Odżywianie i diety 

Elektrownie burzowe. Urządzenie do akumulacji energii elektrycznej pioruna. Patent na wynalazek Federacji Rosyjskiej ru2332816

Energia burzy- to rodzaj alternatywnej energii, która powinna „złapać” energię błyskawicy i wysłać ją do sieci energetycznej. Takie źródło jest nieskończonym zasobem, który jest stale odnawiany. Błyskawica to złożony proces elektryczny, który dzieli się na kilka typów: ujemny i dodatni. Pierwszy rodzaj piorunów gromadzi się w dolnej części chmury, drugi przeciwnie, gromadzi się w górnej części. Aby „złapać” i zachować energię pioruna, należy użyć potężnych i drogich kondensatorów, a także różnych układów oscylacyjnych, które mają obwody drugiego i trzeciego rodzaju. Jest to konieczne, aby skoordynować i równomiernie rozłożyć obciążenie z oporem zewnętrznym pracującego generatora.

Energia burzowa to na razie projekt niedokończony i nie do końca uformowany, choć dość obiecujący. Atrakcyjna jest możliwość ciągłego odnawiania zasobów. Bardzo ważne jest, ile mocy pochodzi z pojedynczego wyładowania, co przyczynia się do wytworzenia wystarczającej ilości energii (około 5 mln dżuli energii netto, co odpowiada 145 litrom benzyny).

Proces tworzenia błyskawicy

Proces tworzenia wyładowania atmosferycznego jest bardzo złożony i techniczny. Najpierw z chmury na ziemię, którą tworzą lawiny elektroniczne, wysyłany jest wyrzut lidera. Lawiny te łączą się w wyładowania, które nazywane są „streamerami”. Wyładowanie liderowe tworzy gorący zjonizowany kanał, przez który główny wyładowanie piorunowe porusza się w przeciwnym kierunku, który ucieka z powierzchni naszej planety pod wpływem silnego pola elektrycznego. Takie manipulacje systemowe można powtarzać kilka razy z rzędu, choć może nam się wydawać, że minęło zaledwie kilka sekund. Dlatego tak skomplikowany jest proces „łapania” pioruna, przekształcania jego energii w prąd i późniejszego magazynowania.

Kwestie

Istnieją następujące aspekty i wady energii błyskawicy:

  • Niepewność źródła energii. Ze względu na to, że nie da się przewidzieć, gdzie i kiedy nastąpi piorun, mogą wystąpić problemy z wytwarzaniem i odbiorem energii. Zmienność takiego zjawiska znacząco wpływa na znaczenie całej idei.
  • Krótki czas rozładowania. Następuje wyładowanie piorunowe, które trwa kilka sekund, dlatego bardzo ważna jest szybka reakcja i „złapanie” go.
  • Konieczność stosowania kondensatorów i układów oscylacyjnych. Bez użycia tych urządzeń i systemów niemożliwe jest pełne odbieranie i przekształcanie energii burzy.
  • Poboczne problemy z „łapaniem” ładunków. Ze względu na niską gęstość naładowanych jonów powstaje duży opór powietrza. Piorun można „złapać” za pomocą zjonizowanej elektrody, która musi być maksymalnie uniesiona nad ziemię (może „łapać” energię wyłącznie w postaci mikroprądów). Jeśli podniesiesz elektrodę zbyt blisko naelektryzowanych chmur, spowoduje to powstanie błyskawicy. Tak krótkotrwały, ale potężny ładunek może prowadzić do numerycznych awarii elektrowni piorunowej.
  • Kosztowny koszt całego systemu i sprzętu. Energia burzowa poprzez swoją specyficzną budowę i ciągłą zmienność implikuje stosowanie różnorodnego sprzętu, co jest bardzo drogie.
  • Konwersja i dystrybucja prądu. Ze względu na zmienność mocy ładunków mogą pojawić się problemy z ich rozkładem. Średnia moc wyładowań atmosferycznych wynosi od 5 do 20 kA, jednak zdarzają się błyski o prądzie do 200 kA. Każdy ładunek musi być rozprowadzony do niższej mocy znamionowej 220 V lub 50-60 Hz AC.

Eksperymenty z instalacją elektrowni odgromowych

11 października 2006 roku ogłoszono udany projekt prototypowego modelu elektrowni odgromowej, która jest w stanie „łapać” piorun i przekształcać go w czystą energię. Takimi osiągnięciami mogą się pochwalić Alternative Energy Holdings. Innowacyjny producent zauważył, że taka instalacja mogłaby rozwiązać szereg problemów środowiskowych, a także znacząco obniżyć koszty produkcji energii. Firma twierdzi, że taki system zwróci się za 4-7 lat, a „farmy odgromowe” będą w stanie produkować i sprzedawać energię elektryczną, która różni się od kosztu tradycyjnych źródeł energii (0,005 USD za kW/rok).

Pracownicy Uniwersytetu w Saungthampt w 2013 roku w laboratorium symulowali sztuczny ładunek piorunowy, który ma identyczne właściwości jak piorun pochodzenia naturalnego. Za pomocą prostego sprzętu naukowcy byli w stanie „złapać” ładunek i użyć go do naładowania baterii telefonu komórkowego.

Badania aktywności wyładowań atmosferycznych, mapy częstotliwości wyładowań atmosferycznych

Specjaliści NASA współpracujący z satelitą Tropical Storm Measurement Mission przeprowadzili w 2006 roku badania nad aktywnością burzy w różnych częściach naszej planety. Później ogłoszono dane dotyczące częstotliwości występowania wyładowań atmosferycznych i stworzenie odpowiedniej mapy. Badania takie wykazały, że istnieją pewne regiony, w których w ciągu roku dochodzi do 70 uderzeń piorunów (na km2 powierzchni).

Burza z piorunami to złożony elektrostatyczny proces atmosferyczny, któremu towarzyszą błyskawice i grzmoty. Energia burzowa to obiecująca alternatywna energia, która może pomóc ludzkości w pozbyciu się kryzysu energetycznego i zapewnić jej stale odnawialne zasoby. Pomimo wszystkich zalet tego rodzaju energii, istnieje wiele aspektów i czynników, które nie pozwalają na aktywne wytwarzanie, użytkowanie i magazynowanie energii elektrycznej tego pochodzenia.

Teraz naukowcy na całym świecie badają ten złożony proces i opracowują plany i projekty, aby wyeliminować związane z nim problemy. Być może z czasem ludzkość zdoła okiełznać „upartą” energię błyskawicy i przetworzyć ją w niedalekiej przyszłości.

Wysyłanie dobrej pracy do bazy wiedzy jest proste. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy korzystający z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy będą Ci bardzo wdzięczni.

Hostowane na http://www.allbest.ru

wysłany na http://www.allbest.ru

Alternatywne źródła energii. elektrownia piorunowa

WPROWADZENIE

1.2 Problemy rozwoju energetyki

2.1 ROZWÓJ ALTERNATYWNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII

3. ELEKTROWNIA ZIP

3.1 Elektrownia piorunowa

WPROWADZENIE

Długoterminowe badania wykazały, że rezerwy wielu rodzajów organicznych źródeł energii nie są nieograniczone. Wyczerpują się one co roku w dużych ilościach zgodnie z ich zużyciem. Odkrycia te doprowadziły do ​​wielu pytań w poszukiwaniu nowych źródeł energii. Tymczasem wszystkie źródła energii podzielono na dwie główne kategorie. Wszystkie zapasy istniejącego paliwa do wytwarzania energii dzielą się na dwa główne typy:

odnawialne;

Nieodnawialne.

