דיווח-הודעה שימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ

חום רדיוגני

על מנת להעריך את יצירת החום כתוצאה מהתפרקות יסודות רדיואקטיביים, יש צורך לדעת את התפלגותם בכדור הארץ. מידע כזה אינו זמין כרגע. בעת הערכה, חומר כדור הארץ מזוהה בדרך כלל עם חומר מטאוריטים (בהתחשב בזה האחרון כחומר המקורי, הפרוטופלנטרי). מעטפת כדור הארץ מיוחסת לשחרור חום רדיוגני, האופייני לכונדריטים; ליבה - מאפיין מטאוריטי ברזל.

ייצור חום מודרני במסגרת מודל כזה מוערך במונחים של W_ג = 2.3 • 102 קלוריות לשנה ~ 1021 J/שנה.

חום זה מספק זרימה

מה שמתאים היטב לשטף החום המודרני של כדור הארץ. לפיכך, על פי הערכות אלה, ייצור החום הרדיוגני הנוכחי מכסה את הפסדי החום הנוכחיים מפני השטח של כדור הארץ.

בעבר, יצירת החום הרדיוגני הייתה גבוהה יותר, שכן ריכוז היסודות הרדיואקטיביים משתנה בהתאם לחוק

איפה W_ש — יצירת חום בתחילת ההיסטוריה של כדור הארץ; A-1 ~ 2.6 Ga.

W_ש ניתן לחשב כ W_ש = W_ט ה, כאשר m = 4.6 מיליארד שנים הוא גיל כדור הארץ. בהתבסס על מחצית החיים של האלמנטים העיקריים, ניתן להעריך זאת W_ש = (5—6) W_ג.

בדרך כלל נעשה שימוש באומדנים הבאים של שחרור חום עבור מטאוריטים:

• • כונדריטים ר ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1.7 • 1 (G8 W / m3.
• • מטאוריטי ברזל R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1.3 • 1 (Г8 W/m3. המקורות הרדיואקטיביים העיקריים ארוכים הם אורניום, אשלגן ותוריום. נתונים על שחרור החום של אורניום U ואשלגן K מוצגים בטבלאות 1.1 ו 6.3. עבור Th מחצית חיים - 13.9 מיליארד שנים, ייצור חום - 2.7 • KG5 W / kg.

יצירת החום הכוללת בכל ההיסטוריה של כדור הארץ היא

לפי משוואה (6.9), אנרגיה זו יכולה לחמם את כדור הארץ לטמפרטורה AT~ 1700 מעלות צלזיוס.

יש חוקרים הסבורים (לדוגמה, Bolt, 1984) שיש צורך לקחת בחשבון גם את התרומה של יסודות רדיואקטיביים קצרי מועד, שיכולים להיות משמעותיים למדי ולתת חימום נוסף בכמה מאות מעלות. נתונים על זמן מחצית החיים של כמה אלמנטים קצרי חיים מובאים בטבלה. 6.5.

השיטה המתוארת של חום רדיוגני היא אומדן. השאלה עד כמה סביר ניתן להתייחס לכך שמטאוריטים מודרניים שהתעוררו בחגורה בין מאדים לצדק ועברו דרך התפתחות ארוכה וקשה משקפים נכון את תכולת היסודות הרדיואקטיביים בקונכיות כדור הארץ.

זמן מחצית חיים של כמה אלמנטים קצרי מועד

אֵלֵמֶנט	חצי חיים ט{/2, מיליארד שנים
A126	0,73
C136	0,3
Fe60	0,3

לא נפתר במלואו, אבל רוב החוקרים דבקים בנקודת מבט זו.

לפיכך, התרומה של טרנספורמציות רדיואקטיביות לאנרגיה של כדור הארץ היא משמעותית מאוד ואולי יש לה ערך דומיננטי.

עם זאת, קיימות הערכות (לדוגמה, Sorokhtin, Ushakov, 2002), לפיהן מקור רדיוגני הוא בעל חשיבות נמוכה בהרבה באנרגיה של כדור הארץ ה \u003d 0.43 * 1031 J.

חימום גיאותרמי לבית

ערכת חימום גיאותרמי

ראשית עליך להבין את העקרונות של השגת אנרגיה תרמית. הם מבוססים על עליית הטמפרטורה ככל שאתה הולך עמוק יותר לתוך כדור הארץ. במבט ראשון, העלייה בדרגת החימום אינה משמעותית. אבל הודות להופעת הטכנולוגיות החדשות, חימום הבית בחום האדמה הפך למציאות.

