radiogena toplina
Za procjenu stvaranja topline uslijed raspada radioaktivnih elemenata potrebno je poznavati njihovu raspodjelu u Zemlji. Takve informacije trenutno nisu dostupne. Prilikom procjene, materija Zemlje se obično poistovjećuje s materijom meteorita (smatrajući potonje kao izvornu, protoplanetarnu materiju). Plašt Zemlje zaslužan je za oslobađanje radiogene topline, karakteristične za hondrite; jezgra - karakteristika željeznih meteorita.
Suvremena proizvodnja topline u okviru takvog modela procjenjuje se u smislu Wc = 2,3 • 102 cal/godina ~ 1021 J/god.
Ova toplina osigurava protok
što se dobro slaže sa suvremenim toplinskim tokom Zemlje. Dakle, prema tim procjenama, trenutna radiogena toplinska proizvodnja pokriva trenutne gubitke topline sa Zemljine površine.
U prošlosti je radiogeno stvaranje topline bilo veće, jer koncentracija radioaktivnih elemenata varira u skladu sa zakonom
gdje WP — stvaranje topline na početku povijesti Zemlje; A-1 ~ 2,6 Ga.
WP može se izračunati kao WP = WT e, gdje je m = 4,6 milijardi godina starost Zemlje. Na temelju vremena poluraspada glavnih elemenata može se procijeniti da WP = (5—6) Wc.
Obično se koriste sljedeće procjene oslobađanja topline za meteorite:
- • hondriti R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s = 1,7 • 1 (G8 W / m3.
- • željezni meteoriti R ~ 3 • 1 (G18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (G8 W/m3. Glavni dugovječni radioaktivni izvori su uran, kalij i torij. Podaci o oslobađanju topline urana U i kalija K prikazani su u tablicama 1.1. i 6.3 Za vrijeme poluraspada Th - 13,9 milijardi godina, stvaranje topline - 2,7 • KG5 W / kg.
Ukupna proizvodnja topline u cijeloj povijesti Zemlje je
Prema jednadžbi (6.9), ova energija bi mogla zagrijati Zemlju na temperaturu AT~ 1700°C.
Neki istraživači smatraju (npr. Bolt, 1984.) da je potrebno uzeti u obzir i doprinos kratkoživućih radioaktivnih elemenata, koji mogu biti prilično značajni i dodatno zagrijavati za nekoliko stotina stupnjeva. Podaci o poluživotu nekih kratkoživućih elemenata dani su u tablici. 6.5.
Opisana metoda radiogene topline je procjena. Ostaje pitanje koliko se razumnim može smatrati da moderni meteoriti koji su nastali u pojasu između Marsa i Jupitera i prošli dug i težak put razvoja ispravno odražavaju sadržaj radioaktivnih elemenata u Zemljinim školjkama
Poluživot nekih kratkotrajnih elemenata
|
Element |
Pola zivota T{/2, milijardi godina |
|
A126 |
0,73 |
|
C136 |
0,3 |
|
Fe60 |
0,3 |
nije u potpunosti razriješeno, ali većina istraživača se pridržava ovog stajališta.
Dakle, doprinos radioaktivnih transformacija Zemljinoj energiji je vrlo značajan i, možda, ima dominantnu vrijednost.
Međutim, postoje procjene (npr. Sorokhtin, Ushakov, 2002) prema kojima je radiogeni izvor od puno manjeg značaja u energiji Zemlje. E \u003d 0,43 * 1031 J.
Geotermalno grijanje doma
Shema geotermalnog grijanja
Prvo morate razumjeti principe dobivanja toplinske energije. Temelje se na porastu temperature kako ulazite dublje u zemlju. Na prvi pogled, povećanje stupnja zagrijavanja je beznačajno. No, zahvaljujući pojavi novih tehnologija, grijanje kuće toplinom zemlje postalo je stvarnost.
Glavni uvjet za organizaciju geotermalnog grijanja je temperatura od najmanje 6 ° C. To je tipično za srednje i duboke slojeve tla i akumulacije. Potonji su jako ovisni o vanjskoj temperaturi, pa se rijetko koriste. Kako možete praktično organizirati grijanje kuće energijom zemlje?
Da biste to učinili, potrebno je napraviti 3 kruga napunjena tekućinama s različitim tehničkim karakteristikama:
- Vanjski. Češće cirkulira antifriz.Njegovo zagrijavanje na temperaturu ne nižu od 6 ° C događa se zbog energije zemlje;
- Toplinska pumpa. Bez toga je nemoguće grijanje iz energije zemlje. Nosač topline iz vanjskog kruga prenosi svoju energiju na rashladno sredstvo pomoću izmjenjivača topline. Temperatura isparavanja mu je manja od 6°C. Nakon toga ulazi u kompresor, gdje nakon kompresije temperatura raste na 70 ° C;
- Unutarnja kontura. Prema sličnoj shemi, toplina se prenosi sa komprimiranog rashladnog sredstva na vodu u sustavu za prevladavanje. Dakle, zagrijavanje iz utrobe zemlje događa se uz minimalne troškove.
