Διατροφή και δίαιτες 

Κεραυνοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής. Μια συσκευή για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας από κεραυνούς. Ευρεσιτεχνία ευρεσιτεχνίας της Ρωσικής Ομοσπονδίας ru2332816

Ενέργεια κεραυνούείναι ένας τύπος εναλλακτικής ενέργειας που υποτίθεται ότι «πιάνει» την ενέργεια του κεραυνού και την κατευθύνει στο ηλεκτρικό δίκτυο. Μια τέτοια πηγή είναι ένας ατελείωτος πόρος που συνεχώς αποκαθίσταται. Ο κεραυνός είναι μια πολύπλοκη ηλεκτρική διαδικασία, η οποία χωρίζεται σε διάφορους τύπους: αρνητικό και θετικό. Ο πρώτος τύπος κεραυνού συσσωρεύεται στο κάτω μέρος του σύννεφου, ο άλλος, αντίθετα, συγκεντρώνεται στο πάνω μέρος. Για να «πιάσετε» και να διατηρήσετε την ενέργεια του κεραυνού, πρέπει να χρησιμοποιήσετε ισχυρούς και ακριβούς πυκνωτές, καθώς και μια ποικιλία συστημάτων ταλάντωσης που έχουν κυκλώματα δεύτερου και τρίτου είδους. Αυτό είναι απαραίτητο για τον συντονισμό και την ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου με την εξωτερική αντίσταση της γεννήτριας εργασίας.

Προς το παρόν, η ενέργεια των κεραυνών είναι ένα ημιτελές και όχι πλήρως διαμορφωμένο έργο, αν και είναι αρκετά υποσχόμενο. Ένα ελκυστικό χαρακτηριστικό είναι η δυνατότητα συνεχούς επαναφοράς πόρων. Αυτό που είναι πολύ σημαντικό είναι πόση ισχύς προέρχεται από μία εκφόρτιση, η οποία συμβάλλει στην παραγωγή επαρκούς ποσότητας ενέργειας (περίπου 5 δισεκατομμύρια J καθαρής ενέργειας, που ισούται με 145 λίτρα βενζίνης).

Η διαδικασία δημιουργίας αστραπιαίας εκκένωσης

Η διαδικασία δημιουργίας μιας αστραπιαίας εκκένωσης είναι πολύ περίπλοκη και τεχνική. Πρώτον, μια κύρια εκκένωση, που σχηματίζεται από χιονοστιβάδες ηλεκτρονίων, στέλνεται από το σύννεφο στο έδαφος. Αυτές οι χιονοστιβάδες συνδυάζονται σε εκκενώσεις που ονομάζονται "streamers". Η εκκένωση οδηγού δημιουργεί ένα θερμό ιονισμένο κανάλι μέσω του οποίου η κύρια εκκένωση κεραυνού κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση, η οποία ξεσπά από την επιφάνεια του πλανήτη μας με την ώθηση ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου. Τέτοιοι χειρισμοί συστήματος μπορούν να επαναληφθούν πολλές φορές στη σειρά, αν και μπορεί να μας φαίνεται ότι έχουν περάσει μόνο λίγα δευτερόλεπτα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η διαδικασία της «σύλληψης» του κεραυνού, της μετατροπής της ενέργειάς του σε ρεύμα και της επακόλουθης αποθήκευσης είναι τόσο περίπλοκη.

Θέματα

Υπάρχουν οι ακόλουθες πτυχές και μειονεκτήματα της κεραυνικής ενέργειας:

  • Αναξιοπιστία της πηγής ενέργειας.Λόγω του γεγονότος ότι είναι αδύνατο να προβλεφθεί εκ των προτέρων πού και πότε θα εμφανιστεί κεραυνός, μπορεί να προκύψουν προβλήματα με τη δημιουργία και τη λήψη ενέργειας. Η μεταβλητότητα ενός τέτοιου φαινομένου επηρεάζει σημαντικά τη σημασία της όλης ιδέας.
  • Χαμηλή διάρκεια εκκένωσης.Μια αστραπιαία εκκένωση εμφανίζεται και δρα μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα, επομένως είναι πολύ σημαντικό να αντιδράσετε γρήγορα και να την «πιάσετε».
  • Η ανάγκη χρήσης πυκνωτών και ταλαντευόμενων συστημάτων.Χωρίς τη χρήση αυτών των συσκευών και συστημάτων, είναι αδύνατη η πλήρης λήψη και μετατροπή της ενέργειας της καταιγίδας.
  • Παράπλευρα προβλήματα με τις χρεώσεις «πιάσιμο».Λόγω της χαμηλής πυκνότητας των φορτισμένων ιόντων, δημιουργείται υψηλή αντίσταση αέρα. Μπορείτε να «πιάσετε» τον κεραυνό χρησιμοποιώντας ένα ιονισμένο ηλεκτρόδιο, το οποίο πρέπει να ανυψωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο πάνω από την επιφάνεια της γης (μπορεί να «πιάσει» ενέργεια αποκλειστικά με τη μορφή μικρορευμάτων). Εάν σηκώσετε το ηλεκτρόδιο πολύ κοντά σε ηλεκτρισμένα σύννεφα, αυτό θα πυροδοτήσει τη δημιουργία κεραυνών. Μια τέτοια βραχυπρόθεσμη αλλά ισχυρή φόρτιση μπορεί να οδηγήσει σε πολυάριθμες βλάβες του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών.
  • Ακριβό κόστος ολόκληρου του συστήματος και του εξοπλισμού.Η ενέργεια της καταιγίδας, λόγω της ειδικής δομής και της σταθερής μεταβλητότητάς της, συνεπάγεται τη χρήση ποικίλου εξοπλισμού, ο οποίος είναι πολύ ακριβός.
  • Τρέχουσα μετατροπή και διανομή.Λόγω της μεταβλητότητας της ισχύος φόρτισης, μπορεί να προκύψουν προβλήματα με την κατανομή τους. Η μέση ισχύς κεραυνού κυμαίνεται από 5 έως 20 kA, ωστόσο, υπάρχουν αναλαμπές με ένταση ρεύματος έως και 200 ​​kA. Οποιαδήποτε φόρτιση πρέπει να κατανέμεται σε χαμηλότερη ισχύ στα 220 V ή 50-60 Hz AC.

Πειράματα με την εγκατάσταση σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών

Στις 11 Οκτωβρίου 2006, ανακοινώθηκε ο επιτυχημένος σχεδιασμός ενός πρωτότυπου μοντέλου ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών, το οποίο είναι ικανό να «πιάσει» κεραυνούς και να τον μετατρέψει σε καθαρή ενέργεια. Η Alternative Energy Holdings θα μπορούσε να καυχηθεί για τέτοια επιτεύγματα. Ο καινοτόμος κατασκευαστής σημείωσε ότι μια τέτοια εγκατάσταση θα μπορούσε να λύσει αρκετά περιβαλλοντικά προβλήματα, καθώς και να μειώσει σημαντικά το κόστος παραγωγής ενέργειας. Η εταιρεία διαβεβαιώνει ότι ένα τέτοιο σύστημα θα πληρώσει για τον εαυτό του σε 4-7 χρόνια και ότι οι «φάρμες αστραπής» θα μπορούν να παράγουν και να πωλούν ηλεκτρική ενέργεια, η οποία διαφέρει από το κόστος των παραδοσιακών πηγών ενέργειας (0,005$ ανά kW/έτος).

Το 2013, υπάλληλοι του Πανεπιστημίου Saungthampt προσομοίωσαν ένα τεχνητό φορτίο κεραυνού σε εργαστηριακές συνθήκες, το οποίο στις ιδιότητές του είναι πανομοιότυπο με τον φυσικό κεραυνό. Χρησιμοποιώντας απλό εξοπλισμό, οι επιστήμονες μπόρεσαν να «πιάσουν» τη φόρτιση και να τη χρησιμοποιήσουν για να φορτίσουν την μπαταρία ενός κινητού τηλεφώνου.

Μελέτες αστραπιαίας δραστηριότητας, χάρτες κεραυνών συχνοτήτων

Οι ειδικοί της NASA που εργάζονται με τον δορυφόρο Tropical Storm Measuring Mission διεξήγαγαν μελέτες της δραστηριότητας των καταιγίδων σε διάφορα μέρη του πλανήτη μας το 2006. Αργότερα αναφέρθηκαν στοιχεία για τη συχνότητα προέλευσης των κεραυνών και τη δημιουργία αντίστοιχου χάρτη. Τέτοιες μελέτες έχουν αναφέρει ότι υπάρχουν ορισμένες περιοχές που αντιμετωπίζουν έως και 70 κεραυνούς (ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο έκτασης) κατά τη διάρκεια του έτους.

Η καταιγίδα είναι μια πολύπλοκη ηλεκτροστατική ατμοσφαιρική διαδικασία που συνοδεύεται από κεραυνούς και βροντές. Η ενέργεια της καταιγίδας είναι μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική ενέργεια που μπορεί να βοηθήσει την ανθρωπότητα να απαλλαγεί από την ενεργειακή κρίση και να της παρέχει συνεχώς ανανεώσιμους πόρους. Παρά όλα τα πλεονεκτήματα αυτού του τύπου ενέργειας, υπάρχουν πολλές πτυχές και παράγοντες που δεν επιτρέπουν την ενεργό παραγωγή, χρήση και διατήρηση ηλεκτρικής ενέργειας αυτής της προέλευσης.

Τώρα επιστήμονες σε όλο τον κόσμο μελετούν αυτή την περίπλοκη διαδικασία και αναπτύσσουν σχέδια και έργα για την εξάλειψη των σχετικών προβλημάτων. Ίσως, με τον καιρό, η ανθρωπότητα θα μπορέσει να δαμάσει την «επίμονη» ενέργεια του κεραυνού και να την ανακυκλώσει στο εγγύς μέλλον.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στο http://www.allbest.ru

Δημοσιεύτηκεστο http://www.allbest.ru

Εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Αστραπή ηλεκτροπαραγωγής

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.2 Προβλήματα ενεργειακής ανάπτυξης

2.1 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

3. Η/Ζ ΜΕ ΚΕΡΑΥΝΗ

3.1 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Lightning

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Πολλά χρόνια έρευνας έχουν δείξει ότι τα αποθέματα πολλών τύπων οργανικών πηγών ενέργειας δεν είναι ατελείωτα. Εξαντλούνται κάθε χρόνο σε μεγάλες ποσότητες ανάλογα με την κατανάλωσή τους. Αυτά τα ευρήματα έχουν οδηγήσει σε πολλά ερωτήματα στην αναζήτηση νέων πηγών ενέργειας. Εν τω μεταξύ, όλες οι πηγές ενέργειας χωρίστηκαν σε δύο κύριες κατηγορίες. Όλα τα υπάρχοντα αποθέματα καυσίμων για την παραγωγή ενέργειας χωρίζονται σε δύο βασικούς τύπους:

Ανανεώσιμος;

Μη ανανεώσιμο.

