Alternativna energija budućnosti. Obećavajući izvori energije Kako ja vidim energiju budućnosti

Nije tajna da su resursi koje čovječanstvo koristi danas ograničeni, štoviše, njihovo daljnje vađenje i korištenje može dovesti ne samo do energetske, već i do ekološke katastrofe. Resursi koje čovječanstvo tradicionalno koristi – ugalj, plin i nafta – nestaće za nekoliko decenija, a mjere se moraju poduzeti sada, u naše vrijeme. Naravno, možemo se nadati da ćemo ponovo pronaći neko bogato ležište, kao što je to bilo u prvoj polovini prošlog veka, ali naučnici su sigurni da tako velika ležišta više ne postoje. Ali u svakom slučaju, čak i otkrivanje novih nalazišta samo će odgoditi neizbježno, potrebno je pronaći načine za proizvodnju alternativne energije, te prijeći na obnovljive izvore kao što su vjetar, sunce, geotermalna energija, energija protoka vode i dr. uz to je potrebno nastaviti razvoj tehnologija za uštedu energije.

U ovom članku ćemo razmotriti neke od najperspektivnijih, po mišljenju modernih naučnika, ideja na kojima će se graditi energija budućnosti.

solarne stanice

Ljudi su se dugo pitali da li je moguće zagrijati vodu pod suncem, osušiti odjeću i grnčariju prije slanja u pećnicu, ali ove metode se ne mogu nazvati efikasnim. Prvo tehnička sredstva, pretvarajući sunčevu energiju, pojavio se u 18. veku. Francuski naučnik J. Buffon pokazao je eksperiment u kojem je uspio da zapali suvo drvo uz pomoć velikog konkavnog ogledala po vedrom vremenu sa udaljenosti od oko 70 metara. Njegov sunarodnik, poznati naučnik A. Lavoisier, koristio je sočiva da koncentriše energiju sunca, a u Engleskoj su napravili bikonveksno staklo, koje je, fokusirajući sunčeve zrake, za samo nekoliko minuta topilo liveno gvožđe.

Prirodnjaci su proveli mnoge eksperimente koji su dokazali da je sunce na zemlji moguće. Međutim, solarna baterija koja bi pretvarala sunčevu energiju u mehaničku pojavila se relativno nedavno, 1953. godine. Napravili su ga naučnici američke Nacionalne svemirske agencije. Već 1959. godine solarna baterija je prvi put korištena za opremanje svemirskog satelita.

Možda su već tada, shvativši da su takve baterije mnogo efikasnije u svemiru, naučnici došli na ideju da ​stvore svemirske solarne stanice, jer za sat vremena Sunce proizvede onoliko energije koliko cijelo čovječanstvo ne potroši u jednom godine, pa zašto ga ne iskoristiti? Šta će biti solarna energija budućnosti?

S jedne strane, čini se da je korištenje solarne energije idealna opcija. Međutim, cijena ogromne svemirske solarne stanice je vrlo visoka, a osim toga, bit će skupa za rad. S vremenom, kada se budu uvodile nove tehnologije za dopremanje tereta u svemir, kao i novi materijali, realizacija ovakvog projekta će postati moguća, ali za sada možemo koristiti samo relativno male baterije na površini planete. Mnogi će reći da je i ovo dobro. Da, to je moguće u privatnoj kući, ali za opskrbu energijom velikih gradova, potrebno vam je ili puno solarnih panela, ili tehnologija koja će ih učiniti efikasnijim.

Ekonomska strana pitanja je također prisutna ovdje: svaki budžet će jako patiti ako mu se povjeri zadatak pretvaranja cijelog grada (ili cijele zemlje) u solarne panele. Čini se da je moguće prisiliti stanovnike grada da plate neke iznose za preopremanje, ali u ovom slučaju će biti nezadovoljni, jer da su ljudi spremni na takve troškove, odavno bi to sami učinili: svi imaju mogućnost kupovine solarne baterije.

Postoji još jedan paradoks u vezi sa solarnom energijom: troškovi proizvodnje. Direktno pretvaranje solarne energije u električnu nije najefikasnija stvar. Do sada nije pronađen bolji način od korištenja sunčevih zraka za zagrijavanje vode, koja, pretvarajući se u paru, zauzvrat rotira dinamo. U ovom slučaju gubitak energije je minimalan. Čovječanstvo želi da koristi "zelene" solarne panele i solarne stanice za očuvanje resursa na zemlji, ali bi takav projekat zahtijevao ogromnu količinu istih resursa, i "ne-zelene" energije. Na primjer, u Francuskoj je nedavno izgrađena solarna elektrana, koja pokriva površinu od oko dva kvadratna kilometra. Cijena izgradnje iznosila je oko 110 miliona eura, ne uključujući operativne troškove. Uz sve ovo, treba imati na umu da je vijek trajanja takvih mehanizama oko 25 godina.

Vjetar

Energiju vjetra ljudi su također koristili od antike, a najjednostavniji primjer su jedrenje i vjetrenjače. Vjetrenjače su i danas u upotrebi, posebno u područjima sa stalnim vjetrovima, kao što je na obali. Naučnici neprestano iznose ideje kako nadograditi postojeće uređaje za pretvaranje energije vjetra, a jedna od njih su vjetroturbine u obliku letećih turbina. Zbog stalne rotacije, mogli su da "vise" u vazduhu na udaljenosti od nekoliko stotina metara od tla, gde je vetar jak i konstantan. To bi pomoglo u elektrifikaciji ruralnih područja u kojima nije moguća upotreba standardnih vjetrenjača. Osim toga, takve velike turbine bi mogle biti opremljene internet modulima, uz pomoć kojih bi se ljudima omogućio pristup World Wide Webu.

Plima i talasi

Procvat solarne energije i energije vjetra postepeno jenjava, a druga prirodna energija je privukla interesovanje istraživača. Više obećavajuće je korištenje oseka i oseka. Već oko stotinu kompanija širom svijeta bavi se ovom problematikom, a postoji nekoliko projekata koji su dokazali efikasnost ovog načina proizvodnje električne energije. Prednost u odnosu na solarnu energiju je u tome što su gubici prilikom prijenosa jedne energije na drugu minimalni: plimni val rotira ogromnu turbinu, koja proizvodi električnu energiju.

Projekat Oyster je ideja da se na dnu okeana ugradi ventil sa šarkama koji će dopremati vodu do obale, čime se vrti jednostavna hidroelektrična turbina. Samo jedna takva instalacija mogla bi obezbijediti struju za mali mikrookrug.

Plimni valovi se već uspješno koriste u Australiji: u gradu Perthu postavljena su postrojenja za desalinizaciju koja rade na ovu vrstu energije. Njihov rad omogućava da oko pola miliona ljudi snabde svežom vodom. U ovoj grani proizvodnje energije mogu se kombinovati i prirodna energija i industrija.

Upotreba je nešto drugačija od tehnologija koje smo navikli viđati u riječnim hidroelektranama. Hidroelektrane često štete okolišu: susjedne teritorije su poplavljene, ekosistem je uništen, ali stanice koje rade na plimnim talasima su mnogo sigurnije u tom pogledu.

ljudska energija

Jedan od najfantastičnijih projekata na našoj listi je korištenje energije živih ljudi. Zvuči zapanjujuće, pa čak i pomalo zastrašujuće, ali nije sve tako strašno. Naučnici njeguju ideju kako koristiti mehaničku energiju kretanja. Ovi projekti su o mikroelektronici i nanotehnologijama sa malom potrošnjom energije. Iako zvuči kao utopija, realnih pomaka nema, ali ideja je veoma zanimljiva i ne napušta umove naučnika. Slažete se, uređaji koji će, poput satova s ​​automatskim namotavanjem, biti vrlo zgodni, punit će se prevlačenjem prsta preko senzora ili jednostavnim klaćenjem tableta ili telefona u torbi dok hodate. Da ne govorimo o odjeći koja bi, ispunjena raznim mikrouređajima, mogla pretvoriti energiju ljudskog kretanja u električnu energiju.

Na Berkeleyu, u Lawrenceovoj laboratoriji, na primjer, naučnici su pokušali implementirati ideju korištenja virusa za pritisak struje. Postoje i mali mehanizmi pokretani pokretom, ali do sada takva tehnologija nije puštena u promet. Da, globalna energetska kriza se ne može nositi na ovaj način: koliko će ljudi morati da „trguje“ da bi cela fabrika radila? Ali kao jedna od mjera koje se koriste u kombinaciji, teorija je prilično održiva.

Takve tehnologije će biti posebno efikasne na teško dostupnim mjestima, na polarnim stanicama, u planinama i tajgi, među putnicima i turistima koji nemaju uvijek priliku da pune svoje uređaje, ali je važno ostati u kontaktu, posebno ako grupa je u kritičnoj situaciji. Koliko bi se moglo spriječiti da ljudi uvijek imaju pouzdan komunikacioni uređaj koji ne zavisi od "utikača".

Vodikove gorive ćelije

Možda je svaki vlasnik automobila, gledajući indikator količine benzina koja se približava nuli, pomislio kako bi bilo sjajno da automobil radi na vodi. Ali sada su njegovi atomi došli u fokus naučnika kao stvarni energetski objekti. Činjenica je da čestice vodika - najčešćeg plina u svemiru - sadrže ogromnu količinu energije. Štaviše, motor sagoreva ovaj gas praktično bez nusproizvoda, odnosno dobijamo veoma ekološki prihvatljivo gorivo.

Vodonik se napaja nekim modulima ISS-a i šatlovima, ali na Zemlji postoji uglavnom u obliku jedinjenja kao što je voda. Osamdesetih godina u Rusiji je došlo do razvoja aviona koji su koristili vodonik kao gorivo, te su tehnologije čak stavljene u praksu, a eksperimentalni modeli su dokazali svoju efikasnost. Kada se vodonik odvoji, prelazi u specijalnu gorivnu ćeliju, nakon čega se može direktno proizvoditi električna energija. Ovo nije energija budućnosti, ovo je već realnost. Slični automobili se već proizvode i to u prilično velikim serijama. Honda je, kako bi naglasila svestranost izvora energije i automobila u cjelini, provela eksperiment uslijed kojeg je automobil spojen na električnu kućnu mrežu, ali ne kako bi se napunio. Automobil može osigurati energiju privatnoj kući nekoliko dana ili voziti skoro petsto kilometara bez dopunjavanja goriva.

Jedini nedostatak takvog izvora energije u ovom trenutku je relativno visoka cijena takvih ekološki prihvatljivih automobila i, naravno, prilično mali broj hidrogenskih stanica, ali je njihova izgradnja već planirana u mnogim zemljama. Na primjer, Njemačka već ima plan za postavljanje 100 benzinskih stanica do 2017. godine.

Toplina zemlje

Transformacija toplotne energije u električnu je suština geotermalne energije. U nekim zemljama gdje je teško koristiti druge industrije, koristi se prilično široko. Na primjer, na Filipinima 27% električne energije dolazi iz geotermalnih postrojenja, dok je na Islandu ta brojka oko 30%. Suština ove metode proizvodnje energije je prilično jednostavna, mehanizam je sličan jednostavnom parnom stroju. Prije navodnog "jezera" magme potrebno je izbušiti bunar kroz koji se dovodi voda. U kontaktu sa vrelom magmom, voda se trenutno pretvara u paru. Uzdiže se tamo gdje vrti mehaničku turbinu, stvarajući tako električnu energiju.

