Нетрадиційні джерела

Нетрадиционные джерела энергии

Что таке энергия?

В нашому індустріальному суспільстві від енергії залежить все. З її допомогою рухаються автомобілі, летять до космосу ракети. З її допомогою можна присмажити хліб, обігріти житло і навести на дію кондиціонери, освітлити вулиці, вивести в море корабли.

Могут сказати, що енергією є нафта і природний газ. Але це негаразд. Щоб звільнити закладену у яких енергію, їх слід палити, як і бензин, вугілля чи дрова.

Ученые може сказати, що енергія — спроможність до здійсненню роботи, а робота відбувається, коли на об'єкт діє фізична сила (така, як чи гравітація). За формулою A=F*S, робота дорівнює твору сили на відстань, яким перемістився об'єкт. Простіше кажучи, робота — це енергія в действии.

Вы неодноразово бачили, як підстрибує кришка закипающего кавника, як лунають санчата схилом гори, як набегающая хвиля піднімає пліт. Усе це приклади роботи, енергії діє, діючої на предметы.

Подпрыгивание кришки кавника було викликане тиском пара, яка виникла при нагріванні рідини. Санчата їхали оскільки є гравітаційні сили. Енергія хвиль рухала плот.

В нашому що працює світі основою всього є енергія, без нього і нічого очікувати відбуватися робота. Коли енергія є і можна використовувати, будь-який об'єкт здійснювати роботу — іноді творчу, іноді руйнівну. Навіть музичний інструмент — рояль — здатний здійснювати работу.

Представьте собі, як берегами зовнішньої стіни багатоквартирного вдома піднімають рояль. Поки люди тягнуть за мотузки, вони докладають силу, змушує рояль рухатися. У цьому вся разі роботу роблять люди, а чи не рояль. Він лише накопичує потенційну енергію тоді, й усе вище і вище піднімається над землею. Коли, нарешті, рояль сягає п’ятого поверху, він зможе висіти в таких межах до тих пір, поки люди внизу підтримує його з допомогою мотузок та блоків. Проте уявіть, що мотузки обриваються. Негайно проявиться сила гравітації, і потенційна енергія, нагромаджена роялем, почне вивільнятися. Рояль впаде вниз. Він розплющить усе, що впадає в його від шляху, вдаритися об тротуар і розіб'ється на друзки. Уся ситуація, зрозуміло, випадкова, і тих щонайменше, є прикладом те, що і рояль може виконувати роботу. У разі - руйнівну, проте работу.

Мир наповнений енергією, яка можна використовувати з метою роботи різного характеру. Енергія може у людей та тварин, в каменях і рослинах, в копалині паливі, деревах і повітрі, у річках і озерах. Проте найбільшими резервуарами накопиченої енергії є океани — величезні простору безперервно переміщаються водних потоків, покриваючих близько 71% всієї земної поверхности.

Энергия солнца.

В останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко зріс, і було це джерело також належить до поновлюваним, увагу, яку приділяють йому в усьому світі, змушує нас роздивитися його можливості отдельно.

Потенциальные можливості енергетики, заснованої на використанні безпосередньо сонячного випромінювання, надзвичайно велики.

Заметим, що використання лише лише 0.0125% цієї кількості енергії Сонця міг би забезпечити все сьогоднішніх потреб світової енергетики, а використання 0.5% - повністю покрити потреби на перспективу.

К жалю, навряд чи коли ці величезні потенційні ресурси вдасться реалізовувати великих масштабах. Однією з найсерйозніших перешкод такий реалізації є низька інтенсивність сонячного випромінювання. Навіть якби найкращих атмосферних умовах (південні широти, чисте небо) щільність потоку сонячного випромінювання не перевищує 250 Вт/м. Тому, щоб колектори сонячного випромінювання «збирали «протягом року енергію, необхідну задоволення всіх потреб людства треба розміщувати їх у території 130 000 км !

Необходимость використовувати колектори розмірів, ще, тягне у себе значні матеріальні витрати. Найпростіший колектор сонячного випромінювання є зачернений металевий (зазвичай, алюмінієвий) лист, у якому розташовуються труби з що циркулювала у ній рідиною. Нагріта з допомогою сонячної енергії, поглинутою колектором, рідина надходить для безпосереднього використання. За розрахунками виготовлення колекторів сонячного випромінювання площею 1 км, вимагає приблизно 10 тонн алюмінію. Доведені сьогодні світові запаси цього металу оцінюються 1.17 10 тонн.

Из написаного ясно, існують різні чинники, обмежують потужність сонячної енергетики. Припустимо, у майбутньому виготовлення колекторів можна буде застосовувати як алюміній, а й інші матеріали. Зміниться така ситуація у разі? Виходитимемо речей, що у окремої фазі розвитку енергетики (після 2100 року) всі пересічні світові потреби у енергії будуть задовольнятися з допомогою сонячної енергії. У межах цієї моделі можна оцінити, у цьому разі знадобиться «збирати «сонячної енергії площею від 1 10 до 3 10 км. У той самий загальна площа оранки у світі становить сьогодні 13 10 км .

