Το σύστημα μέτρησης θερμότητας πριν από δύο αιώνες βασίστηκε στην ιδέα ότι η θερμική ενέργεια αποθηκεύεται, δεν εξαφανίζεται πουθενά, αλλά μετακινείται μόνο από το ένα μέρος στο άλλο. Εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε τους ακόλουθους κανόνες: Για να μετρήσουμε την ποσότητα της θερμότητας, ας την κάνουμε...

Τύποι ενέργειας - τύποι ενέργειας γνωστοί στην ανθρωπότητα

Η έννοια της «ενέργειας» ορίζεται ως μέτρο των διαφόρων μορφών κίνησης της ύλης και ως μέτρο της μετάβασης της κίνησης της ύλης από τη μια μορφή στην άλλη. Αντίστοιχα, τα είδη και τα είδη ενέργειας διακρίνονται ανάλογα με τις μορφές κίνησης της ύλης. Το ανθρωπάκι ασχολείται με διάφορα είδη ενέργειας. Στην πραγματικότητα, ολόκληρη η τεχνολογική διαδικασία είναι η μετατροπή ενός τύπου ενέργειας σε άλλο. Κατά τη διαδικασία διέλευσης της τεχνολογικής διαδρομής, η ενέργεια μετατρέπεται επανειλημμένα από τον έναν τύπο στον άλλο, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της χρήσιμης ποσότητας λόγω απωλειών και διασποράς στο περιβάλλον.

Γνωστοί σήμερα τύποι ενέργειας

• Μηχανικός
• Ηλεκτρικός
• Χημική ουσία
• θερμικός
• Φως (ακτινοβόλο)
• Πυρηνική (Πυρηνική)
• Θερμοπυρηνική (Σύντηξη)

Επιπλέον, γνωρίζουμε και άλλα είδη ενέργειας, τα ονόματα των οποίων δεν είναι φυσικά, αλλά περιγραφικά, όπως η αιολική ενέργεια ή η γεωθερμική ενέργεια. Σε τέτοιες περιπτώσεις, η φυσική μορφή της φύσης της ενέργειας αντικαθίσταται από το όνομα της πηγής της. Επομένως, είναι σωστό να μιλάμε περισσότερο για τη μηχανική ενέργεια του ανέμου, την ενέργεια της ροής του ανέμου ή τη θερμική ενέργεια των γεωθερμικών πηγών. Διαφορετικά, ο αριθμός των ψευδοενεργειών μπορεί να πολλαπλασιαστεί επ' αόριστον, επινοώντας την ανεπιθύμητη ενέργεια, την ενέργεια του υδρογόνου, τη διανοητική ενέργεια ή ενέργεια ζωής και την ενέργεια των χεριών. Συνδυάζοντας τη λέξη «ενέργεια» με συγκεκριμένα αντικείμενα, στερούμε αυτή τη δέσμη από το φυσικό νόημα. Είναι αδύνατο να μετρηθεί η ποσότητα της ψυχικής ενέργειας, ή της ενέργειας της θέλησης. Το μόνο που μένει είναι μια υπόδειξη ότι το αντικείμενο έχει κάποιο είδος ενέργειας και δεν ξέρουμε τι είδους. Αποδεικνύεται ότι το κείμενο ή ο λόγος είναι γεμάτος με μια λέξη που δεν φέρει σημασιολογικό φορτίο, γιατί κάθε αντικείμενο φέρει ενέργεια και είναι άσκοπο να το αναφέρουμε. Και κατ' αναλογία με την ενέργεια της σκέψης, θα πρέπει να εμφανίζεται η μάζα της σκέψης, το μήκος, το πλάτος και το ύψος της σκέψης, καθώς και η πυκνότητά της. Εν ολίγοις, τέτοιες στροφές αποτελούν προφανή απόδειξη της βλακείας και του αναλφαβητισμού του συγγραφέα ή του ομιλητή.

Φυσικές έννοιες που σχετίζονται με τον ορισμό της λέξης "ενέργεια"

Ας επιστρέψουμε όμως σε πραγματικές φυσικές έννοιες που σχετίζονται με τον ορισμό της λέξης «ενέργεια». Τα παραπάνω είδη ενέργειας είναι γνωστά στον άνθρωπο και έχουν χρησιμοποιηθεί από αυτόν σε όλη την ιστορία του πολιτισμού. Η μόνη εξαίρεση είναι η ενέργεια της ατομικής διάσπασης, που ελήφθη μόλις στις αρχές του 20ου αιώνα. Έτσι, εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε μηχανική ενέργεια, οδηγώντας ένα ποδήλατο, χρησιμοποιώντας ρολόγια εκκρεμούς, ανυψώνοντας και κατεβάζοντας φορτία με γερανό. Η ηλεκτρική ενέργεια είναι γνωστή σε μας από την αρχαιότητα με τη μορφή κεραυνού και στατικού ηλεκτρισμού. Ωστόσο, αυτός ο τύπος ενέργειας άρχισε να χρησιμοποιείται ευρέως μόνο από τον 19ο αιώνα, όταν εφευρέθηκε η στήλη Voltaic - μια μπαταρία DC και. Ωστόσο, ακόμη και στην αρχαιότητα, οι άνθρωποι γνώριζαν και χρησιμοποιούσαν αυτό το είδος ενέργειας, αν και όχι παντού. Είναι γνωστά αρχαία αιγυπτιακά κοσμήματα και λατρευτικά αντικείμενα, η επικάλυψη των οποίων μπορούσε να γίνει μόνο με ηλεκτρόλυση. - ίσως το πιο κοινό και ευρέως χρησιμοποιούμενο είδος ενέργειας, τόσο στην αρχαιότητα όσο και σήμερα. Μια φωτιά, κάρβουνα, καυστήρας, σπίρτα και πολλά άλλα στοιχεία που σχετίζονται με την καύση βασίζονται στην ενέργεια της χημικής αλληλεπίδρασης οργανικής ύλης και οξυγόνου. Σήμερα, η «καύση» υψηλής τεχνολογίας πραγματοποιείται σε και, σε και. Ωστόσο, συσκευές όπως οι τουρμπίνες και οι κινητήρες εσωτερικής καύσης μεταξύ των πρώτων υλών (χημική ενέργεια) και του τελικού προϊόντος (ηλεκτρική ενέργεια) έχουν έναν κακό ενδιάμεσο -. Δυστυχώς, η αποτελεσματικότητα Οι θερμικές μηχανές είναι μικρές και οι περιορισμοί δεν επιβάλλονται από το υλικό, αλλά από τη θεωρία. Για το όριο είναι 40%. Με βάση τις χημικές αλληλεπιδράσεις, η χημική ενέργεια, ενεργούν τόσο τα ανθρώπινα σώματα όσο και όλα τα ζώα. Τρώγοντας φυτά, λαμβάνουμε από αυτά την ενέργεια των χημικών δεσμών, που σχηματίζονται λόγω της απορρόφησης της ηλιακής ενέργειας. Δηλαδή, έμμεσα, ένα άτομο τρέφεται επίσης με ηλιακή ενέργεια, όπως όλη η ζωή στη Γη τρέφεται από αυτήν. Ο ήλιος είναι η ενέργεια χωρίς την οποία δεν θα υπήρχε ζωή στον πλανήτη μας. Σχεδόν όλα τα είδη και τα είδη ενέργειας, εκτός από την ατομική και τη θερμοπυρηνική, μπορούν να θεωρηθούν δευτερεύοντα, σε σχέση με την ηλιακή ενέργεια ακτινοβολίας. Η μηχανική ενέργεια των παλίρροιων, καθώς και η θερμική ενέργεια των γεωθερμικών πηγών, επίσης δεν συνδέονται με την ηλιακή ακτινοβολία.