Από αυτή την άποψη, η αναζήτηση νέων κοιτασμάτων και νέων τύπων καυσίμων διαδραματίζει σήμερα πρωταγωνιστικό ρόλο στην παροχή ενέργειας σε ολόκληρο τον κόσμο και σε μεμονωμένες ζωτικές εγκαταστάσεις. Ωστόσο, τα νέα κοιτάσματα εξαντλούνται και οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, αξιοποιούνται μόνο υπό ευνοϊκές συνθήκες και απαιτούν σημαντικό κόστος σε εξοπλισμό και λειτουργία. Αυτό οφείλεται στην υψηλότερη αστάθειά τους και στις αλλαγές στους δείκτες απόδοσης κατά τη λειτουργία.

Το τεράστιο πλεονέκτημα της εναλλακτικής ενέργειας είναι η «καθαρότητα» της ενέργειας που λαμβάνεται και παράγεται. Εξάλλου, εξάγεται από φυσικές πηγές: κύματα, παλίρροιες, το πάχος της Γης. Όλα τα φυσικά φαινόμενα και διεργασίες είναι κορεσμένα με ενέργεια. Το καθήκον της ανθρωπότητας είναι να το αφαιρέσει και να το μετατρέψει σε ηλεκτρική ενέργεια. Το ερώτημα για το τι θα συμβεί στη Γη όταν οι αντλίες ενέργειας σε τεραβάτ δεν ενοχλεί ακόμα το μυαλό. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι το έργο είναι ξεκάθαρο. Απομένει να αναπτυχθούν αυτές οι βιομηχανίες.

1. ΚΛΑΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Η εξόρυξη των πόρων της Γης πλησιάζει στο τέλος της. Εξάλλου, σχεδόν όλες οι πηγές οργανικών καυσίμων αναπαράγονται πολύ αργά ή καθόλου. Ταυτόχρονα, η ανθρωπότητα έχει συνηθίσει να παίρνει μόνο, αλλά όχι να αναπληρώνει τους πόρους που δαπανήθηκαν. Επομένως, το θέμα της ενεργειακής εξάντλησης της Γης δεν έχει ανησυχήσει ιδιαίτερα τον κόσμο, εκτός από το κοινό και διάφορες πράσινες οργανώσεις, που κουνάνε τα δάχτυλά τους μόνο αν πετάξουν ένα χαρτί στο δρόμο ή δεν σβήσουν φωτιά. Ως εκ τούτου, μέχρι σήμερα, οι ενεργειακές εταιρείες λύνουν το πρόβλημα μόνο αναζητώντας νέα κοιτάσματα. Ωστόσο, όπως γνωρίζουμε, τα κοιτάσματα που αναπτύχθηκαν πρόσφατα δεν αλλάζουν τίποτα, ή μάλλον επιδεινώνουν ακόμη περισσότερο την περιβαλλοντική κατάσταση.

Μπορούμε να πούμε ότι η αναζήτηση νέων πηγών προχωρά με μετρημένο ρυθμό: καλλιεργούνται ενεργειακά στοιχεία, εξορύσσονται νέοι πόροι για την παραγωγή ενέργειας. Εξάλλου, θα διαρκέσουν επίσης σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα.

Η ενέργεια έρχεται πρώτη στη χρήση και τη μετατροπή της ενέργειας. Το οικονομικό δυναμικό των κρατών και η ευημερία των ανθρώπων εξαρτώνται αποφασιστικά από αυτό. Έχει επίσης τον ισχυρότερο αντίκτυπο στο περιβάλλον, την εξάντληση των πόρων του πλανήτη και την οικονομία των κρατών. Είναι προφανές ότι ο ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας δεν θα σταματήσει στο μέλλον και μάλιστα θα αυξηθεί. Ως αποτέλεσμα, προκύπτουν τα ακόλουθα ερωτήματα:

Τι αντίκτυπο έχουν οι κύριοι τύποι σύγχρονης (θερμικής, υδάτινης, πυρηνικής) ενέργειας στη βιόσφαιρα και στα επιμέρους στοιχεία της και πώς θα αλλάξει η αναλογία αυτών των τύπων στο ενεργειακό ισοζύγιο βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα;

Είναι δυνατόν να μειωθούν οι αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον των σύγχρονων (παραδοσιακών) μεθόδων απόκτησης και χρήσης ενέργειας;

Ποιες είναι οι δυνατότητες παραγωγής ενέργειας με χρήση εναλλακτικών (μη παραδοσιακών) πόρων, όπως ηλιακή ενέργεια, αιολική ενέργεια, ιαματικά νερά και άλλες πηγές ανεξάντλητες και φιλικές προς το περιβάλλον.

Αυτό το σύνολο ερωτήσεων καλύπτει όλους τους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας. Μπορούμε να πούμε ότι επί του παρόντος έχει τεθεί το καθήκον του οικονομικού και περιβαλλοντικού ζητήματος. Ώρα για δράση.

1.1 Τύποι κλασσικών πηγών ενέργειας

Όλοι οι υπάρχοντες τύποι ενεργειακών καυσίμων στη φύση χωρίζονται σε στερεά, υγρά και αέρια. Στις συσκευές θέρμανσης, η θερμική επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιείται επίσης για τη θέρμανση του ψυκτικού. Ορισμένες ομάδες καυσίμων χωρίζονται με τη σειρά τους σε δύο υποομάδες, εκ των οποίων η μία υποομάδα είναι το καύσιμο όπως εξάγεται, και αυτό το καύσιμο ονομάζεται φυσικό. η δεύτερη υποομάδα είναι τα καύσιμα που λαμβάνονται με επεξεργασία ή εμπλουτισμό φυσικών καυσίμων. λέγεται τεχνητό καύσιμο.

Τα στερεά καύσιμα περιλαμβάνουν:

α) φυσικό στερεό καύσιμο - καυσόξυλα, άνθρακας, ανθρακίτης, τύρφη.

β) τεχνητό στερεό καύσιμο - κάρβουνο, οπτάνθρακας και κονιοποιημένο καύσιμο, το οποίο λαμβάνεται με άλεση άνθρακα.

Τα υγρά καύσιμα περιλαμβάνουν:

α) φυσικό υγρό καύσιμο - λάδι.

β) τεχνητό υγρό καύσιμο - βενζίνη, κηροζίνη, καύσιμο ντίζελ (καύσιμο ντίζελ), μαζούτ, πίσσα.

Τα αέρια καύσιμα περιλαμβάνουν:

α) φυσικό αέριο καύσιμο - φυσικό αέριο.

β) τεχνητό αέριο καύσιμο - αέριο γεννήτριας που λαμβάνεται από την αεριοποίηση διαφόρων τύπων στερεών καυσίμων (τύρφη, καυσόξυλα, άνθρακας κ.λπ.), οπτάνθρακας, υψικαμίνου, φωτισμού, συναφών και άλλων αερίων.

Όλοι οι τύποι οργανικών φυσικών καυσίμων αποτελούνται από τα ίδια χημικά στοιχεία. Η διαφορά μεταξύ των τύπων καυσίμου είναι ότι αυτά τα χημικά στοιχεία περιέχονται στο καύσιμο σε διαφορετικές ποσότητες.

Τα στοιχεία που συνθέτουν το καύσιμο χωρίζονται σε δύο ομάδες.

Ομάδα 1: αυτά είναι τα στοιχεία που καίγονται ή υποστηρίζουν την καύση. Τέτοια στοιχεία καυσίμου περιλαμβάνουν άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο.

Ομάδα 2: αυτά είναι εκείνα τα στοιχεία που δεν καίγονται και δεν συμβάλλουν στην καύση, αλλά αποτελούν μέρος του καυσίμου. αυτά περιλαμβάνουν άζωτο και νερό.

Το θείο κατέχει μια ιδιαίτερη θέση μεταξύ αυτών των στοιχείων. Το θείο είναι μια εύφλεκτη ουσία και, όταν καίγεται, απελευθερώνει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας, αλλά η παρουσία του στο καύσιμο είναι ανεπιθύμητη, καθώς όταν καίγεται θείο, απελευθερώνεται διοξείδιο του θείου, το οποίο περνά στο θερμαινόμενο μέταλλο και επιδεινώνει τις μηχανικές του ιδιότητες.

Η ποσότητα της θερμικής ενέργειας που απελευθερώνει ένα καύσιμο όταν καίγεται μετριέται σε θερμίδες. Κάθε καύσιμο παράγει διαφορετική ποσότητα θερμότητας όταν καίγεται. Η ποσότητα θερμότητας (θερμίδες) που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση 1 kg στερεού ή υγρού καυσίμου ή κατά την καύση 1 m3 αερίου καυσίμου ονομάζεται θερμογόνος δύναμη του καυσίμου ή θερμογόνος δύναμη του καυσίμου. Η θερμογόνος δύναμη των διαφόρων τύπων καυσίμων έχει μεγάλα όρια. Για παράδειγμα, για το μαζούτ η θερμογόνος δύναμη είναι περίπου 10.000 kcal/kg, για τον άνθρακα 3.000 - 7.000 kcal/kg. Όσο υψηλότερη είναι η θερμογόνος δύναμη του καυσίμου, τόσο πιο πολύτιμο είναι το καύσιμο, αφού λιγότερο από αυτό θα απαιτηθεί για την παραγωγή της ίδιας ποσότητας θερμότητας. Για τη σύγκριση της θερμικής αξίας του καυσίμου ή για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ενός συγκεκριμένου καυσίμου, χρησιμοποιείται μια κοινή μονάδα μέτρησης ή πρότυπο καυσίμου. Το καύσιμο που χρησιμοποιείται ως τέτοια μονάδα είναι ο άνθρακας της Μόσχας, ο οποίος έχει θερμογόνο δύναμη 7000 kcal/kg. Αυτή η μονάδα ονομάζεται τυπικό καύσιμο. Για να κάνετε υπολογισμούς και να συγκρίνετε την κατανάλωση καυσίμου διαφορετικών θερμιδικών αξιών, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε τη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου. Για παράδειγμα, κατά το σχεδιασμό, όταν είναι απαραίτητο να συγκριθεί η κατανάλωση άνθρακα με την κατανάλωση μαζούτ και τη σκοπιμότητα κατασκευής λεβητοστάσιου άνθρακα ή μαζούτ, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ένας διορθωτικός συντελεστής για τη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου.

Η τεράστια ποικιλία πόρων στον πλανήτη είναι προφανής, αλλά η εικόνα του κόσμου δεν αλλάζει πολύ.

1.3 Προβλήματα ενεργειακής ανάπτυξης

Η ανάπτυξη της βιομηχανικής κοινωνίας βασίζεται στο συνεχώς αυξανόμενο επίπεδο παραγωγής και κατανάλωσης διαφόρων τύπων ενέργειας.

Όπως είναι γνωστό, η βάση για την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας είναι, όπως προαναφέρθηκε, η διαδικασία καύσης ορυκτών ενεργειακών πόρων - άνθρακα, πετρελαίου ή φυσικού αερίου, και στην πυρηνική ενέργεια - η σχάση των πυρήνων των ατόμων ουρανίου και πλουτωνίου κατά τη διάρκεια την απορρόφηση των νετρονίων.

