Përdorimi i energjisë së lëvizjes së ujit dhe erës. energjia e ujit që bie. Përdorimi i energjisë së ujit. Përdorimi i kombinuar i energjisë diellore dhe i ftohtë i rrjedhave të vogla ujore

Oqeanet e botës përmbajnë rezerva të mëdha energjie. Energjia e brendshme e ujit (termike), që korrespondon me mbinxehjen e ujit në sipërfaqen e oqeanit, në krahasim me pjesën e poshtme, për shembull, me 20 gradë, është rreth 10^26 J. Energjia kinetike e rrymave në oqeane është llogaritet në rreth 10^18 J. Por njerëzit sot mund të përdorin vetëm pjesën më të vogël të kësaj energjie, me koston e investimeve të mëdha dhe afatgjata. Prandaj, energjia e bazuar në përdorimin e energjisë së brendshme të ujit është dukur jo premtuese deri në ditët tona.

Por rezervat e kufizuara të lëndëve djegëse fosile (gazi dhe nafta), përdorimi i të cilave kontribuon në ndotjen e mjedisit, varfërimin e rezervave të uraniumit (së bashku me mbetjet e rrezikshme radioaktive), si dhe pasigurinë e kohës dhe ndikimin mjedisor të përdorimit të Energjia termonukleare në industri, detyron inxhinierët dhe shkencëtarët t'i kushtojnë më shumë vëmendje kërkimit të mundësive të reja për përdorimin e burimeve të padëmshme të energjisë: ndryshimet në nivelet e ujit në lumenj, si dhe nxehtësia e diellit, energjia nga oqeanet dhe era. Publiku, si dhe shumë inxhinierë, nuk e dinë ende se puna për nxjerrjen e energjisë së brendshme të ujit nga oqeanet dhe detet tashmë ka marrë një shkallë të madhe vitet e fundit në disa vende dhe se ata kanë perspektiva premtuese. Oqeani ruan disa lloje të energjisë: energjinë e rrymave oqeanike, zbaticat dhe rrjedhat, energjinë termike të ujit (të brendshme) dhe disa të tjera.

Energjia e baticës

Mënyra më e dukshme për të përdorur energjinë e oqeanit është nisja e termocentraleve të baticës (TPP). Në Francë, që nga viti 1967, në grykëderdhjen e lumit Rance, në baticë, lartësia e të cilave arrin 13 metra, funksionon një termocentral me kapacitet 240 mijë kW me një prodhim vjetor prej 540 mijë kW/h. Inxhinieri vendas Bernstein identifikoi një metodë të përshtatshme për ndërtimin e blloqeve PES që mund të tërhiqen në vendet e dëshiruara në det dhe llogariti një sekuencë me kosto efektive për lidhjen e termocentralit me rrjetin elektrik gjatë orëve të ngarkesës maksimale nga konsumatorët e energjisë. Idetë e tij tashmë janë testuar në PES, krijuar në vitin 1968 pranë Murmansk në Kislaya Guba; Më tej ato do të testohen në një TEC 6 milionë kW në detin Barents në gjirin e Mezenit.

Në vitet '70, situata në sektorin e energjisë ndryshoi. Sa herë që çmimet e naftës rriteshin nga furnizuesit në Afrikë, Lindjen e Mesme dhe Amerikën e Jugut, energjia e baticës bëhej gjithnjë e më joshëse pasi konkurronte në mënyrë të shkëlqyer në kosto me lëndët djegëse fosile. Së shpejti, në Korenë e Jugut, Bashkimin Sovjetik dhe Angli, interesi për skicat e vijave bregdetare dhe mundësitë e ndërtimit të termocentraleve mbi to u rrit. Këto vende filluan të mendojnë seriozisht për përdorimin e energjisë së valëve të baticës dhe filluan të ndajnë fonde për kërkime në këtë fushë.

Fenerë dhe bova që përdorin energjinë e valëve mbuluan brigjet e deteve dhe oqeaneve të Japonisë. Bilbili i bordit të rojes bregdetare të SHBA-së janë mundësuar nga dridhjet e valëve për vite me radhë. Sot praktikisht nuk ka mbetur asnjë zonë bregdetare që të mos ketë shpikësin e tyre duke krijuar pajisje të bazuara në energjinë e valës. Që nga viti 1966, dy qytete në Francë kanë plotësuar nevojat e tyre për energji elektrike tërësisht nga energjia e baticës.

Marrja e energjisë bazuar në ndryshimin në përbërjen kimike të ujit

Ka shumë kripëra të tretura në ujërat e oqeanit. A mund të përdoret kripësia e ujit si burim energjie? Mund. Përmbajtja e lartë e kripës në oqean i bëri shkencëtarët në Institutin e Oqeanografisë Scripps në La Colla (Kaliforni) të mendonin për krijimin e strukturave të tilla. Ata arritën në përfundimin se për të marrë sasi të mëdha energjie, mund të krijoheshin bateri ku do të ndodhnin reaksione midis ujit të pakripur dhe atij të kripur.

Energjia e biomasës nga oqeanet e botës

Ujërat e oqeanit përmbajnë një mjedis të shkëlqyer për të mbështetur jetën, i cili përmban lëndë ushqyese, kripëra dhe minerale. Në këtë mjedis, oksigjeni i tretur në ujë ushqen të gjitha kafshët e deteve - nga më të voglat tek më të mëdhatë. Dioksidi i karbonit i tretur në ujë mbështet jetën e bimëve detare - nga diatomet tek algat kafe, të cilat arrijnë lartësinë 200-300 këmbë (60-90 metra). Biologut detar duhet të bëjë vetëm një hap përpara për të kaluar nga shikimi i oqeanit si një sistem natyror që mban jetën në përpjekje për të nxjerrë shkencërisht energji nga ai sistem. Në mesin e viteve 1970, me mbështetjen e Marinës së SHBA-së, një grup shkencëtarësh të oqeanit, zhytës dhe inxhinierë detarë krijuan fermën e parë të energjisë oqeanike në botë, 40 këmbë (12 metra) nën Oqeanin Paqësor të ndriçuar nga dielli pranë qytetit San Clemente. . Ferma ishte e vogël në përmasa, ishte një eksperiment. Ajo rriti algat gjigante kafe. Drejtori i projektit Dr. Howard A. Wilcox, një bashkëpunëtor në Qendrën për Kërkimin e Sistemeve Oqeanike dhe Detare në San Diego, Kaliforni, beson se deri në 50% të energjisë nga algat që rezultojnë mund të shndërrohen në gazin metan të karburantit natyror (C2H6 ). Fermat e algave të së ardhmes, që prodhojnë alga në një sipërfaqe prej rreth 100,000 hektarësh (40 mijë hektarë), mund të gjenerojnë energji të mjaftueshme për të përmbushur nevojat e një qyteti amerikan me 50,000 banorë.

Energjia e rrymave në oqeane

Një grup oqeanografësh vunë re faktin se Gulf Stream transportonte ujërat në brigjet e Floridës me një shpejtësi prej 5 miljesh në orë. Ideja e përdorimit të kësaj rryme të ngrohtë uji është joshëse. A është e mundur? A munden helikat gjigante nënujore dhe turbinat e ngjashme me mullinjtë e erës të gjenerojnë energji elektrike duke marrë energji nga rrymat dhe valët? Komiteti MacArthur, nën kujdesin e Administratës Kombëtare Atmosferike dhe Oqeanike në Miami (Florida), arriti në përfundimin në 1974 se ata MUND. Mendimi i përgjithshëm ishte se kishte probleme të caktuara, por të gjitha mund të zgjidheshin nëse do të bëheshin përvetësime, pasi “në këtë projekt nuk ka asgjë që do të tejkalonte aftësitë e mendimit teknologjik dhe inxhinierik modern”.

