вимагають витрат тільки їх спорудження та підтримку в чистоті. Працювати можуть нескінченно. КОНЦЕНТРАТОРИ СОНЯЧНОГО СВЕТА.

З дитинства багато хто пам’ятає що з допомогою збірною лінзи від сонячного світла можна запалити папір. У промислових установках лінзи не використовуються: вони важкі, шляхи і важкі в изготовлении.

Сфокусувати стане сонячне проміння можна з допомогою увігнутого дзеркала. Воно є основним частиною гелиоконцентратора, приладу, у якому паралельні стане сонячне проміння збираються з допомогою увігнутого дзеркала. Якщо фокус дзеркала помістити трубу із жовтою водою, вона нагріється. Такий принцип дії сонячних перетворювачів прямого действия.

Найбільш ефективно їх можна залучити до південних широтах, а й у середньої смузі вони знаходять застосування. Дзеркала в установках використовуються або традиційні - скляні, або із по-лірованого алюмінію. Найбільш ефективні концентратори сонячного випромінювання (рис. 2) мають форму:

1.цилиндрического параболоїда (а);

2.параболоида обертання (б);

3.плоско-линейной лінзи Френеля (в). [pic][pic][pic] Рис. 2. Форми концентраторів сонячної энергии.

Фірма Loose Industries на солнечно-газовой електростанції в Каліфорнії використовує систему параболо-цилиндрических довгих відбивачів як жолоби. У його фокусі проходить труба з теплоносієм — дифенилом, нагреваемым до 350 °C. Жолоб повертається для спостереження сонцем лише навколо однієї осі (а чи не двох, як плоскі гелиостаты). Це й дозволило спростити систему спостереження сонцем. Сонячна енергія може безпосередньо змінюватися в механічну. І тому використовується двигун Стирлинга. Якщо фокусі параболического дзеркала діаметром 1,5 м встановити динамічний перетворювач, який працює за циклу Стирлинга, одержуваної потужності (1 кВт) досить, щоб піднімати з глибини 20 метрів 2 м³ води в час.

У реальних гелиосистемах плоско-линейная лінза Френеля використовується рідко через її високу вартість. Рис. 3. Сонячний водонагрівач [pic] Водонагрівач Водонагрівач призначений для постачання гарячою водою, переважно, індивідуальних господарств. Пристрій складається з короби зі змійовиком, бака холодної води, бака-аккумулятора і труб. Короб стаціонарно встановлюється з точки 30−50° орієнтації на південну бік. Холодна, важча, вода постійно вступає у нижню частина короби, там вона нагрівається, і, витіснена холодною водою, вступає у бак-аккумулятор. Вона можна використовувати опалювання, для душа або й інших побутових потреб. Денна продуктивність на широті 50° приблизно дорівнює 2 кВт. год з кв. м. Температура води в баке-аккумуляторе сягає 60−70°. ККД установки — 40%. Теплові концентратори Кожен, хто одного разу бував у теплицях, знає, як суттєво різняться умови в ній від оточуючих: Температура у ній вище. Сонячні промені майже безперешкодно проходять крізь прозоре покриття і нагрівають грунт, рослини, стіни, конструкцію даху. У зворотному напрямі тепло розсіюється мало через підвищення концентрації вуглекислого газу. По подібному принципу працюють, і теплові концентраторы.

Це — дерев’яні, металеві, чи пластикові короби, з одного боку закриті одинарним чи подвійним склом. Всередину короби для максимального поглинання сонячних променів вставляють хвилястий металевий лист, забарвлений в чорний колір. У коробі нагрівається повітря чи вода, які періодично або відбираються звідти з допомогою вентилятора чи насоса.

ЖИЛОЙ БУДИНОК ІЗ СОНЯЧНИМ ОТОПЛЕНИЕМ.

Середнє протягом року значення сумарною сонячної радіації на широті 55°, що надходить у добу на 20 м 2 горизонтальній поверхні, становить 50−60 кВт.год. Це відповідає затратам енергії на опалення вдома площею 60 м² .

Для умов експлуатації сезонно населеного житла середньої смуги найпридатнішою є повітряна система теплопостачання. Повітря нагрівається в сонячному колекторі і з воздуховодам подається в приміщення. Зручності застосування повітряного теплоносія проти рідинним очевидні: — немає небезпеки, що систему змерзне; -не потрібно в трубах і кранах; - простота і дешевизна.

Недолік — невисока теплоємність воздуха.

Конструктивно колектор є ряд засклених вертикальних коробів, внутрішня чия поверхня зачернена матовій фарбою, яка дає запаху при нагріванні. Ширина короби близько 60 див. У плані розташування сонячного колектора на домі перевагу надають вертикальному варіанту. Він набагато простіше у будівництві подальшому обслуговуванні. У порівняні з похилим колектором (наприклад, котрий обіймав частина даху), непотрібен ущільнення від води, відпадає проблема сніговий навантаження, з вертикальних шибок легко змити пыль.

Плоський колектор, крім прямий сонячної радіації, сприймає розсіяну і відбиту радіацію: в похмуру погоду, при легкої хмарності, словом, за тих умов, які ми реально маємо в середньої смузі. Плоський колектор не створює высокопотенциальной теплоти, як який концентрує колектор, але для конвекційного опалення цього й непотрібен, тут достатньо лиш мати низкопотенциальную теплоту. Сонячний колектор розташований фасаді, орієнтованому на південь (припустимо відхилення до 30° Схід чи захід) .

Нерівномірність сонячної радіації протягом дня, і навіть бажання обігрівати будинок вночі й у похмурий день диктує необхідність устрою теплового акумулятора. Днем він накопичує теплову енергію, а вночі віддає. Робота з повітряним колектором найбільш раціональним вважається гравийно-галечный акумулятор. Він дешевий, простий у будівництві. Гравійну засипку можна розмістити у теплоизолированной заглубленной цокольної частини вдома. Теплий повітря нагнітається в акумулятор з допомогою вентилятора.

Для вдома, площею 60 м 2, обсяг акумулятора становить від 3 до 6 м³. Розкид визначається якістю виконання елементів гелиосистемы, теплоізоляцією, і навіть режимом сонячної радіації у певній місцевості. Система сонячного теплопостачання вдома працює у чотирьох режимах (рис. 4. а-г):

— опалення та акумулювання теплової енергії (а);

— опалення від акумулятора (б);

— акумулювання теплової енергії (в);

— опалення від колектора (г).

У холодні сонячні дні нагрітий в колекторі повітря піднімається і крізь отвори у стелі вступає у приміщення. Циркуляція повітря у день рахунок природною конвекції. У ясні теплі дні гарячий повітря забирають з верхньої зони колектора і з допомогою вентилятора прокачивается через гравій, заражаючи теплової акумулятор. Для нічного опалення й у разі похмурої погоди повітря із приміщення прогоняется через акумулятор й повертається на кімнати подогретый.

У середній смузі гелиосистема лише частково забезпечує потреби опалення. Досвід експлуатації показує, що сезонна економія палива з допомогою використання сонячної енергії сягає 60%. [pic] [pic] [pic].

[pic] Рис. 4. Сонячний дом.

ВІТРОВА ЕНЕРГІЯ. Величезна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш як на 100 разів перевищує запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно й всюди землі дмухають вітривід легенького вітру, несе жадану прохолоду літній спека, до могутніх ураганів, приносять незчисленний шкоди і руйнації. Завжди неспокійний повітряний океан, дно якої ми живемо. Вітри, дующие у нашої країни, міг би легко задовольнити все її в електроенергії! Кліматичні умови дозволяють розвивати вітроенергетику величезній території від кордонів до берегів Єнісей. Багаті енергією вітру північні райони країни вздовж узбережжя Північного Льодовитого океану, де особливо необхідна мужнім людям, обживающим ці багатющі краю. Чому ж така багатий, доступний та й екологічно чисте джерело енергії так слабко використовується? Нині двигуни, використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб у енергії. Техніка 20 століття відкрила цілком нові змогу вітроенергетики, завдання якої стала іншийотримання електроенергії. На початку століття Н. Е. Жуковський розробив теорію вітродвигуна, з урахуванням якої були створено високопродуктивні установки, здатні отримувати енергію від самої слабкого вітерцю. З’явилося багато проектів вітроагрегатів, незрівнянно досконаліших, ніж старі вітряки. У нових проектах використовуються досягнення багатьох галузей знання. Нині до створення конструкцій вітроколеса — серця будь-який вітроенергетичної установкизалучаються специалисты-самолетостроители, вміють вибрати найбільш доцільний профіль лопаті, досліджувати їх у аеродинамічній трубі. Зусиллями учених й інженерів створено найрізноманітніші конструкції сучасних вітрових установок.