W związku z tym poszukiwanie nowych złóż i nowych rodzajów paliw odgrywa obecnie wiodącą rolę w dostarczaniu energii całemu światu i poszczególnym istotnym obiektom. Jednak nowe złoża również się wyczerpują, a alternatywne źródła energii, takie jak energia wiatrowa i słoneczna, są eksploatowane tylko w sprzyjających warunkach i wymagają znacznych kosztów w wyposażeniu i eksploatacji. Wynika to z ich większej niestabilności i zmian wskaźników wydajności podczas pracy.

Ogromną zaletą alternatywnych źródeł energii jest „czystość” otrzymywanej i produkowanej energii. Pozyskiwany jest przecież z naturalnych źródeł: fal, przypływów/odpływów, grubości Ziemi. Wszystkie zjawiska i procesy naturalne są nasycone energią. Zadaniem ludzkości jest wycofanie go i przekształcenie w elektryczność. Pytanie, co stanie się z Ziemią, kiedy energia będzie pompowana terawatami, nie przeszkadza jeszcze umysłom. Możemy więc powiedzieć, że zadanie jest jasne. Pozostaje rozwijać te branże.

1. KLASYCZNE ŹRÓDŁA ENERGII

Wydobycie zasobów Ziemi dobiega końca. W końcu prawie wszystkie organiczne źródła paliwa są odtwarzane bardzo powoli lub wcale. Jednocześnie ludzkość jest przyzwyczajona jedynie do brania, a nie uzupełniania wydatkowanych zasobów. Dlatego kwestia wyczerpywania się energii Ziemi nie była szczególnie podniecona na świecie, z wyjątkiem opinii publicznej i różnych zielonych organizacji, które tylko kiwają palcami, jeśli rzucają kartkę na ulicę lub nie gaszą ognia. Dlatego do tej pory koncerny energetyczne rozwiązują problem tylko w poszukiwaniu nowych złóż. Jednak, jak wiadomo, nowo zagospodarowane złoża niczego nie zmieniają, a raczej jeszcze bardziej pogarszają sytuację środowiskową.

Można powiedzieć, że poszukiwania nowych źródeł idą wymiernym krokiem: rosną pierwiastki energetyczne, wydobywane są nowe zasoby do produkcji energii. Przecież one też trwają stosunkowo krótko.

Energia jest na pierwszym miejscu w wykorzystywaniu i przekształcaniu energii. Od tego w decydującym stopniu zależy potencjał gospodarczy państw i dobrobyt ludzi. Ma też najsilniejszy wpływ na środowisko, wyczerpywanie się zasobów planety i gospodarkę państw. Oczywistym jest, że tempo zużycia energii w przyszłości nie zatrzyma się, a nawet nie wzrośnie. W rezultacie pojawiają się następujące pytania:

Jaki wpływ na biosferę i jej poszczególne elementy mają główne rodzaje nowoczesnej energii (cieplnej, wodnej, jądrowej) oraz jak zmieni się stosunek tych rodzajów w bilansie energetycznym w bliższej i dalszej perspektywie;

Czy możliwe jest ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko nowoczesnych (tradycyjnych) metod pozyskiwania i użytkowania energii;

Jakie są możliwości produkcji energii z alternatywnych (nietradycyjnych) zasobów, takich jak energia słoneczna, energia wiatru, wody termalne i inne niewyczerpane i przyjazne dla środowiska źródła.

Ten zestaw pytań obejmuje wszystkie sfery ludzkiej działalności. Można powiedzieć, że w chwili obecnej zadanie kwestii ekonomicznej i środowiskowej zostało postawione. Czas działania.

1.1 Rodzaje klasycznych źródeł energii

Wszystkie istniejące rodzaje paliw energetycznych w przyrodzie dzielą się na stałe, płynne i gazowe. W grzejnikach efekt cieplny prądu elektrycznego jest również wykorzystywany do podgrzewania chłodziwa. Niektóre grupy paliw z kolei dzielą się na dwie podgrupy, z których jedna podgrupa jest paliwem wydobytym, a to paliwo nazywa się naturalnym; druga podgrupa - paliwo otrzymywane w wyniku przetworzenia lub wzbogacenia naturalnego paliwa naturalnego; to się nazywa sztuczne paliwo.

Paliwa stałe obejmują:

a) naturalne paliwo stałe - drewno opałowe, węgiel, antracyt, torf;

b) sztuczne paliwo stałe – węgiel drzewny, koks i pył, które uzyskuje się poprzez mielenie węgla.

Paliwa płynne obejmują:

a) naturalne paliwo płynne – olej;

b) sztuczne paliwo płynne - benzyna, nafta, olej napędowy (olej napędowy), olej opałowy, żywica.

Paliwa gazowe obejmują:

a) paliwo gazowe – gaz ziemny;

b) sztuczne paliwo gazowe – gaz generatorowy uzyskiwany podczas zgazowania różnego rodzaju paliw stałych (torf, drewno opałowe, węgiel itp.), koksowniczy, wielkopiecowy, oświetleniowy, towarzyszący i inne.

Wszystkie rodzaje organicznych paliw naturalnych składają się z tych samych pierwiastków chemicznych. Różnica między rodzajami paliw polega na tym, że te pierwiastki chemiczne są zawarte w paliwie w różnych ilościach.

Elementy składające się na paliwo dzielą się na dwie grupy.

Grupa 1: to elementy, które same się spalają lub wspomagają spalanie. Te elementy paliwowe obejmują węgiel, wodór i tlen.

Grupa 2: to elementy, które same się nie palą i nie przyczyniają się do spalania, ale są częścią paliwa; należą do nich azot i woda.

Wśród tych pierwiastków szczególne miejsce zajmuje siarka. Siarka jest substancją palną i podczas spalania oddaje pewną ilość ciepła, ale jej obecność w paliwie jest niepożądana, ponieważ podczas spalania uwalnia się dwutlenek siarki, który przechodzi do rozgrzanego metalu i pogarsza jego właściwości mechaniczne.

Ilość energii cieplnej uwalnianej przez paliwo podczas spalania jest mierzona w kaloriach. Każde paliwo podczas spalania oddaje inną ilość ciepła. Ilość ciepła (kalorii), która jest uwalniana podczas całkowitego spalania 1 kg paliwa stałego lub ciekłego lub podczas spalania 1 m3 paliwa gazowego, nazywana jest wartością opałową paliwa lub wartością opałową paliwa. Ciepło spalania różnych rodzajów paliw ma szerokie granice. Np. dla oleju opałowego wartość opałowa wynosi około 10000 kcal/kg, dla węgla 3000 - 7000 kcal/kg. Im wyższa wartość opałowa paliwa, tym paliwo jest bardziej wartościowe, ponieważ do wytworzenia tej samej ilości ciepła potrzeba mniej. Do porównania wartości opałowej paliwa lub obliczenia zużycia ilości danego paliwa stosuje się wspólną jednostkę miary lub normę paliwową. Jako taką jednostkę przyjmuje się paliwo moskiewskie węgiel o wartości opałowej 7000 kcal/kg. Ta jednostka nazywa się paliwem warunkowym. Do wykonania obliczeń i porównania zużycia paliwa o różnych wartościach opałowych niezbędna jest znajomość wartości opałowej paliwa. Np. przy projektowaniu, gdy konieczne jest porównanie zużycia węgla ze zużyciem oleju opałowego i wykonalnością budowy kotła węglowego lub olejowego, konieczne jest uwzględnienie współczynnika korygującego wartość opałową paliwo.

Ogromna różnorodność zasobów planety jest oczywista, ale obraz świata niewiele się zmienia.

1.3 Wyzwania związane z rozwojem energetyki

Rozwój społeczeństwa przemysłowego opiera się na stale rosnącym poziomie produkcji i zużycia różnych rodzajów energii.

Jak wiadomo, podstawą produkcji energii cieplnej i elektrycznej jest, jak wspomniano powyżej, proces spalania kopalnych surowców energetycznych - węgla, ropy naftowej lub gazu, a w energetyce jądrowej - rozszczepienie jąder atomów uranu i plutonu podczas absorpcja neutronów.

