radiogén hő
A radioaktív elemek bomlásából adódó hőképződés becsléséhez ismerni kell ezek eloszlását a Földön. Ilyen információ jelenleg nem áll rendelkezésre. Értékeléskor a Föld anyagát általában a meteoritok anyagával azonosítják (ez utóbbit tekintjük eredeti, protoplanetáris anyagnak). A Föld köpenyének tulajdonítják a kondritokra jellemző radiogén hő felszabadulását; mag – a vasmeteoritokra jellemző.
A modern hőtermelés egy ilyen modell keretein belül becslések szerint Wc = 2,3 • 102 cal/év ~ 1021 J/év.
Ez a hő biztosítja az áramlást
ami jól egyezik a Föld modern hőáramával. E becslések szerint tehát a jelenlegi radiogén hőtermelés fedezi a Föld felszínének jelenlegi hőveszteségét.
Régebben a radiogén hőtermelés magasabb volt, mivel a radioaktív elemek koncentrációja a jogszabályok szerint változik
ahol WK — hőtermelés a Föld történetének kezdetén; A-1 ~ 2,6 Ga.
WK ként lehet kiszámítani WK = WT e, ahol m = 4,6 milliárd év a Föld kora. A fő elemek felezési ideje alapján megbecsülhető, hogy WK = (5—6) Wc.
A meteoritok hőkibocsátására általában a következő becsléseket használják:
- • kondritok R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
- • vasmeteoritok R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. A fő hosszú élettartamú radioaktív források az urán, a kálium és a tórium. Az urán U és kálium K hőkibocsátására vonatkozó adatokat az 1.1. táblázat tartalmazza). és 6.3 Th felezési időre - 13,9 milliárd év, hőtermelésre - 2,7 • KG5 W / kg.
A teljes hőtermelés a Föld teljes történetében az
A (6.9) egyenlet szerint ez az energia felmelegítheti a Földet egy hőmérsékletre AT~ 1700 °C.
Egyes kutatók úgy vélik (például Bolt, 1984), hogy figyelembe kell venni a rövid élettartamú radioaktív elemek hozzájárulását is, amelyek meglehetősen jelentősek lehetnek, és több száz fokos plusz fűtést adhatnak. Néhány rövid élettartamú elem felezési idejére vonatkozó adatokat a táblázat tartalmazza. 6.5.
A radiogén hő leírt módszere becslés. Az a kérdés, mennyire tekinthető ésszerűnek, hogy a Mars és a Jupiter közötti övben keletkezett, hosszú és nehéz fejlődési utat megjárt modern meteoritok helyesen tükrözik a Föld héjában lévő radioaktív elemek tartalmát.
Néhány rövid élettartamú elem felezési ideje
|
Elem |
Fél élet T{/2, milliárd év |
|
A126 |
0,73 |
|
C136 |
0,3 |
|
Fe60 |
0,3 |
nem teljesen megoldott, de a legtöbb kutató ragaszkodik ehhez az állásponthoz.
Így a radioaktív átalakulások hozzájárulása a Föld energiájához igen jelentős, és talán domináns értékkel bír.
Vannak azonban olyan becslések (például Sorokhtin, Ushakov, 2002), amelyek szerint a radiogén forrás sokkal kisebb jelentőséggel bír a Föld energiájában. E \u003d 0,43 * 1031 J.
Geotermikus házfűtés
Geotermikus fűtési rendszer
Először meg kell értenie a hőenergia megszerzésének elveit. Ezek a hőmérséklet-emelkedésen alapulnak, ahogy mélyebbre megy a földbe. Első pillantásra a fűtési fokozat növekedése jelentéktelen. De az új technológiák megjelenésének köszönhetően a ház fűtése a föld hőjével valósággá vált.
A geotermikus fűtés megszervezésének fő feltétele legalább 6 ° C hőmérséklet. Ez jellemző a közepes és mély talajrétegekre és a tározókra. Ez utóbbiak nagymértékben függenek a külső hőmérséklettől, ezért ritkán használják őket. Hogyan lehet gyakorlatilag megszervezni a ház fűtését a föld energiájával?
Ehhez 3 különböző műszaki jellemzőkkel rendelkező folyadékkal töltött áramkört kell készíteni:
- Külső. Gyakrabban keringet fagyálló.6 ° C-nál nem alacsonyabb hőmérsékletre melegítése a föld energiája miatt következik be;
- Hő pumpa. Enélkül lehetetlen a föld energiájából fűtés. A külső kör hőhordozója hőcserélő segítségével adja át energiáját a hűtőközegnek. Párolgási hőmérséklete 6°С alatti. Ezt követően belép a kompresszorba, ahol a tömörítés után a hőmérséklet 70 ° C-ra emelkedik;
- Belső kontúr. Egy hasonló séma szerint a hőt a sűrített hűtőközegből a vízbe adják át a túlfolyó rendszerben. Így a föld belsejéből történő fűtés minimális költséggel történik.