Першої лопастной машиною, яка використала енергію вітру, був вітрило. Вітрило і вітродвигун окрім однієї джерела енергії об'єднує сам і хоча б використовуваний принцип. Дослідження Ю. З. Крючкова показали, що вітрило можна як вітродвигуна із нескінченним діаметром колеса. Вітрило є найдосконалішою лопастной машиною, із найвищим коефіцієнтом корисної дії, що безпосередньо використовує енергію вітру для руху. Рис. 5.Ветродвигатель каруснльного типу [pic] Вітроенергетика, яка використовує вітроколеса і ветрокарусели (двигуни карусельного типу див. рис. 5.), відроджується зараз, передусім, в наземних установках. В США ж уже збудовані і експлуатуються комерційні установки. Проекти наполовину фінансуються з державного бюджету. Другу половину інвестують майбутні споживачі екологічно чистою энергии.

Ще 1714 року француз Дю Квіт запропонував використовувати вітродвигун в ролі рушія для пересування воді. Пятилопастное вітроколесо, встановлений на тринозі, мало спонукати гребні колеса. Ідея і залишилася на папері, хоча було зрозуміло, що вітер довільного напрямку може рухати судно у напрямку. Перші розробки теорії вітродвигуна ставляться до 1918 р. У. Залевський зацікавився вітряками і авіацією одночасно. Він став створювати повну теорію вітряка і кілька теоретичних положень, яким має відповідати ветроустановка.

На початку сучасності інтерес до повітряним гвинтам і ветроколесам ні відокремлений загальних тенденцій часу — використовувати вітер, де це тільки можливо. Спочатку найбільшого поширення вітроустановки отримали сільському господарстві. Повітряний гвинт використовували для приводу суднових механізмів. На всесвітньо відомому «Фрамі» («Фрам» [фр. frum вперед] - дослідницьку судно Ф. Нансена, дослідника Арктики) він крутив динамо-машину. На вітрильниках вітряки наводили в рух насоси і якірні механизмы.

У Росії її до початку нинішнього століття оберталося близько 2500 тисяч вітряків загальної потужністю один мільйон кіловатів. Після 1917 року млини ніхто не звернув господарів та поступово зруйнувалися. Щоправда, робилися спроби використовувати енергію вітру вже в наукової і досягнення державної основі. У 1931 року поблизу Ялти було побудовано найбільша на той час вітроенергетичну установка потужністю 100 кВт, а пізніше розроблений проект агрегату на 5000 кВт. Але реалізувати їх вдалося, оскільки Інститут вітроенергетики, займався цією проблемою, був закрыт.

Така ситуація зовсім на зумовлювалася місцевим головотяпством. Такою була загальносвітова тенденція. У до 1940 року побудували вітроагрегат потужністю 1250 кВт. На кінець війни одне з його лопатей отримала ушкодження. Її навіть стали ремонтувати — економісти підрахували, що вигідніше використовувати звичайну дизельну електростанцію. Подальші дослідження цієї установки припинилися, та її творець і власник П. Путнэм виклав свій сумний досвіду у прекрасної книзі «Енергія вітру», яка втратила досі своєї актуальности.

Невдалі спроби використати енергію вітру у великомасштабної енергетиці сорокових років були випадкові. Нафта залишалася порівняно дешевої, різко знизилися удільні капітальні вкладення на великих теплових електростанціях, освоєння гідроенергії, як тоді здавалося, гарантує і низькі ціни, і задовільну екологічну чистоту.

Суттєвим недоліком енергії вітру є його мінливість у часу, але можна компенсувати з допомогою розташування вітроагрегатів. Якщо умовах повної автономії об'єднати кілька десятків великих вітроагрегатів, то середня їх потужність буде постійної. За наявності інших джерел енергії вітрогенератор може доповнювати існуючі. І, нарешті, від вітродвигуна можна безпосередньо отримувати механічну енергію. ВЕТЕР.

Вітер дме скрізь — суші і море. Людина не одразу ж зрозумів, що переміщення повітряних мас пов’язані з нерівномірним зміною температури і обертанням землі, але ці знадобилася наших предків використовувати вітер для мореплавання. Глобальні ветры.

До глобальним вітрам ставляться пасати і західний ветер.

Пасати утворюються у результаті нагріву екваторіальній частини землі. Нагрітий повітря піднімається вгору, захоплюючи у себе повітряні маси, зі півночі і півдня. Обертання землі відхиляє потоки повітря. Через війну встановлюються дующие цілий рік із постійною силою північно-східний пасат на північ півкулі і південно-східний — у південному. Пасати дмухають в приэкваториальной області, яка є між 25 і 30° північної та південної широтами відповідно. У північній півкулі пасати охоплюють 11% поверхні океанів, а південної - 20%. Сила пассатного вітру зазвичай становить 2−3 бала. Західний вітер дме цілий рік із Заходу Схід в смузі від 40 до 60° південної широти вздовж крайки дрейфуючих льодів Антарктиди. Це найсильніший постійний вітер. Його сила сягає 8−10 балів і рідко буває меншою від 5 баллов.

У глибині материка немає постійного напрями вітру. Оскільки різні ділянки суходолу на різні пори року нагріваються по-різному можна говорити лише про переважному сезонному напрямі вітру. З іншого боку, різній висоті вітер поводиться по-різному, а висот до 50 метрів характерні «рыскающие» потоки.

Потенціал атмосфери можна визначити знаючи її масу чуток і швидкість розсіювання енергії. Для приземного шару завтовшки 500 метрів енергія вітру, перетворюється на тепло, становить приблизно 82 трильйона кіловатгодин на рік. Звісно, її використовувати неможливо, зокрема, у тій причини, що часто поставлені вітряки будуть затіняти одне одного. У той самий час відібрана в вітру енергія, зрештою, знову перетвориться на тепло.

Середньорічні швидкості повітряних потоків на стометрової висоті перевищують 7 м/с. Якщо виходити висоту 100 метрів, використовуючи підходящу природну піднесеність, то скрізь можна порушувати ефективний вітроагрегат. На рис. 6 показані області енергії середньорічних потоків вітру Європейській частині країн СНД. Якщо узяти тільки нижній 100-метровый шар й гордо поставити установку на 100 квадратних кілометрів, то, при встановленої потужності близько два мільярди кіловат можна виробити за рік 5 трильйонів кіловат-годин, що у 2 рази більше гідроенергетичного потенціалу країн СНД. Місцеві ветры.

Першими для плавання використовувалися місцеві вітри. До них належать бризы. (Бриз [фр. brise] - свіжий вітер.) Бризы — це легкі вітри, які обмережують берега материків і великих островів, викликані добовим коливанням температури. Їх періодичність обумовлена відмінностями температури суші та моря вдень і вночі. Днем суша нагрівається швидше, і сильніше, ніж море.

Теплий повітря піднімається над берегової смугою, але в його місце потрапляє прохолодний повітря з моря — морської бриз. Вночі берег охолоджується швидше, і сильніше, ніж море, тому тепле повітря піднімається над морем, яке заміщає холодний повітря з суші - берегової бриз.

Другими, постійно дующими вітрами, є муссоны.(Муссон [арабск. мавсим] - сезон) Ці вітри дмухають в Індійському океані і пов’язані з сезонною зміною температури материка і океану. Влітку стане сонячне проміння сильніше нагрівають суходіл і дме з моря на суходіл. Взимку мусон дме з суші на море. Обертання землі викликає поява сил Кориолиса, які відхиляють мусони вправо. Тому влітку дмухають південно-західні мусони, а взимку — северовосточные. Мусони досягають великий сили та викликають у Індійському океані відповідні місцевим вітрам поверхневі течії.. [pic] Див. Мал.6. Середньорічні потоки енергії ветра.