Budućnost geotermalne energije je u pronalaženju velikih "skladišta" magme. Na primjer, na spomenutom Islandu su uspjeli: vruća magma je u djeliću sekunde svu ispumpanu vodu pretvorila u paru na temperaturi od oko 450 stepeni Celzijusa, što je apsolutni rekord. Ovakva para visokog pritiska može povećati efikasnost geotermalne stanice za nekoliko puta, što može postati poticaj za razvoj geotermalne energije u cijelom svijetu, posebno u područjima zasićenim vulkanima i termalnim izvorima.

Upotreba nuklearnog otpada

Nuklearna energija je svojevremeno napravila potres. Tako je bilo sve dok ljudi nisu shvatili opasnost od ovog energetskog sektora. Nesreće su moguće, niko nije imun od ovakvih slučajeva, ali su vrlo rijetki, ali radioaktivni otpad se stalno pojavljuje i donedavno naučnici nisu mogli riješiti ovaj problem. Činjenica je da uranijumske šipke, tradicionalno "gorivo" nuklearnih elektrana, može koristiti samo 5%. Nakon obrade ovog malog dijela, cijeli štap se šalje na "deponiju".

Ranije je korištena tehnologija u kojoj su štapovi bili uronjeni u vodu, koja usporava neutrone, održavajući stabilnu reakciju. Sada se umjesto vode koristi tečni natrijum. Ova zamjena omogućava ne samo korištenje cjelokupne količine uranijuma, već i preradu desetina hiljada tona radioaktivnog otpada.

Osloboditi planet nuklearnog otpada je važno, ali postoji jedno "ali" u samoj tehnologiji. Uranijum je resurs, a njegove rezerve na Zemlji su ograničene. U slučaju da se cijela planeta prebaci isključivo na energiju dobivenu iz nuklearnih elektrana (na primjer, u Sjedinjenim Državama nuklearne elektrane proizvode samo 20% sve potrošene električne energije), rezerve uranijuma će se prilično brzo iscrpiti, a to će ponovo dovesti čovečanstvo na prag energetske krize, pa je nuklearna energija, iako modernizovana, samo privremena mera.

biljno gorivo

Čak je i Henri Ford, koji je stvorio svoj "Model T", očekivao da će on već raditi na biogorivo. Međutim, tada su otkrivena nova naftna polja, a potreba za alternativnim izvorima energije nestala je na nekoliko decenija, ali sada se ponovo vraća.

U proteklih petnaest godina, upotreba biljnih goriva kao što su etanol i biodizel se nekoliko puta povećala. Koriste se kao samostalni izvori energije, te kao aditivi za benzin. Prije nekog vremena nade su se polagale u posebnu kulturu prosa, nazvanu "kanola". Potpuno je neprikladan za ishranu ljudi i stoke, ali ima visok sadržaj ulja. Od ovog ulja počeli su proizvoditi "biodizel". Ali ovaj usev će zauzeti previše prostora ako pokušate da ga uzgajate dovoljno da obezbedi gorivo za barem deo planete.

Sada naučnici govore o upotrebi algi. Njihov sadržaj ulja je oko 50%, što će olakšati vađenje ulja, a otpad se može pretvoriti u gnojiva, na osnovu kojih će se uzgajati nove alge. Ideja se smatra zanimljivom, ali njena održivost još nije dokazana: objavljivanje uspješnih eksperimenata u ovoj oblasti još nije objavljeno.

Termonuklearna fuzija

Buduća energija svijeta, prema mišljenju savremenih naučnika, nemoguća je bez tehnologije, a ovo je trenutno najperspektivniji razvoj u koji se već ulažu milijarde dolara.

Energija fisije se koristi. Opasno je jer prijeti nekontrolirana reakcija koja će uništiti reaktor i dovesti do oslobađanja ogromne količine radioaktivnih tvari: možda se svi sjećaju nesreće u nuklearnoj elektrani Černobil.

Reakcije fuzije, kao što naziv implicira, koriste energiju koja se oslobađa kada se atomi stapaju. Kao rezultat toga, za razliku od atomske fisije, ne nastaje radioaktivni otpad.

Glavni problem je što se kao rezultat termonuklearne fuzije formira supstanca koja ima tako visoku temperaturu da može uništiti cijeli reaktor.

Budućnost je stvarnost. A fantazije su ovdje neprikladne, u ovom trenutku u Francuskoj je već počela izgradnja reaktora. Nekoliko milijardi dolara uloženo je u pilot projekat koji finansiraju mnoge zemlje, među kojima su, pored EU, Kina i Japan, SAD, Rusija i druge. Prvobitno je planirano da prvi eksperimenti budu pokrenuti već 2016. godine, ali su kalkulacije pokazale da je budžet premali (umjesto 5 milijardi, trebalo je 19), a lansiranje je odgođeno za još 9 godina. Možda ćemo za nekoliko godina vidjeti za šta je termonuklearna energija sposobna.

Problemi sadašnjosti i mogućnosti za budućnost

Ne samo naučnici, već i pisci naučne fantastike daju mnogo ideja za implementaciju tehnologije budućnosti u energetici, ali se svi slažu da do sada nijedna od predloženih opcija ne može u potpunosti zadovoljiti sve potrebe naše civilizacije. Na primjer, ako svi automobili u Sjedinjenim Državama rade na biogorivo, polja uljane repice bi morala pokriti površinu koja je jednaka polovini cijele zemlje, ne uzimajući u obzir činjenicu da u Sjedinjenim Državama nema toliko zemljišta pogodnog za poljoprivredu. Štaviše, do sada su sve metode proizvodnje alternativne energije skupe. Možda se svaki obični stanovnik grada slaže da je važno koristiti ekološki prihvatljive, obnovljive resurse, ali ne kada im se kaže kolika je cijena takve tranzicije u ovom trenutku. Pred naučnicima je još mnogo posla u ovoj oblasti. Nova otkrića, novi materijali, nove ideje - sve će to pomoći čovječanstvu da se uspješno nosi s nadolazećom krizom resursa. Planete se mogu riješiti samo složenim mjerama. U nekim je područjima prikladnije koristiti proizvodnju energije vjetra, negdje - solarne ploče i tako dalje. Ali možda će glavni faktor biti smanjenje potrošnje energije općenito i stvaranje tehnologija za uštedu energije. Svaka osoba mora shvatiti da je odgovorna za planetu, i svako mora sebi postaviti pitanje: "Koju vrstu energije biram za budućnost?" Prije nego pređemo na druge resurse, svi bi trebali shvatiti da je to zaista neophodno. Samo integriranim pristupom moguće je riješiti problem potrošnje energije.

Energija je najvažniji resurs koji je društvu potreban za puni razvoj i pokriva različite sfere ljudskog života, poput ekonomije i nauke. Koristimo energiju u Svakodnevni život kada upalimo svjetlo, napunimo telefon itd. A sada koristimo iscrpljive izvore za proizvodnju tako važnog resursa. Ali da li ste se ikada zapitali šta da radite ako ih ponestane

Ako vam ovaj rad ne odgovara, na dnu stranice nalazi se lista sličnih radova. Možete koristiti i dugme za pretragu

Esej

Energija budućnosti. Mogući problemi

Vologdin Nikita

Predaje: Vozovik

Krasnojarsk

2012

Uvod ..................................................................................................... 3

Poglavlje 1 Analiza postojećih elektrana…………………………………………………………. 4-9

1. Termoenergetika.................................................................................... 4-5
   1. hidroelektrane………………………………………………… 5-6

1.3 Nuklearna elektrana……………………………………………… 6-8

Poglavlje 2 Alternativni izvori energije i perspektive njihovog razvoja………… 9-14

2.1 Upotreba energije vjetra…………………………………………………………………… 9

2.2 Upotreba geotermalne energije………………………………………………………………… 10

2.3 Energija morskih valova……………………………………………………………………. 11

2.4 Plimne elektrane…………………………………………... 11-12

2.5 Solarna energija u energetskom sektoru…………………………………………………………….. 12-14

Poglavlje 3 Problemi moderne energije……………………………………………………………. 15-17

Zaključak ……………………………………………………………… 18

Književnost ………………………………………………………………. 19

Uvod.

Ovaj esej je posvećen problemu razvoja energetike u budućnosti.

Predmet mog istraživanja su različiti tipovi najperspektivnijih elektrana.

Energija je najvažniji resurs koji je društvu potreban za puni razvoj i pokriva različite sfere ljudskog života, poput ekonomije i nauke. Energiju koristimo u svakodnevnom životu kada palimo svjetlo, punimo telefon itd. A sada koristimo iscrpljive izvore za proizvodnju tako važnog resursa. Ali da li ste se ikada zapitali šta da radite ako ih ponestane? Prema najnovijim izvještajima, organsko gorivo (nafta, ugalj) ostaje samo 300, u najboljem slučaju, 400 godina.

A da se energetika ne bi usudila, moramo tražiti alternativne izvore i modernizirati postojeće.

U svom radu, nakon analize naučnopopularne literature, pokušaću da na pristupačan način objasnim princip rada različitih elektrana, ukažem na probleme koje treba riješiti, te predložiti koje će elektrane čovječanstvo koristiti u bliskoj budućnosti.

Logično, moj rad se može podijeliti na tri dijela.

U prvom ću pokušati govoriti o uređaju, prednostima i nedostacima postojećih elektrana. U drugom dijelu prelazimo na raspravu o alternativnim izvorima energije. I na kraju, razmotrićemo probleme moderne energetike kao što je transport energije itd.

Poglavlje 1.

Izgradnja i analiza već postojećih elektrana.

U ovom poglavlju ćemo razmotriti strukturu već postojećih elektrana, njihove glavne elemente koji razlikuju jednu elektranu od druge, kao i izglede za njihov razvoj.

1. Termoenergetika

Termoenergetika je najzastupljenija u savremenom svijetu, međutim, pored prednosti zbog kojih su termoelektrane (TE) najzastupljenije u svijetu, postoje i uočljivi nedostaci s kojima se mora poraditi. Razmotrimo TPP uređaj.

Bilo koja TE se sastoji od pet glavnih elemenata:

1. parni grijač
2. parna turbina
3. kondenzator
4. pumpa
5. kotao

Na slici 1 prikazan je dijagram TPP uređaja.

Fosilno gorivo se dovodi do vrha kotla (5 na dijagramu), gdje se sagorijeva. Zbog proizvedene topline i vode koja se dovodi u kotao preko pumpe 4, stvara se zasićena para.

U parnom grijaču 1 temperatura pare raste na potrebnu vrijednost. Dalje, para ulazi u parnu turbinu 2, gdje se njena toplinska energija pretvara u mehaničku energiju: para vrti turbinu, koja je spojena na osovinu električnog generatora (prikazano desno od parne turbine 2 na dijagramu) , koji pretvara mehaničku energiju u električnu energiju. Para koja izlazi iz turbine ulazi u kondenzator 3, kroz čije cijevi se pumpa rashladna voda, zbog čega vodena para prelazi u tekuće stanje, odnosno u vodu. Voda iz kondenzatora se dovodi u kotao. Ciklus se zatvara.

Slika 1.

Šema uređaja TPP

Sada je vrijedno razmotriti razloge zašto su termoelektrane jedna od najčešćih vrsta elektrana.

Prvo, rokovi za izgradnju TE su prilično kratki u odnosu na druge tipove elektrana.