Солнечная енергетика належить до найбільш матеріалоємним видам виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії тягне у себе гігантське збільшення потреби у матеріалах, отже, й у трудових ресурсах у видобуток сировини, його збагачення, отримання матеріалів, виготовлення гелиостатов, колекторів, інший апаратури, їх перевезення. Підрахунки свідчать, що з виробництва 1 МВт рік електричної енергії з допомогою сонячної енергетики знадобиться затратити від 10 000 до 40 000 людино-годин. У традиційної енергетики органічному паливі цей показник становить 200−500 человеко-часов.

Пока ще електрична енергія, породжена сонячним промінням, набагато дорожче, ніж отримувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, що вони проведуть на досвідчених установках і станціях, допоможуть вирішити як технічні, а й економічні проблемы.

Ветровая энергия.

Огромна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш ніж сто раз перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно й всюди землі дмухають вітри — від легенького вітру, несе жадану прохолоду літній спека, до могутніх ураганів, приносять незлічимий шкоди і руйнувань. Завжди неспокійний повітряний океан, дно якої ми живемо. Вітри, дующие у нашої країни, міг би легко задовольнити її потреби у електроенергії! Кліматичні умови дозволяють розвивати вітроенергетику величезній території - від кордонів до берегів Єнісей. Багаті енергією вітру північні райони країни вздовж узбережжя Північного Льодовитого океану, де особливо необхідна мужнім людям, обживающим ці багатющі краю. Чому така багатий, доступний, та й екологічно чисте джерело енергії так слабко використовується? Нині двигуни, використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб у энергии.

Техника 20 століття відкрила цілком нові змогу вітроенергетики, завдання якої стала інший — отримання електроенергії. На початку століття Н. Е. Жуковский розробив теорію вітродвигуна, з урахуванням якої були створено високопродуктивні установки, здатні отримувати енергію від самої слабкого вітерцю. З’явилося багато проектів вітроагрегатів, незрівнянно більш скоєних, ніж старі вітряки. У нових проектах використовуються досягнення багатьох галузей знания.

В наші дні до створення конструкцій вітроколеса — серця будь-який вітроенергетичної установки — залучаються специалисты-самолетостроители, вміють вибрати найбільш доцільний профіль лопаті, досліджувати їх у аеродинамічній трубі. Зусиллями учених й інженерів створено найрізноманітніші конструкції сучасних вітрових установок.

Энергия рек

Многие тисячоліття, вірно, служить людині енергія, ув’язнена в поточної воді. Запаси в Землі колосальні. Недарма деякі вчених вважають, що нашу планету було б називати не Земля, а Вода — адже близько три чверті поверхні планети вкриті водою. Величезним акумулятором енергії служить Світовий океан, поглинаючий велику значна її частина, яка від Сонця. Тут плещуть хвилі, відбуваються припливи і відливи, виникають могутні океанські течії. Народжуються могутні річки, які мають величезних мас води в моря, и океани. Зрозуміло, що у пошуках енергії були пройти повз настільки гігантських її запасів. Раніше всього люди навчилися використати енергію рек.

Но коли настав золоте століття електрики, сталося відродження водяного колеса, щоправда, в іншому образі - як водяний турбіни. Електричні генератори, що виробляють енергію, потрібно було крутити, але це досить успішно могла робити вода, тим більше багатовікової досвід в неї вже був. Можна вважати, сучасна гідроенергетика народилася 1891 году.

Преимущества гідроелектростанцій очевидні - постійно поновлюваний сама природа заклала запас енергії, простота експлуатації, відсутність забруднення довкілля. Та й досвід будівництва та експлуатації водяних коліс вчинити чималу допомогу гидроэнергетикам. Проте на будівництво греблі великої гідроелектростанції виявилася завданням значно складнішою, ніж на будівництво невеличкий загати для обертання мірошницького колеса. Аби виконати у обертання потужні гідротурбіни, потрібно нагромадити за греблею величезний запас води. Для будівлі греблі потрібно вкласти стільки матеріалів, що міра гігантських єгипетських пірамід по порівнянню з нею здаватиметься незначним. Тому на початку ХХ століття було побудовано лише кілька гідроелектростанцій. Поблизу П’ятигорська, на північному Кавказі на гірської річці Подкумок успішно діяла досить велика електростанція з промовистою назвою «Білий вугілля ». Це була лише началом.

Уже в історичному плані ГОЕЛРО передбачалося будівництво великих гідроелектростанцій. У 1926 року у лад ввійшла Волховская ГЕС, наступного — почалося будівництво знаменитої Дніпровської. Далекоглядна енергетична політика, що проводиться нашій країні, призвела до того, що маємо, як у країні світу, розвинена система потужних гидроэлектрических станцій. Жодна держава чи може похвалитися такими енергетичними гігантами, як Волзькі, Красноярська і Братська, Саяно-Шушенська ГЕС. Ці станції, дають буквально океани енергії, стали центрами, навколо яких розвинулися потужні промислові комплексы.

Но поки людям служить лише невелика частина гідроенергетичного потенціалу землі. Щороку величезні потоки води, які утворилися від дощів і танення снігів, стікають в моря невикористаними. Якби вдалося затримати з допомогою гребель, людство одержала б додатково колосальне у энергии.

Энергия земли.