Η θερμοπυρηνική ενέργεια βρίσκεται κάτω από το έργο του κεντρικού μας φωτιστικού - του Ήλιου

Και αυτό σημαίνει ότι η ηλιακή ενέργεια, με τη σειρά της, είναι προϊόν της ενέργειας θερμοπυρηνικής σύντηξης που απελευθερώνεται στα έγκατα του Ήλιου. Έτσι, η συντριπτική πλειονότητα των τύπων ενέργειας που χρησιμοποιούνται από εμάς στη Γη έχουν τον πρωταρχικό τους πρόγονο με τη μορφή της ενέργειας θερμοπυρηνικής σύντηξης. Η πυρηνική ή ατομική ενέργεια είναι το μόνο είδος ενέργειας που ξεφεύγει από τα όρια του «τυποποιημένου» φυσικού ενεργειακού κύκλου εργασιών. Πριν από την έλευση του ανθρώπου, η φύση δεν γνώριζε (με σπάνιες εξαιρέσεις) τις διαδικασίες διάσπασης του σημείου μάζας των ατομικών πυρήνων με την απελευθέρωση τεράστιας ενέργειας. Εξαίρεση αποτελεί ο αφρικανικός φυσικός «πυρηνικός αντιδραστήρας» - ένα κοίτασμα μεταλλευμάτων ουρανίου, όπου λαμβάνουν χώρα αντιδράσεις ατομικής διάσπασης με θέρμανση των γύρω πετρωμάτων. Ωστόσο, στη φύση, η ατομική αποσύνθεση διαρκεί εκατομμύρια χρόνια, επειδή ο χρόνος ημιζωής του ουρανίου και του πλουτωνίου είναι πολύ μεγάλος. Και παρόλο που πολλά άλλα άτομα, εκτός από το ουράνιο και το πλουτώνιο, υπόκεινται επίσης σε ατομική διάσπαση, γενικά, αυτές οι διεργασίες δεν προκαλούν σημαντικές αλλαγές στην περιβάλλουσα ύλη ανά μονάδα χρόνου. Ο άνθρωπος έχει κάνει τις δικές του αλλαγές στο ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη, εκρήγνυται βόμβες, κατασκευάζει πυρηνικούς σταθμούς, καίει πετρέλαιο, φυσικό αέριο και άνθρακα. Φυσικά, παρόμοιες διεργασίες έλαβαν χώρα πριν από τους ανθρώπους, αλλά απλώθηκαν σε εκατομμύρια χρόνια. Μετεωρίτες έπεσαν, δάση κάηκαν, διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώθηκε από βάλτους και ωκεανούς και το ουράνιο αποσυντέθηκε. Αλλά αργά - σε μικρούς όγκους ανά μονάδα χρόνου.

Εναλλακτικές πηγές

Σήμερα, οι εναλλακτικοί τύποι ενέργειας και οι εναλλακτικοί αναπτύσσονται ενεργά. Ωστόσο, αυτές οι λέξεις περιέχουν ήδη μια εσφαλμένη στάση απέναντι στη λέξη «ενέργεια». Ονομάζοντας τις πηγές ενέργειας «εναλλακτικές» τις αντιπαραθέτουμε με τις «παραδοσιακές» πηγές - άνθρακα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο. Και αυτό είναι κατανοητό. Όταν όμως λέμε «εναλλακτική ενέργεια» λέμε ανοησίες, γιατί διαφορετικά είδη ενέργειας υπάρχουν έξω από τις επιθυμίες μας. Και δεν είναι ξεκάθαρο τι είναι η εναλλακτική αιολική ενέργεια, γιατί απλά υπάρχει. Ή ποια είναι η εναλλακτική ηλιακή και θερμοπυρηνική ενέργεια του φωτιστικού μας. Σε κάθε περίπτωση, το χρησιμοποιούμε και είναι περίεργο να το αποκαλούμε εναλλακτικό, γιατί δεν υπάρχουν εναλλακτικές για αυτό. Στις επόμενες χιλιάδες χρόνια, δεν θα ξεφύγουμε από τη χρήση της ηλιακής ενέργειας, αφού ολόκληρο το οικοσύστημα του πλανήτη βασίζεται σε αυτήν. Οι λέξεις «μη συμβατικές μορφές ενέργειας», «ανανεώσιμες μορφές ενέργειας» ή «πράσινες μορφές ενέργειας» φαίνονται εξίσου περίεργες. Τι είδους ενέργεια είναι παραδοσιακή; Πώς μπορεί να ανανεωθεί το ένα ή το άλλο είδος ενέργειας; Και πώς να ελέγξετε την ενέργεια για περιβαλλοντική καθαριότητα; Η «παράδοση», η «ανανεωσιμότητα» και η «φιλικότητα προς το περιβάλλον» είναι πιο λογικές και πιο ορθές για αναφορά. Τότε όλα θα γίνουν αμέσως ξεκάθαρα και κατανοητά. Και μετά, έχοντας παραγγείλει τις σχέσεις αιτίας-αποτελέσματος, μπορείτε να ξεκινήσετε την αναζήτηση. Μη συμβατικοί τύποι πηγών ενέργειας μπορούν εύκολα να βρεθούν μελετώντας τη φύση και τον περιβάλλοντα κόσμο. Εδώ έχετε κοπριά για θέρμανση, σανό και μια γεννήτρια που χρησιμοποιεί μυϊκή δύναμη.

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα πρέπει να αναζητούνται μόνο στο περιβάλλον των φυσικών διεργασιών

Δεν υπάρχουν τόσες πολλές παρόμοιες διεργασίες και όλες συνδέονται με την κίνηση της ύλης στον πλανήτη - γη, νερό, αέρας, καθώς και με τη δραστηριότητα των ζωντανών οργανισμών. Αν και, μιλώντας αυστηρά, δεν υπάρχουν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αφού η κύρια «μπαταρία» μας -ο Ήλιος- έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής. Και για την αναζήτηση φιλικών προς το περιβάλλον πηγών, θα πρέπει πρώτα να οριστούν με σαφήνεια τα κριτήρια φιλικότητας προς το περιβάλλον, γιατί, στην πραγματικότητα, οποιαδήποτε ανθρώπινη παρέμβαση στο ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη προκαλεί ζημιά στο περιβάλλον. Αυστηρά μιλώντας, δεν μπορεί να υπάρχουν φιλικές προς το περιβάλλον πηγές ενέργειας, γιατί σε κάθε περίπτωση θα επηρεάσουν το περιβάλλον. Μπορούμε μόνο να ελαχιστοποιήσουμε αυτόν τον αντίκτυπο ή να τον αντισταθμίσουμε. Ταυτόχρονα, τυχόν αντισταθμιστικές επιπτώσεις θα πρέπει να γίνονται στο πλαίσιο ενός παγκόσμιου αναλυτικού μοντέλου προβλέψεων.

