Джерела енергії на землі. Види джерел енергії та їх використання
Система вимірювання теплоти два століття назад базувалася на уявленні про те, що теплова енергія зберігається, нікуди не пропадає, а тільки переходить з одного місця в інше. Ми до сих пір користуємося такими правилами: Для вимірювання кількості тепла змусимо його ...
Види енергії - відомі людству типи енергії
Поняття «енергія» визначається як міра різних форм руху матерії і як міра переходу руху матерії з однієї форми в іншу. Відповідно, види і типи енергії розрізняють за формами руху матерії. Челочек має справу з різними видами енергії. По суті, весь технологічний процес є перетворення одних видів енергії в інші. В процесі проходження технологічного тракту енергія багаторазово перетворюється з одного виду в інший, що веде до зменшення її корисного кількості через втрати і розсіювання в навколишньому середовищі.Типи енергії відомі сьогодні
- механічна
- електрична
- Хімічна
- теплова
- Світлова (Промениста)
- Ядерна (Атомна)
- Термоядерна (термоядерного синтезу)
Фізичні поняття, пов'язані з визначенням слова «енергія»
Але повернемося до реальних фізичним поняттям, пов'язаним з визначенням слова «енергія». Вище перераховані види енергії відомі людині і використовувалися ним протягом всієї історії цивілізації. Виняток становить хіба що енергія атомного розпаду, отримана лише на початку 20-го століття. Так, механічну енергію ми використовуємо досі, катаючись на велосипеді, використовуючи маятниковий годинник, піднімаючи і опускаючи вантажі краном. Електрична енергія знайома нам з давніх-давен у вигляді блискавок і статичної електрики. Однак широко цей тип енергії став застосовуватися лише з 19 століття, коли були винайдені Вольтов стовп - батарея постійного струму і. Однак і в давнину люди знали і використовували цей вид енергії, хоча й не повсюдно. Відомі давньоєгипетські прикраси і предмети культу, покриття яких могло бути виконано тільки електролізом. - мабуть, сама поширений і широко використовуваний вид енергії, як в давнину, так і в наші дні. Багаття, вугілля, пальник, сірники і багато інших предметів, пов'язані з горінням мають в своїй основі енергію хімічної взаємодії органічної речовини і кисню. Сьогодні високотехнологічне «горіння» здійснюється в і, в і. Однак такі пристрої, як турбіни і двигуни внутрішнього згоряння між сировиною (хімічної енергією) і кінцевим продуктом (електричною енергією) мають нехорошого посередника -. На превеликий жаль, к.к.д. теплових машин невеликий, причому обмеження накладає не матеріал, а теорія. Для межа дорівнює 40%. На основі хімічних взаємодій, хімічної енергії діють і людські тіла і всі тварини. Вживаючи в їжу рослини, ми отримуємо від них енергію хімічних зв'язків, сформовану завдяки поглинанню сонячної енергії. Тобто, опосередковано, людина також живиться сонячною енергією, як харчується їй все живе на Землі. Сонця - це та енергія, без якої не існувало б життя на нашій планеті. Практично всі види і типи енергії, крім атомної і термоядерної, можна вважати вторинними, по відношенню до променевої сонячної енергії. Механічна енергія припливів-відливів, а також теплова геотермальних джерел також не пов'язані з сонячним випромінюванням.Термоядерна енергія лежить в основі роботи нашого центрального світила - Сонця
А це означає, що і сонячна енергія в свою чергу є породженням термоядерної енергії синтезу, що виділяється в надрах Сонця. Таким чином, переважна більшість видів енергії, які використовуються нами на Землі, мають свого первинного прародителя у вигляді термоядерної енергії синтезу. Ядерна, або атомна енергія - єдиний вид енергії, що випадає за межі «стандартного» природного енергетичного обороту. До появи людини, природа не знала (за рідкісним винятком) процесів масового точкового розпаду атомних ядер з виділенням величезної енергії. Виняток становить африканський природний «атомний реактор» - родовище