Порівняйте Землю з іншими планетами Сонячної системи. Що є основним джерелом енергії для процесів ,. Що є основним джерелом енергії для процесів, що відбуваються на поверхні землі. Внутрішні і зовнішні джерела енергії землі

Два кругообігу речовини і енергії на Землі Досягнувши Землі, сонячна енергія сприяє здійсненню на ній ряду процесів, без яких була б неможлива органічне життя в її високій стадії. Особливо чудові два кругообігу речовин і енергії на Землі,

Потужні джерела енергії в ядрах радиогалактик Не всі явища, які спостерігаються астрофізиками, можна пояснити за допомогою ядерної реакції перетворення водню в гелій. Уже близько півсотні років вчені вивчають космічні промені, що приходять до нас на Землю з далеких глибин

Основні джерела Фізики Архімед. Твори. М .: Физматгиз, 1962.Бор Н. Вибрані наукові праці: В 2. М .: Наука, 1970-1971.Bohr N. Collected Works. Vol. 9 Nuclear Physics, 1929-1952. Amsterdam: North-Holland, 1986.Бронштейн М.П. Сучасний стан релятивістської космології // Успіхи фізичних наук. 1931. № 11. С.

4.5. Джерела навколоземних комет З вищесказаного ясно, що в навколоземному просторі спостерігаються комети, що належать різним динамічним класах. Розглянемо, що ж відомо в даний момент про джерела комет з такими різними орбітальними параметрами і про тих

Джерела гравітаційного випромінювання - Візьмемо дві зірки, розгонимо майже до швидкості світла і зіштовхнемо. Що трапиться? - Некволий коллайдер вийде ... З форуму Слабкість гравітаційного випромінювання залишає мало шансів для його реєстрації. Де ж шукати відповідні

2. Матеріальні джерела В тексті обговорюється і затверджується, що викривлення простору-часу - це результат впливу матеріальних джерел. Що вони собою являють і як представлені формально? Ці джерела є матерією в найзагальнішому розумінні.

Люди використовують різні види енергії для всього, від власних рухів до відправки космонавтів в космос.

Існує два типи енергії:

• здатність зробити (потенційна)
• власне робота (кінетична)

Поставляється в різних формах:

• тепла (теплова)
• світло (промениста)
• рух (кінетична)
• електрична
• хімічна
• ядерна енергія
• гравітаційна

Наприклад їжа, яку людина їсть містить хімічну і тіло людини зберігає її поки він або вона витратить як кінетичну під час роботи або життя.

Класифікація видів енергії

Люди використовують ресурси різних видів: електрику в своїх будинках, що добувається шляхом спалювання вугілля, ядерної реакції або ГЕС на річці. Таким чином, вугілля, ядерна та гідро називаються джерелом. Коли люди заповнюють паливний бак бензином джерелом може бути нафта або навіть вирощування і переробка зерна.

Джерела енергії діляться на дві групи:

• відновлювальні
• невідновлювані

Поновлювані і непоновлювані джерела можна використовувати в якості первинних для отримання користі, такого як тепло або використовувати для виробництва вторинних енергетичних джерел, таких, як електрика.

Коли люди використовують електрику в своїх будинках, електроенергія ймовірно створюється спалюванням вугілля або природного газу, ядерної реакції або ГЕС на річці, або з декількох джерел. Люди використовують для палива своїх автомобілів сиру нафту (невідновлювальна), але можуть і біопаливо (відновлювальна) як етанол, який проводиться з переробленої кукурудзи

відновлювальні

Є п'ять основних поновлюваних джерел енергії:

• сонячна
• Геотермальне тепло всередині Землі
• Енергія вітру
• Біомаса з рослин
• Гідроенергетика з проточної води

Біомаса, яка включає деревину, біопаливо і відходи біомаси, є найбільшим джерелом поновлюваної енергії, на яку припадає близько половини всіх відновлюваних і близько 5% від загального обсягу споживання.

невідновлювані

Велика частина ресурсів, споживаних в даний час з невідновлюваних джерел:

• нафтопродукти
• Вуглеводневий скраплений газ
• Природний газ
• вугілля
• ядерна енергія

На невідновлювані види енергії припадає близько 90% всіх використовуваних ресурсів.

Чи змінюється споживання палива з плином часу

Джерела енергії, що споживається з плином часу змінюються, але зміни відбуваються повільно. Наприклад, вугілля колись широко використовувався в якості палива для опалення будинків і комерційних будівель, проте конкретне використання вугілля для цих цілей скоротилося за останні півстоліття.

Хоча частка відновлюваної палива від загального споживання первинної енергії ще відносно невелика, його використання зростає в усіх галузях. Крім того, використання природного газу в електроенергетиці зросла в останні роки з-за низьких цін на природний газ, в той час як використання вугілля в цій системі скоротилася.

Надіслати свою хорошу роботу в базу знань просто. Використовуйте форму, розташовану нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань в своє навчання і роботи, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

1. Енергія вітру

2. Гідроенергія

3. Геотермальна енергія

4. Енергія світового океану

5. Енергія припливів і відливів

6. Сонячна енергія

висновок

бібліографічний список

Вступ

Поняття енергії - не тільки фізичне або природничо-наукового, а також і технічне. Мета даної роботи - перш за все ознайомитися з сучасним станом справ в цій незвичайно широкій проблематиці, аналіз нових шляхів отримання практично корисних форм енергії. Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) Кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива - урану і торію. Практично невичерпні запаси термоядерного палива - водню, проте керовані термоядерні реакції поки не освоєні і невідомо, коли вони будуть використані для промислового отримання енергії в чистому вигляді, тобто без участі в цьому процесі реакторів ділення. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних відновлюваних джерел енергії.

При розгляді енергетики, як галузі народного господарства, можна відстежити еволюцію джерел енергії, а також проблеми освоєння і використання нових ресурсів енергії (альтернативні джерела енергії). енергія нетрадиційний геотермальний

До поновлюваних джерел енергії відносяться: сонячна і геотермальна енергія, приливна, атомна, енергія вітру і енергія хвиль. На відміну від викопних палив ці форми енергії не обмежені геологічно накопиченими запасами (якщо атомну енергію розглядати разом стермоядерной). Це означає, що їх використання і споживання не веде до неминучого вичерпання запасів.

Всі нові схеми перетворення енергії можна об'єднати єдиним терміном "екоенергетика", під яким маються на увазі будь-які методи отримання чистої енергії, що не викликають забруднення навколишнього середовища.

1. Енергія вітру

Ми живемо на дні повітряного океану, в світі вітрів. Люди давно це зрозуміли, вони постійно відчували на собі вплив вітру, хоча довгий час не могли пояснити багато явищ. Наглядом за вітрами займалися ще в Стародавній Греції. Уже в III в. до н. е. було відомо, що вітер приносить ту чи іншу погоду. Правда, греки визначали тільки напрямок вітру. В Афінах близько 100 р. До н.е. е. побудували так звану Вежу вітрів з укріпленою на ній "розою вітрів" (вежа існує донині, немає тільки "троянди"). В Японії і Китаї також були відомі рози вітрів: виготовлені у вигляді драконів, вони вказували напрямок вітру. Але головне призначення їх було інше: відлякувати злих духів - чужі вітри.