Unatoč očitim prednostima, rijetko je pronaći takve sustave. To je zbog visokih troškova nabave opreme i organiziranja vanjskog kruga za unos topline.
Izračun grijanja iz topline zemlje najbolje je povjeriti profesionalcima. Učinkovitost cijelog sustava ovisit će o ispravnosti izračuna.
Kozmičke i planetarne energije.
Yin i Yang su dvije kozmičke energije. Beskonačan broj prstenastih strujanja poput vrtloga prodire u svemir, prolazeći kroz naš mali planet. U trenutku prolaska kroz tijelo planeta, tok mijenja svoj predznak u suprotan, odnosno YANG tok ulazi u Zemlju, a tok YIN izlazi (slika 1.2). Još je ispravnije reći da ne govorimo o dvije, već o jednoj energiji. Prolazeći kroz tijelo planeta, Yang tok mu daje svoju aktivnu komponentu i na izlaznoj točki nastaje svojevrsni tok nedostatka energije. No, kao što je već spomenuto, navikli smo sve vidjeti u dvostrukoj boji, u dualnosti pojmova, te nam je lakše operirati pojmovima YIN i YANG nego konceptima prisutnosti i odsutnosti energije. Budući da postoji beskonačno mnogo tokova različite jačine, na jednom mjestu će biti i YANG tokovi koji dolaze odozgo i YIN tokovi koji dolaze odozdo (slika 1.3).
A kakve veze ti kozmički tokovi imaju s običnom osobom? Moraš biti uzrujan. Na razini razvoja svjesnosti i energije na kojoj se nalazimo ne stupamo u interakciju s izvornim kozmičkim tokovima. Štoviše. Bez totalnog restrukturiranja cjelokupne esencije osobe, pokušaj otvaranja tim strujama upropastit će osobu s istom lakoćom s kojom će klorovodična kiselina nagrizati vodovodni sustav, ako ga netko želi pumpati umjesto vode. U povijesti civilizacije nije bilo mnogo ljudi koji su se uspjeli stopiti sa kozmičkom strujom, uglavnom su dobro poznati: Mojsije, Buda, Krist, Muhamed, još neki proroci i jogiji.
Ako još ne nastojimo igrati ulogu Buddhe, ne žurimo se otvoriti izvornim tokovima, da bismo svjesno krenuli putem savršenstva, moramo shvatiti mehanizam za formiranje četiri planetarne energije iz dvije izvorne, a nama nedostupne, YIN-YANG energije: “Zrak – Zemlja – Vatra – Voda”. Yang "vrući" tok, ulazeći u atmosferu planeta, stupa u interakciju s YIN "hladnim" potokom koji se diže odozdo i pretvara se u energiju zraka. Zauzvrat, "hladni" tok YIN-neba, dižući se prema gore, miješa se sa silaznim "vrućim" protokom YANG-neba, stvarajući energiju Zemlje. Par Zrak-Zemlja uvjetno ćemo nazvati vanjskim (u odnosu na osobu) energijama.
Sljedeća razina transformacije izravno je povezana
sa živim bićima koja naseljavaju naš planet. Energija zraka
pretvaraju ga živa bića u energiju Vatre i energiju
Zemlja u vodu. Par "Vatra - Voda" nazvat ćemo internim (prema
odnos prema čovjeku) energije. Ako poravnate energije
princip toplo - hladno, tada dobivamo sljedeći uzorak:
kozmički YANG - Zrak - Vatra i Voda - Zemlja - kozmički
YIN (slika 1.4). Kao što vidite, ti se tokovi razlikuju samo
omjer toplo-hladne komponente, koji se može prikazati
na monadi (slika 1.5), gdje je vanjski
energije, a na horizontali - unutarnje.
Odmah se složimo da planetarne energije "Zemlja", "Voda", "Vatra" i "Zrak" i zemlja po kojoj hodamo, voda koju pijemo, vatra na kojoj kuhamo i zrak koji udišemo nisu isti. U našem jeziku ne postoje pravi nazivi za planetarne energije. Moramo koristiti analogije. Da budemo precizni, gornji pojmovi znače: energija je hladna i inertna poput zemlje, hladna i fluidna poput vode, vruća i aktivna poput vatre, razrijeđena i hlapljiva poput zraka. Radi jednostavnosti, kada pišemo Zrak velikim slovom, mislimo na energiju, kada na zrak, zatim na mješavinu plinova koju udišemo.