уранових руд, де йдуть реакції атомного розпаду з нагріванням оточуючих порід. Однак в природі атомний розпад триває мільйони років, адже періоди напіврозпаду урану і плутонію дуже великі. І хоча атомному розпаду схильні також багато інших атоми, крім урану і плутонію, в цілому, в одиницю часу ці процеси не викликають суттєвих змін в навколишньому речовині. Людина вніс свої зміни в енергетичний баланс планети, підриваючи бомби, будуючи атомні станції, спалюючи нафту, газ і вугілля. Безумовно, подібні процеси відбувалися і до людини, але вони були розтягнуті на мільйони років. Падали метеорити, горіли ліси, відбувалися викиди вуглекислого газу з боліт і товщ світового океану, розпадався уран. Але повільно - в невеликих обсягах на одиницю часу.альтернативні джерела
Сьогодні активно розвиваються альтернативні види енергії та альтернативні. Однак в самих цих словах уже криється помилкове ставлення до слова «енергія». Називаючи джерела енергії «альтернативними» ми протиставляємо їх «традиційним» джерелам - вугіллю, нафти і газу. І це зрозуміло. Але, кажучи «альтернативний вид енергії» ми несемо нісенітниця, тому що різні види енергії існують поза наших бажань. І не ясно, чому альтернативна енергія вітру, адже вона просто є. Або чому альтернативна сонячна і термоядерна енергія нашого світила. Ми в будь-якому випадку, користуємося нею, і дивно називати її альтернативної, оскільки саме для неї альтернатив то і немає. У найближчі тисячі років ми нікуди не підемо від використання сонячної енергії, оскільки на ній базується вся екосистема планети. Аналогічно дивно виглядають слова «нетрадиційні види енергії», «поновлювані види енергії», або «екологічно чисті види енергії». Який вид енергії традиційний? Як можна відновити той чи інший вид енергії? А як перевірити енергію на екологічну чистоту? «Традиційність», «возобновляемость» і «екологічність» розумніше і правильніше віднести до. Тоді все відразу стане ясно і зрозуміло. І тоді, упорядкувавши причинно-наслідкові зв'язки можна приступати до пошуку. Нетрадиційні види джерел енергії можна легко знайти, вивчаючи природу і навколишній світ. Тут Вам і гній для опалення, і сіно, і генератор, який використовує мускульну силу.Поновлювані джерела енергії слід шукати тільки в середовищі природних процесів
Подібних процесів не так вже й багато і всі вони пов'язані з рухом по планеті речовини - землі, води, повітря, а також з діяльністю живих організмів. Хоча, строго кажучи, поновлюваних джерел енергії - немає, оскільки головна наша «батарейка» - Сонце - має обмежений термін служби. А для пошуку екологічно чистих джерел слід для початку ясно визначити критерії екологічності, адже, по суті, будь-яке втручання людини в енергобаланс планети завдає шкоди екології. Строго кажучи, не може бути екологічно чистих джерел енергії, адже вони в будь-якому випадку будуть впливати на екологію. Ми можемо лише звести цей вплив до мінімуму, або компенсувати його. При цьому будь-які компенсаційні впливу повинні проводитися в рамках глобальної аналітичної прогнозної моделі.Сонце грає виняткову роль в житті Землі. Весь органічний світ нашої планети зобов'язаний Сонцю своїм існуванням. Сонце - не тільки джерело світла і тепла, але і первинне джерело багатьох інших видів енергії (енергії нафти, вугілля, води, вітру).
Сонячна постійна - кількість сонячної енергії, що приходить на поверхню площею 1 кв.м, розгорнену перпендикулярно сонячним променям в космосі.
Сонце - це наша зірка. Вивчаючи Сонце, ми дізнаємося про багато явищ і процеси, що відбуваються на інших зірках і недоступних безпосередньому спостереженню через величезних відстаней, які відділяють нас від зірок.
Сонце - це основне джерело енергії на землі і першопричина, яка створила більшість інших енергетичних ресурсів нашої планети, таких, як запаси кам'яного вугілля, нафти, газу, енергії вітру і падаючої води, електричної енергії і т.д.