A nyilvánvaló előnyök ellenére ritkán találni ilyen rendszereket. Ez a berendezések beszerzésének és a külső hőellátó kör megszervezésének magas költségeinek köszönhető.
A föld melegéből történő fűtés számítását a legjobb szakemberekre bízni. A teljes rendszer hatékonysága a számítások helyességétől függ.
Kozmikus és planetáris energiák.
A Yin és a Yang két kozmikus energia. Végtelen számú gyűrű alakú örvényszerű áramlás hatol át az űrben, áthaladva kis bolygónkon. A bolygó testén való áthaladás pillanatában az áramlás az ellenkező előjelét váltja, vagyis a YANG áramlás belép a Földbe, a YIN áramlás pedig kilép (1.2. ábra). Még helyesebb azt állítani, hogy nem két, hanem egy energiáról beszélünk. A bolygó testén áthaladva a Yang-áramlás adja meg az aktív komponensét, és a kilépési ponton egyfajta energiahiányos áramlás alakul ki. Azonban, mint fentebb említettük, megszoktuk, hogy mindent kettős színben, a fogalmak kettősségében látunk, és könnyebben tudunk operálni a YIN és YANG fogalmaival, mint az energia jelenléte és hiánya fogalmaival. Mivel végtelenül sok különböző erősségű áramlás létezik, egy helyen fentről érkező YANG és alulról érkező YIN áramlások is lesznek (1.3. ábra).
És mi köze ezeknek a kozmikus áramlásoknak egy hétköznapi emberhez? Idegesnek kell lenned. A tudatosság és az energia fejlettségi szintjén, amelyen vagyunk, nem lépünk kapcsolatba az eredeti kozmikus áramlásokkal. Ráadásul. Az ember lényegének teljes átstrukturálása nélkül az ezeknek a patakoknak való nyitás kísérlete ugyanolyan könnyen tönkreteszi az embert, mint a sósav, amivel a vízvezetékrendszert korrodálja, ha valaki víz helyett szivattyúzni akarja. Nem sok ember volt a civilizáció történetében, akinek sikerült egyesülnie a kozmikus áramlattal, nagyrészt jól ismertek: Mózes, Buddha, Krisztus, Mohamed, néhány más próféta és jógi.
Ha még nem törekszünk a Buddha szerepének betöltésére, nem sietünk megnyílni az eredeti áramlások felé, ahhoz, hogy tudatosan haladjunk a tökéletesség útján, ki kell találnunk a formáció kialakulásának mechanizmusát. négy bolygóenergia a két eredeti, számunkra mégis hozzáférhetetlen YIN-YANG energiából: "Levegő - Föld - Tűz - Víz". A bolygó légkörébe belépő Yang "forró" folyam kölcsönhatásba lép az alulról felszálló YIN "hideg" árammal, és a levegő energiájává alakul. A felfelé emelkedő YIN-ég "hideg" áramlása viszont keveredik a lefelé tartó YANG-ég "forró" áramlásával, generálva a Föld energiáját. A Levegő-Föld párost feltételesen külső (egy személyhez képest) energiáknak fogjuk nevezni.
Az átalakulás következő szintje közvetlenül összefügg
bolygónkon élő élőlényekkel. Levegőenergia
az élőlények a Tűz energiájává alakítják, és az energiává
Föld a vízhez. A "Tűz - Víz" pár, amelyet belsőnek nevezünk (a szerint
emberhez való viszony) energiák. Ha sorba állítod az energiákat
meleg - hideg elve, akkor a következő mintát kapjuk:
kozmikus YANG - Levegő - Tűz és Víz - Föld - kozmikus
YIN (1.4. ábra). Amint látja, ezek a folyamok csak különböznek egymástól
a meleg-hideg komponens aránya, amely megjeleníthető
a monádon (1.5. ábra), ahol a külső
energia, vízszintesen pedig belső.
Rögtön megegyezzünk abban, hogy a „Föld”, „Víz”, „Tűz” és „Levegő” bolygóenergiák és a föld, amelyen járunk, a víz, amit iszunk, a tűz, amelyen főzünk, és a levegő, amelyet belélegzünk, nem ugyanaz. Nyelvünkben nincsenek tulajdonnevek a bolygóenergiáknak. Analógiákat kell használnunk. Hogy pontosak legyünk, a fenti kifejezések azt jelentik: az energia hideg és inert, mint a föld, hűvös és folyékony, mint a víz, forró és aktív, mint a tűz, ritka és illékony, mint a levegő. Az egyszerűség kedvéért, amikor a levegőt nagybetűvel írjuk, energiát értünk, amikor levegőt, akkor a belélegzett gázkeveréket.
Minden bolygóenergia közvetlenül kapcsolódik az emberhez. A külső energiáknak az emberi testben saját belépési pontjaik, a belső energiáknak saját lokalizációs helyeik vannak a testben. Az energiák működésének hozzávetőleges sémája a következő. A Föld energiája a lábakon keresztül jut be a testbe, és a medence régiójában vízzé alakul (1.6. ábra). Nevezzük a Vízenergia-átalakítás területét „alsó üstnek”, amely a perineum és a has felső részének távolságát foglalja el (1.7. ábra).