Energjia termike e oqeanit (energjia e brendshme e ujit)

"Konvertimi i energjisë oqeanotermale" (OTEC) ka marrë vëmendje të dukshme - gjenerimi i energjisë elektrike bazuar në ndryshimin midis temperaturave të ujit në sipërfaqen e oqeanit dhe ujërave të thella të oqeanit të thithura nga një pompë, për shembull, kur përdorni fenol ose amonium ( lëngje që avullojnë lehtësisht) në një turbinë me cikël të mbyllur.

Temperatura e ujit të oqeanit ndryshon nga vendi në vend. Midis Tropikut të Bricjapit dhe Tropikut të Kancerit, sipërfaqja e ujit ngroh në 82 gradë Fahrenheit (27°C). Në një thellësi prej rreth 2,000 këmbë (6,000 metra), temperatura bie në 35-38 gradë Fahrenheit (2-3,5 ° C). A është e mundur të përdoret ndryshimi i temperaturës, d.m.th. energjia e brendshme e ujit me qëllim të prodhimit të energjisë elektrike? A mund të prodhojë energji elektrike një termocentral i vendosur nën ujë? Po ndoshta.

Në vitet 1920, Georges Claude, një fizikan francez i vendosur, këmbëngulës dhe i talentuar, vendosi të eksplorojë këtë mundësi. Ai zgjodhi një pjesë të oqeanit pranë brigjeve të Kubës dhe, pas disa përpjekjeve të pasuksesshme, arriti të krijojë një instalim 22 kW. Kjo u bë një arritje shkencore dhe u mirëprit nga shumë shkencëtarë. Duke përdorur ujë të ngrohtë nga sipërfaqja e oqeanit dhe ujë të ftohtë nga thellësitë, duke krijuar teknologjinë e duhur, ne kemi gjithçka të nevojshme për të prodhuar energji elektrike, siguruan mbështetësit e përdorimit të energjisë së brendshme të ujit të oqeanit. "Ne vlerësojmë se ka rezerva energjetike në ujërat sipërfaqësore të oqeanit që janë 10,000 herë më shumë se kërkesa globale për energji." “Mjerisht,” mohuan skeptikët, “Georges Claude arriti të merrte vetëm 22 kilovat energji elektrike në Gjirin e Matanzas. A bëri fitim? "Jo, nuk ndodhi, sepse për të marrë këto 22 kilovat, Claude duhej të shpenzonte 80 kilovat në pompat."

Në ditët e sotme, profesori i Institutit të Oqeanografisë Scripps, John Isaacs, i kryen llogaritjet më saktë. Sipas tij, teknologjia moderne do të ndihmojë në krijimin e termocentraleve që përdorin ndryshimet e temperaturës në ujërat e oqeanit (energjia e brendshme e ujit) për të prodhuar energji elektrike, e cila do të gjeneronte dy herë më shumë energji sesa ajo që konsumon e gjithë bota sot. Kjo do të jetë energji elektrike që konverton energjinë termike të oqeanit (OTEC).

Vetitë e ujit kanë qenë gjithmonë të mbuluara me mister. Një person nuk mund të jetojë pa ujë; uji përmban energjinë e jetës.

Kjo energji ka qenë e njohur për njerëzit që nga kohërat e lashta dhe fuqia e saj shëruese është përdorur që nga ajo kohë. Mes përrallave, miteve dhe legjendave të çdo kombi, me siguri do të ketë nga ato që tregojnë për vetitë e tij shëruese dhe rinovuese, madje edhe vetitë që mposhtin vdekjen, ringjallin dhe japin pavdekësi.

Uji përdoret në ceremoni, rite dhe rituale të ndryshme kulti, shpirtërore dhe fetare.

Fakti që uji është një pastrues i shkëlqyer është gjithashtu i njohur që nga kohra të lashta, pasi kjo është vetia e tij natyrore.

Ne gjejmë ujë kudo: këta janë lumenj me liqene, dete me oqeane, dhe borë që mbulon majat më të larta të maleve, dhe shi që ujit Tokën tonë nga retë, madje edhe trupat tanë, të cilët janë 80% të përbërë nga i njëjti ujë . Dhe kjo na bashkon me gjithë natyrën.

Një person nuk mund të jetojë pa ujë, një person merr kënaqësi nga uji, sepse uji është krijuar nga natyra me veti tashmë të qenësishme për pastrim, rinovim dhe rilindje. Dhe kjo aftësi e saj - për të shëruar, pastruar dhe rinovuar - përdoret jo vetëm nga njerëzit, por edhe nga përfaqësuesit e të gjithë florës dhe faunës së shumtë të Tokës.

Dhe sigurisht, për njerëzit, uji është shëruesi më i mirë natyror , një mënyrë e shkëlqyer për t'u kthyer shëndet dhe vitalitet.

Mënyra më e thjeshtë dhe më e mrekullueshme është noti: në det, liqen, lumë. Ndërveprimi i të gjithë trupit tonë me elementin e ujit lehtëson stresin, pastron dhe forcon. Por është e rëndësishme të mos e ktheni një mik të mirë në armik. Është mirë të notosh në ujë mjaft të ngrohtë - nga 20 në 27 gradë Celsius. Përpara se të hyni në ujë - jepini trupit tuaj pak ajër - zhvisheni dhe ekspozoni trupin tuaj në diell dhe ajër të pastër. Mos u hidhni në ujë nëse jeni duke djersitur - lëreni trupin tuaj të ftohet pak. Dhe nuk keni nevojë të notoni me stomakun plot. Kohëzgjatja e një banje, në varësi të mirëqenies suaj, është nga 3 deri në 20 minuta.

Me përfitim të veçantë janë larja në det, e cila ka një efekt shërues për pothuajse të gjithë, veçanërisht për ata që vuajnë nga sëmundjet kardiovaskulare, sëmundjet e frymëmarrjes dhe shumë të tjera. Kufizimet e vetme janë të gjitha sëmundjet që janë në fazën akute, një rritje e ndjeshme e presionit të gjakut, si dhe fëmijët nën dy vjeç.

Gjatë notit, ndihmoni trupin tuaj të marrë sa më shumë energji nga uji. Për më tepër, nuk ka absolutisht asnjë ndryshim se ku bëni procedurat e ujit - në det ose lumë, ose ndoshta në një pishinë ose në banjën tuaj.

Si ta mbushni veten me energji uji?

Uji nuk duhet të jetë shumë i ftohtë apo i nxehtë. Lëreni të jetë i ftohtë ose pak i ngrohtë.

Si gjithmonë, kur duam të marrim energji, drejtohemi për të ndihmuarfrymëmarrje .

Ne fillojmë të marrim frymë të plotë, duke marrë frymë në mënyrë ritmike. Gjatëinhalimi imagjinoni se si uji na dërgon energji që përthithet nga poret tona dhe kurnxjerr frymën – kjo energji përhapet në të gjithë trupin deri në majat e gishtave dhe këmbëve tona. Energjia e ujit bëhet energjia e trupit tonë.

Për shkak të kushteve natyrore, ne nuk mund të notojmë në zona të hapura ujore gjatë gjithë vitit, por mund të bëjmë procedura me ujë që shërojnë trupin tonë pa u larguar as nga shtëpia.

Ekziston një ligj në hidroterapi, i cili është një nga më kryesorët, i cili thotë: sa më i fortë të jetë acarimi, aq më i fortë është vërshimi i gjakut në vendin e acarimit.