Енергія Сонця, яка в основному виділяється у вигляді променистої енергії, так велика, що її важко навіть собі уявити. Досить сказати, що на Землю надходить тільки одна двохмільярдний частка цієї енергії, але вона становить близько 2,5 * 10 18 кал. / Хв. У порівнянні з цим всі інші джерела енергії, як зовнішні (випромінювання місяця, зірок, космічні промені), так і внутрішні (внутрішні тепло Землі, радіоактивне випромінювання, запаси кам'яного вугілля, нафти і т.д.) зневажливо малі.
Сонце - найближча до нас зірка представляє собою величезний сяючий газова куля, діаметр якого приблизно в 109 разів більше діаметру Землі, а його обсяг більше обсягу Землі приблизно в 1 млн. 300 тис. Разів. Середня щільність Сонця складає близько 0,25 від щільності нашої планети.
Оскільки сонце не твердий, а газова куля, говорити про його розмірах слід умовно, розуміючи під ними розміри видимого з Землі сонячного диска.
Внутрішня частина сонця недоступна спостереженню. Вона являє собою своєрідний атомний котел гігантських розмірів, де під тиском близько 100 мільярдів атмосфер відбуваються складні ядерні реакції, під час яких водень перетворюється в гелій. Вони-то і є джерелом енергії сонця. Температура всередині сонця оцінюється в 16 мільйонів градусів.
Трофічні ланцюги. Основні поняття, елементи.
1. Визначення понять "харчова ланцюг", "трофічний рівень", "консументи".Всередині екосистеми містять енергію органічні речовини створюються автотрофними організмами і служать їжею (джерелом речовини і енергії) для гетеротрофів. Приклад: тварина поїдає рослини, це тварина в свою чергу може бути з'їдено іншим тваринам, і також шляхом може відбуватися перенесення енергії через ряд організмів - кожний наступний харчується попереднім, який поставляє йому сировину і енергію. Така послідовність називається харчової ланцюгом, А кожна її ланка - трофічних рівнем (Грец. Trophos - харчування). Гетеротрофи: Первинні - харчуються первинними продуцентами, тобто це травоїдні тварини; вторинні конс. - харчуються травоїдними, таким чином це уде м'ясоїдні тварини, так само як і третьічние конс., Що поїдають конс. другого порядку.
2 . Живі організми, що входять до складу біоценозу в екосистемі, неоднакові з точки зору специфіки асиміляції ними речовини і енергії. На відміну від рослин і бактерій тварини не здатні до реакцій фото- і хемосинтезу, а змушені використовувати сонячну анергії опосередковано - через органічна речовина, створене фото- і хемосинтетиками. Таким чином, в біоценозі утворюється ланцюжок послідовної передачі речовини та еквівалентної йому енергії від одних організмів до інших або так звана трофічна ланцюг (від грецького "трофей" - питаюсь).
Оскільки рослини будують свій організм без посередників, їх називають самопітающіміся, або автотрофами. Так як будучи автотрофами, вони створюють первинне органічну речовину з неорганічної, вони є продуцентами. Організми, які не можуть будувати власне речовина з мінеральних компонентів, використовують органіку, створену автотрофами, вживаючи їх в їжу. Їх називають гетеротрофами, що означає "живиться іншими", а також консументами (від лат. "Консум" - споживаю). Хижі тварини використовують тваринні білки зі специфічним набором амінокислот. Вони теж є консументами, але, на відміну від рослиноїдних, - консументами вторинними, або другого порядку. Але і на цьому трофічна ланцюг не завжди закінчується, так як вторинний консументи може служити джерелом живлення для консумента третього порядку і т.д. Але в одній трофічного ланцюга не буває консументів вище п'ятого порядку внаслідок розсіювання енергії.