Η εξόρυξη, η επεξεργασία και η κατανάλωση ενεργειακών πόρων, μετάλλων, νερού και αέρα αυξάνονται με τις μεγάλες απαιτήσεις της ανθρωπότητας, ενώ τα αποθέματά τους μειώνονται ραγδαία. Το πρόβλημα των μη ανανεώσιμων οργανικών πόρων του πλανήτη είναι ιδιαίτερα οξύ.

Δεν είναι δύσκολο να μαντέψει κανείς ότι οι οργανικοί ορυκτές πηγές, ακόμη και με πιθανή επιβράδυνση της αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας, θα καταναλωθούν σε μεγάλο βαθμό στο πολύ εγγύς μέλλον.

Ας σημειώσουμε επίσης ότι κατά την καύση ορυκτών άνθρακα και πετρελαίου, που έχουν περιεκτικότητα σε θείο περίπου 2,5%, παράγονται έως και 400 εκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του θείου και οξειδίων του αζώτου ετησίως, που ανέρχονται σε 70 κιλά επιβλαβών ουσιών για κάθε κάτοικο του Γη ανά έτος.

Έτσι, ακόμη και η μείωση της κατανάλωσης και η εξοικονόμηση ορυκτών πόρων δεν θα μπορέσουν να βοηθήσουν στην αποφυγή μιας ενεργειακής καταστροφής. Εάν ο πλανήτης δεν καταστεί μη κατοικήσιμος στο εγγύς μέλλον, τότε η κρίσιμη ανάγκη για ενεργειακούς πόρους θα καλυφθεί.

Η λύση παραμένει στην αναζήτηση και υλοποίηση ατελείωτων ή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η καταπολέμηση των αποβλήτων και των εκπομπών τόνων επιβλαβών και θανατηφόρων ουσιών και βαρέων μετάλλων στην ατμόσφαιρα έχει μεγάλη σημασία.

Όπως είναι ήδη γνωστό, η καύση ορυκτών καυσίμων είναι επιβλαβής για το περιβάλλον. Επί του παρόντος, αναπτύσσονται συστήματα και συσκευές για τον καθαρισμό των εκπομπών προϊόντων καύσης στην ατμόσφαιρα. Μεταξύ των συσκευών είναι οι εξής:

Φίλτρα στα ακροφύσια Venturi.

Μεταλλικά φίλτρα λαβύρινθου;

Ογκομετρικά φίλτρα συνθετικών ινών κατασκευασμένα από μη υφαντά υλικά.

Οι υπάρχουσες μέθοδοι καθαρισμού περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Μέθοδος προσρόφησης.

Μέθοδος θερμικής μετάκαυσης.

Θερμοκαταλυτική μέθοδος.

Φυσικά, τέτοια κεφάλαια είναι ακριβά. Επιπλέον, η συντήρηση του συστήματος απαιτεί υψηλά καταρτισμένο προσωπικό.

2. ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας (AES) αποτελούν σήμερα τη σημαντικότερη λύση σε σχέση με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα. Η εναλλακτική ενέργεια βασίζεται στον μετασχηματισμό των αρχικά φιλικών προς το περιβάλλον συστατικών, τα οποία με τη σειρά τους μειώνουν δραματικά τη βλάβη της παραγωγής ενέργειας. Αυτά περιλαμβάνουν ενέργεια:

Άμπωτες και ροές?

Θαλάσσια κύματα;

Εσωτερική θερμότητα του πλανήτη κ.λπ.

Οι κύριοι λόγοι που υποδεικνύουν τη σημασία της ταχείας μετάβασης σε εναλλακτικές πηγές ενέργειας:

Παγκόσμια-οικολογική: σήμερα το γεγονός των επιζήμιων επιπτώσεων των παραδοσιακών τεχνολογιών παραγωγής ενέργειας (συμπεριλαμβανομένων των πυρηνικών και θερμοπυρηνικών) στο περιβάλλον είναι γνωστό και αποδεδειγμένο· η χρήση τους οδηγεί αναπόφευκτα σε καταστροφικές κλιματικές αλλαγές ήδη από τις πρώτες δεκαετίες του 21ου αιώνα.

Οικονομικό: η μετάβαση σε εναλλακτικές τεχνολογίες στον ενεργειακό τομέα θα διατηρήσει τους πόρους καυσίμων της χώρας για επεξεργασία στη χημική και άλλες βιομηχανίες. Επιπλέον, το κόστος της ενέργειας που παράγεται από πολλές εναλλακτικές πηγές είναι ήδη χαμηλότερο από το κόστος της ενέργειας από παραδοσιακές πηγές και η περίοδος απόσβεσης για την κατασκευή εναλλακτικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι πολύ μικρότερη. Οι τιμές της εναλλακτικής ενέργειας μειώνονται, ενώ οι τιμές της παραδοσιακής ενέργειας αυξάνονται συνεχώς.

Κοινωνικά: το μέγεθος και η πυκνότητα του πληθυσμού αυξάνονται συνεχώς. Ταυτόχρονα, είναι δύσκολο να βρεθούν περιοχές για την κατασκευή πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και κρατικών περιφερειακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής όπου η παραγωγή ενέργειας θα ήταν κερδοφόρα και ασφαλής για το περιβάλλον. Τα γεγονότα της αύξησης του καρκίνου και άλλων σοβαρών ασθενειών στις περιοχές όπου βρίσκονται πυρηνικοί σταθμοί, μεγάλα κρατικά περιφερειακά εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής και επιχειρήσεις του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας είναι ευρέως γνωστά· η ζημιά που προκαλείται από γιγάντιους πεδινούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς είναι καλά γνωστό - όλο αυτό αυξάνει την κοινωνική ένταση.

Παρόλα αυτά, η μετάβαση στην AES γίνεται ομαλά. Πολλές πηγές ενέργειας εγκαθίστανται σε μια συγκεκριμένη περιοχή και η αποτελεσματικότητά τους εξαρτάται από ευνοϊκές συνθήκες, χρόνο και δεδομένα. Ένα νέο προϊόν κοστίζει πάντα πολύ περισσότερο από ένα καθιερωμένο προϊόν. Επομένως, η εγκατάσταση και η λειτουργία είναι αρκετά ακριβές. Ωστόσο, σε όλο τον κόσμο είναι ήδη αρκετά συνηθισμένο να βρίσκουμε ανεμογεννήτριες ή ηλιακούς συλλέκτες στην οροφή ενός κτιρίου κατοικιών, δηλαδή τα AES έχουν φτάσει σε μαζική εφαρμογή, πράγμα που σημαίνει ότι η κατασκευή σύντομα θα μειώσει σημαντικά τα τιμολόγια. Μην ξεχνάτε τις μεγάλες εταιρείες και τις μικρές εταιρείες που υπάρχουν εξορύσσοντας ορυκτά: πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακα και είναι απίθανο να σταματήσουν την εξόρυξή τους για να σώσουν την οικολογία του πλανήτη. Επομένως, για να καθησυχαστεί το κοινό, αγοράζονται διάφορα είδη συστημάτων καθαρισμού και φιλτραρίσματος για «βρώμικη» παραγωγή. Αλλά αυτά είναι μόνο, ως επί το πλείστον, μερικές εταιρείες και άρθρα σε εφημερίδες και στο Διαδίκτυο.

2.1 Ανάπτυξη εναλλακτικών πηγών ενέργειας

Το κύριο πλεονέκτημα του AES είναι η παραγωγή αβλαβούς ενέργειας. Αυτό σημαίνει ότι η μετάβαση στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μπορεί να αλλάξει την ενεργειακή και περιβαλλοντική κατάσταση στον κόσμο. Η ενέργεια που λαμβάνεται με τη βοήθεια ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι δωρεάν.

Τα πιο προφανή μειονεκτήματα της αργής υιοθέτησης αυτής της κατηγορίας παραγωγής ενέργειας είναι: η ανεπαρκής χρηματοδότηση και οι λειτουργικές διακοπές. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η εφαρμογή και η παραγωγή τους εξακολουθεί να είναι μια πολύ δαπανηρή διαδικασία. Το νέο και η έλλειψη ευαισθητοποίησης για πολλούς οργανισμούς είναι επίσης σημαντική. Πολλοί κατασκευαστές προτιμούν σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής που είναι επιβλαβείς και επικίνδυνοι για την υγεία και το περιβάλλον λόγω της αξιοπιστίας και της ετοιμότητάς τους για πλήρη λειτουργία, παρά ακριβά και «ιδιότροπα» συστήματα παραγωγής ενέργειας που βασίζονται σε ανανεώσιμες πηγές.

Οι διακοπές ρεύματος είναι ένα σημαντικό μειονέκτημα. Για παράδειγμα, η παραγωγή ηλιακής ενέργειας είναι δυνατή μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας. Ως εκ τούτου, τις περισσότερες φορές, μαζί με τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας, εγκαθίστανται οι ίδιες επιβλαβείς βιομηχανίες για την αντιστάθμιση των ενεργειακών πόρων. Σε αυτή την περίπτωση, η πλεονάζουσα κεκτημένη ενέργεια αποθηκεύεται σε μπαταρίες.

Οι AES βρίσκονται σε στάδιο σημαντικής ανάπτυξης και υλοποίησης. Πολλές χώρες έχουν ήδη στραφεί σε αυτές και παράγουν ενέργεια σε τεράστιες ποσότητες. Πολλά κράτη, λόγω της εδαφικής τους θέσης, χρησιμοποιούν ενεργά το AES.

Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς των ανεμογεννητριών στην Κίνα το 2014 ήταν 114.763 MW. Τι έκανε την κυβέρνηση να αναπτύξει τόσο ενεργά την αιολική ενέργεια; Η Κίνα είναι ο ηγέτης στις εκπομπές CO2. Σχεδιάζεται να χρησιμοποιεί κυρίως γεωθερμική, αιολική και ηλιακή ενέργεια. Σύμφωνα με τον κρατικό σχεδιασμό, έως το 2020 θα κατασκευαστούν τεράστιοι αιολικοί σταθμοί συνολικής ισχύος 120 γιγαβάτ σε 7 περιοχές της χώρας.

Η εναλλακτική ενέργεια αναπτύσσεται ενεργά στις Ηνωμένες Πολιτείες. Για παράδειγμα, η συνολική ισχύς των αμερικανικών ανεμογεννητριών στις Ηνωμένες Πολιτείες το 2014 ήταν 65.879 MW. Οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι παγκόσμιος ηγέτης στην ανάπτυξη της γεωθερμικής ενέργειας - μια κατεύθυνση που χρησιμοποιεί τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του πυρήνα της Γης και του φλοιού της για την παραγωγή ενέργειας. Μια μέθοδος χρήσης θερμών γεωθερμικών πόρων είναι το EGS (προηγμένα γεωθερμικά συστήματα), στο οποίο επενδύει το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ. Υποστηρίζονται επίσης από ερευνητικά κέντρα και εταιρείες επιχειρηματικών κεφαλαίων (ιδίως από την Google), αλλά μέχρι στιγμής οι UGS παραμένουν εμπορικά μη ανταγωνιστικές.