Uji mund të jetë një faktor i fuqishëm irritues, me kusht që të jetë i nxehtë, ose anasjelltas, i ftohtë, ose nëse uji i nxehtë dhe i ftohtë alternohen. Dhe meqenëse një ujë i tillë ka një efekt irritues në lëkurën dhe trupin tonë, kjo do të thotë se shkakton një rrjedhje gjaku në vendet e acarimit dhe në këtë mënyrë stimulon qarkullimin e gjakut. Dhe rritja e qarkullimit të gjakut rrit proceset e pastrimit në trupin tonë, dhe për këtë arsye proceset e rinovimit të indeve dhe lëngjeve përmirësohen gjithashtu. Përveç kësaj, ky është një stërvitje e shkëlqyer për elasticitetin e enëve tona të gjakut.

Avicena gjithashtu shkroi për përfitimet e një ekspozimi të tillë ndaj ujit:

“Noti në ujë të ftohtë depoziton menjëherë ngrohtësinë e lindur brenda trupit, më pas ajo rrjedh përsëri në sipërfaqen e trupit, duke u rritur disa herë”.

Mjetet kryesore të hidroterapisë janë banja, dushi, kompresat dhe mbështjelljet.

Ju duhet të filloni procedurat e kundërta të ujit në një temperaturë të rehatshme: për ujë të ftohtë - 16-18 gradë, dhe për ujë të nxehtë - 39-40 gradë. Por efekti më i mirë nga kjo procedurë do të merret nëse temperatura e ujit të ftohtë është 11-15 gradë, dhe uji i nxehtë është 41-43.

Nëse nuk keni bërë kurrë banja me kontrast, duhet të filloni me banjot e këmbëve dhe duarve, gradualisht të kaloni në një dush me kontrast dhe vetëm pas kësaj, mund të bëni banja me kontrast të plotë (në shtëpi kjo është praktikisht e pamundur, pasi kjo kërkon 2 banja - njëra me ujë të ftohtë dhe tjetra me ujë të nxehtë).

Falë këtij alternimi të temperaturave, pastrimi i qelizave të lëkurës, frymëmarrja e lëkurës do të rritet, enët e gjakut që i nënshtrohen një "gjimnastikeje" të tillë do të rifitojnë elasticitetin e tyre dhe do të fillojë ristrukturimi i fuqishëm në trup. E gjithë kjo do të rrisë qarkullimin e gjakut, duke e pasuruar atë me oksigjen, i cili do ta çojë atë me gjak në çdo qelizë, duke i mbushur me vitalitet. Në të njëjtën kohë, ndodh një lloj masazhi i brendshëm i enëve, që nënkupton pastrimin e tyre.

Ky është një shatërvan në argjinaturën e qytetit të Gelendzhik. Shikoni sa energji mbart uji!

Nëse jeni të interesuar për informacionin ose dëshironi të shprehni mendimin tuaj, lini një koment dhe ndajeni me miqtë tuaj. Do ta vlerësoja një cicërimë.

Osadchy G. B., inxhinier

Dihet se burimi parësor i energjisë hidrike është energjia diellore. Uji i oqeaneve dhe deteve, duke avulluar nën ndikimin e rrezatimit diellor, kondensohet në shtresat e larta të atmosferës në formën e pikave që mblidhen në re. Uji i reve bie në formën e shiut dhe borës. Cikli i ujit në natyrë ndodh nën ndikimin e energjisë diellore, pra Energjia kinetike e ujit që lëviz në lumenj është, në mënyrë figurative, energjia e lëshuar e Diellit.

Hidrocentralet (HEC) mund të ndërtohen aty ku janë të disponueshme burimet hidro dhe kushtet për ndërtim, gjë që shpesh nuk përkon me vendndodhjen e konsumatorëve të energjisë elektrike. Gjatë ndërtimit të një hidrocentrali, zakonisht supozohet se do të zgjidhen një sërë problemesh, përkatësisht: gjenerimi i energjisë elektrike, përmirësimi i kushteve për lundrim dhe ujitje. Në prani të rezervuarëve, një hidrocentral mund të përdoret në mënyrë të përshtatshme për të operuar në pjesën kulmore të orarit ditor të sistemit të integruar të energjisë me fillime dhe ndalime të shpeshta të njësive. Kjo lejon që njësitë e disa termocentraleve bërthamore dhe termocentrale të funksionojnë në mënyrën më ekonomike dhe të sigurt, duke ulur ndjeshëm konsumin specifik të karburantit për prodhimin e 1 kWh energji elektrike në sistemin energjetik.

Megjithatë, pavarësisht pastërtisë relative mjedisore të hidrocentraleve, rezervuarët e mëdhenj paraqesin një kërcënim të madh potencial.

Sipas të dhënave statistikore, në shumicën e rasteve, dështimet e digave ndodhin gjatë ndërtimit të tyre ose gjatë periudhës fillestare të funksionimit - brenda 5-7 viteve pas mbushjes së rezervuarit. Për këtë, defektet në punë zbulohen plotësisht, vendoset një regjim filtrimi dhe përcaktohen deformimet e strukturës. Pastaj vjen një periudhë e gjatë - rreth 40 - 50 vjet, kur gjendja e strukturës stabilizohet dhe aksidentet nuk kanë gjasa. Pas kësaj, rreziku i aksidenteve rritet përsëri si rezultat i zhvillimit të anizotropisë së vetive, plakjes së materialeve, etj. Tani në Rusi, konsumimi mesatar i strukturave hidraulike, i përcaktuar nga jeta e shërbimit, në fuqinë më të madhe hidroelektrike ruse impiantet me kapacitet prej më shumë se 2000 MW është 38%, dhe për hidrocentralet me një kapacitet prej 300 deri në 2600 MW - 45%.

Në zonat e rrezikut të çdo rezervuari të madh (me një kapacitet prej më shumë se 10 milion m3) ka më shumë se 300 vendbanime me një popullsi deri në 1 milion njerëz, si dhe objekte të shumta ekonomike.

Pavarësisht kostos relative të energjisë së përftuar nga burimet hidro, pjesa e tyre në bilancin energjetik po zvogëlohet gradualisht. Kjo si pasojë e shterimit të burimeve më të lira dhe kapacitetit të madh territorial të rezervuarëve fushor. Besohet se në të ardhmen, prodhimi global i energjisë hidroelektrike nuk do të kalojë 5%.

Në pranverë, mesatarisht 60% e fluksit vjetor ujë. Në të njëjtën kohë, nga 10 deri në 25% e rrjedhës vjetore të ujit të hidrocentralit shkarkohet bosh për shkak të mungesës së kapacitetit të kontrollit të rezervuarit. Kjo ka të bëjë kryesisht me digat dhe turbinat me presion të ulët në lumenjtë e Rrafshit të Rusisë Qendrore, si rezultat i të cilave zona shumë të mëdha të tokës së dobishme përmbyten gjatë gjithë vitit dhe veçanërisht gjatë përmbytjeve të pranverës.

Të përputhet me madhësinë e rezervuarëve dhe zonën e grumbullimit të ujit për to. Lumenjtë ushqehen me ujë nga zona të gjera (Tabela 1).

Tabela 1 – Të dhëna për rrjedhën e lumenjve të vendeve të përzgjedhura të botës

Siç mund të shihet nga Tabela 1, përmbajtja specifike e ujit në pellgjet që ushqejnë lumenjtë me ujë është jashtëzakonisht e ulët, ndërsa një "fermë ere" moderne në kushtet klimatike evropiane mund të sigurojë gjenerim 12 – 16 MW energji elektrike nga 1 km 2 zonë e zënë.

Në të njëjtën kohë, me përmbajtje specifike të ujit relativisht të ulët, rrjedhat e vogla ujore sipërfaqësore në zonat malore mbartin shumë ftohtë, i cili mund të përdoret në ciklet e fuqisë me avull (termodinamike) për të zgjeruar gamën e temperaturës së ciklit të energjisë termike të termocentraleve të vegjël duke ulur temperaturën e pjesës së poshtme të ciklit.