Drugo, kapitalna ulaganja za izgradnju termoelektrana su znatno niža nego za nuklearne elektrane i hidroelektrane.

Treće, termoelektrane se mogu graditi bilo gdje. Na primjer, za izgradnju hidroelektrane potrebno je graditi na rijeci, a iz sigurnosnih razloga nuklearne elektrane se grade daleko od naselja. Termoelektrane manje zavise od lokacije, međutim, treba imati na umu da je za TE potrebno „gorivo“, odnosno ugalj, nafta itd., pa je isplativije graditi TE u blizini mesta gde se ti resursi crpe, inače će biti previsoki troškovi transporta goriva.

Dakle, TE izgledaju prilično konkurentno u odnosu na druge tipove elektrana.

Međutim, vrijedi obratiti pažnju na neke nedostatke TPP-a. Jedna od njih je zagađenje životne sredine.

Na primjer, vrlo je teško nositi se s dušičnim oksidima, posebno sumporom. Međutim, postoje rješenja za takve probleme, na primjer, prirodni plin je ekološki najprihvatljivije gorivo za termoelektrane, ali je skuplji od uglja.

Drugi problem je činjenica da nauka i brojni eksperimenti pokazuju da je nemoguće svu raspoloživu toplotnu energiju pretvoriti u mehaničku, što utiče na efikasnost termoelektrana. „To je zbog činjenice da toplotna energija ima značajnu razliku od drugih vrsta energije, zbog činjenice da se zasniva na neuređenom kretanju najsitnijih čestica materije. Red je lako pretvoriti u haos, dok je naručivanje haosa mnogo teže.” 1

Sada razmotrimo uređaj hidroelektrana, odnosno hidroelektrana. Još jedna vrsta elektrane, koja je već našla primjenu u modernoj energetici.

1. Hidroelektrane (HE).

Ekonomski pokazatelji HE su sasvim prikladni: cijena električne energije koju proizvode HE je mnogo niža nego za TE i NE, a kapitalne investicije, iako veće nego za TE, su niže nego za NE.

Pogledajmo uređaj hidroelektrane (slika 2). Ovakve elektrane se sastoje od: rezervoara smeštenih na različitim nivoima i turbinske pumpe, koja može da radi kao pumpa za prelivanje vode iz donjeg rezervoara u gornji, i obrnuto, radi kao hidraulična turbina povezana sa elektrogeneratorom. .

Hidroelektrana uzima „višak“ energije iz električne mreže (u periodu smanjene potražnje za njom) i uz nju pumpa nešto vode iz donjeg rezervoara u gornji, stvarajući tako rezervu potencijalne energije.

Naprotiv, u satima povećane potražnje za električnom energijom (u vršnim satima), voda uskladištena u gornjem rezervoaru se zaobilazi kroz motor-generator, koji u tom trenutku radi u generatorskom režimu i proizvodi električnu energiju, u donji rezervoar. tank.

Rice. 2 Dijagram GSE uređaja

Uprkos činjenici da je hidroelektrana sada oko 49% 2 cjelokupne elektroprivrede, ne zaboravite na nedostatke.

Prvo, HE ima relativno nisku efikasnost, oko 70%. Drugim riječima, hidroelektrana može potrošaču dati samo 70% električne energije koja je preuzeta u vršnim satima u vršnim satima.

Drugo, relativno visoka cijena izgradnje.

Međutim, ne zaboravite na pozitivne aspekte ove vrste elektrane.

Nakon što smo se pozabavili hidroelektranama, razmotrit ćemo drugu vrstu elektrane, odnosno nuklearnu elektranu.

1.3 Nuklearna elektrana (NPP)

Moderna nuklearna energija zasniva se na eksperimentalno utvrđenoj činjenici fisije teških jezgara elemenata (uranija, plutonijuma, torija) kao rezultat ulaska neutrona u jezgro, razvija se lančana reakcija uz oslobađanje ogromne količine energije, tj. je, toplota.

Vrijedi napomenuti da se jedan od ovih elemenata, plutonij, nalazi na Zemlji u vrlo malim količinama u rudama uranijuma.

To nije spriječilo plutonij, 239Pu koji se kopa u nuklearnim reaktorima, da uz uranijum postane najvažnije nuklearno gorivo.

Važno je napomenuti da je masa teškog jezgra (uranija, plutonijuma ili torija) prije nuklearne reakcije nešto veća od zbroja masa dobivenih kao rezultat reakcije produkta reakcije. Odnosno, ovdje imamo posla s takozvanim defektom mase - fenomenom povezan s ogromnim oslobađanjem energije.

U nuklearnoj energiji oni se bave dvije vrste neutrona: takozvanim brzim neutronima, koji imaju više energije, što je rezultat nuklearne reakcije, na primjer, prilikom fisije jezgra urana, i neutronima, koji se nazivaju spori neutroni. Međutim, njihova energija je otprilike 100 puta manja od energije brzih neutrona. Toplotni (usporeni) neutroni se mogu dobiti pomoću moderatora, koji može biti običan ili teški (voda) i grafit.

Nuklearna elektrana na termalne neutrone treba da se sastoji od:

1. moderator;
2. rashladna tečnost;
3. jezgra reaktora;
4. biološka zaštita.

Jezgro sadrži gorivo i kontrolne šipke, čiji je zadatak kontrola nuklearne lančane reakcije. Napravljeni su od supstanci koje dobro apsorbuju neutrone, kao što je grafit, ali ne postoje efikasni apsorberi za reaktor brzih neutrona, pa se koriste raspršivači, poput nikla. I za razliku od apsorbera, takav štap se nalazi izvan jezgre na početku rada reaktora, a zatim se uvodi u jezgro.

Gorivo u jezgri reaktora smješteno je u gorive elemente (TVEL), od kojih se svaki sastoji od jezgre i ljuske. Jezgro je nuklearno gorivo.

Obloga gorivnog elementa je često napravljena od legura aluminijuma i cirkonijuma ili grafita visoke čvrstoće, u zavisnosti od uslova, posebno temperature. Školjka TVEL-a mora biti hermetička, visoke čvrstoće i visoko stabilna u intenzivnom neuronskom protoku. Upravo ovi materijali ispunjavaju zahtjeve.

Biološka zaštita je vrsta zaštite koja štiti od zračenja. Biološka zaštita se često izrađuje od betona Visoka kvaliteta i obično sadrži oko 10% vode, što je dobar apsorber neutrona. U beton se često dodaje bor karbid, koji takođe dobro apsorbuje neutrone. Čestice koje čine radioaktivno zračenje prvo se usporavaju kao rezultat sudara s jezgrama atoma tvari koja čini zaštitu, a zatim se apsorbiraju.

Sl.3 Šema vodeno hlađenog reaktora

Pređimo sada na raspravu o principu rada nuklearnih elektrana.

Prije početka rada reaktora, šipke se potpuno uvode u njegovu aktivnu zonu (za termičke neutrone). U ovom slučaju, većina neutrona se apsorbira, stoga ne dolazi do reakcije nuklearne fisije, a zatim, kako se uklanja iz jezgre reaktora, proces se ubrzava. Zahvaljujući automatizaciji, visina štapova je podešena tako da je broj neutrona konstantan, inače će doći do eksplozije (nekontrolirane nuklearne reakcije). Rashladno sredstvo (najčešće voda) koje cirkuliše u jezgru reaktora zagrijava se i pretvara vodu u paru. Para rotira turbinu, koja je spojena na rotor generatora električne struje. Izduvna para ulazi u kondenzator. Ciklus se zatvara (slika 4)

Tako se ispostavlja da se nuklearna elektrana od termoelektrane razlikuje samo po reaktoru. I, općenito, njihov princip rada je vrlo sličan.

Sl.4 Dijagram uređajareaktor vode pod pritiskom i izmjenjivač topline - generator pare

“Kada rade drugi tip reaktora, na brzim neutronima, on se naziva i multiplikatorski reaktor, oni primaju ne samo električnu energiju koristeći 239Pu i 233U kao početno nuklearno gorivo, već i novi dio 239Pu i 233U kao nusproizvod.

Još jedna karakteristična karakteristika ovog tipa reaktora je da se tečni metal, najčešće natrijum, koristi u izmjenjivaču topline i generatoru pare. Budući da voda može apsorbirati neutrone, što nije neophodno u ovakvom tipu nuklearnih elektrana.

Dakle, ispada da nuklearne elektrane imaju pravo biti jedna od najčešćih vrsta elektrana, ali glavno pitanje ostaje pitanje sigurnosti. Jedna od predloženih opcija je izgradnja nuklearne elektrane pod zemljom.” 3

Slika 6 Šema uređaja vodeno hlađenog reaktora i izmjenjivača topline - generatora pare

U ovom poglavlju ispitali smo osnovne principe projektovanja već postojećih elektrana. A sada prelazimo direktno na alternativne izvore energije.

Poglavlje 2

Alternativni izvori energije i izgledi za njihov razvoj.

U ovom poglavlju ćemo razmotriti načine proizvodnje električne energije koji još nisu postali rasprostranjeni, ali koji mogu pomoći da poboljšamo naše živote, jer je već rečeno da energija igra važnu ulogu u životu modernog čovjeka.

I počnimo s metodom koja je povezana s korištenjem energije vjetra.

2.1 Upotreba energije vjetra.

Prije svega, morate razumjeti šta je vjetar. Vjetar je kretanje zračnih masa u odnosu na površinu zemlje zbog razlike tlaka koja nastaje zbog neravnomjernog zagrijavanja zemljine površine.

Ova vrsta energije se koristi jako dugo, primjer je vjetrenjača. Energija vjetra spada u red obnovljivih izvora, ali vrijedi istaći da veliku poteškoću predstavlja promjenljivost brzine i smjera vjetra, pa se ova vrsta energije može koristiti za mehanizme koji ne zahtijevaju konstantnu energiju, odnosno za prijenos električne energije na dovoljno moćan sistem za koji su male promjene u količini dolazne energije beznačajne. Tom energijom možete puniti i baterije, ili je pretvoriti u mehaničku energiju i koristiti je kao pumpu, i to bez dodatne posude. Trenutno postoje vjetroturbine kapaciteta od 10 do 100 kW.

Sl.7 Vjetroturbina

Pogledajmo sada metodu povezanu s energijom koja "leži pod našim nogama", odnosno geotermalnom energijom.

2.2 Upotreba geotermalne energije.

Geotermalna energija je toplina koja se oslobađa zbog raspada radioaktivnih elemenata u dubokim slojevima Zemlje i kretanja tektonskih ploča.

Prije svega, razlikuju se tri sloja Zemlje:

1. Zemljina površina, odnosno "čvrsta zemlja", čija je debljina ispod hidrosfere (vodene ljuske Zemlje) svega 7 kilometara, a ispod atmosfere (zračne ljuske Zemlje) 130 kilometara.
2. Mantle. Plašt zauzima oko 85% zapremine cele planete i oko 2/3 njene mase.
3. Core. Može se podijeliti na vanjski sloj i pod-jezgro. Vanjski sloj je zagrijana polutečna parodija.