Μπορείτε επίσης να επισημάνετε χώρες με βάση την τεράστια επιρροή του AES, όπως η Γερμανία, η Ιαπωνία, η Ινδία και άλλες.

3. Η/Ζ ΜΕ ΚΕΡΑΥΝΗ

Μία από τις πρώτες εταιρείες που χρησιμοποίησαν ενέργεια από τα σύννεφα ήταν η αμερικανική εταιρεία Alternative Energy Holdings. Πρότεινε έναν τρόπο χρήσης της δωρεάν ενέργειας συλλέγοντας και ανακυκλώνοντάς την, που προέρχεται από τις ηλεκτρικές εκκενώσεις των κεραυνών. Η πειραματική εγκατάσταση κυκλοφόρησε το 2007 και ονομάστηκε «αστραπιαία συλλογή». Οι εξελίξεις και οι έρευνες για τα φαινόμενα καταιγίδας περιέχουν τεράστιες συσσωρεύσεις ενέργειας, τις οποίες μια αμερικανική εταιρεία έχει προτείνει να χρησιμοποιηθεί ως πηγή ηλεκτρικής ενέργειας.

3.1 Σταθμός ηλεκτροπαραγωγής Lightning

Ένα εργοστάσιο παραγωγής κεραυνών είναι ουσιαστικά ένα κλασικό εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας που μετατρέπει την ενέργεια του κεραυνού σε ηλεκτρική. Αυτή τη στιγμή, η αστραπιαία ισχύς ερευνάται ενεργά και ίσως στο εγγύς μέλλον οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών να εμφανιστούν σε μεγάλες ποσότητες μαζί με άλλες μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που βασίζονται στην καθαρή ενέργεια.

3.1.1 Ο κεραυνός ως πηγή κεραυνών

Οι καταιγίδες είναι ηλεκτρικές εκκενώσεις που συσσωρεύονται σε μεγάλες ποσότητες στα σύννεφα. Λόγω των ρευμάτων αέρα στα σύννεφα, τα θετικά και τα αρνητικά φορτία συσσωρεύονται και διαχωρίζονται, αν και ερωτήματα σχετικά με αυτό το θέμα βρίσκονται ακόμα υπό έρευνα.

Μία από τις κοινές υποθέσεις σχετικά με το σχηματισμό ηλεκτρικών φορτίων στα σύννεφα οφείλεται στο γεγονός ότι αυτή η φυσική διαδικασία συμβαίνει σε ένα σταθερό ηλεκτρικό πεδίο της γης, το οποίο ανακαλύφθηκε από τον M.V. Lomonosov κατά τη διάρκεια πειραμάτων.

Ρύζι. 3.1. Οπτικό διάγραμμα ανάπτυξης καταιγίδας

Ο πλανήτης μας έχει πάντα αρνητικό φορτίο και η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου κοντά στην επιφάνεια της γης είναι περίπου 100 V/m. Καθορίζεται από τα φορτία της γης και εξαρτάται ελάχιστα από την εποχή του χρόνου και της ημέρας και είναι σχεδόν το ίδιο για οποιοδήποτε σημείο στην επιφάνεια της γης. Ο αέρας που περιβάλλει τη Γη έχει ελεύθερα φορτία που κινούνται προς την κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου της Γης. Κάθε κυβικό εκατοστό αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης περιέχει περίπου 600 ζεύγη θετικά και αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων. Με την απόσταση από την επιφάνεια της γης, η πυκνότητα των φορτισμένων σωματιδίων στον αέρα αυξάνεται. Η αγωγιμότητα του αέρα κοντά στη γη είναι χαμηλή, αλλά σε απόσταση 80 km από την επιφάνεια της γης αυξάνεται 3 δισεκατομμύρια φορές και φτάνει την αγωγιμότητα του γλυκού νερού.

Έτσι, η Γη με την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα, όσον αφορά τις ηλεκτρικές ιδιότητες, μπορεί να αναπαρασταθεί ως ένας σφαιρικός πυκνωτής κολοσσιαίων διαστάσεων, οι πλάκες του οποίου είναι η Γη και ένα αγώγιμο στρώμα αέρα που βρίσκεται σε απόσταση 80 km από την επιφάνεια της Γης. . Το μονωτικό στρώμα μεταξύ αυτών των πλακών είναι ένα στρώμα αέρα χαμηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας πάχους 80 km. Μεταξύ των πλακών ενός τέτοιου πυκνωτή η τάση είναι περίπου 200 kV και το ρεύμα που περνά υπό την επίδραση αυτής της τάσης είναι 1,4 kA. Η ισχύς του πυκνωτή είναι περίπου 300 MW. Στο ηλεκτρικό πεδίο αυτού του πυκνωτή, σχηματίζονται σύννεφα και φαινόμενα καταιγίδας εμφανίζονται στην περιοχή από 1 έως 8 km από την επιφάνεια της Γης.

Ο κεραυνός, ως φορέας ηλεκτρικών φορτίων, είναι η πλησιέστερη πηγή στην ηλεκτρική ενέργεια σε σύγκριση με άλλα AES. Το φορτίο που συσσωρεύεται στα σύννεφα έχει δυναμικό πολλών εκατομμυρίων βολτ σε σχέση με την επιφάνεια της Γης. Η κατεύθυνση του ρεύματος κεραυνού μπορεί να είναι είτε από το έδαφος προς το σύννεφο, με αρνητικό φορτίο νέφους (στο 90% των περιπτώσεων), είτε από το σύννεφο προς το έδαφος (στο 10% των περιπτώσεων). Η διάρκεια μιας εκκένωσης κεραυνού είναι κατά μέσο όρο 0,2 s, σπάνια έως 1 ... 1,5 s, η διάρκεια της πρόσφατης ακμής του παλμού είναι από 3 έως 20 μs, το ρεύμα είναι αρκετές χιλιάδες αμπέρ, έως 100 kA, η θερμοκρασία στο κανάλι φτάνει τους 20.000? C, εμφανίζεται ισχυρό μαγνητικό πεδίο και ραδιοκύματα. Οι κεραυνοί μπορούν επίσης να σχηματιστούν κατά τη διάρκεια καταιγίδων σκόνης, χιονοθύελλας και ηφαιστειακών εκρήξεων.

εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών εναλλακτικής ενέργειας

3.1.2 Αρχή λειτουργίας ενός εργοστασίου ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών

Βασίζεται στην ίδια διαδικασία με άλλους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής: μετατροπή της πηγής ενέργειας σε ηλεκτρική. Ουσιαστικά ο κεραυνός περιέχει τον ίδιο ηλεκτρισμό, δηλαδή δεν χρειάζεται να μετατραπεί τίποτα. Ωστόσο, οι παραπάνω παράμετροι μιας "τυποποιημένης" εκκένωσης κεραυνού είναι τόσο μεγάλες που εάν αυτή η ηλεκτρική ενέργεια μπει στο δίκτυο, τότε όλος ο εξοπλισμός θα καεί απλά σε λίγα δευτερόλεπτα. Επομένως, ισχυροί πυκνωτές, μετασχηματιστές και διάφοροι τύποι μετατροπέων εισάγονται στο σύστημα, προσαρμόζοντας αυτή την ενέργεια στις απαιτούμενες συνθήκες χρήσης σε ηλεκτρικά δίκτυα και εξοπλισμό.

3.1.3 Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός εργοστασίου ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών

Πλεονεκτήματα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών:

Ο υπερπυκνωτής της γης-ιονόσφαιρας επαναφορτίζεται συνεχώς χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - τον ήλιο και τα ραδιενεργά στοιχεία του φλοιού της γης.

Το εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών δεν απελευθερώνει ρύπους στο περιβάλλον.

Ο εξοπλισμός των αστραπιαίων σταθμών δεν είναι εντυπωσιακός. Τα μπαλόνια είναι πολύ ψηλά για να τα δει κανείς με γυμνό μάτι. Για να γίνει αυτό θα χρειαστείτε τηλεσκόπιο ή κιάλια.

Το εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών είναι ικανό να παράγει ενέργεια συνεχώς εάν οι μπάλες διατηρούνται στον αέρα.

Μειονεκτήματα των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών:

Η ηλεκτρική ενέργεια από κεραυνούς, όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια, είναι δύσκολο να αποθηκευτεί.

Η υψηλή τάση στα συστήματα ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών μπορεί να είναι επικίνδυνη για το προσωπικό λειτουργίας.

Η συνολική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να ληφθεί από την ατμόσφαιρα είναι περιορισμένη.

Στην καλύτερη περίπτωση, η ενέργεια του κεραυνού μπορεί να χρησιμεύσει μόνο ως δευτερεύον συμπλήρωμα σε άλλες πηγές ενέργειας.

Έτσι, η ενέργεια των κεραυνών είναι επί του παρόντος αρκετά αναξιόπιστη και ευάλωτη. Ωστόσο, αυτό δεν μειώνει τη σημασία του υπέρ της μετάβασης σε AES. Ορισμένες περιοχές του πλανήτη είναι κορεσμένες με ευνοϊκές συνθήκες, οι οποίες μπορούν να προωθήσουν σημαντικά τη μελέτη των φαινομένων καταιγίδας και να λάβουν την απαραίτητη ηλεκτρική ενέργεια από αυτές.

3.2 Υπολογισμός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών

Ο υπολογισμός μιας μονάδας ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών έχει σχεδιαστεί κυρίως για τον προσδιορισμό της ισχύος εξόδου. Άλλωστε, καθήκον κάθε σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι να μεγιστοποιεί την ενεργειακή απόδοση προκειμένου να αποζημιώσει το κόστος λειτουργίας και εγκατάστασης, καθώς και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Όσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα της ενέργειας εξόδου, τόσο περισσότερο εισόδημα θα αποφέρει και τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των αντικειμένων που θα εξυπηρετούνται από αυτήν. Δεδομένου ότι η βάση της εισερχόμενης ενέργειας ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής κεραυνών είναι μια εκκένωση κεραυνού, τότε, λόγω της ομοιότητας της σύνθεσής του με την ηλεκτρική ενέργεια εξόδου, ο υπολογισμός της ισχύος του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι σχεδόν ισοδύναμος με την ισχύ ενός κεραυνού χρέωση, με εξαίρεση τις εσωτερικές απώλειες.

Η ισχύς εξόδου ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής επηρεάζεται από παραμέτρους όπως η τοποθεσία εγκατάστασης, η απόδοση του εξοπλισμού

Το σχήμα των παλμών ρεύματος κεραυνού i(t) περιγράφεται από την έκφραση:

όπου I είναι το μέγιστο ρεύμα. k - συντελεστής διόρθωσης. t - χρόνος; - μπροστινή χρονική σταθερά - σταθερά χρόνου αποσύνθεσης.

Οι παράμετροι που περιλαμβάνονται σε αυτόν τον τύπο δίνονται στον πίνακα. 3.1. Αντιστοιχούν στις πιο ισχυρές εκκενώσεις κεραυνών, οι οποίες είναι σπάνιες (λιγότερο από 5% των περιπτώσεων). Ρεύματα 200 kA συμβαίνουν στο 0,7 ... 1% των περιπτώσεων, 20 kA - στο 50% των περιπτώσεων.