Величезна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно і всюди на землі дмуть вітри - від легкого вітерцю, що несе бажану прохолоду в літню спеку, до могутніх ураганів, що приносять незліченну утрату і руйнування. Завжди неспокійний повітряний океан, на дні якого ми живемо. Вітри, що дмуть на просторах нашої країни, могли б легко задовольнити всі її потреби в електроенергії! Кліматичні умови дозволяють розвивати вітроенергетику на величезній території - від наших західних кордонів до берегів Єнісею. Багаті енергією вітру північні райони країни вздовж узбережжя Північного Льодовитого океану, де вона особливо необхідна мужнім людям, обживають ці багатющі краю. Чому ж настільки рясний, доступний та й екологічно чисте джерело енергії так слабо використовується? В наші дні двигуни, що використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб в енергії.

За оцінками різних авторів, загальний вітроенергетичний потенціал Землі дорівнює 1200 ТВт, однак можливості використання цього виду енергії в різних районах Землі неоднакові. Середньорічна швидкість вітру на висоті 20-30 м над поверхнею Землі повинна бути чималою, щоб потужність повітряного потоку, що проходить через належним чином орієнтований вертикальний перетин, досягала значення, прийнятного для перетворення. Вітроенергетична установка, розташована на майданчику, де середньорічна питома потужність повітряного потоку складає близько 500 Вт / м 2 (швидкість повітряного потоку при цьому рівна 7 м / с), може перетворити в електроенергію близько 175 з цих 500 Вт / м2.

Енергія, що міститься в потоці рухомого повітря, пропорційна кубу швидкості вітру. Однак не вся енергія повітряного потоку може бути використана навіть за допомогою ідеального устройства.Теоретіческі коефіцієнт корисного використання (КПІ) енергії повітряного потоку може бути рівний 59,3%. На практиці, згідно з опублікованими даними, максимальний коефіцієнт корисного використання енергії вітру в рівний приблизно 50%, проте і цей показник досягається не при всіх швидкостях, а тільки при оптимальній швидкості, передбаченій проектом. Крім того, частина енергії повітряного потоку втрачається при перетворенні механічної енергії в електричну, яке здійснюється з ККД зазвичай 75-95%. З огляду на всі ці фактори, питома електрична потужність, що видається реальним вітроенергетичним агрегатом, мабуть, становить 30-40% потужності повітряного потоку за умови, що цей агрегат працює стійко в діапазоні швидкостей, передбачених проектом. Однак іноді вітер має швидкість, що виходить за межі розрахункових швидкостей. Швидкість вітру буває настільки низькою, що вітроагрегат зовсім не може працювати, або настільки високою, що вітроагрегат необхідно зупинити і вжити заходів щодо його захисту від руйнування. Якщо швидкість вітру перевищує номінальну робочу швидкість, частина отримання електричної енергії вітру не використовується, з тим щоб не перевищувати номінальної електричної потужності генератора. З огляду на ці фактори, питома вироблення електричної енергії протягом року, мабуть, становить 15-30% енергії вітру, або навіть менше, залежно від місця розташування і параметрів ветроагрегата.

Новітні дослідження направлені переважно на отримання електричної енергії з енергії вітру. Прагнення освоїти виробництво вітроенергетичних машин привело до появи на світло безлічі таких агрегатів. Деякі з них досягають десятків метрів у висоту, і, як вважають, з часом вони могли б утворити справжню електричну мережу. Малі вітроелектричні агрегати призначені для постачання електроенергією окремих будинків.

Споруджуються спеціальні станції переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить в рух динамо-машину - генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно з'єднані акумулятори. Акумуляторна батарея автоматично підключається до генератора в той момент, коли напруга на його вихідних клемах стає більше, ніж на клемах батареї, і також автоматично відключається при протилежному співвідношенні.

У невеликих масштабах спеціальні станції знайшли застосування кілька десятиліть тому. Найбільша з них потужністю 1250 кВт давала струм в мережу електропостачання американського штату Вермонт безперервно з 1941 по 1945 р Однак після поломки ротора досвід перервався - ротор не стали ремонтувати, оскільки енергія від сусідньої теплової електростанції обходилася дешевше. З економічних причин припинилася експлуатація вітроелектричних станцій і в європейських країнах.

Сьогодні вітроелектричні агрегати надійно забезпечують струмом нафтовиків; вони успішно працюють у важкодоступних районах, на далеких островах, в Арктиці, на тисячах сільськогосподарських ферм, де немає поблизу великих населених пунктів і електростанцій загального користування. Американець Генрі Клюз в штаті Мен побудував дві щогли і зміцнив на них вітродвигуни з генераторами. 20 акумулятором по 6 В і 60 по 2 У служать йому в безвітряну погоду, а як резерв він має бензиновий двигун. За місяць Клюз отримує від своїх вітроелектричних агрегатів 250 кВт · год енергії; цього йому вистачає для освітлення всього господарства, живлення побутової апаратури (телевізора, програвача, пилососа, електричної друкарської машинки), а також для водяного насоса і добре обладнаній майстерні.

Широкому застосуванню вітроелектричних агрегатів у звичайних умовах поки перешкоджає їх висока собівартість. Навряд чи потрібно говорити, що за вітер платити не потрібно, однак машини, потрібні для того, щоб запрягти його в роботу, обходяться занадто дорого.

Зараз створені найрізноманітніші прототипи вітроелектричних генераторів (точніше, вітродвигунів з електрогенераторами). Одні з них схожі на звичайну дитячу вертушку, інші - на велосипедне колесо з алюмінієвими лопатями замість спиць. Існують агрегати у вигляді каруселі або ж у вигляді щогли з системою підвішених один над одним кругових ветроуловітелей, з горизонтальною або вертикальною віссю обертання, з двома або п'ятдесятьма лопатями.

На рис. 2. схематично показана вітроелектричної установки, побудована Національним управлінням з аеронавтики і дослідженню космічного простору (НАСА) в штаті Огайо. На башті заввишки 30,5 м укріплений генератор в поворотному обтічному корпусі; на валу генератора сидить пропелер з двома алюмінієвими лопатями довжиною 19 м і вагою 900 кг. Агрегат починає працювати при швидкості вітру 13 км / год, а найбільшої продуктивності (100 кВт) досягає при 29 км / ч. Максимальна швидкість обертання пропелера складає 40 об / хв.

У проектуванні установки найважча проблема полягала в тому, щоб при різній силі вітру забезпечити однакове число оборотів пропелера. Адже при підключенні до мережі генератор повинен давати не просто r якусь електричну енергію, а тільки змінний струм із заданим числом циклів в секунду, т. Е. Зі стандартною частотою 60 Гц. Тому кут нахилу лопатей по відношенню до вітру регулюють за рахунок попорота їх навколо поздовжньої осі: при сильному вітрі цей кут гостріше, повітряний потік вільніше обтікає лопаті і віддає їм меншу частину своєї енергії. Крім регулювання лопатей весь генератор автоматично повертається на щоглі проти вітру.