Sl.8 Struktura Zemlje

“Kako se dubina zemljinih slojeva povećava, temperatura raste. Na dubini od 50 km to je oko 700 - 800 ° C, na dubini od 500 km - oko 1500 - 2000 ° C, na dubini od 1000 km - oko 1700 - 2500 ° C, na dubini od 2900 km (granica između plašta i jezgra) - oko 2000 - 4700 ° C, u centru Zemlje, odnosno na dubini od 6371 km, - 2200 - 2500 ° C." 4 To se, kao što je već spomenuto, objašnjava činjenicom da se raspad radioaktivnih elemenata u dubokim slojevima nastavlja. Zbog toga dolazi do "toka toplote" do zemljine kore, akumulirana toplota u jezgru je ogromna, pa se geotermalna energija klasifikuje kao obnovljivi izvor energije.

Snaga geotermalne energije je 4000 puta manja od energije sunčevog zračenja, ali 30 puta veća od snage svih elektrana na svijetu.

Postoje dva izvora geotermalne energije: hidrotermalni, odnosno zagrijana para i voda, čija je temperatura oko 100°C, i petrotermalni, odnosno zagrijane čvrste stijene.

Hidrotermalna energija je već našla primenu u savremenom svetu, u geohemijskim regionima u kojima se koristi sistem grijanja i vodovoda, ali se voda iz gejzira ne može dovoditi u vodovod zbog visokog stepena mineralnog sadržaja, pa se koristi samo za grijanje.

Što se tiče proizvodnje električne energije na bazi hidrotermalne energije, opšte je prihvaćeno da je granica ispod koje je neisplativo stvarati geotermalnu elektranu temperatura pare ili vode blizu 130°C. Možda u budućnosti, zahvaljujući razvojem tehnologija, ova granica se može smanjiti. Međutim, treba napomenuti da je 1967. godine na Kamčatki stvorena geotermalna elektrana Pauzhetskaya kapaciteta 2,5 MW.

Trenutno se druga vrsta geotermalne energije, petrotermalna, uopće ne koristi, jer su s njom povezane mnoge poteškoće. Jedna od njih je loša sposobnost očuvanja tijela podzemnih stijena, pa se stoga smatraju neisplativim projektima.

Sada mislim da možemo staviti tačku na raspravu o geotermalnoj energiji i preći na korištenje morskih valova.

2.3 Energija morskih valova.

Sada mnogi znanstvenici vjeruju da se takve instalacije mogu koristiti na otvorenom moru što je dalje moguće od surfanja, ali je snaga takvih instalacija prilično mala.

Pogledajmo sada uređaj takvih stanica.

Slika 9 Šema instalacije za pretvaranje energije morskih valova

Platforma je podijeljena na sekcije otvorene odozdo, ispunjene zrakom, koje igraju ulogu klipnih cilindara. aviona. Valovi, prolazeći ispod platforme, sabijaju zrak u dijelovima jedan po jedan. Dakle, voda igra ulogu klipa. Shodno tome, u sekcijama, zauzvrat, kako talasi prolaze ispod njih, pritisak će biti ili veći ili manji. Kada je ovaj dio iznad vrha vala, volumen zraka u njemu se smanjuje, zrak se komprimira, njegov tlak se povećava. Kada se presek nalazi između dva vrha talasa, pritisak vazduha opada. Na vrhu platforme su postavljene turbine, zahvaljujući kojima se energija valova pretvara u električnu energiju.

Najvažniji problem je vlaga. Stoga se mora koristiti oprema otporna na vlagu. Drugi problem je vezan za malu snagu ovog mehanizma, ali su oni našli primjenu. Na primjer, Japan koristi podatke iz elektrane na plutajućoj plutači.

Drugi način dobijanja energije je takođe povezan sa vodom.

2.4 Plimne elektrane.

Razlog plime i oseke je utjecaj na vodenu školjku Zemlje Mjeseca i Sunca, kao i centrifugalne sile. Maksimalni porast vode, koji se naziva visoka voda, iznad minimalnog sniženja vodostaja - niske vode, je oko 1 m na otvorenom okeanu, ali u zavisnosti od oblika obale, kao i geografske širine, dubine mora u blizini kopna i neki drugi faktori, plima može biti mnogo veća.

“Sada se vjeruje da za stvaranje plimne elektrane razlika u nivoima tokom oseke i oseke mora biti najmanje 10 m. Ali ne postoji više od 30 takvih mjesta širom svijeta.” 5 Maksimalna vrijednost razlike u nivou mora za vrijeme oseke i oseke na pojedinim mjestima

„Atlantska obala Kanade, gdje doseže 18 m.

označeno visoki nivoi plima na pojedinim mjestima Lamanša (do 15 m),

Ohotsko more (do 13 m), Bijelo more (do 10 m), Barentsovo more (do 10 m).

Rad ove elektrane zasniva se na svojstvima komunikacionih sudova, odnosno pod uticajem pritiska nivoi tečnosti su jednaki.

Gradi se brana koja će formirati potreban bazen. U tijelo brane je ugrađen hidraulični turbinski generator koji (da bi se povećala efikasnost elektrane) mora biti „reverzibilan“, odnosno djelovati za svoju namjenu kada voda kroz njega struji u oba smjera: oba iz s desna na lijevo i s lijeva na desno.

Sl.10 Šema plimne elektrane

Međutim, performanse plimne elektrane su niske. Međutim, tehnički i ekonomski pokazatelji plimne elektrane nisu visoki. To se može vidjeti iz rada plimne elektrane izgrađene 1966. godine u Francuskoj na rijeci Roni, na Lamanšu, snage 240 hiljada kW (1968. godine, u Sovjetskom Savezu, na obali Barencovog mora u blizini grada Murmanska izgrađena je plimna elektrana Kislogubskaya snage 800 kW. Cijena njegove izgradnje je mnogo veća od konvencionalne hidroelektrane istog kapaciteta, a broj sati rada godišnje pri nazivnom kapacitetu je razumljivo mnogo manji.

I na kraju poglavlja želio bih govoriti o projektu koji najviše obećava, a to je korištenje solarne energije.

2.5 Solarna energija u energetskom sektoru.

Sunce je najmoćniji izvor energije koji je danas dostupan. Prividna snaga se izražava kao 4 x 10 14 kW. Ali, nažalost, većinu energije reflektuje Zemljina atmosfera, i tada na svaki kvadratni metar zemlje u prosjeku dolazi 0,35 kW, tada na cijelu površinu Zemlje otpada 105 milijardi kW.

Sunčeva energija se može koristiti za zagrijavanje radnog fluida, kao što je voda u vodovodnom sistemu, ili za pretvaranje u električnu energiju. Pogledajmo bliže drugu.

Trenutno se za to koriste dvije metode:

1. korištenjem poluvodičkih fotoelektričnih pretvarača (PVC)
2. stvaranje parnih elektrana

Ali vrijedi napomenuti da je prva metoda više obećavajuća. Stoga ćemo početi s tim.

FEP je uređaj čiji se rad zasniva na fenomenu fotoelektričnog efekta. "Fenomen izvlačenja elektrona iz supstance pod uticajem svetlosti naziva se fotoelektrični efekat." 6 U početku su koristili činjenicu da elektroni katode idu u FEP vakuum, ali je efikasnost ovog procesa bila niska.

Zatim su počeli koristiti FEP sa slojem barijere. Princip njegovog rada je da postoje dva poluprovodnika, jedan od njih sa viškom elektrona, a drugi sa "rupom", odnosno, elektron je izašao, a njegovo mesto je postalo prazno (Sl. Ili u u slučaju kontakta između dve ploče, tada će slobodni elektroni početi da se kreću ka provodniku sa "rupom", a "rupe" će ih sresti. Ali na osnovu ovog procesa nemoguće je dobiti električnu struju, od kada se sklop je zatvoren, oni će se međusobno uravnotežiti, druga stvar je ako svjetlost udari u granicu, tada se formira par "elektron-rupa", pa se formira dodatna potencijalna razlika, dakle električna struja.

Sl.11 dijagram principa rada solarne baterije

Silicijum i germanijum sa primesama se koriste kao poluprovodnici, jer su ove supstance u svom čistom obliku dielektrici. No, vrijedno je napomenuti da je efikasnost solarnih ćelija samo oko 25%, a cijena takvih instalacija je još uvijek visoka, ali solarne ćelije su našle primjenu u svemirskim letjelicama.

Zaustavimo se sada na drugoj metodi pretvaranja sunčeve energije - na stvaranju parnih elektrana, u kojima se konvencionalni parni kotao koji radi, na primjer, na ugalj, zamjenjuje solarnim parnim kotlom. Na slici 12 prikazan je dijagram uređaja ovog tipa elektrana.

Shema instalacije solarne pare je toliko jasna da ne zahtijeva daljnja objašnjenja.

Sl.12 dijagram parne elektrane.

Nakon što smo se upoznali sa alternativnim izvorima energije, shvaćamo da korištenje ovih izvora zahtijeva određena znanja i tehnologije kako bi zaista mogli biti korisni, tako da sve ovisi o nama

Poglavlje 3

Problemi moderne energetike.

U ovom poglavlju ćemo se osvrnuti na pitanja koja tek treba da se pozabave kako bi se razvila energija. Ova pitanja uključuju zagađenje životne sredine, probleme povezane sa transportom električne energije.

Prvo, pogledajmo problem transporta električne energije, jer pronalaženjem rješenja za ovaj problem možemo pronaći način da smanjimo gubitke energije tokom transporta. Činjenica je da većina tipova elektrana ovisi o njihovoj geografskoj lokaciji, na primjer, termoelektrana bi trebala biti smještena u blizini mjesta za vađenje goriva, hidroelektrana bi trebala biti smještena u rijekama punog toka. Nesloboda u izboru lokacije elektrane i rast potrošnje električne energije čine transport energije jednim od najvažnijih pitanja u savremenom energetskom razvoju.

Postoje dva izlaza iz ovog problema:

transport sirovina, goriva (za termoelektrane);

transport same električne energije;

Trenutno se naftovod koristi za pumpanje nafte i naftnih derivata.

Nafta je nestlačiva tečnost, pa je potrošnja energije za njeno pumpanje određena samo potrebom da se savladaju sile trenja u cjevovodu, odnosno relativno je mala. Blizu efikasnosti je i transport nafte u velikim tankerima. Teža je situacija sa transportom prirodnog gasa. Lako se kompresuje, tako da morate koristiti kompresor i cjevovod velikog promjera. Bilo bi ekonomičnije transportirati tečni plin, ali postoji jedna stvar: za održavanje ovog stanja potrebna je temperatura od -150 ° C.

Što se tiče transporta uglja na velike udaljenosti, trenutno se u tu svrhu koristi samo željeznički i vodni transport. Izračunato je da prilikom transporta robe željeznica pri brzini od 100 km/h, potrošnja energije je 4 puta manja u odnosu na drumski transport i više od 60 puta manja od avijacije.

S druge strane, uvijek možemo transportirati samu struju. Električni vodovi, ili, kako ih ukratko nazivaju, dalekovodi su univerzalno sredstvo za prijenos energije. Svrha dalekovoda nije samo jednosmjerni prijenos energije, kao što se radi, na primjer, naftovodima i gasovodima, već i komunikacija između pojedinih elektrana i čitavih energetskih sistema. Takva komunikacija pomaže da se poveća pouzdanost elektroenergetskog sistema, smanji potrebna rezerva snage i olakša rad sistema tokom perioda maksimalne i minimalne potražnje za električnom energijom. Prema glavnim ekonomskim pokazateljima, dalekovodi su inferiorni ne samo od naftovoda, već i od gasovoda. Što se tiče transporta uglja na velike udaljenosti željeznicom, njegova efikasnost je bliska onoj u dalekovodima.