Wydobycie, przetwarzanie i zużycie surowców energetycznych, metali, wody i powietrza rośnie wraz z wielkimi wymaganiami ludzkości, a ich rezerwy gwałtownie maleją. Szczególnie dotkliwy jest problem nieodnawialnych zasobów organicznych planety.

Nietrudno zgadnąć, że organiczne zasoby kopalne, nawet przy prawdopodobnym spowolnieniu wzrostu zużycia energii, w najbliższej przyszłości zostaną w dużej mierze zużyte.

Należy również zauważyć, że spalanie węgli kopalnych i ropy naftowej o zawartości siarki około 2,5% rocznie wytwarza do 400 mln ton dwutlenku siarki i tlenków azotu, co stanowi 70 kg szkodliwych substancji na mieszkańca Ziemi rocznie.

Tak więc nawet zmniejszenie zużycia i oszczędności surowców mineralnych nie pomoże uniknąć katastrofy energetycznej. Jeśli w niedalekiej przyszłości planeta nie stanie się niezdatna do zamieszkania, zapewnione jest krytyczne zapotrzebowanie na zasoby energetyczne.

Wyjściem pozostaje poszukiwanie i wdrażanie nieskończonych lub odnawialnych źródeł energii. Ogromne znaczenie ma walka z odpadami i emisją do atmosfery ton szkodliwych i śmiercionośnych substancji oraz metali ciężkich w dużych ilościach.

Jak już wiadomo, spalanie paliw kopalnych jest szkodliwe dla środowiska. Obecnie opracowywane są systemy i urządzenia do oczyszczania emisji produktów spalania do atmosfery. Urządzenia obejmują:

Filtry do dysz Venturiego;

Metalowe filtry labiryntowe;

Włókniste syntetyczne filtry zbiorcze wykonane z materiałów nietkanych.

Spośród istniejących metod czyszczenia wyróżnia się:

metoda adsorpcji.

Metoda dopalania termicznego.

metoda termokatalityczna.

Oczywiście te fundusze są drogie. Ponadto utrzymanie systemów wymaga wysoko wykwalifikowanego personelu.

2. ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII

Alternatywne źródła energii (AES) są obecnie najważniejszym rozwiązaniem w odniesieniu do produkcji energii elektrycznej z paliw kopalnych. Energia alternatywna opiera się na przekształceniu początkowo przyjaznych dla środowiska komponentów, co z kolei radykalnie zmniejsza szkody związane z produkcją energii. Należą do nich energia:

Odpływ i przypływ;

fale morskie;

Ciepło wewnętrzne planety itp.

Główne powody wskazujące na znaczenie wczesnego przejścia na alternatywne źródła energii:

Globalne-środowiskowe: Dziś fakt szkodliwego wpływu na środowisko tradycyjnych technologii wytwarzania energii (w tym technologii jądrowych i termojądrowych) jest dobrze znany i sprawdzony, ich zastosowanie nieuchronnie doprowadzi do katastrofalnych zmian klimatycznych już w pierwszych dekadach 21. Wiek.

Ekonomiczny: przejście na alternatywne technologie w sektorze energetycznym pozwoli zaoszczędzić krajowe zasoby paliw do przetwarzania w przemyśle chemicznym i innych. Ponadto koszt energii produkowanej z wielu alternatywnych źródeł jest już niższy niż koszt energii ze źródeł tradycyjnych, a okres zwrotu z budowy alternatywnych elektrowni jest znacznie krótszy. Ceny energii alternatywnej spadają, ceny energii tradycyjnej stale rosną;

Społeczne: wielkość i gęstość zaludnienia stale rosną. Jednocześnie trudno znaleźć tereny pod budowę elektrowni jądrowych, państwowych elektrowni okręgowych, gdzie produkcja energii byłaby opłacalna i bezpieczna dla środowiska. Dobrze znane są fakty rozwoju chorób onkologicznych i innych poważnych chorób na obszarach lokalizacji elektrowni jądrowych, dużych państwowych elektrowni okręgowych, przedsiębiorstw kompleksu paliwowo-energetycznego, szkody wyrządzone przez gigantyczne nizinne elektrownie wodne są dobrze znane znane - wszystko to wzmaga napięcie społeczne.

Mimo to przejście na AIE przebiega sprawnie. Na określonym terenie zainstalowanych jest wiele źródeł energii, a ich efektywność zależy od sprzyjających warunków, czasu i danych. Nowość jest zawsze dużo droższa niż sprawdzony produkt. Dlatego instalacja i eksploatacja są bardzo kosztowne. Jednak na całym świecie już dość powszechne jest znajdowanie wiatraków lub paneli słonecznych na dachu budynku mieszkalnego, co oznacza, że ​​AES weszły do ​​masowego użytku, co oznacza, że ​​budowa wkrótce znacznie obniży taryfy. Nie zapominajmy o megakorporacjach i małych firmach, które istnieją dzięki wydobyciu surowców mineralnych: ropy, gazu, węgla i raczej nie zaprzestaną produkcji, by ratować ekologię planety. Dlatego, aby uspokoić opinię publiczną, do „brudnej” produkcji kupuje się różnego rodzaju systemy czyszczące i filtrujące. Ale to tylko w większości kilka firm i artykułów w gazetach i Internecie.

2.1 Rozwój alternatywnych źródeł energii

Główną zaletą AIE jest produkcja nieszkodliwej energii. Oznacza to, że przejście na OZE może zmienić sytuację energetyczną i środowiskową na świecie. Energia uzyskana za pomocą AES jest bezpłatna.

Najbardziej oczywistymi wadami powolnego wprowadzania tej kategorii produkcji energii są: niewystarczające finansowanie i przerwy w pracy. Wynika to z faktu, że dotychczas ich wdrażanie i produkcja jest bardzo kosztownym procesem. Nie bez znaczenia jest też nowość i brak świadomości wielu organizacji. Wielu producentów woli niezdrowe i niebezpieczne dla zdrowia i środowiska elektrownie ze względu na ich niezawodność i gotowość do pełnej eksploatacji niż drogie i „kapryśne” systemy wytwarzania energii odnawialnej.

Poważną wadą są przerwy w dostawie prądu. Na przykład produkcja energii słonecznej jest możliwa tylko w ciągu dnia. Dlatego najczęściej, wraz z alternatywnymi źródłami energii, instaluje się te same szkodliwe gałęzie przemysłu, aby zrekompensować zasoby energetyczne. W takim przypadku nadwyżka pozyskanej energii jest magazynowana w bateriach.

AIE są na etapie znaczącego rozwoju i wdrożenia. Wiele krajów już się na nie przestawiło i produkuje energię w ogromnych ilościach. Wiele państw, ze względu na swoje położenie terytorialne, aktywnie korzysta z OZE.

Całkowita moc zainstalowana turbin wiatrowych w Chinach w 2014 roku wyniosła 114 763 MW. Co sprawiło, że rząd tak aktywnie rozwija energetykę wiatrową? Liderem w emisji CO2 do atmosfery są Chiny, w których planowane jest wykorzystanie przede wszystkim energii geotermalnej, wiatrowej i słonecznej. Zgodnie z planem państwowym do 2020 roku w 7 regionach kraju powstaną ogromne farmy wiatrowe o łącznej mocy 120 gigawatów.

Stany Zjednoczone aktywnie rozwijają energię alternatywną. Na przykład łączna moc amerykańskich turbin wiatrowych w Stanach Zjednoczonych w 2014 roku wyniosła 65 879 MW. Stany Zjednoczone są światowym liderem w rozwoju energii geotermalnej – kierunku wykorzystującego do generowania energii różnicę temperatur między jądrem Ziemi a jej skorupą. Jedną z metod wykorzystania gorących zasobów geotermalnych są EG (Advanced Geothermal Systems), w które inwestuje Departament Energii Stanów Zjednoczonych. Wspierają je także ośrodki badawcze i firmy venture capital (w szczególności Google), ale jak dotąd UGS pozostaje komercyjnie niekonkurencyjny.