2. Гідроенергія

Багато тисячоліть вірно служить людині енергія, укладена в проточній воді. Запаси її на Землі колосальні. Недарма деякі вчені вважають, що нашу планету правильніше було б називати не Земля, а Вода - адже близько трьох чвертей поверхні планети покриті водою. Величезним акумулятором енергії служить Світовий океан, що поглинає велику її частину, що поступає від Сонця. Тут плещуть хвилі, відбуваються припливи і відливи, виникають могутні океанські течії. Народжуються могутні річки, що несуть величезні маси води в моря і океани. Зрозуміло, що людство в пошуках енергії не могло пройти мимо таких гігантських її запасів. Перш за все люди навчилися використовувати енергію річок.

Вода була першим джерелом енергії, і, ймовірно, першою машиною, в якій людина використовувала енергію води, була примітивна водяна турбіна. Понад 2000 років тому горці на Близькому Сході вже користувалися водяним колесом у вигляді валу з лопатками (рис. 3). Суть пристрою зводилася до наступного. Потік води, відведений із струмка або річки, тисне на лопатки, передаючи їм свою кінетичну енергію. Лопатки приходять в рух, а оскільки вони жорстко скріпляють з валом, вал обертається. З ним в свою чергу скріпляє млинове жорно, яке разом з валом обертається по відношенню до нерухомого нижнього жорна. Саме так працювали перші "механізовані" млини для зерна. Але їх споруджували тільки в гірських районах, де є річки і струмки з великим перепадом і сильним напором. На поволі поточних потоках водяні колеса з горизонтально розміщеними лопатками малоефективні.

Кроком вперед було водяне колесо Вітрувія (1 ст. Н. Е.), Схема якого показана на рис. 4. Це вертикальне колесо з великими лопатками і горизонтальним валом. Вал колеса пов'язаний дерев'яними зубчастими колесами з вертикальним валом, на якому сидить млинове. Подібні млини і сьогодні можна зустріти на Малому Дунаї; вони перемелюють на годину до 200 кг зерна.

Майже півтори тисячі років після розпаду Римської імперії водяні колеса служили основним джерелом енергії для будь-яких виробничих процесів в Європі, замінюючи фізичну працю людини.

Пристрої, в яких енергія води використовується для здійснення роботи, прийнято називати водяними (або гідравлічними.) Двигунами. Найпростіші і найдавніші з них - описані вище водяні колеса. Розрізняють колеса з верхнім, середнім і нижнім підведенням води.

У сучасній гідроелектростанції маса води з великою швидкістю спрямовується на лопатки турбін. Вода з-за дамби тече - через захисну сітку і регульований затвор - по сталевому трубопроводу до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам і в них перетвориться в електричну. Після здійснення роботи вода стікає в річку через поступово розширюється тунель, втрачаючи при цьому свою швидкість.

Гідроелектростанції класифікуються по потужності на дрібні (зі встановленою електричною потужністю до 0,2 МВт), малі (до 2 МВт), середні (до 20 МВт) і великі (понад 20 МВт). Другий критерій, по якому розділяються гідроелектростанції, - натиск. Розрізняють низьконапірні (натиск до 10 м), середнього натиску (до 100 м) і високонапірні (понад 100 м). У рідкісних випадках греблі високонапірних ГЕС досягають висоти 240 м. Такі дамби зосереджують перед турбінами водну енергію, накопичуючи воду і піднято а її у ровень.

Витрати на будівництво ГЕС великі, але вони компенсуються тим, що не доводиться платити (в усякому разі, в явній формі) за джерело енергії - воду. Потужність сучасних ГЕС, спроектованих на високому інженерному рівні, перевищує 100 МВт, а К.П.Д. становить 95% (водяні колеса мають К. П.Д. 50-85%). Така потужність досягається при досить малих швидкостях обертання ротора (близько 100 об / хв), тому сучасні гідротурбіни вражають своїми розмірами. Наприклад, робоче колесо турбіни Волзької ГЕС ім. В. І. Леніна має висоту близько 10 м і важить 420 т.

Турбіна - енергетично дуже вигідна машина, тому що вода легко і просто змінює поступальний рух на обертальний. Той же принцип часто використовують і в машинах, які зовні зовсім не схожі на водяне колесо (якщо на лопатки впливає пара, то мова йде про паровій турбіні).

Переваги гідроелектростанцій очевидні - постійно поновлюваний самою природою запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення навколишнього середовища. Та й досвід будівництва та експлуатації водяних коліс міг би надати чималу допомогу гідроенергетикам. Проте на будівництво греблі великої гідроелектростанції виявилася завданням куди складнішою, ніж споруда невеликої обертання млинового колеса. Щоб привести в обертання могутні гідротурбіни, потрібно накопичити за дамбою величезний запас води. Для побудови греблі потрібно укласти таку кількість матеріалів, що об'єм гігантських єгипетських пірамід в порівнянні з ним покажеться нікчемним.

Тому на початку XX століття було побудовано всього кілька гідроелектростанцій. Поблизу П'ятигорська, на Північному Кавказі на гірській річці Подкумок успішно діяла досить велика електростанція з промовистою назвою "Білий вугілля". Це було лише початком.

Уже в історичному плані ГОЕЛРО передбачалося будівництво великих гідроелектростанцій. У 1926 році в лад увійшла Волховська ГЕС, в наступному - почалося будівництво знаменитої Дніпровської. Далекоглядна енергетична політика, що проводиться в нашій країні, призвела до того, що у нас, як в жодній країні світу, розвинена система потужних гідроелектричних станцій. Жодна держава не може похвалитися такими енергетичними гігантами, як Волзькі, Красноярська і Братська, Саяно-Шушенська ГЕС. Ці станції, що дають буквально океани енергії, стали центрами, навколо яких розвинулися потужні промислові комплекси.

Але поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щорічно величезні потоки води, що утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати їх за допомогою дамб, людство отримало б додатково колосальну кількість енергії.

3. Геотермальна енергія

Земля, ця маленька зелена планета,-наш спільний дім, з якого ми поки не можемо, та й не хочемо, йти. У порівнянні з міріадами інших планет Земля дійсно невелика: велика її частина покрита затишною і цілющою зеленню. Але ця прекрасна і спокійна планета часом приходить в лють, і тоді з нею жарти погані - вона здатна знищити все, що милостиво дарувала нам з незапам'ятних часів. Грізні смерчі і тайфуни забирають тисячі життів, неприборкані води річок і морів руйнують все на своєму шляху, лісові пожежі за лічені години спустошують величезні території разом з будівлями і посівами.

Але все це дрібниці в порівнянні з виверженням вулкана, що прокинувся. Чи знайдеш на Землі інші приклади стихійного вивільнення природної енергії, які за силою могли б змагатися з деякими вулканами.