U širokoj su upotrebi dvije vrste vodova: jednosmjerna struja i naizmjenična struja. Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke. Zbog većeg dozvoljenog radnog napona u vodovu (1,5-2 puta većeg nego kod vodova naizmjenične struje), vodovi jednosmjerne struje mogu se graditi na većim udaljenostima. Drugo, upotreba DC dalekovoda za međusobno povezivanje energetskih sistema eliminiše potrebu za sinhronizacijom sistema i striktnim izjednačavanjem njihovih frekvencija. Posljedično, vodovi jednosmjerne struje čine energetski sistem održivijim.

Međutim, postoje nedostaci, naime potreba da se imaju dva pretvarača, jedan na kraju linije za odašiljanje za pretvaranje AC u DC i drugi na kraju prijema za pretvaranje DC u AC. Ovo je prilično skupa oprema, a osim toga, vrijedi razmotriti njihov broj u mogućoj električnoj mreži. Također, ako koristite vodove jednosmjerne struje za prijenos električne energije na kratke udaljenosti, gubitak energije u samim pretvaračima bit će veći od gubitka u vodovima naizmjenične struje.

Međutim, dalekovodi jednosmjerne struje mogu naći svoju primjenu za prijenos energije na velike udaljenosti zbog svoje stabilnosti.

Perspektiva daljeg razvoja prenosa električne energije žicom sada je povezana ne samo sa nadzemnim, već i sa kablovskim dalekovodima. Pod kablovskim dalekovodom podrazumijeva se način prijenosa električne energije, u kojem su provodne žice, zajedno sa električnom izolacijom, zatvorene u hermetički omotač. Električni kablovi se obično nalaze ispod zemlje. Što također ima svoje prednosti, na primjer, da bi se izgradio nadzemni vod potrebno je uzeti u obzir faktore okoline kao što su promjene temperature, vjetrovi, vlažnost zraka na datom mjestu, a pogrešni proračuni mogu dovesti do velikih gubitaka energije.

Električni vodovi na izmjeničnu struju također nalaze primjenu u modernom svijetu. Najmodernije električnih aparata rade na izmjeničnu struju, stoga će u slučaju korištenja istosmjerne struje biti potreban DC pretvarač, a s obzirom da se nalazite u prilično velikom gradu, tada električnu energiju proizvode uglavnom termoelektrane koje se nalaze u blizini grada, dobijamo da udaljenost je prilično mala, stoga je korištenje jednosmjerne struje ekonomski neisplativo, budući da će se većina električne energije izgubiti zbog njene konverzije. Osim toga, sama cijena takve energije bit će veća, jer se konstantna energija treba pretvarati. To je prednost električnih vodova na izmjeničnu struju. Ali postoje i negativne kvalitete: dalekovod zahtijeva sinhronizaciju svih izvora i potrošača, a gubici energije rastu s povećanjem udaljenosti.

„U jednom od perspektivnih kablovskih dalekovoda izolacija je gas pod relativno visokim pritiskom, koji ima nisku električnu provodljivost. Takav plin, koji je već našao primjenu u tehnologiji, posebno je sumpor heksafluorid SF6, koji se među inženjerima elektrotehnike naziva SF6. Sumpor heksafluorid je jedan od takozvanih elektronegativnih plinova, čija je karakteristična osobina molekula sposobnost da vežu elektrone na sebe i zbog toga se pretvaraju u negativne ione. To dovodi do smanjenja koncentracije slobodnih elektrona u plinu i, posljedično, do smanjenja njegove vodljivosti. Trenutno je teško izvući zaključak o mogućim razmjerima upotrebe SF6, ali je ovaj smjer u razvoju dalekovoda od interesa.” 7

Drugi razvoj koji obećava su kriogeni i supravodljivi vodovi. Ideja o kriogenim dalekovodima zasniva se na dobro poznatoj činjenici da električni otpor metala (posebno čistih) opada sa padom temperature. Na primjer, ako se čisti aluminij ohladi na temperaturu od -253°C (temperatura tekućeg vodika), tada će se njegov električni otpor smanjiti za oko 500 puta.

Prednosti ovakvih dalekovoda su očigledne, ali oprema za održavanje uslova pogodnih za rad takvih dalekovoda je prilično skupa, što je nedostatak, zbog čega će struja postati vrlo skupa.

I prije nego što završim pitanje transporta električne energije, želio bih razmotriti još jednu vrstu prijenosa energije, a to je usmjereni snop elektromagnetnog zračenja, u stvari se može nazvati elektromagnetnim, ali njegovu učinkovitost je teško procijeniti.

Ova vrsta prijenosa može biti korisna u slučaju stvaranja moćnih solarnih elektrana u orbiti blizu Zemlje. A za prijenos je moguće pretvoriti električnu energiju u elektromagnetno zračenje usmjerenim snopom, a na Zemlji fokusirati i pretvoriti natrag.

Sada razmotrimo takav problem kao što je skladištenje energije.

Prvi tip baterije je zamašnjak.

To je mehanička baterija, jer može akumulirati mehaničku, a ne električnu energiju. Energija koju on pohranjuje je kinetička energija samog zamašnjaka

Da bi se povećala kinetička energija zamašnjaka, potrebno je povećati njegovu masu i broj okretaja. Ali kako se broj okretaja povećava centrifugalna sila, što može dovesti do pucanja zamašnjaka. Stoga se za zamašnjake koriste najtrajniji materijali. Na primjer, čelik i stakloplastike. Već su napravljeni zamašnjaci čija se masa mjeri u nekoliko desetina kilograma, a brzina rotacije doseže 200 hiljada okretaja u minuti.

Gubici energije tokom rotacije zamašnjaka uzrokovani su trenjem između površine zamašnjaka i zraka i trenjem u ležajevima. Da bi se smanjili gubici, zamašnjak se postavlja u kućište iz kojeg se ispumpava zrak, odnosno stvara se vakuum unutar kućišta. Koriste se najnapredniji dizajni ležajeva. Pod ovim uslovima, godišnji gubitak energije zamašnjaka može biti manji od 20%.

Dugo vremena se koristi takav tip baterije kao što je elektrohemijska baterija.

Elektrohemijska baterija je jedna od najčešćih, ali ima usku primenu u savremenom svetu.

Ova vrsta baterije ima dvije elektrode - pozitivnu i negativnu, uronjene u otopinu - elektrolit. Pretvaranje hemijske energije u električnu se odvija kroz hemijsku reakciju. Za pokretanje reakcije dovoljno je zatvoriti vanjski dio električni krug baterija. Na negativnoj elektrodi koja sadrži redukcijsko sredstvo, kao rezultat kemijske reakcije, dolazi do procesa oksidacije. Slobodni elektroni formirani u ovom slučaju prolaze duž vanjskog dijela električnog kola od negativne do pozitivne elektrode. Drugim riječima, između elektroda nastaje razlika potencijala, što stvara električnu struju. Ovo je proces pražnjenja baterije kada radi kao izvor struje. Kada se baterija napuni, kemijska reakcija se odvija u suprotnom smjeru. Glavni nedostatak takve baterije je njena "glomaznost", odnosno niska specifična energija (tj. omjer energije i mase J/kg).

Postoje i termalni akumulatori, odnosno korištenje sunčeve energije za zagrijavanje radnog fluida ili prijenos radnog fluida iz jednog agregatnog stanja u drugo.

Dakle, uprkos činjenici da je energetski sektor sada dobro razvijen, ima još posla, jer rad u ovom pravcu može smanjiti gubitke energije i, posljedično, smanjiti troškove električne energije.

Stoga, ako želimo da poboljšamo kvalitetu našeg života, vredi obratiti pažnju na problem transporta energije, posebno za tako veliku zemlju kao što je Rusija, jer se oko 70% naše privrede zasniva na tržištu roba. . Većina minerala nalazi se u Sibiru, a za povećanje količine iskopanih sirovina potrebna je velika količina električne energije.

Zaključak.

Zaključno, želio bih reći da bi, s obzirom na prognoze o iscrpljivanju fosilnih goriva, naime, rezerve plina i nafte, uzimajući u obzir modernu potrošnju, trebale biti dovoljne za 100 godina, rezerve uglja su nešto više od 300 godina, nuklearne goriva za najmanje 1000 godina, možemo reći da će tradicionalni izvori energije još dugo preovladavati. Prvo će prestati koristiti TE na naftu i plin, jer će to postati preskupo i neisplativo, zauzvrat će TE na ugalj postati široko rasprostranjene, ali bliže 2100. ugalj će početi da poskupljuje, pa će nuklearne elektrane biti vodeći tip “klasičnih” elektrana. Unatoč činjenici da rezerve nuklearnog goriva nisu tako velike kao uglja, iz nuklearnog goriva može se dobiti 100 puta više energije nego iz uglja. Ali postoji problem koji sprečava nuklearnu energiju da postane lider - to je odlaganje istrošenog goriva i, naravno, pitanje sigurnosti. Na primjer, već sada u Europi žele zabraniti korištenje nuklearnih elektrana, što, naravno, nije primjereno s obzirom na potrebe društva za energijom.

Što se tiče alternativne energije, ona se samo razvija i od nje je u ovom trenutku nerazumno očekivati ​​mnogo. Njegov razvoj direktno zavisi od razvoja ljudskog društva, jer je za razvoj ovih elektrana potrebno riješiti niz tehničkih pitanja, ali je jednim dijelom već našla primjenu i već je privukla investitore, što će ubrzati njegov razvoj. Na primjer, 2008. godine po prvi put je uloženo više u alternativnu energiju nego u "klasičnu", pravdajući to činjenicom da alternativna energija dugoročno može donijeti dobar profit, dok je ulaganje u alternativnu energiju - 140 milijardi dolara , a "klasični" - 110 milijardi dolara 8 .

Dakle, za skladan i brz razvoj nije potrebno fokusirati se samo na jednu vrstu klasične ili alternativne energije, potrebno je modernizirati ono što već imamo i razvijati ono što moramo otkriti.

2 Mislim u svetskoj energiji

Energija je oduvijek bila najvažniji faktor u postojanju i napretku ljudske civilizacije. Bez toga je nezamisliva bilo kakva aktivnost ljudi, o tome presudno zavise ekonomije zemalja i, na kraju, ljudsko blagostanje. Običan čovjek je toliko naviknut i prilagođen njegovim različitim manifestacijama da jednostavno ne primjećuje problem, bezumno trošeći naizgled beskrajne resurse.

Međutim, granice i mogućnosti tradicionalnih izvora energije nisu neiscrpne. O tome rječito svjedoči energetska politika većine najvećih ekonomski razvijenih zemalja planete, UN i drugih vodećih svjetskih organizacija. Više od pola vijeka svi zainteresovani aktivno traže i razvijaju druge, alternativne metode proizvodnje električne i toplotne energije.

Razvoj alternativne energije usko je povezan sa velikim ekološkim problemima. Globalno zagađenje životne sredine, svetskih okeana, užasna statistika o emisiji štetnih jedinjenja u atmosferu – sve to jasno ukazuje da će u 21. veku alternativna energija i ekologija biti neraskidivo povezani.