Siç e dini, sa më në jug të jetë një territor i caktuar, aq më i nxehtë është në verë dhe është më e vështirë të gjesh vëllime të mjaftueshme të ftohtë (ujë të ftohtë) për funksionimin efikas të ciklit të energjisë termike të një rezervuari heliouji, diellor. termocentral ose frigorifer diellor. Përjashtim, si rregull, bëjnë zonat malore dhe kodrinore, ku rrjedhin rrjedha të vogla ujore (përrenj, përrenj dhe burime), të cilat nuk janë me interes për hidrocentralet dhe bartin vëllime të pakthyeshme të mëdha të zonave të ftohta në ato të rrafshta.

Kjo ftohtësia e përrenjve të vegjël mund të përdoret në lidhje me energjinë e pellgjeve të kripës diellore, në vend të gropa të ftohta me akull, të cilat janë relevante për zonat fushore.

Për të krijuar energji diellore që mund të konkurrojë me energjinë tradicionale, ashtu si për energjinë gjeotermale, është e përshtatshme ideja e një drejtimi të ri, "të ftohtë" në zhvillimin e energjisë termike.

Drejtimi "i ftohtë" lidhet drejtpërdrejt me përfshirjen e bazës shkencore dhe përvojës së grumbulluar si në sektorin e energjisë ashtu edhe në industritë e ftohjes, përfshirë nga autori i këtij artikulli.

Ky drejtim prezantohet nga Doktor i Shkencave Teknike. Brodyansky V.M. në formën e mëposhtme: “Deri vonë, pengesa kryesore për afrimin e teknologjisë së temperaturës së ulët dhe inxhinierisë termike ishte përdorimi tradicional i ujit si lëngu i vetëm i mundshëm dhe i pazëvendësueshëm i punës në termocentralet e mëdha të të gjitha llojeve, si IES ashtu edhe CHP. Përparësitë e ujit si në termodinamikë ashtu edhe në atë tekniko-ekonomik janë të njohura.

Rritja e efikasitetit termik të ciklit të fuqisë së avullit (konvertuesi) mund të arrihet, siç dihet nga termodinamika, ceteris paribus, vetëm në dy mënyra. E para prej tyre është një rritje e nivelit të temperaturës së nxehtësisë së furnizuar, si në vetë ciklin e avullit, ashtu edhe përmes lidhjes së "superstrukturave": nga MHD (gjeneratorët magnetodinamikë) te turbinat me gaz. Opsioni i turbinës me gaz doli të ishte praktikisht më i pranueshëm dhe bëri të mundur rritjen e efikasitetit termik të termocentraleve në afërsisht 60%.

Sidoqoftë, "lëvizja lart" e mëtejshme bëhet gjithnjë e më e vështirë dhe e shtrenjtë, veçanërisht pasi ligji i pandryshueshëm i termodinamikës, çdo shkallë e rritjes së temperaturës jep një efekt shtesë energjie gjithnjë e më të vogël. Në këtë situatë, natyrisht, duket e këshillueshme që të ndiqet mënyra e dytë për të rritur efikasitetin - zgjerimi i ciklit të energjisë termike "poshtë". Këtu, sipas të njëjtave ligje të termodinamikës, "çdo shkallë është gjithnjë e më e shtrenjtë", por efikasiteti termik i ciklit rritet, të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta, si rezultat i zgjerimit të tij "poshtë" shumë më shpejt sesa kur lëviz " lart” (Tabela 2).

Për vendin tonë (dhe një numër vendesh të tjera në hemisferën veriore), ku temperatura e ambientit në shumicën e zonave mbetet shumë nën 0 ⁰C për një pjesë të konsiderueshme të vitit, një zgjerim i tillë i kufijve të ciklit diktohet nga kushtet natyrore. . Sipas kushteve klimatike afër Rusisë: Islanda, Veriu, Kanadaja dhe pjesa veriore (Alaska).

Tabela 2 - Puna e fuqisë termike (direkte) Cikli Carnot, J, në temperatura të ndryshme të burimit të nxehtësisë (T g) dhe marrësit (T o.s.) të nxehtësisë

	T o.s., ⁰K

Nga tabela 2 rrjedh se në të gjitha rastet - në temperatura të larta të furnizimit me nxehtësi Tg (1000 - 1500 ⁰K) dhe relativisht të ulëta (800 - 600 ⁰K) - puna hiqet me një ulje të T o.s. rritet ndjeshëm. E rëndësishme

por se rritja më e madhe vërehet në ciklet me nivel më të ulët të T g. Kështu, për një cikël me T g = 1500 ⁰K, rritja e punës së ndarë në T o.s. = 240 ⁰K krahasuar me T o.s. = 300 ⁰K është afërsisht 5%, dhe në T o.s. = 250 ⁰K rreth 4%; në një cikël me T g = 1000 ⁰K, një rritje në punë me të njëjtin ndryshim në T o.s. dukshëm më shumë: afërsisht 8 dhe 7%, respektivisht

Rritja më domethënëse e efikasitetit termik (rreth 16%) korrespondon me një temperaturë relativisht të ulët Tg, e barabartë me 600 ⁰K. Ky fakt na bën të mendojmë për disa mundësi praktike për zbatimin e cikleve të tilla në inxhinierinë termike.

Figura 1 tregon diagramet e opsioneve të mundshme për përdorimin e temperaturave të ulëta të ambientit dhe intervalet e temperaturës së cikleve përkatëse.

a – opsionet për ciklin e energjisë termike; b – diapazoni i temperaturës së sipërme dhe të poshtme të funksionimit

Figura 1 – Skema e opsioneve për përdorimin e temperaturave të ulëta të ambientit T o.s. në ciklin e fuqisë termike.

Çdo zgjerim i diapazonit të temperaturës së ciklit të fuqisë termike, i cili teorikisht çon, duke qenë të barabarta me gjërat e tjera, në një rritje të efikasitetit të tij termik, siç dihet, shoqërohet me nevojën për të rritur raportin e presioneve të avullimit dhe kondensimit.

Mundësitë e një substance unike në këtë drejtim - uji - në inxhinierinë moderne të energjisë termike janë praktikisht shteruar.

Prandaj, në pjesën e sipërme, "të nxehtë" të ciklit, një pjesë e ndryshimit të temperaturës përdoret jashtë ciklit të avullit, për shembull, në një turbinë me gaz. Termocentralet moderne bërthamore dhe gjeotermale (për nga natyra e tyre) kanë një temperaturë të sipërme të kufizuar të cikleve të funksionimit, kështu që këto termocentrale nuk kanë mundësi të tjera reale për të zgjeruar ndjeshëm gamën e temperaturës së funksionimit të cikleve me avull-ujë në të ardhmen e parashikueshme.

Për sa i përket pjesës së poshtme të ciklit, nevoja për një vakum të lartë përjashton përdorimin e ujit si lëng pune në temperatura që i afrohen zeros, për të mos thënë më të ulëta. Prandaj, inxhinieria moderne "e madhe" e energjisë termike është ende e detyruar të punojë në kushte të diktuara nga vetitë e ujit. Ndërkohë, “zgjerimi” i gamës së temperaturave të funksionimit të termocentraleve mbetet ndër problemet urgjente të rritjes së efiçencës së inxhinierisë termike. Dhe këtu ka vetëm një mënyrë - "poshtë". Ai është i paracaktuar jo vetëm nga ligjet e termodinamikës, por edhe nga kushtet klimatike, si në Rusi ashtu edhe në disa vende të tjera.

Përpjekjet për të përdorur lëngje të tjera të punës në inxhinierinë e energjisë termike, për shembull, disa nga ato të përdorura në teknologjinë e ftohjes, konsideroheshin deri vonë nga shumica e specialistëve të energjisë si ekzotike, megjithëse ato u diskutuan herë pas here në literaturë.

