Bericht-Meldung Nutzung der Sonnenenergie auf der Erde

radiogene Wärme

Um die Wärmeentwicklung beim Zerfall radioaktiver Elemente abschätzen zu können, ist es notwendig, deren Verteilung auf der Erde zu kennen. Solche Informationen sind derzeit nicht verfügbar. Bei der Bewertung wird die Materie der Erde normalerweise mit der Materie von Meteoriten identifiziert (wobei letztere als die ursprüngliche, protoplanetare Materie angesehen werden). Dem Erdmantel wird die Freisetzung radiogener Wärme zugeschrieben, die für Chondrite charakteristisch ist; Kern - charakteristisch für Eisenmeteoriten.

Die moderne Wärmeerzeugung wird im Rahmen eines solchen Modells abgeschätzt W_C = 2.3 • 102 cal/Jahr ~ 1021 J/Jahr.

Diese Wärme sorgt für Strömung

was gut mit dem modernen Wärmefluss der Erde übereinstimmt. Somit deckt nach diesen Abschätzungen die aktuelle radiogene Wärmeerzeugung die aktuellen Wärmeverluste von der Erdoberfläche.

Früher war die radiogene Wärmeentwicklung höher, da die Konzentration der radioaktiven Elemente gesetzlich schwankt

wo W_Q — Wärmeentwicklung zu Beginn der Erdgeschichte; A-1 ~ 2,6 Ga.

W_Q kann berechnet werden als W_Q = W_T e, wobei m = 4,6 Milliarden Jahre das Alter der Erde ist. Anhand der Halbwertszeiten der Hauptelemente lässt sich das abschätzen W_Q = (5—6) W_C.

Die folgenden Schätzungen der Wärmefreisetzung für Meteoriten werden normalerweise verwendet:

• Chondrite R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
• Eisenmeteoriten R~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. Die wichtigsten langlebigen radioaktiven Quellen sind Uran, Kalium und Thorium. Daten zur Wärmefreisetzung von Uran U und Kalium K sind in Tabelle 1.1 dargestellt und 6.3.Für Th Halbwertszeit - 13,9 Milliarden Jahre, Wärmeerzeugung - 2,7 • KG5 W / kg.

Die gesamte Wärmeentwicklung in der gesamten Erdgeschichte ist

Nach Gleichung (6.9) könnte diese Energie die Erde auf eine Temperatur erwärmen BEI~ 1700 Grad.

Einige Forscher glauben (z. B. Bolt, 1984), dass auch der Beitrag kurzlebiger radioaktiver Elemente berücksichtigt werden muss, der sehr erheblich sein und eine zusätzliche Erwärmung um mehrere hundert Grad bewirken kann. Daten zur Halbwertszeit einiger kurzlebiger Elemente sind in der Tabelle angegeben. 6.5.

Die beschriebene Methode der radiogenen Wärme ist eine Schätzung. Die Frage, wie vernünftig es sein kann, dass moderne Meteoriten, die im Gürtel zwischen Mars und Jupiter entstanden sind und einen langen und schwierigen Entwicklungsweg durchlaufen haben, den Gehalt an radioaktiven Elementen in den Erdhüllen korrekt wiedergeben, bleibt

Halbwertszeit einiger kurzlebiger Elemente

Element	Halbwertszeit T_{/2, Milliarden Jahre
A126	0,73
C136	0,3
Fe60	0,3

nicht vollständig gelöst, aber die meisten Forscher halten an dieser Sichtweise fest.

Daher ist der Beitrag radioaktiver Transformationen zur Energie der Erde sehr bedeutend und hat möglicherweise einen dominierenden Wert.

Allerdings gibt es Schätzungen (z. B. Sorokhtin, Ushakov, 2002), nach denen eine radioaktive Quelle für die Energie der Erde von viel geringerer Bedeutung ist. E \u003d 0,43 * 1031 J.

Geothermische Hausheizung

Geothermisches Heizsystem

Zuerst müssen Sie die Prinzipien der Gewinnung von Wärmeenergie verstehen. Sie basieren auf dem Temperaturanstieg, je tiefer man in die Erde vordringt. Auf den ersten Blick ist die Erhöhung des Erwärmungsgrades unbedeutend. Aber dank des Aufkommens neuer Technologien ist das Heizen eines Hauses mit Erdwärme Realität geworden.

Die Hauptbedingung für die Organisation der Erdwärmeheizung ist eine Temperatur von mindestens 6 ° C. Dies ist typisch für mittlere und tiefe Bodenschichten und Stauseen. Letztere sind stark von der Außentemperatur abhängig und werden daher selten verwendet. Wie kann man die Beheizung des Hauses praktisch mit der Energie der Erde organisieren?