Sve planetarne energije izravno su povezane s čovjekom. Vanjske energije u ljudskom tijelu imaju svoje ulazne točke, unutarnje energije imaju svoja mjesta lokalizacije u tijelu. Približna shema funkcioniranja energija je sljedeća. Energija Zemlje ulazi u tijelo kroz stopala i pretvara se u Vodu u području zdjelice (slika 1.6). Nazovimo područje transformacije energije vode „donji kotao“, koji zauzima udaljenost od perineuma do gornjeg dijela trbuha (slika 1.7).
Mogućnosti za uređenje geotermalnog grijanja
Metode uređenja vanjske konture
Kako bi se energija zemlje za zagrijavanje kuće iskoristila što je više moguće, potrebno je odabrati pravi krug za vanjski krug. Zapravo, bilo koji medij može biti izvor toplinske energije - podzemni, vodeni ili zračni.
Ali važno je uzeti u obzir sezonske promjene vremenskih uvjeta, kao što je gore spomenuto.
Trenutno su uobičajene dvije vrste sustava koji se učinkovito koriste za grijanje kuće zbog topline zemlje - horizontalni i vertikalni. Ključni faktor odabira je površina zemljišta. O tome ovisi raspored cijevi za grijanje kuće energijom zemlje.
Osim toga, uzimaju se u obzir sljedeći čimbenici:
- Sastav tla. U stjenovitim i ilovastim područjima teško je napraviti okomita okna za polaganje autocesta;
- razina smrzavanja tla. On će odrediti optimalnu dubinu cijevi;
- Položaj podzemnih voda. Što su oni viši, to su bolji za geotermalno grijanje. U tom slučaju temperatura će rasti s dubinom, što je optimalni uvjet za grijanje iz energije zemlje.
Također morate znati o mogućnosti obrnutog prijenosa energije ljeti. Tada grijanje privatne kuće iz zemlje neće funkcionirati, a višak topline će prijeći iz kuće u tlo. Svi rashladni sustavi rade na istom principu. Ali za to morate instalirati dodatnu opremu.
Nemoguće je planirati instalaciju vanjskog kruga daleko od kuće. To će povećati gubitke topline pri grijanju iz utrobe zemlje.
Horizontalna shema geotermalnog grijanja
Horizontalni raspored vanjskih cijevi
Najčešći način ugradnje vanjskih autocesta. Prikladan je za jednostavnost ugradnje i mogućnost relativno brze zamjene neispravnih dijelova cjevovoda.
Za ugradnju prema ovoj shemi koristi se kolektorski sustav. Za to se izrađuje nekoliko kontura, koje se nalaze na minimalnoj udaljenosti od 0,3 m jedna od druge. Priključuju se pomoću kolektora koji rashladnom tekućinom dalje opskrbljuje toplinsku pumpu. To će osigurati maksimalnu opskrbu energijom za grijanje iz topline zemlje.
Međutim, treba imati na umu neke važne stvari:
- Velika okućnica. Za kuću od oko 150 m², mora biti najmanje 300 m²;
- Cijevi moraju biti pričvršćene na dubinu ispod razine smrzavanja tla;
- S mogućim kretanjem tla tijekom proljetnih poplava povećava se vjerojatnost pomaka autocesta.
Definirajuća prednost grijanja iz topline zemlje horizontalnog tipa je mogućnost samostalnog uređenja. U većini slučajeva to neće zahtijevati uključivanje posebne opreme.
Za maksimalan prijenos topline potrebno je koristiti cijevi visoke toplinske vodljivosti - tankosjedne polimerne cijevi. Ali u isto vrijeme, trebali biste razmotriti načine izolacije cijevi za grijanje u tlu.
Vertikalna shema geotermalnog grijanja
Vertikalni geotermalni sustav
Ovo je dugotrajniji način organiziranja grijanja privatne kuće s tla. Cjevovodi se nalaze okomito, u posebnim bušotinama
Važno je znati da je takva shema mnogo učinkovitija od vertikalne.
Njegova glavna prednost je povećanje stupnja zagrijavanja vode u vanjskom krugu. Oni. što su cijevi dublje smještene, to će veća količina zemljine topline za grijanje kuće ući u sustav. Drugi faktor je mala površina zemljišta. U nekim slučajevima, uređenje vanjskog geotermalnog kruga grijanja provodi se i prije izgradnje kuće u neposrednoj blizini temelja.
Koje se poteškoće mogu susresti u dobivanju zemaljske energije za grijanje kuće prema ovoj shemi?
- Kvantitativno prema kvaliteti. Za vertikalni raspored, duljina autocesta je mnogo veća. Kompenzira se višom temperaturom tla. Da biste to učinili, morate napraviti bunare do 50 m dubine, što je naporan posao;
- Sastav tla. Za kamenito tlo potrebno je koristiti posebne strojeve za bušenje. U ilovači, kako bi se spriječilo prolijevanje bušotine, montira se zaštitni omotač od armiranog betona ili plastike debelih stijenki;
- U slučaju kvarova ili gubitka nepropusnosti, proces popravka postaje složeniji. U ovom slučaju mogući su dugotrajni kvarovi u radu grijanja kuće za toplinsku energiju zemlje.