У процесі харчування на всіх трофічних рівнях з'являються "відходи". Зелені рослини щорічно частково або повністю скидають листя. Значна частина організмів з тих чи інших причин постійно відмирає. В кінцевому підсумку так чи інакше створене органічна речовина має частково або повністю замінитися. Ця заміна відбувається завдяки особливому ланці трофічного ланцюга - редуцентамі (від лат. "Редукції" - повернення). Ці організми - переважно бактерії, гриби, найпростіші, дрібні безхребетні - в процесі життєдіяльності розкладають органічні залишки всіх трофічних рівнів продуцентів і консументів до мінеральних речовин. Мінеральні речовини, а також діоксид вуглецю, що виділяється при диханні редуцентов, знову повертаються до продуцента.
Різні трофічні ланцюги, в свою чергу, пов'язані між собою загальними ланками, утворюючи дуже складну систему, звану трофічної мережею.
Трофічна ланцюг в біогеоценозах є одночасно ланцюг енергетична, тобто послідовний упорядкований потік передачі енергії Сонця від продуцентів до всіх інших ланках. Потік енергії через екосистему можна виміряти в різних її точках, встановивши тим самим, яка кількість сонячної енергії міститься в органічних речовинах, утворених в процесі фотосинтезу; яку частину енергії, укладеної в рослинному матеріалі, може використовувати рослиноїдні тварина; яку частину цієї енергії встигає використовувати рослиноїдні, перш, ніж його з'їдає м'ясоїдна, і так далі, від одного трофічного рівня до іншого.
Або в її надрах. Наприклад, у багатьох слаборозвинених країнах джгут деревину для опалення та освітлення жител, тоді як в розвинених країнах для отримання електроенергії спалюють різні викопні джерела палива -,. Викопні види палива є не поновлювані джерела енергії. Їх запаси відновити неможливо. Вчені зараз вивчають можливості використання невичерпних джерел енергії.
Викопні види палива
Вугілля, і газ - не поновлювані джерела енергії, які сформувалися з залишків стародавніх рослин і тварин, що мешкали на Землі мільйони років тому (докладніше в статті ««). Ці види палива видобуваються з надр і спалюються для отримання електроенергії. Однак використання викопних джерел палива створює серйозні проблеми. При сучасних темпах споживання відомі запаси нафти і газу будуть вичерпані вже в найближчі 50 років. Запасів вугілля вистачить років на 250. При спалюванні цих видів палива утворюються гази, під впливом яких виникає парниковий ефект і випадають кислотні дощі.
Поновлювані джерела енергії
У міру зростання чисельності населення (див. Статтю ««) людям потрібно все більше енергії, і багато країн переходять до використання поновлюваних джерел енергії - сонця, вітру і. Ідея їх застосування користується широкою популярністю, так як це - екологічно чисті джерела, використання яких не завдає шкоди навколишньому середовищу.
гідроелектростанції
Енергію води використовують на протязі багатьох століть. Вода обертала водяні колеса, що використовувалися для різних цілей. В наші дні побудовані величезні греблі і водосховища, і вода застосовується для вироблення електроенергії. Перебіг річки обертає колеса турбін, перетворюючи енергію води в електроенергію. Турбіна пов'язана з генератором, який виробляє електроенергію.
Земля отримує величезну кількість. Сучасна техніка дозволяє вченим розробляти нові методи використання сонячної енергії. Найбільша в світі сонячна електростанція побудована в пустелі Каліфорнії. Вона повністю забезпечує потреби 2000 будинків в енергії. Дзеркала відображають сонячні промені, направляючи їх в центральний бойлер з водою. Вода в ньому кипить і перетворюється на пару, що обертає турбіну, пов'язану з електрогенератором.
Енергія вітру використовується людиною вже не перше тисячоліття. Вітер надував вітрила і крутив млини. Для використання енергії вітру створювалися найрізноманітніші пристрої, призначені для вироблення електроенергії і для інших цілей. Вітер обертає лопаті вітряка, що призводять в дію вал турбіни, пов'язаної з електрогенератором.
