지구상의 에너지원. 에너지원의 종류와 용도
200년 전 열을 측정하는 시스템은 열 에너지가 저장되어 어디에서나 사라지지 않고 한 곳에서 다른 곳으로만 움직인다는 생각에 기초했습니다. 우리는 여전히 다음 규칙을 사용합니다. 열의 양을 측정하기 위해 강제로 열을 가해 봅시다 ...
에너지의 종류 - 인류에게 알려진 에너지의 종류
"에너지"의 개념은 다양한 형태의 물질 운동 측정 및 한 형태에서 다른 형태로의 물질 운동 전이의 측정으로 정의됩니다. 따라서 에너지의 종류와 종류는 물질의 운동 형태에 따라 구별됩니다. 작은 남자는 다양한 유형의 에너지를 취급합니다. 사실, 전체 기술 프로세스는 일부 유형의 에너지를 다른 유형의 에너지로 변환하는 것입니다. 기술 경로를 통과하는 과정에서 에너지는 한 유형에서 다른 유형으로 반복적으로 변환되어 환경의 손실 및 소산으로 인해 유용량이 감소합니다.오늘날 알려진 에너지의 유형
- 기계
- 전기 같은
- 화학적 인
- 열의
- 야광(빛나는)
- 핵(원자)
- 열핵(융합)
"에너지"라는 단어의 정의와 관련된 물리적 개념
그러나 "에너지"라는 단어의 정의와 관련된 실제 물리적 개념으로 돌아갑니다. 위에 나열된 유형의 에너지는 인간에게 알려져 있으며 문명의 역사를 통해 인간에 의해 사용되었습니다. 유일한 예외는 20 세기 초에만 얻은 원자 붕괴 에너지입니다. 그래서 우리는 여전히 기계 에너지를 사용하고, 자전거를 타고, 진자 시계를 사용하고, 크레인으로 짐을 들어 올리고 내립니다. 전기 에너지는 번개와 정전기의 형태로 고대부터 우리에게 친숙했습니다. 그러나 이러한 유형의 에너지는 볼타 기둥이 발명된 19세기 이후로 널리 사용되기 시작했습니다. 그러나 고대에도 사람들은 모든 곳이 아니었지만 이러한 유형의 에너지를 알고 사용했습니다. 고대 이집트의 장신구와 종교적인 물건이 알려져 있으며, 전기분해를 통해서만 코팅이 가능합니다. - 아마도 고대와 오늘날 모두에서 가장 광범위하고 널리 사용되는 형태의 에너지일 것입니다. 화재, 석탄, 버너, 성냥 및 연소와 관련된 기타 많은 물체는 유기물과 산소의 화학적 상호 작용 에너지를 기반으로 합니다. 오늘날 하이테크 "연소"는 and, in and에서 수행됩니다. 그러나 터빈이나 내연기관과 같은 장치는 원자재(화학적 에너지)와 최종 제품(전기에너지) 사이에 나쁜 매개체가 있다. 불행히도 효율성은 열 기관의 규모는 작고 재료가 아니라 이론에 의해 제한이 부과됩니다. 한도는 40%입니다. 인체와 모든 동물은 화학 상호 작용, 화학 에너지를 기반으로 행동합니다. 우리가 식물을 먹을 때 우리는 태양 에너지의 흡수를 통해 형성된 화학 결합의 에너지를 식물로부터 얻습니다. 즉, 간접적으로 지구상의 모든 생명체가 태양 에너지를 먹듯이 사람도 태양 에너지를 먹습니다. 태양은 우리 행성에 생명체가 없을 에너지입니다. 원자 및 열핵 에너지를 제외한 거의 모든 유형의 에너지는 복사 태양 에너지와 관련하여 2차 에너지로 간주될 수 있습니다. 썰물과 흐름의 기계적 에너지와 지열원의 열 에너지도 태양 복사와 관련이 없습니다.열핵 에너지는 우리의 중심 발광체인 태양의 작업을 뒷받침합니다.