З давніх-давен люди знають про стихійні прояви гігантської енергії, що таїться в надрах земної кулі. Пам'ять людства зберігає перекази про катастрофічних виверженнях вулканів, що забрали мільйони людських життів, невпізнанно змінили вигляд багатьох місць на Землі. Потужність виверження навіть порівняно невеликого вулкана колосальна, вона багато разів перевищує потужність найбільших енергетичних установок, створених руками людини. Правда, про безпосереднє використання енергії вулканічних вивержень говорити не доводиться - немає поки в людей можливостей приборкати цю непокірну стихію, та й, на щастя, виверження ці досить рідкісні події. Але це прояви енергії, що таїться в земних надрах, коли лише крихітна частка цієї невичерпної енергії знаходить вихід через вогнедишні жерла вулканів.

Енергетика землі - геотермальна енергетика базується на використанні природного теплоти Землі. Верхня частина земної кори має термічний градієнт, рівний 20-30 ° С в розрахунку на 1 км глибини, і, за даними Уайта (1965 р), кількість теплоти, що міститься в земній корі до глибини 10 км (без урахування температури поверхні), дорівнює приблизно 12,6-10 ^ 26 Дж. Ці ресурси еквівалентні тепломісткість 4,6 · 1016 т вугілля (приймаючи середню теплоту згоряння вугілля рівній 27,6-109 Дж / т), що більш ніж в 70 тис. разів перевищує теплосодержание всіх технічно і економічно видобутих світових ресурсів вугілля. Однак геотермальна теплота у верхній частині земної кори (до глибини 10 км) занадто розсіяна, щоб на її базі вирішувати світові енергетичні проблеми. Ресурси, придатні для промислового використання, є окремі родовища геотермальної енергії, сконцентрованої на доступній для розробки глибині, мають певні обсяги і температуру, достатні для використання їх в цілях виробництва електричної енергії або теплоти.

З геологічної точки зору геотермальні енергоресурси можна розділити на гідротермальні конвективні системи, гарячі сухі системи вулканічного походження і системи з високим тепловим потоком.

4. Енергія світового океану

Різке збільшення цін на паливо, труднощі з його отриманому, повідомлення про виснаження паливних ресурсів - всі ці видимі ознаки енергетичної кризи викликали останніми роками в багатьох країнах значний інтерес до нових джерел енергії, в тому числі до енергії Світового океану.

Відомо, що запаси енергії в Світовому океані колосальні, адже дві третини земної поверхні (361 млн. Км 2) займають моря і океани - акваторія Тихого океану складає 180 млн. Км2. Атлантичного - 93 млн. Км 2, Індійського - 75 млн. Км2. Так, теплова (внутрішня) енергія, що відповідає перегріву поверхневих вод океану в порівнянні з донними, скажімо, на 20 градусів, має величину порядку тисячу двадцять шість Дж. Кінетична енергія океанських течій оцінюється величиною порядку 1018 Дж. Проте поки що люди вміють використовувати лише незначні частки цієї енергії, та й то ціною великих і повільно окупаються капіталовкладень, так що така енергетика досі здавалася малоперспективною.

Останні десятиліття характеризується певними успіхами у використанні теплової енергії океану. Так, створені установки міні-ОТЕС і ОТЕС-1 (ОТЕС - початкові букви англійських слів Осеан nТhеrmal Energy Conversion, т.e. Перетворення теплової енергії океану - мова йде про перетворенні в електричну енергію). У серпні 1979 р поблизу Гавайських островів почала працювати теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом трьох з половиною місяців показала її достатню надійність. При безперервній цілодобовій роботі не було зривів, якщо але вважати дрібних технічних неполадок, що зазвичай виникають при випробуваннях будь-яких нових установок. Її повна потужність складала в середньому 48,7 кВт, максимальна -53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка віддавала в зовнішню мережу на корисне навантаження, точніше - на зарядку акумуляторів. Решта потужності, що виробляється витрачалася на власні потреби установки. В їх число входять витрати анергії на роботу трьох насосів, втрати в двох теплообмінниках, турбіні і в генераторі електричної енергії.

Три насоси було потрібно з наступного розрахунку: один - для подачі теплою види з океану, другий - для підкачки холодної води з глибини близько 700 м, третій - для перекачування вторинної робочої рідини усередині самої системи, т. Е. З конденсатора у випарник. Як вторинної робочий рідини застосовується аміак.

Установка міні-ОТЕС змонтована на баржі. Під її днищем поміщений довгий трубопровід для забору холодної води. Трубопроводом служить поліетиленова труба довжиною 700 м з внутрішнім діаметром 50 см. Трубопровід прикріплений до днища судна за допомогою особливого затвора, що дозволяє в разі необхідності ого швидке від'єднання. Поліетиленова труба одночасно використовується і длязаякоріванія системи труба-судно. Оригінальність подібного рішення не викликає сумнівів, оскільки якірні постановки для розроблюваних нині більш потужних систем ОТЕС є вельми серйозною проблемою.

Вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати в зовнішнє навантаження корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби. Досвід, отриманий при експлуатації міні-ОТЕС, дозволив швидко побудувати більш потужну теплоенергетичних установку ОТЕС-1 і приступити до проектування ще могутніших систем подібного типу.

Нові станції ОТЕС на потужність у багато десятків і сотень мегават проектуються без судна. Це - одна грандіозна труба, у верхній частині якої знаходиться круглий машинний зал, де розміщені всі необхідні пристрої для перетворення анергії (рис. 6). Верхній кінець трубопроводу холодної води розташується в океані на глибині 25-50 м. Машинний зал проектується навколо труби на глибині близько 100 м. Там будуть встановлені турбоагрегати, що працюють на парах аміаку, а також все інше обладнання. Маса всього споруди перевищує 300 тис. Т. Труба-монстр, що йде майже на кілометр в холодну глибину океану, а в її верхній частині щось на зразок маленького острівця. І ніякого судна, крім, звичайно, звичайних судів, необхідних для обслуговування системи і для зв'язку з берегом.

5. Енергія припливів і відливів

Століттями люди роздумували над причиною морських припливів і відливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище - ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. Оскільки Сонце знаходиться від Землі в 400 разів далі, набагато менша маса Місяця діє на земні поди удвічі сильніше, ніж маса Сонця. Тому вирішальну роль грає прилив, викликаний Місяцем (місячний приплив). У морських просторах приливи чергуються з відливами теоретично через 6 год 12 хв 30 с. Якщо Місяць, Сонце і Земля знаходяться на одній прямій (так звана сизигія), Сонце своїм тяжінням підсилює дію Місяця, і тоді наступає сильний прилив (сізігійний прилив, або велика вода). Коли ж Сонце стоїть під прямим кутом до відрізка Земля-Місяць (кв адратура), наступає слабкий прилив (квадратура, або мала вода). Сильний і слабкий приливи чергуються через сім днів.

Однак дійсний хід приливу і відливу вельми складний. На нього впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер.