Można też wyróżnić takie kraje jak Niemcy, Japonia, Indie i inne przez ogromny wpływ AES.

3. ELEKTROWNIA ZIP

Jedną z pierwszych firm, które wykorzystały energię z chmur burzowych, była amerykańska firma Alternative Energy Holdings. Zaproponowała sposób na wykorzystanie darmowej energii poprzez zbieranie i wykorzystywanie jej, pochodzącej z wyładowań elektrycznych chmur burzowych. Instalację eksperymentalną uruchomiono w 2007 roku i nazwano „kolektorem piorunów”. Rozwój i badania burz zawierają ogromne nagromadzenie energii, którą amerykańska firma zaproponowała jako źródło energii elektrycznej.

3.1 Elektrownia piorunowa

Elektrownia piorunowa to w rzeczywistości klasyczna elektrownia, która zamienia energię błyskawicy w energię elektryczną. W chwili obecnej trwają badania nad energią piorunową i możliwe jest, że w niedalekiej przyszłości elektrownie piorunowe pojawią się licznie wraz z innymi elektrowniami czystej energii.

3.1.1 Błyskawica jako źródło wyładowań atmosferycznych

Burze to wyładowania elektryczne, które gromadzą się w dużych ilościach w chmurach. Ze względu na prądy powietrzne w chmurach burzowych gromadzą się i oddzielają ładunki dodatnie i ujemne, chociaż kwestie na ten temat są nadal badane.

Jedno z powszechnych założeń powstawania ładunków elektrycznych w chmurach wynika z faktu, że ten proces fizyczny zachodzi w stałym polu elektrycznym ziemi, które odkrył M.V. Łomonosow podczas eksperymentów.

Ryż. 3.1. Wizualny schemat rozwoju burzy

Nasza planeta zawsze ma ładunek ujemny, a natężenie pola elektrycznego przy powierzchni Ziemi wynosi około 100 V/m. Jest to spowodowane ładunkami ziemskimi iw niewielkim stopniu zależy od pory roku i dnia, i jest prawie takie samo dla każdego punktu na powierzchni Ziemi. Powietrze otaczające Ziemię ma wolne ładunki, które poruszają się w kierunku ziemskiego pola elektrycznego. Każdy centymetr sześcienny powietrza w pobliżu powierzchni Ziemi zawiera około 600 par cząstek naładowanych dodatnio i ujemnie. Wraz z odległością od powierzchni ziemi gęstość naładowanych cząstek w powietrzu wzrasta. Przy ziemi przewodność powietrza jest niska, ale w odległości 80 km od powierzchni ziemi wzrasta 3 miliardy razy i osiąga przewodność wody słodkiej.

Tak więc pod względem właściwości elektrycznych Ziemię z otaczającą atmosferą można przedstawić jako kondensator sferyczny o kolosalnych wymiarach, którego płytami jest Ziemia i przewodząca warstwa powietrza znajdująca się w odległości 80 km od powierzchni Ziemi. Warstwa izolacyjna pomiędzy tymi płytami to nisko przewodząca prąd warstwa powietrza o grubości 80 km. Pomiędzy płytkami takiego kondensatora napięcie wynosi około 200 kV, a prąd przepływający pod wpływem tego napięcia wynosi 1,4 kA. Moc kondensatora to około 300 MW. W polu elektrycznym tego kondensatora, w odległości od 1 do 8 km od powierzchni Ziemi, tworzą się chmury burzowe i występują zjawiska burzowe.

Błyskawica, jako nośnik ładunków elektrycznych, jest źródłem najbliższym elektryczności w porównaniu z innymi AES. Ładunek, który gromadzi się w chmurach, ma potencjał kilku milionów woltów w stosunku do powierzchni Ziemi. Kierunek prądu piorunowego może przebiegać zarówno od ziemi do chmury, z ujemnym ładunkiem chmury (w 90% przypadków), jak i od chmury do ziemi (w 10% przypadków). Czas trwania wyładowania piorunowego wynosi średnio 0,2 s, rzadko do 1 ... 1,5 s, czas trwania krawędzi natarcia impulsu wynosi od 3 do 20 μs, prąd wynosi kilka tysięcy amperów, do 100 kA, potężny pole magnetyczne i fale radiowe. Błyskawica może powstać również podczas burz piaskowych, śnieżyc, erupcji wulkanów.

alternatywna elektrownia piorunowa

3.1.2 Zasada działania elektrowni odgromowej

Oparta na tym samym procesie, co inne elektrownie: przekształcanie energii źródłowej w energię elektryczną. W rzeczywistości błyskawica zawiera tę samą energię elektryczną, to znaczy nic nie wymaga konwersji. Jednak powyższe parametry „standardowego” wyładowania piorunowego są tak duże, że jeśli ta energia elektryczna dostanie się do sieci, to cały sprzęt po prostu wypali się w ciągu kilku sekund. Dlatego do układu wprowadzane są potężne kondensatory, transformatory i różnego rodzaju przekształtniki, dostosowujące tę energię do wymaganych warunków użytkowania w sieciach i urządzeniach elektrycznych.

3.1.3 Zalety i wady elektrowni odgromowej

Zalety elektrowni odgromowych:

Superkondensator gruntowo-jonosferyczny jest stale ładowany za pomocą odnawialnych źródeł energii - słońca i radioaktywnych elementów skorupy ziemskiej.

Elektrownia piorunowa nie emituje do środowiska żadnych zanieczyszczeń.

Wyposażenie stacji odgromowych nie rzuca się w oczy. Balony są zbyt wysokie, aby można je było zobaczyć gołym okiem. Aby to zrobić, potrzebujesz teleskopu lub lornetki.

Elektrownia piorunowa jest w stanie stale generować energię, jeśli kule są utrzymywane w powietrzu.

Wady elektrowni odgromowych:

Elektryczność wyładowania atmosferycznego, taka jak energia słoneczna lub wiatrowa, jest trudna do przechowywania.

Wysokie napięcia w instalacjach odgromowych mogą być niebezpieczne dla personelu obsługującego.

Całkowita ilość energii elektrycznej, jaką można uzyskać z atmosfery, jest ograniczona.

W najlepszym przypadku moc błyskawicy może służyć jedynie jako marginalne uzupełnienie innych źródeł energii.

Tak więc energia błyskawicy jest obecnie dość zawodna i wrażliwa. Nie zmniejsza to jednak jego znaczenia na korzyść przejścia na AIE. Niektóre obszary planety są nasycone sprzyjającymi warunkami, które mogą znacznie kontynuować badanie burz i wytwarzanie z nich niezbędnej energii elektrycznej.

3.2 Obliczanie elektrowni piorunowej

Obliczenie elektrowni piorunowej ma na celu przede wszystkim określenie mocy wyjściowej. W końcu zadaniem każdej elektrowni jest maksymalizacja efektywności energetycznej w celu odzyskania środków na eksploatację i instalację oraz wytwarzanie energii elektrycznej. Im wyższa ilość energii wyjściowej, tym większy przyniesie dochód i większa liczba obiektów, którym będzie służyła. Ponieważ podstawą energii wejściowej elektrowni piorunowej jest wyładowanie piorunowe, ze względu na podobieństwo jego składu z wyjściową energią elektryczną, obliczenie mocy elektrowni jest prawie równoważne mocy ładunku piorunowego, przy czym z wyjątkiem strat wewnętrznych.