Dazu müssen 3 mit Flüssigkeiten gefüllte Kreisläufe mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften hergestellt werden:

Äußere. Häufiger zirkuliert es Frostschutzmittel.Seine Erwärmung auf eine Temperatur von nicht weniger als 6 ° C erfolgt aufgrund der Energie der Erde;
Wärmepumpe. Ohne sie ist ein Heizen aus der Energie der Erde nicht möglich. Der Wärmeträger aus dem externen Kreislauf gibt seine Energie über einen Wärmetauscher an das Kältemittel ab. Seine Verdampfungstemperatur liegt unter 6°С. Danach tritt es in den Kompressor ein, wo nach der Kompression die Temperatur auf 70 ° C ansteigt;
Innere Kontur. Nach einem ähnlichen Schema wird im Überwindungssystem Wärme von dem komprimierten Kältemittel auf Wasser übertragen. Somit erfolgt die Erwärmung aus dem Erdinneren zu minimalen Kosten.

Trotz der offensichtlichen Vorteile sind solche Systeme selten zu finden. Dies liegt an den hohen Kosten für die Anschaffung von Geräten und die Organisation eines externen Wärmeabnahmekreislaufs.

Die Berechnung der Erwärmung aus der Erdwärme überlassen Sie am besten Profis. Die Effizienz des gesamten Systems hängt von der Richtigkeit der Berechnungen ab.

Kosmische und planetarische Energien.

Yin und Yang sind zwei kosmische Energien. Eine unendliche Anzahl ringförmiger wirbelartiger Strömungen durchdringt den Weltraum und passiert unseren kleinen Planeten. Im Moment des Durchgangs durch den Körper des Planeten ändert der Fluss sein Vorzeichen in das Gegenteil, dh der YANG-Fluss tritt in die Erde ein und der YIN-Fluss verlässt sie (Abb. 1.2). Noch richtiger ist es zu sagen, dass wir nicht von zwei, sondern von einer Energie sprechen. Beim Durchgang durch den Körper des Planeten gibt der Yang-Fluss ihm seine aktive Komponente und am Austrittspunkt bildet sich eine Art Energiemangelfluss. Allerdings sind wir, wie oben erwähnt, daran gewöhnt, alles zweifarbig zu sehen, in der Dualität der Begriffe, und es fällt uns leichter, mit den Begriffen YIN und YANG zu operieren als mit den Begriffen der An- und Abwesenheit von Energie. Da es unendlich viele Ströme unterschiedlicher Stärke gibt, werden an einer Stelle sowohl YANG-Ströme von oben als auch YIN-Ströme von unten kommen (Abb. 1.3).

Und was haben diese kosmischen Ströme mit einem gewöhnlichen Menschen zu tun? Sie müssen sich aufregen. Auf der Ebene der Bewusstseins- und Energieentwicklung, auf der wir uns befinden, interagieren wir nicht mit den ursprünglichen kosmischen Strömen. Außerdem. Ohne eine vollständige Umstrukturierung des gesamten Wesens eines Menschen wird der Versuch, sich diesen Strömen zu öffnen, einen Menschen mit der gleichen Leichtigkeit ruinieren, mit der Salzsäure das Leitungssystem korrodiert, wenn jemand es anstelle von Wasser pumpen möchte. Es gab nicht viele Menschen in der Geschichte der Zivilisation, die es geschafft haben, mit dem kosmischen Strom zu verschmelzen, die meisten sind bekannt: Moses, Buddha, Christus, Muhammad, einige andere Propheten und Yogis.

Wenn wir noch nicht danach streben, die Rolle des Buddha zu spielen, haben wir es nicht eilig, uns den ursprünglichen Strömen zu öffnen, um uns bewusst auf dem Weg der Vollkommenheit zu bewegen, müssen wir den Mechanismus für die Bildung von herausfinden vier planetarische Energien aus den beiden ursprünglichen, uns jedoch unzugänglichen YIN-YANG-Energien: „Luft – Erde – Feuer – Wasser“. Der „heiße“ Yang-Strom, der in die Atmosphäre des Planeten eintritt, interagiert mit dem von unten aufsteigenden „kalten“ YIN-Strom und wird in Luftenergie umgewandelt. Der aufsteigende „kalte“ YIN-Himmelsfluss vermischt sich wiederum mit dem absteigenden „heißen“ YANG-Himmelsfluss und erzeugt so die Energie der Erde. Wir werden das Luft-Erde-Paar bedingt als äußere (in Bezug auf eine Person) Energien bezeichnen.

Die nächste Ebene der Transformation ist direkt damit verbunden
mit Lebewesen, die unseren Planeten bewohnen. Luftenergie
wird von Lebewesen in die Energie des Feuers und die Energie umgewandelt
Erde zu Wasser. Ein Paar "Feuer - Wasser" nennen wir intern (lt
Beziehung zum Menschen) Energien. Wenn Sie die Energien ausrichten
Prinzip heiß - kalt, dann erhalten wir folgendes Muster:
kosmisches YANG - Luft - Feuer und Wasser - Erde - kosmisch
YIN (Abb. 1.4). Wie Sie sehen, unterscheiden sich diese Streams nur
das Verhältnis der Heiß-Kalt-Komponente, die angezeigt werden kann
auf der Monade (Abb. 1.5), wo die äußere
Energie und auf der Horizontalen - intern.