Megjithatë, tema e diskutimit nuk shkoi përtej temperaturave klasike të ciklit të energjisë termike, pa marrë parasysh mundësinë dhe fizibilitetin e transferimit të kufirit të tij të poshtëm në një rajon afër zeros dhe, aq më tepër, në rajonin e temperaturave negative. . Kjo është e pamundur për inxhinierinë termike të "ujit". Për më tepër, lind një kompleksitet i dukshëm i frikshëm, kryesori i të cilit konsiston (përveç zgjedhjes së lëngut të punës) në ndryshueshmërinë (përfshirë sezonalitetin) e temperaturës së ambientit - ajrin.

Faktori i dukshëm dhe kryesor pozitiv që përcakton mundësinë e krijimit të termocentraleve me avull (konvertuesve) me temperaturë të ulët është mungesa e vakumit në sistem: në të gjitha pikat e sistemit, përfshirë kondensatorin, një presion që tejkalon presionin atmosferik mbahet edhe në modaliteti "më i ftohtë". Kjo do të zvogëlojë ndjeshëm vëllimin dhe peshën e pajisjeve në pjesën me temperaturë të ulët të instalimit.

Inxhinieria termoenergjetike me temperatura të ulëta duhet të zërë vendin e merituar në sistemin e furnizimit me energji të vendit tonë dhe nuk duhen humbur mundësitë që lidhen me të”.

Drejtimi "i ftohtë" i zhvillimit të inxhinierisë termike është veçanërisht i rëndësishëm për termocentralet individuale të vogla diellore të bazuara në një pellg kripe diellore, pasi niveli i temperaturës së nxehtësisë së furnizuar në konvertuesin e energjisë nuk kalon 100 ⁰C.

Për të identifikuar avantazhet e ftohjes së radiatorit të konvertuesit me ujë të ftohtë, ne do të përcaktojmë përdorimin e ciklit Rankine me një lëng pune - butadien-1,3 (divinil) (C 4 H 6) (pika e vlimit minus 4,47 ⁰C në një presion prej 760 mm Hg) sipas të dhënave , Efikasiteti i konvertuesit gjatë ftohjes së radiatorit të tij:

a) ujë i rrjedhshëm (i pompuar) për intervalin e temperaturës 80 – 30 ⁰С: në i’ 1 = 570,32 kJ/kg – entalpi e divinilit të lëngët në 30 ⁰С; i» 1 = 950,22 kJ/kg, i» 2 = 1007,1 kJ/kg – entalpia e avullit të divinilit në 30 dhe 80 ⁰С, përkatësisht.

η in = (i" 2 - i" 1)/(i" 2 - i' 1) = 13.0%;

(me freon FS318 (pika e vlimit + 6 ⁰С me një presion prej 760 mm Hg) efikasiteti i llogaritur duke përdorur të njëjtën formulë do të jetë 23.1%)

b) akull për intervalin e temperaturës 80 – 10 ⁰С: në i’ 1 = 524,90 kJ/kg – entalpi e divinilit të lëngshëm në 10 ⁰С; i» 1 = 926,10 kJ/kg, i» 2 = 1007,1 kJ/kg – entalpia e avullit të divinilit në 10 dhe 80 ⁰С, përkatësisht.

η l = (i" 2 - i" 1)/(i" 2 - i' 1) = 16.8%.

(me freon C318, efikasiteti i llogaritur duke përdorur të njëjtën formulë do të jetë 28.4%)

Rrjedhimisht, efikasiteti i konvertuesit për shkak të ftohjes së radiatorit të tij me akull rritet për divinil me η l / η b = 1,29 herë, dhe për freonin FS318 me 1,23 herë

Artikulli ofron të dhëna nga llogaritjet paraprake të energjisë së gjeneruar nga një top uji (konvertuesi i energjisë) për shkak të ftohjes së radiatorit të tij me akull/ujin e shkrirë dhe një krahasim me energjinë e rrjedhës së ujit që drejton turbinën hidraulike.

Dhe artikulli ofron një skemë për përdorimin e të ftohtit të rrjedhave të vogla ujore për një termocentral diellor (central diellor).

Ulja e dhënë në kufirin e poshtëm të ciklit termodinamik është racionale dhe praktikohet për funksionimin normal të fazës së fundit të cilindrit me presion të ulët të një turbine moderne termocentrali, të vendosur nga prodhuesi (zakonisht 0,12 kgf/cm 2, e cila korrespondon me një temperaturë të avullit të ujit të ngopur prej 49.1 ⁰C)

Si përfundim, për të ilustruar efektivitetin e qasjeve jo tradicionale në fusha të ndryshme të kursimit të energjisë, japim shembullin e mëposhtëm.

Projekti i pazakontë "Era e natës" shoqërohet edhe me temperatura të ulëta.

Ai po zhvillohet nga një grup organizatash kërkimore dhe universitetesh nga Holanda, Danimarka, Spanja dhe Bullgaria. Projekti kërkon krijimin e një sistemi evropian për ruajtjen e energjisë së erës në depo të mëdha të ruajtjes së ftohtë.

Mospërputhja e energjisë së erës, së bashku me faktin e thjeshtë se konsumi i energjisë elektrike bie ndjeshëm gjatë natës dhe rritet gjatë ditës, i shtyu shkencëtarët evropianë të vinin në një ide të papritur: akumulatorë gjigantë të energjisë të aftë për të grumbulluar "energji elektrike" dhe në përgjithësi për të stabilizuar konsumin e energjisë. në magazinat frigoriferike të vendosura në të gjithë botën e vjetër.

Ideja është mjaft e thjeshtë dhe, më e rëndësishmja, nuk kërkon ndonjë ndryshim të veçantë në sistemet ekzistuese. Vetëm se natën, kur konsumi i energjisë elektrike bie, dhe turbinat me erë vazhdojnë të funksionojnë si zakonisht (mos i ndaloni tehet), fuqia e tyre duhet të përdoret për të ulur temperaturën në këta frigoriferë me një shkallë. Vetëm një shkallë mbi normalen.

Kështu, energjia ruhet në formën e mijëra e mijëra tonëve të ftohta produktesh të ndryshme, të shtrira në heshtje diku në Danimarkë, Holandë apo Francë. Gjatë ditës, kur konsumi i energjisë elektrike rritet, të gjithë këta frigoriferë gjigantë mund të fiken, duke lejuar që temperatura të rritet gradualisht me një shkallë, pra të kthehet në normën e praktikuar teknologjike.

Nëse kjo aplikohet në të gjitha magazinat e mëdha frigoriferike në Evropë, atëherë, sipas përllogaritjeve të autorëve të projektit, kjo është e barabartë me paraqitjen e një baterie me kapacitet 50 milionë kWh në rrjetin e përgjithshëm të energjisë!

Përparësitë e pamohueshme të këtij projekti përfshijnë edhe faktin se kur makinat ftohëse funksionojnë natën, temperatura e tyre është më e lartë, pasi ajri që ftoh kondensatorët në një natë vere ka një temperaturë më të ulët se gjatë ditës. në 10 – 15 ⁰С.

Kështu, edhe burime të tilla energjie “të mbeturinave” nga pikëpamja tradicionale, siç janë rrjedhat e vogla ujore (lumenj dhe përrenj) në zonat malore, mund të jenë një ndihmë e mirë për rritjen e efiçencës energjetike të instalimeve dhe sistemeve diellore me cikle termodinamike.

BIBLIOGRAFI

1 Shelestov S.I. KRITERET E SIGURISË për strukturat hidraulike // Akademia e Energjisë. 2010. Nr. 4. F. 4 – 8.

2 Osadchy G.B. Energjia diellore, derivatet e saj dhe teknologjitë e përdorimit të tyre (Hyrje në energji). Omsk: IPK Maksheeva E.A., 2010. 572 f.

