მომავლის ალტერნატიული ენერგია. პერსპექტიული ენერგიის წყაროები როგორ ვხედავ მომავლის ენერგიას

საიდუმლო არ არის, რომ დღეს კაცობრიობის მიერ გამოყენებული რესურსები სასრულია, უფრო მეტიც, მათი შემდგომი მოპოვება და გამოყენება შეიძლება გამოიწვიოს არა მხოლოდ ენერგეტიკულ, არამედ ეკოლოგიურ კატასტროფამდე. კაცობრიობის მიერ ტრადიციულად გამოყენებული რესურსები - ქვანახშირი, გაზი და ნავთობი - რამდენიმე ათწლეულში ამოიწურება და ზომები ახლავე, ჩვენს დროში უნდა იქნას მიღებული. რა თქმა უნდა, შეგვიძლია იმედი ვიქონიოთ, რომ კვლავ ვიპოვით მდიდარ საბადოებს, როგორც ეს იყო გასული საუკუნის პირველ ნახევარში, მაგრამ მეცნიერები დარწმუნებულნი არიან, რომ ასეთი დიდი საბადოები აღარ არსებობს. მაგრამ ნებისმიერ შემთხვევაში, ახალი საბადოების აღმოჩენაც კი მხოლოდ გარდაუვალს დააყოვნებს, აუცილებელია ალტერნატიული ენერგიის წარმოების გზების პოვნა და განახლებადი რესურსების გადართვა, როგორიცაა ქარი, მზე, გეოთერმული ენერგია, წყლის ნაკადის ენერგია და სხვა. ამასთან, აუცილებელია გაგრძელდეს ენერგიის დაზოგვის ტექნოლოგიების განვითარება.

ამ სტატიაში განვიხილავთ რამდენიმე ყველაზე პერსპექტიულ, თანამედროვე მეცნიერთა აზრით, იდეას, რომელზედაც აშენდება მომავლის ენერგია.

მზის სადგურები

ადამიანებს დიდი ხანია აინტერესებთ, შეიძლებოდა თუ არა წყლის გაცხელება მზის ქვეშ, ტანსაცმლისა და ჭურჭლის გაშრობა ღუმელში გაგზავნამდე, მაგრამ ამ მეთოდებს არ შეიძლება ეწოდოს ეფექტური. Პირველი ტექნიკური საშუალებები, მზის ენერგიის გარდაქმნა, გაჩნდა მე-18 საუკუნეში. ფრანგმა მეცნიერმა ჟ.ბუფონმა აჩვენა ექსპერიმენტი, რომლის დროსაც მან 70 მეტრის მანძილიდან ნათელ ამინდში დიდი ჩაზნექილი სარკის დახმარებით მოახერხა მშრალი ხის ანთება. მისმა თანამემამულემ, ცნობილმა მეცნიერმა ა.ლავუაზიემ მზის ენერგიის კონცენტრირებისთვის ლინზები გამოიყენა და ინგლისში შექმნეს ორმხრივამოზნექილი მინა, რომელიც მზის სხივების ფოკუსირებით სულ რამდენიმე წუთში დნობდა თუჯს.

ნატურალისტებმა ჩაატარეს მრავალი ექსპერიმენტი, რამაც დაადასტურა, რომ მზე დედამიწაზე შესაძლებელია. თუმცა, მზის ბატარეა, რომელიც მზის ენერგიას მექანიკურ ენერგიად გარდაქმნიდა, შედარებით ცოტა ხნის წინ, 1953 წელს გამოჩნდა. ის შექმნეს აშშ-ის აერონავტიკის ეროვნული სააგენტოს მეცნიერებმა. უკვე 1959 წელს პირველად გამოიყენეს მზის ბატარეა კოსმოსური თანამგზავრის აღჭურვისთვის.

შესაძლოა მაშინაც კი, როდესაც გააცნობიერეს, რომ ასეთი ბატარეები კოსმოსში ბევრად უფრო ეფექტურია, მეცნიერებს გაუჩნდათ კოსმოსური მზის სადგურების შექმნის იდეა, რადგან ერთ საათში მზე გამოიმუშავებს იმდენ ენერგიას, რამდენსაც მთელი კაცობრიობა არ მოიხმარს. წელი, რატომ არ გამოიყენოთ იგი? როგორი იქნება მომავლის მზის ენერგია?

ერთის მხრივ, როგორც ჩანს, მზის ენერგიის გამოყენება იდეალური ვარიანტია. თუმცა უზარმაზარი კოსმოსური მზის სადგურის ღირებულება ძალიან მაღალია და გარდა ამისა, მისი ფუნქციონირება ძვირი დაჯდება. დროთა განმავლობაში, როდესაც დაინერგება ახალი ტექნოლოგიები ტვირთის კოსმოსში მიტანისთვის, ისევე როგორც ახალი მასალები, ასეთი პროექტის განხორციელება შესაძლებელი გახდება, მაგრამ ამჟამად პლანეტის ზედაპირზე მხოლოდ შედარებით მცირე ბატარეების გამოყენება შეგვიძლია. ბევრი იტყვის, რომ ესეც კარგია. დიახ, ეს შესაძლებელია კერძო სახლში, მაგრამ, შესაბამისად, დიდი ქალაქების ენერგომომარაგებისთვის საჭიროა ან ბევრი მზის პანელი, ან ტექნოლოგია, რომელიც მათ უფრო ეფექტურს გახდის.

საკითხის ეკონომიკური მხარეც აქ არის წარმოდგენილი: ნებისმიერი ბიუჯეტი ძალიან დაზარალდება, თუ მას დაევალება მთელი ქალაქის (ან მთელი ქვეყნის) მზის პანელებზე გადაქცევა. როგორც ჩანს, შესაძლებელია ქალაქის მაცხოვრებლების ვალდებულება გადაიხადონ გარკვეული თანხები ხელახალი აღჭურვისთვის, მაგრამ ამ შემთხვევაში ისინი უკმაყოფილო იქნებიან, რადგან თუ ხალხი მზად იყო ასეთი ხარჯების გასაკეთებლად, ამას თავად გააკეთებდნენ დიდი ხნის წინ: ყველას აქვს მზის ბატარეის შეძენის შესაძლებლობა.

მზის ენერგიასთან დაკავშირებით კიდევ ერთი პარადოქსია: წარმოების ხარჯები. მზის ენერგიის პირდაპირ ელექტროენერგიად გადაქცევა არ არის ყველაზე ეფექტური. ჯერჯერობით, არ არის ნაპოვნი უკეთესი გზა, ვიდრე მზის სხივების გამოყენება წყლის გასათბობად, რომელიც ორთქლად გადაქცევით, თავის მხრივ ბრუნავს დინამოს. ამ შემთხვევაში ენერგიის დანაკარგი მინიმალურია. კაცობრიობას სურს გამოიყენოს "მწვანე" მზის პანელები და მზის სადგურები დედამიწაზე რესურსების შესანარჩუნებლად, მაგრამ ასეთი პროექტი მოითხოვს იმავე რესურსების უზარმაზარ რაოდენობას და "არამწვანე" ენერგიას. მაგალითად, საფრანგეთში ცოტა ხნის წინ აშენდა მზის ელექტროსადგური, რომელიც მოიცავს დაახლოებით ორ კვადრატულ კილომეტრს. მშენებლობის ღირებულება დაახლოებით 110 მილიონი ევრო იყო, საოპერაციო ხარჯების გარეშე. ამ ყველაფერთან ერთად, გასათვალისწინებელია, რომ ასეთი მექანიზმების მომსახურების ვადა დაახლოებით 25 წელია.

ქარი

ქარის ენერგიას ხალხი ანტიკურ დროიდანაც იყენებდა, უმარტივესი მაგალითია ნაოსნობა და ქარის წისქვილები. ქარის წისქვილები დღესაც გამოიყენება, განსაკუთრებით მუდმივი ქარის მქონე ადგილებში, მაგალითად, სანაპიროზე. მეცნიერები მუდმივად აყენებენ იდეებს იმის შესახებ, თუ როგორ უნდა განაახლონ არსებული მოწყობილობები ქარის ენერგიის გარდაქმნისთვის, ერთ-ერთი მათგანია ქარის ტურბინები მზარდი ტურბინების სახით. მუდმივი ბრუნის გამო მათ შეეძლოთ ჰაერში „ჩამოკიდებული“ მიწიდან რამდენიმე ასეული მეტრის მანძილზე, სადაც ქარი ძლიერი და მუდმივია. ეს ხელს შეუწყობს სოფლის ელექტრიფიკაციას, სადაც სტანდარტული ქარის წისქვილების გამოყენება შეუძლებელია. გარდა ამისა, ასეთი მზარდი ტურბინები შეიძლება აღიჭურვოს ინტერნეტ მოდულებით, რომელთა დახმარებითაც ადამიანებს მიეწოდებათ წვდომა მსოფლიო ქსელში.

ტალღები და ტალღები

მზის და ქარის ენერგიის ბუმი თანდათან ქრება და სხვა ბუნებრივმა ენერგიამ მიიპყრო მკვლევართა ინტერესი. უფრო პერსპექტიულია ღვარცოფებისა და ნაკადების გამოყენება. უკვე ასამდე კომპანია მთელს მსოფლიოში ეხება ამ საკითხს და არის რამდენიმე პროექტი, რომლებმაც დაამტკიცეს ელექტროენერგიის გამომუშავების ამ მეთოდის ეფექტურობა. მზის ენერგიასთან შედარებით უპირატესობა ის არის, რომ ერთი ენერგიის მეორეზე გადაცემისას დანაკარგები მინიმალურია: მოქცევის ტალღა ბრუნავს უზარმაზარ ტურბინას, რომელიც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას.

პროექტი Oyster არის ოკეანის ფსკერზე ჩამოკიდებული სარქვლის დაყენების იდეა, რომელიც წყალს მიაწვდის ნაპირს, რითაც დაატრიალებს უბრალო ჰიდროელექტრო ტურბინას. მხოლოდ ერთ ასეთ ინსტალაციას შეუძლია ელექტროენერგიის მიწოდება მცირე მიკრორაიონში.

მოქცევის ტალღები უკვე წარმატებით გამოიყენება ავსტრალიაში: ქალაქ პერტში დამონტაჟდა ამ ტიპის ენერგიაზე მომუშავე დეზალაციის სადგურები. მათი მუშაობა საშუალებას აძლევს დაახლოებით ნახევარ მილიონ ადამიანს მიაწოდოს მტკნარი წყალი. ბუნებრივი ენერგია და მრეწველობა ასევე შეიძლება გაერთიანდეს ენერგიის წარმოების ამ დარგში.

გამოყენება გარკვეულწილად განსხვავდება იმ ტექნოლოგიებისგან, რომლებსაც ჩვენ მიჩვეული ვართ მდინარის ჰიდროელექტროსადგურებში. ჰიდროელექტროსადგურები ხშირად აზიანებენ გარემოს: დატბორილია მიმდებარე ტერიტორიები, განადგურებულია ეკოსისტემა, მაგრამ მოქცევის ტალღებზე მომუშავე სადგურები ამ მხრივ გაცილებით უსაფრთხოა.

ადამიანის ენერგია

ჩვენს სიაში ერთ-ერთი ყველაზე ფანტასტიკური პროექტი არის ცოცხალი ადამიანების ენერგიის გამოყენება. ეს ჟღერს განსაცვიფრებლად და გარკვეულწილად საშინლადაც კი, მაგრამ ყველაფერი ასე საშინელი არ არის. მეცნიერები აფასებენ იდეას, თუ როგორ გამოიყენონ მოძრაობის მექანიკური ენერგია. ეს პროექტები ეხება მიკროელექტრონიკას და ნანოტექნოლოგიებს დაბალი ენერგიის მოხმარებით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს უტოპიად ჟღერს, რეალური განვითარება არ არსებობს, მაგრამ იდეა ძალიან საინტერესოა და არ ტოვებს მეცნიერებს გონებას. დამეთანხმებით, მოწყობილობები, რომლებიც, ისევე როგორც საათები ავტომატური გრაგნილით, ძალიან მოსახერხებელი იქნება, დაიტენება სენსორზე თითის გადახვევით, ან უბრალოდ სიარულის დროს ტაბლეტის ან ტელეფონის ჩანთაში ჩამოკიდებით. რომ აღარაფერი ვთქვათ ტანსაცმელზე, რომელიც სავსეა სხვადასხვა მიკრომოწყობილობებით, შეუძლია ადამიანის მოძრაობის ენერგია ელექტროენერგიად გარდაქმნას.

მაგალითად, ბერკლიში, ლოურენსის ლაბორატორიაში, მეცნიერები ცდილობდნენ განეხორციელებინათ იდეები ელექტროენერგიის ზეწოლისთვის ვირუსების გამოყენების შესახებ. ასევე არსებობს მცირე მექანიზმები, რომლებიც იკვებება მოძრაობით, მაგრამ ჯერჯერობით ასეთი ტექნოლოგია არ არის ჩართვაში. დიახ, გლობალურ ენერგეტიკულ კრიზისს ასე ვერ მოგვარდება: რამდენ ადამიანს მოუწევს „გაყიდვა“, რომ მთელი ქარხანა იმუშაოს? მაგრამ როგორც კომბინაციაში გამოყენებული ერთ-ერთი ღონისძიება, თეორია საკმაოდ სიცოცხლისუნარიანია.

ასეთი ტექნოლოგიები განსაკუთრებით ეფექტური იქნება ძნელად მისადგომ ადგილებში, პოლარულ სადგურებზე, მთებსა და ტაიგაში, მოგზაურებსა და ტურისტებს შორის, რომლებსაც ყოველთვის არ აქვთ შესაძლებლობა დატენონ თავიანთი გაჯეტები, მაგრამ კონტაქტზე ყოფნა მნიშვნელოვანია, განსაკუთრებით იმ შემთხვევაში, თუ ჯგუფი კრიტიკულ მდგომარეობაშია. რამდენად შეიძლებოდა თავიდან აცილება, თუ ადამიანებს ყოველთვის ჰქონოდათ საიმედო საკომუნიკაციო მოწყობილობა, რომელიც არ იყო დამოკიდებული "შტეფსელზე".

წყალბადის საწვავის უჯრედები

შესაძლოა, ყველა მანქანის მფლობელს, როდესაც ათვალიერებდა ბენზინის რაოდენობის ინდიკატორს, რომელიც უახლოვდება ნულს, ფიქრობდა იმაზე, თუ რა კარგი იქნებოდა, თუ მანქანა წყალზე იმოძრავებდა. მაგრამ ახლა მისი ატომები მეცნიერთა ყურადღების ცენტრში მოექცა, როგორც ენერგიის რეალური ობიექტები. ფაქტია, რომ წყალბადის ნაწილაკები - სამყაროში ყველაზე გავრცელებული გაზი - შეიცავს უზარმაზარ რაოდენობას ენერგიას. უფრო მეტიც, ძრავა წვავს ამ გაზს პრაქტიკულად ყოველგვარი ქვეპროდუქტების გარეშე, ანუ ვიღებთ ძალიან ეკოლოგიურად სუფთა საწვავს.

წყალბადი იკვებება ISS-ის ზოგიერთი მოდულით და შატლებით, მაგრამ დედამიწაზე ის ძირითადად არსებობს ისეთი ნაერთების სახით, როგორიცაა წყალი. ოთხმოციან წლებში რუსეთში განვითარდა თვითმფრინავების განვითარება, რომლებიც იყენებდნენ წყალბადს საწვავად, ეს ტექნოლოგიები პრაქტიკაშიც კი იქნა გამოყენებული და ექსპერიმენტულმა მოდელებმა დაამტკიცა მათი ეფექტურობა. წყალბადის გამოყოფისას ის გადადის სპეციალურ საწვავის უჯრედში, რის შემდეგაც შესაძლებელია ელექტროენერგიის პირდაპირ გამომუშავება. ეს არ არის მომავლის ენერგია, ეს უკვე რეალობაა. მსგავსი მანქანები უკვე იწარმოება და საკმაოდ დიდი პარტიებით. Honda-მ, რათა ხაზი გაესვა ენერგიის წყაროს და მთლიანად მანქანის მრავალფეროვნებას, ჩაატარა ექსპერიმენტი, რის შედეგადაც მანქანა დაუკავშირდა სახლის ელექტრო ქსელს, მაგრამ არა იმისთვის, რომ დატენილიყო. მანქანას შეუძლია ენერგიით მიაწოდოს კერძო სახლი რამდენიმე დღის განმავლობაში, ან გაიაროს თითქმის ხუთასი კილომეტრი საწვავის გარეშე.

ამ დროისთვის ასეთი ენერგიის წყაროს ერთადერთი ნაკლი არის ასეთი ეკოლოგიურად სუფთა მანქანების შედარებით მაღალი ღირებულება და, რა თქმა უნდა, წყალბადის სადგურების საკმაოდ მცირე რაოდენობა, მაგრამ მათი მშენებლობა უკვე დაგეგმილია ბევრ ქვეყანაში. მაგალითად, გერმანიას უკვე აქვს 2017 წლისთვის 100 ავტოგასამართი სადგურის დამონტაჟების გეგმა.

დედამიწის სითბო

თერმული ენერგიის ელექტროენერგიად გარდაქმნა არის გეოთერმული ენერგიის არსი. ზოგიერთ ქვეყანაში, სადაც რთულია სხვა ინდუსტრიების გამოყენება, იგი საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება. მაგალითად, ფილიპინებში მთელი ელექტროენერგიის 27% მოდის გეოთერმული სადგურებზე, ხოლო ისლანდიაში ეს მაჩვენებელი დაახლოებით 30%-ია. ენერგიის წარმოების ამ მეთოდის არსი საკმაოდ მარტივია, მექანიზმი მარტივის მსგავსია ორთქლმავალი. მაგმის სავარაუდო „ტბამდე“ საჭიროა ჭაბურღილი, რომლის მეშვეობითაც წყალი მიეწოდება. ცხელ მაგმასთან შეხებისას წყალი მყისიერად იქცევა ორთქლად. ის ამოდის იქ, სადაც ატრიალებს მექანიკურ ტურბინას, რითაც გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას.