Razvoj i potraga za netradicionalnim izvorima energije jedan je od najvažnijih zadataka sa kojima se suočava svjetska naučna zajednica. Od njenog rješenja ovisi ekologija planete, situacija s nadolazećom totalnom energetskom krizom, dalji ekonomski razvoj zemalja i kao rezultat toga životni standard njihovog stanovništva.

Čovječanstvo je odavno prepoznalo potrebu za dobivanjem energije i naučilo je kako je koristiti, stječući opipljive koristi.

Upotreba energije vjetra dovela je do pojave jedara, ratnih i trgovačkih brodova. Pojavile su se vojne flote, počela se razvijati pomorska trgovina.

Izum mlinova za proizvodnju kruha zasnivao se na korištenju vodene energije dobivene kretanjem vodenog točka. Njihov izgled je pozitivno utjecao na demografsku situaciju zemalja antičkog svijeta, životni vijek ljudi naglo se povećao.

Korištenje kućnog otpada i ostataka izumrlih biljaka kao goriva od pamtivijeka je pomoglo u kuhanju hrane, poslužilo je kao osnova za nastanak rane metalurgije.

Tada su važna geološka otkrića došla u pomoć čovječanstvu. Naučno-tehnološki napredak i industrijska revolucija doveli su do toga da su već krajem 19. stoljeća ugljikovodične sirovine postale glavni izvor energije. Jedro, vesla, snagu mišića konja i drugih životinja zamijenjeni su jeftinim motorima na fosilna goriva.

Ekonomije velike većine država su se reorganizirale na nosačima ugljovodonika, usput se razvijala hidroenergija, a od sredine 20. stoljeća na scenu je došla nuklearna energija.

Takav progresivni razvoj mogao bi se nastaviti da se do 1960-ih i 1970-ih civilizacija nije suočila s problemom globalnog zagađenja Zemlje, usko povezanog sa antropogenim klimatskim promjenama.

Moderna energija pouzdano drži dlan u hemijskom, radioaktivnom, aerosolnom i drugim vrstama zagađenja životne sredine. Rješenje njenih problema direktno će uticati na pozitivnu mogućnost otklanjanja ekoloških problema.

Glavna poteškoća problema moderne energetike leži u činjenici da se ova industrija vrlo brzo širi. Poređenja radi, ako se stanovništvo Zemlje udvostruči u prosjeku za pola stoljeća, onda se udvostručenje potrošnje energije čovječanstva događa svakih 15 godina.

Dakle, superponiranje stopa rasta stanovništva i rasta energetskog sektora dovodi do efekta lavine: potrebe i zahtjevi za energijom u smislu per capita stalno rastu.

Trenutno nema znakova smanjenja njegove potrošnje. Kako bi u bliskoj budućnosti stalno ispunjavalo ove zahtjeve, čovječanstvo mora što prije odgovoriti na nekoliko važnih pitanja za sebe:

• kakav je stvarni uticaj na noosferu (sferu ljudske aktivnosti) ključnih vrsta energije, kako će se njihov doprinos energetskom bilansu promeniti u bliskoj i daljoj budućnosti;
• kako neutralizirati negativan učinak upotrebe tradicionalnih metoda proizvodnje energije, njenog rada;
• kakve mogućnosti postoje, da li postoje dostupne tehnologije za dobijanje alternativne energije, koji resursi se mogu koristiti za to, postoji li budućnost za alternativne izvore energije.

Alternativna energija kao bezalternativna budućnost čovječanstva

Šta je alternativna energija? Ovaj koncept krije potpuno novu industriju koja objedinjuje sve vrste obećavajućih razvoja usmjerenih na pronalaženje i korištenje alternativnih izvora energije.

Najbrži prelazak na alternativne izvore energije neophodan je zbog sljedećih faktora:

Države koje koriste alternativne oblike energije dobit će neprocjenjiv bonus – zapravo, neiscrpnu, neograničenu zalihu iste, budući da je lavovski dio ovih izvora obnovljiv.

Glavne vrste alternativnih izvora energije

Nedavno su praktički isprobane mnoge netradicionalne opcije za dobivanje energije. Statistike govore da je još uvijek riječ o hiljaditim procentima potencijalne upotrebe.

Tipične poteškoće sa kojima se razvoj alternativnih izvora energije neminovno susreće na svom putu su potpune praznine u zakonima većine zemalja u pogledu eksploatacije prirodnih resursa kao državnog vlasništva. Problem neizbježnog oporezivanja alternativne energije usko je povezan sa nedostatkom zakonske razrade.

Razmotrimo 10 najčešće korištenih alternativnih izvora energije.

Vjetar

Čovjek je oduvijek koristio energiju vjetra. Nivo razvoja modernih tehnologija nam omogućava da ga učinimo gotovo neprekidnim.

Istovremeno, električna energija se proizvodi pomoću vjetrenjača, sličnih mlinovima, specijalnih uređaja. Propeler vjetrenjače prenosi kinetičku energiju vjetra generatoru koji proizvodi struju pomoću rotirajućih lopatica.

Takve vjetroelektrane su posebno česte u Kini, Indiji, SAD-u i zapadnoevropskim zemljama. Nesumnjivi lider u ovoj oblasti je Danska, koja je, inače, pionir energije vetra: prve instalacije su se ovde pojavile krajem 19. veka. Danska na ovaj način zatvara do 25% ukupne potražnje za električnom energijom.

Krajem 20. vijeka Kina je mogla snabdjeti strujom planinske i pustinjske regije samo uz pomoć vjetroturbina.

Upotreba energije vjetra je možda najnapredniji način proizvodnje energije. Ovo je idealna varijanta sinteze, u kojoj se kombiniraju alternativna energija i ekologija. Mnoge razvijene zemlje svijeta konstantno povećavaju udio tako proizvedene električne energije u svom ukupnom energetskom bilansu.

Ned

Pokušaji korištenja sunčevog zračenja za generiranje energije također su napravljeni već duže vrijeme, što je trenutno jedan od najperspektivnijih načina za razvoj alternativne energije. Sama činjenica da sunce na mnogim geografskim širinama planete sija tokom cijele godine, prenoseći na Zemlju desetine hiljada puta više energije nego što je potroši čitavo čovječanstvo za godinu dana, inspiriše aktivno korištenje solarnih stanica.

Većina najvećih stanica nalazi se u Sjedinjenim Državama, ukupno se solarna energija distribuira u gotovo stotinu zemalja. Za osnovu su uzete fotoćelije (pretvarači sunčevog zračenja) koje se kombinuju u velike solarne panele.

Toplota Zemlje

Toplina zemaljskih dubina pretvara se u energiju i koristi za ljudske potrebe u mnogim zemljama svijeta. Toplotna energija je veoma efikasna u oblastima vulkanske aktivnosti, mestima gde ima mnogo gejzira.

Lideri u ovoj oblasti su Island (glavni grad Rejkjavik je u potpunosti snabdeven geotermalnom energijom), Filipini (učešće u ukupnom bilansu je 20%), Meksiko (4%) i SAD (1%).

Ograničenje upotrebe ove vrste izvora je zbog nemogućnosti transporta geotermalne energije na udaljenosti (tipičan lokalni izvor energije).

U Rusiji još uvijek postoji jedna takva stanica (kapaciteta - 11 MW) na Kamčatki. Na istom mjestu je u izgradnji nova stanica (kapaciteta 200 MW).

Deset najperspektivnijih izvora energije u bliskoj budućnosti uključuje:

• solarne stanice u svemiru (glavni nedostatak projekta su ogromni finansijski troškovi);
• mišićna snaga osobe (potražnja, prije svega - mikroelektronika);
• energetski potencijal oseka i oseka (nedostatak je visoka cijena izgradnje, gigantske fluktuacije snage po danu);
• kontejneri za gorivo (vodonik) (potreba za izgradnjom novih benzinskih pumpi, visoka cijena automobila koji će ih puniti);
• brzi nuklearni reaktori (gorivne šipke uronjene u tečni Na) - tehnologija je izuzetno obećavajuća (mogućnost ponovne upotrebe istrošenog otpada);
• biogorivo - već se koristi u zemljama u razvoju (Indija, Kina), prednosti - obnovljivost, ekološka prihvatljivost, nedostaci - korištenje resursa, zemljište namijenjeno za proizvodnju usjeva, hodanje stoke (poskupljenje, nedostatak hrane);
• atmosferski elektricitet (akumulacija energetskog potencijala munje), glavni nedostatak je pokretljivost atmosferskih frontova, brzina pražnjenja (složenost akumulacije).

Naučnici se utrkuju u pronalaženju budućih izvora energije za poboljšanje okoliša i smanjenje ovisnosti o nafti i drugim fosilnim gorivima.

Neki predviđaju da je energija budućnosti . Drugi kažu da je sunce put. Wilder sheme uključuju vjetroturbine visoko u zraku ili motor antimaterije.

Razmislite kakva će biti energija budućnosti u 21. veku i dalje.

Energija antimaterije

Antimaterija je analog materije, sastavljena od antičestica koje imaju istu masu kao normalna materija, ali sa suprotnim atomskim svojstvima poznatim kao spin i naboj.

Kada se suprotne čestice sretnu, one se međusobno poništavaju i oslobađaju ogromnu količinu energije u skladu sa poznatom Einsteinovom jednačinom E=mc2.

Energija budućnosti, u obliku prototipa antimaterije, već se koristi u medicinskoj tehnici snimanja poznatoj kao pozitronska emisiona tomografija (PET), ali njena upotreba kao potencijalnog izvora goriva ostaje u domeni naučne fantastike.

Problem sa antimaterijom je što je u svemiru ima vrlo malo. Antimaterija se može proizvesti u laboratorijama, ali trenutno samo u vrlo malim količinama i po previsokim cijenama. Čak i ako se problem proizvodnje može riješiti, glavno pitanje i dalje ostaje kako uskladištiti nešto što teži da se uništi u dodiru s običnom materijom, kao i kako iskoristiti tu energiju antimaterije jednom stvorenu.

Naučnici istražuju kako bi stvorili antimateriju koja bi jednog dana mogla odvesti čovječanstvo do zvijezda, ali snovi o zvjezdanim brodovima na pogon antimaterije još su daleko, slažu se svi stručnjaci.

Vodikove gorive ćelije

Na prvi pogled, vodonične gorivne ćelije mogu izgledati kao idealna alternativa fosilnim gorivima. Mogu proizvoditi električnu energiju koristeći samo vodik i kisik bez mnogo zagađenja.

Automobil koji pokreće vodonične gorive ćelije neće biti samo efikasniji od automobila koji pokreće motor sa unutrašnjim sagorevanjem, već će jedina emisija biti voda.

Nažalost, dok je vodonik najzastupljeniji element u svemiru, većina ga je povezana s molekulima poput vode. To znači da se čisti, nekombinovani vodonik mora proizvoditi korištenjem drugih resursa, koji su u mnogim slučajevima povezani s fosilnim gorivima. Ako je to slučaj, onda su mnoge ekološke prednosti vodonika kao goriva zanemarljive. Drugi problem sa vodonikom je taj što se ne može lako ili sigurno komprimirati i zahtijeva posebne spremnike za skladištenje. Takođe, iz razloga koji nisu u potpunosti shvaćeni, mali atomi vodonika imaju tendenciju da prodiru kroz materijale rezervoara.

Nuklearni

Albert Ajnštajn nam je rekao da je linija između materije i energije nejasna. Energija budućnosti može se proizvesti fisijom ili fuzijom jezgri – procesima poznatim kao reakcije nuklearne fisije i formiranjem težih jezgara gdje se oslobađa.