3 Osadchiy G.B. Top helioujor me një pellg kripe diellore // Energjia industriale. 1996. Nr 9. F.46-48.

4 Osadchy G.B. Termocentrali diellor për zonat malore // Energjia industriale. 1998. Nr. 1.

5 Brodyansky V.M. Rritja e efikasitetit të termocentraleve bërthamore dhe gjeotermale nëpërmjet përdorimit të temperaturave të ulëta të ambientit // Inxhinieria e Energjisë Termike. – 2006. – Nr. 3. – F. 36 – 41.

Faqja 4 nga 6

Energjia e ujit

Për shumë mijëvjeçarë, është e vërtetë se energjia që përmban uji që rrjedh i ka shërbyer njeriut. Rezervat e tij në Tokë janë kolosale. Oqeani Botëror shërben si një akumulues i madh energjie, duke thithur pjesën më të madhe të saj që vjen nga Dielli. Këtu spërkasin valët, zbaticat dhe baticat rrjedhin dhe lindin rryma të fuqishme oqeanike. Lindin lumenj të fuqishëm, të cilët bartin masa të mëdha uji në dete dhe oqeane. Është e qartë se njerëzimi, në kërkimin e tij për energji, nuk mund të kalonte pranë rezervave të tilla gjigante. Para së gjithash, njerëzit mësuan të përdorin energjinë e lumenjve. Përparësitë e hidrocentraleve janë të dukshme: furnizimi me energji që rinovohet vazhdimisht nga vetë natyra, lehtësia e funksionimit dhe mungesa e ndotjes së mjedisit. Megjithatë, kjo ka disavantazhet e veta mjedisore, të cilat më parë nuk ishin marrë plotësisht parasysh gjatë ndërtimit të një dige të madhe hidroelektrike, e cila më pas ndikoi si në prodhimin bujqësor ashtu edhe në iktiologjinë e pellgjeve ujore. Tashmë në planin historik GOELRO parashikonte ndërtimin e hidrocentraleve të mëdhenj. Në vitin 1926, hidrocentrali Volkhov hyri në punë, dhe vitin e ardhshëm filloi ndërtimi i hidrocentralit të famshëm Dnieper. Politika largpamëse energjetike e ndjekur në vendin tonë ka bërë që ne, si asnjë vend tjetër në botë, të kemi zhvilluar një sistem hidrocentralesh të fuqishëm. Asnjë shtet nuk mund të mburret me gjigantë të tillë energjetik si hidrocentralet Volga, Krasnoyarsk dhe Bratsk, Sayano-Shushenskaya. Këto stacione, duke ofruar fjalë për fjalë oqeane energjie, u bënë qendra rreth të cilave u zhvilluan komplekse të fuqishme industriale. Në të njëjtën kohë, ndërtimi i rezervuarëve të këtyre gjigantëve shkaktoi procese të pakthyeshme, si kënetimi i zonës, përmbytja me ujëra nëntokësore, prishja e vendpjelljeve natyrore etj. Njerëzit kanë ditur prej kohësh për manifestimet spontane të energjisë gjigante të fshehura në thellësitë e globit. Kujtesa e njerëzimit përmban legjenda rreth shpërthimeve katastrofike vullkanike që morën miliona jetë njerëzore dhe ndryshuan pamjen e shumë vendeve në Tokë përtej njohjes. Fuqia e shpërthimit edhe të një vullkani relativisht të vogël është kolosale; është shumë herë më e madhe se fuqia e instalimeve më të mëdha energjetike të krijuara nga dora e njeriut. Vërtetë, nuk ka nevojë të flasim për përdorimin e drejtpërdrejtë të energjisë së shpërthimeve vullkanike, për sa kohë që njerëzit kanë aftësinë për të frenuar këtë element të padisiplinuar dhe, për fat të mirë, këto shpërthime janë ngjarje mjaft të rralla. Por këto janë manifestime të energjisë të fshehura në zorrët e tokës, kur vetëm një pjesë e vogël e kësaj energjie të pashtershme gjen çlirim përmes shfrynave të vullkaneve që marrin frymë nga zjarri. Vendi i vogël evropian i Islandës, i përkthyer fjalë për fjalë si "vendi i akullit", është plotësisht i vetë-mjaftueshëm në domate, mollë dhe madje edhe banane! Serra të shumta islandeze e marrin energjinë e tyre nga nxehtësia e tokës. Praktikisht nuk ka burime të tjera lokale të energjisë në Islandë. Por ky vend është shumë i pasur me burime të nxehta dhe me gejzerë-burime të famshme me ujë të nxehtë, që shpërthejnë nga toka me saktësi kronometri. Dhe megjithëse islandezët nuk kanë përparësi në përdorimin e nxehtësisë së burimeve nëntokësore (madje edhe romakët e lashtë sillnin ujin nga nëntoka në banjat e famshme termale të Caracallas), banorët e këtij vendi të vogël verior e shfrytëzojnë shumë intensivisht kazanin nëntokësor. Kryeqyteti, Reykjavik, ku jeton gjysma e popullsisë së vendit, ngrohet vetëm nga burime nëntokësore. Por njerëzit marrin energji nga thellësitë e tokës jo vetëm për ngrohje. Termocentralet që përdorin burime të nxehta nëntokësore kanë funksionuar për një kohë të gjatë. Termocentrali i parë i tillë, ende me fuqi shumë të ulët, u ndërtua në vitin 1904 në qytetin e vogël italian të Larderello, i quajtur pas inxhinierit francez Larderelli, i cili në vitin 1827 hartoi një projekt për përdorimin e burimeve të shumta të nxehta në zonë. Gradualisht, fuqia e termocentralit u rrit, gjithnjë e më shumë njësi të reja u vunë në punë, u përdorën burime të reja të ujit të nxehtë dhe sot fuqia e stacionit tashmë ka arritur një vlerë mbresëlënëse - 360 mijë kilovat. Kriza e rëndë ekonomike që shpërtheu në vendin tonë në gusht 1998 tregoi në mënyrë më të mprehtë mangësitë në sektorin tonë energjetik në rajonet e Sakhalin dhe Kamchatka, ku një numër i madh burimesh të nxehta nëntokësore do të bënte të mundur sigurimin e shpejtë dhe pa kosto të larta popullsia dhe industria e këtyre rajoneve me energji elektrike dhe ngrohtësi. Zhvillimi i mëtejshëm i energjisë gjeotermale do të bënte të mundur sigurimin e energjisë elektrike për rajonet fqinje. Dihet se rezervat e energjisë në Oqeanin Botëror janë kolosale. Kështu, energjia termike (e brendshme) që korrespondon me mbinxehjen e ujërave sipërfaqësore të oqeanit në krahasim me ujërat e poshtme, të themi, me 20 gradë, ka një vlerë të rendit 10^26 J. Energjia kinetike e rrymave oqeanike është vlerësohet të jetë e rendit 10^18 J. Megjithatë, deri më tani njerëzit kanë qenë në gjendje të shfrytëzojnë vetëm sasi të parëndësishme energjie janë shtuar, dhe madje edhe atëherë me koston e investimeve të mëdha dhe ngadalë duke shlyer, kështu që një energji e tillë deri më tani dukej jo premtuese. Megjithatë, ka një shterim shumë të shpejtë të rezervave të karburanteve fosile (kryesisht të naftës dhe gazit), përdorimi i të cilave shoqërohet gjithashtu me ndotje të konsiderueshme mjedisore (përfshirë "ndotjen" termike dhe një rritje të nivelit të dioksidit të karbonit atmosferik që kërcënon klimën pasojat), një kufizim i mprehtë i rezervave të uraniumit (përdorimi i energjisë i të cilit gjeneron gjithashtu mbetje të rrezikshme radioaktive) dhe pasiguria e kohës dhe pasojave mjedisore të përdorimit industrial të energjisë termonukleare i detyron shkencëtarët dhe inxhinierët t'i kushtojnë vëmendje më të madhe kërkimit të mundësi për shfrytëzimin me kosto efektive të burimeve të gjera dhe të padëmshme të energjisë dhe jo vetëm ndryshimet në nivelet e ujit në lumenj, por edhe nxehtësinë diellore, erën dhe energjinë në Oqeanin Botëror. Publiku i gjerë, dhe shumë ekspertë, ende nuk e dinë se puna kërkimore për nxjerrjen e energjisë nga detet dhe oqeanet ka marrë një shkallë mjaft të madhe vitet e fundit në një sërë vendesh dhe se perspektivat e tyre po bëhen gjithnjë e më premtuese. Mënyra më e dukshme për të përdorur energjinë e oqeanit është ndërtimi i termocentraleve të baticës (TPP). Që nga viti 1967, në grykëderdhjen e lumit Rance në Francë, një termocentral baticor me kapacitet 240 mijë kW me prodhim vjetor 540 mijë kW/h funksionon në baticë deri në 13 metra të larta. Inxhinieri sovjetik Bernstein zhvilloi një metodë të përshtatshme për ndërtimin e blloqeve PES të tërhequr në det në vendet e kërkuara dhe llogariti një procedurë me kosto efektive për përfshirjen e PES në rrjetin e energjisë gjatë orëve të ngarkesës maksimale nga konsumatorët. Idetë e tij u testuan në një termocentral të ndërtuar në vitin 1968 në Kislaya Guba afër Murmansk; Një termocentral 6 milionë kW në gjirin e Mezenit në detin Barents po pret radhën. Një mundësi e papritur për energjinë e oqeanit ishte rritja e algave gjigante të leshterikëve me rritje të shpejtë nga gomonet në oqean, të cilat lehtë mund të shndërrohen në metan për të zëvendësuar gazin natyror si një burim energjie. Sipas vlerësimeve të disponueshme, një hektar plantacione leshterikësh mjafton për të siguruar plotësisht energji për çdo konsumator. Kështu, në oqeanin, i cili përbën 71% të sipërfaqes së planetit, ekzistojnë lloje potencialisht të ndryshme të energjisë - energjia e valëve dhe e baticave; energjia e lidhjeve kimike të gazrave, lëndëve ushqyese, kripërave dhe mineraleve të tjera; energjia latente e hidrogjenit që gjendet në molekulat e ujit; energjia e rrymave që lëvizin qetësisht dhe pafundësisht në pjesë të ndryshme të oqeanit; rezerva të mahnitshme të energjisë që mund të merren duke përdorur ndryshimin e temperaturës së ujit të oqeanit në sipërfaqe dhe në thellësi, dhe ato mund të shndërrohen në lloje standarde të karburantit.