Lassen Sie uns sofort zustimmen, dass die planetarischen Energien „Erde“, „Wasser“, „Feuer“ und „Luft“ und die Erde, auf der wir gehen, das Wasser, das wir trinken, das Feuer, auf dem wir kochen, und die Luft, die wir atmen, nicht gleich sind. Es gibt in unserer Sprache keine Eigennamen für planetarische Energien. Wir müssen Analogien verwenden. Genau genommen bedeuten die obigen Begriffe: Energie ist kalt und träge wie Erde, kühl und flüssig wie Wasser, heiß und aktiv wie Feuer, verdünnt und flüchtig wie Luft. Wenn wir Luft groß schreiben, meinen wir der Einfachheit halber Energie, wenn Luft, dann das Gasgemisch, das wir atmen.

Alle planetarischen Energien stehen in direktem Zusammenhang mit dem Menschen. Äußere Energien im menschlichen Körper haben ihre eigenen Eintrittspunkte, innere Energien haben ihre eigenen Lokalisierungsorte im Körper. Ein ungefähres Schema der Funktionsweise von Energien ist wie folgt. Die Energie der Erde gelangt über die Füße in den Körper und verwandelt sich im Beckenbereich in Wasser (Abb. 1.6). Nennen wir den Bereich der Wasserenergieumwandlung den „unteren Kessel“, der den Abstand vom Damm bis zum Oberbauch einnimmt (Abb. 1.7).

Optionen für die Anordnung einer Erdwärmeheizung

Methoden zum Anordnen der Außenkontur

Damit die Energie der Erde zum Heizen des Hauses so gut wie möglich genutzt werden kann, müssen Sie die richtige Schaltung für den Außenkreis wählen. Tatsächlich kann jedes Medium eine Quelle thermischer Energie sein – Untergrund, Wasser oder Luft.

Es ist jedoch wichtig, saisonale Änderungen der Wetterbedingungen zu berücksichtigen, wie oben beschrieben.

Gegenwärtig sind zwei Arten von Systemen üblich, die aufgrund der Erdwärme effektiv zum Heizen eines Hauses verwendet werden - horizontal und vertikal. Der entscheidende Auswahlfaktor ist die Fläche des Grundstücks. Davon hängt die Verlegung der Rohre zur Beheizung des Hauses mit Erdenergie ab.

Darüber hinaus werden folgende Faktoren berücksichtigt:

Bodenzusammensetzung. In felsigen und lehmigen Gebieten ist es schwierig, vertikale Schächte zum Verlegen von Autobahnen herzustellen;
Boden Gefriergrad. Er bestimmt die optimale Tiefe der Rohre;
Lage des Grundwassers. Je höher sie sind, desto besser für Erdwärme. In diesem Fall steigt die Temperatur mit der Tiefe an, was die optimale Bedingung für das Heizen aus der Energie der Erde ist.

Sie müssen auch über die Möglichkeit der umgekehrten Energieübertragung im Sommer Bescheid wissen. Dann funktioniert die Heizung eines Privathauses vom Boden aus nicht und die überschüssige Wärme gelangt vom Haus in den Boden. Alle Kälteanlagen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Dafür müssen Sie jedoch zusätzliche Geräte installieren.

Es ist unmöglich, die Installation einer externen Schaltung außerhalb des Hauses zu planen. Dies erhöht die Wärmeverluste beim Heizen aus dem Erdinneren.

Horizontales geothermisches Heizsystem

Horizontale Anordnung der Außenrohre

Die gebräuchlichste Art, Autobahnen im Freien zu installieren. Es ist praktisch für eine einfache Installation und die Möglichkeit, fehlerhafte Abschnitte der Pipeline relativ schnell auszutauschen.

Für die Installation nach diesem Schema wird ein Kollektorsystem verwendet. Dazu werden mehrere Konturen erstellt, die sich in einem Mindestabstand von 0,3 m voneinander befinden. Verbunden sind sie über einen Kollektor, der das Kühlmittel weiter zur Wärmepumpe führt. Dadurch wird die maximale Bereitstellung von Energie zum Heizen aus der Erdwärme sichergestellt.

Es gibt jedoch einige wichtige Dinge zu beachten:

Große Hoffläche. Bei einem Haus von etwa 150 m² müssen es mindestens 300 m² sein;
Rohre müssen in einer Tiefe unterhalb des Gefrierpunkts des Bodens befestigt werden;
Mit der möglichen Bodenbewegung bei Frühjahrshochwasser steigt die Wahrscheinlichkeit einer Verlagerung von Autobahnen.

Der entscheidende Vorteil der Erwärmung aus der Erdwärme eines horizontalen Typs ist die Möglichkeit der Selbstanordnung. In den meisten Fällen ist hierfür keine spezielle Ausrüstung erforderlich.

Für eine maximale Wärmeübertragung müssen Rohre mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet werden - dünnwandige Polymerrohre. Gleichzeitig sollten Sie jedoch Möglichkeiten in Betracht ziehen, Heizungsrohre im Boden zu isolieren.

Vertikales Diagramm der Erdwärmeheizung

Vertikales geothermisches System

Dies ist eine zeitaufwändigere Art, die Beheizung eines Privathauses vom Boden aus zu organisieren. Die Pipelines befinden sich vertikal in speziellen Bohrlöchern

Es ist wichtig zu wissen, dass ein solches Schema viel effizienter ist als ein vertikales.