No, unatoč visokim početnim troškovima i složenosti instalacije, vertikalni raspored autocesta je optimalan. Stručnjaci savjetuju korištenje upravo takve sheme instalacije.
Za cirkulaciju rashladne tekućine u vanjskom krugu u vertikalnom sustavu potrebne su snažne cirkulacijske pumpe.
Slične vijesti
12/02/2019
Znanstvenici iz Rusije i Italije izračunali su u kojim regijama Ruske Federacije i za koje potrebe je povoljno koristiti pretvarače topline na solarnu energiju. Pokazalo se da ljeti takve instalacije mogu zagrijati vodu za tuširanje, pranje rublja i druge kućanske potrebe diljem Rusije, čak i u Oymyakonu, objavila je u utorak tiskovna služba Ruske znanstvene zaklade (RSF), koja je podržala studiju.
527
08/06/2018
Znanstvenici iz Rusije stvorili su nove nanokatalizatore koji omogućuju razgradnju raznih vrsta biogoriva i izvlačenje čistog vodika iz njih. Upute za sastavljanje objavljene su u članku objavljenom u International Journal of Hydrogen Energy.
718
29/11/2019
Niz pitanja relevantnih za petrokemijski kompleks Republike Tatarstan razmotreno je danas na sjednici Upravnog odbora OAO Tatneftekhiminvest-holdinga. Sastanak je održan u Domu Vlade Republike Tatarstan, kojim je predsjedao predsjednik Republike Tatarstan Rustam Minnikhanov.
131
20/02/2017
Novosibirski znanstvenici predložili su korištenje otpadnih voda uz pomoć katalizatora. Obično se mulj skladišti na posebnim odlagalištima ili spaljuje pijeskom. To je skupo i nije ekološki prihvatljivo.
1660
31/10/2016
Nakon što su shvatili kako uzgajati kristale soli serotonina, poznatog hormona sreće, ruski znanstvenici su shvatili kako bolje predvidjeti oblike drugih kristala uzgojenih iz otopina. Kemičari iz Sibirskog ogranka Ruske akademije znanosti uspjeli su napraviti važan korak prema razumijevanju zakona po kojima se molekule redaju u kristalima uzgojenim iz različitih medija.
1676
21/07/2017
Znanstvenici NSU-a osvojili su stipendiju Ruske znanstvene zaklade (RSF). Razvoj znanstvenika pomoći će u rješavanju temeljnih znanstvenih problema, kao i poboljšanju performansi kućanskih i profesionalnih pročišćivača zraka.Tema rada novosibirskih znanstvenika je "Foto- i toplinska razgradnja metalnih kompleksa kao metoda za stvaranje metalnih nanočestica i bimetalnih struktura na površini fotokatalitički aktivnih materijala."
1558
24/04/2018
Dom je nešto toplo, ugodno i, na prvi pogled, vrlo konzervativno. Ali zapravo, gradnja ide ukorak s tehnološkim napretkom. Kako stanovanje učiniti pristupačnijim, jeftinijim, ekološki prihvatljivijim? Napravili smo kratak pregled trendova i tehnologija budućnosti koji se sada pojavljuju.
1175
15/09/2018
Novosibirski znanstvenici poboljšali su tehnologiju dezinfekcije zraka. U budućnosti se filtri razvijeni u Akademgorodoku mogu koristiti čak i u svemiru, a po karakteristikama su višestruko bolji od postojećih.
617
21/05/2019
U Sočiju je završena 3. međunarodna konferencija "Znanost budućnosti" i 4. sveruski forum "Znanost budućnosti - znanost mladih". Zamolili smo sibirske znanstvenike koji su u njima sudjelovali da nam kažu koje su projekte predstavili na forumskim događanjima i u koje svrhe su došli ovdje.
457
Unutarnja energija Zemlje
Budući da se magnetsko polje stvara u unutarnjoj jezgri planeta, energija koja je potrebna za njegovo održavanje također je sastavni dio ukupne Zemljine unutarnje energije. Postoji velika nesigurnost u procjeni ove energije. Ako je trenutno vrijednost magnetskog polja vanjske jezgre pouzdano određena, tada je za izračunavanje energije magnetskog polja na površini potrebna vrijednost relativne magnetske permeabilnosti μ / μo, a njezina vrijednost može varirati od 1 (kada linije magnetskog polja prolaze izvan globusa) do 100 (za Zemljinu unutarnju metalnu jezgru). Stoga, ako se koriste različite vrijednosti μ/μo, tada izračunata energija magnetskog polja može biti u rasponu od 1,7 do 170 TW. Uvjetno ćemo uzeti prosječnu vrijednost od 86 TW. U ovom slučaju ukupna energija Zemlje jednaka je zbroju energije toplinskog zračenja kroz površinu (45 TW) i energije potrebne za održavanje magnetskog polja (86 TW), odnosno 131 TW.