Издавна люди знають стихійних проявах гігантської енергії, яка зачаїлася у надрах земної кулі. Пам’ять людства зберігає перекази про катастрофічних виверженнях вулканів, що забрали мільйони людей, невпізнанно змінили образ багатьох місць Землі. Потужність виверження навіть порівняно невеликого вулкана колосальна, вона набагато перевищує потужність самих великих енергетичних установок, створених руками людини. Щоправда, про безпосередньому використанні енергії вулканічних вивержень не доводиться — ще немає люди можливостей приборкати цю непокірливу стихію, так і, на щастя, виверження ці досить рідкісні події. Але це прояви енергії, яка зачаїлася у земних надрах, коли лише крихітна частка цієї невичерпною енергії знаходить вихід через вогнедишні жерла вулканов.

Маленькая європейська країна Ісландія — «країна льоду «в перекладі - повністю забезпечує себе помідорами, яблуками і навіть бананами! Численні ісландські теплиці отримують енергію від тепла землі - інших місцевих джерел енергії в Ісландії у тому. Зате дуже багата ця країна гарячими джерелами і знаменитими гейзерами-фонтанами гарячої, з точністю хронометра вырывающейся з-під землі. І хоча ісландцям належить пріоритет використання тепла підземних джерел, жителі цій маленькій північної країни експлуатують підземну котельну дуже інтенсивне. Столиця — Рейк’явік, у якій проживає половину населення країни, опалюється лише з допомогою підземних источников.

Но як опалювання черпають люди енергію із глибин землі. Давно вже працюють електростанції, використовують гарячі підземні джерела. Перша така електростанція, зовсім ще малопотужна, була побудована 1904 року у невеличкому італійському містечку Лардерелло, названий це у честь французького інженера Лардерелли, який ще 1827 року становив проект використання численних у районі гарячих джерел. Поступово потужність електростанції росла, до ладу вступали дедалі нові агрегати, використовувалися нові джерела гарячої, й у наші дні потужність станції сягнула вже значній величины-360 тисяч кіловат. У Новій Зеландії є така електростанція в районі Вайракеи, її потужність 160 тисяч кіловат. У 120 кілометрах від Сан-Франциско США виробляє електроенергію геотермальна станція потужністю 500 тисяч киловатт.

Энергия світового океана.

Известно, що запаси енергії у світовому океані колосальні. Так, теплова (внутрішня) енергія, відповідна перегріву поверхневих вод океану проти донними, скажімо, на 20 градусів, має величину порядку 10 Дж. Кінетична енергія океанських течій оцінюється величиною порядку 10 Дж. Але що люди вміють утилизовать лише незначні частки цієї енергії, та й ціною великих поволі окупающихся капіталовкладень, отже така енергетика досі здавалася малоперспективной.

Однако те що дуже швидке виснаження запасів викопних палив (передусім нафти і є), використання є при цьому пов’язані з істотним забрудненням довкілля (у тому числі ще й теплове «забруднення », і що загрожує кліматичними наслідками підвищення рівня атмосферної вуглекислоти), різка обмеженість запасів урану (енергетичне використання є при цьому породжує небезпечні радіоактивні відходи) і жахаюча невизначеність як термінів, і екологічних наслідків промислового використання термоядерну енергію змушує учених й інженерів зосередити всю більшої уваги пошукам можливостей рентабельною утилізації великих і нешкідливих джерел енергії але тільки перепадів рівня води в річках, а й сонячного тепла, вітру і у світовому океані. Широка громадськість, та й багато фахівців вагаються, що пошукові роботи з вилучення енергії з морів, і океанів придбали останніми роками у низці країн вже досить високі масштаби і їх перспективи стають дедалі більше обещающими.

Наиболее очевидним способом використання океанській енергії представляється на будівництво припливних електростанцій (ПЕМ). З 1967 р. у гирлі річки Ранс у Франції приливах заввишки до 13 метрів працює ПЕМ потужністю 240 тис. кВт з річною віддачею 540 тис. кВт год. Радянський інженер Бернштейн розробив зручний спосіб будівлі блоків ПЕМ, буксируемых на плаву в потрібні місця, і розрахував рентабельну процедуру включення ПЕМ в енергомережі у години їх максимальної навантаження споживачами. Його ідеї перевірені на ПЕМ, побудованої на 1968 року у Кислої Губі близько Мурманська; своєї черги чекає ПЕМ на 6 млн. кВт в Мезенском затоці на Баренцовому море.

Неожиданной можливістю океанській енергетики виявилося вирощування з плотів в океані швидкозростаючих гігантських водоростей, легко перероблюваних в метан для енергетичної заміни газу. За наявними оцінкам, до повного забезпечення енергією кожної людини — споживача досить одного гектара плантацій водорослей.

Большое увагу придбала «океанотермическая энергоконверсия «(ОТЭК), тобто. отримання електроенергії з допомогою різниці температур між поверхневими і засасываемыми насосом глибинними океанськими водами, наприклад під час використання у замкненому циклі турбіни таких легкоиспаряющихся рідин як пропан, фреон чи амоній. Якоюсь мірою аналогічними, але, як поки здається, мабуть, більш далекими видаються перспективи отримання електроенергії з допомогою відмінності між солоною і прісної, наприклад морської авіації та річковий водой.

Уже чимало інженерного мистецтва вкладено в макети генераторів електроенергії, працюючих з допомогою морського хвилювання, причому обговорюються перспективи електростанцій з потужностями на багато тисяч кіловат. Ще більше обіцяють гігантські турбіни на таких інтенсивних і стабільних океанських течіях, як Гольфстрим.