Sein Hauptvorteil besteht darin, den Grad der Wassererwärmung im Außenkreislauf zu erhöhen. Jene. je tiefer die rohre liegen, desto mehr erdwärme für die heizung des hauses gelangt in das system. Ein weiterer Faktor ist die kleine Grundstücksfläche. Teilweise erfolgt die Anordnung des externen Erdwärmekreises bereits vor dem Bau des Hauses in unmittelbarer Nähe des Fundaments.

Welche Schwierigkeiten können bei der Gewinnung von Erdenergie zum Heizen eines Hauses nach diesem Schema auftreten?

Quantitativ zur Qualität. Bei einer vertikalen Anordnung ist die Länge der Autobahnen viel höher. Dies wird durch eine höhere Bodentemperatur kompensiert. Dazu müssen bis zu 50 m tiefe Brunnen gebohrt werden, was eine mühselige Arbeit ist;
Bodenzusammensetzung. Für felsige Böden müssen spezielle Bohrmaschinen verwendet werden. In Lehm wird, um ein Abplatzen des Brunnens zu verhindern, eine Schutzummantelung aus Stahlbeton oder dickwandigem Kunststoff angebracht;
Bei Störungen oder Verlust der Dichtheit wird der Reparaturprozess komplizierter. In diesem Fall sind langfristige Ausfälle im Heizbetrieb des Hauses für die thermische Energie der Erde möglich.

Aber trotz der hohen Anschaffungskosten und des Installationsaufwands ist die vertikale Anordnung der Autobahnen optimal. Experten raten, ein solches Installationsschema zu verwenden.

Für die Zirkulation des Kühlmittels im äußeren Kreislauf in einem vertikalen System werden leistungsstarke Umwälzpumpen benötigt.

Innere Energie der Erde

Da das Magnetfeld im inneren Kern des Planeten erzeugt wird, ist die Energie, die zu seiner Aufrechterhaltung erforderlich ist, auch ein integraler Bestandteil der gesamten inneren Energie der Erde. Bei der Schätzung dieser Energie besteht eine große Unsicherheit. Wenn derzeit der Wert des Magnetfelds des äußeren Kerns sicher bestimmt wird, ist zur Berechnung der Energie des Magnetfelds auf der Oberfläche der Wert der relativen magnetischen Permeabilität μ / μo erforderlich, und sein Wert kann von 1 abweichen (wenn Magnetfeldlinien außerhalb des Globus verlaufen) bis 100 (für den inneren metallischen Kern der Erde). Wenn also unterschiedliche Werte von μ/μo verwendet werden, kann die berechnete Energie des Magnetfelds im Bereich von 1,7 bis 170 TW liegen. Wir nehmen den Durchschnittswert von 86 TW bedingt an. In diesem Fall ist die Gesamtenergie der Erde gleich der Summe der Energie der Wärmestrahlung durch die Oberfläche (45 TW) und der Energie, die zur Aufrechterhaltung des Magnetfelds erforderlich ist (86 TW), also 131 TW.

Kürzlich wurden unter Beteiligung von 15 Universitäten in den USA, Westeuropa und Japan grundlegende Arbeiten zur experimentellen Messung der Größe des Wärmeflusses vom Erdinneren in die Atmosphäre durch den Zerfall radioaktiver Isotope durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass der radioaktive Zerfall von 238U und 232Th insgesamt 20 TW zum Wärmefluss des Planeten beiträgt. Die vom 40K-Zerfall emittierten Neutrinos lagen unter der Empfindlichkeitsgrenze dieses Experiments, aber es ist bekannt, dass sie nicht mehr als 4 TW beitragen. Die Größe des radioaktiven Zerfalls wurde aus genauen Messungen des Geoneutrino-Flusses mit dem Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japan) bestimmt und beträgt nach den verfügbaren Daten des Borexino-Detektors (Italien) insgesamt 24 TW.

Andersons grundlegende Monographie "New Theory of the Earth" zeigt, dass nur etwa 10 TW Energie aus nicht radioaktiven Quellen stammen können, wie Abkühlung und Differenzierung der Kruste, Kompression (Verdichtung) des Mantels, Gezeitenreibung usw.

Es stellt sich eine erhebliche Diskrepanz heraus: 34 TW werden im Inneren der Erde erzeugt und 131 TW verbraucht.

Ein erhebliches Ungleichgewicht (97 TW) lässt ernsthafte Zweifel aufkommen, dass die Primärreserve in der Lage ist, die notwendige zusätzliche Energie der Erde bereitzustellen. Es ist vernünftiger, die Existenz einer anderen Quelle anzunehmen, die es unserem Planeten ermöglicht, in Bezug auf das Masse-Leuchtkraft-Verhältnis mit anderen Planeten gleichzuziehen.

Bericht-Meldung Nutzung der Sonnenenergie auf der Erde
Masse-Leuchtkraft-Diagramm für Planeten.