Πίνακας 3.1. Παράμετροι του τύπου (3.1).

Παράμετρος

Για την πρώτη περίπτωση, το αποτέλεσμα του σχήματος παλμού θα είναι το εξής:

Έτσι, το σχήμα του κεραυνού έχει ως εξής:

Ρύζι. 3.2. Γράφημα σχήματος τρέχοντος παλμού

Με όλα αυτά, η μέγιστη διαφορά στο δυναμικό κεραυνού φτάνει τα 50 εκατομμύρια βολτ, με ρεύμα έως και 100 χιλιάδες αμπέρ. Για να υπολογίσουμε την ενέργεια του κεραυνού, ας πάρουμε αριθμούς πιο κοντά στον μέσο όρο για τους περισσότερους κεραυνούς, δηλαδή: τάση 25 εκατομμυρίων βολτ και ρεύμα 10 χιλιάδων αμπέρ.

Κατά τη διάρκεια μιας αστραπιαίας εκκένωσης, το ηλεκτρικό δυναμικό μειώνεται στο μηδέν. Επομένως, για να προσδιοριστεί σωστά η μέση ισχύς μιας εκκένωσης κεραυνού, πρέπει να ληφθεί η μισή αρχική τάση στους υπολογισμούς.

Τώρα έχουμε την ακόλουθη ηλεκτρική ισχύ εκφόρτισης:

όπου P είναι η ισχύς εκκένωσης κεραυνού, U είναι η τάση. I - τρέχουσα δύναμη.

Δηλαδή, σύμφωνα με την (3.2) παίρνουμε:

Αυτό σημαίνει ότι η ισχύς μιας αστραπής εκκένωσης είναι 125 εκατομμύρια κιλοβάτ. Λαμβάνοντας υπόψη το χρόνο μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου, προσδιορίστε τη συνολική ποσότητα ενέργειας του κεραυνού:

Wh=34.722 kWh,

όπου t1 είναι ο αριθμός των δευτερολέπτων σε μια ώρα. t2 είναι η διάρκεια της αστραπιαίας εκκένωσης.

Ας πάρουμε τη μέση τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας ως 4 ρούβλια ανά 1 kWh. Τότε το κόστος όλης της ενέργειας κεραυνού θα είναι 138,88 ρούβλια.

Στην πραγματικότητα, μόνο ένα μικρό μέρος της ενέργειας μπορεί να ληφθεί και να χρησιμοποιηθεί σύμφωνα με αυτούς τους υπολογισμούς, για παράδειγμα, για θέρμανση νερού. Το κύριο μέρος της ενέργειας των κεραυνών δαπανάται κατά τη διάρκεια μιας εκκένωσης σπινθήρα για τη θέρμανση της ατμόσφαιρας, και ακόμη και θεωρητικά, οι καταναλωτές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα μικρότερο μέρος της ενέργειας του κεραυνού.

Κατά τη διαδικασία της εργασίας στο μάθημα, εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με την εξάντληση των πόρων του πλανήτη και τη ρύπανση της ατμόσφαιρας και της επιφάνειας της γης κατά τη διαδικασία επεξεργασίας και εξόρυξης τους. Επιπλέον, εξετάζονται οι κύριοι τύποι αντικατάστασης της επιβλαβούς παραγωγής με πιο ήπιες με παραγωγή ενέργειας από καθαρές φυσικές πηγές όπως νερό, παλίρροιες, ήλιος κ.λπ.

Η εργασία του μαθήματος εξετάζει τη δυνατότητα χρήσης της ενέργειας των εκκενώσεων κεραυνών για τη μετατροπή τους σε ηλεκτρική ενέργεια. Έχουν γίνει υπολογισμοί για την ποσότητα και το κόστος των εκκενώσεων κεραυνών. Ωστόσο, αυτοί οι υπολογισμοί είναι σχετικοί. Εξάλλου, η ενέργεια του κεραυνού ξοδεύεται σε ατμοσφαιρικές διεργασίες και μόνο ένα μικρό μέρος της φτάνει στο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας.

Δημοσιεύτηκε στο Allbest.ru

Παρόμοια έγγραφα

    Υπάρχουσες πηγές ενέργειας. Παγκόσμια ενεργειακά αποθέματα. Προβλήματα εύρεσης και εφαρμογής ατελείωτων ή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Εναλλακτική ενέργεια. Αιολική ενέργεια, μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα. Αρχή λειτουργίας και τύποι ανεμογεννητριών.

    εργασία μαθήματος, προστέθηκε 03/07/2016

    Χαρακτηριστικά των μη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και προβλήματα χρήσης τους. Μετάβαση από τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας σε εναλλακτικές. Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο και ο ρόλος τους στην οικονομία κάθε κράτους. Διύλιση χημικών λαδιών. Παραγωγή πετρελαίου στην Ουκρανία.

    περίληψη, προστέθηκε 27/11/2011

    Προβλήματα ανάπτυξης και ύπαρξης ενέργειας. Τύποι εναλλακτικών πηγών ενέργειας και ανάπτυξή τους. Πηγές και μέθοδοι χρήσης της γεωθερμικής ενέργειας. Η αρχή λειτουργίας ενός σταθμού γεωθερμίας. Γενικό σχηματικό διάγραμμα του GeoPP και των συνιστωσών του.

    εργασία μαθήματος, προστέθηκε 05/06/2016

    Υπάρχουσες πηγές ενέργειας. Τύποι σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Προβλήματα ανάπτυξης και ύπαρξης ενέργειας. Ανασκόπηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας παλιρροιακών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Υπολογισμός ενέργειας. Προσδιορισμός της αποτελεσματικότητας.

    εργασία μαθήματος, προστέθηκε 23/04/2016

    Η αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια και η ηλιακή ενέργεια ως εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Πετρέλαιο, άνθρακας και φυσικό αέριο ως κύριες πηγές ενέργειας. Κύκλος ζωής του βιοκαυσίμου, η επίδρασή του στην κατάσταση του φυσικού περιβάλλοντος. Εναλλακτική ιστορία του νησιού Samsoe.

    παρουσίαση, προστέθηκε 15/09/2013

    Ανασκόπηση της ανάπτυξης της σύγχρονης ενέργειας και των προβλημάτων της. Γενικά χαρακτηριστικά εναλλακτικών πηγών ενέργειας, δυνατότητες χρήσης τους, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Εξελίξεις που χρησιμοποιούνται σήμερα για μη παραδοσιακή παραγωγή ενέργειας.

    περίληψη, προστέθηκε 29/03/2011

    Γεωγραφία των φυσικών πόρων του κόσμου. Η κατανάλωση ενέργειας είναι ένα ζήτημα βιωσιμότητας. Στατιστικά στοιχεία για την παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας. Τύποι μη παραδοσιακών (εναλλακτικών) πηγών ενέργειας και τα χαρακτηριστικά τους. Αποθήκευση αναλωμένου πυρηνικού καυσίμου.

    παρουσίαση, προστέθηκε 28/11/2012

    Ταξινόμηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Δυνατότητες χρήσης εναλλακτικών πηγών ενέργειας στη Ρωσία. Αιολική ενέργεια (αιολική ενέργεια). Μικρή υδροηλεκτρική ενέργεια, ηλιακή ενέργεια. Χρήση ενέργειας από βιομάζα για ενεργειακούς σκοπούς.

    εργασία μαθήματος, προστέθηκε 30/07/2012

    Τύποι μη παραδοσιακών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, τεχνολογίες ανάπτυξής τους. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στη Ρωσία έως το 2010. Ο ρόλος των μη παραδοσιακών και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη μεταρρύθμιση του συγκροτήματος ηλεκτρικής ενέργειας της περιοχής Sverdlovsk.

    περίληψη, προστέθηκε 27/02/2010

    Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αιολική ενέργεια, ιστορία χρήσης της. Αιολικοί σταθμοί και οι κύριοι τύποι τους. Βιομηχανική και ιδιωτική χρήση αιολικών σταθμών, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Χρήση ανεμογεννητριών στην Ουκρανία.

Η καταιγίδα είναι μια εκκένωση ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού με τη μορφή κεραυνού που συνοδεύεται από βροντή.

Η καταιγίδα είναι ένα από τα πιο μεγαλειώδη φαινόμενα στην ατμόσφαιρα. Κάνει ιδιαίτερα έντονη εντύπωση όταν περνά, όπως λένε, «ευθεία πάνω από το κεφάλι σου». Το Thunderclap ακολουθεί το χτύπημα ταυτόχρονα με αστραπές σε θυελλώδεις ανέμους και έντονες βροχοπτώσεις.

Η βροντή είναι ένα είδος έκρηξης αέρα όταν, υπό την επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας του κεραυνού (περίπου 20.000°), διαστέλλεται αμέσως και στη συνέχεια συστέλλεται λόγω ψύξης.

Ο γραμμικός κεραυνός είναι ένας τεράστιος ηλεκτρικός σπινθήρας μήκους πολλών χιλιομέτρων. Η εμφάνισή του συνοδεύεται από εκκωφαντικό κραχ (βροντή).

Οι επιστήμονες έχουν από καιρό παρατηρήσει προσεκτικά και προσπάθησαν να μελετήσουν τους κεραυνούς. Την ηλεκτρική του φύση ανακάλυψαν ο Αμερικανός φυσικός V. Franklin και ο Ρώσος φυσιοδίφης M.V. Lomonosov.

Όταν σχηματίζεται ένα ισχυρό σύννεφο με μεγάλες σταγόνες βροχής, ισχυρές και ανομοιόμορφες ανοδικές ροές αέρα αρχίζουν να συνθλίβουν τις σταγόνες βροχής στο κάτω μέρος του. Τα διαχωρισμένα εξωτερικά σωματίδια των σταγονιδίων φέρουν αρνητικό φορτίο και ο υπόλοιπος πυρήνας αποδεικνύεται ότι είναι θετικά φορτισμένος. Οι μικρές σταγόνες μεταφέρονται εύκολα προς τα πάνω από τη ροή του αέρα και φορτίζουν τα ανώτερα στρώματα του νέφους με αρνητικό ηλεκτρισμό. μεγάλες σταγόνες μαζεύονται στο κάτω μέρος του νέφους και φορτίζονται θετικά. Η ισχύς μιας κεραυνικής εκκένωσης εξαρτάται από την ισχύ της ροής του αέρα. Αυτό είναι το σχέδιο για την ηλεκτροδότηση ενός σύννεφου. Στην πραγματικότητα, αυτή η διαδικασία είναι πολύ πιο περίπλοκη.

Οι κεραυνοί προκαλούν συχνά πυρκαγιές, καταστρέφουν κτίρια, βλάπτουν τα καλώδια ρεύματος και διακόπτουν την κίνηση των ηλεκτρικών τρένων. Για την καταπολέμηση των βλαβερών επιπτώσεων του κεραυνού, είναι απαραίτητο να τον «πιάσετε» και να τον μελετήσετε προσεκτικά στο εργαστήριο. Αυτό δεν είναι εύκολο να γίνει: τελικά, ο κεραυνός διαπερνά την ισχυρότερη μόνωση και τα πειράματα με αυτήν είναι επικίνδυνα. Και όμως οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν έξοχα αυτό το έργο. Για να πιάσουν κεραυνούς, σε εργαστήρια ορεινής καταιγίδας εγκαθιστούν μια κεραία μήκους έως και 1 χλμ μεταξύ των προεξοχών των βουνών ή μεταξύ του βουνού και των ιστών του εργαστηρίου. Ο κεραυνός χτυπά τέτοιες κεραίες.