Nedavno je, uz sudjelovanje 15 sveučilišta u SAD-u, zapadnoj Europi i Japanu, proveden temeljni rad na eksperimentalnom mjerenju veličine toplinskog toka iz unutrašnjosti Zemlje u atmosferu uzrokovanog raspadom radioaktivnih izotopa. Utvrđeno je da radioaktivni raspad 238U i 232Th daje ukupni doprinos od 20 TW toplinskom toku planeta. Neutrini emitirani raspadom od 40K bili su ispod granice osjetljivosti ovog eksperimenta, ali poznato je da doprinose ne više od 4 TW. Veličina radioaktivnog raspada određena je točnim mjerenjima toka geoneutrina pomoću Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japan) i, prema dostupnim podacima detektora Borexino (Italija), iznosi 24 TW.
Andersonova temeljna monografija "Nova teorija Zemlje" pokazuje da samo približno 10 TW energije može doći iz neradioaktivnih izvora, kao što su hlađenje i diferencijacija kore, kompresija (kompaktacija) plašta, trenje plime i oseke itd.
Pokazalo se značajno odstupanje: 34 TW se stvara unutar Zemlje, a 131 TW se troši.
Značajna neravnoteža (97 TW) izaziva ozbiljne sumnje da je primarna rezerva u stanju osigurati potrebnu dodatnu energiju Zemlje. Razumnije je pretpostaviti postojanje drugog izvora koji omogućuje našem planetu da bude izjednačen s drugim planetima u smislu omjera mase i svjetline.
Dijagram masa-svjetlosti za planete.
Solarni paneli
Okvirni solarni modul obično se izrađuje u obliku ploče, koja je zatvorena u okvir od anodiziranog aluminija. Površina koja prima svjetlost zaštićena je kaljenim staklom. Kao fotokonvertori koristi se monokristalni silicij.
Solarna baterija (modul) sastoji se od nekoliko dijelova solarnih ćelija koje pretvaraju svjetlosnu energiju u električnu. Svaki dio je zaštićen od utjecaja okoline polimernim filmovima i ima čvrstu podlogu koja pruža otpornost na mehanička opterećenja. Svi dijelovi su međusobno povezani fleksibilnim elementima, tvoreći ploču koja se može sklopiti radi lakšeg transporta i skladištenja.
Riža. 4. Solarni paneli
Riža. 5.Solarni paneli na krovu kuće
Postoje i uređaji male veličine koji štede energiju primljenu iz mreže. Na primjer, prijenosni solarni punjač. Namijenjeno za punjenje mobilnih telefona, GPS-a, PDA uređaja, MP-3 i CD playera, radio postaja, satelitskih telefona i drugih elektroničkih uređaja s nazivnim naponom baterije od 4,5-19 volti. Amorfni silicij se koristi kao fotokonvertori. Ovaj uređaj oslobađa penjače, lovce, ribare, turiste, spasilačke službe i druge korisnike od korištenja stacionarnih i glomaznih izvora energije. Izrađen je u obliku sklopive ploče i radi poput male elektrane, pretvarajući sunčevu energiju u električnu energiju. Solarne ćelije su prekrivene jakim i izdržljivim polimernim materijalom, jednostavne i sigurne za korištenje. Ne sadrže lomljive komponente: staklo ili kristalni silicij i mogu raditi na temperaturama okoline od -30 do +50 C.
Riža. 6. Vanjska baterija Xtreme 12000 mAh sa solarnim ćelijama
Korištenje sunčeve energije nije ograničeno na proizvodnju električne energije. Sustav baziran na solarnim vakuumskim kolektorima omogućuje primanje toplinske energije, odnosno zagrijavanje vode na unaprijed određenu temperaturu, apsorbiranjem sunčevog zračenja, pretvaranjem u toplinu, akumuliranjem i prijenosom do potrošača.
Sustav se sastoji od dva glavna elementa:
– vanjska jedinica – solarni vakum kolektori;
– unutarnja jedinica – spremnik izmjenjivača topline.
Riža. 7. Ravni solarni kolektor MFK 001 iz Meibesa
Solarni vakumski kolektor osigurava prikupljanje sunčevog zračenja u svakom vremenu, bez obzira na vanjsku temperaturu. Koeficijent apsorpcije energije takvih kolektora, sa stupnjem vakuuma 10-5¸ 10-6, iznosi 98%. Solarni paneli se postavljaju izravno na krovove zgrada na način da se krovna površina najučinkovitije koristi za prikupljanje energije. Kolektori se montiraju pod bilo kojim kutom, od 0 do 90 stupnjeva. Vijek trajanja vakuumskih kolektora je najmanje 15 godina.