на стометрової высоте УПРЯЖЬ ДЛЯ ВЕТРА.

Принцип дії всіх вітродвигунів один: під напором вітру обертається вітроколесо з лопатями, передаючи крутний момент системою передач валу генератора, який виробляє електроенергію, водянику насмокчу. Чим більший діаметр вітроколеса, тим більший повітряний потік воно захоплює тим більше енергії виробляє агрегат.

Принципова простота дає тут винятковий простір конструкторського творчості, але недосвідченому погляду вітроагрегат представляється простий конструкцією. Див. Мал.7. Крыльчатый ветродвигатпель [pic].

Традиційна компонування вітряків — із горизонтальним віссю обертання (див. мал.7) — непогане рішення для агрегатів малих ж розмірів та потужностей. Коли ж размахи лопатей зросли, така компонування виявилася неефективною, бо в різній висоті вітер дує у різні боки. У цьому вся разі тільки вдається оптимально орієнтувати агрегат на вітер, а й виникає небезпека руйнації лопатей. З іншого боку, кінці лопатей великої установки рухаючись із швидкістю створюють шум. Проте головна перешкода по дорозі використанні енергії вітру все-таки економічна — потужність агрегату залишається невеличкої і частка витрат з його експлуатацію виявляється значної. У результаті собівартість енергії Демшевського не дозволяє ветрякам із горизонтальним віссю надавати реальну конкуренцію традиційним джерелам энергии.

За прогнозами фірми Боїнг (США) поточний століття — довжина лопатей крыльчатых вітродвигунів не перевищить 60 метрів, що дозволить створити вітроагрегати традиційної компонування потужністю 7 М7Вт. Сьогодні самі великі їх — вдвічі «слабше». У великій вітроенергетиці лише за масовому будівництві можна годі розраховувати, що ціна кіловат-години знизиться до десяти центов.

Малопотужні агрегати можуть виробляти енергію в три рази більш дорогу. Порівняйте відзначимо, що серійно выпускавшийся 1991 року НВО «Вітроен» крыльчатый вітродвигун, мав розмах лопатей 6 метрів і потужність 4 кВт. Його кіловат-годину коштував 8…10 копійок. Типи ветродвигателей.

Більшість типів вітродвигунів відомі недавно, що історія мовчить імена їх винахідників. Основні різновиду вітроагрегатів зображені на рис. 8. Вони діляться на дві групи: 1. ветродвигатели із горизонтальним віссю обертання (крыльчатые) (2−5);

2.ветродвигатели із вертикальною віссю обертання (карусельні: лопатеві (1) і ортогональные (6)). Типи крыльчатых вітродвигунів відрізняються лише кількістю лопастей.

[pic] Рис8 Типи вітродвигунів Крыльчатые.

Для крыльчатых вітродвигунів, найбільша ефективність яких характеризується дії потоку повітря перпендикулярно до площині обертання лопастейкрыльев, потрібно пристрій автоматичного повороту осі обертання. Для цього він застосовують крыло-стабилизатор. Карусельні вітродвигуни мають те перевагою, що може працювати у будь-якому напрямі вітру не змінюючи свого положения.

Коефіцієнт використання вітру (див. рис. 9.) у крыльчатых вітродвигунів набагато вища ніж в карусельних. У той самий час, у карусельних — набагато більше момент обертання. Він максимальний для карусельних лопастных агрегатів за нульової відносної швидкості ветра.

Поширення крыльчатых вітроагрегатів пояснюється величиною швидкості їх обертання. Вони можуть безпосередньо з'єднуватися з генератором електричного струму без мультиплікатора. Швидкість обертання крыльчатых вітродвигунів зворотно пропорційна кількості крил, тому агрегати з кількістю лопатей більше трьох мало використовуються. [pic] [pic] Рис. 9. Коефіцієнти використання Рис. 10. Однолопастной карусельний енергії вітру і обертають моменти двигун різних типів ветродвигателей Карусельные.

Різниця в аеродинаміці дає карусельным настановам перевагу в порівнянні з традиційними вітряками. При збільшенні швидкості вітру вони швидко нарощують силу тяги, після чого швидкість обертання стабілізується. Карусельні вітродвигуни тихоходны і це дозволяє вживати прості електричні схеми, наприклад, з асинхронним генератором, без ризику потерпіти аварію при випадковому пориві вітру. Тихоходность висуває одне котре обмежує вимога — використання багатополюсного генератора працюючого на малих оборотах. Такі генератори немає широкого поширення, а використання мультиплікаторів (Мультиплікатор [латів. multiplicator умножающий] - підвищуючий редуктор неефективне через низького ККД последних.

Ще важливим перевагою карусельній конструкції стала її здатність без додаткових хитрощів стежити «звідки дме вітер», що відчутно для приземных рыскающих потоків. Вітродвигуни такого типу будуються США, Японії, Англії, ФРН, Канаде.

Карусельний лопатевий вітродвигун найбільш простий в експлуатації. Його конструкція забезпечує максимальний момент під час запуску вітродвигуна і автоматичне саморегулювання максимальної швидкості обертання в процесі роботи. Зі збільшенням навантаження зменшується швидкість обертання і зростає поводить момент до зупинки. Ортогональные Ортогональные вітроагрегати, як на думку фахівців, перспективні для великий енергетики. Сьогодні переді ветропоклонниками ортогональних конструкцій стоять певні труднощі. У тому числі, в частковості, проблема запуска.

У ортогональних установках використовується хоча б профіль крила, що у дозвуковом літаку (див. рис. 8. (6)). Літак, як «обпертися» на піднімальну силу крила, повинен розбігтися. Також само і у разі з ортогональної установкою. Спочатку до неї потрібно підвести енергію — розкрутити довести до певних аеродинамічних параметрів, а потім уже потім сама перейде з режиму двигуна в режим генератора.

Відбір потужності починається при швидкості вітру майже п’ять м/с, а номінальна потужність характеризується швидкості 14−16 м/с. Попередні розрахунки вітроустановок передбачають їх використання у діапазоні від 50 до 20 000 кВт. У реалістичною установці потужністю 2000 кВт діаметр кільця, яким рухаються крила, становить близько 80 метров.

У потужного вітродвигуна великі розміри. Однак точно можна обійтися малими — взяти числом, а чи не розміром. Забезпечивши кожен електрогенератор окремим перетворювачем можна підсумувати вихідну потужність яку вироблено генераторами. І тут підвищується надійність і живучість вітроустановки. Несподівані прояви й застосування Реально працюючі вітроагрегати виявили ряд негативних явищ. Наприклад, поширення ветрогенераторов може утруднити прийом телепередач і створювати потужні звукові коливання. Поява експериментального вітродвигуна на Оркнейських островах (Англія) в 1986 року викликало численні скарги від телеглядачів навколишніх населених пунктів. У результаті близько вітростанції побудували телевізійний ретранслятор. Лопаті крыльчатой вітряної турбіни було виконано з склопластику, який відбиває стан і не поглинає радіохвилі. Перешкоди створював сталевої каркас лопатей та наявні ними металеві смужки, призначені це про людське ударів блискавок. Вони відбивали і розсіювали ультракороткохвильовий сигнал. Відбитий сигнал змішувався з прямим, що йдуть від передавача, і створював екранами перешкоди. Побудована в 1980 року у містечку Бун (США) ветроэлектростанция, дає 2 тисячі кіловат, діяла безвідмовно, але викликала нарікання жителів містечка. Під час роботи вітряка вікон деренчали скла і дзенькала посуд на полицях [17]. Встановлено, що шістдесятиметровий гвинт при певної швидкості обертання видавав інфразвук. Він відчувається людським вухом, а викликає низькочастотні коливання предметів і небезпечний людини. Після доопрацювання лопатей від инфразвуковых коливань вдалося позбутися. Вітродвигуни можуть лише виробляти енергію. Здатність привертати пильну увагу обертанням без витрати енергії використовується для реклами. Найпростіший — однолопастный карусельний вітродвигун є прямокутну платівку з відігнутими краями (рис. 4.18). Закріплений на стіні він починає обертатися навіть за незначному вітрі. На великої площі крил карусельний трьох-чотирьох лопатевий вітродвигун може крутити рекламні плакати та її невеличкої генератор. Запасена в акумуляторі електроенергія може висвітлювати крила з рекламою у нічний час, а безвітряну погоду і крутити их.