Ο ήλιος παίζει εξαιρετικό ρόλο στη ζωή της Γης. Ολόκληρος ο οργανικός κόσμος του πλανήτη μας οφείλει την ύπαρξή του στον Ήλιο. Ο ήλιος δεν είναι μόνο πηγή φωτός και θερμότητας, αλλά και η αρχική πηγή πολλών άλλων τύπων ενέργειας (ενέργεια πετρελαίου, άνθρακας, νερό, άνεμος).

Ηλιακή σταθερά - η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που έρχεται σε μια επιφάνεια 1 τ.μ., που αναπτύσσεται κάθετα στις ακτίνες του ήλιου στο διάστημα.

Ο ήλιος είναι το αστέρι μας. Μελετώντας τον Ήλιο μαθαίνουμε για πολλά φαινόμενα και διεργασίες που συμβαίνουν σε άλλα αστέρια και είναι απρόσιτα για άμεση παρατήρηση λόγω των τεράστιων αποστάσεων που μας χωρίζουν από τα αστέρια.

Ο ήλιος είναι η κύρια πηγή ενέργειας στη γη και η βασική αιτία που δημιούργησε τους περισσότερους από τους άλλους ενεργειακούς πόρους του πλανήτη μας, όπως αποθέματα άνθρακα, πετρελαίου, φυσικού αερίου, αιολικής ενέργειας και πτώσης νερού, ηλεκτρικής ενέργειας κ.λπ.

Η ενέργεια του Ήλιου, η οποία εκλύεται κυρίως με τη μορφή ακτινοβολούμενης ενέργειας, είναι τόσο μεγάλη που είναι δύσκολο ακόμη και να φανταστεί κανείς. Αρκεί να πούμε ότι μόνο ένα δύο δισεκατομμύριο αυτής της ενέργειας εισέρχεται στη Γη, αλλά είναι περίπου 2,5 * 10 18 θερμίδες/λεπτό. Σε σύγκριση με αυτό, όλες οι άλλες πηγές ενέργειας, τόσο εξωτερικές (ακτινοβολία της σελήνης, αστέρια, κοσμικές ακτίνες) όσο και εσωτερικές (εσωτερική θερμότητα της Γης, ραδιενεργή ακτινοβολία, αποθέματα άνθρακα, πετρελαίου κ.λπ.) είναι αμελητέα.

Ο Ήλιος είναι το πλησιέστερο αστέρι σε εμάς, το οποίο είναι μια τεράστια φωτεινή μπάλα αερίου, η διάμετρος της οποίας είναι περίπου 109 φορές η διάμετρος της Γης και ο όγκος του είναι περίπου 1 εκατομμύριο 300 χιλιάδες φορές μεγαλύτερος από τον όγκο της Γης. Η μέση πυκνότητα του Ήλιου είναι περίπου 0,25 της πυκνότητας του πλανήτη μας.

Δεδομένου ότι ο ήλιος δεν είναι μια συμπαγής, αλλά μια μπάλα αερίου, είναι απαραίτητο να μιλήσουμε για τις διαστάσεις του υπό όρους, κατανοώντας από αυτούς τις διαστάσεις του ηλιακού δίσκου ορατές από τη Γη.

Το εσωτερικό μέρος του ήλιου δεν είναι ορατό. Είναι ένα είδος γιγάντιου ατομικού καζάνι, όπου λαμβάνουν χώρα πολύπλοκες πυρηνικές αντιδράσεις υπό πίεση περίπου 100 δισεκατομμυρίων ατμοσφαιρών, κατά τις οποίες το υδρογόνο μετατρέπεται σε ήλιο. Είναι η πηγή της ενέργειας του ήλιου. Η θερμοκρασία μέσα στον ήλιο υπολογίζεται στους 16 εκατομμύρια βαθμούς.

τροφικές αλυσίδες. Βασικές έννοιες, στοιχεία.

1. Ορισμός των εννοιών «τροφική αλυσίδα», «τροφικό επίπεδο», «καταναλωτές».Μέσα στο οικοσύστημα, οργανικές ουσίες που περιέχουν ενέργεια δημιουργούνται από αυτοτροφικούς οργανισμούς και χρησιμεύουν ως τροφή (πηγή ύλης και ενέργειας) για τα ετερότροφα. Παράδειγμα: ένα ζώο τρώει φυτά, αυτό το ζώο, με τη σειρά του, μπορεί να φαγωθεί από ένα άλλο ζώο και η ενέργεια μπορεί επίσης να μεταφερθεί μέσω ενός αριθμού οργανισμών - κάθε επόμενος τρέφεται με τον προηγούμενο, τροφοδοτώντας του με πρώτες ύλες και ενέργεια. Μια τέτοια ακολουθία ονομάζεται τροφική αλυσίδα, και καθένας από τους συνδέσμους του - τροφικό επίπεδο(Ελληνικός τρόφος - διατροφή). Καταναλωτές: πρωτογενής - ζωοτροφές σε πρωτογενείς παραγωγούς, δηλ. είναι φυτοφάγα? δευτερεύοντα μειονεκτήματα. - τρέφονται με φυτοφάγα, άρα είναι σαρκοφάγα, καθώς και τριτογενή μειονεκτήματα. δεύτερη παραγγελία.

2 . Οι ζωντανοί οργανισμοί που συνθέτουν τη βιοκένωση σε ένα οικοσύστημα δεν είναι ίδιοι ως προς τις ιδιαιτερότητες της αφομοίωσης ύλης και ενέργειας. Σε αντίθεση με τα φυτά και τα βακτήρια, τα ζώα δεν είναι ικανά για αντιδράσεις φωτο- και χημειοσύνθεσης, αλλά αναγκάζονται να χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια έμμεσα - μέσω της οργανικής ύλης που δημιουργείται από φωτο- και χημειοσυνθετικά. Έτσι, στη βιοκένωση, σχηματίζεται μια αλυσίδα διαδοχικής μεταφοράς ύλης και της ισοδύναμης ενέργειάς της από έναν οργανισμό στον άλλο ή η λεγόμενη τροφική αλυσίδα (από το ελληνικό «τρόπα» - τρώω).