Lehetőségek a geotermikus fűtés megszervezésére
A külső kontúr elrendezésének módszerei
Annak érdekében, hogy a föld energiája a lehető legtöbbet fűtse a házat, ki kell választania a megfelelő áramkört a külső áramkör számára. Valójában bármilyen közeg lehet hőenergia forrása - föld alatt, vízben vagy levegőben.
De fontos figyelembe venni az időjárási viszonyok szezonális változásait, amint azt fentebb tárgyaltuk.
Jelenleg kétféle rendszer elterjedt, amelyeket hatékonyan használnak a ház fűtésére a föld hőjének köszönhetően - vízszintes és függőleges. A legfontosabb kiválasztási tényező a föld területe. Ettől függ a ház föld energiájával történő fűtésére szolgáló csövek elrendezése.
Ezen kívül a következő tényezőket veszik figyelembe:
- A talaj összetétele. Sziklás és agyagos területeken nehéz függőleges aknákat készíteni az autópályák lefektetéséhez;
- talaj fagyási szintje. Meghatározza a csövek optimális mélységét;
- A talajvíz elhelyezkedése. Minél magasabbak, annál jobb a geotermikus fűtés. Ebben az esetben a hőmérséklet a mélységgel nő, ami az optimális feltétel a föld energiájából történő fűtéshez.
Tudni kell a fordított energiaátvitel lehetőségéről is nyáron. Ekkor egy magánház földről történő fűtése nem működik, és a felesleges hő a házból a talajba kerül. Minden hűtőrendszer ugyanazon az elven működik. De ehhez további berendezéseket kell telepíteni.
Lehetetlen megtervezni egy külső áramkör telepítését otthontól távol. Ez növeli a fűtés során fellépő hőveszteséget a föld belsejéből.
Vízszintes geotermikus fűtési rendszer
A külső csövek vízszintes elrendezése
A kültéri autópályák telepítésének leggyakoribb módja. Kényelmes a telepítés megkönnyítése és a csővezeték hibás szakaszainak viszonylag gyors cseréje érdekében.
A séma szerinti telepítéshez kollektorrendszert használnak. Ehhez több kontúrt készítenek, amelyek legalább 0,3 m távolságra vannak egymástól. Csatlakoztatásuk kollektor segítségével történik, amely a hűtőfolyadékot továbbítja a hőszivattyúhoz. Ez biztosítja a maximális energiaellátást a fűtéshez a föld hőjéből.
Néhány fontos dolgot azonban szem előtt kell tartani:
- Nagy udvari terület. Egy körülbelül 150 m²-es ház esetében legalább 300 m²-nek kell lennie;
- A csöveket a talaj fagyszintje alatti mélységben kell rögzíteni;
- A tavaszi árvizek során előforduló talajmozgással megnő az autópályák elmozdulásának valószínűsége.
A vízszintes típusú földhőből történő fűtés meghatározó előnye az önrendeződés lehetősége. A legtöbb esetben ez nem igényel speciális felszerelést.
A maximális hőátadás érdekében nagy hővezető képességű csöveket kell használni - vékony falú polimer csöveket. Ugyanakkor meg kell fontolnia a fűtőcsövek talajba szigetelésének módjait.
A geotermikus fűtés függőleges diagramja
Függőleges geotermikus rendszer
Ez egy időigényesebb módja egy magánház földről történő fűtésének megszervezésének. A csővezetékek függőlegesen, speciális kutakban helyezkednek el
Fontos tudni, hogy egy ilyen rendszer sokkal hatékonyabb, mint a függőleges.
Fő előnye a vízmelegítés mértékének növelése a külső körben. Azok. minél mélyebben helyezkednek el a csövek, annál több földhő jut be a rendszerbe a ház fűtéséhez. Egy másik tényező a kis földterület. Egyes esetekben a külső geotermikus fűtőkör elrendezését még a ház építése előtt az alapozás közvetlen közelében végzik.
Milyen nehézségek merülhetnek fel a ház fűtéséhez szükséges földenergia beszerzésében e rendszer szerint?
- Mennyiségitől minőségig. Függőleges elrendezés esetén az autópályák hossza sokkal nagyobb. Ezt a magasabb talajhőmérséklet kompenzálja. Ehhez legfeljebb 50 m mély kutakat kell készíteni, ami fáradságos munka;
- A talaj összetétele. Sziklás talaj esetén speciális fúrógépeket kell használni. A vályogba a kút kiöntésének megakadályozása érdekében vasbetonból vagy vastag falú műanyagból készült védőburkolatot kell felszerelni;
- Üzemzavarok vagy tömítettségvesztés esetén a javítási folyamat bonyolultabbá válik. Ebben az esetben hosszú távú meghibásodások lehetségesek a ház fűtésében a föld hőenergiájáért.