ТЕРМАЛЬНА ЕНЕРГІЯ ЗЕМЛІ. Здавна люди знають стихійних проявах гігантської енергії, яка зачаїлася у надрах земної кулі. Пам’ять людства зберігає перекази про катастрофічних виверженнях вулканів, що забрали мільйони людських життів, невпізнанно змінили образ багатьох місць Землі. Потужність виверження навіть порівняно невеликого вулкана колосальна, вона набагато перевищує потужність найбільших енергетичних установок, створених руками людини. Щоправда, про безпосередньому використанні енергії вулканічних вивержень не приходится-нет поки що в людей можливостей приборкати цю непокірливу стихію, та й, на щастя, виверження ці досить рідкісні події. Але це прояви енергії, яка зачаїлася у земних надрах, коли лише крихітна частка цієї невичерпною енергії знаходить вихід через вогнедишні жерла вулканів. Маленька європейська країна Ісландія- «країна льоду «в перекладіповністю забезпечує себе помідорами, яблуками і навіть бананами! Численні ісландські теплиці отримують енергію від тепла земліінших місцевих джерел енергії в Ісландії у тому. Зате дуже багата ця країна гарячими джерелами і знаменитими гейзерами-фонтанами гарячої води, з точністю хронометра вырывающейся з-під землі. І хоча ісландцям належить пріоритет використання тепла підземних джерел (ще древні римляни до знаменитим баням-термам Каракалипідвели воду з-під землі), жителі цій маленькій північної країни експлуатують підземну котельну дуже інтенсивне. Столиця — Рейк’явік, у якій проживає половину населення країни, опалюється тільки завдяки традиційному підземних джерел. Та не опалювання черпають люди енергію із глибин землі. Давно вже працюють електростанції, використовують гарячі підземні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудовано 1904 року у невеличкому італійському містечку Лардерелло, названий це у честь французького інженера Лардерелли, який ще 1827 року становив проект використання численних у районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції росла, до ладу вступали дедалі нові агрегати, використовувалися нові джерела гарячої, й у наші дні потужність станції сягнула вже значній величины-360 тисяч кіловат. У Новій Зеландії є така електростанція у районі Вайракеи, її потужність 160 тисяч кіловатів. У 120 кілометрах від СанФранциско США виробляє електроенергію геотермальна станція потужністю 500 тисяч кіловатт.

ЕНЕРГІЯ ВНУТРІШНІХ ВОД. Величезні запаси енергії приховані в поточної воді, як Світового Океану, і внутрішніх вод. Раніше всього люди навчилися використати енергію річок. Але коли настав золоте століття електрики, сталося відродження водяного колеса, щоправда, в іншому образі - як водяний турбіни. Електричні генератори, що виробляють енергію, потрібно було крутити, але це досить успішно могла робити вода, тим більше багатовікової досвід у неї був. Можна вважати, сучасна гідроенергетика народилася 1891 року. Переваги гідроелектростанцій очевидніпостійно поновлюваний сама природа заклала запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення довкілля. Та й досвід будівництва та експлуатації водяних коліс міг би подати чималу допомогу гидроэнергетикам. Проте на будівництво греблі великої гідроелектростанції виявилася завданням значно більше складної, ніж на будівництво невеличкий загати для обертання мірошницького колеса. Аби виконати у обертання потужні гідротурбіни, потрібно нагромадити за греблею величезний запас води. Для будівлі греблі потрібно вкласти стільки матеріалів, що міра гігантських єгипетських пірамід по порівнянню з нею здаватиметься незначним. Тому на початку 20 століття було побудовано лише кілька гідроелектростанцій. Поблизу П’ятигорська, на північному Кавказі на гірської річці Подкумок успішно діяла досить велика електростанція з промовистою назвою «Білий вугілля ». Це була лише початком. Вже історичному плані ГОЕЛРО передбачалося будівництво крупних гідравлічних станцій. У 1926 року у лад ввійшла Волховская ГЕС, наступного почалося будівництво знаменитої Дніпровської. Далекоглядна енергетична політика, що проводиться з нашого країні, призвела до того, що маємо, як у країні світу, розвинена система потужних гидроэлектрических станцій. Жодна держава чи може похвалитися такими енергетичними гігантами, як Волзькі, Красноярська і Братська, Саяно-Шушенська ГЕС. Ці станції, дають буквально океани енергії, стали центрами, навколо яких розвинулися потужні промислові комплекси. Енергоустановка річці Ранс (Бретань), що складається з двадцяти чотирьох реверсивних турбогенераторів, і має вихідну потужність 240 мегават — одне з найпотужніших гідроелектростанцій мови у Франції. Гідроелектростанції є економічно вигідним джерелом енергії, але з цим випливає низка серйозних недоліків, викликаних необхідністю транспортування енергії великі відстані (часто споживачі енергії розташовані далеко від річок). При транспортуванні електроенергії по ЛЕП (лініях електропередач) відбуваються втрати до 30% і створюється екологічно небезпечне електромагнітне випромінювання. На додачу до всього щодо ЛЕП, вирубуються лісу, що теж віддзеркалюється в екології. Поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щороку величезні потоки води, які утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати його з допомогою гребель, людство одержала б додатково колосальне кількість энергии.

ГИДРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСИ І РAЗМЕЩЕНИЕ ГЭС.

Основними покaзaтелями, що дозволяє оцінити гідроенергетичний потенциaл регіонів, є водність рік і нaличие знaчительных перепaдов висот рельефa. Сукупність дaнных за обсягом стокa місцевих водотоків, великих трaнзитных рік і aмплитуде рельефa є достaточной для aдеквaтной оцінки потенциaльной енергетичної потужності рaботы води нa кaждой території, при цьому не стaвить зaдaчи рaсчетa мегaвaтт потенциaльной потужності ГЕС (Кaртa 1.).

Нaиболее знaчительными потенциaльными гидроэнергоресурсaми рaсполaгaют регіони середній і східної Сибіру, мають гірський рельєф, безліч мaлых і середніх річок, a тaкже тaкие річкові гигaнты, кaк Єнісей, Aнгaрa, Ленa, Aмур. Нa остaльной території стрaны по гідроенергетичному потенциaлу виділяються гірські республіки Північного Кaвкaзa, зaпaдный мaкросклон Урaльского хребтa і Кольський півострів. Минимaльным потенциaлом рaсполaгaют зaсушливые рaйоны югa Росії і близько рaвнин Зaпaдной Сибири.

Дaнные про виробництві гідроенергії нa душу працездатного нaселения відповідного регионa наведено нa Кaрте 2.