התנאי העיקרי לארגון חימום גיאותרמי הוא טמפרטורה של לפחות 6 מעלות צלזיוס. זה אופייני לשכבות בינוניות ועמוקות של אדמה ומאגרים. האחרונים תלויים מאוד בטמפרטורה החיצונית, ולכן הם משמשים לעתים רחוקות. איך אפשר לארגן באופן מעשי את חימום הבית באנרגיה של כדור הארץ?

כדי לעשות זאת, יש צורך ליצור 3 מעגלים מלאים בנוזלים עם מאפיינים טכניים שונים:

• חִיצוֹנִי. לעתים קרובות יותר זה מסתובב אנטיפריז.התחממותו לטמפרטורה שאינה נמוכה מ-6 מעלות צלזיוס מתרחשת בשל האנרגיה של כדור הארץ;
• משאבת חום. בלעדיו, חימום מאנרגיה של כדור הארץ הוא בלתי אפשרי. נושא החום מהמעגל החיצוני מעביר את האנרגיה שלו לקירור באמצעות מחליף חום. טמפרטורת האידוי שלו נמוכה מ-6 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, הוא נכנס למדחס, שם, לאחר הדחיסה, הטמפרטורה עולה ל -70 מעלות צלזיוס;
• קו מתאר פנימי. על פי תכנית דומה, חום מועבר מקירור הדחוס למים במערכת המתגברת. לפיכך, חימום מבטן האדמה מתרחש בעלות מינימלית.

למרות היתרונות הברורים, נדיר למצוא מערכות כאלה. זאת בשל העלויות הגבוהות של רכישת ציוד וארגון מעגל צריכת חום חיצוני.

עדיף להפקיד את חישוב החימום מחום האדמה בידי אנשי מקצוע. היעילות של המערכת כולה תהיה תלויה בנכונות החישובים.

אנרגיות קוסמיות ופלנטריות.

יין ויאנג הן שתי אנרגיות קוסמיות. מספר אינסופי של זרימות דמויות מערבולת טבעתיות חודרות לחלל, עוברות דרך כוכב הלכת הקטן שלנו. ברגע המעבר בגוף הפלנטה, הזרימה משנה את הסימן שלה להיפך, כלומר זרימת ה-YANG נכנסת לכדור הארץ, וזרימת ה-YIN יוצאת (איור 1.2). נכון עוד יותר לומר שאנחנו מדברים לא על שתיים, אלא על אנרגיה אחת. במעבר בגוף הפלנטה, זרימת היאנג מעניקה לו את המרכיב הפעיל שלו ובנקודת היציאה נוצרת מעין זרימה של חוסר אנרגיה. אולם, כאמור לעיל, אנו רגילים לראות הכל בצבע כפול, בדואליות המושגים, וקל לנו יותר לפעול עם המושגים YIN ו-YANG מאשר עם המושגים של נוכחות והעדר אנרגיה. מכיוון שיש אינסוף זרימות של חוזקות שונות, במקום אחד יהיו גם זרימות YANG שמגיעות מלמעלה וגם זרימות YIN שמגיעות מלמטה (איור 1.3).

ומה הקשר לזרימות הקוסמיות הללו לאדם רגיל? אתה צריך להיות מוטרד. ברמת התפתחות המודעות והאנרגיה שבה אנו נמצאים, איננו מקיימים אינטראקציה עם הזרימות הקוסמיות המקוריות. יתר על כך. ללא ארגון מחדש מוחלט של כל מהותו של אדם, ניסיון להיפתח לנחלים הללו יהרוס לאדם באותה קלות שבה חומצה הידרוכלורית תכלה את מערכת האינסטלציה, אם מישהו ירצה לשאוב אותה במקום מים. לא היו הרבה אנשים בהיסטוריה של הציוויליזציה שהצליחו להתמזג עם הזרם הקוסמי, לרוב הם ידועים: משה, בודהה, ישו, מוחמד, עוד כמה נביאים ויוגים.