Sasi të tilla energjie dhe shumëllojshmëria e formave të saj garantojnë që në të ardhmen njerëzimit nuk do t'i mungojë. Në të njëjtën kohë, nuk ka nevojë të varemi nga një ose dy burime kryesore të energjisë, siç janë, për shembull, karburantet fosile të përdorura prej kohësh dhe karburanti bërthamor, metoda për marrjen e të cilave janë zhvilluar kohët e fundit.

E megjithatë, megjithëse nxjerrja e energjisë së oqeanit është në një fazë eksperimentale dhe procesi është i kufizuar dhe i kushtueshëm, fakti mbetet se me zhvillimin e përparimit shkencor dhe teknologjik, energjia në të ardhmen mund të merret kryesisht nga deti. Kur varet nga sa shpejt këto procese bëhen mjaft të lira. Në fund të fundit, nuk varet nga aftësia për të nxjerrë energji nga oqeani në forma të ndryshme, por nga kostoja e një nxjerrjeje të tillë, e cila do të përcaktojë se sa shpejt do të zhvillohet një metodë e veçantë e nxjerrjes.

Sa herë që të vijë ajo kohë, kalimi në energjinë e oqeanit do të sjellë përfitime të dyfishta: do të kursejë fondet publike dhe do ta bëjë planetin e tretë të sistemit diellor, Tokën tonë, më të zbatueshëm.

Goditja e parë e publikut erdhi në vitin 1973 me rritjen e çmimeve të karburanteve fosile.

Ekonomia, megjithatë, është vetëm njëra anë e historisë. Ana tjetër i referohet vendeve në zhvillim që po përpiqen të arrijnë standardin e jetesës së vendeve të industrializuara, të përcaktuar nga përdorimi i sasive të mëdha të energjisë. Sot, popujt e Azisë, Afrikës dhe Amerikës Latine po përpiqen të kalojnë nga një shoqëri që përdor kryesisht punë fizike në një shoqëri me industri të zhvilluar.

Për të plotësuar nevojën për shpërndarje të barabartë të energjisë së lirë midis të gjitha vendeve, do të kërkohej një sasi energjie që ndoshta do të ishte mijëra herë më e lartë se niveli i sotëm i konsumit dhe biosfera nuk do të ishte më në gjendje të përballonte ndotjen e shkaktuar. me përdorimin e karburanteve konvencionale. Megjithatë, Chauncey Starr, president i Institutit të Kërkimeve të Energjisë Elektrike në Palo Alto, Kaliforni, beson: "Duhet të pranohet se konsumi botëror i energjisë do të shkojë në këtë drejtim dhe aq shpejt sa lejojnë faktorët politikë, ekonomikë dhe teknikë".

Ndërsa konkurrenca për pakësimin e karburanteve do të intensifikohet, konsumi i fondeve publike do të rritet. Kjo rritje do të vazhdojë, pasi është e nevojshme për të luftuar ndotjen e ajrit dhe ujit dhe nxehtësinë e çliruar gjatë djegies së lëndëve djegëse fosile.

Por a duhet të shqetësohemi për gjetjen e burimeve të reja të lëndëve djegëse fosile? Pse të diskutohet çështja e ndërtimit të reaktorëve bërthamorë? Oqeani është i mbushur me energji, i pastër, i sigurt dhe i pashtershëm. Ajo është atje në oqean, vetëm duke pritur të lirohet. Dhe ky është avantazhi numër një.

Avantazhi i dytë është se përdorimi i energjisë së oqeanit do të lejojë që Toka të jetë një planet i banueshëm në të ardhmen. Por opsioni alternativ, i cili përfshin rritjen e përdorimit të lëndëve djegëse organike dhe bërthamore, sipas disa ekspertëve, mund të çojë në katastrofë: shumë dioksid karboni dhe nxehtësi do të lëshohen në atmosferë, gjë që përbën një rrezik vdekjeprurës për njerëzimin.

Disa shkencëtarë besojnë se do të ishte më e saktë ta quajmë planetin tonë jo Tokë, por Ujë, sepse rreth tre të katërtat e sipërfaqes së planetit është e mbuluar me ujë. Oqeani Botëror është një akumulues i madh energjie - ai thith shumicën e energjisë që vjen nga Dielli. Ata gjithashtu përdorin zbaticat dhe rrjedhat, rrymat oqeanike, lumenjtë e fuqishëm që bartin masa të mëdha uji në dete dhe oqeane. Më parë, të gjithë njerëzit mësuan të përdorin energjinë e lumenjve.