Атомна енергія - теплова енергія, що виділяється при розпаді найдрібніших частинок матерії -. Основним паливом для отримання атомної енергії є -, що міститься в земній корі. Багато людей вважають атомну енергію енергією майбутнього, але її застосування на практиці створює ряд серйозних проблем. Атомні електростанції не виділяють отруйних газів, але можуть створювати чимало труднощів, так як це паливо радіоактивно. Воно випромінює радіацію, що вбиває все. Якщо радіація потрапляє в грунт або в, це тягне за собою катастрофічні наслідки.
Аварії ядерних реакторів і викиди радіоактивних речовин в атмосферу є великою небезпекою. Аварія на ядерній електростанції в Чорнобилі (Україна), що трапилася в 1986 р, спричинила за собою загибель багатьох людей і зараження величезній території. Радіоактивні відходи загрожують всьому живому протягом тисячоліть. Зазвичай їх ховають ні дні морів, але нерідкі і випадки захоронення відходів глибоко під землею.
Інші поновлювані джерела енергії
У майбутньому люди зможуть використовувати безліч різних природних джерел енергії. Наприклад, в вулканічних районах розробляється технологія використання геотермальної енергії (тепла земних надр). Іншим джерелом енергії є біогаз, що утворюється при гнитті відходів. Він може застосовуватися для опалення осель і нагрівання води. Уже створені приливні електростанції. Поперек гирла річок (естуарієв) нерідко зводять греблі. Особливі турбіни, які приводяться в дію приливами і відливами, виробляють електроенергію.
Як зробити ротор Савонія:
Ротор Савонія є механізм, застосовуваний селянами в Азії і Африці для подачі води при іригації. Щоб самим зробити ротор, вам будуть потрібні кілька креслярських кнопок, велика пластмасова пляшка, кришка, дві прокладки, стрижень довжиною 1 м і товщиною 5 мм і два металевих кільця.
Як це зробити:
1. Щоб зробити лопаті, обріжте пляшку зверху і розріжте її навпіл уздовж.
2. За допомогою креслярських кнопок прикріпіть половинки пляшки до кришки. Будьте обережні при поводженні з кнопками.
3. Приклейте прокладки до кришки і вставте в неї стрижень.
4. Прикрутіть кільця до дерев'яної основи і поставте ваш ротор на вітрі. Вставте стрижень в кільця і \u200b\u200bперевірте обертання ротора. Вибравши оптимальне положення половини пляшки, приклейте їх до кришки міцним водовідштовхувальним клеєм.
сторінка 1
Основні джерела енергії, що використовуються людиною.
Основне джерело енергії, що використовується автотрофом-ми, - Сонце. Образно кажучи, автотрофи є годувальниками біосфери: вони не тільки харчуються самі, а й годують (своїм тілом) інших. Тому їх називають продуцентами. Біомаса, створювана ними, називається первинною.
Основними джерелами енергії на нафтопереробних заводах є тепло, водяна пара і електроенергія. Для отримання всіх видів енергії витрачається до 6% нафти, що переробляється, причому половина цього - кількості спалюється на ТЕЦ, а інша - в трубчастих печах технологічних установок. У зв'язку з цим однією з найважливіших проблем нефтегазоперфаботкі є підвищення техніко-економічної ефективності всіх технологічних процесів.
| Лінії випромінювання деяких лазерів. | Лінії випромінювання деяких лазерів, слабо або помірно поглинаються в атмосфері. |
Основним джерелом енергії для всіх процесів, що відбуваються в біосфері, є сонячне випромінювання. Атмосфера, що оточує Землю, слабо поглинає короткохвильове випромінювання Сонця, яке, в основному, досягає земної поверхні. Деяка частина сонячного випромінювання поглинається і розсіюється атмосферою. Поглинання падаючої сонячної радіації обумовлено наявністю в атмосфері озону, вуглекислого газу, водяної пари, аерозолів.