Представляется, що з запропонованих океанських енергетичних установок може бути реалізовані, та стати рентабельними вже у час. Разом про те слід очікувати, що творчий ентузіазм, мистецтво винахідливість научно-инженерных працівників поліпшити існуючі режими та створять нові перспективи для промислового використання енергетичних ресурсів Світового океану. Здається, що з сучасних темпах науково-технічного прогресу суттєві зрушення в океанській енергетиці мають відбутися най-ближчими десятиліттями. Океан наповнений позаземної енергією, яка вступає у нього з космосу. Вона доступна і безпечна, і забруднює довкілля, невичерпна і свободна.

Из космосу надходить енергія Сонця. Вона нагріває повітря і утворить вітри, викликають хвилі. Вона нагріває океан, який накопичує теплову енергію. Вона спричиняє рух течії, які на той водночас змінюють свій напрям під впливом обертання Земли.

Из космосу само чинить енергія сонячного і місячного тяжіння. вона є двигуном системи Земля — Місяць і припливи і отливы.

Океан — це пласке, мертве водне простір, а величезна комора неспокійною енергії. Тут плещуть хвилі, народжуються припливи і відпливи, перетинаються течії, і всі наповнений энергией.

Бакены і маяки, використовують енергію хвиль, вже засіяли прибережні води Японії. У надувалася протягом багатьох років бакени — свистки берегову охорону США діють завдяки хвилевим коливань. Сьогодні навряд чи існує прибережний район, де було б свою власну винахідника, працюючого створення устрою, котрий використовує енергію волн.

Начиная з 1966 кілька років французьких міста цілком задовольняють свої потреби у електроенергії з допомогою енергії припливів і відпливів. Енергоустановка річці Ранс (Бретань), що складається з двадцяти чотирьох реверсивних турбогенераторів, використовує цю енергію. Вихідна потужність установки 240 мегават — одне з найпотужніших гідроелектростанцій у Франции.

В 70-ті роки ситуація у енергетиці змінилася. Щоразу, коли постачальники на Близькому Сході, у Африці й Америці піднімали нафтові ціни, енергія припливів ставала дедалі привабливішою, оскільки він успішно конкурувала цінується з копалинами видами палива. Відразу після цим у Радянському Союзі, Південній Кореї та Англії зріс інтерес до обрисам берегових ліній і можливостям створення них енергоустановок. У цих країнах стали всерйоз подумувати про використання енергії припливів хвиль і виділяти вартість наукові дослідження цій галузі, планувати их.

Не недавно група учених океанологів звернула на той факт, що Гольфстрім несе свої води поблизу берегів Флориди зі швидкістю 5 миль за годину. Ідея використовувати цей потік гарячої води була дуже заманчивой.

Возможно це? Чи зможуть гігантські турбіни і підводні пропелери, схожі на вітряки, генерувати електрику, отримуючи енергію з течій і волі? «Зможуть «- таке 1974 року був висновок Комітету Мак-Артура, що під егідою Національного управління з дослідженню океану та атмосфери в Маямі (Флорида). Одностайну думку полягала у тому, що мають місце певні проблеми, але вони можна вирішити у разі виділення асигнувань, оскільки «у проекті нічого немає такого, що перевищувало можливості сучасної інженерної і технологічного думки » .

Один учений, найбільш схильний до прогнозів у майбутнє, передбачив, що електрику, отримане під час використання енергії Гольфстріму, може бути конкурентоспроможним вже у 80-ті годы.

В океані існує чудове середовище підтримки життя, до складу якої входять живильні речовини, солі та інші мінерали. Тут розчинений у питній воді кисень живить всіх морських тварин від найбільш маленьких аж до великих, від амеби до акули. Розчинений вуглекислий газ точно як і підтримує життя всіх морських рослин від одноклітинних диатомовых водоростей до що сягають висоти 200−300 футів (60−90 метрів) бурих водорослей.

Морскому біологу потрібно зробити лише крок уперед, щоб вийти з сприйняття океану як природної системи підтримки життя, до спробі розпочати на суворо науковій основі отримувати від цією системою энергию.

При підтримці військово-морського флоту США у середині 1970;х років група фахівців у галузі досліджень океану, морських інженерів і водолазів створила першу в світі океанську енергетичну ферму на глибині 40 футів (12 метрів) під залитій сонцем гладдю моря поблизу міста Сан-Клемент. Ферма була невеличка. За своєю суттю, усе було лише експериментом. На фермі вирощувалися бурі гігантські каліфорнійські водоросли.

По думці директора проекту доктора Говарда А. Уилкокса, співробітника Центру дослідження морських і океанських систем в Сан-Дієго (Каліфорнія), «до 50% енергії цих водоростей то, можливо перетворено на паливо — в природного газу метан. Океанські ферми майбутнього, вирощують бурі водорості площею приблизно 100 м 000 акрів (40 000 га), зможуть давати енергію, якої вистачить, щоб надалі повністю задовольнити потреби американського міста з лиця населенням 50 000 людина » .