Δεδομένου ότι τα φυτά χτίζουν τον οργανισμό τους χωρίς μεσάζοντες, ονομάζονται αυτοτροφοδοτούμενα ή αυτότροφα. Δεδομένου ότι είναι αυτότροφα, δημιουργούν πρωτογενή οργανική ύλη από ανόργανη, είναι παραγωγοί. Οι οργανισμοί που δεν μπορούν να δημιουργήσουν τη δική τους ουσία από μεταλλικά συστατικά χρησιμοποιούν την οργανική ύλη που δημιουργείται από τα αυτότροφα τρώγοντάς τα. Ονομάζονται ετερότροφοι, που σημαίνει «τρέφονται από άλλους», καθώς και καταναλωτές (από το λατινικό «consumo» - καταναλώνω). Τα σαρκοφάγα χρησιμοποιούν ζωικές πρωτεΐνες με ένα συγκεκριμένο σύνολο αμινοξέων. Είναι επίσης καταναλωτές, αλλά, σε αντίθεση με τα φυτοφάγα, είναι δευτερεύοντες, ή δεύτερης τάξης, καταναλωτές. Αλλά και η τροφική αλυσίδα δεν τελειώνει πάντα εκεί, αφού ένας δευτερεύων καταναλωτής μπορεί να χρησιμεύσει ως πηγή τροφής για έναν καταναλωτή τρίτης τάξης, και ούτω καθεξής. Αλλά σε μια τροφική αλυσίδα δεν υπάρχουν καταναλωτές υψηλότεροι από την πέμπτη τάξη λόγω διασποράς ενέργειας.

Στη διαδικασία της διατροφής, τα «απόβλητα» εμφανίζονται σε όλα τα τροφικά επίπεδα. Τα πράσινα φυτά ρίχνουν ετησίως μερικώς ή πλήρως τα φύλλα τους. Ένα σημαντικό μέρος των οργανισμών, για τον ένα ή τον άλλο λόγο, πεθαίνει συνεχώς. Τελικά, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, η δημιουργούμενη οργανική ύλη πρέπει να αντικατασταθεί εν μέρει ή πλήρως. Αυτή η αντικατάσταση συμβαίνει λόγω ενός ειδικού κρίκου στην τροφική αλυσίδα - αποσυνθετές (από το λατινικό "reductio" - επιστροφή). Αυτοί οι οργανισμοί -κυρίως βακτήρια, μύκητες, πρωτόζωα, μικρά ασπόνδυλα- αποσυνθέτουν οργανικά υπολείμματα όλων των τροφικών επιπέδων παραγωγών και καταναλωτών σε μέταλλα στη διαδικασία της ζωής. Τα ορυκτά, καθώς και το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται κατά την αναπνοή των αποικοδομητών, επιστρέφουν και πάλι στους παραγωγούς.

Διαφορετικές τροφικές αλυσίδες, με τη σειρά τους, συνδέονται μεταξύ τους με κοινούς κρίκους, σχηματίζοντας ένα πολύ περίπλοκο σύστημα που ονομάζεται τροφικός ιστός.

Η τροφική αλυσίδα στη βιογεωκένωση είναι ταυτόχρονα και ενεργειακή αλυσίδα, δηλ. μια συνεπή τακτική ροή μεταφοράς ηλιακής ενέργειας από τους παραγωγούς σε όλους τους άλλους συνδέσμους. Η ροή της ενέργειας μέσω ενός οικοσυστήματος μπορεί να μετρηθεί σε διάφορα σημεία του, καθορίζοντας έτσι πόση ηλιακή ενέργεια περιέχεται σε οργανικές ουσίες που σχηματίζονται κατά τη φωτοσύνθεση. ποιο μέρος της ενέργειας που περιέχεται στο φυτικό υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από ένα φυτοφάγο; πόση από αυτή την ενέργεια καταφέρνει να χρησιμοποιήσει το φυτοφάγο πριν το φάει το σαρκοφάγο και ούτω καθεξής, από το ένα τροφικό επίπεδο στο άλλο.

Ή στα σπλάχνα της. Για παράδειγμα, σε πολλές υπανάπτυκτες χώρες καίγονται ξύλα για θέρμανση και φωτισμό σπιτιών, ενώ στις ανεπτυγμένες χώρες καίγονται διάφορες πηγές ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας -,. Τα ορυκτά καύσιμα είναι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τα αποθέματά τους δεν μπορούν να αποκατασταθούν. Οι επιστήμονες διερευνούν τώρα τις δυνατότητες χρήσης ανεξάντλητων πηγών ενέργειας.

Ορυκτά καύσιμα

Ο άνθρακας και το αέριο είναι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που σχηματίστηκαν από τα υπολείμματα αρχαίων φυτών και ζώων που ζούσαν στη Γη πριν από εκατομμύρια χρόνια (για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε το άρθρο ""). Αυτά τα καύσιμα εξορύσσονται από το έδαφος και καίγονται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, η χρήση ορυκτών καυσίμων δημιουργεί σοβαρά προβλήματα. Με τους σημερινούς ρυθμούς κατανάλωσης, τα γνωστά αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου θα εξαντληθούν τα επόμενα 50 χρόνια. Τα αποθέματα άνθρακα θα διαρκέσουν για 250 χρόνια.Όταν αυτά τα καύσιμα καίγονται, σχηματίζονται αέρια, υπό την επίδραση των οποίων εμφανίζεται ένα φαινόμενο του θερμοκηπίου και πέφτει όξινη βροχή.

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Καθώς ο πληθυσμός αυξάνεται (δείτε το άρθρο ""), οι άνθρωποι χρειάζονται όλο και περισσότερη ενέργεια και πολλές χώρες στρέφονται προς τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας - τον ήλιο, τον άνεμο και. Η ιδέα της χρήσης τους είναι πολύ δημοφιλής, καθώς είναι φιλικές προς το περιβάλλον πηγές, η χρήση των οποίων δεν βλάπτει το περιβάλλον.

υδροηλεκτρικούς σταθμούς

Η ενέργεια του νερού έχει χρησιμοποιηθεί για πολλούς αιώνες. Το νερό γύρισε τους τροχούς του νερού που χρησιμοποιούνται για διάφορους σκοπούς. Σήμερα, έχουν κατασκευαστεί τεράστια φράγματα και δεξαμενές και το νερό χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ροή του ποταμού στρέφει τους τροχούς των στροβίλων, μετατρέποντας την ενέργεια του νερού σε ηλεκτρική. Ο στρόβιλος συνδέεται με μια γεννήτρια που παράγει ηλεκτρική ενέργεια.

Η γη λαμβάνει ένα τεράστιο ποσό. Η σύγχρονη τεχνολογία επιτρέπει στους επιστήμονες να αναπτύξουν νέες μεθόδους χρήσης της ηλιακής ενέργειας. Το μεγαλύτερο εργοστάσιο ηλιακής ενέργειας στον κόσμο κατασκευάζεται στην έρημο της Καλιφόρνια. Καλύπτει πλήρως τις ενεργειακές ανάγκες 2.000 κατοικιών. Οι καθρέφτες αντανακλούν τις ακτίνες του ήλιου, κατευθύνοντάς τις στον κεντρικό λέβητα νερού. Το νερό σε αυτό βράζει και μετατρέπεται σε ατμό, ο οποίος περιστρέφει έναν στρόβιλο συνδεδεμένο με μια ηλεκτρική γεννήτρια.