გეოთერმული ენერგიის მომავალი მაგმის დიდი "მაღაზიაების" პოვნაა. მაგალითად, ზემოხსენებულ ისლანდიაში მათ მიაღწიეს წარმატებას: წამის ფრაქციაში ცხელმა მაგმამ მთელი ამოტუმბული წყალი ორთქლად აქცია დაახლოებით 450 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე, რაც აბსოლუტური რეკორდია. ასეთი მაღალი წნევის ორთქლს შეუძლია რამდენჯერმე გაზარდოს გეოთერმული სადგურის ეფექტურობა; ეს შეიძლება გახდეს იმპულსი გეოთერმული ენერგიის განვითარებისთვის მთელ მსოფლიოში, განსაკუთრებით ვულკანებითა და თერმული წყაროებით გაჯერებულ ადგილებში.

ბირთვული ნარჩენების გამოყენება

ბირთვულმა ენერგიამ, ერთ დროს, აფეთქდა. ასე იყო მანამ, სანამ ხალხი გააცნობიერებდა ამ ენერგეტიკის საშიშროებას. უბედური შემთხვევები შესაძლებელია, არავინ არ არის დაზღვეული ასეთი შემთხვევებისგან, მაგრამ ისინი ძალიან იშვიათია, მაგრამ რადიოაქტიური ნარჩენები სტაბილურად ჩნდება და ბოლო დრომდე მეცნიერები ვერ წყვეტდნენ ამ პრობლემას. ფაქტია, რომ ურანის წნელები, ატომური ელექტროსადგურების ტრადიციული „საწვავი“ მხოლოდ 5%-ითაა შესაძლებელი. ამ მცირე ნაწილის დამუშავების შემდეგ მთელი ჯოხი იგზავნება „ნაგავსაყრელზე“.

ადრე გამოიყენებოდა ტექნოლოგია, რომლის დროსაც ღეროები ჩაეფლო წყალში, რაც ანელებს ნეიტრონებს და ინარჩუნებს სტაბილურ რეაქციას. ახლა წყლის ნაცვლად თხევადი ნატრიუმია გამოყენებული. ეს ჩანაცვლება შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ ურანის მთელი მოცულობის გამოყენებას, არამედ ათიათასობით ტონა რადიოაქტიური ნარჩენების გადამუშავებას.

პლანეტის ბირთვული ნარჩენებისგან გათავისუფლება მნიშვნელოვანია, მაგრამ არის ერთი „მაგრამ“ თავად ტექნოლოგიაში. ურანი არის რესურსი და მისი მარაგი დედამიწაზე სასრულია. იმ შემთხვევაში, თუ მთელი პლანეტა გადადის ექსკლუზიურად ატომური ელექტროსადგურებიდან მიღებულ ენერგიაზე (მაგალითად, შეერთებულ შტატებში, ატომური ელექტროსადგურები აწარმოებენ მოხმარებული ელექტროენერგიის მხოლოდ 20%-ს), ურანის მარაგი საკმაოდ სწრაფად ამოიწურება და ეს კვლავ მიიყვანს კაცობრიობას ენერგეტიკული კრიზისის ზღურბლამდე, ამიტომ ბირთვული ენერგია, თუმცა მოდერნიზებული, მხოლოდ დროებითი ღონისძიებაა.

მცენარეული საწვავი

ჰენრი ფორდიც კი, რომელმაც შექმნა თავისი "Model T", მოელოდა, რომ ის უკვე იმუშავებდა ბიოსაწვავზე. თუმცა, იმ დროს აღმოაჩინეს ახალი ნავთობის საბადოები და ალტერნატიული ენერგიის წყაროების საჭიროება გაქრა რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში, მაგრამ ახლა ის კვლავ ბრუნდება.

ბოლო თხუთმეტი წლის განმავლობაში, მცენარეული საწვავის გამოყენება, როგორიცაა ეთანოლი და ბიოდიზელი, რამდენჯერმე გაიზარდა. ისინი გამოიყენება როგორც ენერგიის დამოუკიდებელი წყაროები და როგორც ბენზინის დანამატები. რამდენიმე ხნის წინ იმედები ამყარეს სპეციალურ ფეტვის კულტურაზე, სახელწოდებით „კანოლა“. ის სრულიად უვარგისია ადამიანისა და პირუტყვის საკვებად, მაგრამ აქვს მაღალი ზეთის შემცველობა. ამ ზეთისგან დაიწყეს „ბიოდიზელის“ წარმოება. მაგრამ ეს მოსავალი ძალიან დიდ ადგილს დაიკავებს, თუ ცდილობთ მის გაზრდას საკმარისად, რათა უზრუნველყოთ საწვავი პლანეტის მინიმუმ ნაწილისთვის.

ახლა მეცნიერები საუბრობენ წყალმცენარეების გამოყენებაზე. მათში ზეთის შემცველობა დაახლოებით 50%-ია, რაც ნავთობის მოპოვებას ისევე გაადვილებს, ნარჩენები კი სასუქად გადაიქცევა, რის საფუძველზეც ახალი წყალმცენარეები გაიზრდება. იდეა საინტერესოდ ითვლება, მაგრამ მისი სიცოცხლისუნარიანობა ჯერ არ არის დადასტურებული: ამ სფეროში წარმატებული ექსპერიმენტების გამოქვეყნება ჯერ არ გამოქვეყნებულა.

თერმობირთვული შერწყმა

მსოფლიოს მომავალი ენერგია, თანამედროვე მეცნიერების აზრით, შეუძლებელია ტექნოლოგიების გარეშე, ეს არის ყველაზე პერსპექტიული განვითარება, რომელშიც უკვე იდება მილიარდობით დოლარის ინვესტიცია.

დაშლის ენერგიაში გამოიყენება. ეს საშიშია, რადგან არსებობს უკონტროლო რეაქციის საფრთხე, რომელიც გაანადგურებს რეაქტორს და გამოიწვევს უზარმაზარი რადიოაქტიური ნივთიერებების გამოყოფას: ალბათ ყველას ახსოვს ავარია ჩერნობილის ატომურ ელექტროსადგურზე.

შერწყმის რეაქციები, როგორც სახელი გულისხმობს, იყენებს ატომების შერწყმისას გამოთავისუფლებულ ენერგიას. შედეგად, ატომური დაშლისგან განსხვავებით, არ წარმოიქმნება რადიოაქტიური ნარჩენები.

მთავარი პრობლემა ის არის, რომ თერმობირთვული შერწყმის შედეგად წარმოიქმნება ნივთიერება, რომელსაც აქვს ისეთი მაღალი ტემპერატურა, რომ მას შეუძლია გაანადგუროს მთელი რეაქტორი.

მომავალი რეალობაა. და ფანტაზიები აქ შეუსაბამოა, ამ მომენტში რეაქტორის მშენებლობა უკვე დაწყებულია საფრანგეთში. რამდენიმე მილიარდი დოლარის ინვესტიცია განხორციელდა საპილოტე პროექტში, რომელსაც აფინანსებს მრავალი ქვეყანა, რომელშიც, ევროკავშირის გარდა, შედის ჩინეთი და იაპონია, აშშ, რუსეთი და სხვა. თავდაპირველად, პირველი ექსპერიმენტების გაშვება ჯერ კიდევ 2016 წელს იგეგმებოდა, მაგრამ გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ბიუჯეტი ძალიან მცირე იყო (5 მილიარდის ნაცვლად, 19 დასჭირდა), გაშვება კი კიდევ 9 წლით გადაიდო. შესაძლოა, რამდენიმე წელიწადში დავინახოთ, რა შეუძლია თერმობირთვულ ენერგიას.

აწმყოს პრობლემები და მომავლის შესაძლებლობები

არა მხოლოდ მეცნიერები, არამედ სამეცნიერო ფანტასტიკის მწერლებიც უამრავ იდეას იძლევიან ენერგეტიკაში მომავლის ტექნოლოგიის დანერგვისთვის, მაგრამ ყველა თანხმდება, რომ ჯერჯერობით არც ერთი შემოთავაზებული ვარიანტი არ შეუძლია სრულად დააკმაყოფილოს ჩვენი ცივილიზაციის ყველა საჭიროება. მაგალითად, თუ შეერთებულ შტატებში ყველა მანქანა ბიოსაწვავზე მუშაობს, კანოლას მინდვრები მთელი ქვეყნის ნახევარს უნდა მოიცავდეს, იმ ფაქტის გათვალისწინების გარეშე, რომ შტატებში სოფლის მეურნეობისთვის შესაფერისი მიწა არ არის. უფრო მეტიც, ჯერჯერობით ალტერნატიული ენერგიის წარმოების ყველა მეთოდი ძვირია. შესაძლოა, ყველა რიგითი ქალაქის მცხოვრები ეთანხმება იმას, რომ მნიშვნელოვანია ეკოლოგიურად სუფთა, განახლებადი რესურსების გამოყენება, მაგრამ არა მაშინ, როდესაც მათ უთხრეს ამ დროისთვის ასეთი გადასვლის ღირებულება. მეცნიერებს ჯერ კიდევ ბევრი სამუშაო აქვთ ამ მიმართულებით. ახალი აღმოჩენები, ახალი მასალები, ახალი იდეები - ეს ყველაფერი დაეხმარება კაცობრიობას წარმატებით გაუმკლავდეს მოსალოდნელ რესურსების კრიზისს. პლანეტების ამოხსნა შესაძლებელია მხოლოდ რთული ზომებით. ზოგიერთ რაიონში უფრო მოსახერხებელია ქარის ელექტროენერგიის გამოყენება, სადღაც - მზის პანელები და ა.შ. მაგრამ, ალბათ, მთავარი ფაქტორი იქნება ზოგადად ენერგიის მოხმარების შემცირება და ენერგიის დაზოგვის ტექნოლოგიების შექმნა. თითოეულმა ადამიანმა უნდა გააცნობიეროს, რომ ის არის პასუხისმგებელი პლანეტაზე და თითოეულმა უნდა დაუსვას საკუთარ თავს კითხვა: "რა სახის ენერგიას ვირჩევ მომავლისთვის?" სანამ სხვა რესურსებზე გადავიდოდეთ, ყველამ უნდა გააცნობიეროს, რომ ეს ნამდვილად აუცილებელია. მხოლოდ ინტეგრირებული მიდგომით იქნება შესაძლებელი ენერგიის მოხმარების პრობლემის გადაჭრა.

ენერგია არის ყველაზე მნიშვნელოვანი რესურსი, რომელიც საზოგადოებას სჭირდება სრული განვითარებისთვის და მოიცავს ადამიანის ცხოვრების სხვადასხვა სფეროს, როგორიცაა ეკონომიკა და მეცნიერება. ჩვენ ვიყენებთ ენერგიას Ყოველდღიური ცხოვრებისროცა ვანთებთ შუქს, ვმუხტავთ ტელეფონს და ა.შ. ახლა კი ჩვენ ვიყენებთ ამოწურულ წყაროებს ასეთი მნიშვნელოვანი რესურსის შესაქმნელად. მაგრამ ოდესმე გიფიქრიათ რა უნდა გააკეთოთ, თუ ისინი ამოიწურება

თუ ეს ნამუშევარი არ მოგწონთ, გვერდის ბოლოში არის მსგავსი ნამუშევრების სია. თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ ძებნის ღილაკი

ესე

მომავლის ენერგია. შესაძლო პრობლემები

ვოლოგდინ ნიკიტა

სწავლება: ვოზოვიკი

კრასნოიარსკი

2012

შესავალი ..................................................................................................... 3

თავი 1 არსებული ელექტროსადგურების ანალიზი…………………………………………………………. 4-9

1. თბოენერგეტიკა.................................................................................... 4-5
   1. ჰიდროელექტროსადგურები………………………………………………… 5-6

1.3 ატომური ელექტროსადგური……………………………………………… 6-8

თავი 2 ენერგიის ალტერნატიული წყაროები და მათი განვითარების პერსპექტივები………… 9-14

2.1 ქარის ენერგიის გამოყენება…………………………………………………………………… 9

2.2 გეოთერმული ენერგიის გამოყენება………………………………………………………………… 10

2.3 ზღვის ტალღების ენერგია……………………………………………………………………. 11

2.4 მოქცევის ელექტროსადგურები…………………………………………... 11-12

2.5 მზის ენერგია ენერგეტიკის სექტორში…………………………………………………………….. 12-14

თავი 3 თანამედროვე ენერგიის პრობლემები……………………………………………………………. 15-17

დასკვნა ……………………………………………………………… 18

ლიტერატურა ………………………………………………………………. 19

შესავალი.

ეს ნარკვევი ეძღვნება მომავლის ენერგეტიკის განვითარების პრობლემას.

ჩემი კვლევის ობიექტია სხვადასხვა ტიპის ყველაზე პერსპექტიული ელექტროსადგურები.

ენერგია არის ყველაზე მნიშვნელოვანი რესურსი, რომელიც საზოგადოებას სჭირდება სრული განვითარებისთვის და მოიცავს ადამიანის ცხოვრების სხვადასხვა სფეროს, როგორიცაა ეკონომიკა და მეცნიერება. ენერგიას ვიყენებთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში, როცა ვანთებთ შუქს, ვიმუხტავთ ტელეფონს და ა.შ. ახლა კი ჩვენ ვიყენებთ ამოწურულ წყაროებს ასეთი მნიშვნელოვანი რესურსის შესაქმნელად. მაგრამ ოდესმე გიფიქრიათ, რა უნდა გააკეთოთ, თუ ისინი ამოიწურება? ბოლო ცნობების თანახმად, ორგანული საწვავი (ნავთობი, ქვანახშირი) რჩება მხოლოდ 300, საუკეთესო შემთხვევაში, 400 წლის განმავლობაში.

და ენერგეტიკის ინდუსტრიამ რომ ვერ გაბედოს, უნდა ვეძებოთ ალტერნატიული წყაროები და არსებულის მოდერნიზება.

ჩემს ნაშრომში, პოპულარულ სამეცნიერო ლიტერატურის გაანალიზების შემდეგ, შევეცდები ხელმისაწვდომად ავხსნა სხვადასხვა ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპი, მივუთითო გადასაჭრელ პრობლემებზე და შემოგთავაზოთ, რომელ ელექტროსადგურებს გამოიყენებს კაცობრიობა უახლოეს მომავალში.

ლოგიკურად, ჩემი ნამუშევარი შეიძლება დაიყოს სამ ნაწილად.

პირველში შევეცდები ვისაუბრო მოწყობილობაზე, არსებული ელექტროსადგურების უპირატესობებსა და ნაკლოვანებებზე. მეორე ნაწილში გადავალთ ენერგიის ალტერნატიული წყაროების განხილვაზე. და ბოლოს, განვიხილავთ თანამედროვე ენერგეტიკის პრობლემებს, როგორიცაა ენერგოტრანსპორტი და ა.შ.

Თავი 1.

უკვე არსებული ელექტროსადგურების მშენებლობა და ანალიზი.

ამ თავში განვიხილავთ უკვე არსებული ელექტროსადგურების სტრუქტურას, მათ ძირითად ელემენტებს, რომლებიც განასხვავებენ ერთ ელექტროსადგურს მეორისგან, ასევე მათი განვითარების პერსპექტივებს.

1. თბოენერგეტიკა

თბოელექტროტექნიკა ყველაზე გავრცელებულია თანამედროვე მსოფლიოში, თუმცა, გარდა იმ უპირატესობებისა, რაც თბოელექტროსადგურებს (TPP) ყველაზე გავრცელებულს ხდის მსოფლიოში, ასევე არის შესამჩნევი უარყოფითი მხარეები, რომლებზეც მუშაობაა საჭირო. განვიხილოთ TPP მოწყობილობა.

ნებისმიერი TPP შედგება ხუთი ძირითადი ელემენტისგან:

1. ორთქლის გამაცხელებელი
2. ორთქლის ტურბინა
3. კონდენსატორი
4. ტუმბო
5. ქვაბი

სურათი 1 გვიჩვენებს TPP მოწყობილობის დიაგრამას.

წიაღისეული საწვავი მიეწოდება ქვაბის ზედა ნაწილში (დიაგრამაზე 5), სადაც იწვება. წარმოქმნილი სითბოს და ტუმბო 4-ით ქვაბში მიწოდებული წყლის გამო წარმოიქმნება გაჯერებული ორთქლი.

ორთქლის გამაცხელებელ 1-ში ორთქლის ტემპერატურა მოიმატებს საჭირო მნიშვნელობამდე. გარდა ამისა, ორთქლი შედის ორთქლის ტურბინაში 2, სადაც მისი თერმული ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად: ორთქლი ტრიალებს ტურბინას, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრო გენერატორის ლილვთან (ასახულია ორთქლის ტურბინის მარჯვნივ 2 დიაგრამაში). , რომელიც გარდაქმნის მექანიკურ ენერგიას ელექტრო ენერგიად. ტურბინიდან გამომავალი ორთქლი შედის კონდენსატორში 3, რომლის მილების მეშვეობითაც გამაგრილებელი წყალი ტუმბოს, რის გამოც წყლის ორთქლი გადადის თხევად მდგომარეობაში, ანუ წყალში. კონდენსატორიდან წყალი იკვებება ქვაბში. ციკლი იხურება.

ნახ 1.

TPP მოწყობილობის დიაგრამა

ახლა ღირს იმის გათვალისწინება, თუ რატომ არის თბოელექტროსადგურები ელექტროსადგურების ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპი.