De a magas kezdeti költségek és a telepítés bonyolultsága ellenére az autópályák függőleges elrendezése optimális. A szakértők azt tanácsolják, hogy csak egy ilyen telepítési sémát használjanak.
A hűtőfolyadék keringetéséhez a külső körben függőleges rendszerben nagy teljesítményű keringtető szivattyúkra van szükség.
Hasonló hírek
12/02/2019
Orosz és olasz tudósok kiszámították, hogy az Orosz Föderáció mely régióiban és milyen igényekre előnyös a napenergiával működő hőátalakítókat használni. Kiderült, hogy nyáron ilyen berendezésekkel fel lehet melegíteni a vizet zuhanyozáshoz, mosnivalóhoz és egyéb háztartási szükségletekhez Oroszország egész területén, még Ojmjakonban is – közölte kedden a tanulmányt támogató Orosz Tudományos Alapítvány (RSF) sajtószolgálata.
527
08/06/2018
Az orosz tudósok új nanokatalizátorokat hoztak létre, amelyek lehetővé teszik a különböző típusú bioüzemanyagok lebontását és tiszta hidrogén kinyerését. Az összeszerelési utasításokat az International Journal of Hydrogen Energy folyóiratban megjelent cikkben tették közzé.
718
29/11/2019
Az OAO Tatneftekhiminvest-holding igazgatótanácsának ülésén ma számos, a Tatár Köztársaság petrolkémiai komplexuma szempontjából lényeges kérdést tárgyaltak. A találkozóra a Tatár Köztársaság Kormányházában került sor, Rusztam Minnihanov Tatár Köztársaság elnöke elnökölt.
131
20/02/2017
A novoszibirszki tudósok a szennyvízhulladék katalizátorok segítségével történő hasznosítását javasolták. Általában az iszapot speciális hulladéklerakókban tárolják, vagy homokkal elégetik. Ez költséges és nem környezetbarát.
1660
31/10/2016
Miután rájöttek, hogyan lehet a szerotonin sóiból, a boldogság híres hormonjából kristályokat növeszteni, az orosz tudósok rájöttek, hogyan lehet jobban megjósolni az oldatokból előállított kristályok alakját. Az Orosz Tudományos Akadémia szibériai részlegének kémikusainak sikerült fontos lépést tenniük afelé, hogy megértsék azokat a törvényszerűségeket, amelyek alapján a molekulák sorakoznak fel a különféle közegekből származó kristályokban.
1676
21/07/2017
Az NSU tudósai az Orosz Tudományos Alapítvány (RSF) támogatását nyerték el. A tudósok fejlesztése elősegíti az alapvető tudományos problémák megoldását, valamint javítja a háztartási és professzionális légtisztítók teljesítményét.A novoszibirszki tudósok munkájának témája: "Fémkomplexek foto- és hőbontása, mint eljárás fém nanorészecskék és bimetál szerkezetek kialakítására fotokatalitikusan aktív anyagok felületén".
1558
24/04/2018
Az otthon valami meleg, hangulatos és első pillantásra nagyon konzervatív. Valójában azonban az építőipar lépést tart a technológiai fejlődéssel. Hogyan lehet megfizethetőbbé, olcsóbbá, környezetbarátabbá tenni a lakhatást? Összeállítottunk egy rövid áttekintést a jövő most megjelenő trendjeiről és technológiáiról.
1175
15/09/2018
A novoszibirszki tudósok továbbfejlesztették a levegőfertőtlenítés technológiáját. Az Akademgorodokon kifejlesztett szűrők a jövőben akár térben is használhatóak lesznek, jellemzőikben sokszorosan jobbak a meglévőknél.
617
21/05/2019
Szocsiban véget ért a 3. nemzetközi konferencia „A jövő tudománya” és a 4. összoroszországi fórum „A jövő tudománya – a fiatalok tudománya”. Megkértük a bennük résztvevő szibériai tudósokat, mondják el, milyen projekteket mutattak be a fórum rendezvényein, és milyen céllal jöttek ide.
457
A Föld belső energiája
Mivel a mágneses mező a bolygó belső magjában jön létre, a fenntartásához szükséges energia is szerves részét képezi a Föld teljes belső energiájának. Ennek az energiának a becslésében nagy a bizonytalanság. Ha jelenleg a külső mag mágneses mezőjének értéke megbízhatóan meghatározva, akkor a felületen lévő mágneses tér energiájának kiszámításához a relatív mágneses permeabilitás μ / μo értéke szükséges, és ennek értéke 1-től változhat. (amikor a mágneses erővonalak a földgömbön kívül haladnak) 100-ra (a Föld belső fémmagjához). Ezért, ha különböző μ/μo értékeket használunk, akkor a mágneses mező számított energiája 1,7 és 170 TW között lehet. Feltételesen 86 TW átlagértéket veszünk. Ebben az esetben a Föld összenergiája megegyezik a felszínen áthaladó hősugárzás energiájának (45 TW) és a mágneses tér fenntartásához szükséges energia (86 TW) összegével, azaz 131 TW.