Sonnenkollektoren

Ein Rahmensolarmodul wird üblicherweise in Form eines Paneels hergestellt, das in einen eloxierten Aluminiumrahmen eingefasst ist. Die Lichtempfangsfläche ist durch gehärtetes Glas geschützt. Als Photokonverter wird einkristallines Silizium verwendet.

Eine Solarbatterie (Modul) besteht aus mehreren Abschnitten von Solarzellen, die Lichtenergie in Strom umwandeln. Jeder Abschnitt ist durch Polymerfolien vor Umwelteinflüssen geschützt und mit einem starren Substrat versehen, das Widerstand gegen mechanische Beanspruchung bietet. Alle Abschnitte sind durch flexible Elemente miteinander verbunden und bilden eine Platte, die für einfachen Transport und Lagerung gefaltet werden kann.

Reis. 4. Sonnenkollektoren

Reis. 5.Sonnenkollektoren auf dem Dach des Hauses

Es gibt auch kleine Geräte, die aus dem Netzwerk empfangene Energie sparen. Zum Beispiel ein tragbares Solarladegerät. Entwickelt zum Aufladen von Mobiltelefonen, GPS, PDAs, MP-3- und CD-Playern, Radiosendern, Satellitentelefonen und anderen elektronischen Geräten mit einer Nennbatteriespannung von 4,5–19 Volt. Als Photokonverter wird amorphes Silizium verwendet. Dieses Gerät befreit Kletterer, Jäger, Fischer, Touristen, Rettungsdienste und andere Nutzer von der Nutzung stationärer und sperriger Energiequellen. Es ist in Form einer Faltplatte gefertigt und funktioniert wie ein kleines Kraftwerk, das Sonnenenergie in elektrische Energie umwandelt. Solarzellen sind mit starkem und haltbarem Polymermaterial bedeckt, einfach und sicher zu verwenden. Sie enthalten keine zerbrechlichen Komponenten: Glas oder kristallines Silizium und können bei Umgebungstemperaturen von -30 bis +50 C betrieben werden.

Reis. 6. Externer Akku Xtreme 12000 mAh mit Solarzellen

Die Nutzung der Sonnenenergie ist nicht auf die Erzeugung elektrischer Energie beschränkt. Ein auf Solar-Vakuumkollektoren basierendes System ermöglicht es Ihnen, thermische Energie zu erhalten, nämlich Wasser auf eine vorbestimmte Temperatur zu erhitzen, indem es Sonnenstrahlung absorbiert, in Wärme umwandelt, speichert und an den Verbraucher überträgt.

Das System besteht aus zwei Hauptelementen:

– Außeneinheit – Solar-Vakuumkollektoren;

– Inneneinheit – Wärmetauschertank.

Reis. 7. Flachkollektor MFK 001 von Meibes

Der Solar-Vakuumkollektor sorgt für die Sammlung der Sonnenstrahlung bei jedem Wetter, unabhängig von der Außentemperatur. Der Energieabsorptionskoeffizient solcher Kollektoren beträgt bei einem Vakuumgrad von 10-5¸ · 10-6 98 %. Sonnenkollektoren werden direkt auf dem Dach von Gebäuden installiert, um die Dachfläche für die Energiegewinnung möglichst effizient zu nutzen. Kollektoren werden in einem beliebigen Winkel von 0 bis 90 Grad montiert. Die Lebensdauer von Vakuumkollektoren beträgt mindestens 15 Jahre.

Ein Wärmetauschertank ist ein automatisiertes System zur Umwandlung, Aufrechterhaltung und Speicherung von Wärme aus Sonnenenergie sowie aus anderen Energiequellen (z. B. einer herkömmlichen Heizung, die mit Strom, Gas oder Dieselkraftstoff betrieben wird), die das System für den Fall versichern bei zu geringer Sonneneinstrahlung. Das so erwärmte Wasser fließt vom Wärmetauscher des Innengeräts zu den Heizkörpern der Heizungsanlage, und das Wasser aus dem Tank wird zur Warmwasserbereitung verwendet.

Reis. 8. Speicherwärmetauscher

Die Mikroprozessor-Steuereinheit ist dafür ausgelegt, die Temperatur im Solarkollektor und im Wärmetauscherspeicher zu regeln sowie in Abhängigkeit von der Höhe dieser Temperaturen die optimale Betriebsweise der Anlage während des Tages auszuwählen. Gleichzeitig regelt der Regler den Kühlmittelfluss durch den Wärmetauscher, bestimmt die Richtung der Wärmezufuhr (für Warmwasser oder Heizung) und steuert den Betrieb der Grundheizung.

Nachts sorgt die Automatisierung des Systems für die minimal notwendige Zufuhr zusätzlicher Energie, um die eingestellte Temperatur im Raum aufrechtzuerhalten. Das System hat eine geringe Trägheit, ein schnelles Verlassen des Betriebsmodus und ermöglicht eine durchschnittliche jährliche Energieeinsparung von bis zu 50 %.