Energjia e ujit (hidroenergjia)

Energjia e ujit, ose bioenergjia, është gjithashtu energji e konvertuar nga Dielli. Uji në rënie është përdorur prej kohësh për të rrotulluar shtytësit dhe turbinat. Uji ishte burimi i parë i energjisë, dhe makina e parë me të cilën njeriu shfrytëzoi energjinë e ujit ishte një turbinë primitive uji. Më shumë se 2000 vjet më parë, malësorët në Lindjen e Mesme përdornin tashmë një rrotë uji në formën e një boshti me tehe: një rrjedhë uji e devijuar nga një përrua ose lumë i shtypur mbi tehe, duke transferuar energjinë e tij kinetike tek ata. Tehet lëvizën dhe meqenëse ishin ngjitur fort në bosht, boshti u rrotullua. Një gur mulliri, nga ana tjetër, ishte ngjitur në të, i cili, së bashku me boshtin, rrotullohej në raport me gurin e poshtëm të paluajtshëm të mullirit. Pikërisht kështu funksionuan mullinjtë e parë të "mekanizuar" të drithit. Por ato u ndërtuan vetëm në zonat malore, ku lumenjtë dhe përrenjtë kishin diferenca të mëdha dhe presion të fortë.

Uji, i cili përdorej në kohët e lashta për të kryer punë mekanike, mbetet ende një burim i mirë energjie, tani elektrik. Energjia e ujit që bie rrotullon rrotën e ujit, duke shërbyer drejtpërdrejt për bluarjen e grurit, sharrimin e drurit dhe prodhimin e tekstileve. Sidoqoftë, mullinjtë dhe sharrat në lumenj filluan të zhdukeshin kur në vitet '30 të shekullit të 19-të. prodhimi i energjisë elektrike filloi në ujëvarat.

Në një hidrocentral modern (HEC), një masë uji vërshon me shpejtësi të madhe mbi tehet e turbinës. Uji rrjedh nëpër një rrjetë mbrojtëse dhe një grilë të rregullueshme në një tubacion çeliku në turbinë, mbi të cilën është instaluar gjeneratori. Energjia mekanike e ujit transferohet në një gjenerator përmes një turbine dhe shndërrohet në energji elektrike. Pas kësaj, uji derdhet në lumë përmes tunelit, duke u zgjeruar gradualisht, duke humbur shpejtësinë e tij.

Sipas kapacitetit, hidrocentralet ndahen në të vogla (me një kapacitet të instaluar deri në 0,2 MW), të vogla (deri në 2 MW), të mesme (deri në 20 MW) dhe të mëdha (më shumë se 20 MW); për presion - presion të ulët (presion deri në 10 m), presion të mesëm (deri në 100 m) dhe presion të lartë (më shumë se 100 m). Në disa raste digat e hidrocentraleve me presion të lartë arrijnë një lartësi prej 240 m. Ato përqendrojnë energjinë e ujit përpara turbinave, duke grumbulluar ujin dhe duke ngritur nivelin e tij. Një turbinë është një makinë me shumë efikasitet energjie, sepse në të uji lehtë e ndryshon lëvizjen përkthimore në lëvizje rrotulluese. I njëjti parim përdoret shpesh në makina që nuk janë aspak të ngjashme në pamje me një rrotë uji (nëse tehet preken nga avulli, atëherë po flasim për turbinat me avull). Në hidrocentralet tipike, efikasiteti është shpesh 60-70%, domethënë, 60-70% e energjisë së ujit në rënie konvertohet në energji elektrike.

Ndërtimi i hidrocentraleve është i kushtueshëm dhe kërkon kosto të konsiderueshme operative, por “karburanti” i tyre është falas dhe nuk përballet me asnjë inflacion. Burimi kryesor i energjisë është Dielli, i cili avullon ujin nga oqeanet, detet dhe lumenjtë. Avujt e ujit kondensohen si shi, bien në zona më të larta dhe derdhen në det. Hidrocentralet ndërtohen përgjatë rrugës së kësaj rryme për të kapur energjinë e lëvizjes së ujit - energji që përndryshe do të përdorej për transportimin e sedimentit në det.

Prandaj, hidrocentralet nuk janë plotësisht miqësore me mjedisin.

Le të shohim disa nga pasojat negative për natyrën që lidhen me ndërtimin e digave në lumenj. Kur rrjedha e një lumi ngadalësohet, siç ndodh zakonisht kur ujërat e tij hyjnë në një trup ujor, sedimenti i pezulluar fillon të zhytet në fund. Poshtë rezervuarit, uji i pastër që hyn në lumë gërryen brigjet e lumit shumë më shpejt, sikur të rikthejë vëllimin e sedimentit që ka humbur në rezervuar. Pra, rritja e erozionit dhe gërryerjes së brigjeve në rrjedhën e poshtme të rezervuarit është një dukuri e zakonshme.

Fundi i rezervuarit mbulohet gradualisht me një shtresë sedimenti, i cili periodikisht ngrihet në sipërfaqe ose përmbytet përsëri kur niveli i ujit bie dhe rritet si rezultat i shkarkimit të ujit ose baticës. Me kalimin e kohës, grumbullohen aq shumë reshje saqë fillojnë të zënë një pjesë të konsiderueshme të vëllimit të dobishëm të rezervuarit. Kjo do të thotë që një rezervuar i ndërtuar për të ruajtur ujin ose për të kontrolluar përmbytjet gradualisht humbet efektivitetin e tij. Akumulimi i sasive të mëdha të sedimentit në rezervuar mund të parandalohet pjesërisht duke monitoruar rregullisht sasinë e mbeturinave të bartura nga rrjedhat e ujit.

Të padukshme për momentin, grumbujt e sedimenteve, të cilat bëhen të dukshme vetëm kur uji në rezervuar është i ulët, nuk është e vetmja arsye pse shumë kundërshtojnë ndërtimin e digave. Ka një tjetër, më të rëndësishme: pas mbushjes së rezervuarit, tokat me vlerë janë nën ujë, pa mundësi restaurimi. Po zhduken edhe kafshët dhe bimët me vlerë, dhe jo vetëm ato tokësore; peshqit që banojnë në një lumë të bllokuar nga një digë gjithashtu mund të zhduken, pasi diga bllokon rrugën për në vendet e tyre të vezëve.

Ka probleme të tjera që lidhen me ndërtimin e digave dhe rezervuarëve. Gjatë periudhave të caktuara, cilësia e ujit në një rezervuar dhe, në përputhje me rrethanat, cilësia e ujit të çliruar prej tij mund të jetë shumë e ulët. Gjatë verës dhe vjeshtës, shtresat e poshtme të ujit në rezervuar mbushen me oksigjen, gjë që është për shkak të veprimit të njëkohshëm të dy proceseve: përzierjes jo të plotë të ujit dhe rritjes bakteriale të bimëve të ngordhura në shtresat e poshtme, gjë që kërkon një sasi të madhe. sasia e oksigjenit. Kur ky ujë i varfër me oksigjen lëshohet nga rezervuari, peshqit dhe gjallesat e tjera ujore në rrjedhën e poshtme preken kryesisht.

Përkundër gjithë kësaj, avantazhet e hidrocentraleve janë të dukshme - furnizimi me energji i restauruar vazhdimisht nga vetë natyra, lehtësia e funksionimit dhe mungesa e ndotjes së mjedisit.

Sot për funksionimin e hidrocentraleve në lumenj janë krijuar rezervuarë, shpesh edhe kaskada rezervuarësh. Potenciali aktual hidroenergjetik i të gjithë lumenjve të botës vlerësohet në 2,900 GW, por më pak se 1,000 GW përdoret aktualisht për prodhimin e energjisë hidroelektrike. Aktualisht në botë funksionojnë dhjetëra mijëra hidrocentrale. Kjo do të thotë, deri më tani vetëm një pjesë e vogël e potencialit hidroelektrik të Tokës u shërben njerëzve. Çdo vit, rrjedha të mëdha uji të krijuara nga shiu dhe shkrirja e borës derdhen në dete të papërdorura. Nëse ata do të ndaloheshin me ndihmën e digave, njerëzimi do të merrte një sasi shtesë të madhe energjie.