Океан він був багатий енергією хвиль, припливів і течій. У давні часи, спостерігаючи рух водних потоків, рибалки щось знали про «припливної енергії «або про «вирощуванні бурих водоростей », але вони знали, що виходити у морі легше під час відпливу, а повертатися назад — під час припливу. Їм, звісно, було відомо, і у тому, іноді хвилі котрі й страшно б’ють про берег, викидаючи каміння з його скелі, і «морських річках », що завжди виносили їх до за потрібне островам, про те, що вони зможуть прогодуватися молюсками, ракообразными, рибою і їстівними водоростями, ростучими в океане…

В наші дні, коли зросла потреба у нові види палива, океанографы, хіміки, фізики, інженери і технологи звертають дедалі більша увага на океан як на потенційний джерело энергии.

В океані розчинене дуже багато солей. Чи може солоність бути використана, як джерело энергии?

Может. Велика концентрація солі в океані навела ряд дослідників Скриппского океанографического інституту, у Ла-Колла (Каліфорнія) та інших центрів на думку з приводу створення таких установок. Вони вважають, що з отримання великої кількості енергії цілком імовірно сконструювати батареї, у яких відбувалися б реакції між солоною і несоленой водой.

Температура води океану на різних роботах різна. Між тропіком Рака і тропіком Козерога поверхню води нагрівається до 82 градусів за Фаренгейтом (27 З). На глибині в 2000 футів (600 метрів) температура падає до 35,36,37 чи 38 градусів по Фаренгейту (2−3.5 З). Постає питання: чи є можливість вільно використовувати різницю температур щоб одержати енергії? Могла б теплова енергоустановка, пливуча під водою, виробляти электричество?

Да, і це возможно.

В далекі 20-ті роки нашого століття Жорж Клод, обдарований, рішучий і дуже наполегливий французький фізик, вирішив досліджувати таку можливість. Вибравши ділянку океану поблизу берегів Куби, він таки після серії невдалих спроб отримати установку потужністю 22 кіловата. Це було великим науковим досягненням і віталося багатьма учеными.

Используя теплу воду лежить на поверхні і холодну на глибину та створивши відповідну технологію, ми маємо всім необхідними для електроенергії, запевняли прибічники використання теплової енергії океану. «За нашими оцінкам, у тих поверхневих водах є запаси енергії, які у 10 000 разів перевищує загальносвітову потребу у ньому » .

" На жаль, — заперечували скептики, — Жорж Клод одержав у затоці Матансас всього 22 кіловата електроенергії. Дало це прибуток? «Не дало, оскільки, щоб отримати ці 22 кіловата, Клоду довелося затратити 80 кіловат працювати своїх насосов.

Сегодня професор Скриппского інституту океанографії Джон Исаакс робить обчислення більш акуратно. За оцінками, сучасну технологію дозволить створювати енергоустановки, використовують для електрики різницю температур в океані, які б у майже удвічі більше, ніж загальносвітове споживання нині. Це буде електроенергія, вироблена електростанцією, перетворюючої термальну енергію океану (ОТЕС).

Конечно, це — прогноз підбадьорливий, але якщо він виправдається, результати не допоможуть вирішенню світових енергетичних проблем. Зрозуміло, доступом до запасам електроенергії ОТЕС надає чудові можливості, але (по крайнього заходу поки) електрику не піднімає стільчак у небо літаки, нічого очікувати рухати легкові і вантажні автомобілі та автобуси, не поведе кораблі через моря.

Однако літаки і легковики, автобуси і можуть наводитися в рух газом, що можна отримувати від води, тож якусь-там вод-те в морях досить. З цього газу — водень, і може використовуватися як пальне. Водень — одне з найбільш поширених елементів у Всесвіті. У океані він міститься у кожній краплі води. Пам’ятаєте формулу води? Формула HOH отже, що молекула води і двох атомів водню і самого атома кисню. Витягнутий із води водень можна спалювати як паливо і використовувати як у тому, щоб спонукати різні транспортні засоби, але й отримання электроэнергии.

Все більше хіміків і інженерів охоче належить до «водневої енергетиці «майбутнього, оскільки отриманий водень досить зручно зберігати: як стиснутого газу танкерах чи скрапленому вигляді у кріогенних контейнерах за нормальної температури 423 градуси за Фаренгейтом (-203 З). Його можна зберігати й у твердому вигляді після з'єднання з железо-титановым сплавом чи з на магній для освіти металевих гідридів. Після цього їхні можна легко транспортувати і використовувати принаймні необходимости.

Еще в 1847 року французький письменник Жуль Верн, який випередив свого часу, передбачав виникнення такий водневої економіки. У книжці «Таємничий острів «він передбачав, у майбутньому люди навчаться використовувати води ролі джерела щоб одержати палива. «Вода, — писав Пауль, — представить невичерпні запаси тепла і світла » .

Со часів Жуля Верна було відкрито методи вилучення водню із води. Одне з найперспективніших їх — електроліз води. (Через воду пропускається електричний струм, у результаті відбувається хімічний розпад. Звільняються водень і кисень, а рідина исчезает.).

В 60-ті роки спеціалістам із НАСА вдалося настільки успішно здійснити процес електролізу води та настільки ефективно збирати вивільнюваний водень, що отримуваний в такий спосіб водень використовувався під час польотів за програмою «Аполлон » .