Έχοντας χτυπήσει τον παντογράφο, ο κεραυνός ταξιδεύει κατά μήκος ενός καλωδίου στο εργαστήριο, περνά μέσα από αυτόματες συσκευές εγγραφής και αμέσως πηγαίνει στο έδαφος. Οι μηχανές αναγκάζουν τον κεραυνό να «υπογράψει» στο χαρτί. Αυτό καθιστά δυνατή τη μέτρηση της τάσης και του ρεύματος του κεραυνού, της διάρκειας μιας ηλεκτρικής εκφόρτισης και πολλά άλλα.

Αποδείχθηκε ότι ο κεραυνός έχει τάση 100 εκατομμύρια βολτ ή περισσότερο και το ρεύμα φτάνει τα 200 χιλιάδες αμπέρ. Για σύγκριση, επισημαίνουμε ότι οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιούν τάσεις δεκάδων και εκατοντάδων χιλιάδων βολτ και η ισχύς του ρεύματος εκφράζεται σε εκατοντάδες και χιλιάδες αμπέρ. Όμως σε έναν κεραυνό η ποσότητα του ηλεκτρισμού είναι μικρή, αφού η διάρκειά του υπολογίζεται συνήθως σε μικρά κλάσματα του δευτερολέπτου. Ένας κεραυνός θα ήταν αρκετός για να τροφοδοτήσει μόνο έναν λαμπτήρα 100 Watt για 24 ώρες.

Ωστόσο, η χρήση «παγίδων» αναγκάζει τους επιστήμονες να περιμένουν κεραυνούς και δεν είναι τόσο συχνοί. Για την έρευνα, είναι πολύ πιο βολικό να δημιουργείτε τεχνητό κεραυνό σε εργαστήρια. Χρησιμοποιώντας ειδικό εξοπλισμό, οι επιστήμονες κατάφεραν να αποκτήσουν ηλεκτρική τάση έως και 5 εκατομμύρια βολτ για μικρό χρονικό διάστημα. Η εκκένωση του ηλεκτρικού ρεύματος παρήγαγε σπινθήρες μήκους έως και 15 μέτρων και συνοδεύτηκε από εκκωφαντική σύγκρουση.

Η φωτογραφία βοηθά στη μελέτη του κεραυνού. Για να το κάνετε αυτό, σε μια σκοτεινή νύχτα, στρέψτε τον φακό της κάμερας σε ένα σύννεφο βροντής και αφήστε την κάμερα ανοιχτή για λίγο. Μετά το φλας του κεραυνού, ο φακός της κάμερας είναι κλειστός και η φωτογραφία είναι έτοιμη. Αλλά μια τέτοια φωτογραφία δεν παρέχει εικόνα της ανάπτυξης μεμονωμένων τμημάτων του κεραυνού, επομένως χρησιμοποιούνται ειδικές περιστρεφόμενες κάμερες. Είναι απαραίτητο ο μηχανισμός της συσκευής να περιστρέφεται αρκετά γρήγορα κατά τη λήψη φωτογραφιών (1000-1500 rpm), τότε στην εικόνα θα εμφανιστούν μεμονωμένα μέρη του κεραυνού. Θα δείξουν προς ποια κατεύθυνση και με ποια ταχύτητα αναπτύχθηκε η απόρριψη.

Υπάρχουν διάφοροι τύποι κεραυνών

Η επίπεδη αστραπή μοιάζει με ηλεκτρική λάμψη στην επιφάνεια των νεφών.

Ο γραμμικός κεραυνός είναι ένας γιγάντιος ηλεκτρικός σπινθήρας, πολύ ελικοειδής και με πολυάριθμους κλάδους. Το μήκος ενός τέτοιου κεραυνού είναι 2-3 km, αλλά μπορεί να είναι έως και 10 km ή περισσότερο. Ο γραμμικός κεραυνός είναι πολύ ισχυρός. Σκίζει ψηλά δέντρα, μερικές φορές μολύνει ανθρώπους και όταν χτυπά ξύλινα κτίρια, συχνά προκαλεί πυρκαγιές.

Ανακριβής αστραπή - λαμπερή διακεκομμένη αστραπή που τρέχει σε φόντο σύννεφων. Αυτή είναι μια πολύ σπάνια μορφή κεραυνού.

Ο κεραυνός σε σχήμα πυραύλου αναπτύσσεται πολύ αργά, η εκφόρτισή του διαρκεί 1-1,5 δευτερόλεπτα.

Η πιο σπάνια μορφή κεραυνού είναι ο κεραυνός μπάλας. Είναι μια στρογγυλή φωτεινή μάζα. Σε ένα κλειστό δωμάτιο, παρατηρήθηκε κεραυνός μπάλας σε μέγεθος γροθιάς και ακόμη και κεφαλιού, και σε ελεύθερη ατμόσφαιρα με διάμετρο έως και 20 μ. Συνήθως ο κεραυνός μπάλας εξαφανίζεται χωρίς ίχνος, αλλά μερικές φορές εκρήγνυται με μια τρομερή σύγκρουση. Όταν εμφανίζεται αστραπή μπάλας, ακούγεται ένα σφύριγμα ή βουητό, φαίνεται να βράζει, να σκορπίζει σπίθες. Αφού εξαφανιστεί, μια ομίχλη παραμένει συχνά στον αέρα. Η διάρκεια του κεραυνού μπάλας είναι από ένα δευτερόλεπτο έως αρκετά λεπτά. Η κίνησή του συνδέεται με ρεύματα αέρα, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις κινείται ανεξάρτητα. Ο κεραυνός μπάλας εμφανίζεται κατά τη διάρκεια ισχυρών καταιγίδων.

Ο κεραυνός με σφαίρα εμφανίζεται υπό την επίδραση μιας γραμμικής εκκένωσης κεραυνού, όταν συμβαίνει ιονισμός και διάσταση του όγκου του συνηθισμένου αέρα στον αέρα. Και οι δύο αυτές διαδικασίες συνοδεύονται από την απορρόφηση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας. Ο κεραυνός σφαιρών, στην ουσία, δεν έχει το δικαίωμα να ονομάζεται κεραυνός: τελικά, είναι απλώς ζεστός αέρας φορτισμένος με ηλεκτρική ενέργεια. Ένα μάτσο φορτισμένου αέρα δίνει σταδιακά την ενέργειά του στα ελεύθερα ηλεκτρόνια των γύρω στιβάδων αέρα. Εάν η μπάλα αφήσει την ενέργειά της για να λάμψει, τότε απλά εξαφανίζεται: μετατρέπεται ξανά σε συνηθισμένο αέρα. Όταν στο δρόμο της η μπάλα συναντά ουσίες που λειτουργούν ως παθογόνα, εκρήγνυται. Τέτοια παθογόνα μπορεί να είναι οξείδια του αζώτου και του άνθρακα με τη μορφή αναθυμιάσεων, σκόνης, αιθάλης κ.λπ.

Η θερμοκρασία του κεραυνού μπάλας είναι περίπου 5000°. Υπολογίζεται επίσης ότι η ενέργεια της έκρηξης του κεραυνού μπάλας είναι 50-60 φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια της έκρηξης της άκαπνης πυρίτιδας.

Κατά τη διάρκεια ισχυρών καταιγίδων υπάρχουν πολλοί κεραυνοί. Έτσι, κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, ένας παρατηρητής μέτρησε 1.000 κεραυνούς σε 15 λεπτά. Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας στην Αφρική, καταγράφηκαν 7 χιλιάδες κεραυνοί σε μια ώρα.

Για την προστασία των κτιρίων και άλλων κατασκευών από τους κεραυνούς, χρησιμοποιείται ένα αλεξικέραυνο ή, όπως σωστά ονομάζεται τώρα, ένα αλεξικέραυνο. Αυτή είναι μια μεταλλική ράβδος που συνδέεται με ένα καλά γειωμένο καλώδιο.

Για να προστατευτείτε από τους κεραυνούς, μην στέκεστε κάτω από ψηλά δέντρα, ειδικά εκείνα που στέκονται μόνα τους, καθώς ο κεραυνός τα χτυπά συχνά. Η βελανιδιά είναι πολύ επικίνδυνη από αυτή την άποψη, επειδή οι ρίζες της πηγαίνουν βαθιά στο έδαφος. Δεν πρέπει ποτέ να καταφύγετε σε θημωνιές και στάχυα. Σε ανοιχτό πεδίο, ειδικά σε υπερυψωμένα μέρη, κατά τη διάρκεια ισχυρής καταιγίδας, ένα άτομο που περπατά διατρέχει μεγάλο κίνδυνο να χτυπηθεί από κεραυνό. Σε τέτοιες περιπτώσεις, συνιστάται να καθίσετε στο έδαφος και να περιμένετε την καταιγίδα.

Πριν ξεκινήσει μια καταιγίδα, είναι απαραίτητο να εξαλείψετε τα ρεύματα στο δωμάτιο και να κλείσετε όλες τις καμινάδες. Σε αγροτικές περιοχές, δεν πρέπει να μιλάτε στο τηλέφωνο, ειδικά κατά τη διάρκεια ισχυρών καταιγίδων. Συνήθως τα αγροτικά τηλεφωνικά μας κέντρα σταματούν να συνδέονται αυτή τη στιγμή. Οι κεραίες ραδιοφώνου πρέπει να είναι πάντα γειωμένες κατά τη διάρκεια καταιγίδων.

Εάν συμβεί ατύχημα - κάποιος χτυπηθεί από κεραυνό, είναι απαραίτητο να παρασχεθούν αμέσως πρώτες βοήθειες στο θύμα (τεχνητή αναπνοή, ειδικές εγχύσεις κ.λπ.). Σε ορισμένα σημεία υπάρχει μια επιβλαβής δεισιδαιμονία ότι κάποιος που χτυπήθηκε από κεραυνό μπορεί να βοηθηθεί θάβοντας το σώμα του στο έδαφος. Αυτό δεν πρέπει ποτέ να γίνεται: ένα άτομο που τραυματίζεται από κεραυνό χρειάζεται ιδιαίτερα αυξημένη ροή αέρα στο σώμα.

Απλά για το συγκρότημα – Πηγές ενέργειας – Καταιγίδες (Κεραυνοί)

  • Γκαλερί εικόνων, εικόνων, φωτογραφιών.
  • Καταιγίδες και κεραυνοί ως πηγές ενέργειας - βασικά στοιχεία, ευκαιρίες, προοπτικές, ανάπτυξη.
  • Ενδιαφέροντα γεγονότα, χρήσιμες πληροφορίες.
  • Πράσινες ειδήσεις - Καταιγίδες και κεραυνοί ως πηγές ενέργειας.
  • Σύνδεσμοι με υλικά και πηγές – Πηγές ενέργειας – Καταιγίδες (Κεραυνοί).