A közelmúltban 15 amerikai, nyugat-európai és japán egyetem részvételével alapvető munkát végeztek a radioaktív izotópok bomlása által a Föld belsejéből a légkörbe tartó hőáram nagyságának kísérleti mérésére. Azt találták, hogy a 238U és 232Th radioaktív bomlása összesen 20 TW-tal járul hozzá a bolygó hőáramához. A 40K bomlás által kibocsátott neutrínók a kísérlet érzékenységi határa alatt voltak, de ismert, hogy nem járulnak hozzá 4 TW-nál nagyobb mértékben. A radioaktív bomlás nagyságát a geoneutrínó fluxusának pontos mérésével határozták meg a Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japán) segítségével, és a Borexino detektor (Olaszország) rendelkezésre álló adatai szerint összesen 24 TW.
Anderson „New Theory of the Earth” című alapvető monográfiája azt mutatja, hogy csak körülbelül 10 TW energia származhat nem radioaktív forrásokból, mint például a kéreg lehűlése és differenciálódása, a köpeny összenyomódása (tömörítése), árapály-súrlódás stb.
Kiderült egy jelentős eltérés: 34 TW keletkezik a Földön belül, és 131 TW fogyaszt.
A jelentős egyensúlyhiány (97 TW) komoly kétségeket vet fel, hogy az elsődleges tartalék képes biztosítani a Föld szükséges többletenergiáját. Ésszerűbb egy másik forrás létezését feltételezni, amely lehetővé teszi, hogy bolygónk tömeg-fényesség arányát tekintve egy szinten legyen más bolygókkal.
Bolygók tömeg-fényesség diagramja.
Napelemek
A keretes napelem modul általában panel formájában készül, amely eloxált alumínium keretbe van zárva. A fényt átvevő felületet edzett üveg védi. A monokristályos szilíciumot fotokonverterként használják.
A napelem (modul) napelemek több részéből áll, amelyek a fényenergiát elektromos árammá alakítják. Minden szakaszt polimer fóliák védenek a környezeti hatásoktól, és merev aljzattal vannak ellátva, amely ellenáll a mechanikai igénybevételnek. Minden rész rugalmas elemekkel van összekötve, így egy összecsukható panelt alkotnak a könnyebb szállítás és tárolás érdekében.
Rizs. 4. Napelemek
Rizs. 5.Napelemek a ház tetején
Vannak olyan kis méretű eszközök is, amelyek megtakarítják a hálózatról kapott energiát. Például egy hordozható napelemes töltő. 4,5-19 V névleges akkumulátorfeszültségű mobiltelefonok, GPS-ek, PDA-k, MP-3 és CD-lejátszók, rádióállomások, műholdas telefonok és egyéb elektronikus eszközök töltésére tervezték. Az amorf szilíciumot fotokonverterként használják. Ez az eszköz megszabadítja a hegymászókat, vadászokat, halászokat, turistákat, mentőszolgálatokat és más felhasználókat az álló és terjedelmes energiaforrások használatától. Összecsukható panel formájú, és úgy működik, mint egy kis erőmű, a napenergiát elektromos energiává alakítva. A napelemek erős és tartós polimer anyaggal vannak bevonva, könnyen és biztonságosan használhatók. Nem tartalmaznak törékeny komponenseket: üveget vagy kristályos szilíciumot, és -30 és +50 C közötti környezeti hőmérsékleten üzemeltethetők.
Rizs. 6. Külső akkumulátor Xtreme 12000 mAh napelemekkel
A napenergia felhasználása nem korlátozódik az elektromos energia előállítására. A napkollektorokra épülő rendszer lehetővé teszi a hőenergia fogadását, azaz a víz előre meghatározott hőmérsékletre történő felmelegítését a napsugárzás elnyelésével, hővé alakításával, felhalmozásával és a fogyasztónak történő továbbításával.
A rendszer két fő elemből áll:
– kültéri egység – napkollektoros vákuumkollektorok;
– beltéri egység – hőcserélő tartály.
Rizs. 7. MFK 001 lapos napkollektor a Meibes-től
A napkollektor vákuumkollektor biztosítja a napsugárzás összegyűjtését bármilyen időjárási viszonyok között, függetlenül a külső hőmérséklettől. Az ilyen kollektorok energiaelnyelési együtthatója 10-5¸ 10-6 vákuumfok esetén 98%. A napelemeket közvetlenül az épületek tetejére szerelik fel úgy, hogy a tetőterületet a leghatékonyabban használják fel az energiagyűjtésre. A kollektorok bármilyen szögben felszerelhetők, 0 és 90 fok között. A vákuumkollektorok élettartama legalább 15 év.