ჯერ ერთი, თბოსადგურების მშენებლობის ვადა საკმაოდ მოკლეა სხვა ტიპის ელექტროსადგურებთან შედარებით.

მეორეც, კაპიტალური ინვესტიციები თბოელექტროსადგურების მშენებლობაზე მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ატომური ელექტროსადგურებისა და ჰიდროელექტროსადგურების.

მესამე, თბოელექტროსადგურები შეიძლება აშენდეს ნებისმიერ ადგილას. მაგალითად, ჰიდროელექტროსადგურის ასაშენებლად აუცილებელია მდინარეზე აშენება და უსაფრთხოების მიზნით, ატომური ელექტროსადგურები შენდება დასახლებებისგან შორს. თბოსადგურები ნაკლებადაა დამოკიდებული ადგილმდებარეობაზე, თუმცა უნდა აღინიშნოს, რომ თბოსადგურებს სჭირდებათ „საწვავი“, ანუ ქვანახშირი, ნავთობი და ა.შ. ამიტომ უფრო მომგებიანია თბოსადგურების აშენება იმ ადგილას, სადაც ეს რესურსები მოიპოვება, წინააღმდეგ შემთხვევაში იქნება. იყოს ძალიან მაღალი საწვავის ტრანსპორტირების ხარჯები.

ამრიგად, თბოსადგურები საკმაოდ კონკურენტუნარიანი გამოიყურება სხვა ტიპის ელექტროსადგურების ფონზე.

თუმცა, ღირს ყურადღების მიქცევა TPP-ის ზოგიერთ ნაკლოვანებაზე. ერთ-ერთი მათგანია გარემოს დაბინძურება.

მაგალითად, ძალიან რთულია აზოტის ოქსიდებთან, განსაკუთრებით გოგირდთან გამკლავება. თუმცა, ასეთი პრობლემების გადაწყვეტაც არსებობს, მაგალითად, ბუნებრივი აირი არის ყველაზე ეკოლოგიურად სუფთა საწვავი ვარიანტი თბოელექტროსადგურებისთვის, მაგრამ ის უფრო ძვირია, ვიდრე ქვანახშირი.

კიდევ ერთი პრობლემაა ის ფაქტი, რომ მეცნიერება და მრავალი ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ შეუძლებელია მთელი არსებული თერმული ენერგიის გადაქცევა მექანიკურ ენერგიად, რაც გავლენას ახდენს თბოელექტროსადგურების ეფექტურობაზე. „ეს იმით არის განპირობებული, რომ თერმულ ენერგიას აქვს მნიშვნელოვანი განსხვავება სხვა ტიპის ენერგიისგან, იმის გამო, რომ იგი ემყარება მატერიის უმცირესი ნაწილაკების მოუწესრიგებელ მოძრაობას. წესრიგი ადვილად გადაიქცევა ქაოსად, ხოლო ქაოსის შეკვეთა გაცილებით რთულია“. 1

ახლა განვიხილოთ ჰიდროელექტროსადგურების მოწყობილობა, ანუ ჰიდროელექტროსადგურები. კიდევ ერთი ტიპის ელექტროსადგური, რომელმაც უკვე იპოვა გამოყენება თანამედროვე ენერგეტიკაში.

1. ჰიდროელექტროსადგურები (ჰესები).

ჰესების ეკონომიკური მაჩვენებლები საკმაოდ შესაფერისია: ჰესების მიერ წარმოებული ელექტროენერგიის ღირებულება გაცილებით დაბალია, ვიდრე თბოსადგურებისა და ატომური სადგურების, ხოლო კაპიტალური ინვესტიციები, თუმცა უფრო მაღალია, ვიდრე თბოსადგურებისთვის, უფრო დაბალია, ვიდრე ატომური სადგურებისთვის.

ვნახოთ ჰიდროელექტროსადგურის მოწყობილობა (ნახ. 2). ამ ტიპის ელექტროსადგურები შედგება: სხვადასხვა დონეზე განლაგებული ავზები და ტურბინის ტუმბო, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს როგორც ტუმბო ქვედა რეზერვუარიდან ზედა წყალში ჩასასხმელად და პირიქით, მუშაობს როგორც ჰიდრავლიკური ტურბინა, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრო გენერატორთან. .

ჰიდროელექტროსადგური ელექტრო ქსელიდან იღებს „ზედმეტ“ ენერგიას (მასზე მოთხოვნის შემცირების პერიოდში) და მისი დახმარებით წყალს ქვედა რეზერვუარიდან ზემოზე გადატუმბავს, რითაც ქმნის პოტენციური ენერგიის რეზერვს.

პირიქით, ელექტროენერგიაზე გაზრდილი მოთხოვნის საათებში (პიკის საათებში), ზედა ავზში შენახული წყალი გვერდის ავლით მოძრაობს ძრავის გენერატორის მეშვეობით, რომელიც იმ დროს მუშაობს გენერატორის რეჟიმში და გამოიმუშავებს ელექტროენერგიას, ქვედაში. ტანკი.

ბრინჯი. 2 GSE მოწყობილობის დიაგრამა

მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროელექტროენერგია ახლა დაახლოებით 49% 2 მთელი ელექტროენერგეტიკის ინდუსტრიაში, არ დაივიწყოთ ხარვეზები.

ჯერ ერთი, ჰესს აქვს შედარებით დაბალი ეფექტურობა, დაახლოებით 70%. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჰიდროელექტროსადგურს შეუძლია მომხმარებელს მიაწოდოს ელექტროენერგიის მხოლოდ 70%, რომელიც პიკის საათებში პიკის საათებში იყო აღებული.

მეორეც, მშენებლობის შედარებით მაღალი ღირებულება.

თუმცა, არ დაივიწყოთ ამ ტიპის ელექტროსადგურის დადებითი ასპექტები.

ჰიდროელექტროსადგურებთან დაკავშირებით განვიხილავთ სხვა ტიპის ელექტროსადგურს, კერძოდ ატომურ ელექტროსადგურს.

1.3 ატომური ელექტროსადგური (NPP)

თანამედროვე ბირთვული ენერგია ემყარება ექსპერიმენტულად დადგენილ ფაქტს ელემენტების მძიმე ბირთვების (ურანი, პლუტონიუმი, თორიუმი) დაშლის შედეგად ნეიტრონის ბირთვში შეღწევის შედეგად, ვითარდება ჯაჭვური რეაქცია უზარმაზარი ენერგიის გამოყოფით. არის სითბო.

აღსანიშნავია, რომ ერთ-ერთი ასეთი ელემენტი, პლუტონიუმი, დედამიწაზე ძალიან მცირე რაოდენობით გვხვდება ურანის მადნებში.

ამან ხელი არ შეუშალა პლუტონიუმს, ატომურ რეაქტორებში მოპოვებული 239Pu, რომ გამხდარიყო ურანთან ერთად ყველაზე მნიშვნელოვანი ბირთვული საწვავი.

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მძიმე ბირთვის (ურანი, პლუტონიუმი ან თორიუმი) მასა ბირთვულ რეაქციამდე გარკვეულწილად აღემატება რეაქციის პროდუქტების რეაქციის შედეგად მიღებული მასების ჯამს. ანუ აქ საქმე გვაქვს ეგრეთ წოდებულ მასის დეფექტთან - ფენომენთან, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიის უზარმაზარ გამოყოფასთან.

ბირთვულ ენერგიაში მათ საქმე აქვთ ორი ტიპის ნეიტრონებთან: ეგრეთ წოდებულ სწრაფ ნეიტრონებს, რომლებსაც აქვთ მეტი ენერგია ბირთვული რეაქციის შედეგად, მაგალითად, ურანის ბირთვის დაშლის დროს და ნეიტრონებს, რომლებსაც ნელი ნეიტრონები ეწოდება. თუმცა, მათი ენერგია დაახლოებით 100-ჯერ ნაკლებია სწრაფი ნეიტრონების ენერგიაზე. თერმული (შენელებული) ნეიტრონების მიღება შესაძლებელია მოდერატორის გამოყენებით, რომელიც შეიძლება იყოს ჩვეულებრივი ან მძიმე (წყალი) და გრაფიტი.

თერმული ნეიტრონული ატომური ელექტროსადგური უნდა შედგებოდეს:

1. მოდერატორი;
2. გამაგრილებელი;
3. რეაქტორის ბირთვი;
4. ბიოლოგიური დაცვა.

ბირთვი შეიცავს საწვავს და საკონტროლო წნელებს, რომელთა ამოცანებია ბირთვული ჯაჭვის რეაქციის კონტროლი. ისინი მზადდება ისეთი ნივთიერებებისგან, რომლებიც კარგად შთანთქავენ ნეიტრონებს, როგორიცაა გრაფიტი, მაგრამ არ არსებობს ეფექტური შთამნთქმელი სწრაფი ნეიტრონული რეაქტორისთვის, ამიტომ გამოიყენება სკატერები, როგორიცაა ნიკელი. და შთამნთქმელისგან განსხვავებით, ასეთი ღერო მდებარეობს ბირთვის გარეთ, რეაქტორის მუშაობის დასაწყისში, შემდეგ კი ის შედის ბირთვში.

რეაქტორის ბირთვში საწვავი მოთავსებულია საწვავის ელემენტებში (TVEL), რომელთაგან თითოეული შედგება ბირთვისა და ჭურვისაგან. ბირთვი არის ბირთვული საწვავი.

საწვავის ელემენტის მოპირკეთება ხშირად მზადდება ალუმინის და ცირკონიუმის შენადნობებისგან ან მაღალი სიმტკიცის გრაფიტისგან, რაც დამოკიდებულია პირობებზე, კერძოდ ტემპერატურაზე. TVEL-ის გარსი უნდა იყოს ჰერმეტული, მაღალი სიმტკიცის და უაღრესად სტაბილური ინტენსიური ნეირონული ნაკადის დროს. სწორედ ეს მასალები აკმაყოფილებს მოთხოვნებს.

ბიოლოგიური დაცვა არის ერთგვარი დაცვა, რომელიც იცავს რადიაციისგან. ბიოლოგიური დაცვა ხშირად ბეტონისგან მზადდება Მაღალი ხარისხიდა ჩვეულებრივ შეიცავს დაახლოებით 10% წყალს, რომელიც არის კარგი ნეიტრონის შთამნთქმელი. ბეტონს ხშირად ემატება ბორის კარბიდი, რომელიც ასევე კარგად შთანთქავს ნეიტრონებს. ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან რადიოაქტიურ გამოსხივებას, ჯერ შენელდება დამცავი ნივთიერების ატომების ბირთვებთან შეჯახების შედეგად, შემდეგ კი შეიწოვება.

ნახ.3 წყალგაციებული რეაქტორის სქემა

ახლა გადავიდეთ ატომური ელექტროსადგურების მუშაობის პრინციპის განხილვაზე.

რეაქტორის მუშაობის დაწყებამდე ღეროები მთლიანად შეჰყავთ მის აქტიურ ზონაში (თერმული ნეიტრონებისთვის). ამ შემთხვევაში, ნეიტრონების უმეტესი ნაწილი შეიწოვება, შესაბამისად, ბირთვული დაშლის რეაქცია არ ხდება, შემდეგ, როდესაც იგი ამოღებულია რეაქტორის ბირთვიდან, პროცესი აჩქარებს. ავტომატიზაციის წყალობით, ღეროების სიმაღლე რეგულირდება ისე, რომ ნეიტრონების რაოდენობა იყოს მუდმივი, წინააღმდეგ შემთხვევაში მოხდება აფეთქება (უკონტროლო ბირთვული რეაქცია). რეაქტორის ბირთვში მოცირკულირე გამაგრილებელი (ყველაზე ხშირად წყალი) ათბობს და წყალს ორთქლად აქცევს. ორთქლი ბრუნავს ტურბინას, რომელიც დაკავშირებულია ელექტრული დენის გენერატორის როტორთან. გამონაბოლქვი ორთქლი შედის კონდენსატორში. ციკლი იხურება (ნახ. 4)

ამრიგად, გამოდის, რომ ატომური ელექტროსადგური თბოელექტროსადგურისგან ძირითადად მხოლოდ რეაქტორში განსხვავდება. და, ზოგადად, მათი მოქმედების პრინციპი ძალიან ჰგავს.

ნახ.4 მოწყობილობის დიაგრამაწნევით წყლის რეაქტორი და სითბოს გადამცვლელი - ორთქლის გენერატორი

”სხვა ტიპის რეაქტორის მუშაობისას, სწრაფ ნეიტრონებზე, მას ასევე უწოდებენ მულტიპლიკატორ რეაქტორს, ისინი იღებენ არა მხოლოდ ელექტროენერგიას 239Pu და 233U, როგორც საწყისი ბირთვული საწვავი, არამედ 239Pu და 233U ახალ ნაწილს, როგორც ქვეპროდუქტს.

Კიდევ ერთი დამახასიათებელი ნიშანიამ ტიპის რეაქტორი არის ის, რომ თხევადი ლითონი, ყველაზე ხშირად ნატრიუმი, გამოიყენება სითბოს გადამცვლელში და ორთქლის გენერატორში. ვინაიდან წყალს შეუძლია ნეიტრონების შთანთქმა, რაც არ არის საჭირო ამ ტიპის ატომურ ელექტროსადგურში.

ამრიგად, გამოდის, რომ ატომურ ელექტროსადგურებს აქვთ უფლება იყვნენ ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტიპის ელექტროსადგურები, მაგრამ მთავარ საკითხად რჩება უსაფრთხოების საკითხი. ერთ-ერთი შემოთავაზებული ვარიანტია მიწისქვეშა ატომური ელექტროსადგურის აშენება“. 3

სურ. 6 წყლის გაგრილებული რეაქტორისა და სითბოს გადამცვლელის მოწყობილობის სქემა - ორთქლის გენერატორი

ამ თავში განვიხილეთ უკვე არსებული ელექტროსადგურების დიზაინის ძირითადი პრინციპები. ახლა კი პირდაპირ გადავდივართ ენერგიის ალტერნატიულ წყაროებზე.

თავი 2

ენერგიის ალტერნატიული წყაროები და მათი განვითარების პერსპექტივები.

ამ თავში განვიხილავთ ელექტროენერგიის წარმოების გზებს, რომლებიც ჯერ კიდევ არ არის გავრცელებული, მაგრამ რაც ხელს შეუწყობს ჩვენი ცხოვრების გაუმჯობესებას, რადგან უკვე ითქვა, რომ ენერგია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს თანამედროვე ადამიანის ცხოვრებაში.

და დავიწყოთ ქარის ენერგიის გამოყენებასთან დაკავშირებული მეთოდით.

2.1 ქარის ენერგიის გამოყენება.

უპირველეს ყოვლისა, თქვენ უნდა გესმოდეთ რა არის ქარი. ქარი არის ჰაერის მასების მოძრაობა დედამიწის ზედაპირთან შედარებით წნევის სხვაობის გამო, რომელიც ხდება დედამიწის ზედაპირის არათანაბარი გაცხელების გამო.

ამ ტიპის ენერგია გამოიყენება ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში, ამის მაგალითია ქარის წისქვილი. ქარის ენერგია მიეკუთვნება განახლებადი წყაროების რაოდენობას, მაგრამ აღსანიშნავია, რომ დიდი სირთულე არის ქარის სიჩქარისა და მიმართულების ცვალებადობა, ამიტომ ამ ტიპის ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას მექანიზმებისთვის, რომლებიც არ საჭიროებენ მუდმივ ენერგიას, ან ელექტროენერგიის გადასაცემად. საკმარისად მძლავრი სისტემა, რომლისთვისაც შემომავალი ენერგიის ოდენობის მცირე ცვლილებები უმნიშვნელოა. ამ ენერგიით ასევე შეგიძლიათ დატენოთ ბატარეები, ან გადაიყვანოთ იგი მექანიკურ ენერგიად და გამოიყენოთ როგორც ტუმბო და დამატებითი ჭურჭლის გარეშე. ამ დროისთვის არის ქარის ტურბინები, რომელთა სიმძლავრეა 10-დან 100 კვტ-მდე.

ნახ.7 ქარის ტურბინა

ახლა მოდით შევხედოთ მეთოდს, რომელიც დაკავშირებულია ენერგიასთან, რომელიც "ჩვენს ფეხქვეშ დევს", კერძოდ, გეოთერმული ენერგია.

2.2 გეოთერმული ენერგიის გამოყენება.

გეოთერმული ენერგია არის სითბო, რომელიც გამოიყოფა დედამიწის ღრმა ფენებში რადიოაქტიური ელემენტების დაშლისა და ტექტონიკური ფირფიტების გადაადგილების შედეგად.

უპირველეს ყოვლისა, განასხვავებენ დედამიწის სამ ფენას:

1. დედამიწის ზედაპირი, ანუ „მყარი დედამიწა“, რომლის სისქე ჰიდროსფეროს ქვეშ (დედამიწის წყლის გარსი) მხოლოდ 7 კილომეტრია, ხოლო ატმოსფეროს ქვეშ (დედამიწის ჰაერის გარსი) 130 კილომეტრია.
2. Მანტია. მანტია იკავებს მთელი პლანეტის მოცულობის დაახლოებით 85%-ს და მისი მასის დაახლოებით 2/3-ს.
3. ბირთვი. ის შეიძლება დაიყოს გარე ფენად და ქვე ბირთვად. გარე ფენა არის გაცხელებული ნახევრად თხევადი პაროდია.