Гідроенергетичний потенциaл нa знaчительной чaсти території стрaны не використовується взагалі. У регионaх Сибіру лише Aнгaрский і Енисейский кaскaды ГЕС дозволяють использовaть чaсть потенциaлa нaиболее великих річок. Нa остaльной території Сибіру использовaние вільної енергії руху води має лише точковий хaрaктер (Новосибирскaя, Усть-Хaнтaйскaя, Зейскaя, Вилюйскaя ГЕС та інших.). Нa європейської території стрaны мaксимaльно можливу кількість електроенергії извлекaется в нижній течії Волги, хоча потенциaл гідроенергетики не така велика из-зa рaвнинного рельефa. У той самий час більшої суммaрной потужності, але дисперсно рaспределенный потенциaл річок Кaвкaзa і зaпaдного Урaлa використовується слaбее. Слід підкреслити, що енергодефіцитна господарство Примор’я взагалі має ГЕС, хоча це регіон рaсполaгaет великими гидроэнергоресурсaми. Повидимому це связaно з крaйним непостійністю режимa річок за умов муссонного климaтa з регулярно що проходять тaйфунaми, що веде до суттєвого удорожaнию строительствa у зв’язку з проблемaми безопaсности. Щільність нaселения в рaвнинных рaйонaх зазвичай вищі, ніж у гірських, тому зони з великим потенциaлом гідроресурсів і території з нaибольшей чисельністю потенциaльных споживачів енергії рaзнесены в прострaнстве. Виняток состaвляет лише Кaвкaз. Однaко, саме нa прикладі Кaвкaзa видно, що потенциaл мaлых і середніх річок недовикористовується дaже за настільки рідкому сочетaнии блaгоприятных умов. Сейчaс не принципиaльно, що тому причиною — технологическaя неефективність создaния мaлых ГЕС, сейсмическaя опaсность чи захоплення «стройкaми векa». Вaжно, що у стрaне не склалося технології проектировaния тaких стaнций, їх строительствa, мaссового производствa необхідного оборудовaния і опытa локaльного рішення енергетичних проблем рaзвития отстaлых регіонів. Типовим прикладом непридатності нaкопленного при создaнии ГЭС-гигaнтов опытa з’явилися гідроенергетичні проекти для слaбо рaзвитых Aлтaя (Кaтунскaя) і Эвенкии (Турухaнскaя). Нaконец, третя группa проблем связaнa із високим, яка доходить до опaсной інтенсивністю использовaния гидроэнергопотенциaлa середній і нижньої Волги. Незважаючи нa геогрaфическую локaльность, этa проблеми вaжнa тим, що зaтрaгивaет зону проживaния величезних мaсс нaселения. У гидроэнергетике рaзвитие ситуaции мaло зaвисит від сочетaний ресурсного потенциaлa й досяг рівня його использовaния. Создaние нових ГЕС скоріш буде зaвисеть від політико-економічної обстaновки і нaличия технічних рішень для мaлой гідроенергетики. У умовах принципиaльной є роль госудaрствa, кaк найбільшого зaкaзчикa і инвесторa при создaнии великих ГЕС. У ближaйшие роки тaкой вaриaнт мaловероятен, але він і буде рaзвивaться, то швидше за все нa Дaльнем Сході, де склaдывaется стійкий энергодефицит. Тільки госудaрству у змозі екстенсивний освоєння потенциaлa, наявного нa Дaльнем Сході. Целесообрaзность великого гідроенергетичного строительствa у цьому регіоні то, можливо опрaвдaнa лише за великої госудaрственной прогрaмме рaзвития Дaльневосточного рaйонa, кaк стрaтегического форпостa Росії у Aзиaтско-Тихоокеaнском регіоні. Горaздо більше шaнсов нa реaлизaцию мають вaриaнты, связaнные з создaнием мaлых ГЕС. Рішення технічні проблеми проектировaния, строительствa і оснaщения мaлых гидростaнций імовірніше за умов сокрaщения ролі госудaрствa економіки і через посилення великих чaстных компaний і. У тaкой загальнополітичної ситуaции рaзвитие мaлой гідроенергетики можливе густонaселенных регионaх, мають рaзвитой промисловий потенциaл (середній і південний Урaл) чи високу чисельність нaселения (Північний Кaвкaз).

Рaзвитие ситуaции з Волзьким кaскaдом ГЕС прогнозується без особливих вaриaнтов. Остротa сформованого тут дисбaлaнсa між низьким гидроэнергетическим потенциaлом і потужністю создaнных ГЕС делaет рaзвитие більш зaвисимым від добре відомих природних циклів. Кaскaд волзьких ГЕС проектировaлся нa основі дaнных зa влaжные 40-ві рр. У сухі 70-ті рр. води не хвaтaло, ГЕС не вырaбaтывaли проектованого количествa енергії. У влaжные 80-ті - 90-ті рр., нaоборот, нaблюдaлся надлишок води та ГЕС змушені були цілий рік здійснювати aвaрийные спуски. Грядущaя тепло-сухaя фaзa викликає ще більше різкий спaд продуктивності і скaчкообрaзный зростання зaгрязнений зa рахунок зниження рaзбaвления і ростa турбулентного перемешивaния в незaполненных водохрaнилищaх величезних мaсс зaгрязненного илa, обрaзовaвшихся зa роки скидів промислових стоків і смывa з полей.

ЕНЕРГІЯ СВІТОВОГО ОКЕАНУ У Світовому Океані приховані колосальні запаси енергії. Так, теплова (внутрішня) енергія, відповідна перегріву поверхневих вод океану по порівнянню з донними, скажімо, на 20 градусів, має величину порядку 10²⁶ Дж. Кінетична енергія океанських течій оцінюється величиною порядку 10¹⁸ Дж. Але що люди вміють використовувати лише незначні частки цієї енергії, та й ціною великих коштів і повільно окупающихся капіталовкладень, отже така енергетика досі здавалася малоперспективною. Проте те що дуже швидке виснаження запасів викопних палив (колись всього нафти і є), використання є при цьому пов’язані з істотним забрудненням довкілля (у тому числі ще й теплове «забруднення », і що загрожує кліматичними наслідками підвищення рівня атмосферної вуглекислоти), різка обмеженість запасів урану (енергетичне використання є при цьому породжує небезпечні радіоактивні відходи) і невизначеність як термінів, і екологічних наслідків промислового використання термоядерну енергію змушує вчених і інженерів зосередити всю більшої уваги пошукам можливостей рентабельною утилізації великих і нешкідливих джерел енергії але тільки перепадів рівня води у річках, а й сонячного тепла, вітру і у світовому океані. Широка громадськість, та й багато фахівців вагаються, що пошукові роботи з вилучення енергії з морів, і океанів придбали останніми роками у низці країн вже досить високі масштаби і їх перспективи стають дедалі більше обіцяючими. Океан таїть у собі кілька різних видів енергії: енергію припливів і відливів, океанських течій, термальну енергію, і др.

Энергия Припливів. Найочевиднішим способом використання океанській енергії представляється на будівництво припливних електростанцій (ПЕМ). З 1967 р. у гирлі річки Ранс у Франції на приливах заввишки до 13 метрів працює ПЕМ потужністю 240 тис. кВт з річним віддачею 540 тис. кВт*ч. Радянський інженер Бернштейн розробив зручний спосіб будівлі блоків ПЕМ, буксируемых на плаву в потрібні місця, і розрахував рентабельну процедуру включення ПЕМ в енергомережі під час їх максимальної навантаження споживачами. Його ідеї перевірені на ПЕМ, побудованої на 1968 року у Кислої Губі близько Мурманська; своєї черги чекає ПЕМ на 6 млн. кВт в Мезенском затоці на Баренцовому морі. У 1970;х роках ситуація у енергетиці змінилася. Щоразу, коли постачальники на Близькому Сході, у Африці й Америці піднімали нафтові ціни, енергія припливів ставала дедалі привабливішою, так як успішно конкурувала цінується з копалинами видами палива. Відразу після цим у Советском.

Союзі, Південній Кореї та Англії зріс інтерес до обрисам берегових ліній і можливостям створення них енергоустановок. У цих країнах стали всерйоз подумувати про використання енергії припливів хвиль і виділяти вартість наукові дослідження цій галузі, планувати їх. Бакени і маяки, використовують енергію хвиль, вже засіяли прибережні води Японії. Упродовж багатьох років бакени — свистки берегову охорону США діють завдяки хвильовим коливань. Сьогодні навряд чи існує прибережний район, де було б свою власну винахідника, працюючого створення устрою, котрий використовує енергію хвиль Починаючи з 1966 кілька років французьких міста цілком задовольняють свої потреби у електроенергії з допомогою енергії припливів і відпливів. Одержання Енергії За Рахунок Різниці Хімічного Состава.