이것은 태양 에너지가 차례로 태양 내부에서 방출된 핵융합 에너지의 산물임을 의미합니다. 따라서 지구에서 우리가 사용하는 에너지 유형의 압도적인 대다수는 열핵융합 에너지 형태의 1차 전구를 가지고 있습니다. 원자력 또는 원자력 에너지는 "표준" 자연 에너지 회전율을 벗어나는 유일한 유형의 에너지입니다. 인간이 출현하기 전에 자연은 (드문 경우를 제외하고) 엄청난 에너지의 방출과 함께 원자핵의 질량점 붕괴 과정을 알지 못했습니다. 예외는 아프리카의 천연 "원자 원자로"입니다. 우라늄 광석의 매장지는 주변 암석의 가열과 함께 원자 붕괴 반응이 일어나는 곳입니다. 그러나 자연에서 원자 붕괴는 수백만 년 동안 지속됩니다. 우라늄과 플루토늄의 반감기가 매우 길기 때문입니다. 우라늄과 플루토늄 외에 다른 많은 원자들도 원자 붕괴의 대상이 되지만 일반적으로 단위 시간당 이러한 과정은 주변 물질에 큰 변화를 일으키지 않습니다. 인간은 행성의 에너지 균형, 폭탄 폭발, 원자력 발전소 건설, 석유, 가스 및 석탄 연소에 자신의 변화를 만들었습니다. 물론 유사한 과정이 인간보다 먼저 발생했지만 수백만 년에 걸쳐 확장되었습니다. 운석이 떨어지고, 숲이 불타고, 이산화탄소가 세계 대양의 늪과 지층에서 방출되고, 우라늄이 붕괴되었습니다. 그러나 천천히 - 단위 시간당 소량으로.대체 소스
오늘날 대체 유형의 에너지와 대체 에너지가 활발히 개발되고 있습니다. 그러나이 단어 자체에는 이미 "에너지"라는 단어에 대한 잘못된 태도가 있습니다. 에너지원을 "대안"이라고 부르는 것은 석탄, 석유 및 가스와 같은 "전통적인" 공급원과 대조됩니다. 그리고 이것은 이해할 수 있습니다. 그러나 우리가 "대체 에너지"라고 말할 때 우리는 말도 안되는 소리를 하고 있습니다. 왜냐하면 우리의 욕망 외부에 다른 유형의 에너지가 존재하기 때문입니다. 그리고 대체 풍력 에너지가 무엇인지 명확하지 않습니다. 단지 존재하기 때문입니다. 또는 우리 별의 대체 태양 에너지 및 열핵 에너지. 어쨌든 우리는 그것을 사용하고 그것에 대한 대안이 없기 때문에 그것을 대안이라고 부르는 것이 이상합니다. 앞으로 천 년 동안 우리는 태양 에너지를 사용하지 않을 것입니다. 왜냐하면 지구의 전체 생태계가 태양 에너지를 기반으로 하기 때문입니다. 유사하게, "비전통적인 형태의 에너지", "재생 가능한 형태의 에너지" 또는 "청정한 형태의 에너지"라는 단어는 이상하게 보입니다. 어떤 종류의 에너지가 전통적입니까? 어떻게 하나 또는 다른 유형의 에너지가 재생될 수 있습니까? 그리고 생태학적 청결을 위해 에너지를 확인하는 방법은 무엇입니까? '전통', '재생가능성', '환경친화성'이 더 합리적이고 맞는 표현입니다. 그러면 모든 것이 즉시 명확하고 이해할 수 있습니다. 그런 다음 인과 관계를 간소화하면 검색을 시작할 수 있습니다. 틀에 얽매이지 않는 에너지원은 자연과 주변 세계를 연구하면 쉽게 찾을 수 있습니다. 여기에서 난방을 위한 분뇨와 건초, 근력을 사용하는 발전기를 찾을 수 있습니다.재생 가능 에너지원은 자연 과정의 환경에서만 찾아야 합니다.
그러한 과정은 그리 많지 않으며 모두 지구, 물, 공기와 같은 행성의 물질 이동 및 살아있는 유기체의 활동과 관련이 있습니다. 엄밀히 말하면 우리의 주요 "배터리"인 태양의 수명이 제한되어 있기 때문에 재생 가능한 에너지원이 없습니다. 그리고 환경 친화적 인 자원을 찾기 위해서는 먼저 환경 친화적 인 기준을 명확하게 정의해야합니다. 왜냐하면 실제로 지구의 에너지 균형에 대한 인간의 개입은 환경을 손상시키기 때문입니다. 엄밀히 말하면 환경 친화적 인 에너지 원은 어떤 경우에도 환경에 영향을 미치기 때문에 존재할 수 없습니다. 우리는 이 영향을 최소화하거나 보상할 수 있습니다. 동시에 모든 보상 효과는 글로벌 분석 예측 모델의 틀 내에서 이루어져야 합니다.태양은 지구의 삶에서 예외적인 역할을 합니다. 우리 행성의 전체 유기 세계는 그 존재를 태양에 빚지고 있습니다. 태양은 빛과 열의 원천일 뿐만 아니라 많은 다른 유형의 에너지(석유, 석탄, 물, 바람의 에너지)의 원천이기도 합니다.