სურ.8 დედამიწის სტრუქტურა

„დედამიწის ფენების სიღრმის მატებასთან ერთად ტემპერატურა მატულობს. 50 კმ სიღრმეზე ეს არის დაახლოებით 700 - 800 ° С, 500 კმ სიღრმეზე - დაახლოებით 1500 - 2000 ° С, 1000 კმ სიღრმეზე - დაახლოებით 1700 - 2500 ° С, 2900 კმ სიღრმეზე. (საზღვარი მანტიასა და ბირთვს შორის) - დაახლოებით 2000 - 4700 ° С, დედამიწის ცენტრში, ანუ 6371 კმ სიღრმეზე, - 2200 - 2500 ° С. 4 ეს, როგორც უკვე აღვნიშნეთ, აიხსნება იმით, რომ ღრმა ფენებში რადიოაქტიური ელემენტების დაშლა გრძელდება. აქედან გამომდინარე, ხდება „სითბოს ნაკადი“ დედამიწის ქერქში, ბირთვში დაგროვილი სითბო უზარმაზარია, ამიტომ გეოთერმული ენერგია კლასიფიცირდება როგორც განახლებადი ენერგიის წყარო.

გეოთერმული ენერგიის სიმძლავრე 4000-ჯერ ნაკლებია მზის რადიაციის ენერგიაზე, მაგრამ 30-ჯერ მეტია, ვიდრე მსოფლიოს ყველა ელექტროსადგურის სიმძლავრე.

არსებობს გეოთერმული ენერგიის ორი წყარო: ჰიდროთერმული, ანუ გაცხელებული ორთქლი და წყალი, რომლის ტემპერატურაა დაახლოებით 100 ° C, და პეტროთერმული, ანუ გაცხელებული მყარი ქანები.

ჰიდროთერმულმა ენერგიამ უკვე მოიპოვა გამოყენება თანამედროვე მსოფლიოში, გამოიყენება გეოქიმიურ რეგიონებში გათბობის სისტემადა წყალმომარაგების სისტემას, მაგრამ გეიზერების წყალი წყალმომარაგების სისტემას მინერალური შემცველობის მაღალი ხარისხის გამო ვერ მიეწოდება, ამიტომ გამოიყენება მხოლოდ გასათბობად.

რაც შეეხება ჰიდროთერმულზე დაფუძნებული ელექტროენერგიის წარმოებას, საყოველთაოდ მიღებულია, რომ ზღვარი, რომლის ქვემოთაც არამომგებიანია გეოთერმული ელექტროსადგურის შექმნა, არის ორთქლის ან წყლის ტემპერატურა 130 ° C-მდე. შესაძლოა, მომავალში, ამის წყალობით ტექნოლოგიების განვითარება, ეს ზღვარი შეიძლება შემცირდეს. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ 1967 წელს კამჩატკაში შეიქმნა პაუჟეტსკაიას გეოთერმული ელექტროსადგური 2,5 მეგავატი სიმძლავრით.

ამჟამად, მეორე ტიპის გეოთერმული ენერგია, ნავთობთერმული, საერთოდ არ გამოიყენება, რადგან მას მრავალი სირთულე უკავშირდება. ერთ-ერთი მათგანია მიწისქვეშა ქანების სხეულის შენარჩუნების ცუდი უნარი და, შესაბამისად, განიხილება წამგებიანი პროექტები.

ახლა ვფიქრობ, რომ შეგვიძლია დავასრულოთ გეოთერმული ენერგიის განხილვა და გადავიდეთ ზღვის ტალღების გამოყენებაზე.

2.3 ზღვის ტალღების ენერგია.

ახლა ბევრი მეცნიერი თვლის, რომ ასეთი დანადგარების გამოყენება შესაძლებელია ღია ზღვაში, რაც შეიძლება შორს სერფინგიდან, მაგრამ ასეთი დანადგარების სიმძლავრე საკმაოდ დაბალია.

ახლა მოდით გადავხედოთ ასეთი სადგურების მოწყობილობას.

ნახ. 9 ზღვის ტალღების ენერგიის გარდაქმნის ინსტალაციის სქემა

პლატფორმა დაყოფილია ქვემოდან ღია სექციებად, სავსე ჰაერით, რომელიც ასრულებს დგუშის ცილინდრების როლს. თვითმფრინავი. პლატფორმის ქვეშ გამავალი ტალღები თითო-თითო კუმშავს ჰაერს მონაკვეთებში. ამრიგად, წყალი ასრულებს დგუშის როლს. შესაბამისად, მონაკვეთებში, თავის მხრივ, როცა ტალღები მათ ქვეშ გაივლის, წნევა იქნება ან მეტი ან ნაკლები. როდესაც ეს მონაკვეთი ტალღის მწვერვალზე მაღლა დგას, მასში ჰაერის მოცულობა მცირდება, ჰაერი შეკუმშულია, მისი წნევა იზრდება. როდესაც მონაკვეთი არის ორ ტალღის მწვერვალს შორის, ჰაერის წნევა მცირდება. პლატფორმის თავზე დამონტაჟებულია ტურბინები, რომელთა წყალობითაც ტალღების ენერგია გარდაიქმნება ელექტრო ენერგიად.

ყველაზე მნიშვნელოვანი საკითხია ტენიანობა. ამიტომ, უნდა იქნას გამოყენებული ტენიანობის რეზისტენტული აღჭურვილობა. კიდევ ერთი პრობლემა დაკავშირებულია ამ მექანიზმის დაბალ სიმძლავრესთან, მაგრამ მათ იპოვეს გამოყენება. მაგალითად, იაპონია იყენებს მონაცემებს მცურავი ბუის ელექტროსადგურიდან.

ენერგიის მიღების კიდევ ერთი გზა ასევე დაკავშირებულია წყალთან.

2.4 მოქცევის ელექტროსადგურები.

მოქცევის მიზეზი არის ზემოქმედება მთვარისა და მზის დედამიწის წყლის გარსზე, ასევე ცენტრიდანული ძალები. წყლის მაქსიმალური აწევა, რომელსაც ეწოდება მაღალი წყალი, წყლის დონის მინიმალურ დაწევაზე - დაბალი წყალი, არის დაახლოებით 1 მ ღია ოკეანეში, მაგრამ დამოკიდებულია სანაპირო ზოლის ფორმაზე, ისევე როგორც გეოგრაფიულ განედზე, ზღვის სიღრმე ხმელეთთან ახლოს. და სხვა ფაქტორები, ტალღა შეიძლება იყოს ბევრად მეტი.

„ახლა ითვლება, რომ მოქცევის ელექტროსადგურის შესაქმნელად, მაღალი და დაბალი მოქცევის დროს დონეების განსხვავება უნდა იყოს მინიმუმ 10 მ. მაგრამ მსოფლიოში 30-ზე მეტი ასეთი ადგილი არ არის“. 5 ზღვის დონის სხვაობის მაქსიმალური მნიშვნელობა მაღალი და დაბალი მოქცევის დროს გვხვდება ზოგან

„კანადის ატლანტიკური სანაპირო, სადაც ის 18 მ-ს აღწევს.

მონიშნული მაღალი დონეებიმაღალი მოქცევა ინგლისური არხის ზოგიერთ ადგილას (15 მ-მდე),

ოხოცკის ზღვა (13 მ-მდე), თეთრი ზღვა (10 მ-მდე), ბარენცის ზღვა (10 მ-მდე).

ამ ელექტროსადგურის ფუნქციონირება ემყარება მის დამაკავშირებელ გემების თვისებებს, კერძოდ, წნევის გავლენის ქვეშ, სითხეების დონეები თანაბარია.

შენდება კაშხალი საჭირო აუზის შესაქმნელად. კაშხლის კორპუსში დამონტაჟებულია ჰიდრავლიკური ტურბინის გენერატორი, რომელიც (ელექტროსადგურის ეფექტურობის გაზრდის მიზნით) უნდა იყოს „შექცევადი“, ანუ იმოქმედოს დანიშნულებისამებრ, როდესაც მასში წყალი მიედინება ორივე მიმართულებით: ორივე მხრიდან. მარჯვნივ მარცხნივ და მარცხნიდან მარჯვნივ.

ნახ.10 მოქცევის ელექტროსადგურის სქემა

თუმცა, მოქცევის ელექტროსადგურის მუშაობა დაბალია. თუმცა, მოქცევის ელექტროსადგურის ტექნიკური და ეკონომიკური მაჩვენებლები არ არის მაღალი. ეს ჩანს 1966 წელს საფრანგეთში, მდინარე რონზე, ინგლისის არხზე, 240 ათასი კვტ სიმძლავრის მქონე მოქცევის ელექტროსადგურის მუშაობიდან (1968 წელს, საბჭოთა კავშირში, ბარენცის ზღვის სანაპიროზე. ქალაქ მურმანსკთან ახლოს აშენდა კისლოგუბსკაიას მოქცევის ელექტროსადგური, რომლის სიმძლავრე 800 კვტ. მისი მშენებლობის ღირებულება გაცილებით მაღალია, ვიდრე იგივე სიმძლავრის ჩვეულებრივი ჰიდროელექტროსადგური და წელიწადში მუშაობის საათების რაოდენობა ნომინალური სიმძლავრით გასაგებია ბევრად ნაკლები.

თავის დასასრულს კი მინდა ვისაუბრო ყველაზე პერსპექტიულ პროექტზე, კერძოდ მზის ენერგიის გამოყენებაზე.

2.5 მზის ენერგია ენერგეტიკის სექტორში.

მზე დღეს ენერგიის ყველაზე ძლიერი წყაროა. მოჩვენებითი სიმძლავრე გამოიხატება როგორც 4 x 10 14 კვტ. მაგრამ, სამწუხაროდ, ენერგიის უმეტესი ნაწილი აისახება დედამიწის ატმოსფეროში და შემდეგ მიწის თითოეულ კვადრატულ მეტრზე საშუალოდ არის 0,35 კვტ, მაშინ დედამიწის მთლიანი ზედაპირი შეადგენს 105 მილიარდ კვტ.

მზის ენერგია შეიძლება გამოყენებულ იქნას სამუშაო სითხის გასათბობად, როგორიცაა წყალი წყალმომარაგების სისტემაში, ან მისი ელექტრო ენერგიად გადაქცევისთვის. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მეორეს.

ამჟამად ამისთვის გამოიყენება ორი მეთოდი:

1. ნახევარგამტარული ფოტოელექტრული გადამყვანების (PVC) გამოყენებით
2. ორთქლის ელექტროსადგურების შექმნა

მაგრამ აღსანიშნავია, რომ პირველი მეთოდი უფრო პერსპექტიულია. ამიტომ, ჩვენ დავიწყებთ ამით.

FEP არის მოწყობილობა, რომლის მოქმედება ემყარება ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენს. „შუქის გავლენით ნივთიერებიდან ელექტრონების გამოყვანის ფენომენს ფოტოელექტრული ეფექტი ეწოდება“. 6 თავიდან მათ გამოიყენეს ის ფაქტი, რომ კათოდის ელექტრონები შედიან FEP ვაკუუმში, მაგრამ ამ პროცესის ეფექტურობა დაბალი იყო.

შემდეგ მათ დაიწყეს FEP-ის გამოყენება ბარიერის ფენით. მისი მოქმედების პრინციპი არის ის, რომ არსებობს ორი ნახევარგამტარი, მათგან ერთი ელექტრონების ჭარბით, ხოლო მეორეში "ხვრელით", ანუ ელექტრონი გამოვიდა და მისი ადგილი ცარიელი გახდა (ნახ. ორ ფირფიტას შორის კონტაქტის შემთხვევაში, მაშინ თავისუფალი ელექტრონები დაიწყებენ მოძრაობას გამტარისკენ "ხვრელით" და მათ შეხვდებიან "ხვრელები", მაგრამ ამ პროცესის საფუძველზე შეუძლებელია ელექტრული დენის მიღება, მას შემდეგ, რაც წრე დახურულია, ისინი დააბალანსებენ ერთმანეთს, სხვა საქმეა, თუ სინათლე ხვდება საზღვარს, მაშინ წყვილი "ელექტრონული ხვრელი", ამიტომ წარმოიქმნება დამატებითი პოტენციური სხვაობა, შესაბამისად, ელექტრული დენი.

სურ.11 მზის ბატარეის მუშაობის პრინციპის დიაგრამა

სილიციუმი და გერმანიუმი მინარევებით გამოიყენება როგორც ნახევარგამტარი, რადგან ეს ნივთიერებები მათი სუფთა სახით არის დიელექტრიკები. მაგრამ აღსანიშნავია, რომ მზის უჯრედების ეფექტურობა მხოლოდ 25% -ს შეადგენს და ასეთი დანადგარების ღირებულება ჯერ კიდევ მაღალია, მაგრამ მზის უჯრედებმა აღმოაჩინეს კოსმოსური ხომალდის გამოყენება.

ახლა მოდით ვისაუბროთ მზის ენერგიის გარდაქმნის მეორე მეთოდზე - ორთქლის ელექტროსადგურების შექმნაზე, რომლებშიც ჩვეულებრივი ორთქლის ქვაბი, რომელიც მუშაობს, მაგალითად, ნახშირზე, იცვლება მზის ორთქლის ქვაბით. სურათი 12 გვიჩვენებს ამ ტიპის ელექტროსადგურების მოწყობილობის დიაგრამას.

მზის ორთქლის ინსტალაციის სქემა იმდენად ნათელია, რომ არ საჭიროებს დამატებით ახსნას.

ნახ.12 ორთქლის ელექტროსადგურის დიაგრამა.

ალტერნატიული ენერგიის წყაროების გაცნობის შემდეგ, ჩვენ გვესმის, რომ ამ წყაროების გამოყენება მოითხოვს გარკვეულ ცოდნას და ტექნოლოგიებს, რათა ისინი მართლაც სასარგებლო იყოს, ამიტომ ყველაფერი ჩვენზეა დამოკიდებული.

თავი 3

თანამედროვე ენერგეტიკის პრობლემები.

ამ თავში განვიხილავთ საკითხებს, რომლებიც ჯერ კიდევ უნდა გადაიჭრას ენერგიის განვითარებისთვის. ეს საკითხები მოიცავს გარემოს დაბინძურებას, ელექტროენერგიის ტრანსპორტირებასთან დაკავშირებულ პრობლემებს.

პირველ რიგში, გადავხედოთ ელექტროენერგიის ტრანსპორტირების პრობლემას, რადგან ამ პრობლემის გადაჭრის გზით შეიძლება ვიპოვოთ ტრანსპორტირების დროს ენერგიის დანაკარგების შემცირების გზა. ფაქტია, რომ ელექტროსადგურების უმეტესობა დამოკიდებულია მათ გეოგრაფიულ მდებარეობაზე, მაგალითად, თბოელექტროსადგური უნდა განთავსდეს საწვავის მოპოვების ადგილებთან ახლოს, ჰიდროელექტროსადგური უნდა განთავსდეს მდინარეებში. ელექტროსადგურის ადგილმდებარეობის არჩევისას თავისუფლების ნაკლებობა და ელექტროენერგიის მოხმარების ზრდა ენერგეტიკულ ტრანსპორტირებას ერთ-ერთ ყველაზე მნიშვნელოვან საკითხად აქცევს თანამედროვე ენერგეტიკის განვითარებაში.

ამ პრობლემის გადასაჭრელად ორი გზა არსებობს:

ნედლეულის, საწვავის ტრანსპორტირება (თბოელექტროსადგურებისთვის);

თავად ელექტროენერგიის ტრანსპორტირება;

ამჟამად მილსადენი გამოიყენება ნავთობისა და ნავთობპროდუქტების სატუმბით.

ზეთი შეკუმშვადი სითხეა, ამიტომ მისი ტუმბოსთვის ენერგიის მოხმარება განისაზღვრება მხოლოდ მილსადენში ხახუნის ძალების გადალახვის აუცილებლობით, ანუ ის შედარებით მცირეა. ეფექტურობის თვალსაზრისით ასევე ახლოს არის ნავთობის ტრანსპორტირება დიდი ტანკერებით. ბუნებრივი აირის ტრანსპორტირებასთან დაკავშირებით უფრო რთული მდგომარეობაა. ის ადვილად იკუმშება, ამიტომ უნდა გამოიყენოთ კომპრესორი და დიდი დიამეტრის მილსადენი. თხევადი გაზის ტრანსპორტირება უფრო ეკონომიური იქნება, მაგრამ არის ერთი რამ: ამ მდგომარეობის შესანარჩუნებლად საჭიროა -150 ° C ტემპერატურა.

რაც შეეხება ნახშირის ტრანსპორტირებას დიდ მანძილზე, ამჟამად მხოლოდ რკინიგზა და წყლის ტრანსპორტი. დათვლილია საქონლის ტრანსპორტირებისას რკინიგზა 100 კმ/სთ სიჩქარით ენერგიის მოხმარება 4-ჯერ ნაკლებია მანქანითდა 60-ჯერ ნაკლები ავიაციასთან შედარებით.

მეორეს მხრივ, ჩვენ ყოველთვის შეგვიძლია თავად ელექტროენერგიის ტრანსპორტირება. ელექტროგადამცემი ხაზები, ან, როგორც მათ მოკლედ უწოდებენ, ელექტროგადამცემი ხაზები, არის ენერგიის ტრანსპორტირების უნივერსალური საშუალება. ელექტროგადამცემი ხაზების დანიშნულებაა არა მხოლოდ ენერგიის ცალმხრივი გადაცემა, როგორც ეს ხდება, მაგალითად, ნავთობისა და გაზსადენების გამოყენებით, არამედ ცალკეულ ელექტროსადგურებსა და მთელ ენერგეტიკულ სისტემებს შორის კომუნიკაცია. ასეთი კომუნიკაცია ხელს უწყობს ენერგოსისტემის საიმედოობის გაზრდას, საჭირო სიმძლავრის რეზერვის შემცირებას და სისტემის მუშაობის გაადვილებას ელექტროენერგიაზე მაქსიმალური და მინიმალური მოთხოვნის პერიოდებში. ძირითადი ეკონომიკური მაჩვენებლების მიხედვით, ელექტროგადამცემი ხაზები ჩამოუვარდება არა მხოლოდ ნავთობსადენებს, არამედ გაზსადენებსაც. რაც შეეხება რკინიგზით შორ მანძილზე ნახშირის ტრანსპორტირებას, მისი ეფექტურობა ახლოსაა ელექტროგადამცემი ხაზებთან.