Μπλοκ ενοικίασης

Εναλλακτική ενέργεια- ένα σύνολο υποσχόμενων μεθόδων απόκτησης, μετάδοσης και χρήσης ενέργειας, οι οποίες δεν είναι τόσο διαδεδομένες όσο οι παραδοσιακές, αλλά παρουσιάζουν ενδιαφέρον λόγω της κερδοφορίας της χρήσης τους με, κατά κανόνα, χαμηλό κίνδυνο βλάβης στο περιβάλλον.

Ηλιακή ενέργεια

Όλα τα είδη ηλιακών εγκαταστάσεων χρησιμοποιούν την ηλιακή ακτινοβολία ως εναλλακτική πηγή ενέργειας. Η ηλιακή ακτινοβολία μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για τις ανάγκες παροχής θερμότητας όσο και για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (με χρήση φωτοβολταϊκών κυψελών).

Τα πλεονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας περιλαμβάνουν την ανανεώσιμη φύση αυτής της πηγής ενέργειας, την αθόρυβη λειτουργία και την απουσία επιβλαβών εκπομπών στην ατμόσφαιρα κατά την επεξεργασία της ηλιακής ακτινοβολίας σε άλλους τύπους ενέργειας.

Τα μειονεκτήματα της ηλιακής ενέργειας είναι η εξάρτηση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας από τον ημερήσιο και εποχιακό ρυθμό, καθώς και η ανάγκη για μεγάλες εκτάσεις για την κατασκευή ηλιακών σταθμών. Επίσης σοβαρό περιβαλλοντικό πρόβλημα αποτελεί η χρήση τοξικών και τοξικών ουσιών στην κατασκευή φωτοβολταϊκών κυψελών για ηλιακά συστήματα, γεγονός που δημιουργεί το πρόβλημα της διάθεσής τους.

Αιολική ενέργεια

Μία από τις πιο υποσχόμενες πηγές ενέργειας είναι ο άνεμος. Η αρχή λειτουργίας μιας ανεμογεννήτριας είναι στοιχειώδης. Η δύναμη του ανέμου χρησιμοποιείται για την κίνηση του τροχού του ανέμου. Αυτή η περιστροφή, με τη σειρά της, μεταδίδεται στον ρότορα της ηλεκτρικής γεννήτριας.

Το πλεονέκτημα μιας ανεμογεννήτριας είναι, καταρχάς, ότι σε μέρη με άνεμο, ο άνεμος μπορεί να θεωρηθεί ανεξάντλητη πηγή ενέργειας. Επιπλέον, οι ανεμογεννήτριες, ενώ παράγουν ενέργεια, δεν μολύνουν την ατμόσφαιρα με επιβλαβείς εκπομπές.

Τα μειονεκτήματα των συσκευών παραγωγής αιολικής ενέργειας περιλαμβάνουν τη μεταβλητότητα της ισχύος του ανέμου και τη χαμηλή ισχύ μιας μοναδικής ανεμογεννήτριας. Οι ανεμογεννήτριες είναι επίσης γνωστές για την παραγωγή πολύ θορύβου, με αποτέλεσμα να προσπαθούν να τις κατασκευάσουν μακριά από το μέρος που ζουν οι άνθρωποι.

Γεωθερμική ενέργεια

Ένα τεράστιο ποσό θερμικής ενέργειας αποθηκεύεται στα βάθη της Γης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η θερμοκρασία του πυρήνα της Γης είναι εξαιρετικά υψηλή. Σε ορισμένα μέρη του πλανήτη υπάρχει άμεση απελευθέρωση μάγματος υψηλής θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης: ηφαιστειακές περιοχές, θερμές πηγές νερού ή ατμού. Η ενέργεια αυτών των γεωθερμικών πηγών προτείνεται να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική πηγή από υποστηρικτές της γεωθερμικής ενέργειας.

Οι γεωθερμικές πηγές χρησιμοποιούνται με διαφορετικούς τρόπους. Ορισμένες πηγές χρησιμεύουν για την παροχή θερμότητας, άλλες για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από θερμική ενέργεια.

Τα πλεονεκτήματα των πηγών γεωθερμικής ενέργειας περιλαμβάνουν την ανεξάντλητη ικανότητα και την ανεξαρτησία από την ώρα της ημέρας και την εποχή.

Οι αρνητικές πτυχές περιλαμβάνουν το γεγονός ότι τα ιαματικά νερά είναι εξαιρετικά μεταλλοποιημένα και συχνά επίσης κορεσμένα με τοξικές ενώσεις. Αυτό καθιστά αδύνατη την απόρριψη των αποβλήτων ιαματικών υδάτων σε επιφανειακά υδατικά συστήματα. Επομένως, τα λύματα πρέπει να αντλούνται ξανά στον υπόγειο υδροφόρο ορίζοντα. Επιπλέον, ορισμένοι σεισμολόγοι αντιτίθενται σε οποιαδήποτε επέμβαση στα βαθιά στρώματα της Γης, υποστηρίζοντας ότι αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει σεισμούς.

Αστραπιαία ενέργεια

Η ενέργεια της καταιγίδας είναι ένας τρόπος χρήσης ενέργειας συλλαμβάνοντας και ανακατευθύνοντας ενέργειακεραυνός στο ηλεκτρικό δίκτυο. Η Alternative Energy Holdings ανακοίνωσε στις 11 Οκτωβρίου 2006 τη δημιουργία ενός πρωτότυπου μοντέλου που μπορεί να αξιοποιήσει την ενέργεια του κεραυνού. Αστραπήείναι καθαρή ενέργεια και η χρήση της όχι μόνο θα εξαλείψει πολλούς περιβαλλοντικούς κινδύνους, αλλά θα μειώσει επίσης σημαντικά το κόστος παραγωγής ενέργειας.

Προβλήματα στην ενέργεια των κεραυνών

Οι κεραυνοί είναι μια πολύ αναξιόπιστη πηγή ενέργειας, καθώς είναι αδύνατο να προβλεφθεί εκ των προτέρων πού και πότε θα συμβεί μια καταιγίδα.

Ένα άλλο πρόβλημα με την κεραυνική ενέργεια είναι ότι μια εκκένωση κεραυνού διαρκεί ένα κλάσμα του δευτερολέπτου και, ως αποτέλεσμα, η ενέργειά της πρέπει να αποθηκευτεί πολύ γρήγορα. Αυτό θα απαιτήσει ισχυρούς και ακριβούς πυκνωτές. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν διάφορα ταλαντευτικά συστήματα με κυκλώματα δεύτερου και τρίτου τύπου, όπου το φορτίο μπορεί να προσαρμοστεί με την εσωτερική αντίσταση της γεννήτριας.

Ο κεραυνός είναι μια πολύπλοκη ηλεκτρική διαδικασία και χωρίζεται σε διάφορους τύπους: αρνητικός - συσσωρεύεται στο κάτω μέρος του νέφους και θετικός - συσσωρεύεται στο πάνω μέρος του νέφους. Αυτό πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη κατά τη δημιουργία ενός αγροκτήματος αστραπής.

Ενέργεια άμπωτων και ροών

Μια ασύγκριτα πιο ισχυρή πηγή ροών νερού είναι η άμπωτη και η ροή των παλίρροιων. Υπολογίζεται ότι η άμπωτη και η ροή της παλίρροιας θα μπορούσαν ενδεχομένως να προσφέρουν στην ανθρωπότητα περίπου 70 εκατομμύρια δισεκατομμύρια κιλοβατώρες ετησίως. Για σύγκριση: αυτή είναι περίπου η ίδια ποσότητα που μπορούν να παράγουν τα αποδεδειγμένα αποθέματα σκληρού και καφέ άνθρακα μαζί.

Έργα για παλιρροιακούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς έχουν αναπτυχθεί λεπτομερώς με όρους μηχανικής και έχουν δοκιμαστεί πειραματικά σε πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένης της χερσονήσου Κόλα. Έχει σχεδιαστεί ακόμη και μια στρατηγική για τη βέλτιστη λειτουργία του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής: να συσσωρεύεται νερό στη δεξαμενή πίσω από το φράγμα κατά τη διάρκεια της παλίρροιας και να χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν εμφανίζεται η «αιχμή κατανάλωσης» σε ενοποιημένα ενεργειακά συστήματα, μειώνοντας έτσι το φορτίο σε άλλους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.

Βιοκαύσιμο

Υγρό: βιοαιθανόλη.

Η ανάπτυξη τεχνολογιών παραγωγής βιοαιθανόλης δεύτερης γενιάς ανοίγει νέες προοπτικές στις αγορές καυσίμων που παράγονται από φθηνές βιολογικές πρώτες ύλες και, επιπλέον, επιτρέπει την επίλυση προβλημάτων διάθεσης απορριμμάτων. Η αιθανόλη που χρησιμοποιείται ως πρόσθετο προάγει την πληρέστερη καύση της βενζίνης και μειώνει τις εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα και τοξικών ουσιών κατά 30%, και τις εκπομπές πτητικών οργανικών ενώσεων κατά 25%. Έτσι η χρήση του μειώνει το ανθρωπογενές φορτίο στο περιβάλλον Το πλεονέκτημα του βιοαερίου έναντι του φυσικού αερίου είναι ότι μπορεί να παραχθεί από τοπικές πρώτες ύλες ακόμα και στον πιο απομακρυσμένο οικισμό, δηλ. καθιστά δυνατή την παροχή καυσίμων σε περιοχές που είναι δυσπρόσιτες και δαπανηρές όσον αφορά την οργάνωση της υποδομής μεταφοράς φυσικού αερίου. Επιπλέον, η παραγωγή βιοαερίου καθιστά δυνατή την επίλυση ενός σοβαρού προβλήματος για τη γεωργική και διατροφική παραγωγή διάθεσης απορριμμάτων, η επεξεργασία των οποίων, εκτός από το βιοαέριο, παράγει θερμότητα και οργανικά λιπάσματα. Επιπλέον, η χρήση βιοαερίου μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου

Στερεά: απορρίμματα ξύλου και βιομάζα (ροκανίδια, κόκκοι (σφαιρίδια καυσίμου) από ξύλο, φλοιοί, άχυρο κ.λπ., μπρικέτες καυσίμου) Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των κόκκων είναι η υψηλή και σταθερή χύδην πυκνότητα, το κανονικό σχήμα και η ομοιόμορφη συνοχή, που επιτρέπουν σχετικά εύκολη χρήση τους για θέρμανση και μεταφορά τους σε μεγάλες αποστάσεις.

Αέριο: HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7" \o "Βιοαέριο" βιοαέριο, αέριο σύνθεσης .