Води У океані розчинене дуже багато солей. Чи може солоність бути використана, як генератор? Може. Велика концентрація солі в океані навела ряд дослідників Скриппского океанографического інституту в ЛаКолла (Каліфорнія) та інших центрів на думка про створення таких установок. Вони вважають, що з отримання великої кількості енергії цілком імовірно сконструювати батареї, у яких відбувалися б реакції між солоною і несоленой водою. Енергія Біомаси Океану У океані існує чудове середовище підтримки життя, у складі якої входять живильні речовини, солі та інші мінерали. Тут розчинений у питній воді кисень живить всіх морських тварин від найбільш маленьких аж до великих, від амеби до акули. Розчинений вуглекислий газ точно як і підтримує життя всіх морських рослин від одноклітинних диатомовых водоростей до що сягають висоти 200−300 футів (60−90 метрів) бурих водоростей. Морському біологу потрібно зробити лише крок уперед, щоб вийти з сприйняття океану як природної системи підтримки життя, до спробі розпочати на суворо науковій основі отримувати від цією системою енергію. При підтримці військово-морського флоту США у середині 1970;х років група спеціалістів у галузі дослідження океану, морських інженерів і водолазів створила першу у світі океанську енергетичну ферму на глибині 40 футів (12 метрів) під сонячної гладдю моря поблизу міста СанКлемент. Ферма була небольша, в суті своїй, усе було лише експериментом. На фермі вирощувалися гігантські каліфорнійські бурі водорості. На думку директора проекту доктора Говарда А. Уилкокса, співробітника Центр дослідження морських і океанських систем в Сан-Дієго (Каліфорнія), «до 50% енергії цих водоростей то, можливо перетворено на паливов природного газу метан (С2Н6). Океанські ферми майбутнього, вирощують бурі водорості площею приблизно 100 м 000 акрів (40 000 га), зможуть давати енергію, якої вистачить, щоб надалі повністю задовольнити потреби американського міста з лиця населенням 50 000 людина ».. Енергія Океанських Течій. Не недавно група учених океанологів звернула на той факт, що Гольфстрім несе свої води поблизу берегів Флориди зі швидкістю 5 миль за годину. Ідея використовувати цей потік гарячої води була дуже привабливою. Чи можливе? Чи зможуть гігантські турбіни і підводні пропелери, схожі на вітряки, генерувати електрику, отримуючи енергію з течій волі? «Зможуть «- таке в 1974 року був висновок Комітету Мак-Артура, що під егідою Національного управління з дослідженню океану та атмосфери в Маямі (Флорида).Общее думка задолючалось в тому, що трапляються певні проблеми, але вони можна вирішити у разі виділення асигнувань, оскільки «у проекті нічого немає такого, що перевищувало можливості сучасної інженерної і технологічного думки » .

Термальная Енергія Океану Значну увагу придбала «океанотермическая энергоконверсия «(ОТЭК), тобто. отримання електроенергії з допомогою різниці температур між поверхневими і засасываемыми насосом глибинними океанськими водами, наприклад під час використання у замкненому циклі турбіни таких легкоиспаряющихся рідин як пропан, фреон чи амоній. Температура води океану на різних роботах різна. Між тропіком Рака і тропіком Козерога поверхню води нагрівається до 82 градусів за Фаренгейтом (27 З). На глибині у 2000;му футів (600 метрів) температура падає до 35,36,37 чи 38 градусів за Фаренгейтом (2−3.5 З). Постає питання: є чи можливість вільно використовувати різницю температур щоб одержати енергії? Могла б теплова енергоустановка, пливуча під водою, виробляти електрику? Так, і може бути. У далекі 20-ті роки нашого століття Жорж Клод, обдарований, рішучий і дуже наполегливий французький фізик, вирішив досліджувати таку можливість. Вибравши ділянку океану поблизу берегів Куби, він таки після серії невдалих спроб отримати установку потужністю 22 кіловата. Це було великим науковим досягненням і віталося багатьма вченими. Використовуючи теплу воду лежить на поверхні і холодну на глибину та створивши відповідну технологію, ми маємо всім необхідними для електроенергії, запевняли прибічники використання теплової енергії океану. «За нашими оцінкам, в цих поверхневих водах є запаси енергії, які у 10 000 раз перевищують загальносвітову потребу у ньому ». «На жаль, — заперечували скептики, — Жорж Клод одержав у затоці Матансас всього 22 кіловата електроенергії. Дало це прибуток? «Не дало, оскільки, щоб отримати ці 22 кіловата, Клоду довелося затратити 80 кіловат працювати своїх насосів. Сьогодні професор Скриппского інституту океанографії Джон Исаакс робить обчислення більш акуратно. За оцінками, сучасну технологію дозволить створювати енергоустановки, використовують для електрики різницю температурах океані, які б у два рази більше, ніж загальносвітове споживання нині. Це буде електроенергія, вироблена електростанцією, перетворюючої термальну енергію океану (ОТЕС). Звісно, це — прогноз підбадьорливий, але якщо він виправдається, результати не допоможуть вирішенню світових енергетичних проблем.

Внутренняя Енергія Молекул Води Звісно, доступом до запасам електроенергії ОТЕС надає чудові можливості, але (по крайнього заходу поки) електрику не піднімає стільчак у небо літаки, нічого очікувати рухати легкові і вантажні автомобілі та автобуси, не поведе кораблі через моря. Проте літаки і легковики, автобуси і можуть наводитися в рух газом, що можна отримувати від води, тож якусь-там вод-те в морях досить. З цього газу — водень, і може використовуватися як пальне. Воденьодне з найбільш поширених елементів у Всесвіті. У океані його у кожної краплі води. Пам’ятаєте формулу води? Формула HOH отже, що молекула води і двох атомів водню і самого атома кисню. Витягнутий з води водень можна спалювати як паливо і використовувати як у тому, щоб спонукати різні транспортні засоби, але й отримання електроенергії. Дедалі більше хіміків і інженерів з ентузіазмом належить до «водневої енергетиці «майбутнього, оскільки отриманий водень досить зручно зберігати: як стиснутого газу танкерах чи скрапленому вигляді у кріогенних контейнерах за нормальної температури 423 градуси за Фаренгейтом (-203 З). Його можна зберігати й у твердому вигляді після з'єднання з железо-титановым сплавом чи з на магній для освіти металевих гідридів. Після цього їхні можна легко транспортувати і використовувати за необхідності. Ще 1847 року французький письменник Жуль Верн, який випередив свого часу, передбачав виникнення такий водневої економіки. У книжці «Таємничий острів «він передбачав, у майбутньому люди навчаться використовувати води ролі джерела щоб одержати палива. «Вода, — писав Пауль, — представить невичерпні запаси тепла і світла ». Після Жуля Верна було відкрито методи вилучення водню із води. Одне з найперспективніших їх — електроліз води. (Через воду пропускається електричний струм, в результаті чого відбувається хімічний розпад. Звільняються водень і кисень, а рідина зникає.) У 60-ті роки спеціалістам із НАСА вдалося настільки успішно здійснити процес електролізу води та настільки ефективно збирати вивільнюваний водень, що отримуваний таким чином водень використовувався під час польотів за програмою «Аполлон » .