Na moc wyjściową elektrowni mają wpływ takie parametry, jak lokalizacja instalacji, sprawność sprzętu

Postać impulsów prądu piorunowego i(t) opisuje wyrażenie:

gdzie ja jest maksymalnym prądem; k - współczynnik korygujący; t - czas; - stała czasowa frontu; jest stałą czasową zaniku.

Parametry zawarte w tym wzorze podano w tabeli. 3.1. Odpowiadają one najsilniejszym wyładowaniom piorunowym, które są rzadkie (mniej niż 5% przypadków). Prądy 200 kA występują w 0,7 ... 1% przypadków, 20 kA - w 50% przypadków.

Tabela 3.1. Parametry wzoru (3.1).

Parametr

W pierwszym przypadku wynik kształtu impulsu będzie następujący:

Tak więc kształt błyskawicy jest następujący:

Ryż. 3.2. Wykres kształtu impulsu prądu

Przy tym wszystkim maksymalna różnica potencjałów piorunowych sięga 50 milionów woltów, przy prądzie do 100 tysięcy amperów. Aby obliczyć energię pioruna, weźmy liczby bliższe średniej dla większości piorunów, a mianowicie: napięcie 25 milionów woltów i prąd 10 tysięcy amperów.

Podczas wyładowania atmosferycznego potencjał elektryczny spada do zera. Dlatego, aby poprawnie określić średnią moc wyładowania piorunowego, konieczne jest przyjęcie w obliczeniach połowy napięcia początkowego.

Teraz mamy następującą moc wyładowań elektrycznych:

gdzie P - moc wyładowania piorunowego, U - napięcie; Ja - aktualna siła.

Oznacza to, że przez (3.2) otrzymujemy:

Oznacza to, że moc wyładowania piorunowego wynosi 125 milionów kilowatów. Mając czas kilku tysięcznych sekundy, określ całkowitą ilość energii błyskawicy:

Wh=34,722 kWh,

gdzie t1 to liczba sekund na godzinę; t2 - czas trwania wyładowania piorunowego.

Przyjmijmy średnią cenę energii elektrycznej jako 4 ruble za 1 kWh. Wtedy koszt całej energii błyskawicy wyniesie 138,88 rubli.

W rzeczywistości, według tych obliczeń, tylko niewielką część energii można pozyskać i wykorzystać np. do ogrzewania wody. Główna część energii piorunowej jest zużywana podczas wyładowania iskrowego do ogrzewania atmosfery, a nawet teoretycznie konsumenci mogą zużywać mniejszą część energii piorunowej.

W trakcie pracy nad projektem kursu wyciągnięto wnioski dotyczące wyczerpywania się zasobów planety oraz zanieczyszczenia atmosfery i powierzchni ziemi w procesie ich przetwarzania i wydobywania. Ponadto rozważane są główne rodzaje zastąpienia szkodliwej produkcji łagodniejszą, poprzez pozyskiwanie energii z czystych źródeł naturalnych, takich jak woda, pływy, słońce itp.

Projekt kursu uwzględnia możliwość wykorzystania energii wyładowań atmosferycznych do zamiany ich na energię elektryczną. Obliczono ilość i koszt wyładowania atmosferycznego. Szacunki te są jednak względne. W końcu energia błyskawicy zużywana jest na procesy atmosferyczne, a tylko niewielka jej część trafia do elektrowni.

Hostowane na Allbest.ru

Podobne dokumenty

    Istniejące źródła energii. Światowe rezerwy surowców energetycznych. Problemy poszukiwania i wdrażania nieskończonych lub odnawialnych źródeł energii. Alternatywna energia. Energia wiatrowa, wady i zalety. Zasada działania i rodzaje turbin wiatrowych.

    praca semestralna, dodana 03.07.2016

    Charakterystyka nieodnawialnych źródeł energii i problemy ich wykorzystania. Przejście z tradycyjnych źródeł energii na alternatywne. Ropa i gaz oraz ich rola w gospodarce każdego państwa. Chemiczna obróbka ropy naftowej. Produkcja ropy na Ukrainie.

    streszczenie, dodane 27.11.2011

    Problemy rozwoju i istnienia energii. Rodzaje alternatywnych źródeł energii i ich rozwój. Źródła i sposoby wykorzystania energii geotermalnej. Zasada działania elektrowni geotermalnej. Ogólny schemat ideowy GeoPP i jego komponentów.

    praca semestralna, dodana 05.06.2016

    Istniejące źródła energii. Rodzaje elektrowni. Problemy rozwoju i istnienia energii. Przegląd alternatywnych źródeł energii. Urządzenie i zasada działania elektrowni pływowych. Obliczanie energii. Wyznaczanie współczynnika sprawności.

    praca semestralna, dodano 23.04.2016 r.

    Energia wiatrowa, słoneczna i słoneczna jako alternatywne źródła energii. Ropa, węgiel i gaz jako główne źródła energii. Cykl życia biopaliw, jego wpływ na stan środowiska naturalnego. Alternatywna historia wyspy Samso.

    prezentacja, dodano 15.09.2013

    Przegląd rozwoju współczesnej energetyki i jej problemów. Ogólna charakterystyka alternatywnych źródeł energii, możliwości ich zastosowania, zalety i wady. Rozwiązania obecnie wykorzystywane do nietradycyjnej produkcji energii.

    streszczenie, dodane 29.03.2011

    Geografia światowych zasobów naturalnych. Zużycie energii to kwestia zrównoważonego rozwoju. Statystyki światowego zużycia energii. Rodzaje nietradycyjnych (alternatywnych) źródeł energii i ich charakterystyka. Przechowywanie wypalonego paliwa jądrowego.

    prezentacja, dodano 28.11.2012

    Klasyfikacja alternatywnych źródeł energii. Możliwości wykorzystania alternatywnych źródeł energii w Rosji. Energia wiatru (energia wiatru). Mała elektrownia wodna, energia słoneczna. Wykorzystanie energii z biomasy do celów energetycznych.

    praca semestralna, dodana 30.07.2012

    Rodzaje nietradycyjnych odnawialnych źródeł energii, technologie ich rozwoju. Odnawialne źródła energii w Rosji do 2010 r. Rola nietradycyjnych i odnawialnych źródeł energii w reformowaniu kompleksu elektroenergetycznego obwodu swierdłowskiego.

    streszczenie, dodane 27.02.2010

    Wytwarzanie energii elektrycznej z energii wiatrowej, historia jej wykorzystania. Elektrownie wiatrowe i ich główne typy. Przemysłowe i prywatne wykorzystanie elektrowni wiatrowych, ich zalety i wady. Wykorzystanie generatorów wiatrowych na Ukrainie.

Burze to wyładowania atmosferyczne w postaci błyskawic, którym towarzyszy grzmot.

Burza to jedno z najbardziej majestatycznych zjawisk w atmosferze. Szczególnie silne wrażenie robi, gdy mija, jak mówią, „nad głową”. Piorun podąża za piorunem jednocześnie z błyskami piorunów podczas wichury i ulewnego deszczu.

Grzmot to rodzaj eksplozji powietrza, gdy pod wpływem wysokiej temperatury pioruna (około 20 000 °) błyskawicznie się rozszerza, a następnie kurczy przed ochłodzeniem.

Piorun liniowy to ogromna iskra elektryczna o długości kilku kilometrów. Jej wyglądowi towarzyszy ogłuszający trzask (grzmot).

Naukowcy od dawna uważnie obserwowali i próbowali badać błyskawice. Jego elektryczną naturę odkryli amerykański fizyk W. Franklin i rosyjski przyrodnik M. V. Łomonosow.