A hőcserélő tartály a napenergiából, valamint egyéb energiaforrásokból (pl. hagyományos elektromos, gáz- vagy gázolajjal működő hagyományos fűtőtest) kapott hő átalakítására, karbantartására és tárolására szolgáló automatizált rendszer, amely biztosítja a rendszert arra az esetre, ha az elégtelen napsugárzás miatt. Az így felmelegített víz a beltéri egység hőcserélőjéből a fűtési rendszer radiátoraiba áramlik, a tartály vizét pedig melegvíz ellátásra használják fel.
Rizs. 8. Tartályos hőcserélő
A mikroprocesszoros vezérlőegység célja a napkollektor és a hőcserélő tartály hőmérsékletének szabályozása, valamint ezen hőmérsékletek nagyságától függően a rendszer optimális nappali üzemmódjának kiválasztása. Ugyanakkor a szabályozó szabályozza a hűtőfolyadék áramlását a hőcserélőn keresztül, meghatározza a hőellátás irányát (melegvízhez vagy fűtéshez), valamint szabályozza az alapfűtő működését.
Éjszaka a rendszer automatizálása biztosítja a minimálisan szükséges további energia vonzását a helyiségben beállított hőmérséklet fenntartásához. A rendszer alacsony tehetetlenséggel rendelkezik, gyors üzemmódba kapcsol, és átlagosan akár 50%-os éves energiamegtakarítást tesz lehetővé.
Gravitációs energia víz alatti elektrokonverter
A jól ismert "hydroram" nevű vízemelő berendezés (14. ábra) korszerűsítésének eredményeként orosz tudósok feltaláltak egy másik vízemelő berendezést, amely a víz potenciális energiájának új átalakítója, amely valójában a kimeríthetetlen, környezetbarát és erőteljes energia új forrása.
Ha kellő mélységig teljesen vízbe merül, a mélységi statikus víznyomást egy adott mélységnél nagyobb nyomású időben pulzáló vízsugárrá alakítja át. A mélynyomás alatt lévő víz maga befolyik a jelátalakító vízbemenetébe, másrészt pedig még nagyobb nyomással kifolyik a kimeneten. Ez az átalakító használható mélykútszivattyúként, pulzáló vízsugárként és elektromos áramforrásként is, ha elektromos generátorral ellátott hidraulikus turbinát csatlakoztatunk a konnektorhoz. Jellemzője ugyanakkor, hogy a működéséhez egyetlen gramm sem kell a megszokott üzemanyagból, sem további energiaforrásból.
Rizs. 14. Hidroram
A fent leírt konverter egyaránt alkalmas édes- és tengervízben, álló- és mozgóvízben, tavakban és medencékben, mesterséges tározókban történő üzemeltetésre. Egyetlen indítással állandó paraméterekkel működik, napszaktól és éghajlati viszonyoktól függetlenül, hosszú évekig tartó megállás nélkül.
Ha ezt az átalakítót egy hidroturbinával és egy hagyományos elektromos generátorral kombinálják, vagyis amikor villamosenergia-termelő iparban használják, a vízbevételi terület egy négyzetméterétől számított 15 méteres vízbe merítési mélységben ~ 0,75 MW kimenő elektromos teljesítmény, 300 méter mélységben pedig ~ 30 MW kimenő elektromos teljesítmény érhető el. A tanulmányok azt mutatják, hogy a lehetséges elektromos teljesítmény a jelátalakító vízbe merülésének mélységével arányosan növekszik. Ez lehetővé teszi, hogy a vízbevezető nyílás kellően nagy területével, vagy több, egy egységbe kombinált berendezés egyidejű használatával szinte bármilyen szükséges elektromos áram kimenő teljesítményét elérjük. Ugyanakkor egy bármilyen kapacitású erőműhöz csak egy föld alatti vagy földi tározóra lesz szükség, miután teljesen megtelt vízzel, amelynek területe nem haladja meg a 8 m² / MW-ot és a víz magassága legalább 15 méter. . Így egy alapvetően új tározós erőmű jöhet létre, amely bármely hő- és atomerőmű helyébe léphet. Áramfejlesztő Huter DY6500L.
Az átalakítót úgy is be lehet állítani, hogy amikor a víz áthalad rajta, azt energiaveszteség nélkül fel tudja melegíteni és áramot termelni. Például egy 20 méter mélységben elhelyezett, 500 kW teljesítményű függőleges egyedi modul bizonyos kezdeti tervezési paraméterekkel és a környező víz hűtésére irányuló intézkedések nélkül már 4 óra működés után képes felmelegíteni a környező vizet. a megfelelő földalatti vagy földi tartály +15 °C és + 75 °C közötti hőmérsékletről. Így hatékonyan használható helyiségfűtésre.