Η αιολική ενέργεια χρησιμοποιείται από τον άνθρωπο για περισσότερο από μια χιλιετία. Ο αέρας φύσηξε τα πανιά και γύρισε τους ανεμόμυλους. Μια μεγάλη ποικιλία συσκευών που έχουν σχεδιαστεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και για άλλους σκοπούς έχουν δημιουργηθεί για τη χρήση της αιολικής ενέργειας. Ο άνεμος περιστρέφει τα πτερύγια της ανεμογεννήτριας, η οποία οδηγεί τον άξονα της τουρμπίνας που είναι συνδεδεμένος με την ηλεκτρική γεννήτρια.

Ατομική ενέργεια - θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση των μικρότερων σωματιδίων της ύλης -. Το κύριο καύσιμο για την απόκτηση ατομικής ενέργειας - περιέχεται στον φλοιό της γης. Πολλοί θεωρούν την ατομική ενέργεια ως την ενέργεια του μέλλοντος, αλλά η εφαρμογή της στην πράξη δημιουργεί μια σειρά από σοβαρά προβλήματα. Οι πυρηνικοί σταθμοί δεν εκπέμπουν τοξικά αέρια, αλλά μπορούν να δημιουργήσουν πολλά προβλήματα, αφού αυτό το καύσιμο είναι ραδιενεργό. Εκπέμπει ακτινοβολία που σκοτώνει τα πάντα. Εάν η ακτινοβολία εισέλθει στο έδαφος ή μέσα, αυτό συνεπάγεται καταστροφικές συνέπειες.

Τα ατυχήματα σε πυρηνικούς αντιδραστήρες και οι εκλύσεις ραδιενεργών ουσιών στην ατμόσφαιρα αποτελούν μεγάλο κίνδυνο. Το ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό στο Τσερνόμπιλ (Ουκρανία), που συνέβη το 1986, είχε ως αποτέλεσμα τον θάνατο πολλών ανθρώπων και τη μόλυνση μιας τεράστιας περιοχής. Τα ραδιενεργά απόβλητα απειλούν όλα τα έμβια όντα εδώ και χιλιετίες. Συνήθως θάβονται στον βυθό των θαλασσών, αλλά οι περιπτώσεις ταφής απορριμμάτων βαθιά υπόγεια δεν είναι σπάνιες.

Άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Στο μέλλον, οι άνθρωποι θα μπορούν να χρησιμοποιούν πολλές διαφορετικές φυσικές πηγές ενέργειας. Για παράδειγμα, σε ηφαιστειακές περιοχές, αναπτύσσεται τεχνολογία για τη χρήση γεωθερμικής ενέργειας (τη θερμότητα του εσωτερικού της γης). Μια άλλη πηγή ενέργειας είναι το βιοαέριο που παράγεται από την αποσύνθεση των απορριμμάτων. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση σπιτιού και θέρμανση νερού. Παλιρροϊκοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής έχουν ήδη κατασκευαστεί. Τα φράγματα χτίζονται συχνά στις εκβολές ποταμών (εκβολές). Ειδικοί στρόβιλοι, που κινούνται από άμπωτες και ροές, παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.

Πώς να φτιάξετε έναν ρότορα Savonia:

Ο ρότορας Savonia είναι ένας μηχανισμός που χρησιμοποιείται από αγρότες στην Ασία και την Αφρική για την παροχή νερού για άρδευση. Για να φτιάξετε το δικό σας ρότορα, θα χρειαστείτε μερικές πινέζες, ένα μεγάλο πλαστικό μπουκάλι, ένα καπάκι, δύο αποστάτες, μια ράβδο μήκους 1 m, πάχους 5 mm και δύο μεταλλικούς δακτυλίους.

Πως να το κάνεις:

1. Για να φτιάξετε τις λεπίδες, κόψτε το πάνω μέρος του μπουκαλιού και κόψτε το στη μέση κατά μήκος.

2. Χρησιμοποιήστε τις πινέζες για να στερεώσετε τα μισά μπουκάλια στο καπάκι. Να είστε προσεκτικοί όταν χειρίζεστε τα κουμπιά.

3. Κολλήστε τις φλάντζες στο καπάκι και κολλήστε τη ράβδο μέσα σε αυτό.

4. Βιδώστε τους δακτυλίους στην ξύλινη βάση και τοποθετήστε τον ρότορά σας στον αέρα. Τοποθετήστε τη ράβδο στους δακτυλίους και ελέγξτε την περιστροφή του ρότορα. Αφού επιλέξετε τη βέλτιστη θέση για το μισό μπουκάλι, κολλήστε τα στο καπάκι με ισχυρή υδατοαπωθητική κόλλα.

Σελίδα 1

Οι κύριες πηγές ενέργειας που χρησιμοποιεί ο άνθρωπος.

Η κύρια πηγή ενέργειας που χρησιμοποιούν τα αυτότροφα είναι ο Ήλιος. Μεταφορικά μιλώντας, οι αυτότροφοι είναι οι τροφοδότες της βιόσφαιρας: όχι μόνο τρέφονται, αλλά τρέφονται (με το σώμα τους) και άλλους. Γι' αυτό λέγονται παραγωγοί. Η βιομάζα που δημιουργούνται από αυτά ονομάζεται πρωτογενής.

Οι κύριες πηγές ενέργειας στα διυλιστήρια είναι η θερμότητα, οι υδρατμοί και η ηλεκτρική ενέργεια. Για την απόκτηση όλων των τύπων ενέργειας, καταναλώνεται έως και 6% του επεξεργασμένου λαδιού, και το ήμισυ αυτής της ποσότητας καίγεται σε θερμοηλεκτρικό σταθμό και το άλλο μισό καίγεται σε φούρνους σωλήνων τεχνολογικών εγκαταστάσεων. Από αυτή την άποψη, ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα της επεξεργασίας πετρελαίου και φυσικού αερίου είναι η αύξηση της τεχνικής και οικονομικής απόδοσης όλων των τεχνολογικών διαδικασιών.

Γραμμές εκπομπής μερικών λέιζερ.| Γραμμές εκπομπής ορισμένων λέιζερ, ασθενώς ή μετρίως απορροφημένες στην ατμόσφαιρα.

Η κύρια πηγή ενέργειας για όλες τις διεργασίες που συμβαίνουν στη βιόσφαιρα είναι η ηλιακή ακτινοβολία. Η ατμόσφαιρα που περιβάλλει τη Γη απορροφά ασθενώς την ακτινοβολία βραχέων κυμάτων από τον Ήλιο, η οποία φτάνει κυρίως στην επιφάνεια της γης. Μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας απορροφάται και διασκορπίζεται από την ατμόσφαιρα. Η απορρόφηση της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας οφείλεται στην παρουσία όζοντος, διοξειδίου του άνθρακα, υδρατμών και αερολυμάτων στην ατμόσφαιρα.