Основним джерелом енергії, що акумулюється в АТФ (АТФ), є глюкоза. У клітинах глюкоза за допомогою ферментних систем спочатку піддається безкисневого розщеплення до двох молекул молочної кислоти СН3СН (ОН) СООН. Енергія, що виділяється при розщепленні однієї молекули глюкози при гліколізі, акумулюється в двох новостворених молекулах АТФ. У міру необхідності АТФ гідролізується на аденозиндифосфат (АДФ) і фосфорну кислоту з виділенням близько 10 ккал теплової енергії. Молочна кислота піддається подальшому кисневого розщеплення в послідовних окисно-відновних реакціях до вуглекислого газу і водню, який, в свою чергу, окислюється киснем повітря до води. Енергія, що звільняється при цьому, витрачається на регенерацію АТФ, тобто на приєднання до АДФ третього залишку фосфорної кислоти. В результаті повного розщеплення двох молекул молочної кислоти виділяється енергія, достатня для синтезу 36 молекул АТФ з АДФ.
Основним джерелом енергії на Землі є Сонце.
Основними джерелами енергії, споживаної промисловістю, є горючі копалини і продукти їх переробки, енергія води, біомаса і ядерне паливо. В значно меншій мірі використовуються енергія вітру, сонця, припливів, геотермальна енергія. Світові запаси основних видів палива оцінюються в 1 28 - Ю13 тонн УТ, в тому числі, копалини вугілля 1 12 - Ю13 тонн, нафта 7 4 - Ю11 тонн і природний газ 6 3 - Ю11 тонн УТ.
Основним джерелом енергії (тепла) в процесі азотування є реакція азотування, яка дає до 96% від загального приходу енергії. Електроенергія, що підводиться при розігріві печі, складає всього 2 - 3% від загального приходу енергії.
Основним джерелом енергії, що надходить на Землю, є Сонце. Сонячне випромінювання формується в результаті інтенсивної взаємодії з речовиною в верхніх шарах Сонця і знаходиться з ним в рівновазі. Електромагнітне випромінювання Сонця можна охарактеризувати двома температурами - енергетичної, яка визначається законом Стефана-Больцмана, і спектральної, яка визначається із закону Вина. Для рівноважного випромінювання ці температури рівні. Показником неравновесности випромінювання може служити різниця енергетичної та спектральної температур. У міру віддалення від поверхні Сонця енергетична температура падає, а спектральна температура залишається без зміни. Таким чином, неравновесность випромінювання в міру віддалення від Сонця зростає. Тому зі збільшенням відстані від Сонця створюються більш сприятливі умови для процесів самоорганізації, які протікають в нерівноважних умовах. З іншого боку, складність утворених систем залежить від температури. Зі збільшенням відстані від Сонця температура падає, тому існує деякий оптимальну відстань, на якому можливе утворення систем максимальної складності. Рівень самоорганізації системи визначається ступенем відхилення від рівноважного стану і рівнем складності. У сонячній системі найбільш оптимальне поєднання названих параметрів спостерігається на відстанях, що відповідають орбіті Землі. Таким чином, в Сонячній системі найбільший рівень самоорганізації може бути досягнутий на Землі.
Основними джерелами енергії в пластах є натиск крайової води, підошовної води, газу і газової шапки; тиск розчиненого газу в нафти в момент виділення газу з розчину; сила тяжіння; пружність пласта і насичують його нафти, води і газу. Ці сили можуть проявлятися окремо або спільно.
Основними джерелами енергії в пластах є натиск крайової води, підошовної води, газу газової шапки, тиск розчиненого газу в нафти в момент виділення газу з розчину, сила тяжіння, пружність пласта і насичують його нафти, води і газу. Ці сили можуть проявлятися окремо або спільно. Таким чином, енергетичні ресурси нафтоносного пласта характеризуються існуючим в ньому тиском. Чим вище тиск, тим більше за інших рівних умов запаси енергії і тим повніше може бути використана поклад нафти.
Основним джерелом енергії в промисловості, сільському господарстві і в інших галузях народного господарства служить паливо. Залежно від фізичного стану паливо підрозділяється на тверде, рідке і газоподібне.
Основними джерелами енергії для людства були м'язова сила людей і робочої худоби, а для обігріву осель і приготування їжі використовувалася деревина і гній домашніх тварин. Однак частка деревини і деревного вугілля була велика, а м'язова сила людини і тварин застосовувалася раніше.