Найвищі і сильніші приливні хвилі виникають в дрібних і вузьких затоках або гирлах річок, що впадають в моря і океани. Приливна хвиля Індійського океану котиться проти течії Гангу на відстань 250 км від його гирла. Приливна хвиля Атлантичного океану розповсюджується на 900 км вгору по Амазонці. У закритих морях, наприклад Чорному або Середземному, виникають малі приливні хвилі заввишки 50-70 см.

Максимально можлива потужність в одному циклі приплив - відплив, т. Е. Від одного приливу до іншого, виражається рівнянням де р - щільність води, g - прискорення сили тяжіння, S - площа приливного басейну, R - різниця рівнів при припливі.

Як видно з (формули, для використання приливної енергії найбільш відповідними можна рахувати такі місця на морському узбережжі, де приливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дозволяють влаштувати великі замкнуті "басейни".

Потужність електростанцій в деяких місцях могла б скласти 2-20 МВт.

Перша морська приливна електростанція потужністю 635 кВт була побудована в 1913 р в бухті Д іоколо Ліверпуля. У 1935 р приливну електростанцію почали будувати в США. Американці перегородили частину затоки Пассамакводі на східному узбережжі, витратили 7 млн. Дол., Але роботи довелося припинити через незручного для будівництва, занадто глибокого і м'якого морського дна, а також через те, що побудована неподалік велика теплова електростанція дала дешевшу енергію.

Аргентинські фахівці пропонували використовувати дуже високу приливну хвилю в Магеллановомпроліве, по уряд не затвердив дорогий проект.

З 1967 р в гирлі річки Ранс у Франції на припливах висотою до 13 метрів працює ПЕС потужністю 240 тис. КВт з річною віддачею 540 тис. КВт * год. Радянський інженер Бернштейн розробив зручний спосіб будівлі блоків ПЕМ, що буксируються на плаву в потрібні місця, і розрахував рентабельну процедуру включення ПЕМ в енергомережі в години їх максимального навантаження споживачами. Його ідеї перевірені на ПЕС, побудованої в 1968 році в Кислого Губі близько Мурманська; своєї черги чекає ПЕС на 6 млн. кВт вМезенском затоці на Баренцевому морі.

6. Сонячна енергія

Для древніх народів Сонце було богом. У Верхньому Єгипті, культура якого сходить до четвертого тисячоліття до н.е., вірили, що рід фараонів веде своє походження від Ра - бога Сонця. Напис на одній з пірамід представляє фараона як намісника Сонця на Землі, "який зцілює нас своєю турботою, коли вийде, подібно до Сонця, що дає зелень землям. Кожен погляд злякається, коли побачить його в образі Ра, що встає над горизонтом ".

Своєю жизнетворной силою Сонце завжди викликало у людей почуття поклоніння і страху. Народи, тісно пов'язані з природою, чекали від нього милостивих дарів - урожаю і достатку, гарної погоди і свіжого дощу або ж кари - негоди, бур, граду. Тому в народному мистецтві ми усюди бачимо зображення Сонця: над фасадами будинків, на вишивках, в різьбленні і т. П.

Майже всі джерела енергії, про які ми до цих пір говорили, так чи інакше використовують енергію Сонця: вугілля, нафта, природний газ суть не що інше, як "законсервована" сонячна енергія. Вона поміщена в цьому паливі з незапам'ятних часів; під дією сонячного тепла і світла на Землі росли рослини, накопичували в собі енергію, а потім в результаті тривалих процесів перетворилися в вживалося сьогодні. Сонце щороку дасть людству мільярди тонн зерна і деревини. Енергія річок і гірських водопадів також походить від Сонця, яке підтримує кругообіг води на Землі.

В усіх наведених прикладах сонячна енергія використовується побічно, через багато проміжних перетворень. Заманливо було б виключити ці перетворення і знайти спосіб безпосередньо перетворювати теплове і світлове випромінювання Сонця, падаюче на Землю, в механічну або електричну енергію. Всього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її міститься у всіх розвіданих запасах викопних палив, а за 1 з - 170 млрд. Дж. Велику частину цієї енергії розсіює або поглинає атмосфера, особливо хмари, і лише третина її досягає земної поверхні . Вся енергія, що випускається Сонцем, більше тієї її частини, яку отримує Земля, в 5000000000 разів. Але навіть така "нікчемна" величина в 1600 разів більше енергії, яку дає решта всіх джерел, разом узяті. Сонячна енергія, падаюча на поверхню одного озера, еквівалентна потужності крупної електростанції.

Згідно з легендою Архімед, перебуваючи на березі, знищив ворожий римський флот під Сиракузамі. Як? За допомогою запальних дзеркал. Відомо, що подібні дзеркала робилися також в VI столітті. А в середині XVIII століття французький натураліст Ж. Бюффон провадив досліди з великим увігнутим дзеркалом, що складається з безлічі маленьких плоских. Вони були рухливими і фокусували в одну точку відображені сонячні промені. Цей апарат був здатний в ясний літній день з відстані 68 м досить швидко запалити просочене смолою дерево. Пізніше у Франції було виготовлено увігнуте дзеркало діаметром 1,3 м, у фокусі якого можна було за 16 секунд розплавити чавунний стрижень. В Англії ж відшліфували велике двоопукле скло, з його допомогою вдавалося розплавляти чавун за три секунди і граніт - за хвилину.

В кінці XIX століття на Всесвітній виставці в Парижі винахідник О. Мушо демонстрував інсолятор - всущності перший пристрій, перетворювало сонячну енергію в механічну. Але принцип був тим же: велике увігнуте дзеркало фокусувало сонячні промені на паровому котлі, який приводив у рух друкарську машину, що робила по 500 відбитків газети в годину. Через кілька років в Каліфорнії побудували діє за таким же принципом конічний рефлектор в парі з паровою машиною потужністю 15 л. с.

І хоча з того часу то в одній, то в іншій країні з'являються експериментальні рефлектори-нагрівачі, а в публікованих статтях все голосніше нагадують про невичерпність нашого світила, рентабельніше вони від цього не стають і широкого поширення поки не отримують: занадто дороге задоволення це дармове сонячне випромінювання.

Сьогодні для перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію ми маємо в своєму розпорядженні двома можливостями: використовувати сонячну енергію як джерело тепла для вироблення електроенергії традиційними способами (наприклад, за допомогою турбогенераторів) або ж безпосередньо перетворювати сонячну енергію в електричний струм в сонячних елементах. Реалізація обох можливостей поки знаходиться в зародковій стадії. У значно ширших масштабах сонячну енергію використовують також після її концентрації за допомогою дзеркал - для плавлення речовин, дистиляції води, нагріву, опалювання і т. Д.

Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена за великою площею (іншими словами, має низьку щільність), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій (колектор) з достатньою поверхнею.