Таким чином, в океані, що становить 71 відсоток поверхні планети, потенційно існують різні види енергії - енергія хвиль і припливів; енергія хімічних зв’язків газів, поживних речовин, солей та інших мінералів; прихована енергія водню, що у молекулах води; енергія течій, спокійно і нескінченно рухомих у різних частинах океану; дивовижна за запасами енергія, що можна отримувати, скориставшись різницею температур води океану на поверхні, і у глибині, і можна перетворити на стандартні види топлива.

Такие кількості енергії, розмаїття її форм гарантиру ют, у майбутньому людство нічого очікувати відчувати у ній нестачі. У той самий час немає необхідності залежати від однієї - двох основні джерела енергії, якими, наприклад, є давно які використовуються копалини є екологічно безпечними та ядерної пального, методи отримання якого було розроблено недавно.

Более цього у мільйонах прибережних сіл і селищ, які мають зараз доступу до энергосистемам, буде тоді можливо поліпшити життєві умови людей.

Жители тих місць, де на кількох море буває сильне хвилювання, зможуть конструювати і використовувати установки для перетворення волн.

Живущие поблизу вузьких прибережних заток, куди під час припливів із ревінням вривається вода, зможуть використати цю энергию.

Для решти людей енергія океану у відкритому водному просторі буде змінюватися в метан, водень чи електрику, та був передаватися на суходіл кабелем чи кораблях.

И всі ці енергія таїться в океані споконвіку. Не використовуючи її, ми цим її просто расточаем.

Разумеется, важко навіть уявити перехід від такої звичних, традиційних видів палива — вугілля, нафти і газу — до незнайомим, альтернативним методам отримання энергии.

Разница температур? Водень, металеві гидриды, енергетичні ферми в океані? Для багатьох мовою звучить як наукова фантастика.

И, тим щонайменше, як і раніше, що вилучення енергії океану перебувають у стадії експериментів та інформаційний процес обмежений і коштує дорого, факт залишається фактом, що у з розвитком науково-технічного прогресу енергія у майбутньому може у значною мірою добуватися з моря. Коли — залежить від цього, як швидко ці процеси стануть досить дешевими. У остаточному підсумку справа упирається над можливість вилучення з океану енергії у різних формах, а вартість такого вилучення, що визначить, як швидко розвиватиметься той чи іншого спосіб добычи.

Когда б час не настало, перехід для використання енергії океану принесе подвійну користь: заощадить громадські кошти й зробить більш життєздатною третю планету Сонячної системи — нашу Землю.

Впервые удару громадському кишені був нанесений в 1973 року підйомом ціни копалини є екологічно безпечними. Особливо зросли нафтові ціни — основний вид палива в XX столітті, вживаний у промисловості, сільське господарство, опалювання. Після цього сталося підвищення рівня інфляції, а оскільки наукових досліджень і експерименти теж вимагають асигнувань, пошуки нових видів палива підняли ціни ще выше.

Ископаемые є екологічно безпечними виснажуються, змушені їх заощаджувати і енергозабезпечення з допомогою будівництва ядерних реакторів, які прагнуть значних на неї і викликають побоювання в людей, які живуть поблизу. Звісно, енергоспоживання знизиться, якщо ощадливішими. У, населення яких складає 5,3% від населення світу і використовується 35% всіх видів викопного палива й гидроэлектроэнергии світу, споживання може бути легко снижено до 30 — 32%, або навіть до 25%. Є навіть думка, що справедливо Сполучені Штати повинні знизити споживання до 5,3%.

Экономика, проте, лише один бік справи. Друга належить до країн малорозвинутим, які намагаються досягти рівень життя промислово розвинених країн, що визначається використанням великої кількості енергії. Сьогодні народи Азії, Африки та Латинській Америки прагнуть вийти з суспільства, в якому використовують у основному фізична праця, до суспільства з розвиненою индустрией.

Для здобуття права задовольнити потреба у рівноправною розподілі дешевої енергії між країнами, знадобиться таке її кількість, яке, можливо, в тисячі разів перевищить сьогоднішній рівень споживання, і біосфера вже не чи впорається з забрудненням, викликуваним використанням звичайних видів палива. Проте президент Інституту досліджень у сфері електроенергії у Пало Альто (Каліфорнія) Чонси Старр вважає: «Слід визнати, мирова споживання розвиватиметься саме тут напрямку і буде настільки швидким, щойно дозволять політичні, економічно-технічні чинники » .

Так як змагання за володіння истощающимися видами палива загострюється, витрата громадських коштів зростати. Зростання цей продовжиться, оскільки необхідно боротися з забрудненням повітря та води, теплотою, выделяющейся при згорянні копалин видів топлива.

Но варто хвилюватися у пошуках нових джерел викопного палива? Навіщо дискутувати в питанні про будівництві ядерних реакторів? Океан наповнений енергією, чистої, безпечної експлуатації і невичерпної. Вона там, в океані, тільки і чекає вивільнення. І це — перевагу номер один.

Второе перевагу у тому, що використання енергії океану дозволить Землі бути, у подальшому населеної планетою. І це альтернативний варіант, який передбачає збільшення використання органічних і ядерних видів палива, на думку фахівців, можуть призвести до катастрофи: в атмосферу стане виділятися дуже велике кількість вуглекислого газу та теплоти, що загрожує смертельної небезпекою человечеству.