אם אנחנו עדיין לא שואפים לשחק את תפקיד הבודהה, אנחנו לא ממהרים להיפתח לזרימות המקוריות, כדי לנוע במודע בנתיב השלמות, אנחנו צריכים להבין את המנגנון להיווצרות של ארבע אנרגיות פלנטריות משתי אנרגיות YIN-YANG המקוריות, אך לא נגישות לנו: "אוויר - אדמה - אש - מים". זרם ה-Yang "החם", הנכנס לאטמוספירה של כוכב הלכת, מקיים אינטראקציה עם זרם ה-YIN ה"קר" העולה מלמטה ומומר לאנרגיה של אוויר. בתורו, הזרימה ה"קרה" של YIN-שמיים, העולה למעלה, מתערבבת עם הזרימה ה"חמה" של YANG-שמיים היורדת, ומייצר את האנרגיה של כדור הארץ. נכנה על תנאי לזוג אוויר-אדמה אנרגיות חיצוניות (ביחס לאדם).

הרמה הבאה של טרנספורמציה קשורה ישירות
עם יצורים חיים המאכלסים את הפלנטה שלנו. אנרגיה אוויר
מומרת על ידי יצורים חיים לאנרגיה של אש, והאנרגיה
אדמה למים. זוג "אש - מים" נקרא פנימי (לפי
ביחס לאדם) אנרגיות. אם תסדר את האנרגיות
עיקרון חם - קר, ואז נקבל את הדפוס הבא:
קוסמי YANG - אוויר - אש ומים - כדור הארץ - קוסמי
YIN (איור 1.4). כפי שאתה יכול לראות, זרמים אלה שונים בלבד
היחס בין הרכיב חם-קר, שניתן להציג
על המונאדה (איור 1.5), שם החיצוני
אנרגיה, ובאופקי - פנימי.

בואו נסכים מיד שהאנרגיות הפלנטריות "אדמה", "מים", "אש" ו"אוויר" והאדמה עליה אנו הולכים, המים שאנו שותים, האש שאנו מבשלים עליה והאוויר שאנו נושמים אינם זהים. אין שמות מתאימים לאנרגיות פלנטריות בשפה שלנו. עלינו להשתמש באנלוגיות. ליתר דיוק, משמעות המונחים שלעיל היא: אנרגיה קרה ואינרטית כמו אדמה, קרירה ונוזלת כמו מים, חמה ופעילה כמו אש, נדירה ונדיפה כמו אוויר. לשם הפשטות, כאשר אנו כותבים אוויר באות גדולה, אנו מתכוונים לאנרגיה, כאשר האוויר, אז תערובת הגזים שאנו נושמים.

כל האנרגיות הפלנטריות קשורות ישירות לאדם. לאנרגיות חיצוניות בגוף האדם יש נקודות כניסה משלהן, לאנרגיות פנימיות יש מקומות לוקליזציה משלהן בגוף. סכימה משוערת של תפקוד האנרגיות היא כדלקמן. האנרגיה של כדור הארץ נכנסת לגוף דרך כפות הרגליים והופכת למים באזור האגן (איור 1.6). בואו נקרא לאזור של טרנספורמציה של אנרגיית המים "הקלחת התחתונה", התופסת את המרחק מהפרינאום לבטן העליונה (איור 1.7).

אפשרויות להסדרת חימום גיאותרמי

שיטות לסידור קו המתאר החיצוני

כדי שאנרגיה של כדור הארץ תחמם את הבית תשמש כמה שיותר, צריך לבחור את המעגל המתאים למעגל החיצוני. למעשה, כל מדיום יכול להוות מקור לאנרגיה תרמית - מתחת לאדמה, מים או אוויר.

אבל חשוב לקחת בחשבון שינויים עונתיים בתנאי מזג האוויר, כפי שנדון לעיל.

כיום נפוצים שני סוגי מערכות המשמשות למעשה לחימום בית בשל חום האדמה – אופקית ואנכית. גורם הבחירה העיקרי הוא שטח הקרקע. פריסת הצינורות לחימום הבית באנרגיה של כדור הארץ תלויה בכך.

בנוסף לכך, נלקחים בחשבון הגורמים הבאים:

• הרכב הקרקע. באזורים סלעיים וחצניים, קשה ליצור פירים אנכיים להנחת כבישים מהירים;
• רמת הקפאת אדמה. הוא יקבע את העומק האופטימלי של הצינורות;
• מיקום מי התהום. ככל שהם גבוהים יותר, כך טוב יותר עבור חימום גיאותרמי. במקרה זה, הטמפרטורה תגדל עם העומק, שהוא התנאי האופטימלי לחימום מאנרגיית כדור הארץ.