Простий пристрій такого роду-газова плита; в принципі це чорна плита, добре ізольована знизу. Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропускає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. У просторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, через які течуть вода, масло, ртуть, повітря, сірчистий ангідрид і т. П. Сонячне випромінювання, проникаючи через скло або пластмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою і нагріває робочу речовину в трубках. Теплове випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в ньому значно вища (па 200-500 ° С), ніж температура навколишнього повітря. В цьому проявляється так званий парниковий ефект. Звичайні садові парники, по суті справи, є простими колекторами сонячного випромінювання. Але чим далі від тропіків, тим менш ефективний горизонтальний колектор, а повертати його услід за Сонцем дуже важко і дорого. Тому такі колектори, як правило, встановлюють під певним оптимальним кутом на південь.

Більш складним і дорогим колектором є увігнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче випромінювання в малому об'ємі біля певної геометричної точки - фокуса. Поверхня, що відбиває дзеркала виконана з металізованої пластмаси або складена з багатьох малих плоских дзеркал, прикріплених до великої параболічної підстави. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця, це дозволяє збирати можливо більшу кількість сонячного випромінювання. Температура в робочому просторі дзеркальних колекторів досягає 3000 ° С і вище.

Сонячна енергетика відноситься до найбільш матеріаломістким видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії спричиняє гігантське збільшення потреби в матеріалах, а отже, і в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачення, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Підрахунки показують, що для виробництва 1 МВт * год електричної енергії за допомогою сонячної енергетики буде потрібно затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційній енергетиці на органічному паливі цей показник становить 200-500 людино-годин.

Поки що електрична енергія, породжена сонячними променями, обходиться набагато дорожче, ніж одержувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, які вони проведуть на досвідчених установках і станціях, допоможуть вирішити не тільки технічні, але й економічні проблеми. Але, тим не менш, станції-перетворювачі сонячної енергії будують і вони працюють.

З 1988 року на Керченському півострові працює Кримська сонячна електростанція. Здається, самим здоровим глуздом визначено її місце. Якщо вже де і будувати такі станції, так це в першу чергу в краю курортів, санаторіїв, будинків відпочинку, туристичних маршрутів; в краю, де треба багато енергії, але ще важливіше зберегти в чистоті довкілля, саме добробут якої, і перш за все чистота повітря, цілюще для людини.

Кримська СЕС невелика - потужність всього 5 МВт. У певному сенсі вона - проба сил. Хоча, здавалося б, чого ще треба пробувати, коли відомий досвід будівництва геліостанцій в інших країнах.

На думку фахівців, найбільш привабливою ідеєю щодо перетворення сонячної енергії є використання фотоелектричного ефекту в напівпровідниках.

Але, для прикладу, електростанція на сонячних батареях поблизу екватора з добовим виробленням 500 МВт · год (приблизно стільки енергії виробляє досить велика ГЕС) при к.к.д. 10% зажадала б ефективною поверхні близько 500000 м 2. Ясно, що така величезна кількість сонячних напівпровідникових елементів може. про купитися тільки тоді, коли їх виробництво буде дійсне дешево. Ефективність сонячних електростанцій в інших зонах Землі була б мала із-за нестійких атмосферних умов, щодо слабкої інтенсивності сонячної радіації, яку тут навіть в сонячні дні сильніше поглинає атмосфера, а також коливань, обумовлених чергуванням дня і ночі.

Проте сонячні фотоелементи вже сьогодні знаходять своє специфічне застосування. Вони виявилися практично незамінними джерелами електричного струму в ракетах, супутниках і автоматичних міжпланетних станціях, а на Землі - в першу чергу для харчування телефонних мереж в НЕ електрифікованих районах або ж для малих споживачів струму (радіоапаратура, електричні бритви і запальнички і т.п.) . Напівпровідникові сонячні батареї вперше були встановлені на третьому радянському штучному супутнику Землі (запущеному на орбіту 15 травня 1958 г.).

В даний час оцінки не на користь сонячних електростанцій: сьогодні ці споруди все ще ставляться до найбільш складним і найдорожчим технічним методам іспользованіягеліоенергіі. Потрібні нові варіанти, нові ідеї. Нестачі в них немає. З реалізацією гірше.

висновок

Роль енергії в підтримці і подальшому розвитку цивілізації дуже велика. У сучасному суспільстві важко знайти хоча б одну область людської діяльності, яка не вимагала б - прямо або побічно - більше енергії, ніж її можуть дати м'язи людини. Споживання енергії - важливий показник життєвого рівня. В ті часи, коли людина добувала їжу, збираючи лісові плоди і полюючи на тварин, йому було потрібно в добу близько 8 МДж енергії. Після оволодіння вогнем ця величина зросла до 16 МДж: в примітивному сільськогосподарському товаристві вона становила 50 МДж, а в більш розвиненому - 100 МДж.

У процесі розвитку цивілізації багато раз відбувалася зміна традиційних джерел енергії на нові, більш досконалі не тому, що старе джерело було вичерпано.

Спочатку використовували енергію при спалюванні деревини. Потім деревина поступилася місцем кам'яному вугіллю. Запаси деревини здавалися безмежними, але парові машини вимагали більш калорійного "корму" В.М. про надалі більше стали використовувати нафту замість вугілля. Але Е ти ресурситруднодобиваеми, і з кожним роком коштуватимуть все дорожче.

Найпотужнішим джерелом енергії є ядерний - лідер енергетики.

Запаси урану, якщо порівнювати їх із запасами вугілля, не настільки вже й великі. Але зате на одиницю ваги він містить в собі енергії в мільйони разів більше, ніж вугілля.

При отриманні електроенергії на АЕС потрібно затратити, вважається, в сто тисяч разів менше коштів і праці, ніж при добуванні енергії з вугілля. І ядерне пальне приходить на зміну нафти і вугіллю ... Завжди було так: наступне джерело енергії було і могутнішим. То була, якщо можна так висловитися, "войовнича" лінія енергетики.

Зараз, в кінці 20 століття, починається новий, значний етап земної енергетики. З'явилася енергетика "щадна", а льтернатівная, що не забруднює вже сильно пошкоджену біосферу.

В майбутньому при інтенсивному розвитку енергетики виникнуть розосереджені джерела енергії не дуже великої потужності, але зате з високим ККД, екологічно чисті, зручні в зверненні.

Наприклад - швидкий старт електрохімічної енергетики, яку пізніше, мабуть, доповнить енергетика сонячна. Енергетика дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає в себе всі самі новітні ідей, винаходи, досягнення науки. Це і зрозуміло: енергетика пов'язана буквально з В цьому, і Все тягнеться до енергетики, залежить від неї.

Тому енергохімія, воднева енергетика, космічні електростанції, енергія, запечатана в антиречовину, кварках, "чорні діри", вакуумі, - це всього лише найбільш яскраві віхи, штрихи, окремі рисочки того сценарію, який пишеться на наших очах і який можна назвати Завтрашнім Днем енергетики.

На закінчення можна зробити висновок, що альтернативні форми використання енергії незчисленні за умови, що потрібно розробити для цього ефективні і економічні методи. Головне - проводити розвиток енергетики в правильному напрямку.

бібліографічний список

1. Балак, Ю. Н. Проектування схем електроустановок [Текст] / Ю. М. Балак, М. Ш. Місріханов, А. В. шунта. - М .: Видавничий дім МЕІ, 2006. - 288 с.