태양 상수 - 공간에서 태양 광선에 수직으로 배치된 1제곱미터 표면에 도달하는 태양 에너지의 양.
태양은 우리의 별입니다. 태양을 연구하면서 우리는 다른 별에서 일어나는 많은 현상과 과정에 대해 배우며 별과 우리를 분리시키는 엄청난 거리로 인해 직접 관찰할 수 없습니다.
태양은 지구상의 주요 에너지원이며 석탄, 석유, 가스, 풍력 및 낙수 에너지, 전기 에너지의 매장량과 같은 지구의 다른 에너지 자원의 대부분을 생성한 근본 원인입니다.
주로 복사에너지의 형태로 방출되는 태양의 에너지는 상상조차 하기 어려울 정도로 크다. 이 에너지의 20억분의 1만이 지구로 온다는 말이면 충분하지만, 그 양은 약 2.5 * 10 18 cal/min입니다. 이에 비해 외부(달, 별, 우주선의 복사) 및 내부(지구의 내부 열, 방사성 복사, 석탄, 석유 매장량 등)의 다른 모든 에너지원은 무시할 수 있습니다.
태양은 우리에게 가장 가까운 별이며 지름이 지구 지름의 약 109배이고 부피가 지구 부피의 약 100만 3000배인 거대한 빛나는 가스 공입니다. 태양의 평균 밀도는 우리 행성의 약 0.25배입니다.
태양은 고체가 아니라 기체 구이므로 조건부로 크기에 대해 이야기해야 합니다. 즉, 지구에서 볼 수 있는 태양 디스크의 크기를 의미합니다.
태양의 내부는 보이지 않습니다. 그것은 거대한 차원의 원자 가마솥의 일종으로, 약 1000억 기압의 압력에서 복잡한 핵 반응이 일어나는 동안 수소가 헬륨으로 변환됩니다. 그들은 태양 에너지의 원천입니다. 태양 내부의 온도는 약 1600만도로 추산된다.
트로피컬 체인. 기본 개념, 요소.
1. "먹이 사슬", "영양 수준", "소비자"라는 개념의 정의.생태계 내에서 에너지를 포함하는 유기물은 독립영양생물에 의해 생성되며 종속영양생물의 먹이(물질과 에너지의 원천) 역할을 합니다. 예: 동물은 식물을 먹고, 이 동물은 차례로 다른 동물이 먹을 수 있으며 에너지는 여러 유기체를 통해 전달될 수도 있습니다. 각 유기체는 이전 유기체를 먹고 원료와 에너지를 공급합니다. 이 시퀀스를 먹이 사슬및 각 링크 - 영양 수준(그리스 트로피 - 음식). 소비: 1차 - 1차 생산자에 대한 피드, 즉 그들은 초식 동물입니다. 이차 단점. - 초식 동물을 먹으므로 육식 동물이며 세 번째 단점입니다. 두 번째 순서.
2 ... 생태계에서 생물분열을 구성하는 살아있는 유기체는 물질과 에너지의 동화 특이성 측면에서 동일하지 않습니다. 식물과 박테리아와 달리 동물은 광합성 반응과 화학합성 반응을 할 수 없지만 광합성과 화학합성에 의해 생성된 유기물을 통해 간접적으로 태양 에너지를 사용해야 합니다. 따라서 한 유기체에서 다른 유기체로의 물질 및 등가 에너지의 순차적 전달 사슬, 또는 소위 영양 사슬 (그리스어 "트로피"에서 - 나는 먹이)이 생물세에서 형성됩니다.
식물은 매개체 없이 몸을 만들기 때문에 자가 영양 또는 독립 영양 식물이라고 합니다. 독립 영양 동물이기 때문에 무기물에서 1 차 유기물을 생성하고 생산자입니다. 미네랄 성분으로 자체 물질을 만들 수 없는 유기체는 독립영양생물이 만들어낸 유기체를 먹어서 사용합니다. 그들은 종속 영양 생물이라고 불리며 "다른 사람들이 먹인 것"과 소비자 (라틴어 "consumo"에서 - 나는 소비 함)를 의미합니다. 육식 동물은 특정 아미노산 세트가 있는 동물성 단백질을 사용합니다. 그들은 또한 소비자이지만 초식 동물과 달리 2차 또는 2차 소비자입니다. 그러나 이것이 2 차 소비자가 3 차 소비자 등의 음식 공급원이 될 수 있기 때문에 이것이 영양 사슬의 끝이 아닙니다. 그러나 한 영양 사슬에는 에너지 소산으로 인해 5 차 이상의 소비자가 없습니다.