Oslobađa štetno zračenje i proizvodi velike količine radioaktivnih materijala koji mogu ostati aktivni hiljadama godina i mogu uništiti cijele ekosisteme ako procure. Također postoji zabrinutost da bi se nuklearni materijal mogao koristiti u oružju.

Trenutno većina nuklearnih elektrana koristi fisiju, a za proizvodnju je potrebno održavanje potrebnih temperatura.

Poznat je i prirodni fenomen poznat kao sonoluminiscencija.

Sonoluminiscencija bi jednog dana mogla biti sredstvo za držanje ogromnih nuklearnih i fuzijskih reaktora u čaši tekućine.

Sonoluminiscencija se odnosi na bljesak svjetlosti kada posebne tekućine stvaraju visokoenergetske zvučne valove. Zvučni valovi razbijaju tekućinu i proizvode sitne mjehuriće koji se brzo šire, a zatim naglo kolabiraju. Svjetlost se proizvodi u procesu, ali što je još važnije, unutrašnjost eksplodirajućih mjehurića dostiže ekstremno visoke temperature i pritiske. Naučnici sugeriraju da bi to moglo biti dovoljno za nuklearnu fuziju.

Naučnici također eksperimentiraju s metodama za stvaranje kontrolirane nuklearne fuzije ubrzavanjem "teških" vodikovih jona u snažnom električnom polju.

Okeanska toplotna konverzija

Okeani pokrivaju 70 posto Zemlje, a voda je prirodni kolektor solarne energije budućnosti. Okeanska toplotna konverzija se događa iskorištavanjem temperaturnih razlika između površinske vode zagrijane od sunca i vode u hladnim okeanskim dubinama za proizvodnju električne energije.

Pretvaranje toplotne energije okeana može raditi prema sljedećem principu:

• Zatvorena petlja: Tečnost sa niskom tačkom ključanja, kao što je amonijak, kuva se u toploj morskoj vodi. Nastala para se koristi za pogon električne turbine, a zatim se para hladi hladnom morskom vodom.
• Otvoreni krug: topla morska voda se pretvara u paru nizak pritisak koji se koristi za proizvodnju električne energije. Para se hladi i pretvara u upotrebljivu slatku vodu sa hladnom morskom vodom.
• Hibridni ciklus: Zatvoreni ciklus se koristi za proizvodnju električne energije, koja se koristi za stvaranje okruženja niskog pritiska potrebnog za otvoreni ciklus.

Toplotna energija okeana koristi se i za ekstrakciju slatke vode i morske vode bogate nutrijentima koja se izvlači iz okeanskih dubina za uzgoj morskih organizama i biljaka. Glavni nedostatak okeanske toplotne energije je što je potrebno raditi na tako malim temperaturnim razlikama, uglavnom oko 20 stepeni Celzijusa gdje je efikasnost od 1 do 3 posto.

Hidroenergija

Voda koja pada, curi ili se na drugi način kreće koristila se od davnina za proizvodnju električne energije.

Hidroenergija osigurava oko 20 posto svjetske električne energije.

Donedavno se vjerovalo da je energija vode budućnosti bogat prirodni resurs koji ne zahtijeva dodatno gorivo i ne uzrokuje zagađenje.

Nedavne studije, međutim, osporavaju neke od ovih tvrdnji i sugeriraju da hidroelektrane mogu proizvesti značajne količine ugljičnog dioksida i metana razgradnjom potopljenog biljnog materijala. U nekim slučajevima, ove emisije se natječu s emisijama iz elektrana na fosilna goriva. Još jedan nedostatak brana je to što ljudi često moraju biti premješteni. U slučaju izgradnje brane Tri klisure u Kini, koja je postala najveća brana na svijetu, 1,9 miliona ljudi je raseljeno, a istorijska mjesta su poplavljena i izgubljena.

Biomasa

Izvor energije budućnosti je biomasa ili biogoriva, što uključuje oslobađanje hemijskih resursa pohranjenih u organskoj tvari kao što su drvo, usjevi i životinjski otpad. Ovi materijali se sagorevaju direktno da bi se obezbedila toplota ili se rafinišu da bi se dobila alkoholna goriva kao što je etanol.

No, za razliku od nekih drugih obnovljivih izvora energije, energija biomase nije čista, jer sagorijevanje organske tvari proizvodi velike količine ugljičnog dioksida. Međutim, ovu razliku možete nadoknaditi ili eliminisati sadnjom brzorastućih stabala i trava za gorivo. Naučnici također eksperimentiraju s korištenjem bakterija za razgradnju biomase i proizvodnju vodika za korištenje kao gorivo.

Jedna zanimljiva, ali kontroverzna alternativa biogorivu uključuje proces poznat kao termička konverzija.

Za razliku od konvencionalnih biogoriva, termička konverzija može pretvoriti gotovo svaku vrstu organske tvari u visokokvalitetno ulje s vodom kao jedinim nusproizvodom.

Međutim, ostaje da se vidi da li kompanije koje su patentirale proces mogu proizvesti dovoljno nafte da ova energija budućnosti postane održiva alternativa gorivu.

Ulje

Neki to zovu crno zlato. Čitava carstva su zasnovana na tome, zbog kojih se vode ratovi. Jedan od razloga zašto je nafta, ili sirova nafta, toliko vrijedna je taj što se može pretvoriti u razne proizvode, od kerozina do plastike i asfalta. O tome da li je to izvor energije budućnosti vode se žestoke rasprave.

Procjene o tome koliko je ulja ostalo u zemlji uvelike variraju. Neki naučnici predviđaju da će rezerve nafte dostići vrhunac, a zatim brzo pasti; drugi vjeruju da će biti otkriveno dovoljno novih rezervi za podmirivanje svjetskih energetskih potreba za još nekoliko decenija.

Poput uglja i prirodnog gasa, nafta je relativno jeftina u poređenju sa drugim alternativnim gorivima, ali dolazi sa većim ekološkim troškovima. Upotreba nafte proizvodi velike količine ugljičnog dioksida, a izlijevanje nafte može oštetiti krhke ekosisteme.

Vjetar

Uzimajući koncept vjetrenjača korak dalje i više, naučnici žele da stvore elektrane na nebu, vjetrenjače koje lebde u zraku na visini od 1000 metara. Uređaj sa šrafovima će biti stabilizovan na jednom mestu, a struja će se napajati do zemlje preko kabla.

Energija vjetra trenutno čini samo 0,1 posto globalne potražnje za električnom energijom. Očekuje se da će se ovaj broj povećati jer je vjetar jedan od najčišćih oblika energije i može proizvesti energiju sve dok vjetar duva.

Problem je, naravno, što vjetrovi ne duvaju uvijek i ne može se osloniti na snagu vjetra da proizvodi konstantnu električnu energiju. Također postoji zabrinutost da vjetroelektrane mogu utjecati na lokalno vrijeme na načine koji tek treba biti potpuno shvaćen.

Naučnici se nadaju da će podizanje vjetrenjača u nebo riješiti ove probleme, jer su vjetrovi na visini mnogo jači i postojaniji na većim visinama.

Ugalj

Ugalj je bio gorivo koje je pokretalo industrijsku revoluciju i od tada igra sve važniju ulogu u zadovoljavanju svjetskih energetskih potreba.

Glavna prednost uglja je što ga ima dosta. Dovoljno da izdrži još 200-300 godina po trenutnoj stopi potrošnje.

Iako ga njegovo obilje čini vrlo ekonomičnim, međutim, kada se sagori, ugalj ispušta nečistoće sumpora i dušika u zrak, koje se u kombinaciji s vodom u atmosferi mogu formirati kisele kiše. Sagorijevanje uglja također proizvodi velike količine ugljičnog dioksida, za koji većina klimatskih naučnika vjeruje da doprinosi globalnom zagrijavanju. Ozbiljni napori se ulažu u pronalaženje novih načina za smanjenje otpada i nusproizvoda eksploatacije uglja.

solarna energija

Solarna energija ne zahtijeva dodatno gorivo i ne dolazi do zagađenja. Sunčeva svjetlost se može koncentrirati u obliku topline ili pretvoriti u električnu energiju pomoću fotonaponskog ili fotonaponskog efekta kroz sinkronizirana ogledala koja prate kretanje Sunca po nebu. Naučnici su također razvili metode za iskorištavanje buduće solarne energije za zamjenu plinskog motora zagrijavanjem plina vodika u rezervoaru koji se širi i pokreće generator.

Nedostaci solarne energije uključuju visoke početne troškove, kao i potrebu za velikim prostorima. Takođe, za većinu alternativa, izlaz solarne energije budućnosti podložan je hirovima zagađenja vazduha i vremenskih prilika koje mogu blokirati sunčevu svetlost.

Sa Wiki

ENERGO-129-GUNDAYEVA

Struja je vekovima hodala rame uz rame sa čovekom. Kako je razvoj ove industrije olakšao i poboljšao živote ljudi. Teško je sada zamisliti naš život bez svih uobičajenih električnih uređaja u bilo kojem domu, konkretno u mom - bez kompjutera. Sa nevericom, pa čak i sa poštovanjem, ponovo sam čitao priče da su lampaši nekada palili svetla na ulicama. Toliko je trebalo obići lampione, pričvrstiti ljestve i upaliti fenjere! I osjećate ponos na svoju zemlju - na kraju krajeva, naši sunarodnjaci, Yablochkov i Ladygin, su izmislili električne sijalice, bez kojih svijet sada ne može zamisliti svoje postojanje.

Profesija električara, reklo bi se, relativno je mlada profesija. Uostalom, prve elektrane su puštene u rad tek prije nekoliko stoljeća u inostranstvu, a onda je struja stigla u carsku Rusiju. Postojala je potreba za ovom profesijom. Prvi električari su odmah stekli popularnost. U to vrijeme malo je ljudi znalo za principe rada instalacija, a nisu znali ni koristiti struju, pa su prvi električari bili konsultanti. Naš savremeni život pokazuje da se društveni značaj, potražnja za profesijom električara nije nimalo smanjila, već je, naprotiv, porasla. Zahtjevi su se također promijenili. Uostalom, ako je ranije bilo dovoljno poznavanje primitivnih kola i uređaja, sada napredne tehnologije zahtijevaju stalno poboljšanje i ažuriranje tehničkih informacija.

Mislim da je u korisnosti i društvenom značaju izbor profesije. Biti energetičar je časna i odgovorna misija koja je ljudima prijeko potrebna.