Unterwasser-Elektrokonverter für Gravitationsenergie

Als Ergebnis der Modernisierung des bekannten Wasserhebegeräts namens "Hydroram" (Abbildung 14) haben russische Wissenschaftler ein weiteres Wasserhebegerät erfunden, das ein neuer Wandler der potentiellen Energie von Wasser ist, der tatsächlich ist eine neue Quelle unerschöpflicher, umweltfreundlicher und leistungsstarker Energie.

Wenn es bis zu einer ausreichenden Tiefe vollständig in Wasser eingetaucht ist, wandelt es den tiefen statischen Wasserdruck in einen zeitlich pulsierenden Wasserstrahl mit einem höheren Druck als in einer bestimmten Tiefe um. Wasser, das selbst unter hohem Druck steht, fließt in den Wassereinlass des Wandlers und fließt andererseits mit noch größerem Druck aus dem Auslass. Dieser Konverter kann als Tiefbrunnenpumpe, als pulsierender Wasserstrahl und als elektrische Stromquelle verwendet werden, wenn am Ausgang eine Wasserturbine mit elektrischem Generator angeschlossen wird. Gleichzeitig zeichnet er sich dadurch aus, dass für den Betrieb kein einziges Gramm des üblichen Kraftstoffs oder zusätzliche zugeführte Energie benötigt wird.

Reis. 14. Hydroram

Der oben beschriebene Konverter ist für den Betrieb in Süß- und Meerwasser, in stehenden und fließenden Gewässern, in Seen und Schwimmbecken, in künstlichen Stauseen gleichermaßen geeignet. Mit einem einzigen Start arbeitet es mit konstanten Parametern, unabhängig von Tageszeit und klimatischen Bedingungen, ohne Unterbrechung über viele Jahre.

Bei Verwendung dieses Konverters in Kombination mit einer Wasserturbine und einem konventionellen elektrischen Generator, dh bei Verwendung in einer Stromerzeugungsindustrie, bei einer Eintauchtiefe in Wasser von 15 Metern von einem Quadratmeter der Wassereinlassfläche, ist es möglich, eine elektrische Ausgangsleistung von ~ 0,75 MW und in einer Tiefe von 300 Metern - elektrische Ausgangsleistung von ~ 30 MW zu erhalten. Studien zeigen, dass die mögliche elektrische Leistung proportional zur Eintauchtiefe des Wandlers in Wasser zunimmt. Dies ermöglicht es, bei einer ausreichend großen Fläche des Wassereinlasslochs oder bei gleichzeitiger Verwendung mehrerer zu einer Einheit zusammengefasster Anlagen nahezu jede erforderliche Ausgangsleistung an elektrischem Strom zu erhalten. Gleichzeitig benötigt ein Kraftwerk beliebiger Kapazität nur ein unterirdisches oder unterirdisches Reservoir, das einmal vollständig mit Wasser gefüllt ist und eine Fläche von nicht mehr als 8 m² / MW und eine Wasserhöhe von mindestens 15 Metern aufweist . Damit kann ein grundlegend neues Speicherkraftwerk geschaffen werden, das jedes thermische und nukleare Kraftwerk ersetzen kann. Stromerzeuger Huter DY6500L.

Es ist auch möglich, den Konverter so zu konfigurieren, dass er ihn beim Durchströmen von Wasser ohne Energieverlust aufheizen und Strom erzeugen kann. Insbesondere kann beispielsweise ein vertikales Einzelmodul mit einer Leistung von 500 kW, das sich in 20 Metern Tiefe befindet, bei bestimmten Auslegungsanfangsparametern und ohne Maßnahmen zur Kühlung des Umgebungswassers bereits nach 4 Stunden Betrieb das Umgebungswasser erwärmen den entsprechenden Erd- oder Erdtank ab einer Temperatur von +15 °C bis +75 °C. Somit kann es effektiv zur Raumheizung verwendet werden.

Windräder

Windkraftanlagen sind Anlagen zur Stromerzeugung aus der Windströmung. Sie können an abgelegenen und isolierten Orten, in verschiedenen klimatischen Regionen mit günstigen Windverhältnissen eingesetzt werden, wo keine zentrale Stromversorgung vorhanden ist oder deren Versorgung unregelmäßig ist. Beispielsweise kann eine Windkraftanlage Verbraucher mit Strom versorgen, um Haushaltsgeräte, Beleuchtungslampen, Haushalts- und spezielle Kommunikationsgeräte, Fernseh- und Funkkommunikationsleitungen, Satelliten- und Mobilfunk-Computerkommunikationsgeräte, mobile und stationäre Navigationspunkte und meteorologische Posten, Radio zu betreiben Stationen, Leuchttürme und Funkfeuer, medizinische und wissenschaftliche Geräte, Wasserpumpen, um die Batterieladung zu gewährleisten usw. Bei Windstille erfolgt die Stromversorgung der Verbraucher und deren Leistung durch eine Speicherbatterie. Durch den Anschluss des Wechselrichters an die Steuereinheit können Sie 24 V DC in 220 V AC umwandeln.