먹이를 주는 과정에서 "폐기물"은 모든 영양 수준에서 나타납니다. 녹색 식물은 매년 잎의 일부 또는 전부를 떨어뜨립니다. 어떤 이유로든 유기체의 상당 부분이 끊임없이 죽어갑니다. 궁극적으로 어떤 식으로든 생성된 유기물은 부분적으로 또는 완전히 대체되어야 합니다. 이 교체는 영양 사슬의 특수 연결인 감속기(라틴어 "reducio"에서 - return)로 인해 발생합니다. 이러한 유기체 - 주로 박테리아, 곰팡이, 원생 동물, 작은 무척추 동물 -은 중요한 활동 과정에서 생산자와 소비자의 모든 영양 수준의 유기 잔류 물을 광물 물질로 분해합니다. 분해자의 호흡 과정에서 방출된 이산화탄소와 무기질은 다시 생산자에게 돌아간다.
다른 영양 사슬은 차례로 공통 링크로 상호 연결되어 영양 웹이라는 매우 복잡한 시스템을 형성합니다.
생물 지세 증의 영양 사슬은 동시에 에너지 사슬입니다. 생산자로부터 다른 모든 링크로의 태양 에너지 이전의 순차적인 흐름. 생태계를 통한 에너지 흐름은 여러 지점에서 측정할 수 있으므로 광합성 중에 형성된 유기물에 얼마나 많은 태양 에너지가 포함되어 있는지 확인할 수 있습니다. 초식 동물이 사용할 수 있는 식물 재료에 포함된 에너지의 양; 초식 동물이 그것을 먹기 전에 얼마나 많은 에너지를 초식 동물이 사용할 수 있는지 등등. 한 영양 수준에서 다른 영양 수준으로.
또는 그 창자에서. 예를 들어, 많은 저개발국에서는 난방과 조명을 위해 나무를 태우고 선진국에서는 다양한 화석 연료를 태워 전기를 생산합니다. 화석 연료는 재생 불가능한 에너지원입니다. 그들의 매장량을 복구하는 것은 불가능합니다. 과학자들은 이제 고갈되지 않는 에너지원을 사용할 가능성을 탐색하고 있습니다.
화석 연료
석탄과 가스는 수백만 년 전에 지구에 살았던 고대 동식물의 잔해에서 형성된 재생 불가능한 에너지원입니다(자세한 내용은 "" 기사 참조). 이 연료를 채굴하고 태워 전기를 생산합니다. 그러나 화석 연료의 사용은 심각한 문제를 야기합니다. 현재 소비율로 알려진 석유 및 가스 매장량은 향후 50년 동안 고갈될 것입니다. 석탄 매장량은 250년 동안 지속되며 이러한 연료가 연소될 때 가스가 형성되고 그 영향으로 온실 효과가 발생하고 산성비가 내립니다.
재생 가능한 에너지원
인구가 증가함에 따라(기사 ""참조) 사람들은 점점 더 많은 에너지를 필요로 하고 많은 국가에서 태양, 풍력 등 재생 가능한 에너지원의 사용으로 전환하고 있습니다. 사용에 대한 아이디어는 환경 친화적 인 소스이기 때문에 사용이 환경에 해를 끼치 지 않기 때문에 매우 인기가 있습니다.
수력 발전소
물의 에너지는 수세기 동안 사용되어 왔습니다. 다양한 용도로 사용되는 수차. 오늘날에는 거대한 댐과 저수지가 건설되었으며 물은 전기를 생산하는 데 사용됩니다. 강의 흐름은 터빈의 바퀴를 돌려 물의 에너지를 전기로 변환합니다. 터빈은 전기를 생성하는 발전기에 연결됩니다.
지구는 엄청난 양을 받습니다. 현대 기술을 통해 과학자들은 태양 에너지를 사용하는 새로운 방법을 개발할 수 있습니다. 캘리포니아 사막에 세계 최대의 태양광 발전소가 건설되었습니다. 2,000가구의 에너지 수요를 완전히 충족합니다. 거울은 태양 광선을 반사하여 중앙 온수 보일러로 보냅니다. 그 안의 물은 끓어 증기로 변하고 발전기에 연결된 터빈을 회전시킵니다.
풍력 에너지는 수천 년 동안 인간에 의해 사용되었습니다. 바람이 돛을 날려 방앗간을 돌렸습니다. 풍력 에너지를 사용하기 위해 전기 생성 및 기타 목적을 위해 설계된 다양한 장치가 만들어졌습니다. 바람은 발전기에 연결된 터빈의 축을 구동하는 풍차의 날개를 회전시킵니다.