Szélturbinák
A szélturbinák olyan berendezések, amelyeket arra terveztek, hogy a szél áramából villamos energiát állítsanak elő. Használhatók távoli és elszigetelt helyeken, különböző éghajlati övezetekben, kedvező szélviszonyok mellett, ahol nincs központosított áramellátás, vagy annak ellátása rendszertelen. Például egy szélerőmű elektromos árammal látja el a fogyasztókat háztartási készülékek, világító lámpák, háztartási és speciális kommunikációs eszközök, televízió- és rádiókommunikációs vonalak, műholdas és mobil számítógépes kommunikációs eszközök, mobil és helyhez kötött navigációs és meteorológiai állomások, rádió állomások, világítótornyok és rádiójeladók, orvosi és tudományos berendezések, vízszivattyúk, akkumulátortöltés biztosítására, stb. Szél hiányában a fogyasztók áramellátását és teljesítményét tároló akkumulátor biztosítja. Az invertert a vezérlőegységhez csatlakoztatva a 24 V DC feszültséget 220 V AC feszültséggé alakíthatja.
Rizs. 9.Szélturbinák A osztály
A szélerőmű autonóm, megbízható, automata berendezés, amely működése során nem igényel szolgálatot, és egyéni fogyasztók (nyáronlakók, kertészek, műszakmunkások, vadászok, gazdálkodók, halászok, geológiai expedíciók) autonóm áramellátására szolgál. , valamint navigációs, meteorológiai, rádiórelé és egyéb posztok a terepen történő folyamatos áramellátásban.
Rizs. 10. A szélturbinák vázlata
geotermikus energia földenergia
A geotermikus energiaforrások kétféleek lehetnek. Az első típus a természetes hőhordozókból álló földalatti medencék - forró víz (hidrotermikus források), vagy gőz (gőz termálforrások), vagy gőz-víz keverék.
Rizs. 15. A geotermikus energiaforrások első típusa - természetes hőhordozók földalatti medencéi
Lényegében az első típusú források közvetlenül használatra kész „földalatti kazánok”, ahonnan közönséges fúrólyukak segítségével lehet vizet vagy gőzt kinyerni.
A második típus a forró sziklák hője. Az ilyen horizontokba vizet pumpálva gőzt vagy forró vizet kaphat a kifolyónál további energiacélú felhasználásra. A geotermikus energiát villamos energia előállítására, lakások, üvegházak fűtésére stb. használják. Hűtőközegként száraz gőzt, túlhevített vizet vagy bármilyen alacsony forráspontú hűtőközeget (ammónia, freon stb.) használnak.
Rizs. 16. A geotermikus energiaforrások második típusa
Előadás témában A NAP ENERGIÁJÁNAK FELHASZNÁLÁSA A FÖLDÖN. A Nap az élet forrása mindennek a földön Az élet forrása A nap A nap a fő energiaforrás. átirat
1
NAPENERGIA HASZNÁLATA A FÖLDÖN
2
A nap az élet forrása mindennek a földön, az élet forrása A nap A nap a fő energiaforrás a Földön, és a kiváltó ok, amely bolygónk egyéb energiaforrásainak többségét, például szén- és olajkészleteket hozta létre. , gáz, szélenergia és esővíz, elektromos energia stb. .d. A Nap energiája, amely főként sugárzási energia formájában szabadul fel, akkora, hogy azt még elképzelni is nehéz.
3
New Yorkban még a szemétgyűjtők is használnak napenergiát. Itt két kerületben másfél éve működnek intelligens napelemes szemétkonténerek - BigBelly. A szilícium fotocellák által elektromossággá alakított fény energiáját felhasználva tömörítik a tartalmat.
4
Számos energiaforrás létezik a Földön, de abból ítélve, hogy az energiaárak milyen gyorsan emelkednek, még mindig nem elegendőek. Sok szakértő úgy véli, hogy 2020-ra három és félszer több üzemanyagra lesz szükség.
5
A fémoxid fólia üvegfelületre történő felhordásának legújabb technológiája lehetővé teszi nagy vékonyrétegű napelem modulok létrehozását. Amerikában egyetlen projektre - egy naperőmű építésére a Negev-sivatagban (Izrael) - különítettek el 100 millió dollárt.
6
A "Sun City" kísérleti területet a holland Herhyugovard város közelében hoztak létre. Az itteni házak tetejét napelemek borítják. A képen látható ház 25 kW-ig termel. A "Nap városa" teljes kapacitását a tervek szerint 5 MW-ra növelik. Az ilyen házak autonómmá válnak a rendszertől.
7
A nap energiaforrásként is használható a járművek számára. Ausztráliában 19 éve rendezik meg az éves napelemes elektromos autók versenyét a Darwin és Adelaide városok közötti pályán (3000 km). 1990-ben a Sanyo napelemes repülőgépet épített.
8
A VILÁG napteteje alatt (energia állomások és "napházak") Egy fókuszált mikrohullámú sugár a napelemek által összegyűjtött energiát továbbíthatja a Föld felé, vagy elláthatja vele az űrhajókat. A napfénnyel ellentétben ez a mikrohullámú sugár legfeljebb 2%-ot veszít energiájából a légkör „lebomlása” során. Nemrég David Criswell támasztotta fel az ötletet.