Джерела енергії, споживаної в даний час, аж ніяк не невичерпні. У зв'язку з цим, варто серйозно задуматися над тим, звідки ми будемо брати енергію завтра - через 50 або 100 років. Енергія - це опалення, освітлення, транспорт. Це промислова і сільськогосподарська продукція. Населення земної кулі росте. Сотні мільйонів людей, які сьогодні зазнають голод і нужду, хочуть - і у них є на це повне право - вирватися з такого стану. Однак все це вимагає не тільки часу, зусиль, грошей, а й достатня кількість енергії.
У статистичному огляді ООН були опубліковані оціночні дані, що стосуються ресурсів енергії на земній кулі. Виявилося, що при існуючому зростанні попиту на енергію, запасів корисних копалин вистачить, приблизно:
- вугілля до 2500 роки;
- нафти до 2100 роки;
- природного газу до 2035 року.
Статистичні дані не говорять, однак, всього про ресурсах сировини. Наприклад, видобуток, зберігання і транспорт нафти легше, ніж видобуток і перевезення вугілля. Крім того, існують різні сорти нафти. Нафта з одних родовищ не містить шкідливих домішок, які доводиться видаляти. Нафта з інших - вимагає дорогої очищення. Легше вести видобуток нафти зі свердловин на материку, важче і дорожче - добувати її з морського дна. Але в морі, в порівняно мілководних прибережних місцях, відкрито багато багатих родовищ.
Є ще два інших виду енергії - атомна і гідроенергія. Використання даних видів енергії для вирішення важких проблем задоволення енергетичного попиту пов'язане з рівнем розвитку науки і техніки. Ресурси гідроенергії, практично невичерпні, однак, кількість енергії, яке може дати вода, обмежена технічними бар'єрами. Якби вдалося використати в енергетичних цілях морські течії, то частка гідроенергії в покритті енергетичного попиту була б значно вищою.
Так само йде справа і з ядерною енергією. Атомні електростанції колишньої конструкції, в яких джерелом енергії служить радіоактивний розпад урану, не вирішать проблему хоча б тому, що розвіданих родовищ урану вистачить усього лише до середини нинішнього століття. Ще більш важливою проблемою в ядерній енергетиці залишається забезпечення її безпеки для людей і навколишнього середовища. На жаль, поки міжнародним співтовариством так і не вироблено єдиного стратегічного напрямку в розвитку цієї важливої \u200b\u200bгалузі промисловості.
Є джерела енергії, що використовуються людством лише в малому ступені. Це, перш за все, відноситься до сонячної енергії.
Від сонця Земля отримує колосальне її кількість, приблизно в 170 тисяч разів перевищує наш попит. Квадратний метр Землі, освітлений сонцем, отримує близько одного кіловата енергії. Якщо покрити кілька сот квадратних кілометрів пустелі, досить продуктивними перетворювачами сонячної енергії, то її вистачило б для повного задоволення попиту великий і високорозвиненої країни.
Стримуючими у використанні сонячної енергії є два, все ще не вирішених питання. Перш за все, ця енергія не надходить постійно. Другою проблемою залишається неуважність сонячної енергії. І хоча її досить багато, але кількість енергії, яку вдається отримати в окремо взятих місцях - виявляється дуже малим, щоб можна було знайти їй широке застосування. Таким чином, треба якось зібрати цю енергію і зробити її придатною для більш інтенсивного використання.
У країнах, де існують райони з великою кількістю сонячних днів протягом року, перш за все в США, Австралії, Франції та Японії, вже давно використовують сонячні установки підігріву води для звичайних побутових потреб. Їх чорні, спеціальні водогрійні пластини можна бачити на дахах будинків.
Аналогічно, сонячна енергія застосовується для харчування установок кондиціонованого повітря, без яких важко обійтися в жарких країнах. Такі апарати, які харчуються сонячною енергією, функціонують досить успішно. Чим спекотніше на вулиці, тим краще охолоджують вони приміщення. Сонячні кухонні плити, прилади для знесолення морської води та інші пристрої, які отримують енергію від сонця, вже не плід фантазії, але вони поки не виробляються в масовому масштабі.