Το πλεονέκτημα του βιοαερίου έναντι του φυσικού αερίου είναι ότι μπορεί να παραχθεί από τοπικές πρώτες ύλες ακόμη και στην πιο απομακρυσμένη τοποθεσία, δηλ. καθιστά δυνατή την παροχή καυσίμων σε περιοχές που είναι δυσπρόσιτες και δαπανηρές όσον αφορά την οργάνωση της υποδομής μεταφοράς φυσικού αερίου. Επιπλέον, η παραγωγή βιοαερίου καθιστά δυνατή την επίλυση ενός σοβαρού προβλήματος για τη γεωργική και διατροφική παραγωγή διάθεσης απορριμμάτων, η επεξεργασία των οποίων, εκτός από το βιοαέριο, παράγει θερμότητα και οργανικά λιπάσματα. Επιπλέον, η χρήση βιοαερίου μειώνει τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.

Σελίδα 1

Κατεβάστε


Μέγεθος: 223,5 Kb

Ευσαρκία. Προβλήματα με τις απαντήσεις

Απαντήσεις σε προβλήματα παχυσαρκίας. Κάντε μια προκαταρκτική διάγνωση. Κάντε ένα σχέδιο εξέτασης. Αναφέρετε τις βασικές αρχές θεραπείας. Προκαταρκτική διάγνωση. Επιπλοκές. Σχέδιο εξέτασης και θεραπεία.

Επιστημονική γνώση

Η επιθυμία του ανθρώπου για γνώση έχει οδηγήσει στην εμφάνιση διαφόρων ειδών γνώσης. Ο μύθος, η τέχνη και η θρησκεία παρέχουν ορισμένες γνώσεις για τον κόσμο και τον άνθρωπο.

Οργανωτική βάση για τη λειτουργία αθλητικού εξοπλισμού

Δικαιώματα και νόμοι αθλητικών εγκαταστάσεων Σχεδιασμός στις δραστηριότητες αθλητικών εγκαταστάσεων Εμφάνιση και ταυτότητα αθλητικών εγκαταστάσεων Οργάνωση ασφάλειας σε αθλητικές εγκαταστάσεις Επισκόπηση αθλητικών εγκαταστάσεων Κανόνες πυρασφάλειας για αθλητικούς θαλάμους και εγκαταστάσεις Διαδικασία εντάξει προετοιμασία αθλητικών εκδηλώσεων πριν πραγματοποιώντας μαζικές αθλητικές και πολιτιστικές εκδηλώσεις επισκέψεις ειδών.

Ψυχολογία. Εκπαιδευτικό και μεθοδολογικό εγχειρίδιο

Συμβουλευτική ψυχολογία: θεωρία και πράξη. Εκπαιδευτικό και μεθοδολογικό εγχειρίδιο για φοιτητές που σπουδάζουν στην ειδικότητα «Ψυχολογία»

Όποιος έχει διαβάσει ποτέ για τις τεράστιες τάσεις και τα ρεύματα σε ένα γραμμικό κανάλι κεραυνού έχει αναρωτηθεί: είναι δυνατόν να πιάσουμε με κάποιο τρόπο αυτούς τους κεραυνούς και να τους μεταφέρουμε σε ενεργειακά δίκτυα; Για να τροφοδοτήσετε ψυγεία, λαμπτήρες, τοστιέρες και άλλα πλυντήρια ρούχων. Οι συζητήσεις για τέτοιους σταθμούς συνεχίζονται εδώ και πολλά χρόνια, αλλά είναι πιθανό τον επόμενο χρόνο να δούμε επιτέλους ένα λειτουργικό παράδειγμα «αστραπιαίου συλλέκτη».


Υπάρχουν πολλά προβλήματα εδώ. Η Lightning, δυστυχώς, είναι πολύ αναξιόπιστος προμηθευτής ηλεκτρικής ενέργειας. Είναι δύσκολο να προβλεφθεί εκ των προτέρων πού θα εκδηλωθεί καταιγίδα. Και η αναμονή της σε ένα μέρος είναι πολύς καιρός.

Επιπλέον, ο κεραυνός παράγει τάσεις της τάξης των εκατοντάδων εκατομμυρίων βολτ και ρεύματα αιχμής έως και 200 ​​κιλοαμπέρ. Για να «τρέφονται» με κεραυνούς, η ενέργειά τους πρέπει σαφώς να συσσωρευτεί κάπου εκείνα τα χιλιοστά του δευτερολέπτου που διαρκεί η κύρια φάση της εκκένωσης (ένα χτύπημα κεραυνού, που φαίνεται στιγμιαίο, στην πραγματικότητα αποτελείται από πολλές φάσεις) και στη συνέχεια αργά απελευθερώνονται στο δίκτυο, μετατρέποντας ταυτόχρονα σε τυπικά 220 volt και εναλλασσόμενο ρεύμα 50 ή 60 hertz.

Κατά τη διάρκεια μιας αστραπιαίας εκκένωσης, εμφανίζεται μια αρκετά περίπλοκη διαδικασία: Πρώτον, μια κύρια εκκένωση, που σχηματίζεται από χιονοστιβάδες ηλεκτρονίων, ορμάει από το σύννεφο στο έδαφος, τα οποία συγχωνεύονται σε εκκενώσεις, που ονομάζονται επίσης streamers. Ο ηγέτης δημιουργεί ένα θερμό ιονισμένο κανάλι μέσω του οποίου η κύρια εκκένωση κεραυνού, που σχίζεται από την επιφάνεια της Γης από ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο, τρέχει προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Επιπλέον, όλα αυτά τα στάδια μπορούν να επαναληφθούν 2, 3 ή 10 φορές - στα ίδια κλάσματα του δευτερολέπτου που διαρκεί ο κεραυνός. Φανταστείτε πόσο δύσκολο είναι να πιάσετε αυτήν την εκκένωση και να κατευθύνετε το ρεύμα στο σωστό μέρος. Όπως μπορείτε να δείτε, υπάρχουν πολλά προβλήματα. Αξίζει τότε καθόλου να ασχοληθείς με τον κεραυνό;

Εάν εγκαταστήσετε έναν τέτοιο σταθμό σε μια περιοχή όπου ο κεραυνός χτυπά πολύ πιο συχνά από το συνηθισμένο, πιθανότατα θα υπάρξει κάποιο όφελος. Μια ισχυρή καταιγίδα κεραυνών, όταν οι κεραυνοί χτυπούν συνεχώς ο ένας μετά τον άλλο, μπορεί να απελευθερώσει τόση ενέργεια που είναι αρκετή για να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε ολόκληρες τις Ηνωμένες Πολιτείες για 20 λεπτά. Φυσικά, ανεξάρτητα από το είδος του κεραυνικού σταθμού που θα βρούμε, η απόδοσή του στη μετατροπή του ρεύματος θα απέχει πολύ από 100% και, προφανώς, δεν θα είναι δυνατό να πιάσουμε όλους τους κεραυνούς που χτυπούν στην περιοχή του αγρόκτημα κεραυνών.

Οι καταιγίδες συμβαίνουν πολύ άνισα στη Γη. Οι ειδικοί που εργάζονται με τον αμερικανικό δορυφόρο μέτρησης της τροπικής καταιγίδας δημοσίευσαν μια αναφορά για ένα από τα τελευταία επιτεύγματα αυτού του δορυφόρου. Ένας παγκόσμιος χάρτης συχνοτήτων κεραυνών έχει συνταχθεί. Για παράδειγμα, στο κεντρικό τμήμα της αφρικανικής ηπείρου υπάρχει μια αρκετά μεγάλη ζώνη όπου σημειώνονται πάνω από 70 κεραυνοί ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο ετησίως!

Μέχρι στιγμής, τέτοια έργα για τη χρήση της ενέργειας των κεραυνών πραγματοποιούνται κυρίως από εφευρέτες από τις Ηνωμένες Πολιτείες. Η αμερικανική εταιρεία Alternative Energy Holdings αναφέρει ότι πρόκειται να κάνει τον κόσμο χαρούμενο με ένα φιλικό προς το περιβάλλον εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας που παράγει ρεύμα σε γελοία τιμή 0,005 $ ανά κιλοβατώρα. Σε διαφορετικούς χρόνους, διαφορετικοί εφευρέτες πρότειναν τις πιο ασυνήθιστες συσκευές αποθήκευσης - από υπόγειες δεξαμενές με μέταλλο που θα έλιωναν από τον κεραυνό που χτυπούσε το αλεξικέραυνο και θα ζέστανε το νερό, του οποίου ο ατμός θα περιστρεφόταν τον στρόβιλο, έως τους ηλεκτρολύτες που αποσυνθέτουν το νερό σε οξυγόνο και υδρογόνο με εκκενώσεις κεραυνού . Αλλά η πιθανή επιτυχία έγκειται σε απλούστερα συστήματα.

Η Alternative Energy Holdings λέει ότι θα κατασκευάσει το πρώτο λειτουργικό πρωτότυπο ενός τέτοιου εργοστασίου, ικανό να αποθηκεύει ενέργεια κεραυνού, ήδη από το 2007. Η εταιρεία σκοπεύει να δοκιμάσει την εγκατάστασή της κατά τη διάρκεια της σεζόν με καταιγίδες του επόμενου έτους, σε ένα από τα σημεία όπου οι κεραυνοί χτυπούν πιο συχνά από το συνηθισμένο. Ταυτόχρονα, οι προγραμματιστές της συσκευής αποθήκευσης πιστεύουν αισιόδοξα ότι το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας «κεραυνός» θα πληρώσει για τον εαυτό του σε 4-7 χρόνια.

http://www.membrana.ru/




Το ήξερες?

Μάτι και φωτόνια

Μπορείτε να ελέγξετε μόνοι σας την ευαισθησία του αμφιβληστροειδούς επαναλαμβάνοντας ένα απλό πείραμα που είχε πραγματοποιήσει κάποτε ο διάσημος Σοβιετικός επιστήμονας S.I. Vavilov.

Μεταξύ μιας συνηθισμένης λάμπας πυρακτώσεως και του σημείου παρατήρησής σας, εγκαταστήστε ένα στροβοσκόπιο - έναν δίσκο από χαρτόνι με διάμετρο 15-20 cm, με τομέα αποκοπής 60 μοιρών, τοποθετημένο σε άξονα. Τώρα, περιστρέφοντας τον στροβοσκοπικό δίσκο με ταχύτητα περίπου μίας περιστροφής ανά δευτερόλεπτο, κοιτάξτε τη λάμπα με το ένα μάτι μέσα από το δίσκο.

Αυτό θα συμβεί: περιστρέφοντας, ο δίσκος θα αρχίσει να μετρά τις αναλογίες φωτός για το μάτι. Ο λαμπτήρας λάμπει ανομοιόμορφα, δηλαδή η έξοδος φωτός του πάλλεται, αλλά επειδή ο δίσκος περιστρέφεται σχετικά αργά, οι αναλογίες φωτός θα διαφέρουν μεταξύ τους κατά λίγα μόνο φωτόνια. Και αυτή η διαφορά, προσβάσιμη μόνο στα πιο ακριβή όργανα, μπορεί εύκολα να εντοπιστεί από το μάτι σας - αν κοιτάξετε προσεκτικά, θα δείτε έναν αχνό παλμό φωτός! Είναι ευκολότερο να πραγματοποιήσετε αυτό το πείραμα εάν τοποθετήσετε ένα άλλο πάνω από τη λάμπα "μέτρησης" - μια αναφορά. Το φως του θα σας βοηθήσει να συγκεντρωθείτε.