Kiedy tworzy się potężna chmura z dużymi kroplami deszczu, silne i nierówne, wznoszące się prądy powietrza zaczynają miażdżyć krople deszczu w jej dolnej części. Oddzielone zewnętrzne cząstki kropel mają ładunek ujemny, a pozostałe jądro jest naładowane dodatnio. Małe kropelki są łatwo unoszone w górę przez strumień powietrza i ładują górne warstwy chmury ujemną energią elektryczną; duże kropelki gromadzą się na dnie chmury i naładują się dodatnio. Siła wyładowania atmosferycznego zależy od siły przepływu powietrza. To jest schemat elektryfikacji chmury. W rzeczywistości proces ten jest znacznie bardziej skomplikowany.

Uderzenia piorunów często powodują pożary, niszczą budynki, uszkadzają linie energetyczne, zakłócają ruch pociągów elektrycznych. Aby zwalczyć szkodliwe działanie pioruna, należy go „złapać” i dokładnie przestudiować w laboratorium. Nie jest to łatwe: w końcu piorun przebija się przez najsilniejszą izolację, a eksperymenty z nim są niebezpieczne. Niemniej naukowcy znakomicie radzą sobie z tym zadaniem. Aby łapać pioruny, w górskich laboratoriach piorunowych, antena o długości do 1 km jest instalowana między występami górskimi lub między górą a masztami laboratoryjnymi. W takie anteny uderza piorun.

Uderzając w kolektor prądu, piorun wchodzi do laboratorium wzdłuż kabla, przechodzi przez automatyczne urządzenia rejestrujące i natychmiast trafia w ziemię. Automaty sprawiają, że błyskawica wydaje się „podpisywać” na papierze. Można więc zmierzyć napięcie i prąd pioruna, czas trwania wyładowania elektrycznego i wiele więcej.

Okazało się, że piorun ma napięcie 100 lub więcej milionów woltów, a prąd osiąga 200 tysięcy amperów. Dla porównania zwracamy uwagę, że w liniach elektroenergetycznych stosowane są napięcia rzędu dziesiątek i setek tysięcy woltów, a natężenie prądu wyrażane jest w setkach i tysiącach amperów. Ale w jednym błyskawicy ilość energii elektrycznej jest niewielka, ponieważ jej czas trwania jest zwykle obliczany w małych ułamkach sekundy. Jedna błyskawica wystarczyłaby do zasilenia tylko jednej 100-watowej żarówki na dzień.

Jednak użycie „łapaczy” powoduje, że naukowcy czekają na uderzenia piorunów i nie są one tak częste. Do badań znacznie wygodniej jest tworzyć sztuczne oświetlenie w laboratoriach. Przy pomocy specjalnego sprzętu naukowcom przez krótki czas udało się uzyskać napięcie elektryczne do 5 milionów woltów. Wyładowania elektryczne dawały iskry o długości do 15 metrów i towarzyszył im ogłuszający trzask.

Fotografia pomaga studiować błyskawice. Aby to zrobić, w ciemną noc skieruj obiektyw aparatu na chmurę burzową i pozostaw aparat na chwilę otwarty. Po błysku błyskawicy obiektyw aparatu zamyka się, a zdjęcie jest gotowe. Ale takie zdjęcie nie daje obrazu rozwoju poszczególnych części pioruna, dlatego stosuje się specjalne kamery obrotowe. Konieczne jest, aby mechanizm urządzenia podczas fotografowania obracał się wystarczająco szybko (1000-1500 obrotów na minutę), wtedy na zdjęciu pojawią się poszczególne fragmenty błyskawicy. Pokażą, w jakim kierunku iz jaką prędkością rozwijało się wyładowanie.

Istnieje kilka rodzajów piorunów

Płaskie błyskawice mają wygląd elektrycznego błysku na powierzchni chmur.

Błyskawica liniowa to gigantyczna iskra elektryczna, bardzo kręta i z licznymi wyrostkami. Długość takiej błyskawicy wynosi 2-3 km, ale może to być nawet 10 km lub więcej. Błyskawica liniowa ma ogromną moc. Rozłupuje wysokie drzewa, czasami zaraża ludzi i często powoduje pożary, gdy uderza w drewniane konstrukcje.

Niedokładna błyskawica - świetlista kropkowana błyskawica biegnąca na tle chmur. To bardzo rzadka forma błyskawicy.

Błyskawica rakietowa rozwija się bardzo powoli, jej wyładowanie trwa 1-1,5 sekundy.

Najrzadszą formą błyskawicy jest błyskawica kulowa. Jest to okrągła świecąca masa. Piorun kulisty wielkości pięści, a nawet głowy zaobserwowano w pomieszczeniach iw wolnej atmosferze o średnicy do 20 m. Zwykle błyskawica kuli znika bez śladu, ale czasami wybucha ze straszliwym trzaskiem. Kiedy pojawia się piorun kulisty, słychać gwizdanie lub brzęczenie, wydaje się, że gotuje się, rozpraszając iskry; po jego zniknięciu mgła często pozostaje w powietrzu. Czas trwania błyskawicy kulowej wynosi od sekundy do kilku minut. Jego ruch związany jest z prądami powietrza, ale w niektórych przypadkach porusza się niezależnie. Piorun kulisty występuje podczas silnych burz.

Piorun kulisty występuje pod wpływem liniowego wyładowania piorunowego, gdy w powietrzu zachodzi jonizacja i dysocjacja objętości zwykłego powietrza. Obu tym procesom towarzyszy pochłanianie ogromnej ilości energii. Piorun kulisty w istocie nie ma prawa nazywać się piorunem: w końcu to tylko powietrze, które jest gorące i naładowane energią elektryczną. Pęczek naładowanego powietrza stopniowo oddaje swoją energię swobodnym elektronom otaczających warstw powietrza. Jeśli kula oddaje swoją energię blaskowi, po prostu znika: zamienia się z powrotem w zwykłe powietrze. Gdy na swojej drodze kulka napotyka na substancje działające jako stymulanty, eksploduje. Takimi patogenami mogą być tlenki azotu i węgla w postaci oparów, kurzu, sadzy itp.

Temperatura piorunów kulowych wynosi około 5000°. Oblicza się również, że energia wybuchu substancji błyskawicy kulowej jest 50-60 razy wyższa niż energia wybuchu prochu bezdymnego.

Podczas silnych burz zdarzają się błyskawice. Tak więc podczas jednej burzy obserwator naliczył 1000 uderzeń pioruna w ciągu 15 minut. Podczas jednej burzy w Afryce notowano 7 tysięcy uderzeń piorunów na godzinę.

Aby chronić budynki i inne konstrukcje przed piorunami, stosuje się piorunochron lub, jak to się teraz słusznie nazywa, piorunochron. Jest to metalowy pręt połączony z bezpiecznie uziemionym przewodem.

Aby uchronić się przed piorunami, nie stój pod wysokimi drzewami, zwłaszcza tymi stojącymi samotnie, ponieważ często w nie uderza piorun. Dąb jest pod tym względem bardzo niebezpieczny, ponieważ jego korzenie sięgają głęboko w ziemię. Nigdy, nie chowaj się w stogach siana i snopach. Na otwartym polu, zwłaszcza na wzniesieniu, podczas silnej burzy, idącej osobie grozi wielkie niebezpieczeństwo porażenia piorunem. W takich przypadkach zaleca się usiąść na ziemi i przeczekać burzę.

Zanim zacznie się burza, należy wyeliminować przeciągi w pomieszczeniu i zamknąć wszystkie kominy. Na terenach wiejskich nie należy rozmawiać przez telefon, zwłaszcza podczas silnych burz. Zazwyczaj nasze wiejskie centrale telefoniczne w tym czasie przestają się łączyć. Anteny radiowe powinny być zawsze uziemione podczas burzy.