Η κύρια πηγή ενέργειας που αποθηκεύεται στην τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) είναι η γλυκόζη. Στα κύτταρα, η γλυκόζη, με τη βοήθεια ενζυμικών συστημάτων, υφίσταται αρχικά διάσπαση χωρίς οξυγόνο σε δύο μόρια γαλακτικού οξέος CH3CH (OH) COOH. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση ενός μορίου γλυκόζης κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης συσσωρεύεται σε δύο νεοσχηματισμένα μόρια ATP. Όπως χρειάζεται, το ATP υδρολύεται σε διφωσφορική αδενοσίνη (ADP) και φωσφορικό οξύ με την απελευθέρωση περίπου 10 kcal θερμικής ενέργειας. Το γαλακτικό οξύ υφίσταται περαιτέρω διάσπαση οξυγόνου σε διαδοχικές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής σε διοξείδιο του άνθρακα και υδρογόνο, το οποίο, με τη σειρά του, οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο σε νερό. Η ενέργεια που απελευθερώνεται σε αυτή την περίπτωση δαπανάται για την αναγέννηση του ATP, δηλαδή για την προσθήκη ενός τρίτου υπολείμματος φωσφορικού οξέος στο ADP. Ως αποτέλεσμα της πλήρους διάσπασης δύο μορίων γαλακτικού οξέος, απελευθερώνεται ενέργεια που είναι επαρκής για τη σύνθεση 36 μορίων ATP από το ADP.

Η κύρια πηγή ενέργειας στη Γη είναι ο Ήλιος.

Οι κύριες πηγές ενέργειας που καταναλώνει η βιομηχανία είναι τα ορυκτά καύσιμα και τα προϊόντα της επεξεργασίας τους, η υδάτινη ενέργεια, η βιομάζα και τα πυρηνικά καύσιμα. Σε πολύ μικρότερο βαθμό χρησιμοποιείται η ενέργεια του ανέμου, του ήλιου, της παλίρροιας, της γεωθερμικής ενέργειας. Τα παγκόσμια αποθέματα βασικών καυσίμων υπολογίζονται σε 128 - 1013 τόνους μαζούτ, συμπεριλαμβανομένου του ορυκτού άνθρακα 112 - 1013 τόνων, του πετρελαίου 74 - 1011 τόνων και του φυσικού αερίου 63 - 1011 τόνων μαζούτ.

Η κύρια πηγή ενέργειας (θερμότητας) στη διαδικασία νιτροποίησης είναι η αντίδραση νιτρίδωσης, η οποία παρέχει έως και το 96% της συνολικής εισροής ενέργειας. Η ηλεκτρική ενέργεια που παρέχεται κατά τη θέρμανση του κλιβάνου είναι μόνο το 2 - 3% της συνολικής εισροής ενέργειας.

Η κύρια πηγή ενέργειας που έρχεται στη Γη είναι ο Ήλιος. Η ηλιακή ακτινοβολία σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της έντονης αλληλεπίδρασης με την ύλη στα ανώτερα στρώματα του Ήλιου και βρίσκεται σε ισορροπία μαζί της. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του Ήλιου μπορεί να χαρακτηριστεί από δύο θερμοκρασίες - ενέργεια, η οποία καθορίζεται από το νόμο Stefan-Boltzmann, και φασματική, που καθορίζεται από το νόμο της Wien. Για την ακτινοβολία ισορροπίας, αυτές οι θερμοκρασίες είναι ίσες. Η διαφορά μεταξύ της ενέργειας και της φασματικής θερμοκρασίας μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης της μη ισορροπίας της ακτινοβολίας. Καθώς απομακρύνεστε από την επιφάνεια του Ήλιου, η θερμοκρασία της ενέργειας πέφτει, ενώ η φασματική θερμοκρασία παραμένει αμετάβλητη. Έτσι, η μη ισορροπία της ακτινοβολίας αυξάνεται με την απόσταση από τον Ήλιο. Επομένως, με την αυξανόμενη απόσταση από τον Ήλιο, δημιουργούνται πιο ευνοϊκές συνθήκες για διαδικασίες αυτοοργάνωσης που συμβαίνουν σε συνθήκες μη ισορροπίας. Από την άλλη πλευρά, η πολυπλοκότητα των συστημάτων που σχηματίζονται εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Καθώς η απόσταση από τον Ήλιο αυξάνεται, η θερμοκρασία πέφτει, επομένως υπάρχει κάποια βέλτιστη απόσταση στην οποία είναι δυνατός ο σχηματισμός συστημάτων μέγιστης πολυπλοκότητας. Το επίπεδο αυτοοργάνωσης του συστήματος καθορίζεται από τον βαθμό απόκλισης από την κατάσταση ισορροπίας και το επίπεδο πολυπλοκότητας. Στο ηλιακό σύστημα, ο βέλτιστος συνδυασμός αυτών των παραμέτρων παρατηρείται σε αποστάσεις που αντιστοιχούν στην τροχιά της Γης. Έτσι, στο ηλιακό σύστημα, το υψηλότερο επίπεδο αυτοοργάνωσης μπορεί να επιτευχθεί στη Γη.

Οι κύριες πηγές ενέργειας στις δεξαμενές είναι η πίεση του οριακού νερού, το νερό του πυθμένα, το αέριο και το καπάκι αερίου. πίεση του διαλυμένου αερίου στο πετρέλαιο τη στιγμή της απελευθέρωσης αερίου από το διάλυμα. βαρύτητα; την ελαστικότητα της δεξαμενής και τον κορεσμό της με πετρέλαιο, νερό και αέριο. Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να εκδηλωθούν χωριστά ή μαζί.

Οι κύριες πηγές ενέργειας στις δεξαμενές είναι η πίεση του οριακού νερού, το νερό του πυθμένα, το αέριο καπάκι αερίου, η πίεση του διαλυμένου αερίου στο πετρέλαιο τη στιγμή της απελευθέρωσης του αερίου από το διάλυμα, η βαρύτητα, η ελαστικότητα της δεξαμενής και του πετρελαίου, νερό και αέριο που το διαποτίζουν. Αυτές οι δυνάμεις μπορούν να εκδηλωθούν χωριστά ή μαζί. Έτσι, οι ενεργειακοί πόροι ενός πετρελαιοφόρου σχηματισμού χαρακτηρίζονται από την πίεση που υπάρχει σε αυτόν. Όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ceteris paribus, τα ενεργειακά αποθέματα και τόσο πληρέστερα μπορεί να χρησιμοποιηθεί το κοίτασμα πετρελαίου.

Τα καύσιμα είναι η κύρια πηγή ενέργειας στη βιομηχανία, τη γεωργία και άλλους τομείς της εθνικής οικονομίας. Ανάλογα με τη φυσική κατάσταση, το καύσιμο χωρίζεται σε στερεό, υγρό και αέριο.