원자 에너지 - 물질의 가장 작은 입자가 붕괴하는 동안 방출되는 열 에너지 -. 원자력을 얻기 위한 주요 연료는 지각에 포함되어 있습니다. 많은 사람들이 원자력을 미래의 에너지로 생각하지만 실제 적용은 여러 가지 심각한 문제를 야기합니다. 원자력 발전소는 유독 가스를 방출하지 않지만이 연료가 방사성이기 때문에 많은 어려움을 일으킬 수 있습니다. 그것은 모든 것을 죽이는 방사선을 방출합니다. 방사선이 토양으로 들어가거나 들어가면 치명적인 결과를 초래합니다.
원자로 사고와 방사성 물질의 대기 방출은 큰 위험을 초래합니다. 1986년에 발생한 체르노빌(우크라이나) 원자력 발전소 사고로 많은 사람들이 사망하고 광대한 영토가 오염되었습니다. 방사성 폐기물은 수천 년 동안 모든 생물을 위협해 왔습니다. 보통은 해저에 묻히지 않고 지하에 깊이 묻히는 경우가 많다.
기타 재생 가능 에너지원
미래에 사람들은 다양한 천연 에너지원을 사용할 수 있게 될 것입니다. 예를 들어, 화산 지역에서는 지열 에너지(지구 내부의 열)를 이용하는 기술이 개발되고 있습니다. 또 다른 에너지원은 폐기물 부패로 인한 바이오가스입니다. 가정 난방 및 물 난방에 사용할 수 있습니다. 조력 발전소는 이미 만들어졌습니다. 댐은 종종 하구(강어귀)를 가로질러 세워집니다. 밀물과 썰물에 의해 구동되는 특수 터빈은 전기를 생성합니다.
Savonia 로터를 만드는 방법:
Savonia 로터는 아시아와 아프리카의 농부들이 관개용 물을 공급하는 데 사용하는 메커니즘입니다. 나만의 로터를 만들려면 압정 여러 개, 큰 플라스틱 병, 뚜껑, 스페이서 2개, 길이 1m, 두께 5mm 막대, 금속 링 2개가 필요합니다.
그것을 하는 방법:
1. 칼날을 만들려면 병의 윗부분을 자르고 세로로 반으로 자릅니다.
2. 압정을 사용하여 병 반쪽을 캡에 부착합니다. 버튼을 다룰 때 주의하십시오.
3. 개스킷을 덮개에 붙이고 막대를 삽입하십시오.
4. 링을 나무 받침대에 나사로 고정하고 로터를 바람에 눕힙니다. 로드를 링에 삽입하고 로터의 회전을 확인합니다. 병 절반의 최적 위치를 선택한 후 내구성 있는 발수성 접착제로 뚜껑에 붙입니다.
페이지 1
인간이 사용하는 주요 에너지원.
독립 영양 생물이 사용하는 주요 에너지원은 태양입니다. 비유적으로 말해서, 독립영양생물은 생물권의 가장입니다. 그들은 스스로를 먹일 뿐만 아니라 (자신의 몸으로) 다른 사람들도 먹입니다. 따라서 그들은 생산자라고 불립니다. 그들에 의해 생성 된 바이오 매스를 1 차라고합니다.
정유소의 주요 에너지원은 열, 증기 및 전기입니다. 모든 유형의 에너지를 얻으려면 처리 된 오일의 최대 6 %가 소비되고이 양의 절반은 화력 발전소에서, 다른 하나는 기술 장치의 튜브 용광로에서 연소됩니다. 이와 관련하여 석유 및 가스 정제의 가장 중요한 문제 중 하나는 모든 기술 프로세스의 기술적 및 경제적 효율성을 높이는 것입니다.
| 일부 레이저의 방출선 | 대기에 약하거나 적당히 흡수되는 일부 레이저의 방출선. |
생물권에서 발생하는 모든 과정의 주요 에너지원은 태양 복사입니다. 지구를 둘러싼 대기는 주로 지구 표면에 도달하는 태양의 단파 복사를 약하게 흡수합니다. 태양 복사의 일부는 대기에 의해 흡수되고 산란됩니다. 입사 태양 복사의 흡수는 대기 중의 오존, 이산화탄소, 수증기, 에어로졸의 존재로 인한 것입니다.