Jeśli zdarzy się wypadek - ktoś zostanie porażony piorunem, konieczne jest natychmiastowe udzielenie poszkodowanemu pierwszej pomocy (sztuczne oddychanie, specjalne napary itp.). W niektórych miejscach panuje szkodliwe uprzedzenie, że osobie porażonej piorunem można pomóc zakopując jej ciało w ziemi. W żadnym wypadku nie należy tego robić: osoba dotknięta piorunem szczególnie potrzebuje zwiększonego przepływu powietrza do ciała.

Tylko o kompleksie - Źródła energii - Burze (Błyskawica)

  • Galeria obrazów, obrazków, zdjęć.
  • Burze i błyskawice jako źródła energii - podstawy, szanse, perspektywy, rozwój.
  • Ciekawe fakty, przydatne informacje.
  • Zielone wiadomości - Burze i błyskawice jako źródła energii.
  • Odnośniki do materiałów i źródeł - Źródła energii - Burze (Błyskawica).

blok do wynajęcia

Alternatywna energia- zestaw obiecujących sposobów pozyskiwania, przesyłania i wykorzystywania energii, które nie są tak rozpowszechnione jak tradycyjne, ale są interesujące ze względu na opłacalność ich użytkowania, przy z reguły niskim ryzyku powodowania szkód dla środowiska.

energia słoneczna

Różne instalacje solarne wykorzystują promieniowanie słoneczne jako alternatywne źródło energii. Promieniowanie słoneczne może być wykorzystywane zarówno na potrzeby zaopatrzenia w ciepło, jak i do wytwarzania energii elektrycznej (za pomocą ogniw fotowoltaicznych).

Zaletami energii słonecznej są odnawialność tego źródła energii, bezgłośność, brak szkodliwych emisji do atmosfery podczas przetwarzania promieniowania słonecznego na inne rodzaje energii.

Wadami energetyki słonecznej są uzależnienie natężenia promieniowania słonecznego od rytmu dobowego i sezonowego, a także konieczność dużych powierzchni pod budowę elektrowni słonecznych. Poważnym problemem środowiskowym jest również stosowanie trujących i toksycznych substancji do produkcji ogniw fotowoltaicznych do systemów słonecznych, co stwarza problem ich utylizacji.

Energia wiatrowa

Jednym z najbardziej obiecujących źródeł energii jest wiatr. Zasada działania generatora wiatrowego jest elementarna. Siła wiatru jest wykorzystywana do napędzania wiatraka. Ten obrót jest z kolei przenoszony na wirnik generatora elektrycznego.

Zaletą generatora wiatrowego jest przede wszystkim to, że w wietrznych miejscach wiatr można uznać za niewyczerpane źródło energii. Ponadto turbiny wiatrowe, produkujące energię, nie zanieczyszczają atmosfery szkodliwymi emisjami.

Wadami urządzeń do produkcji energii wiatrowej są zmienność siły wiatru oraz mała moc pojedynczego generatora wiatrowego. Ponadto turbiny wiatrowe są znane z tego, że wytwarzają dużo hałasu, przez co starają się budować z dala od miejsca zamieszkania.

energia geotermalna

W głębi Ziemi gromadzona jest ogromna ilość energii cieplnej. Wynika to z faktu, że temperatura jądra Ziemi jest niezwykle wysoka. W niektórych miejscach na kuli ziemskiej następuje bezpośrednie uwalnianie wysokotemperaturowej magmy na powierzchnię Ziemi: obszary wulkaniczne, gorące źródła wody lub pary. Proponuje się, aby energia tych źródeł geotermalnych była wykorzystywana jako źródło alternatywne przez zwolenników energii geotermalnej.

Źródła geotermalne są wykorzystywane na różne sposoby. Niektóre źródła są wykorzystywane do dostarczania ciepła, inne do wytwarzania energii elektrycznej z energii cieplnej.

Do zalet źródeł energii geotermalnej należy niewyczerpalność i niezależność od pory dnia i pory roku.

Do negatywnych aspektów należy fakt, że wody termalne są silnie zmineralizowane, a często także nasycone toksycznymi związkami. Uniemożliwia to odprowadzanie ścieków termalnych do wód powierzchniowych. Dlatego ścieki muszą być pompowane z powrotem do podziemnej warstwy wodonośnej. Ponadto niektórzy sejsmolodzy sprzeciwiają się jakiejkolwiek interwencji w głębokich warstwach Ziemi, argumentując, że może to wywołać trzęsienia ziemi.

Energia burzy

Energia burzy to sposób na wykorzystanie energii poprzez wychwytywanie i przekierowywanie energii. piorun do sieci energetycznej. Firma Alternative Energy Holdings ogłosiła 11 października 2006 r., że stworzyła prototypowy model, który może wykorzystywać energię wyładowań atmosferycznych. Błyskawica jest czystą energią, a jej zastosowanie nie tylko wyeliminuje liczne zagrożenia dla środowiska, ale także znacząco obniży koszty produkcji energii.

Problemy z mocą piorunową

Błyskawica jest bardzo niewiarygodnym źródłem energii, ponieważ nie można z góry przewidzieć, gdzie i kiedy nastąpi burza.

Innym problemem związanym z energią pioruna jest to, że wyładowanie piorunowe trwa ułamek sekundy i w rezultacie jego energia musi być bardzo szybko magazynowana. Będzie to wymagało potężnych i drogich kondensatorów. Można również zastosować różne układy oscylacyjne z obwodami drugiego i trzeciego rodzaju, gdzie możliwe jest dopasowanie obciążenia do rezystancji wewnętrznej generatora.

Błyskawica jest złożonym procesem elektrycznym i dzieli się na kilka odmian: negatywną - gromadzącą się w dolnej części chmury i pozytywną - gromadzącą się w górnej części chmury. Należy to również wziąć pod uwagę przy tworzeniu farmy piorunowej.

Energia odpływu i przepływu

Nieproporcjonalnie silniejszym źródłem przepływów wody są przypływy i odpływy. Obliczono, że pływy mogą potencjalnie dać ludzkości około 70 milionów kilowatogodzin rocznie. Dla porównania: to mniej więcej tyle, ile eksploatowane złoża węgla kamiennego i brunatnego razem wzięte są w stanie wydobyć;

Projekty elektrowni wodnych pływowych zostały szczegółowo opracowane pod względem inżynieryjnym, przetestowane eksperymentalnie w kilku krajach, m.in. tutaj, na Półwyspie Kolskim. Wymyślono nawet strategię optymalnego działania TPP: akumulować wodę w zbiorniku za zaporą w czasie przypływów i przeznaczyć ją na produkcję energii elektrycznej, gdy w zunifikowanych systemach energetycznych występuje „zużycie szczytowe”, tym samym odciążając na inne elektrownie.

biopaliwo

Ciecz: bioetanol.

Rozwój technologii produkcji bioetanolu drugiej generacji otwiera nowe perspektywy na rynkach paliw wytwarzanych z tanich surowców biologicznych, a ponadto pozwala rozwiązać problemy związane z unieszkodliwianiem odpadów. Etanol stosowany jako dodatek przyczynia się do pełniejszego spalania benzyny oraz zmniejsza emisję tlenku węgla i toksycznych substancji o 30%, a emisję lotnych związków organicznych o 25%. Tym samym jego zastosowanie zmniejsza technologiczne obciążenie dla środowiska.Przewagą biogazu w porównaniu z gazem ziemnym jest to, że może być wytwarzany z lokalnych surowców nawet w najbardziej odległym osiedlu tj. umożliwia dostarczanie paliwa do regionów trudno dostępnych i kosztownych z punktu widzenia organizacji infrastruktury przesyłowej gazu. Ponadto produkcja biogazu pozwala rozwiązać problem utylizacji odpadów, który jest poważny w produkcji rolno-spożywczej, podczas przetwarzania których oprócz biogazu uzyskuje się ciepło i nawozy organiczne. Ponadto wykorzystanie biogazu zmniejsza emisje gazów cieplarnianych.