9
A MIR (erőművek és "napelemes házak") napelemes tetője alatt NSTTF amerikai napelemes installáció termikus teszteléshez és energetikai kísérletekhez.A napenergia gyűjtésének egyik régi módja a SES, amelyet Bernard Dubos talált fel. Azt javasolta, hogy a sivatagban építsenek kiterjedt üvegtetőket magas kéményekkel.
10
A VILÁG Solar Roof of the WORLD (Power Plants and Solar Homes) alatt a TransOption Association, a New Jersey-i köz- és magánközlekedési vállalatok egyesülete, évente megrendezi a napelemes modellautó-versenyt iskolai csapatok számára.
A világóceán energiája
A Világóceán energiáját a szörfözés, a hullámok, az árapály, az óceán felszíni és mélyrétegeinek vízhőmérséklet-különbsége, az áramlatok stb.
Az árapályhullámok hatalmas energiapotenciált hordoznak - 3 milliárd kW. Egyre nagyobb a szakemberek érdeklődése a kontinensek partjaihoz közeli óceánszint-ingadozások iránt. Az árapály-energiát az ember évszázadok óta használja malmok és fűrészmalmok meghajtására. De a gőzgép megjelenésével a 60-as évek közepéig feledésbe merült, amikor az első PES-t elindították Franciaországban és a Szovjetunióban. Az árapály energia állandó. Emiatt az árapály-erőművekben (TPP-k) megtermelt villamos energia mennyisége mindig előre tudható, ellentétben a hagyományos vízerőművekkel, ahol a kapott energia mennyisége a folyó vízjárásától függ, ami nem csak a annak a területnek az éghajlati jellemzői, amelyen keresztül átfolyik, de az időjárási viszonyok is.
Rizs. 17. Az árapály-energiát villamos energiává feldolgozó készülékek modellje
Úgy tartják, hogy az Atlanti-óceán rendelkezik a legnagyobb árapályenergia-tartalékokkal. A Csendes-óceánban és a Jeges-tengerben is hatalmas árapályenergia-tartalékok vannak. Az ÁFSZ létesítésekor átfogóan kell értékelni a környezetre gyakorolt hatásukat, mivel az elég nagy. A nagy vízerőművek építési területein az árapály magassága jelentősen megváltozik, az állomás vízterületének vízháztartása megbomlik, ami súlyosan érintheti a halászatot, az osztriga, kagyló stb.
A Világóceán energiaforrásai közé tartozik a hullámok energiája és a hőmérsékleti gradiens is. A szélhullámok energiáját összesen évi 2,7 milliárd kW-ra becsülik.
Kvázi-nukleáris fúziós reakciók
A Föld belső magjában a nyomás eléri a 3,6*10^6 bar körüli értéket. A helyi területeken a hosszanti földrengéshullámok antinódusainak helyén a nyomás 10 ^ 8 bar-ra emelkedik, 6000 K nagyságrendű hőmérsékleten, és eléri azt a szintet, amelynél alagútképződés és termonukleáris reakciók előfordulása lehetséges, amint az az ábrán látható. Zel'dovich és Wang Hong-chang művei.
Azokon a helyeken, ahol a termonukleáris reakciók helyi gócai fordulnak elő, a hőmérsékletnek meredeken kell emelkednie. Ebben az esetben megtörténik a hidridek bomlása, a hidrogén átalakulása a hidridion formából a protongázba, és ennek megfelelően nagy mennyiségű hidrogén szabadul fel. Ebben az esetben az anyag térfogata jelentősen megnő a tömeg megváltoztatása nélkül (egy köbcentiméter vas-hidridben 550 köbcentiméter hidrogén van). Ami viszont a bolygó magjában lévő anyag térfogatának növekedéséhez vezet, a tömeg enyhe változásával. Más szóval, a belső mag hidridjei a külső mag fémjére és hidrogénre bomlanak, ami szintén a Föld térfogatának növekedéséhez vezet. Megjegyzendő, hogy termonukleáris láncreakció nem jöhet létre, mert. a felesleges hő a hűtőfolyadékkal, a hidrogénnel együtt távozik a külső szférákba (mély folyadékokba), és a hőmérséklet csökken.
A Föld belső magja úgymond nagyon lassan „forr”, mint a kátrány, azaz rugalmas hullámok hozzáadásával a belső mag különböző helyein szórványosan lokális szintézisreakciók mennek végbe. Nevezzük ezt a folyamatot „kvázi-termonukleárisnak”.
A magban lévő hidridek bomlásának energiamérlege a következőképpen ábrázolható:
∂QT + m = p ∂V + ∂QH, ahol m a hidrogén kémiai potenciálja hidridekben, ∂QТ a szórványos hidrogénfúziós reakciók termonukleáris hője a p atommag bomlási zónájában, ∂QH a hidrogénből elszállt hő protongázzal (hidrogén atommagokkal) mint hűtőközeggel bomlási zónában, ezért a szilárd mag felületén a hőmérsékletnek magasabbnak kell lennie, mint a belsejében.