ATP(아데노신삼인산)에 저장된 주요 에너지원은 포도당입니다. 세포에서 포도당은 효소 시스템의 도움으로 먼저 두 분자의 젖산 CH3CH(OH) COOH로 무산소 분열을 겪습니다. 해당 과정에서 포도당 한 분자가 분해되는 동안 방출된 에너지는 새로 형성된 두 개의 ATP 분자에 축적됩니다. ATP는 필요에 따라 가수분해되어 아데노신이인산(ADP)과 인산으로 분해되어 약 10kcal의 열에너지를 방출합니다. 젖산은 이산화탄소와 수소에 대한 연속적인 산화환원 반응에서 더 많은 산소 분해를 겪으며, 이는 차례로 대기 산소에 의해 물로 산화됩니다. 이 경우 방출된 에너지는 ATP 재생, 즉 ADP에 세 번째 인산 잔기를 추가하는 데 사용됩니다. 두 개의 젖산 분자가 완전히 절단된 결과 ADP에서 36개의 ATP 분자를 합성하기에 충분한 에너지가 방출됩니다.
지구의 주요 에너지원은 태양입니다.
산업에서 소비하는 주요 에너지원은 화석 연료와 그 가공 제품, 물 에너지, 바이오매스 및 원자력 연료입니다. 바람, 태양, 조수, 지열 에너지의 에너지는 훨씬 덜 사용됩니다. 주요 연료 종류의 세계 매장량은 화석 석탄 1 12 - 10 13 톤, 석유 7 4 - 10 11 톤 및 천연 가스 6 3 - 10 11 톤을 포함한 표준 연료의 1 28 - 1013 톤으로 추정됩니다. .
질화 공정에서 주요 에너지원(열)은 총 에너지 투입량의 96%를 제공하는 질화 반응입니다. 퍼니스 가열 중에 공급되는 전력은 총 에너지 투입량의 2~3%에 불과합니다.
지구로 오는 주요 에너지원은 태양입니다. 태양 복사는 태양의 상층에 있는 물질과의 강한 상호 작용의 결과로 형성되며 그와 평형을 이룹니다. 태양의 전자기 복사는 Stefan-Boltzmann 법칙에 의해 결정되는 에너지와 Wien의 법칙에 의해 결정되는 스펙트럼의 두 가지 온도로 특징지을 수 있습니다. 평형 복사의 경우 이러한 온도는 동일합니다. 에너지와 스펙트럼 온도의 차이는 비평형 복사의 지표 역할을 할 수 있습니다. 태양 표면에서 멀어질수록 에너지 온도는 낮아지지만 스펙트럼 온도는 변하지 않습니다. 따라서 방사선의 비평형은 태양으로부터의 거리에 따라 증가합니다. 따라서 태양으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 비평형 조건에서 발생하는 자기 조직화 과정에 더 유리한 조건이 만들어집니다. 반면에 형성되는 시스템의 복잡성은 온도에 따라 다릅니다. 태양으로부터의 거리가 멀어짐에 따라 온도가 떨어지므로 최대 복잡성 시스템의 형성이 가능한 최적의 거리가 있습니다. 시스템의 자기 조직화 수준은 평형 상태로부터의 편차 정도와 복잡성 수준에 의해 결정됩니다. 태양계에서 이러한 매개변수의 가장 최적의 조합은 지구 궤도에 해당하는 거리에서 관찰됩니다. 따라서 태양계에서는 지구에서 가장 높은 수준의 자기 조직화가 가능합니다.
저수지의 주요 에너지원은 가장자리 수압, 바닥 수압, 가스 및 가스 캡입니다. 용액으로부터 기체가 분리되는 순간에 오일에 용해된 기체의 압력; 중력; 형성의 탄력성 및 오일, 물 및 가스로 포화시킵니다. 이러한 힘은 개별적으로 또는 함께 나타날 수 있습니다.
저수지의 주요 에너지 원은 가장자리 물의 압력, 바닥 물, 가스 캡의 가스, 용액에서 가스가 분리되는 순간 오일에 용해 된 가스의 압력, 중력, 탄성 저수지와 기름, 물 및 가스를 포화시킵니다. 이러한 힘은 개별적으로 또는 함께 나타날 수 있습니다. 따라서 오일 베어링 지층의 에너지 자원은 그 안에 존재하는 압력이 특징입니다. 압력이 높을수록 더 크고 다른 조건이 동일하면 에너지 매장량과 오일 저장고를 더 많이 사용할 수 있습니다.
산업, 농업 및 기타 국가 경제 부문의 주요 에너지원은 연료입니다. 연료는 물리적 상태에 따라 고체, 액체 및 기체로 나뉩니다.
인류의 주요 에너지원은 사람의 근력과 가축의 힘이었고 가축의 나무와 똥은 집을 데우고 음식을 준비하는 데 사용되었습니다. 그러나 나무와 숯의 비율이 높았고 여전히 인간과 동물의 근력이 사용되었습니다.