Reis. 9.Windkraftanlagen A-Klasse

Die Windkraftanlage ist eine autarke, zuverlässige, automatische Anlage, die während des Betriebs kein Personal im Dienst benötigt und für die autarke Stromversorgung einzelner Verbraucher (Sommerbewohner, Gärtner, Schichtarbeiter, Jäger, Landwirte, Fischer, geologische Expeditionen) ausgelegt ist. , sowie Navigations-, Meteorologie-, Richtfunk- und andere Posten bei der Bereitstellung von unterbrechungsfreier Stromversorgung im Feld.

Reis. 10. Schema von Windkraftanlagen

Geothermie Erdenergie

Geothermische Energiequellen können von zwei Arten sein. Der erste Typ sind unterirdische Becken mit natürlichen Wärmeträgern - heißes Wasser (Hydrothermalquellen) oder Dampf (Dampfthermen) oder ein Dampf-Wasser-Gemisch.

Reis. 15. Die erste Art von geothermischen Energiequellen - unterirdische Becken natürlicher Wärmeträger

Im Wesentlichen handelt es sich bei der ersten Art von Quellen um direkt einsatzbereite "unterirdische Kessel", aus denen Wasser oder Dampf mit Hilfe gewöhnlicher Bohrlöcher entnommen werden können.

Die zweite Art ist die Hitze heißer Steine. Durch das Pumpen von Wasser in solche Horizonte können Sie am Auslass Dampf oder heißes Wasser zur weiteren Verwendung für Energiezwecke gewinnen. Erdwärme wird zur Stromerzeugung, Beheizung von Häusern, Gewächshäusern usw. verwendet. Als Kühlmittel wird trockener Dampf, überhitztes Wasser oder jedes Kühlmittel mit niedrigem Siedepunkt (Ammoniak, Freon usw.) verwendet.

Reis. 16. Die zweite Art von geothermischen Energiequellen

Vortrag zum Thema NUTZUNG DER SONNENENERGIE AUF DER ERDE. Die Sonne ist die Quelle des Lebens für alles auf der Erde Die Quelle des Lebens Die Sonne Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle. Abschrift

SONNENENERGIE AUF DER ERDE NUTZEN

Die Sonne ist die Quelle des Lebens für alles auf der Erde die Quelle des Lebens Die Sonne Die Sonne ist die wichtigste Energiequelle auf der Erde und die Hauptursache, die die meisten anderen Energieressourcen unseres Planeten geschaffen hat, wie z. B. Kohle- und Ölreserven , Gas, Windenergie und fallendes Wasser, elektrische Energie usw. .d. Die Energie der Sonne, die hauptsächlich in Form von Strahlungsenergie freigesetzt wird, ist so groß, dass man sie sich kaum vorstellen kann.

In New York nutzen sogar Müllsammler Solarenergie. Hier, in zwei Stadtteilen, sind seit anderthalb Jahren intelligente Solar-Müllcontainer – BigBelly – in Betrieb. Mithilfe von Lichtenergie, die von Silizium-Fotozellen in Strom umgewandelt wird, verdichten sie den Inhalt.

Es gibt viele Energiequellen auf der Erde, aber wenn man bedenkt, wie schnell die Energiepreise steigen, reichen sie immer noch nicht aus. Viele Experten gehen davon aus, dass bis 2020 dreieinhalb Mal mehr Treibstoff benötigt wird.

Die neueste Technologie zur Abscheidung eines Metalloxidfilms auf einem Glassubstrat ermöglicht die Herstellung großer Dünnschicht-Solarmodule. In Amerika wurden nur einem Projekt – dem Bau eines Solarkraftwerks in der Negev-Wüste (Israel) – 100 Millionen Dollar zugeteilt.

In der Nähe der niederländischen Stadt Herhyugovard ist ein Experimentiergebiet „Sun City“ entstanden. Die Dächer der Häuser hier sind mit Sonnenkollektoren bedeckt. Das Haus im Bild erzeugt bis zu 25 kW. Die Gesamtleistung der „Stadt der Sonne“ soll auf 5 MW ausgebaut werden. Solche Häuser werden autonom vom System.

Die Sonne kann auch als Energiequelle für Fahrzeuge genutzt werden. In Australien wird seit 19 Jahren das jährliche Rennen für Solar-Elektroautos auf der Strecke zwischen den Städten Darwin und Adelaide (3000 km) ausgetragen. 1990 baute Sanyo ein solarbetriebenes Flugzeug.

Unter dem Solardach der WELT (Energiestationen und „Solarhäuser“) kann ein fokussierter Mikrowellenstrahl die von Solarpanels gesammelte Energie zur Erde übertragen oder Raumfahrzeuge damit versorgen. Im Gegensatz zum Sonnenlicht verliert dieser Mikrowellenstrahl beim „Zusammenbruch“ der Atmosphäre nicht mehr als 2 % an Energie. Kürzlich wurde die Idee von David Criswell wiederbelebt.

Unter dem Solardach der MIR (Kraftwerke und „Solarhäuser“) NSTTF amerikanische Solaranlage für thermische Tests und Experimente im Energiebereich.Eine der alten Methoden, Sonnenenergie zu sammeln, ist SES, erfunden von Bernard Dubos. Er schlug vor, in den Wüsten ausgedehnte Glasdächer mit einem hohen Schornstein zu bauen.