Οι κύριες πηγές ενέργειας για την ανθρωπότητα ήταν η μυϊκή δύναμη των ανθρώπων και των εργαζομένων ζώων, και το ξύλο και η κοπριά των ζώων χρησιμοποιήθηκαν για τη θέρμανση των σπιτιών και το μαγείρεμα των τροφίμων. Ωστόσο, το μερίδιο του ξύλου και του κάρβουνου ήταν μεγάλο και η μυϊκή δύναμη του ανθρώπου και των ζώων εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται.

Οι πηγές ενέργειας που καταναλώνονται σήμερα δεν είναι σε καμία περίπτωση ανεξάντλητες. Από αυτή την άποψη, αξίζει να σκεφτούμε σοβαρά πού θα πάρουμε ενέργεια από αύριο - σε 50 ή 100 χρόνια. Η ενέργεια είναι θέρμανση, φωτισμός, μεταφορά. Πρόκειται για βιομηχανικά και αγροτικά προϊόντα. Ο πληθυσμός του πλανήτη αυξάνεται. Εκατοντάδες εκατομμύρια άνθρωποι που σήμερα υποφέρουν από την πείνα και θέλουν -και έχουν κάθε δικαίωμα να το κάνουν- να ξεφύγουν από αυτή την κατάσταση. Ωστόσο, όλα αυτά απαιτούν όχι μόνο χρόνο, προσπάθεια, χρήματα, αλλά και επαρκή ποσότητα ενέργειας.