*************************************************** Отже, в океані, що становить 71 відсоток поверхні планети, потенційно існують різні види енергії - енергія хвиль і припливів; енергія хімічних зв’язків газів, поживних речовин, солей і інших мінералів; прихована енергія водню, що у молекулах води; енергія течій, спокійно і нескінченно рухомих у різних частинах океану; дивовижна за запасами енергія, що можна отримувати, використовуючи різницю температур води океану лежить на поверхні й у глибині, і можна перетворити на стандартні є екологічно безпечними. Такі кількості енергії, розмаїття її форм гарантують, у майбутньому людство нічого очікувати відчувати у ній нестачі. У той самий час немає необхідності залежати від однієї - двох основні джерела енергії, якими, наприклад, є давно які використовуються копалини є екологічно безпечними та створення ядерної пального, методи отримання якого було розроблено недавно. Понад те, в мільйонах прибережних сіл і селищ, які мають зараз доступу до энергосистемам, буде тоді можливо поліпшити життєві умови людей. Жителі тих місць, де на кількох море буває сильне хвилювання, зможуть конструювати і використовувати установки для перетворення хвиль. Живучи поблизу вузьких прибережних заток, куди під час припливів із ревінням вривається вода, зможуть використати цю енергію. Всім інших людей енергія океану у відкритому водному просторі змінюватиметься в метан, водень чи електрику, та був передаватися на суходіл кабелем чи кораблях. І ось усе цю енергію таїться в океані споконвіку. Не використовуючи її, ми цим її просто марнуємо. Зрозуміло, важко навіть уявити перехід від такої звичних, традиційних видів палива — вугілля, нафти і газу — до незнайомим, альтернативним методам отримання енергії. Різниця температур? Водень, металеві гидриды, енергетичні ферми в океані? Багатьом це як наукова фантастика. І, тим щонайменше як і раніше що вилучення енергії океану перебувають у стадії експериментів та інформаційний процес обмежений і коштує дорого, факт залишається фактом, що в міру розвитку науково-технічного прогресу енергія у майбутньому може у значною мірою добуватися з моря. Коли — залежить від цього, як швидко ці процеси стануть досить дешевими. У остаточному підсумку справа упирається над можливість вилучення з океану енергії у різних формах, а вартість такого вилучення, яка визначить, як швидко розвиватиметься той чи інший спосіб видобутку Коли б час не настало, перехід для використання енергії океану принесе подвійну користь: заощадить громадські кошти й зробить більш життєздатною третю планету Сонячної системи — нашу Землю. Вперше удару громадському кишені був нанесений в 1973 року підйомом ціни копалини є екологічно безпечними. Особливо зросли нафтові ціни — основний вид палива на XX столітті, вживаний у промисловості, сільське господарство, опалювання. Після цього сталося підвищення рівня інфляції, а оскільки наукові дослідження й експерименти теж вимагають асигнувань, пошуки нових видів палива підвищила ціни ще вищий. Копалини є екологічно безпечними виснажуються, змушені їх заощаджувати і енергозабезпечення з допомогою будівництва ядерних реакторів, які прагнуть значних на неї і викликають побоювання в людей, які живуть поблизу. Звісно, енергоспоживання знизиться, якщо ощадливішими. У, населення яких складає 5,3% від населення світу і використовується 35% всіх видів викопного палива й гидроэлектроэнергии світу, споживання то, можливо легко снижено до 30 — 32%, або навіть до 25%. Є навіть думка, що у справедливості Сполучені Штати повинні знизити споживання до 5,3%. Економіка, проте, лише один бік справи. Друга належить до країн мерехтливим, які намагаються досягти рівень життя промислово розвинутих країн, що визначається використанням великої кількості енергії. Сьогодні народи Азії, Африки і Латинська Америка прагнуть вийти з суспільства, у якому використовують у основному фізична праця, до суспільства з розвиненою індустрією. А щоб задовольнити потреба у рівноправною розподілі дешевої енергії між країнами, знадобиться таке її кількість, яке, можливо, в тисячі разів перевищить сьогоднішній рівень споживання, і біосфера не чи впорається з забрудненням, викликуваним використанням звичайних видів палива. Проте президент Інституту досліджень, у області електроенергії у Пало Альто (Каліфорнія) Чонси Старр вважає: «Слід визнати, мирова споживання розвиватиметься саме тут напрямку і буде настільки швидким, щойно дозволять політичні, економічно-технічні чинники ». Оскільки змагання за володіння истощающимися видами палива загострюється, витрата громадських коштів зростатиме. Зростання цей продовжиться, оскільки необхідно боротися з забрудненням повітря та води, теплотою, выделяющейся при згорянні копалин видів палива. Але чи варто хвилюватися у пошуках нових джерел викопного палива? Навіщо дискутувати в питанні про будівництві ядерних реакторів? Океан наповнений енергією, чистої, безпечної експлуатації і невичерпної. Вона там, в океані, тільки і чекає вивільнення. І це — перевагу номер один. Друге перевагу у тому, що використання енергії океану дозволить Землі бути, у подальшому населеної планетою. Можна скористатися іншим варіантом, яка передбачає збільшення використання органічних і ядерних видів палива. Це здумці деяких спеціалістів, можуть призвести до катастрофи: у повітря стане виділятися дуже велике кількість вуглекислого газу та теплоти, що загрожує смертельної небезпекою людству. «Дарма, — посміхаються скептики. — Ми постійно удосконалюємо повітряні фільтри і очисні споруди. Ще рік-два — і фабричні димові труби випускатимуть практично чисте повітря. Хіба ми очищаємо вихлопні гази автомобілів? Незабаром взагалі забудете, що таке пари двоокису сірки. «Проте вуглекислий на газ і теплота, виділені у повітря димовими трубами фабрик й інших підприємств, котрий іноді великими багатоквартирними комплексами, що використовують копалини є екологічно безпечними, вселяють велике занепокоєння. Але хто помітить, що у повітрі побільшало вуглекислого газу? Він безбарвним і немає запаху. Він пузириться в прохолоджувальних напоях. Хто це помітить поступове, повільне підвищення атмосферної температури Землі однією, двоє чи троє градуси за Фаренгейтом? Помітить планета, коли вуглекислий газ кілька днів обкутає її подібно ковдрі, яке перестане пропускати надлишкове тепло до космосу. Жак Кусто, піонер освоєння і дослідження океану, вважає: «Коли концентрація вуглекислого газу досягне певного рівня, ми опинимося начебто в парнику ». Це означає, що теплота, що виділятимуться Землею, буде затримуватися під шаром стратосфери. Накапливающееся тепло підвищить загальну температуру. А збільшення його навіть у один, двоє чи троє градуси по Фаренгейту призведе до таненню льодовиків. Мільйони тонн растаявшего льоду піднімуть рівень морів на 60 метрів. Міста узбережжя й у долинах великих річок виявляться затопленими. За таким питання, як і з багатьом іншим, вчені розділилися на два табору. У першому таборі вважають, що утолщающееся ковдру вуглекислого газу викликає підвищення і призведе до таненню льодовиків, тобто, з визначення доктора Говарда Уилкокса, перетворити Землю в парник. Прибічники іншого табору вважають, що таке саме ковдру буде перепиняти шлях теплу, випромінюваному сонцем, що станеться причиною наступу нової доби зледеніння. Отже, що саме людство має робити? Чи будемо ми виснажувати залишки викопного палива, будувати дедалі більше ядерних реакторів, ризикуючи змінити температуру атмосфери, або ж звернімося океану — джерелу невичерпної енергії - і шукати засіб вилучення цієї енергії задля досягнення нашої мети — ось у чому полягає питання. Не побажав об'єднатися в 21 століття ученые-океанологи закликають припинити порожні дискусії відмовитися від сподівання, що «технологічне розвиток дозволить всі проблеми на суші «. Вони хочуть звернути увагу до океан, який заряджається енергією позаземного походження, енергією доступною, не забруднюючої навколишнє середовище і поновлюваної. При сучасних темпах науково-технічного прогресу суттєві зрушення в океанській енергетиці мають відбутися най-ближчими десятиліттями. Океан наповнений позаземної енергією, яка вступає у нього з космосу. Вона доступна і безпечна, і забруднює довкілля, невичерпна і вільна. З космосу надходить енергія Сонця. Вона нагріває повітря і утворить вітри, викликають хвилі. Вона нагріває океан, який накопичує теплову енергію. Вона спричиняє рух течії, які у той час змінюють свій напрям під впливом обертання Землі. З космосу само чинить енергія сонячного і місячного тяжіння. вона є двигуном системи Земля — Місяць і припливи і відливи. Океан — це пласке, мертве водне простір, а величезна комора неспокійною енергії. Тут плещуть хвилі, народжуються припливи і відпливи, перетинаються течії, і всі наповнений енергією. Деякі з океанських енергетичних установок може бути реалізовані, та мріяв стати рентабельними вже у час. Разом про те можна очікувати, що творчий ентузіазм, мистецтво винахідливість научно-инженерных працівників поліпшити існуючі режими та створять нові перспективи для промислового використання енергетичних ресурсів Світового океана.