" Дарма, — посміхаються скептики. — Ми постійно удосконалюємо повітряні фільтри і очисні споруди. Ще рік-два — і фабричні димові труби випускатимуть практично чисте повітря. Хіба ми очищаємо вихлопні гази автомобілів? Незабаром взагалі забудете, що таке пари двоокису сірки. «.

Тем щонайменше вуглекислий на газ і теплота, виділені у повітря димовими трубами фабрик й інших підприємств, котрий іноді великими багатоквартирними комплексами, що використовують копалини є екологічно безпечними, вселяють велике беспокойство.

Но хто помітить, що у повітрі побільшало вуглекислого газу? Він безбарвним і має запаху. Він пузириться в прохолоджувальних напоях. Хто це помітить поступове, повільне підвищення атмосферної температури Землі однією, чи три градуси за Фаренгейтом? Помітить планета, коли вуглекислий газ через кілька днів обкутає її подібно ковдрі, яке перестане пропускати надлишкове тепло в космос.

Жак Кусто, піонер освоєння і дослідження океану, вважає: «Коли концентрація вуглекислого газу досягне певного рівня, ми опинимося начебто в парнику ». Це означає, що теплота, що виділятимуться Землею, буде затримуватися під шаром стратосфери. Накапливающееся тепло підвищить загальну температуру. А збільшення його навіть у один, двоє чи троє градуси за Фаренгейтом призведе до таненню льодовиків. Мільйони тонн растаявшего льоду піднімуть рівень морів на 60 метрів. Міста узбережжя й у долинах великих річок виявляться затопленными.

По даному питанню, як і з багатьох інших, вчені розділилися на два табору. У одному таборі вважають, що утолщающееся ковдру вуглекислого газу викликає підвищення й призведе до таненню льодовиків, тобто, з визначення доктора Говарда Уилкокса, перетворити Землю в парник. Прибічники іншого табору вважають, щось саме ковдру буде перепиняти шлях теплу, випромінюваному сонцем, що станеться причиною наступу нової доби оледенения.

Итак, що саме людство має робити? Чи будемо ми виснажувати залишки викопного палива, будувати дедалі більше ядерних реакторів, ризикуючи змінити температуру атмосфери, або ж звернімося океану — джерелу невичерпної енергії - і шукати засіб вилучення цієї енергії задля досягнення нашої мети — ось у чому полягає вопрос.

Накануне вступу до 21 століття ученые-океанологи закликають припинити порожні дискусії відмовитися від сподівання, що «технологічне розвиток дозволить все проблеми суші «. Вони хочуть звернути увагу до океан, який заряджається енергією позаземного походження, енергією доступною, не що забіднює навколишнє середовище і возобновляемой.

Атомная Энергия.

Открытие випромінювання урану згодом стало ключем до енергетичним скарбниць природы.

Главным, відразу ж потрапити яка зацікавила дослідників, було питання: звідки ж береться енергія променів, испускаемых ураном, і чому уран завжди трішки тепліше оточуючої середовища? Під сумнів ставився або закон збереження енергії, або затверджений століттями принцип незмінності атомів? Величезна наукова сміливість була потрібна від учених, які подолали кордону звичного, відмовилися від усталених представлений.

Такими сміливцями виявилися молоді вчені Ернест Резерфорд і Фредерік Содди. Два року копіткої праці з вивчення радіоактивності привели їх до революційного по ті часи висновку: атоми деяких елементів піддаються розпаду, сопровождающемуся випромінюванням енергії у кількості, величезних проти енергією, звільнюваної при звичайних молекулярних видоизменениях.

Невиданными темпами розвивається сьогодні атомна енергетика. За тридцять років загальна потужність ядерних енергоблоків зросла з п’ятьма тисяч до 23 мільйонів кіловат! Деякі вчені вважають, що 21 віці близько половини електроенергії в світі вироблятимуть на атомних электростанциях.

В принципі енергетичний ядерний реактор влаштований досить в ньому, як і як й у звичайному казані, вода перетворюється на пар. І тому використовують енергію, выделяющуюся при ланцюгову реакцію розпаду атомів урану чи іншого ядерного палива. На атомної електростанції немає величезного парового казана, що складається з тисячі кілометрів сталевих трубок, якими за величезної тиску циркулює вода, перетворюючись на пар. Цю махину замінив відносно невеликий ядерний реактор.

Самый побутував у час тип реактора водографитовый.

Еще одна поширена конструкція реакторів — звані водо-водяные. У них вода як відбирає тепло від твелів, а й слугує замедлителем нейтронів замість графіту. Конструктори довели потужність таких реакторів мільйон кіловат. Могутні енергетичні агрегати встановлено на Запорізької, Балаковської та інших атомних електростанціях. Невдовзі реактори такий конструкції, певне, наздоженуть за проектною потужністю і рекордсмена — полуторамиллионик з Ігналінської АЭС.

Но все-таки майбутнє ядерної енергетики, очевидно, залишиться поза третім типом реакторів, принцип праці та конструкція яких запропоновані вченими, — реакторами на швидких нейтронах. Їх називають ще реакторами-размножителями. Звичайні реактори використовують уповільнені нейтрони, що викликають ланцюгову реакцію у досить рідкісною ізотопіурані-235, що його природному урані всього близько відсотка. Саме тож і мусять будувати величезні заводи, на яких буквально просівають атоми урану, вибираючи з них атоми лише сорти урану-235. Інший уран у звичайних реакторах використовуватися неспроможна. Постає питання: а чи вистачить цього рідкісного ізотопу урану на скільки-небудь тривалий час або ж людство знову зіштовхнеться з проблемою нестачі енергетичних ресурсов?