오늘날 소비되는 에너지의 원천은 결코 고갈되지 않습니다. 이와 관련하여 50년 또는 100년 후에 내일부터 에너지를 어디서 얻을 것인지 진지하게 생각해 볼 가치가 있습니다. 에너지는 난방, 조명, 운송입니다. 이들은 산업 및 농산물입니다. 세계의 인구는 증가하고 있습니다. 오늘날 기아로 고통받는 수억 명의 사람들이 이 상태에서 벗어나기를 원하고 원하며 그렇게 할 권리가 있습니다. 그러나이 모든 것은 시간, 노력, 돈뿐만 아니라 충분한 양의 에너지가 필요합니다.
UN Statistical Review는 세계 에너지 자원의 추정치를 발표했습니다. 기존의 에너지 수요 증가로 인해 대략적으로 다음과 같은 충분한 광물 매장량이 있는 것으로 나타났습니다.
- 석탄 최대 2500;
- 2100년까지 기름;
- 2035년까지 천연가스
그러나 통계는 원자재 자원에 대한 모든 것을 말해주지 않습니다. 예를 들어, 석유 추출, 저장 및 운송은 석탄 추출 및 운송보다 쉽습니다. 또한 다양한 등급의 오일이 있습니다. 일부 유전의 오일에는 제거해야 하는 유해한 불순물이 포함되어 있지 않습니다. 다른 사람의 기름 - 값 비싼 정제가 필요합니다. 본토의 우물에서 기름을 추출하는 것은 더 쉬운 반면 해저에서 추출하는 것은 더 어렵고 비용이 많이 듭니다. 그러나 바다에서는 비교적 얕은 연안 지역에서 많은 풍부한 퇴적물이 발견되었습니다.
원자력과 수력의 두 가지 다른 유형의 에너지가 있습니다. 에너지 수요를 충족시키는 어려운 문제를 해결하기 위해 이러한 유형의 에너지를 사용하는 것은 과학 기술 발전 수준과 관련이 있습니다. 수력 발전 자원은 실질적으로 고갈되지 않지만 물이 제공할 수 있는 에너지의 양은 기술적 장벽에 의해 제한됩니다. 에너지 목적으로 해류를 사용할 수 있다면 에너지 수요를 충족시키는 데 수력 발전의 비중이 훨씬 더 높을 것입니다.
원자력의 경우도 마찬가지다. 우라늄의 방사성 붕괴가 에너지원 역할을 하는 이전 설계의 원자력 발전소는 탐사된 우라늄 매장량이 금세기 중반까지만 지속되기 때문에 문제를 해결하지 못할 것입니다. 원자력의 훨씬 더 중요한 문제는 사람과 환경에 대한 안전을 보장하는 것입니다. 불행히도 국제 사회는 아직 이 중요한 산업의 발전에 있어 단일한 전략적 방향을 찾지 못했습니다.
인류가 사용하는 에너지원은 극히 적습니다. 이것은 주로 태양 에너지에 적용됩니다.
태양으로부터 지구는 우리 수요보다 약 170,000배 많은 엄청난 양을 받습니다. 태양이 비추는 지구의 1제곱미터는 약 1킬로와트의 에너지를 받습니다. 수백 평방 킬로미터의 사막이 충분히 효율적인 태양 에너지 변환기로 덮여 있다면, 그것은 크고 고도로 발달된 국가의 수요를 완전히 충족시키기에 충분할 것입니다.
태양 에너지 사용의 제한 요소는 아직 해결되지 않은 두 가지 문제입니다. 우선 이 에너지가 끊임없이 유입되는 것은 아니다. 두 번째 문제는 태양 에너지의 확산입니다. 그리고 꽤 많은 양이지만, 개별 장소에서 얻을 수 있는 에너지의 양이 매우 적어서 널리 사용할 수 있습니다. 따라서 이 에너지를 어떻게든 모아서 더 집중적으로 사용하기에 적합하게 만들어야 합니다.
주로 미국, 호주, 프랑스 및 일본과 같이 일년 내내 맑은 날이 많은 지역이 있는 국가에서는 태양열 온수 난방 시스템이 일상적인 가정에서 오랫동안 사용되어 왔습니다. 그들의 검은색 특수 온수 가열판은 집 지붕에서 볼 수 있습니다.
마찬가지로 태양 에너지는 더운 나라에서 없이는 수행하기 어려운 에어컨 장치에 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 이 태양열 발전 장치는 매우 잘 작동합니다. 밖이 더 뜨거울수록 방은 더 시원해집니다. 태양열 조리기, 해수 담수화 장치 및 기타 태양열 동력 장치는 더 이상 환상이 아니지만 아직 양산되지는 않았습니다.