Η Στατιστική Επιθεώρηση των Ηνωμένων Εθνών δημοσίευσε εκτιμήσεις για τους ενεργειακούς πόρους στον κόσμο. Αποδείχθηκε ότι με την υπάρχουσα αύξηση της ζήτησης ενέργειας, θα υπάρχουν αρκετά αποθέματα ορυκτών, περίπου:
- άνθρακας έως 2500
- λάδι μέχρι το 2100
- φυσικό αέριο έως το 2035.
Ωστόσο, τα στατιστικά στοιχεία δεν λένε όλη την ιστορία για τους πόρους πρώτων υλών. Για παράδειγμα, η εξόρυξη, αποθήκευση και μεταφορά πετρελαίου είναι ευκολότερη από την εξόρυξη και τη μεταφορά άνθρακα. Επιπλέον, υπάρχουν διαφορετικές ποιότητες λαδιού. Το λάδι από ορισμένα κοιτάσματα δεν περιέχει επιβλαβείς ακαθαρσίες που πρέπει να αφαιρεθούν. Λάδι από άλλους - απαιτεί δαπανηρή διύλιση. Είναι πιο εύκολο να εξορύξουμε πετρέλαιο από πηγάδια στην ηπειρωτική χώρα, είναι πιο δύσκολο και ακριβό να το εξορύξουμε από τον βυθό. Όμως στη θάλασσα, σε σχετικά ρηχές παράκτιες περιοχές, έχουν ανακαλυφθεί πολλά πλούσια κοιτάσματα.
Υπάρχουν δύο άλλοι τύποι ενέργειας - η πυρηνική και η υδροηλεκτρική. Η χρήση αυτών των τύπων ενέργειας για την επίλυση δύσκολων προβλημάτων κάλυψης της ενεργειακής ζήτησης συνδέεται με το επίπεδο ανάπτυξης της επιστήμης και της τεχνολογίας. Οι υδροηλεκτρικοί πόροι είναι πρακτικά ανεξάντλητοι, ωστόσο, η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να προσφέρει το νερό περιορίζεται από τεχνικά εμπόδια. Εάν ήταν δυνατή η χρήση θαλάσσιων ρευμάτων για ενεργειακούς σκοπούς, τότε το μερίδιο της υδροηλεκτρικής ενέργειας στην κάλυψη της ενεργειακής ζήτησης θα ήταν πολύ μεγαλύτερο.
Το ίδιο ισχύει και με την πυρηνική ενέργεια. Οι πυρηνικοί σταθμοί του προηγούμενου σχεδιασμού, στους οποίους η πηγή ενέργειας είναι η ραδιενεργή διάσπαση του ουρανίου, δεν θα λύσουν το πρόβλημα, έστω και μόνο επειδή τα εξερευνημένα κοιτάσματα ουρανίου θα διαρκέσουν μόνο μέχρι τα μέσα αυτού του αιώνα. Ένα ακόμη σημαντικότερο πρόβλημα στην πυρηνική ενέργεια είναι η διασφάλιση της ασφάλειάς της για τους ανθρώπους και το περιβάλλον. Δυστυχώς, η διεθνής κοινότητα δεν έχει ακόμη αναπτύξει μια ενιαία στρατηγική κατεύθυνση στην ανάπτυξη αυτής της σημαντικής βιομηχανίας.
Υπάρχουν πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται από την ανθρωπότητα μόνο σε μικρό βαθμό. Αυτό ισχύει κυρίως για την ηλιακή ενέργεια.
Από τον ήλιο, η Γη δέχεται μια κολοσσιαία ποσότητα από αυτόν, περίπου 170.000 φορές τη ζήτηση μας. Ένα τετραγωνικό μέτρο της Γης που φωτίζεται από τον ήλιο λαμβάνει περίπου ένα κιλοβάτ ενέργειας. Εάν καλύψετε αρκετές εκατοντάδες τετραγωνικά χιλιόμετρα της ερήμου με επαρκώς παραγωγικούς μετατροπείς ηλιακής ενέργειας, τότε θα ήταν αρκετό για να καλύψετε πλήρως τη ζήτηση μιας μεγάλης και πολύ ανεπτυγμένης χώρας.
Υπάρχουν δύο ακόμη άλυτα ζητήματα που εμποδίζουν τη χρήση της ηλιακής ενέργειας. Πρώτα απ 'όλα, αυτή η ενέργεια δεν ρέει συνεχώς. Το δεύτερο πρόβλημα είναι η διασπορά της ηλιακής ενέργειας. Και παρόλο που είναι πολύ μεγάλη, η ποσότητα ενέργειας που μπορεί να ληφθεί σε μεμονωμένα μέρη αποδεικνύεται πολύ μικρή, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως. Έτσι, είναι απαραίτητο να συλλέξουμε με κάποιο τρόπο αυτή την ενέργεια και να την κάνουμε κατάλληλη για πιο εντατική χρήση.
Σε χώρες όπου υπάρχουν περιοχές με μεγάλο αριθμό ηλιόλουστων ημερών κατά τη διάρκεια του έτους, κυρίως στις ΗΠΑ, την Αυστραλία, τη Γαλλία και την Ιαπωνία, τα ηλιακά συστήματα θέρμανσης νερού χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό για τις συνήθεις οικιακές ανάγκες. Οι μαύρες, ειδικές πλάκες ζεστού νερού τους φαίνονται στις στέγες των σπιτιών.
Ομοίως, η ηλιακή ενέργεια χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία κλιματιζόμενων μονάδων, που είναι δύσκολο να γίνουν χωρίς στις θερμές χώρες. Τέτοιες συσκευές, που τροφοδοτούνται από ηλιακή ενέργεια, λειτουργούν με μεγάλη επιτυχία. Όσο πιο ζεστό είναι έξω, τόσο καλύτερα δροσίζουν το δωμάτιο. Οι ηλιακές κουζίνες, οι συσκευές αφαλάτωσης θαλασσινού νερού και άλλες συσκευές που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια δεν είναι πλέον φαντασίωση, αλλά δεν έχουν ακόμη παραχθεί μαζικά.
Η πιο πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση είναι η άμεση μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε συμβατική, ηλεκτρική ενέργεια. Για αυτό χρησιμοποιούνται ηλιακά κύτταρα. Το κύριο πλεονέκτημά τους είναι η απουσία κινούμενων μερών και μηχανισμών στο σχεδιασμό, τίποτα δεν ρέει σε αυτά, δεν καίγεται και πρακτικά δεν φθείρεται. Θα ήταν ένας ιδανικός τρόπος για να αποκτήσετε δωρεάν (άλλωστε ο ήλιος δεν χρεώνει λογαριασμούς ρεύματος) ενέργεια στην πιο βολική μορφή, αν ...
Αν, πρώτον, οι ηλιακές κυψέλες ήταν φθηνότερες από τώρα, και δεύτερον, αν ήταν δυνατόν να «πιάσουν» τις ακτίνες του ήλιου όλο το εικοσιτετράωρο. Μόνο σε αυτή την περίπτωση, τεράστιες «φυτείες ηλιακών κυψελών» θα έδιναν ρεύμα τόσο τις συννεφιασμένες μέρες όσο και τη νύχτα.
Η λύση όλων αυτών των προβλημάτων είναι φυσικά πολύ δύσκολη, αλλά εφικτή. Χάρη στην πρόοδο της τεχνολογίας και τις βελτιώσεις στη βιομηχανική παραγωγή, τα ηλιακά κύτταρα μπορεί να γίνουν φθηνότερα και οι τεράστιες «φυτείες» τους να μην χρειάζεται να εγκατασταθούν στο έδαφος. Τα έργα που προτάθηκαν από ορισμένους επιστήμονες και μηχανικούς, ειδικούς σε αυτά τα θέματα, αν και θυμίζουν ιστορίες επιστημονικής φαντασίας, αλλά είναι πολύ πιθανό να υλοποιηθούν πολύ νωρίτερα από όσο νομίζουμε.
Σύμφωνα με ένα από αυτά τα έργα, το «πεδίο των ηλιακών κυττάρων» θα πρέπει να καλύπτει την επιφάνεια ενός δορυφόρου που βρίσκεται σε υψόμετρο περίπου 35 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια της Γης στο ισημερινό επίπεδο και να περιστρέφεται γύρω από τη Γη προς την κατεύθυνση της περιστροφής της. σε 24 ώρες. Δηλαδή, ένας τέτοιος δορυφόρος μας φαίνεται - βρίσκεται ακίνητος πάνω από τη Γη. Οι μετατροπείς που βρίσκονται στον δορυφόρο θα μπορούσαν να έχουν χωρητικότητα από 3.000 έως 20.000 μεγαβάτ. Η ηλεκτρική ενέργεια θα μπορούσε να σταλεί στη Γη χρησιμοποιώντας μια δέσμη δεσμών πολύ υψηλής συχνότητας. Η μετατροπή αυτής της ενέργειας σε βιομηχανικό ηλεκτρικό ρεύμα και η αποστολή της είναι ήδη πολύ λιγότερο περίπλοκο θέμα.
Σύμφωνα με ένα άλλο έργο, που παρουσίασε ο πάλαι ποτέ νομπελίστας, Σοβιετικός ακαδημαϊκός, επιστήμονας N.N. Semenov, τέτοια τεράστια πεδία ηλιακών μπαταριών μπορούν να τοποθετηθούν στη Σελήνη και η ενέργεια που προκύπτει μπορεί να σταλεί στη Γη χρησιμοποιώντας μια δέσμη λέιζερ.
Μια άλλη ομάδα Ρώσων μηχανικών πρότεινε αιολικά πάρκα που βρίσκονται δέκα χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης, χρησιμοποιώντας τα ρεύματα αέρα σταθερών ταχυτήτων που υπάρχουν σε αυτό το ύψος. Αυτά τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας προτάθηκε να ανυψωθούν στον αέρα χρησιμοποιώντας μπαλόνια στερεωμένα στο έδαφος με ισχυρά και εύκαμπτα καλώδια από συνθετικές ίνες.
Με την πρώτη ματιά, όλα αυτά τα έργα μπορεί να φαίνονται απολύτως απίστευτα. Αλλά τελικά, η ιστορία της τεχνολογίας είναι πλούσια σε διάφορες εφευρέσεις, οι οποίες στην αρχή φαινόταν εντελώς απίστευτες, στη συνέχεια δύσκολες στην εφαρμογή, στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν μόνο σε περιορισμένη κλίμακα και, τελικά, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως και έγιναν αρκετά εμφανείς σε όλους.
Εάν οι κάτοικοι της Ισλανδίας, σε σχετικά περιορισμένη κλίμακα, χρησιμοποιούν ζεστό νερό από θερμοπίδακες για να θερμάνουν τα διαμερίσματά τους, τότε γιατί να μην σκεφτείτε να χρησιμοποιήσετε τεράστιες πισίνες υπόγειου ζεστού νερού για ενεργειακές ανάγκες, αρκετές δεκάδες από τις οποίες είναι διαθέσιμες στα εδάφη της Άπω Ανατολής. Ρωσία.
Είναι πραγματικά τέτοια τρέλα, που εκφράστηκε πριν από αρκετά χρόνια, η ιδέα της άντλησης νερού στη γη σε επαρκές βάθος προκειμένου να χρησιμοποιηθεί η θερμοκρασία μέσα στη γη για να δημιουργηθεί κάτι σαν τεχνητούς θερμοπίδακες;
Μπορεί να υποτεθεί με μεγάλη αισιοδοξία ότι η ανθρωπότητα θα αντιμετωπίσει τις ενεργειακές δυσκολίες. Αν όχι σε ένα χρόνο, τότε σε 10 ή περισσότερα χρόνια, ίσως, θα κατακτηθούν πηγές ενέργειας που τώρα φαίνονται απρόσιτες ή πολύ δύσκολες στη χρήση. Αυτή η αισιοδοξία βασίζεται στο γεγονός ότι ο πολιτισμός μας απλά δεν έχει άλλη επιλογή. Το πρόβλημα του ενεργειακού εφοδιασμού - η ανθρωπότητα θα πρέπει ακόμα να λύσει.
Πρέπει να θυμόμαστε ότι η ενέργεια είναι το ψωμί του πολιτισμού. Και, όπως κάθε ψωμί, πρέπει όχι μόνο να προστατεύεται και να εκτιμάται, αλλά και να πολλαπλασιάζεται.