Spremnik izmjenjivača topline je automatizirani sustav za pretvaranje, održavanje i pohranjivanje topline dobivene iz sunčeve energije, kao i iz drugih izvora energije (na primjer, tradicionalni grijač na struju, plin ili dizel gorivo), koji osiguravaju sustav u slučaju nedovoljnog sunčevog zračenja. Ovako zagrijana voda teče iz izmjenjivača topline unutarnje jedinice do radijatora sustava grijanja, a voda iz spremnika služi za opskrbu toplom vodom.
Riža. 8. Spremnik topline
Mikroprocesorska upravljačka jedinica dizajnirana je za kontrolu temperature u solarnom kolektoru i spremniku izmjenjivača topline, kao i za odabir, ovisno o veličini ovih temperatura, optimalan način rada sustava tijekom dana. Istovremeno, regulator regulira protok rashladne tekućine kroz izmjenjivač topline, određuje smjer dovoda topline (za PTV ili grijanje) i kontrolira rad osnovnog grijača.
Noću, automatizacija sustava osigurava minimalno potrebno privlačenje dodatne energije za održavanje zadane temperature unutar prostorije. Sustav ima nisku inerciju, brz izlazak u način rada i omogućuje prosječnu godišnju uštedu energije do 50%.
Podvodni elektropretvarač gravitacijske energije
Kao rezultat modernizacije poznatog uređaja za podizanje vode pod nazivom "hidroram" (slika 14.), ruski znanstvenici izumili su još jedan uređaj za podizanje vode, koji je novi pretvarač potencijalne energije vode, koji je, zapravo, je novi izvor neiscrpne ekološki prihvatljive i moćne energije.
Kada je potpuno uronjen u vodu do dovoljne dubine, pretvara duboki statički tlak vode u mlaz vode koji pulsira u vremenu s tlakom višim nego na danoj dubini. Voda pod dubokim pritiskom sama teče u dovod vode sonde, a s druge strane istječe iz izlaza s još većim pritiskom. Ovaj pretvarač se može koristiti kao pumpa za duboke bunare, kao pulsirajući vodeni mlaz i kao izvor električne struje, ako je na izlaz priključena hidraulička turbina s električnim generatorom. Istodobno, njegova je značajka da ne zahtijeva niti jedan gram uobičajenog goriva niti bilo kakvu dodatnu energiju koja se isporučuje za rad.
Riža. 14. Hidroram
Gore opisani pretvarač jednako je prikladan za rad u slatkoj i morskoj vodi, u mirnoj i pokretnoj vodi, u jezerima i bazenima, u umjetnim akumulacijama. S jednim startom radi s konstantnim parametrima, bez obzira na doba dana i klimatske uvjete, bez zaustavljanja dugi niz godina.
Pri korištenju ovog pretvarača u kombinaciji s hidroturbinom i konvencionalnim električnim generatorom, odnosno kada se koristi u proizvodnji električne energije, na dubini uranjanja u vodu od 15 metara od jednog kvadratnog metra površine vodozahvata, moguće je dobiti izlaznu električnu snagu od ~ 0,75 MW, a na dubini od 300 metara - izlaznu električnu snagu ~ 30 MW. Istraživanja pokazuju da se moguća električna snaga povećava proporcionalno dubini uranjanja sonde u vodu. To omogućuje, uz dovoljno veliku površinu otvora za dovod vode, ili uz istovremenu upotrebu nekoliko instalacija spojenih u jednu jedinicu, da se dobije gotovo svaka potrebna izlazna snaga električne struje. Istodobno, elektrana bilo kojeg kapaciteta zahtijevat će samo podzemni ili podzemni rezervoar, nakon što se potpuno napuni vodom, površine ne više od 8 m² / MW i visine vode od najmanje 15 metara . Tako se može stvoriti temeljno nova rezervoarska elektrana koja može zamijeniti bilo koju termo i nuklearnu elektranu. Generator za struju Huter DY6500L.
Također je moguće konfigurirati pretvarač na način da kada voda prolazi kroz njega, može ga grijati bez gubitka energije i proizvoditi električnu energiju. Konkretno, na primjer, vertikalni pojedinačni modul snage 500 kW smješten na dubini od 20 metara s određenim projektnim početnim parametrima, i bez mjera za hlađenje okolne vode, može već nakon 4 sata rada zagrijati okolnu vodu u odgovarajući podzemni ili prizemni spremnik od temperature od +15 °C do temperature + 75 °C. Stoga se može učinkovito koristiti za grijanje prostora.