Найбільш перспективним напрямком є \u200b\u200bбезпосереднє перетворення сонячної енергії в звичайну, електричну. Для цього використовуються сонячні елементи. Головною їхньою гідністю є відсутність в конструкції рухомих частин і механізмів, нічого в них не тече, чи не перегорає і, практично, не зношується. Це був би ідеальний спосіб отримання безкоштовно (адже сонце не пред'являє рахунків за електрику) енергії в самій зручній формі, якби ...
Якби, по-перше, сонячні елементи були дешевше, ніж зараз, а по-друге, якби можна було "ловити" сонячні промені цілодобово. Тільки в такому випадку, величезні "плантації сонячних елементів", давали б ток і в похмурі дні, і вночі.
Рішення всіх цих проблем - справа, звичайно, дуже важке, але можливе. Завдяки розвитку техніки і вдосконалення промислового виробництва, сонячні елементи, можливо, стануть дешевше, а їх величезні "плантації" не обов'язково повинні бути встановлені на землі. Проекти, висунуті деякими вченими і інженерами, спеціалістами з цих питань, хоча і нагадують науково-фантастичні розповіді, але цілком можливо, що вони будуть здійснені набагато раніше, ніж нам здається.
Відповідно до одного з цих проектів, "поле сонячних елементів" має покривати поверхню супутника, що знаходиться на висоті близько 35 тисяч кілометрів над поверхнею Землі в площині екватора, і обертається навколо Землі в напрямку її обертання за 24 години. Тобто, такий супутник здається нам - розташованим нерухомо над Землею. Перетворювачі, що знаходяться на супутнику, могли б мати потужність від 3-х тисяч до 20-ти тисяч мегават. Електроенергію можна було б посилати на Землю за допомогою пучка променів дуже високої частоти. Перетворення цієї енергії в промисловий електричний струм і пересилання його - це вже справа набагато менш складне.
Інакше проекту, представленого колись нобелівським лауреатом, радянським академіком, вченим Н. Н. Семеновим, такі величезні поля сонячних батарей можна помістити на Місяці, а отриману енергію посилати на Землю за допомогою лазерного пучка.
Інша група російських інженерів запропонувала розташувати на висоті десяти кілометрів над поверхнею Землі вітряні електростанції, що використовують повітряні течії постійних швидкостей, існуючі на цій висоті. Ці електростанції пропонувалося підняти в повітря за допомогою повітряних куль, закріплених на землі міцними і гнучкими тросами з синтетичного волокна.
На перший погляд, всі ці проекти можуть здатися абсолютно неймовірними. Але ж історія техніки багата різними винаходами, які спочатку представлялися абсолютно неймовірними, потім - важкими для виконання, потім, здійсненими лише в обмеженому масштабі і, нарешті, знаходили широке застосування і стали, цілком очевидними для всіх.
Якщо жителі Ісландії, в порівняно обмеженому масштабі, застосовують для обігріву квартир гарячу воду з гейзерів, то чому б - не подумати про використання для енергетичних потреб величезних басейнів підземної гарячої води, кілька десятків яких, є на далекосхідних територіях Росії.
А хіба, вже таким безумством здається, висловлена \u200b\u200bкілька років тому, думка про закачування води в землю на достатню глибину, для того, щоб, використовуючи температуру, наявну всередині землі, створювати, щось на зразок штучних гейзерів?
Можна c великою часткою оптимізму припускати, що людство впорається з енергетичними труднощами. Якщо не через рік, то через 10 або більше років, можливо, будуть освоєні джерела енергії, які зараз видаються недоступними або дуже складними для використання. Даний оптимізм базується на тому, що у нашій цивілізації просто немає іншого виходу. Проблему енергетичного забезпечення - людству доведеться все одно вирішувати.
Ми повинні пам'ятати, що енергія - це хліб цивілізації. І, як усю їжу, її потрібно не тільки берегти і цінувати, а й - примножувати.