ENERGO-STL-KAMALDINOV

Živimo u svijetu tehnologije i konzumerizma. Ali tehnologija ne bi trebala biti primarna briga. Ruski fizičari su uvijek bili među vodećim svjetskim naučnicima. Među njima, L.D. Landau, S.P. Kapitsa, Zh.I. Alferov. V.L Ginzburg i drugi. Prvi izumitelj sijalice s električnim lukom bio je Pavel Nikolajevič Jabločkov. Bio je to ogroman doprinos razvoju električne svjetlosti. Bez elektroprivrede nema razvoja sela, grada, regiona, države. Ima ih mnogo Različiti putevi proizvodnja energije. Korištenje energije sunca, vjetra, vodenih resursa, nuklearne energije, energije gejzira. Svaka metoda ima svoje prednosti i nedostatke. U Rusiji je potrošnja prirodnog gasa najrazvijenija. Da biste riješili postojeće probleme i spriječili pojavu narednih, čini mi se, možete učiniti sljedeće. Prvo, modernizirati postojeće elektrane, tvornice, razne industrije, a drugo, uništiti i ne raditi ništa po staroj, zastarjeloj tehnologiji. Takođe, po mom mišljenju, potrebno je koristiti samo savremene tehnologije u izgradnji novih objekata. Za razvoj zemlje važna je aktivnost samih stanovnika. Na primjer: obični stanovnici mogu postaviti solarne panele ispred svojih prozora i koristiti ih za rasvjetu ili druge potrebe, te prodati višak energije u mrežu. Također je potrebno težiti prelasku na potpuno obnovljive izvore energije. Na primjer, koristite smeće. Sortiranje po vrsti kod kuće. Za otpad koji se ne može ponovo koristiti potrebno je izgraditi posebne deponije koje ne dozvoljavaju prodiranje štetnih materija u tlo, a gas koji se emituje raspadajućim otpadom treba koristiti za proizvodnju energije. Za stanovnike koji prelaze na potpuno obnovljive izvore energije mogu se obezbijediti poreski olakšice. Iz navedenog možemo zaključiti da Rusija ima veliki potencijal u razvoju elektroprivrede i poboljšanju kvaliteta života. Naša zemlja ima sve za to: dostignuća fundamentalne nauke, ambiciozne mlade generacije. Samo treba da se potrudimo da modernizujemo svet oko nas.--ENERGO-STL-KAMALDINOV (diskusija) 11:49, 9. oktobar 2016. (MSK)

ENERGO-67-LABUTINA

Energetska kriza je problem cijelog čovječanstva. Da li ste se ikada zapitali šta će se dogoditi kada ljudi iscrpe sve rezerve Zemlje. U 19. veku ljudi su ovladali ugljem. Kasnije su se pojavili izvori nafte i gasa. U 20. veku se verovalo da je podzemno bogatstvo neiscrpno. Ali ispada da će u budućnosti istražene rezerve uglja, nafte i gasa biti iscrpljene. Ljudi će morati tražiti nove izvore energije. Čovek će moći da postoji sve dok su rezerve dovoljne. Mnogo miliona godina, dok sunce sija, akumulirane su rezerve minerala - nafte, uglja, treseta. Ove dionice se nemilosrdno spaljuju. Mnogo energije se gubi. Moramo upotrijebiti sva sredstva da spriječimo zagađenje i iscrpljivanje Zemlje. Širom svijeta sada pokušavaju koristiti ekološki prihvatljivu proizvodnju električne energije iz: sunčeve energije, energije vjetra, malih rijeka, plime, talasa, temperaturnih razlika u dubinama okeana. Biomasa (razni otpad) se također koristi za proizvodnju energije. Naravno, to proizvodi velike količine emisija ugljičnog dioksida koje je potrebno smanjiti. Drugi izvor moćne energije koja nije tražena je okean. Trenutno postoji nekoliko stanica koje rade na energiji plime i oseke. Plimne elektrane su izgrađene i u našoj zemlji, jedna od njih je Kislogubskaja. Energija vjetra se malo koristi. Mislim da naučnici već rade na tome kako se ovaj prirodni resurs može iskoristiti za dobrobit čovjeka. --ENERGO-67-LABUTINA 21:51, 06.10.2016. (MSK)

ENERGO-162-BULAVINCEVA

Čovečanstvo je tokom svog postojanja koristilo energiju koju je priroda akumulirala tokom mnogo milijardi godina. Istovremeno, s vremenom su se metode njegove upotrebe stalno poboljšavale, mijenjale, transformirale kako bi se postigla maksimalna efikasnost. Energija je oduvijek igrala posebnu, vrlo važnu ulogu u životu čovječanstva. Sve vrste njegovih aktivnosti povezane su sa troškovima energije. Dakle, na samom početku njegovog evolucijskog razvoja, čovjeku je bila dostupna samo energija mišića njegovog tijela. Kasnije je čovjek naučio primati i koristiti energiju vatre. Nikada ne razmišljamo o tome koliko našeg života zavisi od energije. Bilo koje naše djelovanje je povezano s tim. Kako bismo što bolje odgovorili na pitanje, razumjeli značenje, prednosti energije i napravili pretpostavke o tome kakva će biti upotreba energije u budućnosti, prvo se okrećemo samoj definiciji „energije“. Energija - (grčki - djelovanje, aktivnost) - opća kvantitativna mjera različitih oblika kretanja materije. Ako razmislite o definiciji koju sam dao, možete napraviti još nekoliko podparagrafa i preciznije razumjeti značenje ove riječi. 1) energija je nešto što se manifestuje tek kada se promeni stanje (položaj) različitih objekata sveta oko nas; 2) energija je nešto što se može mijenjati iz jednog oblika u drugi; 3) energija se odlikuje sposobnošću da proizvede koristan rad za osobu 4) energija je nešto što se može objektivno odrediti, kvantificirati. Dakle, mislim da je za ovaj ESEJ najbolje uzeti definiciju koja se povezuje sa korisnim radom za osobu. I zaista, ako razmislite o tome, onda je cijeli naš život konstantan stalna upotreba energije. Sve "koristi civilizacije" zasnovane su upravo na njenoj upotrebi: Mobiteli, grijanje/plin u našim domovima, automobili, svjetlo... Tako da možete nabrajati dosta vremena, ali ispiranje ostaje isto. Bez energije jednostavno ne bismo mogli živjeti... Ali ova medalja ima dvije strane. Uprkos svim ogromnim prednostima energije i njenog korišćenja, bez kojih ne bismo mogli normalno da postojimo u savremenom svetu, oni imaju i dosta nedostataka koji ništa manje utiču na ljudski život. Na primjer, zagađenje zraka. Standardni primjer, zar ne? Ali ovo je apsolutna istina, koju ne treba prećutkivati. Zagađenje atmosfere otpadom iz raznih ljudskih aktivnosti vezanih za vađenje, preradu i korištenje energije šteti ne samo ljudima, već i stvorenjima koja se kod nas nalaze na Zemlji. Stoga, na osnovu svega što sam rekao, želim napomenuti da je napredak daleko napredovao. Danas imamo nešto što bi za čoveka, recimo iz XIV veka, bilo nemoguće ni za percepciju. I stoga se nadam da se u budućnosti čovječanstvo neće zaustaviti i da će razvijati sve više novih načina vađenja, prerade i korištenja energije, načina koji ne samo da će doprinijeti postizanju maksimalne efikasnosti, već će biti i dizajnirani za minimalno zagađenje atmosfere. --ENERGO-162-BULAVINCEVA (razgovor) 22:10, 6. oktobar 2016. (MSK)

ENERGO-IRBIS-MUNTYAN

Energetska industrija prolazi kroz stalne promjene, zamjenjujući tradicionalne vrste goriva za grijanje kuće, dolazi geotermalno grijanje. To je sigurnije i ekološki prihvatljivije. Ranije je ova vrsta goriva bila dostupna samo bogatim ljudima, ali za sve ostale to je bila fantazija. Sada grijanje zbog topline zemlje više nije mit, već uobičajena praksa i više ljudi to može koristiti. Ako gas, nafta, ugalj i druga goriva mogu nestati, onda toplota zemlje nikada neće nestati. U budućnosti će se organizovati industrijska proizvodnja glavnog elementa ovog načina grijanja prostora - toplotnih pumpi. Za sve ljude to će biti udobno i zgodno. Voleo bih da živim u takvoj kući. --ENERGO-IRBIS-MUNTYAN (razgovor) 18:43, 6. oktobar 2016. (MSK)

ENERGO-LAP-SHILOVA

„Energija budućnosti. Stvarnost i fantazija” Struja je vekovima prolazila rame uz rame sa čovekom i ide sve do danas. Teško je zamisliti život bez uobičajenih električnih uređaja koje često koristimo u svakodnevnom životu. Međutim, čovječanstvo doživljava brzi, bez premca u istoriji, rast potrošnje energije bez obzira na budućnost glavnih i, nažalost, iscrpljivih izvora energije. Svaki dan čovjek traži nove izvore energije koji će biti racionalniji od prethodnih. Koje izvore će osoba moći otkriti u budućnosti može se samo nagađati. Zaista, naučnici ozbiljno razmišljaju o alternativnoj energiji kao izvoru sigurne i produktivne sfere. Gdje možete nabaviti tako željeni energetski resurs bez velikih problema? Već veoma dugo mnogi naučnici pokušavaju da pronađu onu "nit" koja bi okrenula stranicu energetske istorije čovečanstva i obezbedila novi nepresušni izvor "ishrane". Svaki od naučnika razvija sopstveni scenario, nastojeći da napravi iskorak u energetskom sektoru. Razmatrane su mnoge opcije: energija vjetra, unutrašnja energija naše planete, sunčeva energija. Ali koja će od ovih opcija igrati odlučujuću ulogu u istoriji čovječanstva i napraviti iskorak bez izazivanja sporova i rasprava? To ćemo znati tek u bliskoj budućnosti.

ENERGO-129-ERSHOV

Za početak ću dati definiciju riječi energija. Energija je područje ljudske ekonomske aktivnosti, skup velikih prirodnih i umjetnih podsistema koji služe za transformaciju, distribuciju i korištenje energetskih resursa svih vrsta. Njegova svrha je osigurati proizvodnju energije pretvaranjem primarne, prirodne energije u sekundarnu, na primjer, u električnu ili toplinsku energiju. Energija je potrebna stalno. Ne možemo zamisliti dan bez električnih uređaja. Trenutno se električna energija proizvodi spaljivanjem prirodnih resursa. Prirodni resursi nisu beskrajni, u bliskoj budućnosti resursi će ponestati, a mi ćemo morati tražiti alternativne izvore energije. Po mom mišljenju, budućnost je u alternativnim izvorima i energiji atoma. Alternativa je čista energija sunca, vjetra, vode. Čini mi se da je to jedan od racionalnih načina korištenja nuklearne energije. Nuklearna energija (Nuklearna energija) je grana energetske industrije koja se bavi proizvodnjom električne i toplotne energije pretvaranjem nuklearne energije. Obično se za dobivanje nuklearne energije koristi lančana reakcija nuklearne fisije jezgri plutonija-239 ili uranijuma-235. Fisiju jezgara kada neutron udari u njih, a dobijaju se novi neutroni i fragmenti fisije. Fisijski neutroni i fisioni fragmenti imaju visoku kinetičku energiju. Kao rezultat sudara fragmenata s drugim atomima, ova kinetička energija se brzo pretvara u toplinu. A ova toplota zagrijava vodu i pretvara je u paru. Zauzvrat, para ulazi u turbinu, gdje se stvara električna energija. Ali ova vrsta energije ima svoje nedostatke. To je sigurnost u nuklearnim elektranama. Opasnost je povezana sa problemima odlaganja otpada, nesrećama koje dovode do ekoloških katastrofa i katastrofa izazvanih ljudskim djelovanjem, kao i mogućnošću korištenja oštećenja ovih objekata konvencionalnim oružjem ili kao posljedica terorističkog napada kao oružja za masovno uništenje. Po mom mišljenju, da jače razvijam ovu vrstu energije. Pravilno odlagati nuklearni otpad, povećati efikasnost nuklearnih elektrana, čime se povećava količina energije koja se oslobađa za isto gorivo.