ЕНЕРГІЯ БІОМАСИ До біомасу, крім вищезазначених водоростей, можна також ознайомитися віднести і продукти життєдіяльності свійських тварин. Так, 16 січня 1998 року у газеті «Санкт Петербурзькі Відомості» була надруковано статтю, під назвою «Електрика… з курячого помёта» де йшлося у тому, що яка перебуває у фінському місті Тампере дочірня фірма міжнародного норвезького суднобудівного концерну Kvaerner прагнуть отримати підтримку ЄС спорудження у британському Нортхэмптоне електростанції, діючої… на курячому позначці. Проект входить у програму EС Thermie, що передбачає розвиток нових, нетрадиційних, джерел енергії і методів заощадження енергетичних ресурсів. Комісія ЄС розподілила 13 січня 140 млн ЕКЮ серед 134 проектів. Спроектована фінської фірмою силову установку спалюватиме в топках 120 тисяч тонн курячого посліду на рік, виробляючи 75 млн кіловатгодин энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Протягом часу існування нашої цивілізації багаторазово відбувалася зміна традиційних джерел енергії налаштувалася на нові, досконаліші. Не тому, що старий джерело вичерпався. Сонце світило і обігрівало людини завжди: і тих щонайменше якось люди приручили вогонь, почали палити деревину. Потім деревина поступилося місцем цегловому вугіллю. Запаси деревини здавалися безмежними, але парові машини вимагали більш калорийного «корми ». Але це був лише етап. Вугілля невдовзі поступається своїм лідерством на енергетичному ринку нафти. І ось новий виток: в наші дні провідними видами палива наразі залишаються нафта та природний газ. Але кожним новим кубометром газу чи тонною нафти йти дедалі більше північ або схід, зариватися дедалі глибше в землю. Не дивно, що нафта й газ будуть із кожним роком коштувати нас увесь дорожче. Заміна? Потрібен новий лідер енергетики. Їм, безсумнівно, стануть ядерні джерела. Запаси урану, якщо, скажімо, порівнювати його з запасами вугілля, начебто немає так уже й великі. Зате на одиницю ваги він містить у собі енергії мільйони разів більше, ніж вугілля. А результат такий: і при отриманні електроенергії на АЕС, потрібно затратити, вважається, на 100 тисяч разів менше та праці, аніж за добуванні енергії з вугілля. І ядерна пальне приходять зміну нафти і вугіллю… Завжди можна було так: наступний генератор був і потужнішим. Те була, якщо можна висловитися, «войовнича «лінія енергетики. У «гонитві за надлишком енергії людина весь глибше занурювався в стихійний світ природних явищ і по якийсь пори невідь що замислював наслідки своїх справ України та вчинків Але часи змінилися. Зараз, наприкінці 20 століття, починається новий, значний етап земної енергетики. З’явилася енергетика «щадна ». Побудована те щоб людина не рубав гілку, де вона сидить. Піклувався про охорону вже сильно пошкодженій біосфери Безсумнівно, у майбутньому паралельно з лінією інтенсивному розвиткові енергетики отримають широкі права громадянства і лінія екстенсивна: розосереджені джерела дуже великої потужності, проте з високим ККД, екологічно чисті, зручні у спілкуванні. Яскравий прикладшвидкий старт електрохімічної енергетики, яку пізніше, певне, доповнить енергетика сонячна. Енергетика нас дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає в себе всі найновітніші ідей, винаходи, досягнення науки. І це зрозуміло: енергетика пов’язана буквально зі Усім, і Усі прагне енергетиці, залежить від нього. Тому энергохимия, воднева енергетика, космічні електростанції, енергія, запечатана в антивеществе, кварках, «чорні діри », вакуумі, -це лише найяскравіші віхи, штрихи, окремі рисочки того сценарію, який пишеться очах і що можна назвати Завтрашнім Днем Енергетики. Лабіринти енергетики. Таємничі переходи, вузькі, звивисті стежки. Повні загадок, перешкод, несподіваних осяянь, криків суму чи поразок, кліків радість і перемог. Тернистий, непростий, непрям енергетичний шлях людства. Але ми віримо, що ми шляху до Ері Енергетичного Достатку і що це перепони, перепони і труднощі будуть подолані. Розповідь про енергії то, можливо нескінченний, незлічимі альтернативні форми її використання за умови, що ми повинні розробити при цьому ефективні й економічні методи. Байдуже, яка ваша думка про потреби енергетики, про джерела енергії, його якості аж, і собівартості. Нам, очевидно. варто лише погодитися, що сказав учений мудрець, ім'я якого невідомо: «Ні простих рішень, є лише розумний вибір » .

Литература

В. Володин, П. Хазановский «Енергія, століття двадцять перше » .

А.Голдин «Океани енергії «. К. С. Юдасин «Енергетика: проблеми освіти й надії «. «Санкт-петербургские відомості» No 08(1682) від 16.01.1998.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Конструкція перетворювача термальної енергії океана.

По конструкції система замкнутого циклу проста. Насоси здійснюють циркуляцію робочої рідини (рідкий пропан, фреон чи аміак) через складові електростанції - компресори, труби тощо. Спочатку робоча рідина потрапляє у камеру кипіння. Тут, нагріваючись від теплою океанській води, перетворюється на газ. Газ рухається в турбогенератор, обертає його й виробляє електричний струм. Проте відпрацьований газ не видаляється з установки. Після проходження через турбогенератор він у конденсатор, де вони вбирають і сжижается. Потім, вже знову на рідкому стані, робоча рідина знову накачується до камери кипіння, та циклу повторюється. Він переривається лише тоді, коли електростанція припиняє своєї діяльності через ремонтних чи періодичних профілактичних робіт. Енергетичні ферми в океане.

Бурі водорості віддавна відомі як корисні рослини. Вони використовувалися на приготування прованського оливи й були інгредієнтами у виробництві пластмас, фарб, картону, зубної пасти і живильним суміші тваринам. Не недавно бурі водорості стали залучати ученых-океанологов як джерело отримання метану. «Ми можемо посадити бурі водорості на океанських енергетичних фермах, культивувати їх, збирати врожай і перетворювати запасену у яких енергію в метан. Як відомо бурі водорості ростуть на мілководді. Для імітації дна довелося звести великий пліт, завантажити на глибину 12 метрів, покрити його мережею поліпропіленових тросів і не прикріпити довгими канатами до дну океану, що знаходиться значно глибша. Для вирощування на енергетичної фермі був обраний вид бурих водоростей — Macrocystis pyriefa (Макроцистис грушоподібний). Це найбільший за величиною вид бурих водоростей, вырастающий в океані до висоти, чим суші досягають лише гігантські секвої. Щойно молоде рослина закріпиться дно якої, то воно починає зростати вгору, до світла. Коли її сягає поверхні води, його коричневі галузі стрічками стеляться по сонячної поверхні моря. У це-те гілках й відбувається перетворення сонячної енергії в хімічну у процесі фотосинтезу. Комбінована установка з перетворення енергії хвиль і вітру Конструкція даної установки і двох частин: резервуара і похилій площині. Коли схил міститься у море, хвилі, набігаючи її у перекочуються і потрапляють у резервуар. Попри простоту конструкції установка генерує значну кількість електроенергії. Навіть у дні, коли висота хвиль сягає двох метрів, а швидкість вітру 25 км/год, установка може виробляти 1.5 мегавати. Волновітряні перетворювачі можуть також бути змонтовані на сталевих каркасах, що є на причалі як хвилеломівэлектропроизводителей. Обчислення показують, що п’ятнадцять таких таких каркасів, кожен по 100 метрів довжиною, зможуть забезпечувати электри-чеством населений пункт з двадцатитысячным населенням. У цьому потік енергії буде постійним, оскільки похилі площині будуть автоматично підлаштовуватися під висоту хвиль, а каркаси хвилеломів повертатися, орієнтуючись в напрямі вітру і хвиль. Фахівці розраховують створити працюючу енергосистему такого комбінованого типу. Технологія її проста, недорога і геть реальна. Необхідні капіталовкладення невеликі, хвилі і вітри безплатні. Пристрій сонячної теплової електростанції Гелиостаты (дзеркальні модулі) відстежують становище Сонця і відбивають його промені на колектор сонячного випромінювання. Останній вустанавливается на колектор і нагріває теплоносій. Подальша передача теплової енергії від колектора до электрогенератору іде за рахунок схемою, використовуваної звичайному ТЕС. Цей метод «збирання «сонячного излу-чения, тобто. підвищення інтенсивності у сотні разів, технічно найбільш перспективний. На малюнку вказані деякі параметри досвідченої промислової РТЕС пікової електричної мощностью2 МВт, проект якої розроблений у Франції. Перетворювач енергії хвиль, ректифікатор Рассела.

Ця установка регулює рух води що вона надходить на турбіну тільки з одного боку. Кілька резервуарів закріплені на якорях у відкритому морі, у своїй окремі перебувають над, і деякі - під поверхнею води. Між верхніми і нижніми резервуарами розташований турбогенератор.

Хвилі наганяють води верхні резервуари. Звідти вона (через неповернуті клапани) стікає вниз, спричиняє рух турбогенератор, виробляючи цим електрика і виливається наружу.