ფართოდ გამოიყენება ელექტროგადამცემი ხაზების ორი ტიპი: პირდაპირი და ალტერნატიული დენი. თითოეულ ტიპს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ხაზის უფრო მაღალი დასაშვები საოპერაციო ძაბვის გამო (1,5-2-ჯერ მეტი ვიდრე AC ელექტროგადამცემი ხაზებისთვის), DC ელექტროგადამცემი ხაზები შეიძლება აშენდეს უფრო დიდ დისტანციებზე. მეორეც, DC გადამცემი ხაზების გამოყენება ენერგეტიკული სისტემების ურთიერთდაკავშირებისთვის გამორიცხავს სისტემების სინქრონიზაციისა და მათი სიხშირეების მკაცრი გათანაბრების აუცილებლობას. შესაბამისად, DC ელექტროგადამცემი ხაზები ენერგოსისტემებს უფრო მდგრადს ხდის.

თუმცა, არსებობს ნაკლოვანებები, კერძოდ, ორი გადამყვანის ქონა, ერთი ხაზის გადამცემ ბოლოში AC-ად DC-ად გადაქცევისთვის და მეორე ხაზის მიმღებ ბოლოზე DC-ად გარდაქმნის მიზნით. ეს საკმაოდ ძვირადღირებული აღჭურვილობაა და გარდა ამისა, ღირს მათი რაოდენობის გათვალისწინება შესაძლო ელექტრო ქსელში. ასევე, თუ თქვენ იყენებთ DC ელექტროგადამცემ ხაზებს ელექტროენერგიის მოკლე დისტანციებზე გადასაცემად, ენერგიის დანაკარგი თავად კონვერტორებში იქნება უფრო მაღალი ვიდრე მისი დანაკარგი AC ელექტროგადამცემ ხაზებში.

თუმცა, პირდაპირი დენის გადამცემ ხაზებს შეუძლიათ იპოვონ თავიანთი განაცხადი ელექტროენერგიის გადაცემისთვის დიდ დისტანციებზე მათი სტაბილურობის გამო.

მავთულით ელექტროენერგიის გადაცემის შემდგომი განვითარების პერსპექტივა ახლა დაკავშირებულია არა მხოლოდ საჰაერო, არამედ საკაბელო ელექტროგადამცემ ხაზებთან. საკაბელო ელექტროგადამცემი ხაზი გაგებულია, როგორც ელექტრული ენერგიის გადაცემის მეთოდი, რომლის დროსაც გამტარი მავთულები, ელექტრო იზოლაციასთან ერთად, ჩასმულია ჰერმეტულ გარსში. დენის კაბელები ჩვეულებრივ მდებარეობს მიწისქვეშა. რასაც ასევე აქვს თავისი უპირატესობები, მაგალითად, საჰაერო ხაზის ასაგებად, აუცილებელია გავითვალისწინოთ გარემო ფაქტორები, როგორიცაა ტემპერატურის ცვლილებები, ქარები, ჰაერის ტენიანობა მოცემულ ადგილას და არასწორმა გამოთვლებმა შეიძლება გამოიწვიოს ენერგიის დიდი დანაკარგები.

ელექტროგადამცემი ხაზები ალტერნატიულ დენზე ასევე პოულობს გამოყენებას თანამედროვე სამყაროში. ყველაზე თანამედროვე ელექტრო ტექნიკამუშაობენ ალტერნატიულ დენზე, შესაბამისად, პირდაპირი დენის გამოყენების შემთხვევაში დაგჭირდებათ DC გადამყვანი და იმის გათვალისწინებით, რომ თქვენ საკმაოდ დიდ ქალაქში ხართ, მაშინ ელექტროენერგია ძირითადად გამოიმუშავებს ქალაქთან ახლოს მდებარე თბოელექტროსადგურებს, მივიღებთ, რომ მანძილი საკმაოდ მცირეა, ამიტომ პირდაპირი დენის გამოყენება ეკონომიკურად წამგებიანია, რადგან ელექტროენერგიის უმეტესი ნაწილი დაიკარგება მისი გარდაქმნის გამო. გარდა ამისა, თავად ასეთი ენერგიის ღირებულება უფრო მაღალი იქნება, რადგან მუდმივი ენერგიის გარდაქმნაა საჭირო. ეს არის ელექტროგადამცემი ხაზების უპირატესობა ალტერნატიულ დენზე. მაგრამ ასევე არის უარყოფითი თვისებები: ელექტროგადამცემი ხაზი მოითხოვს ყველა წყაროსა და მომხმარებლის სინქრონიზაციას, ხოლო ენერგიის დანაკარგები იზრდება მანძილის ზრდასთან ერთად.

„ერთ პერსპექტიულ საკაბელო გადამცემ ხაზში იზოლაცია არის გაზი შედარებით მაღალი წნევის ქვეშ, რომელსაც აქვს დაბალი ელექტროგამტარობა. ასეთი გაზი, რომელმაც უკვე იპოვა გამოყენება ტექნოლოგიაში, არის, კერძოდ, გოგირდის ჰექსაფტორიდი SF6, რომელსაც ელექტრიკოსთა შორის SF6 ეწოდება. გოგირდის ჰექსაფტორიდი არის ერთ-ერთი ეგრეთ წოდებული ელექტროუარყოფითი აირი, რომლის მოლეკულების გამორჩეული თვისებაა ელექტრონების თავისთვის მიმაგრების უნარი და ამის გამო უარყოფით იონებად გადაქცევა. ეს იწვევს გაზში თავისუფალი ელექტრონების კონცენტრაციის შემცირებას და, შესაბამისად, მისი გამტარობის დაქვეითებას. ამჟამად რთულია დასკვნის გაკეთება SF6-ის გამოყენების შესაძლო მასშტაბებზე, მაგრამ ეს მიმართულება ელექტროგადამცემი ხაზების განვითარებაში საინტერესოა“. 7

კიდევ ერთი პერსპექტიული განვითარება არის კრიოგენული და სუპერგამტარი ელექტროგადამცემი ხაზები. კრიოგენული გადამცემი ხაზების იდეა ემყარება ცნობილ ფაქტს, რომ ლითონების (განსაკუთრებით სუფთა) ელექტრული წინააღმდეგობა ტემპერატურის კლებასთან ერთად მცირდება. მაგალითად, თუ სუფთა ალუმინი გაცივდა -253°C ტემპერატურამდე (თხევადი წყალბადის ტემპერატურა), მაშინ მისი ელექტრული წინააღმდეგობა შემცირდება დაახლოებით 500-ჯერ.

ასეთი გადამცემი ხაზების უპირატესობები აშკარაა, მაგრამ ასეთი გადამცემი ხაზების მუშაობისთვის შესაფერისი პირობების შესანარჩუნებლად აღჭურვილობა საკმაოდ ძვირია, რაც მინუსია, ამის გამო ელექტროენერგია ძალიან გაძვირდება.

ელექტროენერგიის ტრანსპორტირების საკითხის დასრულებამდე მსურს განვიხილო ენერგიის გადაცემის სხვა ტიპი, კერძოდ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მიმართული სხივი, სინამდვილეში მას შეიძლება ეწოდოს ელექტრომაგნიტური, მაგრამ მისი ეფექტურობის შეფასება ძნელია.

ამ ტიპის გადაცემა შეიძლება სასარგებლო იყოს დედამიწის მახლობლად ორბიტაზე მძლავრი მზის ელექტროსადგურების შექმნის შემთხვევაში. გადაცემისთვის კი შესაძლებელია ელექტროენერგიის ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებად გადაქცევა მიმართული სხივით, ხოლო დედამიწაზე ფოკუსირება და უკან გადაქცევა.

ახლა განვიხილოთ ისეთი პრობლემა, როგორიცაა ენერგიის შენახვა.

ბატარეის პირველი ტიპი არის მფრინავი.

ეს არის მექანიკური ბატარეა, რადგან მას შეუძლია მექანიკური და არა ელექტრო ენერგიის დაგროვება. მის მიერ შენახული ენერგია არის თავად მფრინავის კინეტიკური ენერგია

მფრინავის კინეტიკური ენერგიის გასაზრდელად საჭიროა მისი მასის და ბრუნების რაოდენობის გაზრდა. მაგრამ რევოლუციების რიცხვი იზრდება ცენტრიდანული ძალა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს მფრინავის რღვევა. აქედან გამომდინარე, ყველაზე გამძლე მასალები გამოიყენება მფრინავებისთვის. მაგალითად, ფოლადი და მინაბოჭკოვანი. უკვე დამზადდა მფრინავები, რომელთა მასა მრავალ ათეულ კილოგრამშია გაზომილი, ბრუნვის სიჩქარე კი წუთში 200 ათას ბრუნს აღწევს.

საფრენი ბორბლის ბრუნვის დროს ენერგიის დანაკარგები გამოწვეულია ბორბლის ზედაპირსა და ჰაერს შორის ხახუნით და საკისრებში არსებული ხახუნით. დანაკარგების შესამცირებლად ბორბალი მოთავსებულია გარსაცმში, საიდანაც გამოდის ჰაერი, ანუ გარსაცმის შიგნით იქმნება ვაკუუმი. გამოიყენება ყველაზე მოწინავე ტარების დიზაინები. ამ პირობებში მფრინავის წლიური ენერგიის დანაკარგი შეიძლება იყოს 20%-ზე ნაკლები.

დიდი ხნის განმავლობაში გამოიყენება ისეთი ტიპის ბატარეა, როგორიცაა ელექტროქიმიური ბატარეა.

ელექტროქიმიური ბატარეა ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებულია, მაგრამ მას ვიწრო გამოყენება აქვს თანამედროვე მსოფლიოში.

ამ ტიპის ბატარეას აქვს ორი ელექტროდი - დადებითი და უარყოფითი, ჩაძირული ხსნარში - ელექტროლიტი. ქიმიური ენერგიის ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნა ხდება ქიმიური რეაქციის გზით. რეაქციის დასაწყებად საკმარისია გარე ნაწილის დახურვა ელექტრული წრებატარეა. შემცირების აგენტის შემცველ უარყოფით ელექტროდზე, ქიმიური რეაქციის შედეგად, ხდება ჟანგვის პროცესი. ამ შემთხვევაში წარმოქმნილი თავისუფალი ელექტრონები გადიან ელექტრული წრედის გარე მონაკვეთზე უარყოფითი ელექტროდიდან დადებითზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ელექტროდებს შორის წარმოიქმნება პოტენციური განსხვავება, რაც ქმნის ელექტრო დენს. ეს არის ბატარეის განმუხტვის პროცესი, როდესაც ის მუშაობს როგორც დენის წყარო. როდესაც ბატარეა იტენება, ქიმიური რეაქცია საპირისპირო მიმართულებით მიმდინარეობს. ასეთი ბატარეის მთავარი მინუსი არის მისი "ნაყარი", ანუ დაბალი სპეციფიკური ენერგია (ანუ ენერგიის თანაფარდობა მასასთან J / კგ).

ასევე არსებობს თერმული აკუმულატორები, ანუ მზის ენერგიის გამოყენება სამუშაო სითხის გასათბობად ან სამუშაო სითხის აგრეგაციის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასატანად.

ამრიგად, მიუხედავად იმისა, რომ ახლა ენერგეტიკის სექტორი კარგად არის განვითარებული, ჯერ კიდევ არის გასაკეთებელი, რადგან ამ მიმართულებით მუშაობამ შეიძლება შეამციროს ენერგიის დანაკარგები და, შესაბამისად, შეამციროს ელექტროენერგიის ღირებულება.

ამიტომ, თუ გვინდა გავაუმჯობესოთ ჩვენი ცხოვრების ხარისხი, ღირს ყურადღება მიაქციოთ ენერგეტიკული ტრანსპორტის პრობლემას, ეს განსაკუთრებით ეხება ისეთ დიდ ქვეყანას, როგორიც რუსეთია, რადგან ჩვენი ეკონომიკის დაახლოებით 70% დაფუძნებულია სასაქონლო ბაზარზე. . მინერალების უმეტესობა ციმბირშია ნაპოვნი და დიდი რაოდენობით ელექტროენერგიაა საჭირო მოპოვებული ნედლეულის რაოდენობის გასაზრდელად.

დასკვნა.

დასასრულს, მინდა ვთქვა, რომ წიაღისეული საწვავის ამოწურვის პროგნოზების გათვალისწინებით, კერძოდ, გაზისა და ნავთობის მარაგი, თანამედროვე მოხმარების გათვალისწინებით, საკმარისი უნდა იყოს 100 წლის განმავლობაში, ქვანახშირის მარაგი ოდნავ მეტია 300 წელზე, ბირთვული საწვავი მინიმუმ 1000 წლის განმავლობაში, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ენერგიის ტრადიციული წყაროები დიდი ხნის განმავლობაში ჭარბობს. პირველ რიგში, ისინი შეწყვეტენ თბოელექტროსადგურების გამოყენებას ნავთობსა და გაზზე, რადგან ის გახდება ძალიან ძვირი და წამგებიანი, სანაცვლოდ, ნახშირზე თბოსადგურები ფართოდ გავრცელდება, მაგრამ 2100 წლამდე ნახშირი დაიწყებს გაძვირებას, შესაბამისად, ატომური ელექტროსადგურები. წამყვანი ტიპის "კლასიკური" ელექტროსადგურები. იმისდა მიუხედავად, რომ ბირთვული საწვავის მარაგი არ არის ისეთი დიდი, როგორც ნახშირის მარაგი, 100-ჯერ მეტი ენერგიის მიღება შესაძლებელია ბირთვული საწვავისგან, ვიდრე ნახშირისგან. მაგრამ არის პრობლემა, რომელიც ხელს უშლის ბირთვულ ენერგიას გახდეს ლიდერი - ეს არის დახარჯული საწვავის განკარგვა და, რა თქმა უნდა, უსაფრთხოების საკითხი. მაგალითად, ახლა უკვე ევროპაში სურთ აკრძალონ ატომური ელექტროსადგურების გამოყენება, რაც, რა თქმა უნდა, არ არის მიზანშეწონილი, თუ გავითვალისწინებთ საზოგადოების ენერგეტიკულ მოთხოვნილებას.

რაც შეეხება ალტერნატიულ ენერგიას, ის მხოლოდ განვითარებადია და ამ დროისთვის მისგან ბევრის მოლოდინი უაზროა. მისი განვითარება პირდაპირ დამოკიდებულია ადამიანთა საზოგადოების განვითარებაზე, რადგან ამ ელექტროსადგურების განვითარებისთვის საჭიროა მრავალი პრობლემის გადაჭრა. ტექნიკური საკითხები, მაგრამ ნაწილობრივ უკვე იპოვა განაცხადი და უკვე დააინტერესა ინვესტორები, რაც დააჩქარებს მის განვითარებას. მაგალითად, 2008 წელს, პირველად, მეტი ინვესტიცია განხორციელდა ალტერნატიულ ენერგიაში, ვიდრე "კლასიკურში", რაც ამართლებს იმით, რომ ალტერნატიულ ენერგიას შეუძლია კარგი მოგება მოიტანოს გრძელვადიან პერსპექტივაში, ხოლო ალტერნატიულ ენერგიაში ინვესტიცია - 140 მილიარდი დოლარი. , ხოლო "კლასიკური" - $110 მილიარდი .$ 8 .

ამრიგად, ჰარმონიული და სწრაფი განვითარებისთვის არ არის საჭირო მხოლოდ ერთ ტიპის კლასიკურ ან ალტერნატიულ ენერგიაზე ფოკუსირება, საჭიროა მოდერნიზება ის, რაც უკვე გვაქვს და განვავითაროთ ის, რისი აღმოჩენაც გვაქვს.

2 ვგულისხმობ მსოფლიო ენერგიას

ენერგია ყოველთვის იყო ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი კაცობრიობის ცივილიზაციის არსებობასა და პროგრესში. მის გარეშე წარმოუდგენელია ადამიანთა ნებისმიერი აქტივობა, მასზე გადამწყვეტად არის დამოკიდებული ქვეყნების ეკონომიკა და, საბოლოო ჯამში, ადამიანის კეთილდღეობა. ჩვეულებრივი ადამიანი იმდენად არის მიჩვეული და ადაპტირებული მის სხვადასხვა გამოვლინებებთან, რომ ის უბრალოდ ვერ ამჩნევს პრობლემას, უაზროდ მოიხმარს ერთი შეხედვით გაუთავებელ რესურსებს.

თუმცა, ტრადიციული ენერგიის წყაროების საზღვრები და შესაძლებლობები არ არის ამოუწურავი. ამას მჭევრმეტყველად მოწმობს პლანეტის უმსხვილესი ეკონომიკურად განვითარებული ქვეყნების, გაეროს და სხვა წამყვანი მსოფლიო ორგანიზაციების ენერგეტიკული პოლიტიკა. ნახევარ საუკუნეზე მეტია, ყველა დაინტერესებული მხარე აქტიურად ეძებს და ავითარებს ელექტროენერგიის და სითბოს გამომუშავების სხვა, ალტერნატიულ მეთოდებს.

ალტერნატიული ენერგიის განვითარება მჭიდრო კავშირშია ფართომასშტაბიან ეკოლოგიურ პრობლემებთან. გარემოს გლობალური დაბინძურება, მსოფლიო ოკეანეები, საშინელი სტატისტიკა ატმოსფეროში მავნე ნაერთების ემისიების შესახებ - ეს ყველაფერი ნათლად მიუთითებს იმაზე, რომ 21-ე საუკუნეში ალტერნატიული ენერგია და ეკოლოგია განუყოფლად იქნება დაკავშირებული.