Stałe: odpady drzewne i biomasa (zrębki, pelety (pelety opałowe) z drewna, plewy, słoma itp., brykiety opałowe) wykorzystują je do ogrzewania i transportu na duże odległości.

Gazowe: HYPERLINK "https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7" \o "Biogaz" biogaz, gaz syntezowy .

Zaletą biogazu w porównaniu z gazem ziemnym jest to, że może być wytwarzany z lokalnych surowców nawet w najbardziej odległym osiedlu, tj. umożliwia dostarczanie paliwa do regionów trudno dostępnych i kosztownych z punktu widzenia organizacji infrastruktury przesyłowej gazu. Ponadto produkcja biogazu pozwala rozwiązać problem utylizacji odpadów, który jest poważny w produkcji rolno-spożywczej, podczas przetwarzania których oprócz biogazu uzyskuje się ciepło i nawozy organiczne. Ponadto wykorzystanie biogazu zmniejsza emisje gazów cieplarnianych.

Strona 1

Pobierać


Rozmiar: 223,5 KB

Otyłość. Zadania z odpowiedziami

Odpowiedzi na problemy związane z otyłością. Dokonaj wstępnej diagnozy. Zrób plan ankiety. Określ podstawowe zasady leczenia. wstępna diagnoza. Komplikacje. Plan badania i leczenia.

wiedza naukowa

Ludzkie pragnienie wiedzy doprowadziło do pojawienia się różnych rodzajów wiedzy. Pewną wiedzę o świecie i człowieku dostarcza mit, sztuka i religia.

Podstawy organizacyjne działania przetrwalników sportowych

Prawa i obowiązki języka wydarzeń sportowych Planowanie w działalności wydarzeń sportowych Kształt i solidność wydarzeń sportowych Wizjonerskie wejścia.

Psychologia. Pomoc nauczania

Psychologia poradnictwa: teoria i praktyka. Podręcznik edukacyjno-metodologiczny dla studentów studiujących na specjalności „Psychologia”

Każdy, kto kiedykolwiek czytał o ogromnych wartościach napięć i prądów w kanale błyskawicy liniowej, pomyślał: czy można jakoś te błyskawice uchwycić i przekazać do sieci energetycznych? Do zasilania lodówek, żarówek, tosterów i innych pralek. O takich stacjach mówi się już od wielu lat, ale niewykluczone, że w przyszłym roku wreszcie zobaczymy działający przykład „kolektora piorunów”.


Tutaj jest wiele problemów. Błyskawica, niestety, jest zbyt niewiarygodnym dostawcą energii elektrycznej. Trudno przewidzieć z góry, gdzie nastąpi burza. A czekanie na nią w jednym miejscu to długi czas.

Ponadto piorun oznacza napięcia rzędu setek milionów woltów i prąd szczytowy do 200 kiloamperów. Aby „nakarmić się” piorunem, ich energia oczywiście musi być gdzieś akumulowana przez te tysięczne sekundy, które trwa główna faza wyładowania (uderzenie, które wydaje się natychmiastowe, w rzeczywistości składa się z kilku faz), a następnie powoli podaj go do sieci, jednocześnie przekształcając się przy standardowym 220 woltach i 50 lub 60 Hz AC.

Podczas wyładowania piorunowego zachodzi dość złożony proces: najpierw z chmury na ziemię pędzi wyładowanie liderowe, utworzone przez lawiny elektronowe, które łączą się w wyładowania, zwane również streamerami. Lider tworzy gorący zjonizowany kanał, przez który główny wyładowanie piorunowe, oderwane od powierzchni Ziemi przez silne pole elektryczne, biegnie w przeciwnym kierunku.

Co więcej, wszystkie te etapy można powtórzyć 2, 3 i 10 razy - przez te ułamki sekundy, które trwa błyskawica. Wyobraź sobie, jak trudne jest zadanie złapania tego wyładowania i skierowania prądu we właściwe miejsce. Jak widać, problemów jest wiele. Czy warto więc w ogóle zadzierać z piorunami?

Jeśli postawisz taką stację w miejscu, w którym piorun uderza znacznie częściej niż zwykle, prawdopodobnie będzie miał jakiś sens. W przypadku jednej silnej burzy z piorunami, gdy pioruny uderzają nieprzerwanie jeden po drugim, może zostać wyzwolona taka ilość energii, że wystarczy na 20 minut zasilić całe Stany Zjednoczone. Oczywiście bez względu na to, jaką wymyślimy stację wychwytywania piorunów, jej sprawność przy przetwarzaniu prądu będzie daleka od 100% i podobno nie uda się złapać wszystkich piorunów, które uderzyły w pobliżu pioruna gospodarstwo rolne.

Burze z piorunami zdarzają się na Ziemi bardzo nierównomiernie. Specjaliści współpracujący z amerykańskim satelitą „Tropical Storm Measurement Mission” opublikowali raport na temat jednego z najnowszych osiągnięć tego satelity. Opracowano mapę świata z częstotliwością wyładowań atmosferycznych. Na przykład w środkowej części kontynentu afrykańskiego znajduje się dość duży obszar, na którym rocznie uderza ponad 70 piorunów na kilometr kwadratowy!

Dotychczas takie projekty dotyczące wykorzystania energii piorunowej realizują głównie wynalazcy ze Stanów Zjednoczonych. Amerykańska firma Alternative Energy Holdings zapowiada, że ​​uszczęśliwi świat przyjazną dla środowiska elektrownią, która wytwarza prąd w absurdalnej cenie 0,005 USD za kilowatogodzinę. W różnym czasie różni wynalazcy proponowali najbardziej niezwykłe akumulatory - od podziemnych zbiorników z metalem topiącym się od pioruna wpadającego do piorunochronu i podgrzewającym wodę, której para obracałaby turbinę, po elektrolizery rozkładające wodę na tlen i wodór poprzez wyładowania piorunowe . Ale możliwy sukces wiąże się z prostszymi systemami.

Alternative Energy Holdings twierdzi, że już w 2007 roku zbuduje pierwszy działający prototyp takiej elektrowni, zdolnej do przechowywania wyładowań atmosferycznych. Firma zamierza przetestować swoją instalację w sezonie burzowym w przyszłym roku, w jednym z miejsc, gdzie pioruny chodzą częściej niż zwykle. Jednocześnie twórcy napędu optymistycznie wierzą, że elektrownia „z piorunem” zwróci się za 4-7 lat.

http://www.membrana.ru/




Czy wiedziałeś?

Oko i fotony

Wrażliwość siatkówki oka można sprawdzić samodzielnie, powtarzając prosty eksperyment założony kiedyś przez słynnego radzieckiego naukowca S.I. Wawiłowa.

Pomiędzy zwykłą żarówką a punktem obserwacji zainstaluj stroboskop - tekturowy dysk o średnicy 15-20 cm, z wyciętym sektorem 60 stopni, zamontowany na osi. Teraz, obracając dysk stroboskopowy z prędkością około jednego obrotu na sekundę, spójrz na lampę jednym okiem przez dysk.

Oto, co stanie się w tym przypadku: obracając się, dysk zacznie mierzyć proporcje światła dla oka. Lampa nie świeci równomiernie, to znaczy jej strumień świetlny pulsuje, ale ponieważ dysk obraca się stosunkowo wolno, proporcje światła będą się różnić od siebie tylko o kilka fotonów. I ta różnica, dostępna tylko dla najbardziej precyzyjnych urządzeń, z łatwością przyjrzy się Twojej uwadze - jeśli przyjrzysz się uważnie, zobaczysz słabą pulsację światła! Łatwiej będzie przeprowadzić ten eksperyment, jeśli nad lampą „pomiarową” umieścimy kolejny - lampę referencyjną. Jej światło pomoże Ci się skupić.