2. Віників, В.А. Електричні системи. Електричні мережі [Текст] / В. А. Віників, А. А. Глазунов, Л.А. Жуков. - М .: Вища школа, 1998. - 510 с.

3. Гук, Ю. Б. Аналіз надійності електроенергетичних установок [Текст] / Ю. Б. Гук та ін. - СПб .: Вища школа, 1988. - 480 с.

4. Зорін, В. В. Надійність систем електропостачання [Текст] / В. В. Зорін, В. В. Тисленко, Ф. Клеппель, Г. Адлер. - Київ: Вища школа, 1984. - 513 с.

5. Михайлов, В. В. Надійність електропостачання промислових підприємств [Текст] / В. В. Михайлов та ін. - М .: Вища школа, 1982. - 320 с.

Розміщено на Allbest.ru

подібні документи

Види нетрадиційних відновлюваних джерел енергії, технології їх освоєння. Поновлювані джерела енергії в Росії до 2010 р Роль нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії в реформуванні електроенергетичного комплексу Свердловської обл.

реферат, доданий 27.02.2010


Існуючі джерела енергії. Світові запаси енергоресурсів. Проблеми пошуку і впровадження нескінченних або поновлюваних джерел енергії. Альтернативна енергетика. Енергія вітру, недоліки і переваги. Принцип дії і види вітрогенераторів.

курсова робота, доданий 07.03.2016


Використання відновлюваних джерел енергії. Енергія сонця, вітру, біомаси та падаючої води. Генерування електрику з геотермальних джерел. Сутність геотермальної енергії. Геотермальні електричні станції з комбінованим циклом.

реферат, доданий 15.05.2010


Характеристика поновлюваних джерел енергії: основні аспекти використання; переваги і недоліки в порівнянні з традиційними; перспективи використання в Росії. Способи отримання електрики і тепла з енергії сонця, вітру, землі, біомаси.

курсова робота, доданий 30.07.2012


Класифікація поновлюваних джерел енергії. Сучасний стан та перспективи подальшого розвитку гідро-, гелео- і вітроенергетики, використання енергії біомаси. Сонячна енергетика в світі та в Росії. Розвиток біоенергетики в світі і в РФ.

курсова робота, доданий 19.03.2013


Вивчення досвіду використання поновлюваних джерел енергії в різних країнах. Аналіз перспектив їх масового використання в РФ. Основні переваги відновлюваних альтернативних енергоносіїв. Технічні характеристики основних типів генераторів.

реферат, доданий 07.05.2009


Поширення сонячної енергії на Землі. Способи отримання електрики з сонячного випромінювання. Освітлення будівель за допомогою світлових колодязів. Отримання енергії за допомогою вітрогенераторів. Види геотермальних джерел енергії та способи її отримання.

презентація, доданий 18.12.2013


Використання вітрогенераторів, сонячних батарей та колекторів, біогазових реакторів для отримання альтернативної енергії. Класифікація видів нетрадиційних джерел енергії: вітряні, геотермальні, сонячні, гідроенергетичні та біопаливні.

реферат, доданий 31.07.2012


Сонячна, вітряна, геотермальна енергія і енергія хвиль. Використання альтернативної енергії в Росії. Дослідження параметрів сонячної батареї і нестандартних джерел енергії. Реальність використання альтернативної енергії на практиці.

реферат, доданий 01.01.2015


Використання відновлюваних джерел енергії, їх потенціал, види. Застосування геотермальних ресурсів; створення сонячних батарей; біопаливо. Енергія Світового океану: хвилі, припливи і відливи. Економічна ефективність використання енергії вітру.

Сонце - єдина зірка нашої планетної системи. Майже ідеальна сфера, яка більша за Землю в 110 разів і в 330 тисяч разів важче! Середня відстань від Землі до Сонця - приблизно 150 млн. Кілометрів, а це значить, що світло від нього до нашої планети доходить за 8 хвилин 20 секунд.

Але навіть без знання всіх цих фактів, ще в доісторичні часи, багато народів вшановували Сонце Богом. Але і якщо відкинути всю цю божественну складову, хто сьогодні буде сперечатися, що без нього як і раніше не представима життя на Землі. Та чого там, коли Сонце приховано за хмарами, то і життя здається якийсь похмурою.

Сонце здатне дарувати не тільки тепло і світло, але і радість життя.

Але оспівуючи, зображуючи, обожнюючи і досліджуючи наше світило, людство також завжди прагнуло використовувати його. Промені світла - це ж дармова енергія, причому безкоштовна і постійна. Так за що ж справа ...

Виявляється, використовувати ці промені можна лише двома способами - по крайней мере, на сьогоднішній день. Перший - це одержувати електрику за допомогою, наприклад, кремнієвих панелей. І другий спосіб - використовувати безпосередньо сонячне тепло. Яким чином? Для цього придумано дуже багато оригінальних і незвичайних пристроїв.

Сонячні панелі.

Їх часто, хоча і неправильно, називають сонячними батареями. Сонячні панелі вже давно добре впізнавані і поширені в усьому світі, а їх область застосування - від дахів будинків до космічних станцій, від судів до автомобілів.

Сонячні панелі і сонячні колектори на даху одного будинку.

Сонячні панелі перетворюють світло в електричний струм, в той час як сонячні колектори перетворюють його ж в тепло. Основою панелей служать кремнієві пластинки. До них підключаються акумулятори, інвертор, контролер і іноді багато іншого - простіше кажучи, пристрій це не з простих.

Сонячні колектори.

Колектори ж зроблені зі звичайного металу і до них підведена лише тільки рідина-теплоносій, яка циркулюючи через колектор, нагрівається. У підсумку ця рідина, що кипить, скажімо, бак з водопровідною водою. Пристрій це, як бачимо, набагато простіше, хоча і технологічнішими ніж, скажімо, пофарбований фарбою бачок річного дачного душа.

Плоский сонячний колектор складається з наступних елементів:

• кофр, в який вкладено всі деталі пристрою;
• абсорбер - елемент, що поглинає сонячні випромінювання;
• ізоляційний шар;
• теплоносій;

Це чотири основні частини колектора. Але звичайно головне тут не їх кількість, а то яким чином всі вони разом працюють.

Давайте спочатку дізнаємося, як виготовляють сонячні колектори. Спершу зварюють абсорбер, який служить основою майбутнього становища. Він схожий на батарею, тільки навпаки - батарея випромінює тепло від внутрішнього джерела, а абсорбер забирає тепло від зовнішнього джерела - Сонця.

Перевіряють готові абсорбери на наявність мікротріщин шляхом поміщення їх в невелику ємність з рідиною. Для цього застосовується простий дідівський спосіб - якщо при тиску в 10 атмосфер, на поверхні деталі не з'являються бульбашки, то вона готова до використання.

Потім схвалений абсорбер покривають спеціальним селективним покриттям (оптичне покриття, здатне поглинати сонячне світло). У спеціальній вакуумній камері відбувається іонно-плазмове розпилення, в результаті якого абсорбер покривається на вигляд злегка райдужної синюватої тонкою плівкою, що складається з декількох шарів, кожен з яких має різний коефіцієнт заломлення.