ენერგიის არატრადიციული წყაროების შემუშავება და ძიება ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა მსოფლიო სამეცნიერო საზოგადოების წინაშე. მის გადაწყვეტაზეა დამოკიდებული პლანეტის ეკოლოგია, მოახლოებული ტოტალური ენერგეტიკული კრიზისის მდგომარეობა, ქვეყნების შემდგომი ეკონომიკური განვითარება და, შედეგად, მათი მოსახლეობის ცხოვრების დონე.

კაცობრიობამ დიდი ხანია გააცნობიერა ენერგიის მოპოვების აუცილებლობა და ისწავლა როგორ გამოიყენოს იგი, მოიპოვა ხელშესახები სარგებელი.

ქარის ენერგიის გამოყენებამ გამოიწვია იალქნების, საბრძოლო გემების და სავაჭრო გემების გაჩენა. გაჩნდა სამხედრო ფლოტები, დაიწყო საზღვაო ვაჭრობის განვითარება.

პურის წარმოებისთვის წისქვილების გამოგონება დაფუძნებული იყო წყლის ბორბლის მოძრაობის შედეგად მიღებული წყლის ენერგიის გამოყენებაზე. მათმა გარეგნობამ დადებითი გავლენა მოახდინა ანტიკური სამყაროს ქვეყნების დემოგრაფიულ მდგომარეობაზე, მკვეთრად გაიზარდა ადამიანთა სიცოცხლის ხანგრძლივობა.

საყოფაცხოვრებო ნარჩენების და გადაშენებული მცენარეების ნაშთების გამოყენება უხსოვარი დროიდან საწვავად დაეხმარა საჭმლის მომზადებას, რაც საფუძველი იყო ადრეული მეტალურგიის წარმოშობისთვის.

შემდეგ მნიშვნელოვანი გეოლოგიური აღმოჩენები დაეხმარა კაცობრიობას. სამეცნიერო და ტექნოლოგიურმა პროგრესმა და სამრეწველო რევოლუციამ განაპირობა ის, რომ უკვე XIX საუკუნის ბოლოს ნახშირწყალბადის ნედლეული გახდა ენერგიის მთავარი წყარო. იალქნები, ნიჩბები, ცხენებისა და სხვა ცხოველების კუნთების სიმძლავრე შეიცვალა იაფი წიაღისეული საწვავის ძრავებით.

სახელმწიფოების აბსოლუტური უმრავლესობის ეკონომიკა რეორგანიზაცია მოხდა ნახშირწყალბადების მატარებლებზე, გზად განვითარდა ჰიდროენერგეტიკა და მე-20 საუკუნის შუა ხანებიდან სცენაზე ატომური ენერგია გამოვიდა.

ასეთი პროგრესული განვითარება შეიძლებოდა გაგრძელებულიყო, თუ 1960-იან და 1970-იან წლებში ცივილიზაციას არ შეექმნა დედამიწის გლობალური დაბინძურების პრობლემა, რომელიც მჭიდროდ იყო დაკავშირებული კლიმატის ანთროპოგენურ ცვლილებასთან.

თანამედროვე ენერგია თავდაჯერებულად ატარებს პალმას ქიმიურ, რადიოაქტიურ, აეროზოლურ და სხვა სახის გარემოს დაბინძურებაში. მისი შესაბამისი პრობლემების გადაჭრა პირდაპირ გავლენას მოახდენს გარემოსდაცვითი პრობლემების აღმოფხვრის პოზიტიურ შესაძლებლობაზე.

თანამედროვე ენერგეტიკის პრობლემის მთავარი სირთულე მდგომარეობს იმაში, რომ ეს ინდუსტრია ძალიან სწრაფად ფართოვდება. შედარებისთვის, თუ დედამიწის მოსახლეობა ნახევარ საუკუნეში საშუალოდ გაორმაგდება, მაშინ კაცობრიობის მიერ ენერგიის მოხმარების გაორმაგება ხდება ყოველ 15 წელიწადში ერთხელ.

ამრიგად, მოსახლეობის ზრდის ტემპებისა და ენერგეტიკული სექტორის ზრდის ტემპების ზემოქმედება იწვევს ზვავის ეფექტს: ენერგიის მოთხოვნილებები და მოთხოვნები ერთ სულ მოსახლეზე მუდმივად იზრდება.

ამ დროისთვის მისი მოხმარების შემცირების ნიშნები არ შეინიშნება. იმისათვის, რომ უახლოეს მომავალში მუდმივად დააკმაყოფილოს ეს მოთხოვნები, კაცობრიობამ რაც შეიძლება მალე უნდა უპასუხოს რამდენიმე მნიშვნელოვან კითხვას:

• რა არის რეალური გავლენა ნოოსფეროზე (ადამიანის საქმიანობის სფეროზე) ენერგიის ძირითად ტიპებზე, როგორ შეიცვლება მათი წვლილი ენერგეტიკულ ბალანსზე უახლოეს და შორეულ მომავალში;
• როგორ განეიტრალება ენერგიის წარმოების ტრადიციული მეთოდების გამოყენების უარყოფითი ეფექტი, მისი ფუნქციონირება;
• რა შესაძლებლობები არსებობს, არსებობს თუ არა ალტერნატიული ენერგიის მოპოვების ტექნოლოგიები, რა რესურსების გამოყენება შეიძლება ამისთვის, არის თუ არა მომავალი ენერგიის ალტერნატიული წყაროებისთვის.

ალტერნატიული ენერგია, როგორც კაცობრიობის არაალტერნატიული მომავალი

რა არის ალტერნატიული ენერგია? ეს კონცეფცია მალავს სრულიად ახალ ინდუსტრიას, რომელიც აერთიანებს ყველა სახის პერსპექტიულ განვითარებას, რომელიც მიმართულია ენერგიის ალტერნატიული წყაროების მოძიებასა და გამოყენებაზე.

ენერგიის ალტერნატიულ წყაროებზე ყველაზე სწრაფი გადასვლა აუცილებელია შემდეგი ფაქტორების გამო:

სახელმწიფოები, რომლებიც იყენებენ ენერგიის ალტერნატიულ ფორმებს, მიიღებენ ფასდაუდებელ პრემიას - ფაქტობრივად, მისი ამოუწურავი, შეუზღუდავი მიწოდება, რადგან ამ წყაროების ლომის წილი განახლებადია.

ენერგიის ალტერნატიული წყაროების ძირითადი ტიპები

ბოლო დროს ენერგიის მოპოვების მრავალი არატრადიციული ვარიანტი პრაქტიკულად სცადეს. სტატისტიკა ამბობს, რომ ჩვენ ჯერ კიდევ ვსაუბრობთ პოტენციური გამოყენების მეათასედ პროცენტზე.

ტიპიური სირთულეები, რომლებიც აუცილებლად აწყდება გზაზე ალტერნატიული ენერგიის წყაროების განვითარებას, არის სრული ხარვეზები უმეტეს ქვეყნების კანონებში ბუნებრივი რესურსების, როგორც სახელმწიფოს საკუთრების, ექსპლუატაციის შესახებ. ალტერნატიული ენერგიის გარდაუვალი დაბეგვრის პრობლემა მჭიდრო კავშირშია სამართლებრივი დამუშავების ნაკლებობასთან.

განვიხილოთ ყველაზე ფართოდ გამოყენებული 10 ალტერნატიული ენერგიის წყარო.

ქარი

ქარის ენერგიას ადამიანი ყოველთვის იყენებდა. თანამედროვე ტექნოლოგიების განვითარების დონე საშუალებას გვაძლევს გავხადოთ ის თითქმის შეუფერხებლად.

ამავდროულად, ელექტროენერგია წარმოიქმნება ქარის წისქვილების, წისქვილების მსგავსი, სპეციალური მოწყობილობების გამოყენებით. ქარის წისქვილის პროპელერი ქარის კინეტიკურ ენერგიას გადასცემს გენერატორს, რომელიც აწარმოებს დენს მბრუნავი პირების საშუალებით.

ასეთი ქარის ელექტროსადგურები განსაკუთრებით გავრცელებულია ჩინეთში, ინდოეთში, აშშ-სა და დასავლეთ ევროპის ქვეყნებში. ამ სფეროში უდავო ლიდერია დანია, რომელიც, სხვათა შორის, ქარის ენერგიის პიონერია: პირველი დანადგარები აქ მე-19 საუკუნის ბოლოს გამოჩნდა. დანია ამ გზით იხურება ელექტროენერგიის მთლიანი მოთხოვნის 25%-მდე.

მე-20 საუკუნის ბოლოს ჩინეთმა მთიანი და უდაბნო რეგიონებისთვის ელექტროენერგიის მიწოდება მხოლოდ ქარის ტურბინების დახმარებით შეძლო.

ქარის ენერგიის გამოყენება, ალბათ, ენერგიის წარმოების ყველაზე მოწინავე გზაა. ეს არის სინთეზის იდეალური ვარიანტი, რომელშიც გაერთიანებულია ალტერნატიული ენერგია და ეკოლოგია. მსოფლიოს ბევრი განვითარებული ქვეყანა მუდმივად ზრდის ამ გზით გამომუშავებული ელექტროენერგიის წილს მთლიან ენერგეტიკულ ბალანსში.

მზე

მზის რადიაციის გამოყენების მცდელობები ენერგიის გამომუშავებისთვის ასევე დიდი ხანია კეთდება, ამ მომენტში ეს არის ალტერნატიული ენერგიის განვითარების ერთ-ერთი ყველაზე პერსპექტიული გზა. ის ფაქტი, რომ მზე პლანეტის მრავალ განედზე ანათებს მთელი წლის განმავლობაში, დედამიწაზე გადასცემს ათობით ათასი ჯერ მეტ ენერგიას, ვიდრე მთელი კაცობრიობა მოიხმარს წელიწადში, შთააგონებს მზის სადგურების აქტიურ გამოყენებას.

უმსხვილესი სადგურების უმეტესობა მდებარეობს შეერთებულ შტატებში, მთლიანობაში, მზის ენერგია ნაწილდება თითქმის ას ქვეყანაში. საფუძვლად მიიღება ფოტოცელები (მზის გამოსხივების გადამყვანები), რომლებიც გაერთიანებულია ფართომასშტაბიან მზის პანელებში.

დედამიწის სითბო

დედამიწის სიღრმის სითბო გარდაიქმნება ენერგიად და გამოიყენება ადამიანთა საჭიროებებისთვის მსოფლიოს მრავალ ქვეყანაში. თერმული ენერგია ძალიან ეფექტურია ვულკანური აქტივობის სფეროებში, ადგილებში, სადაც ბევრი გეიზერია.

ამ სფეროში ლიდერები არიან ისლანდია (ქვეყნის დედაქალაქი რეიკიავიკი სრულად არის უზრუნველყოფილი გეოთერმული ენერგიით), ფილიპინები (წილი მთლიან ბალანსში 20%), მექსიკა (4%) და აშშ (1%).

ამ ტიპის წყაროს გამოყენების შეზღუდვა განპირობებულია გეოთერმული ენერგიის დისტანციებზე ტრანსპორტირების შეუძლებლობით (ენერგიის ტიპიური ადგილობრივი წყარო).

რუსეთში ჯერ კიდევ არის ერთი ასეთი სადგური (სიმძლავრე - 11 მეგავატი) კამჩატკაში. ამავე ადგილას მიმდინარეობს ახალი სადგურის მშენებლობა (სიმძლავრე - 200 მეგავატი).

უახლოეს მომავალში ენერგიის ათი ყველაზე პერსპექტიული წყაროა:

• კოსმოსში დაფუძნებული მზის სადგურები (პროექტის მთავარი ნაკლი არის უზარმაზარი ფინანსური ხარჯები);
• ადამიანის კუნთოვანი სიძლიერე (მოთხოვნა, პირველ რიგში - მიკროელექტრონიკა);
• ენერგეტიკული პოტენციალი აკნეებისა და ნაკადების (მინუსი არის მშენებლობის მაღალი ღირებულება, გიგანტური დენის რყევები დღეში);
• საწვავის (წყალბადის) კონტეინერები (ახალი ბენზინგასამართი სადგურების აშენების აუცილებლობა, მანქანების მაღალი ღირებულება, რომელიც მათ საწვავს ავსებს);
• სწრაფი ბირთვული რეაქტორები (საწვავის ღეროები ჩაეფლო თხევად Na-ში) - ტექნოლოგია უკიდურესად პერსპექტიულია (დახარჯული ნარჩენების ხელახალი გამოყენების შესაძლებლობა);
• ბიოსაწვავი - უკვე ფართოდ გამოიყენება განვითარებადი ქვეყნების მიერ (ინდოეთი, ჩინეთი), უპირატესობები - განახლებადობა, გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა, მინუსი - რესურსების გამოყენება, კულტურების წარმოებისთვის განკუთვნილი მიწა, პირუტყვის გასეირნება (გაძვირება, საკვების ნაკლებობა);
• ატმოსფერული ელექტროენერგია (ელვის ენერგეტიკული პოტენციალის დაგროვება), მთავარი მინუსი არის ატმოსფერული ფრონტების მობილურობა, გამონადენის სიჩქარე (დაგროვების სირთულე).

მეცნიერები იბრძვიან მომავალი ენერგიის წყაროების მოსაძებნად, რათა გააუმჯობესონ გარემო და შეამცირონ დამოკიდებულება ნავთობზე და სხვა წიაღისეულ საწვავზე.

ზოგი ვარაუდობს, რომ მომავლის ენერგია არის. სხვები ამბობენ, რომ მზე არის გზა. Wilder სქემები მოიცავს ქარის ტურბინებს ჰაერში ან ანტიმატერიის ძრავას.

დაფიქრდით, როგორი იქნება მომავლის ენერგია 21-ე საუკუნეში და მის შემდგომ.

ანტიმატერიის ენერგია

ანტიმატერია არის მატერიის ანალოგი, რომელიც შედგება ანტინაწილაკებისგან, რომლებსაც აქვთ იგივე მასა, როგორც ჩვეულებრივი მატერია, მაგრამ საპირისპირო ატომური თვისებებით, რომლებიც ცნობილია როგორც სპინი და მუხტი.

როდესაც საპირისპირო ნაწილაკები ხვდებიან, ისინი ანადგურებენ ერთმანეთს და გამოყოფენ უზარმაზარ ენერგიას აინშტაინის ცნობილი განტოლების E=mc2 შესაბამისად.

მომავლის ენერგია, ანტიმატერიის პროტოტიპის სახით, უკვე გამოიყენება სამედიცინო გამოსახულების ტექნიკაში, რომელიც ცნობილია როგორც პოზიტრონის ემისიური ტომოგრაფია (PET), მაგრამ მისი გამოყენება, როგორც საწვავის პოტენციური წყარო, რჩება სამეცნიერო ფანტასტიკის სფეროში.

ანტიმატერიის პრობლემა ის არის, რომ სამყაროში ძალიან ცოტაა. ანტიმატერიის წარმოება შესაძლებელია ლაბორატორიებში, მაგრამ ამჟამად მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობით და გადაჭარბებულ ფასებში. და მაშინაც კი, თუ წარმოების პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია, მთავარი კითხვა მაინც რჩება, თუ როგორ უნდა შეინახოს ის, რაც მიდრეკილია საკუთარი თავის განადგურებისკენ ჩვეულებრივ მატერიასთან კონტაქტში, ასევე როგორ გამოვიყენოთ ეს ანტიმატერიის ენერგია შექმნის შემდეგ.

მეცნიერები აწარმოებენ კვლევას ანტიმატერიის შესაქმნელად, რომელსაც შეუძლია ერთ დღეს კაცობრიობა ვარსკვლავებამდე მიიყვანოს, მაგრამ ანტიმატერიით მომუშავე ვარსკვლავური ხომალდების ოცნებები ჯერ კიდევ შორს არის, ყველა ექსპერტი თანხმდება.

წყალბადის საწვავის უჯრედები

ერთი შეხედვით, წყალბადის საწვავის უჯრედები შეიძლება ჩანდეს წიაღისეული საწვავის იდეალური ალტერნატივა. მათ შეუძლიათ ელექტროენერგიის წარმოება მხოლოდ წყალბადის და ჟანგბადის გამოყენებით დიდი დაბინძურების გარეშე.

წყალბადის საწვავის უჯრედებით მომუშავე მანქანა არა მხოლოდ უფრო ეფექტური იქნება, ვიდრე ძრავით მომუშავე მანქანა შიგაწვის, მაგრამ ასევე ერთადერთი გამონაბოლქვი წყალია.

სამწუხაროდ, მიუხედავად იმისა, რომ წყალბადი სამყაროში ყველაზე უხვი ელემენტია, მისი უმეტესობა დაკავშირებულია მოლეკულებთან, როგორიცაა წყალი. ეს ნიშნავს, რომ სუფთა, არაკომბინირებული წყალბადი უნდა იყოს წარმოებული სხვა რესურსების გამოყენებით, რომლებიც ხშირ შემთხვევაში ასოცირდება წიაღისეულ საწვავთან. თუ ეს ასეა, მაშინ წყალბადის, როგორც საწვავის მრავალი გარემოსდაცვითი სარგებელი უმნიშვნელოა. წყალბადის კიდევ ერთი პრობლემა ის არის, რომ მისი ადვილად ან უსაფრთხო შეკუმშვა შეუძლებელია და საჭიროებს სპეციალურ შესანახ ავზებს. ასევე, ბოლომდე გაუგებარი მიზეზების გამო, წყალბადის მცირე ატომები, როგორც წესი, შედიან სატანკო მასალებში.

ბირთვული

ალბერტ აინშტაინმა გვითხრა, რომ ზღვარი მატერიასა და ენერგიას შორის ბუნდოვანია. მომავლის ენერგია შეიძლება წარმოიქმნას ბირთვების დაშლის ან შერწყმის შედეგად - პროცესები, რომლებიც ცნობილია როგორც ბირთვული დაშლის რეაქციები და უფრო მძიმე ბირთვების ფორმირება, სადაც ის გამოიყოფა.