אתה גם צריך לדעת על האפשרות של העברת אנרגיה הפוכה בקיץ. אז חימום של בית פרטי מהקרקע לא יתפקד, והחום העודף יעבור מהבית לאדמה. כל מערכות הקירור פועלות על אותו עיקרון. אבל בשביל זה אתה צריך להתקין ציוד נוסף.

אי אפשר לתכנן התקנה של מעגל חיצוני מחוץ לבית. זה יגדיל את הפסדי החום בחימום מבטן האדמה.

ערכת חימום גיאותרמי אופקי

סידור אופקי של צינורות חיצוניים

הדרך הנפוצה ביותר להתקנת כבישים מהירים חיצוניים. זה נוח עבור קלות ההתקנה והיכולת להחליף במהירות יחסית חלקים פגומים של הצינור.

להתקנה על פי סכימה זו, נעשה שימוש במערכת אספן. לשם כך, נעשים מספר קווי מתאר, הממוקמים במרחק מינימלי של 0.3 מ' אחד מהשני. הם מחוברים באמצעות אספן, המספק את נוזל הקירור בהמשך למשאבת החום. זה יבטיח אספקת אנרגיה מקסימלית לחימום מחום כדור הארץ.

עם זאת, יש כמה דברים שחשוב לזכור:

• שטח חצר גדול. עבור בית של כ-150 מ"ר, זה חייב להיות לפחות 300 מ"ר;
• צינורות חייבים להיות קבועים לעומק מתחת לרמת הקפאה של האדמה;
• עם תנועה אפשרית של אדמה במהלך שיטפונות באביב, הסבירות לעקירה של כבישים מהירים עולה.

היתרון המובהק של חימום מחום כדור הארץ מסוג אופקי הוא האפשרות של סידור עצמי. ברוב המקרים, הדבר לא ידרוש מעורבות של ציוד מיוחד.

להעברת חום מקסימלית, יש צורך להשתמש בצינורות בעלי מוליכות תרמית גבוהה - צינורות פולימריים דקים. אך יחד עם זאת, כדאי לשקול דרכים לבידוד צינורות חימום באדמה.

תרשים אנכי של חימום גיאותרמי

מערכת גיאותרמית אנכית

זוהי דרך גוזלת יותר זמן לארגן חימום של בית פרטי מהקרקע. צינורות ממוקמים אנכית, בבארות מיוחדות

חשוב לדעת שתוכנית כזו היא הרבה יותר יעילה מאשר אנכית.

היתרון העיקרי שלו הוא הגדלת מידת חימום המים במעגל החיצוני. הָהֵן. ככל שהצינורות ממוקמים עמוק יותר, כך תיכנס למערכת כמות החום של כדור הארץ לחימום הבית. גורם נוסף הוא שטח הקרקע הקטן. במקרים מסוימים, סידור מעגל החימום הגיאותרמי החיצוני מתבצע עוד לפני בניית הבית בסביבה הקרובה של הקרן.

באילו קשיים ניתן להיתקל בהשגת אנרגיית אדמה לחימום בית לפי תכנית זו?

• כמותי לאיכות. עבור סידור אנכי, אורך הכבישים המהירים הוא הרבה יותר גבוה. זה מפוצה על ידי טמפרטורת קרקע גבוהה יותר. כדי לעשות זאת, אתה צריך לעשות בארות בעומק של עד 50 מ', וזו עבודה מפרכת;
• הרכב הקרקע. עבור אדמה סלעית, יש צורך להשתמש במכונות קידוח מיוחדות. בחמר, כדי למנוע נשירה של הבאר, מותקן מעטפת מגן עשויה בטון מזוין או פלסטיק בעל קירות עבים;
• במקרה של תקלות או אובדן אטימות, תהליך התיקון הופך מסובך יותר. במקרה זה, כשלים ארוכי טווח בפעולת חימום הבית עבור האנרגיה התרמית של כדור הארץ אפשריים.

אך למרות העלויות הראשוניות הגבוהות ומורכבות ההתקנה, הסידור האנכי של הכבישים המהירים הוא אופטימלי. מומחים מייעצים להשתמש בדיוק בתוכנית התקנה כזו.

עבור מחזור נוזל הקירור במעגל החיצוני במערכת אנכית, יש צורך במשאבות מחזור חזקות.