가장 유망한 방향은 태양 에너지를 기존의 전기 에너지로 직접 변환하는 것입니다. 이를 위해 태양 전지가 사용됩니다. 그들의 주요 장점은 디자인에 움직이는 부품과 메커니즘이 없으며 아무것도 흐르지 않고 타지 않으며 실제로 마모되지 않는다는 것입니다. 다음과 같은 경우 가장 편리한 형태로 무료(결국 태양은 전기를 충전하지 않음) 에너지를 얻는 이상적인 방법이 될 것입니다.
첫째, 태양 전지가 지금보다 저렴하고 둘째, 24시간 내내 태양 광선을 "잡는" 것이 가능하다면. 이 경우에만 거대한 "태양 전지 농장"이 흐린 날과 밤에 전류를 공급할 것입니다.
이 모든 문제의 해결책은 물론 매우 어렵지만 가능합니다. 기술의 발전과 향상된 산업 생산 덕분에 태양 전지는 더 저렴해질 수 있으며 거대한 "농장"을 지상에 설치할 필요가 없습니다. 일부 과학자와 엔지니어, 이러한 문제에 대한 전문가가 제안한 프로젝트는 공상 과학 이야기와 비슷하지만 우리가 생각하는 것보다 훨씬 일찍 구현될 가능성이 있습니다.
이 프로젝트 중 하나에 따르면 "태양 전지 분야"는 적도면에서 지구 표면 위 약 35,000km 고도에 위치한 위성의 표면을 덮고 자전 방향으로 지구 주위를 회전해야 합니다 24시간 안에. 즉, 그러한 위성은 지구 위에 움직이지 않는 위치에있는 것처럼 보입니다. 위성의 변환기는 3,000~20,000메가와트의 용량을 가질 수 있습니다. 매우 높은 주파수의 빔을 사용하여 전기를 지구로 보낼 수 있습니다. 이 에너지를 산업용 전류로 변환하고 전달하는 것은 이미 훨씬 덜 복잡합니다.
한때 노벨상 수상자이자 소련의 학자이자 과학자인 NN Semenov가 발표한 또 다른 프로젝트에 따르면 이러한 거대한 태양 전지 장은 달에 배치될 수 있으며 그 결과 에너지는 레이저 빔을 사용하여 지구로 보내질 수 있습니다.
다른 러시아 엔지니어 그룹은 해당 고도에 존재하는 일정한 속도의 기류를 사용하여 지구 표면 위 10km 고도에 풍력 발전 단지를 찾을 것을 제안했습니다. 강력하고 유연한 합성 섬유 케이블로 지상에 고정된 풍선을 사용하여 이러한 발전소를 공중으로 들어 올리는 것이 제안되었습니다.
언뜻 보기에 이 모든 프로젝트가 완전히 믿을 수 없을 정도로 보일 수 있습니다. 그러나 기술의 역사는 다양한 발명이 풍부하여 처음에는 완전히 믿을 수 없을 정도로 보였으나 나중에는 구현하기 어려웠다가 제한된 규모로 구현되었으며 마침내 광범위한 적용을 발견하여 모든 사람에게 매우 분명해졌습니다.
상대적으로 제한된 규모의 아이슬란드 주민들이 아파트 난방을 위해 간헐천에서 나오는 뜨거운 물을 사용한다면, 에너지 수요를 위해 거대한 지하 온수 풀을 사용하는 것에 대해 생각해보는 것은 어떻습니까? 러시아.
몇 년 전에 표현된 그러한 광기처럼 보이나요? 지구 내부의 온도를 사용하여 인공 간헐천과 같은 것을 생성하기 위해 충분한 깊이로 물을 지구에 펌핑한다는 아이디어입니까?
인류가 에너지 문제에 대처할 것이라고 높은 수준의 낙관론을 가지고 가정할 수 있습니다. 1년이 아니라면, 10년 또는 그 이상이 되면 아마도 에너지원을 마스터하게 될 것인데, 지금은 접근할 수 없거나 사용하기 매우 어려워 보입니다. 이러한 낙관론은 우리 문명에 다른 선택의 여지가 없다는 사실에 근거합니다. 에너지 공급 문제 - 어쨌든 인류는 해결해야 합니다.
우리는 에너지가 문명의 빵이라는 것을 기억해야 합니다. 그리고 다른 빵과 마찬가지로 보호하고 감사할 뿐만 아니라 증가해야 합니다.