ათავისუფლებს მავნე გამოსხივებას და აწარმოებს დიდი რაოდენობით რადიოაქტიურ მასალას, რომელიც შეიძლება აქტიური დარჩეს ათასობით წლის განმავლობაში და გაჟონვის შემთხვევაში შეიძლება გაანადგუროს მთელი ეკოსისტემები. ასევე არსებობს შეშფოთება, რომ ბირთვული მასალა შეიძლება გამოყენებულ იქნას იარაღში.

ამჟამად ატომური ელექტროსადგურების უმეტესობა იყენებს დაშლას და წარმოებისთვის საჭიროა საჭირო ტემპერატურის შენარჩუნება.

ასევე ცნობილია ბუნებრივი ფენომენი, რომელიც ცნობილია როგორც სონოლუმინესცენცია.

სონოლუმინესცენცია შეიძლება ერთ დღეს გახდეს გიგანტური ბირთვული და შერწყმის რეაქტორების ერთ ჭიქა სითხეში ყოფნის საშუალება.

სონოლუმინესცენცია ეხება სინათლის ციმციმს, როდესაც სპეციალური სითხეებიმაღალი ენერგიის ხმის ტალღების შექმნა. ბგერითი ტალღები არღვევს სითხეს და წარმოქმნის პაწაწინა ბუშტებს, რომლებიც სწრაფად ფართოვდებიან და შემდეგ ძლიერად იშლება. სინათლე წარმოიქმნება პროცესში, მაგრამ რაც მთავარია, ფეთქებადი ბუშტების შიგნითა ნაწილი უკიდურესად აღწევს მაღალი ტემპერატურადა წნევა. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ეს შესაძლოა საკმარისი იყოს ბირთვული შერწყმისთვის.

მეცნიერები ასევე ატარებენ ექსპერიმენტებს კონტროლირებადი ბირთვული შერწყმის შესაქმნელად წყალბადის "მძიმე" იონების ძლიერ ელექტრულ ველში აჩქარებით.

ოკეანის სითბოს კონვერტაცია

ოკეანეები მოიცავს დედამიწის 70 პროცენტს და წყალი მომავლის ბუნებრივი მზის ენერგიის შემგროვებელია. ოკეანის სითბოს კონვერტაცია ხდება ტემპერატურული განსხვავებების გამოყენებით მზის მიერ გაცხელებულ ზედაპირულ წყლებსა და ცივ ოკეანის სიღრმეში არსებულ წყალს შორის ელექტროენერგიის წარმოქმნით.

ოკეანის თერმული ენერგიის კონვერტაცია შეიძლება იმუშაოს შემდეგი პრინციპით:

• დახურული მარყუჟი: დაბალი დუღილის მქონე სითხე, როგორიცაა ამიაკი, იხარშება თბილი ზღვის წყლით. მიღებული ორთქლი გამოიყენება ელექტრული გენერატორის ტურბინის მუშაობისთვის, შემდეგ ორთქლი გაცივდება ზღვის ცივი წყლით.
• ღია წრე: თბილი ზღვის წყალი გარდაიქმნება ორთქლად დაბალი წნევარომელიც გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ორთქლი კლებულობს და იქცევა გამოსაყენებელ მტკნარ წყალში ცივი ზღვის წყლით.
• ჰიბრიდული ციკლი: დახურული ციკლი გამოიყენება ელექტროენერგიის შესაქმნელად, რომელიც გამოიყენება ღია ციკლისთვის საჭირო დაბალი წნევის გარემოს შესაქმნელად.

ოკეანის თერმული ენერგია გამოიყენება როგორც მტკნარი წყლის, ასევე საკვები ნივთიერებებით მდიდარი ზღვის წყლის მოპოვებისთვის, რომელიც ამოღებულია ოკეანის სიღრმიდან საზღვაო ორგანიზმებისა და მცენარეების კულტივირებისთვის. ოკეანის თერმული ენერგიის მთავარი მინუსი არის ის, რომ საჭიროა მუშაობა ასეთ მცირე ტემპერატურულ განსხვავებებზე, ზოგადად დაახლოებით 20 გრადუს ცელსიუსზე, სადაც ეფექტურობა 1-დან 3 პროცენტამდეა.

ჰიდროენერგეტიკა

წყლის დაცემა, გაჟონვა ან სხვაგვარად გადაადგილება უძველესი დროიდან გამოიყენებოდა ელექტროენერგიის წარმოებისთვის.

ჰიდროენერგია უზრუნველყოფს მსოფლიოს ელექტროენერგიის დაახლოებით 20 პროცენტს.

ბოლო დრომდე ითვლებოდა, რომ მომავლის წყლის ენერგია არის მდიდარი ბუნებრივი რესურსი, რომელიც არ საჭიროებს დამატებით საწვავს და არ იწვევს დაბინძურებას.

თუმცა, ბოლო კვლევები უარყოფს ზოგიერთ ამ პრეტენზიას და ვარაუდობს, რომ ჰიდროელექტრო კაშხლებს შეუძლიათ წარმოქმნან მნიშვნელოვანი რაოდენობით ნახშირორჟანგი და მეთანი წყალქვეშა მცენარეული მასალის დაშლის შედეგად. ზოგიერთ შემთხვევაში, ეს ემისიები კონკურენციას უწევს წიაღისეული საწვავის ელექტროსადგურების ემისიებს. კაშხლების კიდევ ერთი მინუსი არის ის, რომ ადამიანები ხშირად საჭიროებენ გადაადგილებას. ჩინეთში სამი ხეობის კაშხლის მშენებლობის შემთხვევაში, რომელიც გახდა მსოფლიოში ყველაზე დიდი კაშხალი, 1,9 მილიონი ადამიანი იძულებით გადაადგილდა, ხოლო ისტორიული ადგილები დაიტბორა და დაიკარგა.

ბიომასა

მომავლის ენერგიის წყაროა ბიომასა ან ბიოსაწვავი, რომელიც გულისხმობს ორგანულ ნივთიერებებში შენახული ქიმიური რესურსების განთავისუფლებას, როგორიცაა ხე, კულტურები და ცხოველური ნარჩენები. ეს მასალები იწვება პირდაპირ სითბოს უზრუნველსაყოფად, ან იხვეწება ალკოჰოლური საწვავის შესაქმნელად, როგორიცაა ეთანოლი.

მაგრამ ზოგიერთი სხვა განახლებადი ენერგიის წყაროსგან განსხვავებით, ბიომასის ენერგია არ არის სუფთა, რადგან ორგანული ნივთიერებების წვა წარმოქმნის დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგს. თუმცა, თქვენ შეგიძლიათ შეადგინოთ ან აღმოფხვრათ ეს განსხვავება სწრაფად მზარდი ხეების და საწვავის ბალახების დარგვით. მეცნიერები ასევე ატარებენ ექსპერიმენტებს ბაქტერიების გამოყენებით ბიომასის დასაშლელად და წყალბადის წარმოებისთვის საწვავად გამოსაყენებლად.

ბიოსაწვავის ერთი საინტერესო, მაგრამ საკამათო ალტერნატივა მოიცავს პროცესს, რომელიც ცნობილია როგორც თერმული კონვერტაცია.

ჩვეულებრივი ბიოსაწვავისგან განსხვავებით, თერმულ კონვერტაციას შეუძლია თითქმის ნებისმიერი ტიპის ორგანული ნივთიერებების გადაქცევა მაღალი ხარისხის ზეთად წყლის ერთადერთ ქვეპროდუქტად.

თუმცა, ჯერ კიდევ გასარკვევია, შეუძლიათ თუ არა კომპანიებს, რომლებმაც დააპატენტეს ეს პროცესი, აწარმოონ საკმარისი ზეთი მომავლის ამ ენერგიისთვის, რომ გახდეს საწვავის სიცოცხლისუნარიანი ალტერნატივა.

ზეთი

ზოგი მას შავ ოქროს უწოდებს. ამაზეა დაფუძნებული მთელი იმპერიები, რის გამოც იმართება ომები. ერთ-ერთი მიზეზი, რის გამოც ნავთობი, ანუ ნედლი ნავთობი, ასე ღირებულია, არის ის, რომ ის შეიძლება გადაკეთდეს სხვადასხვა პროდუქტად, ნავთიდან პლასტმასამდე და ასფალტამდე. არის თუ არა ეს მომავლის ენერგიის წყარო, ცხარე კამათია.

შეფასებები იმის შესახებ, თუ რამდენი ზეთი დარჩა მიწაში, ძალიან განსხვავდება. ზოგიერთი მეცნიერი ვარაუდობს, რომ ნავთობის მარაგი პიკს მიაღწევს და შემდეგ სწრაფად შემცირდება; სხვები თვლიან, რომ საკმარისი ახალი რეზერვები იქნება აღმოჩენილი, რათა დააკმაყოფილოს მსოფლიოს ენერგეტიკული საჭიროებები კიდევ რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში.

ქვანახშირისა და ბუნებრივი აირის მსგავსად, ნავთობიც შედარებით იაფია სხვა ალტერნატიულ საწვავთან შედარებით, მაგრამ მას გააჩნია უფრო მაღალი ეკოლოგიური ხარჯები. ნავთობის გამოყენება წარმოქმნის დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგს და ნავთობის დაღვრამ შეიძლება დააზიანოს მყიფე ეკოსისტემები.

ქარი

ქარის წისქვილების ცნებას კიდევ ერთი ნაბიჯით და მაღლა მიჰყავთ, მეცნიერებს სურთ შექმნან ელექტროსადგურები ცაში, ქარის წისქვილები ჰაერში 1000 მეტრის სიმაღლეზე. ხრახნებიანი მოწყობილობა დასტაბილურდება ერთ ადგილას, ხოლო ელექტროენერგია მიწას კაბელის საშუალებით მიეწოდება.

ქარის ენერგია ამჟამად ელექტროენერგიის მსოფლიო მოთხოვნის მხოლოდ 0,1 პროცენტს შეადგენს. მოსალოდნელია, რომ ეს რიცხვი გაიზრდება, რადგან ქარი ენერგიის ერთ-ერთი ყველაზე სუფთა ფორმაა და შეუძლია ენერგიის გამომუშავება მანამ, სანამ ქარი უბერავს.

პრობლემა, რა თქმა უნდა, ის არის, რომ ქარები ყოველთვის არ უბერავს და ქარის ენერგიაზე მუდმივი ელექტროენერგიის გამომუშავება შეუძლებელია. ასევე არსებობს შეშფოთება იმისა, რომ ქარის ელექტროსადგურები შეიძლება გავლენა იქონიონ ადგილობრივ ამინდზე ისე, რომ ჯერ ბოლომდე არ არის გასაგები.

მეცნიერები იმედოვნებენ, რომ ცაში ქარის წისქვილების აწევა მოაგვარებს ამ პრობლემებს, რადგან სიმაღლეზე ქარები ბევრად უფრო ძლიერი და თანმიმდევრულია მაღალ სიმაღლეებზე.

Ქვანახშირი

ქვანახშირი იყო საწვავი, რომელმაც გამოიწვია ინდუსტრიული რევოლუცია და მას შემდეგ უფრო მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა მსოფლიო ენერგეტიკული მოთხოვნილებების დაკმაყოფილებაში.

ქვანახშირის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ ის ბევრია. საკმარისია მოხმარების ამჟამინდელი ტემპით კიდევ 200-300 წელი გაგრძელდეს.

მიუხედავად იმისა, რომ მისი სიმრავლე მას ძალიან ეკონომიურს ხდის, თუმცა, როდესაც იწვის, ქვანახშირი ათავისუფლებს გოგირდის და აზოტის მინარევებს ჰაერში, რომელიც შეიძლება გაერთიანდეს ატმოსფეროში არსებულ წყალთან და წარმოქმნას მჟავა წვიმა. ნახშირის წვა ასევე წარმოქმნის დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგს, რომელიც კლიმატოლოგების უმეტესობის აზრით, ხელს უწყობს გლობალურ დათბობას. სერიოზული ძალისხმევა მიმდინარეობს ნახშირის მოპოვების ნარჩენებისა და ქვეპროდუქტების შესამცირებლად ახალი გზების მოსაძებნად.

მზის ენერგია

მზის ენერგია არ საჭიროებს დამატებით საწვავს და დაბინძურება არ ხდება. მზის შუქი შეიძლება კონცენტრირებული იყოს სითბოს სახით ან გარდაიქმნას ელექტროენერგიად ფოტოელექტრული ან ფოტოელექტრული ეფექტის გამოყენებით სინქრონიზებული სარკეების საშუალებით, რომლებიც აკონტროლებენ მზის მოძრაობას ცაში. მეცნიერებმა ასევე შეიმუშავეს მეთოდები მომავალი მზის ენერგიის გამოსაყენებლად, რათა შეცვალონ გაზის ძრავა წყალბადის გაზის გაცხელებით წყალსაცავში, რომელიც ფართოვდება და ამოძრავებს გენერატორს.

მზის ენერგიის ნაკლოვანებებს შორისაა მაღალი საწყისი ხარჯები, ასევე დიდი ფართების საჭიროება. ასევე, ალტერნატივების უმეტესობისთვის, მომავლის მზის ენერგიის გამომუშავება ექვემდებარება ჰაერის დაბინძურებასა და ამინდის ცვალებადობას, რომელსაც შეუძლია მზის შუქის დაბლოკვა.

ვიკიდან

ENERGO-129-GUNDAYEVA

ელექტროენერგია საუკუნეების მანძილზე გვერდიგვერდ დადიოდა ადამიანთან ერთად. როგორ შეუწყო ხელი და გააუმჯობესა ამ ინდუსტრიის განვითარებამ ადამიანების ცხოვრება. ახლა ძნელი წარმოსადგენია ჩვენი ცხოვრება ყველა ჩვეულებრივი ელექტრო ტექნიკის გარეშე ნებისმიერ სახლში, კონკრეტულად ჩემი - კომპიუტერის გარეშე. ურწმუნოებით და თუნდაც პატივმოყვარეობით, ხელახლა წავიკითხე ისტორიები იმის შესახებ, რომ ერთხელ ლამპიონები აანთებდნენ ქუჩებში განათებას. აი რამდენი იყო საჭირო ლამპრების შემოვლა, კიბის დამაგრება და ფარნების აანთება! და თქვენ სიამაყე იგრძნობთ თქვენს ქვეყანაში - ბოლოს და ბოლოს, ეს ჩვენი თანამემამულეები, იაბლოჩკოვი და ლედიგინი არიან, რომლებმაც გამოიგონეს ელექტრო ნათურები, რომელთა გარეშეც მსოფლიო ახლა ვერ წარმოიდგენს მის არსებობას.

ელექტრიკოსის პროფესია, შეიძლება ითქვას, შედარებით ახალგაზრდა პროფესიაა. ყოველივე ამის შემდეგ, პირველი ელექტროსადგურები მხოლოდ რამდენიმე საუკუნის წინ ამოქმედდა საზღვარგარეთ, შემდეგ ელექტროენერგია მოვიდა მეფის რუსეთში. იყო ამ პროფესიის საჭიროება. პირველმა ელექტრიკოსებმა მაშინვე მოიპოვეს პოპულარობა. იმ დროს ცოტამ იცოდა დანადგარების მუშაობის პრინციპების შესახებ და არც ელექტროენერგიის გამოყენება იცოდნენ, ამიტომ პირველი ელექტრიკოსები მოქმედებდნენ როგორც კონსულტანტები. ჩვენი თანამედროვე ცხოვრება აჩვენებს, რომ სოციალური მნიშვნელობა, მოთხოვნა ელექტრიკოსის პროფესიაზე საერთოდ არ შემცირებულა, პირიქით, გაიზარდა. მოთხოვნებიც შეიცვალა. ყოველივე ამის შემდეგ, თუ ადრე საკმარისი იყო ცოდნა პრიმიტიული სქემებისა და მოწყობილობების შესახებ, ახლა მოწინავე ტექნოლოგიები მოითხოვს ტექნიკური ინფორმაციის მუდმივ გაუმჯობესებას და განახლებას.

მე ვფიქრობ, რომ პროფესიის არჩევა სარგებლობასა და სოციალურ მნიშვნელობაში მდგომარეობს. ენერგეტიკის ინჟინერი იყო საპატიო და საპასუხისმგებლო მისია, რომელიც ძალიან აუცილებელია ადამიანებისთვის.