У підсумку, в результаті такого фізичного явища, як інтерференція досягаються необхідні фізичні властивості. Хвилі, що надходять на поверхню і випромінюють - як би складаються і, власне, випромінювання стає мінімальним. Одержуване покриття має двома важливими властивостями - поглинання енергії сонячного випромінювання і мінімальне власне теплове випромінювання.

Потім абсорбер поміщають в пластиковий кофр з термоізоляцією, накривають зверху прозорим склом і колектор готовий. Природно, серце всього цього пристрою - абсорбер і спеціальне прикриття, без якого сонячний колектор, як автомобіль без палива. Саме це покриття здатне утримувати до 95% сонячної енергії, переводячи її в тепло.

Сонячні колектори - це найпростіший спосіб нагрівати воду. Нічого особливого не потрібно - тільки сам пристрій і Світило, а далі все відбудеться само собою. Але на цьому механізми, які використовують енергію сонця, не закінчуються.

Сонячне вітрило.

Одне з найгеніальніших і амбітних «сонячних» пристроїв було винайдено в одному з російських наукових інститутів. Здавалося б, якщо існують космічні кораблі, то у них повинні бути і вітрила. Саме ця думка наштовхнула вітчизняних вчених на винахід сонячного вітрила - пристрою, що використовує для переміщення в космосі звичайний сонячне світло.

Принцип дії сонячного вітрила дійсно нагадує роботу звичайних морських вітрил. Як ми знаємо, їх наповнює вітер, що дозволяє судно рухатися. Сонячний ж вітрило наповнюють фотони світла, бомбардуючи дзеркальну поверхню вітрила і відбиваючись від неї, вони повідомляють йому імпульс, що дозволяє такому кораблю в умовах космосу летіти, причому з всезростаючої швидкістю. Є тільки два важливих умови - корабель повинен бути якомога менше, а вітрило - якомога більше.

Є також сонячні колектори, які часто плутають з панелями, хоч це два абсолютно різних пристрої. Дійсно, вони обидва працюють від Сонця, але відрізняються один від одного, як двигун внутрішнього згоряння від двигуна водневого.

Блискуча поверхня сонячного вітрила.

Матеріал, з якого зроблений парус - найтонша полімерна плівка товщиною всього пару мікрон. Вся сила, яка створюється площею сонячного вітрила, становить всього на всього 4 грами. Але при постійному тривалому впливі, можна домогтися прискорення, яке здатне привести до швидкостей, близьких до швидкості світла!

Такі вітрила і причеплені до них мініатюрні космічні апарати хотіли колись використовувати для польоту на Марс. Весь шлях повинен був зайняти 500 днів, причому без застосування палива для руху, оскільки все робить Сонце.

Існував і інший варіант. Розташувати такі вітрила на орбіті Землі і відбивати сонячне світло на нічні міста. Це призвело б до істотно економії електроенергії, та й світло було б майже як удень.

Але, на жаль, опинившись в космосі, космічний апарат так і не зміг розгорнути всі пелюстки сонячного вітрила. Але ідея жива донині, і дуже спокуслива завдяки своїй простоті і перспективності.

Сонячна піч.

У невеликому французькому містечку Фонт Ромео на півдні Франції розташоване незвичайний будинок з дуже простим і лаконічною назвою - «Сонячна піч». Вибір місця для будівництва цієї будівлі був не випадковий, адже саме в цих місцях круглий рік практично гарантовано: або ясне небо, або невелика хмарність. Тут також майже ніколи не буває дощів і похмурої погоди.

Будівля була зведена в 70-х роках минулого століття і являє собою дійсно велику сонячну піч - друга назва будови. Але навіть без офіційних гучних епітетів, дивлячись на цю фантастичну незвичайність, дух захоплює.

Взагалі в світі існує всього дві великі сонячні печі. І, що примітно, друга розташована в Узбекистані. І незважаючи на величезну відстань між ними, принцип роботи обох печей однаковий.

Будівля «Сонячна піч» у Франції.

Одні дзеркала (геліостати) відбивають сонячне світло, а інші дзеркала (концентратори) фокусують промені в одній точці, в якій в результаті досягається температура більш 3000 градусів Цельсія! Щоб стало зрозуміло, яке це пекло, скажімо, що в природі практично не існує матеріалу, який би не можна було розплавити в сонячної печі.

Велика сонячна піч Франції - будівля з параболічним дзеркалом (геліоконцентратора), навпроти якого знаходитися поле з дзеркальними квадратами (гелиостатами). Розмір кожного з них 7x6 метрів, а загальна площа становить понад 2800 квадратних метрів. Завдання геліостатів дуже проста - вони відображають сонячне світло на велику параболічне дзеркало, фактично посилаючи на нього величезний сонячний зайчик.

Парабола будівлі розміром 50х40 метрів, складається з 9000 дзеркал, кожне з яких індивідуально зорієнтоване за допомогою чотирьох гвинтів. Під час будівництва більше двох років пішло лише на те, щоб сфокусувати кожне дзеркало під потрібним кутом. Це дозволило досягти потужності в 1 мегават - саме стільки здатні дати зібрані від неї в пучок сонячні промені.

У будівлі Сонячної печі розташовані лабораторії з мініатюрними печами. Тут вчені проводять нескінченні експерименти і плавлять під впливом сонячних променів найрізноманітніші матеріали. Такі печі здатні розплавити що завгодно - дерево, камінь і навіть сталь. Якщо сила сонця настільки очевидна в малих печах, то можна собі тільки уявити, що ж буде у фокусі великого параболічного дзеркала.

Звичайно, цього можна домогтися і в звичайних печах, проте в сонячної печі це відбувається за секунди. Крім того, розжарюються зразки від сонця, а значить, сплави виходять без домішок - найчистіші метали, кераміка, композити. І найважливіший аргумент - за енергію (сонячне світло) ніхто нічого не платить.

Сонце - основа будь-якої енергії на нашій планеті.

Сонце - це перший найпотужніший і як і раніше найдоступніше джерело енергії на нашій планеті. Його зігріваючий тепло може відчути кожен - варто в ясний день тільки простягнути руку або подивитися вгору.

Різні пристрої здатні посилити світлове випромінювання багаторазово. Але крім уже відомих нам сонячних панелей, колекторів, концентраторів і вітрил, по суті, все джерела енергії на Землі - це теж Сонце. Кам'яне вугілля утворений із стародавніх рослин, а вони ніколи б не виросли без цілющих променів нашої єдиної зірки. Теж саме говорять і про нафту з газом. І навіть футуристичні вітряки не стали б обертатися, якби не вітер, за який, як і за весь клімат на Землі відповідає наше світило.

У гонитві за все більш і більш затребуваними енергоресурсами, людство вже знайшло безліч шляхів. Але можливо все, що нам треба - це перестати дивитися вниз в товщі землі, а звернути свій погляд наверх - на наше Сонце.