חדשות דומות

12/02/2019

מדענים מרוסיה ואיטליה חישבו באילו אזורים בפדרציה הרוסית ולאילו צרכים כדאי להשתמש בממירי חום המופעלים על ידי אנרגיה סולארית. התברר שבקיץ מתקנים כאלה יכולים לחמם מים למקלחות, כביסה וצרכי ​​בית אחרים ברחבי רוסיה, אפילו באוימאקון, כך אמר ביום שלישי שירות העיתונות של קרן המדע הרוסית (RSF), שתמכה במחקר.

527

08/06/2018

מדענים מרוסיה יצרו ננו-זרזים חדשים המאפשרים לפרק סוגים שונים של דלקים ביולוגיים ולהפיק מהם מימן טהור. הוראות הרכבה פורסמו במאמר שפורסם ב-International Journal of Hydrogen Energy.

718

29/11/2019

מספר נושאים הרלוונטיים למתחם הפטרוכימי של הרפובליקה של טטרסטן נבחנו היום בישיבת מועצת המנהלים של OAO Tatneftekhiminvest-holding. הפגישה התקיימה בבית ממשלת הרפובליקה של טטרסטן, בראשה עמד נשיא הרפובליקה של טטרסטן רוסטם מיניחנוב.

131

20/02/2017

מדענים של נובוסיבירסק הציעו לנצל פסולת שפכים בעזרת זרזים. בדרך כלל, בוצה מאוחסנת במזבלות מיוחדות או נשרפות בחול. זה יקר ולא ידידותי לסביבה.

1660

31/10/2016

לאחר שהבינו כיצד לגדל גבישים של מלחים של סרוטונין, הורמון האושר המפורסם, מדענים רוסים הבינו כיצד לחזות טוב יותר את הצורות של גבישים אחרים שגדלו מתמיסות. כימאים מהענף הסיבירי של האקדמיה הרוסית למדעים הצליחו לעשות צעד חשוב לקראת הבנת החוקים שלפיהם מולקולות מסתדרות בגבישים שגדלו מדיות שונות.

1676

21/07/2017

מדעני NSU זכו במענק מקרן המדע הרוסי (RSF). פיתוח מדענים יעזור לפתור בעיות מדעיות בסיסיות, כמו גם לשפר את הביצועים של מטהרי אוויר ביתיים ומקצועיים.נושא עבודתם של מדעני נובוסיבירסק הוא "פירוק צילום ותרמי של מתחמי מתכת כשיטה להיווצרות ננו-חלקיקי מתכת ומבנים דו-מתכתיים על פני חומרים פעילים פוטו-קטליטית".

1558

24/04/2018

בית הוא משהו חם, נעים ובמבט ראשון, שמרני מאוד. אבל למעשה, הבנייה עומדת בקצב ההתקדמות הטכנולוגית. איך להפוך את הדיור למשתלם יותר, זול יותר, ידידותי לסביבה? יצרנו סקירה קצרה של המגמות והטכנולוגיות של העתיד שמופיעות כעת.

1175

15/09/2018

מדענים נובוסיבירסק שיפרו את הטכנולוגיה של חיטוי אוויר. בעתיד ניתן להשתמש במסננים שפותחו באקדמגורודוק גם בחלל, מבחינת מאפיינים הם טובים פי כמה מהקיימים.

617

21/05/2019

הכנס הבינלאומי ה-3 "מדע העתיד" והפורום הכל-רוסי הרביעי "מדע העתיד - מדע הצעירים" הסתיימו בסוצ'י. ביקשנו מהמדענים הסיבירים המשתתפים בהם לספר לנו אילו פרויקטים הציגו באירועי הפורום ולאילו מטרות הגיעו לכאן.

457

אנרגיה פנימית של כדור הארץ

מכיוון שהשדה המגנטי נוצר בליבה הפנימית של כוכב הלכת, האנרגיה הנדרשת כדי לשמור עליו היא גם חלק בלתי נפרד מכלל האנרגיה הפנימית של כדור הארץ. יש מידה רבה של אי ודאות בהערכת האנרגיה הזו. אם נכון לעכשיו הערך של השדה המגנטי של הליבה החיצונית נקבע בביטחון, אז כדי לחשב את האנרגיה של השדה המגנטי על פני השטח, הערך של החדירות המגנטית היחסית μ / μo נחוץ, וערכו יכול להשתנות מ-1 (כאשר קווי שדה מגנטי עוברים מחוץ לכדור הארץ) ל-100 (עבור הליבה המתכתית הפנימית של כדור הארץ). לכן, אם משתמשים בערכים שונים של μ/μo, אז האנרגיה המחושבת של השדה המגנטי יכולה להיות בטווח שבין 1.7 ל-170 TW. ניקח באופן מותנה את הערך הממוצע של 86 TW. במקרה זה, האנרגיה הכוללת של כדור הארץ שווה לסכום האנרגיה של קרינת החום דרך פני השטח (45 TW) והאנרגיה הנדרשת לשמירה על השדה המגנטי (86 TW), כלומר 131 TW.