ENERGO-STL-KAMALDINOV

ჩვენ ვცხოვრობთ ტექნოლოგიებისა და კონსუმერიზმის სამყაროში. მაგრამ ტექნოლოგია არ უნდა იყოს მთავარი საზრუნავი. რუსი ფიზიკოსები ყოველთვის იყვნენ მსოფლიოს წამყვან მეცნიერებს შორის. მათ შორის ლ.დ. ლანდაუ, ს.პ. კაპიცა, ჟ.ი. ალფეროვი. V.L Ginzburg და სხვები. ელექტრული რკალის ნათურის პირველი გამომგონებელი იყო პაველ ნიკოლაევიჩ იაბლოჩკოვი. ეს იყო დიდი წვლილი ელექტრო განათების განვითარებაში. ელექტროენერგეტიკის გარეშე სოფლის, ქალაქის, რეგიონის, ქვეყნის განვითარება არ არსებობს. Ბევრნი არიან სხვადასხვა გზებიელექტროენერგიის გამომუშავება. მზის ენერგიის, ქარის, წყლის რესურსების, ბირთვული ენერგიის, გეიზერის ენერგიის გამოყენება. თითოეულ მეთოდს აქვს თავისი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. რუსეთში ბუნებრივი აირის მოხმარება ყველაზე განვითარებულია. არსებული პრობლემების მოსაგვარებლად და შემდგომი პრობლემების თავიდან ასაცილებლად, მეჩვენება, რომ შეგიძლიათ გააკეთოთ შემდეგი. ჯერ ერთი, არსებული ელექტროსადგურების, ქარხნების, სხვადასხვა საწარმოების მოდერნიზება და მეორე, გაანადგუროს და არაფერი გააკეთოს ძველი, მოძველებული ტექნოლოგიით. ასევე, ჩემი აზრით, თქვენ მხოლოდ უნდა გამოიყენოთ თანამედროვე ტექნოლოგიებიახალი ობიექტების მშენებლობის დროს. ქვეყნის განვითარებისთვის მნიშვნელოვანია თავად მოსახლეობის აქტიურობა. მაგალითად: ჩვეულებრივ მაცხოვრებლებს შეუძლიათ დაამონტაჟონ მზის პანელები ფანჯრების გარეთ და გამოიყენონ ისინი განათებისთვის ან სხვა საჭიროებისთვის და მიყიდონ ჭარბი ენერგია ქსელში. ასევე აუცილებელია მთლიანად განახლებადი ენერგიის წყაროებზე გადასვლის სწრაფვა. მაგალითად, გამოიყენეთ ნაგავი. დახარისხება ტიპის მიხედვით სახლში. ნარჩენებისთვის, რომელთა ხელახალი გამოყენება შეუძლებელია, საჭიროა სპეციალური ნაგავსაყრელების აშენება, რომლებიც არ დაუშვებენ მავნე ნივთიერებების შეღწევას ნიადაგში, ხოლო დაშლილი ნარჩენებისგან გამოყოფილი გაზი უნდა იქნას გამოყენებული ენერგიის გამომუშავებისთვის. სრულად განახლებადი ენერგიის წყაროებზე გადასული მაცხოვრებლებისთვის, შესაძლებელია საგადასახადო შეღავათები. ზემოაღნიშნულიდან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ რუსეთს აქვს დიდი პოტენციალი ელექტროენერგეტიკული ინდუსტრიის განვითარებისა და ცხოვრების ხარისხის ამაღლებაში. ჩვენს ქვეყანას ამისთვის აქვს ყველაფერი: ფუნდამენტური მეცნიერების მიღწევები, ამბიციური ახალგაზრდა თაობა. ჩვენ უბრალოდ გვჭირდება ძალისხმევა ჩვენს ირგვლივ სამყაროს მოდერნიზაციისთვის.--ENERGO-STL-KAMALDINOV (დისკუსია) 11:49, 9 ოქტომბერი, 2016 (MSK)

ENERGO-67-LABUTINA

ენერგეტიკული კრიზისი მთელი კაცობრიობის პრობლემაა. ოდესმე დაფიქრებულხართ რა მოხდება, როცა ადამიანები დედამიწის ყველა რეზერვს ამოწურავდნენ. მე-19 საუკუნეში ხალხი ნახშირს ითვისებდა. მოგვიანებით გაჩნდა ნავთობისა და გაზის წყაროები. მე-20 საუკუნეში ითვლებოდა, რომ მიწისქვეშა სიმდიდრე ამოუწურავი იყო. მაგრამ გამოდის, რომ მომავალში ნახშირის, ნავთობისა და გაზის შესწავლილი მარაგი ამოიწურება. ხალხს მოუწევს ენერგიის ახალი წყაროების ძიება. ადამიანი შეძლებს არსებობას მანამ, სანამ მარაგი საკმარისი იქნება მრავალი მილიონი წლის განმავლობაში, სანამ მზე ანათებს, დაგროვდა მინერალების მარაგი - ნავთობი, ქვანახშირი, ტორფი. ეს მარაგი უმოწყალოდ იწვის. ბევრი ენერგია იხარჯება. ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ ყველა საშუალება, რათა თავიდან ავიცილოთ დედამიწის დაბინძურება და ამოწურვა. მთელ მსოფლიოში, ისინი ახლა ცდილობენ გამოიყენონ ეკოლოგიურად სუფთა ელექტროენერგია: მზის ენერგია, ქარის ენერგია, პატარა მდინარეები, მოქცევები, ტალღები, ტემპერატურული განსხვავებები ოკეანის სიღრმეში. ბიომასა (სხვადასხვა ნარჩენები) ასევე გამოიყენება ენერგიის წარმოებისთვის. რა თქმა უნდა, ეს წარმოქმნის დიდი რაოდენობით ნახშირორჟანგის გამოყოფას, რომელიც უნდა შემცირდეს. ძლიერი გამოუყენებელი ენერგიის მეორე წყარო არის ოკეანე. ამჟამად, არსებობს რამდენიმე სადგური, რომელიც მუშაობს მოქცევის ენერგიაზე. ჩვენშიც აშენდა მოქცევის ელექტროსადგურები, ერთ-ერთი მათგანია კისლოგუბსკაია. ქარის ენერგია ნაკლებად გამოიყენება. ვფიქრობ, მეცნიერები უკვე მუშაობენ იმაზე, თუ როგორ შეიძლება ამ ბუნებრივი რესურსის გამოყენება ადამიანის სასარგებლოდ. --ENERGO-67-LABUTINA 09:51 PM, 6 ოქტომბერი, 2016 (MSK)

ENERGO-162-BULAVINCEVA

მთელი თავისი არსებობის მანძილზე კაცობრიობა იყენებდა ენერგიას, რომელიც ბუნების მიერ იყო დაგროვილი მრავალი მილიარდი წლის განმავლობაში. ამავდროულად, დროთა განმავლობაში, მისი გამოყენების მეთოდები მუდმივად იხვეწებოდა, იცვლებოდა, გარდაიქმნებოდა მაქსიმალური ეფექტურობის მისაღებად. ენერგია ყოველთვის განსაკუთრებულ, ძალიან მნიშვნელოვან როლს თამაშობდა კაცობრიობის ცხოვრებაში. მისი ყველა სახის საქმიანობა დაკავშირებულია ენერგიის ხარჯებთან. ასე რომ, მისი ევოლუციური განვითარების დასაწყისშივე, მხოლოდ მისი სხეულის კუნთების ენერგია იყო ხელმისაწვდომი ადამიანისთვის. მოგვიანებით ადამიანმა ისწავლა ცეცხლის ენერგიის მიღება და გამოყენება. ჩვენ არასდროს ვფიქრობთ იმაზე, თუ რამდენად არის დამოკიდებული ჩვენი ცხოვრება ენერგიაზე. ჩვენი ნებისმიერი ქმედება მასთან არის დაკავშირებული. იმისათვის, რომ უკეთ ვუპასუხოთ კითხვას, გავიგოთ ენერგიის მნიშვნელობა, სარგებელი და გამოვთქვათ ვარაუდები იმის შესახებ, თუ რა იქნება ენერგიის გამოყენება მომავალში, პირველ რიგში მივმართავთ „ენერგიის“ განმარტებას. ენერგია - (ბერძნ. მოქმედება, აქტივობა) - მატერიის მოძრაობის სხვადასხვა ფორმის ზოგადი რაოდენობრივი საზომი. თუ დაფიქრდებით ჩემს მიერ მოცემულ განმარტებაზე, შეგიძლიათ გააკეთოთ კიდევ რამდენიმე ქვეპუნქტი და უფრო კონკრეტულად გაიგოთ ამ სიტყვის მნიშვნელობა. 1) ენერგია არის ის, რაც ვლინდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც იცვლება ჩვენს გარშემო არსებული სამყაროს სხვადასხვა ობიექტების მდგომარეობა (პოზიცია); 2) ენერგია არის ის, რაც შეიძლება შეიცვალოს ერთი ფორმიდან მეორეში; 3) ენერგია ხასიათდება ადამიანისთვის სასარგებლო სამუშაოს წარმოქმნის უნარით 4) ენერგია არის ის, რაც შეიძლება ობიექტურად განისაზღვროს, რაოდენობრივად გამოითვალოს. ასე რომ, ვფიქრობ, რომ ამ ესესისთვის უმჯობესია მივიღოთ განსაზღვრება, რომელიც დაკავშირებულია ადამიანისთვის სასარგებლო სამუშაოსთან. და მართლაც, თუ ამაზე ფიქრობთ, მაშინ მთელი ჩვენი ცხოვრება მუდმივია მუდმივი გამოყენებაენერგია. ყველა "ცივილიზაციის სარგებელი" ეფუძნება ზუსტად მის გამოყენებას: Მობილური ტელეფონები, გათბობა/გაზი ჩვენს სახლებში, მანქანები, შუქი... ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ ჩამოთვალოთ ბევრი დრო, მაგრამ flush იგივე რჩება. ენერგიის გარეშე ჩვენ უბრალოდ ვერ ვიცოცხლებდით... მაგრამ ამ მედალს ორი მხარე აქვს. ენერგიისა და მისი გამოყენების ყველა უზარმაზარი უპირატესობის მიუხედავად, რომლის გარეშეც ჩვენ ვერ შევძლებდით ნორმალურად არსებობას თანამედროვე სამყაროში, მათ ასევე აქვთ ბევრი მინუსი, რაც გავლენას ახდენს ადამიანის ცხოვრებაზე არანაკლებ. მაგალითად, ჰაერის დაბინძურება. სტანდარტული მაგალითი, არა? მაგრამ ეს არის აბსოლუტური ჭეშმარიტება, რომელიც არ უნდა გაჩუმდეს. ატმოსფეროს დაბინძურება ენერგიის მოპოვებასთან, დამუშავებასა და გამოყენებასთან დაკავშირებული ადამიანის სხვადასხვა საქმიანობიდან მიღებული ნარჩენებით ზიანს აყენებს არა მხოლოდ ადამიანებს, არამედ იმ არსებებს, რომლებიც ჩვენთან ერთად გვხვდება დედამიწაზე. ამიტომ, იმ ყველაფრის საფუძველზე, რაც ზემოთ ვთქვი, მინდა აღვნიშნო, რომ პროგრესი წინ გადადგმული ნაბიჯია. დღეს ჩვენ გვაქვს ისეთი რამ, რაც ადამიანისთვის, ვთქვათ, XIV საუკუნიდან, აღქმაც კი შეუძლებელი იქნებოდა. და ამგვარად, იმედი მაქვს, რომ მომავალში კაცობრიობა არ გაჩერდება და შეიმუშავებს ენერგიის მოპოვების, გადამუშავებისა და გამოყენების უფრო და უფრო ახალ გზებს, გზებს, რომლებიც არამარტო ხელს შეუწყობს მაქსიმალური ეფექტურობის მიღებას, არამედ იქნება გათვლილი ატმოსფეროს მინიმალური დაბინძურებისთვის. --ENERGO-162-BULAVINCEVA (განხილვა) 22:10, 6 ოქტომბერი, 2016 წელი (MSK)

ENERGO-IRBIS-MUNTYAN

ენერგეტიკული ინდუსტრია განიცდის მუდმივ ცვლილებებს, ცვლის ტრადიციული ტიპის საწვავს სახლის გასათბობად, მოდის გეოთერმული გათბობა. ის უფრო უსაფრთხო და ეკოლოგიურად სუფთაა. ადრე ამ ტიპის საწვავი მხოლოდ მდიდარი ადამიანებისთვის იყო ხელმისაწვდომი, მაგრამ ყველასთვის ეს ფანტაზია იყო. ახლა დედამიწის სიცხის გამო გათბობა აღარ არის მითი, მაგრამ ჩვეულებრივი პრაქტიკაა და უფრო მეტ ადამიანს შეუძლია მისი გამოყენება. თუ გაზი, ნავთობი, ქვანახშირი და სხვა საწვავი შეიძლება ამოიწუროს, მაშინ დედამიწის სითბო არასოდეს ამოიწურება. სამომავლოდ მოეწყობა სივრცის გათბობის ამ მეთოდის მთავარი ელემენტის - სითბოს ტუმბოების სამრეწველო წარმოება. ყველა ადამიანისთვის ეს იქნება კომფორტული და მოსახერხებელი. ასეთ სახლში მინდა ცხოვრება. --ENERGO-IRBIS-MUNTYAN (განხილვა) 18:43, 6 ოქტომბერი, 2016 წელი (MSK)

ენერგო-ლაპ-შილოვა

”მომავლის ენერგია. რეალობა და ფანტაზია“ ელექტროენერგია საუკუნეების მანძილზე გვერდიგვერდ მიდიოდა ადამიანთან და დღემდე გრძელდება. ძნელი წარმოსადგენია ცხოვრება ჩვეულებრივი ელექტრო მოწყობილობების გარეშე, რომლებსაც ხშირად ვიყენებთ ყოველდღიურ ცხოვრებაში. თუმცა, კაცობრიობა განიცდის სწრაფ, ისტორიაში შეუდარებელ, ენერგიის მოხმარების ზრდას ენერგიის ძირითადი და, სამწუხაროდ, ამოწურვადი წყაროების მომავლის გარეშე. ყოველდღე ადამიანი ეძებს ენერგიის ახალ წყაროებს, რომლებიც უფრო რაციონალური იქნება, ვიდრე წინა. თუ რა წყაროების აღმოჩენას შეძლებს ადამიანი მომავალში, მხოლოდ გამოცნობა შეიძლება. მართლაც, მეცნიერები სერიოზულად ფიქრობენ ალტერნატიულ ენერგიაზე, როგორც უსაფრთხო და პროდუქტიული სფეროს წყაროზე. სად შეგიძლიათ მიიღოთ ასეთი სასურველი ენერგიის რესურსი უზარმაზარი პრობლემების გარეშე? ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში ბევრი მეცნიერი ცდილობდა ეპოვა ის „ძაფი“, რომელიც კაცობრიობის ენერგეტიკული ისტორიის ფურცელს გადააბრუნებდა და „კვების“ ახალ ამოუწურავ წყაროს წარმოადგენდა. თითოეული მეცნიერი ავითარებს საკუთარ სცენარს, ცდილობს მიაღწიოს გარღვევას ენერგეტიკულ სექტორში. განიხილება მრავალი ვარიანტი: ქარის ენერგია, ჩვენი პლანეტის შიდა ენერგია, მზის ენერგია. მაგრამ ამ ვარიანტებიდან რომელი ითამაშებს გადამწყვეტ როლს კაცობრიობის ისტორიაში და მიაღწევს გარღვევას დავების და დისკუსიების გამოწვევის გარეშე? ამას მხოლოდ უახლოეს მომავალში გავიგებთ.

ენერგო-129-ერშოვ

დასაწყისისთვის მივცემ სიტყვა ენერგიის განმარტებას. ენერგია არის ადამიანის ეკონომიკური საქმიანობის სფერო, დიდი ბუნებრივი და ხელოვნური ქვესისტემების ერთობლიობა, რომელიც ემსახურება ყველა სახის ენერგორესურსების გარდაქმნას, განაწილებას და გამოყენებას. მისი მიზანია უზრუნველყოს ენერგიის წარმოება პირველადი, ბუნებრივი ენერგიის მეორადად გადაქცევით, მაგალითად, ელექტრო ან თერმულ ენერგიად. ენერგია მუდმივად საჭიროა. ჩვენ ვერ წარმოვიდგენთ დღე ელექტრო ტექნიკის გარეშე. ამჟამად ელექტროენერგია ბუნებრივი რესურსების დაწვით იწარმოება. ბუნებრივი რესურსები არ არის უსასრულო, უახლოეს მომავალში რესურსები ამოიწურება და ჩვენ მოგვიწევს ენერგიის ალტერნატიული წყაროების ძიება. ჩემი აზრით, მომავალი არის ალტერნატიული წყაროები და ატომის ენერგია. ალტერნატივა არის ყველაფერი ნათელი მზის, ქარის, წყლის ენერგია. მეჩვენება, რომ ბირთვული ენერგიის გამოყენების ერთ-ერთი რაციონალური გზაა. ბირთვული ენერგია (ბირთვული ენერგია) არის ენერგეტიკული ინდუსტრიის ფილიალი, რომელიც ეწევა ელექტრო და თერმული ენერგიის წარმოებას ბირთვული ენერგიის გარდაქმნით. ჩვეულებრივ, ბირთვული ენერგიის მისაღებად გამოიყენება პლუტონიუმ-239 ან ურანი-235 ბირთვების ჯაჭვური ბირთვული დაშლის რეაქცია. ბირთვების დაშლა ხდება ნეიტრონის მოხვედრისას და მიიღება ახალი ნეიტრონები და დაშლის ფრაგმენტები. დაშლის ნეიტრონებს და დაშლის ფრაგმენტებს აქვთ მაღალი კინეტიკური ენერგია. ფრაგმენტების სხვა ატომებთან შეჯახების შედეგად ეს კინეტიკური ენერგია სწრაფად გარდაიქმნება სითბოდ. და ეს სიცხე ათბობს წყალს და აქცევს მას ორთქლად. თავის მხრივ, ორთქლი შედის ტურბინაში, სადაც წარმოიქმნება ელექტრო ენერგია. მაგრამ ამ ტიპის ენერგიას აქვს თავისი ნაკლი. ეს არის უსაფრთხოება ატომურ ელექტროსადგურებში. საშიშროება დაკავშირებულია ნარჩენების განადგურების პრობლემებთან, უბედურ შემთხვევებთან, რომლებიც იწვევს ეკოლოგიურ და ტექნოგენური კატასტროფებს, ასევე ამ ობიექტების დაზიანების შესაძლებლობას ჩვეულებრივი იარაღით ან ტერორისტული თავდასხმის შედეგად მასობრივი განადგურების იარაღად. ჩემი აზრით, ამ ტიპის ენერგიის უფრო ძლიერად განვითარება. ბირთვული ნარჩენების სწორად განკარგვა, ატომური ელექტროსადგურების ეფექტურობის გაზრდა, რითაც გაზრდის იმავე საწვავისთვის გამოთავისუფლებული ენერგიის რაოდენობას.