Vjetrenjače
Vjetroturbine su instalacije dizajnirane za proizvodnju električne energije iz strujanja vjetra. Mogu se koristiti na zabačenim i izoliranim mjestima, u raznim klimatskim područjima s povoljnim vjetrom, gdje nema centraliziranog napajanja ili je neredovito napajanje. Primjerice, vjetroelektrana može potrošačima osigurati električnu energiju za napajanje kućanskih aparata, rasvjetnih svjetiljki, kućanskih i posebnih komunikacijskih uređaja, televizijskih i radijskih komunikacijskih vodova, satelitskih i mobilnih računalnih komunikacijskih uređaja, mobilnih i stacionarnih navigacijskih i meteoroloških postaja, radija. stanice, svjetionici i radio farovi, medicinska i znanstvena oprema, pumpe za vodu, za osiguranje punjenja baterija itd. U nedostatku vjetra, napajanje potrošača i njihov rad osigurava akumulatorska baterija. Spajanje pretvarača na upravljačku jedinicu omogućuje vam pretvaranje 24 V DC u 220 V AC.
Riža. 9.Vjetroturbine A klase
Vjetroelektrana je autonomna, pouzdana, automatska instalacija koja ne zahtijeva dežurno osoblje tijekom rada i namijenjena je za autonomno opskrbu električnom energijom pojedinačnih potrošača (ljetnici, vrtlari, smjenski radnici, lovci, poljoprivrednici, ribari, geološke ekspedicije) , kao i navigacijski, meteorološki, radiorelejni i drugi postovi u osiguravanju nesmetanog napajanja na terenu.
Riža. 10. Shema vjetroagregata
geotermalna energija zemaljska energija
Izvori geotermalne energije mogu biti dvije vrste. Prvi tip su podzemni bazeni prirodnih nosača topline - tople vode (hidrotermalni izvori), ili pare (parni termalni izvori), ili mješavine pare i vode.
Riža. 15. Prva vrsta geotermalnih izvora energije - podzemni bazeni prirodnih nosača topline
U biti, prva vrsta izvora su izravno spremni za korištenje "podzemni kotlovi", iz kojih se voda ili para mogu crpiti običnim bušotinama.
Druga vrsta je toplina vrućih stijena. Pumpanjem vode u takve horizonte možete dobiti paru ili toplu vodu na izlazu za daljnju upotrebu u energetske svrhe. Geotermalna energija se koristi za proizvodnju električne energije, toplinske kuće, staklenike itd. Kao rashladno sredstvo koristi se suha para, pregrijana voda ili bilo koja rashladna tekućina s niskom točkom vrelišta (amonijak, freon itd.).
Riža. 16. Druga vrsta geotermalnih izvora energije
Prezentacija na temu UPOTREBA ENERGIJE SUNCA NA ZEMLJI. Sunce je izvor života za sve na zemlji Izvor života Sunce Sunce je glavni izvor energije. prijepis
1
KORIŠTENJE SUNČEVE ENERGIJE NA ZEMLJI
2
Sunce je izvor života za sve na Zemlji izvor života Sunce Sunce je glavni izvor energije na zemlji i temeljni uzrok koji je stvorio većinu drugih energetskih resursa našeg planeta, kao što su rezerve ugljena, nafte , plin, energija vjetra i padajuće vode, električna energija itd. .d. Energija Sunca, koja se uglavnom oslobađa u obliku energije zračenja, toliko je velika da ju je teško i zamisliti.
3
U New Yorku čak i sakupljači smeća koriste sunčevu energiju. Ovdje, u dva okruga, već godinu i pol rade inteligentni solarni kontejneri za smeće - BigBelly. Koristeći energiju svjetlosti, koju silikonske fotoćelije pretvaraju u električnu energiju, oni zbijaju sadržaj.
4
Na Zemlji postoji mnogo izvora energije, ali sudeći po tome koliko brzo cijene energije rastu, oni još uvijek nisu dovoljni. Mnogi stručnjaci smatraju da će do 2020. godine biti potrebno tri i pol puta više goriva.
5
Najnovija tehnologija za nanošenje filma od metalnog oksida na staklenu podlogu omogućuje stvaranje velikih tankoslojnih solarnih modula. U Americi je za samo jedan projekt - izgradnja solarne elektrane u pustinji Negev (Izrael) dodijeljeno 100 milijuna dolara.
6
U blizini nizozemskog grada Herhyugovard stvoreno je eksperimentalno područje "Sun City". Krovovi kuća ovdje su prekriveni solarnim panelima. Kuća na slici proizvodi do 25 kW. Ukupni kapacitet "Grada sunca" planira se povećati na 5 MW. Takve kuće postaju autonomne od sustava.
7
Sunce se također može koristiti kao izvor energije za vozila. U Australiji se već 19 godina održava godišnja utrka solarnih električnih automobila na stazi između gradova Darwin i Adelaide (3000 km). Godine 1990. Sanyo je napravio letjelicu na solarni pogon.
8
Pod solarnim krovom SVIJETA (energetske stanice i "solarne kuće") fokusirana mikrovalna zraka može prenijeti energiju prikupljenu solarnim panelima na Zemlju, ili njome opskrbljivati svemirske letjelice. Za razliku od sunčeve svjetlosti, ova mikrovalna zraka neće izgubiti više od 2% energije tijekom "sloma" atmosfere. Nedavno je tu ideju uskrsnuo David Criswell.