Unter dem Solar Roof of the WORLD (Power Plants and Solar Homes) organisiert die TransOption Association, ein Zusammenschluss öffentlicher und privater Verkehrsunternehmen in New Jersey, ein jährliches Rennen mit solarbetriebenen Modellautos für Schulteams.

Energie des Weltozeans

Die Energie des Weltozeans wird durch die Energie der Brandung, Wellen, Gezeiten, den Unterschied der Wassertemperaturen der Oberfläche und der tiefen Schichten des Ozeans, Strömungen usw. dargestellt.

Flutwellen tragen ein riesiges Energiepotential - 3 Milliarden kW. Das Interesse von Fachleuten an Gezeitenschwankungen des Meeresspiegels in Küstennähe der Kontinente wächst. Gezeitenenergie wird seit Jahrhunderten vom Menschen genutzt, um Mühlen und Sägewerke anzutreiben. Aber mit dem Aufkommen der Dampfmaschine geriet sie bis Mitte der 60er Jahre in Vergessenheit, als die ersten PES in Frankreich und der UdSSR auf den Markt kamen. Gezeitenenergie ist konstant. Aus diesem Grund kann die in Gezeitenkraftwerken (TPPs) erzeugte Strommenge immer im Voraus bekannt sein, im Gegensatz zu konventionellen Wasserkraftwerken, bei denen die erhaltene Energiemenge vom Regime des Flusses abhängt, der nicht nur mit dem verbunden ist klimatischen Eigenschaften des Territoriums, durch das er fließt, aber auch mit den Wetterbedingungen.

Reis. 17. Modell von Geräten zur Umwandlung von Gezeitenenergie in Elektrizität

Es wird angenommen, dass der Atlantische Ozean über die größten Reserven an Gezeitenenergie verfügt. Auch im pazifischen und arktischen Ozean gibt es große Reserven an Gezeitenenergie. Beim Bau von PES ist es notwendig, ihre Umweltauswirkungen auf die Umwelt umfassend zu bewerten, da sie ziemlich groß sind. In den Baugebieten großer TPPs ändert sich die Höhe der Gezeiten erheblich, der Wasserhaushalt im Wasserbereich der Station wird gestört, was die Fischerei, die Zucht von Austern, Muscheln usw. ernsthaft beeinträchtigen kann.

Zu den Energieressourcen des Weltozeans gehören auch die Energie der Wellen und der Temperaturgradient. Die Energie der Windwellen wird insgesamt auf 2,7 Milliarden kW pro Jahr geschätzt.

Quasi-Kernfusionsreaktionen

Der Druck im Erdinneren erreicht etwa 3,6*10^6 bar. An Stellen von Bäuchen von Longitudinalwellen von Erdbeben in lokalen Gebieten steigt der Druck auf 10 ^ 8 bar bei einer Temperatur in der Größenordnung von 6000 K und erreicht ein Niveau, bei dem ein Tunneln und das Auftreten thermonuklearer Reaktionen möglich sind, wie in gezeigt die Werke von Zel'dovich und Wang Hong-chang.

An Stellen, an denen lokale Brennpunkte thermonuklearer Reaktionen auftreten, sollte die Temperatur stark ansteigen. In diesem Fall erfolgt die Zersetzung von Hydriden, der Übergang von Wasserstoff aus der Hydridionenform in das Protonengas und dementsprechend die Freisetzung einer großen Menge Wasserstoff. In diesem Fall nimmt das Volumen der Substanz erheblich zu, ohne die Masse zu ändern (in einem Kubikzentimeter Eisenhydrid befinden sich 550 Kubikzentimeter Wasserstoff). Was wiederum zu einer Zunahme des Volumens der Substanz des Planetenkerns führt, bei einer geringfügigen Änderung der Masse. Das heißt, die Hydride des inneren Kerns zerfallen in das Metall des äußeren Kerns und Wasserstoff, was ebenfalls zu einer Volumenzunahme der Erde führen soll. Es ist zu beachten, dass eine thermonukleare Kettenreaktion nicht stattfinden kann, weil. überschüssige Wärme entweicht mit dem Kühlmittel Wasserstoff in die äußeren Sphären (Tiefenflüssigkeiten) und die Temperatur sinkt.

Der innere Erdkern „kocht“ gewissermaßen sehr langsam wie Teer, d.h. wenn elastische Wellen hinzukommen, kommt es sporadisch zu lokalen Synthesereaktionen an verschiedenen Stellen des inneren Kerns. Nennen wir diesen Prozess "quasi-thermonuklear".

Die Energiebilanz der Zersetzung von Hydriden im Kern lässt sich wie folgt darstellen:

∂QT + m = p ∂V + ∂QH, wobei m das chemische Potential von Wasserstoff in Hydriden ist, ∂QТ die thermonukleare Wärme von sporadischen Wasserstofffusionsreaktionen in der Zersetzungszone des Kerns p ist, ∂QH die von ihm abgeführte Wärme ist Zersetzungszone durch Protonengas (Wasserstoffkerne) als Kühlmittel, daher muss die Temperatur an der Oberfläche eines festen Kerns höher sein als im Inneren.