Более понад тридцять років тому ця була поставлена перед колективом лабораторії Физико-энергетического інституту. Вона стала вирішена. Керівником лабораторії Олександром Іллічем Лейпунским було запропоновано конструкція реактора на швидких нейтронах. В 1955 року було побудована перша така установка.

Преимущества реакторів на швидких нейтронах очевидні. Вони щоб одержати енергії можна використовувати усі запаси природних урану і торію, що величезні - лише у Світовому океані розчинене понад чотири мільярди тонн урана.

Но все 400 атомних електростанції, нині працюючих планети, що неспроможні створити загрозу, хоча б порівнянну загрози, що йде від 50 тисяч боеголовок.

Нет сумнівів у тому, що атомна енергетика посіла міцне місце у енергетичному балансі людства. Вона, безумовно, розвиватимуться ЄС-27 і надалі, без відмовлено поставляючи таку необхідну людям енергію. Проте знадобляться додаткові заходи надійності атомних електростанцій, їх безаварійної роботи, а вчені України і інженери зуміють знайти потрібні решения.

Заключение

.

За час існування нашої цивілізації багаторазово відбувалася зміна традиційних джерел енергії налаштувалася на нові, досконаліші. Не оскільки старий джерело був исчерпан.

Солнце світило і обігрівало людини завжди: і тих щонайменше якось люди приручили вогонь, почали палити древесину.

Затем деревина поступилося місцем цегловому вугіллю. Запаси деревини здавалися безмежними, але парові машини вимагали більш калорийного «корми » .

Но і це був лише етап. Вугілля невдовзі поступається своїм лідерством на енергетичному ринку нефти.

И ось новий виток: в наші дні провідними видами палива наразі залишаються нафту й війни газ. Але кожним новим кубометром газу чи тонною нафти йти дедалі більше на північ або схід, зариватися дедалі глибше в землю. Не дивно, що нафта й газ будуть із кожним роком коштувати нас увесь дороже.

Замена? Потрібен новий лідер енергетики. Їм, безсумнівно, стануть ядерні источники.

Запасы урану, якщо, скажімо, порівнювати його з запасами вугілля, начебто немає так уже й великі. Зате на одиницю ваги він містить у собі енергії мільйони раз більше, ніж уголь.

А результат такий: і при отриманні електроенергії на АЕС, потрібно затратити, вважається, в 100 тис разів менше коштів і праці, аніж за добуванні енергії з вугілля. І ядерне пальне приходять зміну нафти і вугіллю… Завжди так: наступний генератор був і потужнішим. Те була, якщо можна висловитися, «войовнича «лінія энергетики.

В гонитві за надлишком енергії людина весь глибше занурювався в стихійний світ природних явищ і по якийсь пори невідь що замислював наслідки своїх справ України та поступков.

Но часи змінилися. Зараз, наприкінці 20 століття, починається новий, значний етап земної енергетики. З’явилася енергетика «щадна ». Побудована те щоб людина не рубав гілку, де вона сидить. Піклувався про охорону вже сильно пошкодженій биосферы.

Несомненно, у майбутньому паралельно з лінією інтенсивному розвиткові енергетики отримають широкі права громадянства і лінія екстенсивна: розосереджені джерела не занадто великої потужності, проте з високим ККД, екологічно чисті, зручні в обращении.

Яркий приклад тому — швидкий старт електрохімічної енергетики, яку пізніше, певне, доповнить енергетика солнечная.

Энергетика нас дуже швидко акумулює, асимілює, вбирає у собі все найновітніші ідей, винаходи, досягнення науки. І це зрозуміло: енергетика пов’язана буквально з усім, і всі прагне енергетиці, залежить від нее.

Поэтому энергохимия, воднева енергетика, космічні електростанції, енергія, запечатана в антивеществе, кварках, «чорні діри », вакуумі, — це лише найяскравіші віхи, штрихи, окремі рисочки того сценарію, який пишеться очах і що можна назвати Завтрашнім Днем Энергетики.

Лабиринты енергетики. Таємничі переходи, вузькі, звивисті стежки. Повні загадок, перешкод, несподіваних осяянь, криків суму чи поразок, кліків радість і побед.

Тернист, непростий, непрям енергетичний шлях людства. Але ми віримо, що ми шляху до Ері Енергетичного Достатку і всі перепони, перепони і труднощі будуть преодолены.

Рассказ про енергію то, можливо нескінченний, незлічимі альтернативні форми її використання за умови, що ми повинні розробити при цьому ефективні і економічні методи. Байдуже, яка ваша думка про потреби енергетики, про джерелах енергії, його якості аж, і собівартості. Нам, очевидно, слід погодитися про те, що сказав учений мудрець, ім'я якого залишилося невідомим: «Ні простих рішень, є лише розумний вибір » .

Список литературы

1. В. Володин, П. Хазановский «Енергія, століття двадцять перше » .

2. А. Голдин «Океани енергії «.

3. К. С. Юдасин «Енергетика: проблеми освіти й надії «.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.