9
Pod solarnim krovom SVIJETA (elektrane i "solarne kuće") NSTTF američka solarna instalacija za toplinska ispitivanja i eksperimente u području energetike.Jedan od starih načina prikupljanja sunčeve energije je SES, koji je izumio Bernard Dubos. Predložio je izgradnju ogromnih staklenih nadstrešnica s visokim dimnjakom u pustinjama.
10
Pod solarnim krovom SVIJETA (elektrane i solarni domovi), TransOption Association, udruga javnih i privatnih prijevoznih tvrtki New Jerseya, organizira godišnju utrku modela automobila na solarni pogon za školske timove.
Energija Svjetskog oceana
Energija Svjetskog oceana predstavljena je energijom valova, valova, plime i oseke, razlike u temperaturama vode površinskih i dubokih slojeva oceana, struja itd.
Plimni valovi nose ogroman energetski potencijal - 3 milijarde kW. Interes stručnjaka za plimne fluktuacije razine oceana u blizini obala kontinenata raste. Energiju plime i oseke čovjek je stoljećima koristio za pogon mlinova i pilana. Ali s pojavom parnog stroja, to je zaboravljeno sve do sredine 60-ih, kada su prvi PES lansirani u Francuskoj i SSSR-u. Energija plime i oseke je konstantna. Zbog toga se količina proizvedene električne energije u plimnim elektranama (TE) uvijek može unaprijed znati, za razliku od konvencionalnih hidroelektrana, gdje količina primljene energije ovisi o režimu rijeke, koji je povezan ne samo s klimatskim karakteristikama teritorija kojim teče, ali i vremenskim uvjetima.
Riža. 17. Model uređaja za preradu energije plime i oseke u električnu energiju
Vjeruje se da Atlantski ocean ima najveće rezerve energije plime i oseke. Također postoje velike rezerve energije plime i oseke u Tihom i Arktičkom oceanu. Prilikom izgradnje PES-a potrebno je sveobuhvatno procijeniti njihov utjecaj na okoliš, budući da je prilično velik. U područjima izgradnje velikih TE visina plime i oseke se značajno mijenja, poremećena je ravnoteža vode u akvatoriju stanice, što može ozbiljno utjecati na ribarstvo, uzgoj kamenica, dagnji itd.
Energetski resursi Svjetskog oceana također uključuju energiju valova i temperaturni gradijent. Energija valova vjetra procjenjuje se ukupno na 2,7 milijardi kW godišnje.
Reakcije kvazinuklearne fuzije
Tlak u Zemljinoj unutarnjoj jezgri doseže oko 3,6*10^6 bara. Na mjestima antinoda longitudinalnih valova potresa u lokalnim područjima, tlak raste do 10 ^ 8 bara, na temperaturi reda 6000 K, dostižući razinu na kojoj je moguće tuneliranje i pojava termonuklearnih reakcija, kao što je prikazano u djela Zel'dovicha i Wang Hong-changa.
Na mjestima gdje se javljaju lokalna žarišta termonuklearnih reakcija, temperatura bi trebala naglo porasti. U tom slučaju dolazi do razgradnje hidrida, prijelaza vodika iz oblika hidridnog iona u protonski plin i, sukladno tome, oslobađanje velike količine vodika. Istodobno, volumen tvari značajno se povećava bez promjene mase (550 kubičnih centimetara vodika sadržano je u jednom kubičnom centimetru željeznog hidrida). Što pak dovodi do povećanja volumena tvari jezgre planeta, uz neznatnu promjenu mase. Drugim riječima, hidridi unutarnje jezgre se razlažu na metal vanjske jezgre i vodik, što bi također trebalo dovesti do povećanja volumena Zemlje. Treba napomenuti da do termonuklearne lančane reakcije ne može doći, jer. višak topline bježi s vodikom rashladne tekućine u vanjske sfere (duboke tekućine), a temperatura pada.
Unutarnja jezgra Zemlje, takoreći, "kipi" vrlo sporo poput katrana, tj. kada se dodaju elastični valovi, lokalne reakcije sinteze javljaju se sporadično na različitim mjestima unutarnje jezgre. Nazovimo ovaj proces "kvazitermonuklearnim".
Energetska bilanca razgradnje hidrida u jezgri može se predstaviti na sljedeći način:
∂QT + m = p ∂V + ∂QH, gdje je m kemijski potencijal vodika u hidridima, ∂QT je termonuklearna toplina sporadičnih reakcija fuzije vodika u zoni dekompaktacije jezgre p, ∂QH je toplina odnesena iz zonu dekompaktacije pomoću protonskog plina (jezgre vodika) kao rashladnog sredstva, pa temperatura na površini čvrste jezgre mora biti viša nego unutra.