לאחרונה, בהשתתפות 15 אוניברסיטאות בארה"ב, מערב אירופה ויפן, בוצעה עבודה יסודית על מדידה ניסיונית של גודל שטף החום מבפנים כדור הארץ לאטמוספירה שנגרם כתוצאה מהתפרקות איזוטופים רדיואקטיביים. נמצא שהדעיכה הרדיואקטיבית של 238U ו-232Th תורמת תרומה כוללת של 20 TW לשטף החום של הפלנטה. הנייטרינים שנפלטו מהדעיכה של 40K היו מתחת לגבול הרגישות של ניסוי זה, אך ידוע שהם תורמים לא יותר מ-4 TW. עוצמת ההתפרקות הרדיואקטיבית נקבעה על פי מדידות מדויקות של שטף הגיאוניטרינו באמצעות גלאי ה-Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino (יפן) ולפי הנתונים הזמינים מגלאי Borexino (איטליה), מסתכם ב-24 TW.

המונוגרפיה היסודית של אנדרסון "התיאוריה החדשה של כדור הארץ" מראה שרק כ-10 TW של אנרגיה יכולה להגיע ממקורות לא רדיואקטיביים, כמו קירור והתמיינות של הקרום, דחיסה (דחיסה) של המעטפת, חיכוך גאות ושפל וכו'.

מסתבר שיש אי התאמה משמעותית: 34 TW נוצרים בתוך כדור הארץ, ו-131 TW נצרכים.

חוסר איזון משמעותי (97 TW) מעורר ספקות רציניים שהעתודה הראשונית מסוגלת לספק את האנרגיה הנוספת הדרושה לכדור הארץ. סביר יותר להניח את קיומו של מקור אחר המאפשר לכוכב הלכת שלנו להיות בשווה לכוכבי לכת אחרים מבחינת יחס מסה-בהירות.

דיאגרמת תאורה מסה עבור כוכבי לכת.

פנלים סולאריים

מודול שמש מסגרת עשוי בדרך כלל בצורה של פאנל, אשר סגור במסגרת אלומיניום אנודייז. המשטח קולט האור מוגן על ידי זכוכית מחוסמת. סיליקון מונו-גבישי משמש כממירי פוטו.

סוללה סולארית (מודול) מורכבת ממספר מקטעים של תאים סולאריים הממירים אנרגיית אור לחשמל. כל חלק מוגן מפני השפעות סביבתיות על ידי סרטים פולימריים ומסופק עם מצע קשיח, המספק עמידות ללחץ מכני. כל החלקים מחוברים זה לזה על ידי אלמנטים גמישים, ויוצרים פאנל הניתן לקיפול לנוחות הובלה ואחסון.

אורז. 4. פאנלים סולאריים

אורז. 5.פאנלים סולאריים על גג הבית

ישנם גם מכשירים קטנים שחוסכים באנרגיה המתקבלת מהרשת. למשל, מטען סולארי נייד. מיועד לטעינת טלפונים ניידים, GPS, מחשבי כף יד, נגני MP-3 ותקליטורים, תחנות רדיו, טלפונים לווייניים ומכשירים אלקטרוניים אחרים עם מתח סוללה נומינלי של 4.5-19 וולט. סיליקון אמורפי משמש כממירי פוטו. מכשיר זה משחרר מטפסים, ציידים, דייגים, תיירים, שירותי הצלה ומשתמשים אחרים משימוש במקורות אנרגיה נייחים ומגושמים. הוא עשוי בצורת פאנל מתקפל ופועל כמו תחנת כוח קטנה, והופכת אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית. תאים סולאריים מכוסים בחומר פולימרי חזק ועמיד, קל ובטוח לשימוש. הם אינם מכילים רכיבים שבירים: זכוכית או סיליקון גבישי וניתן להפעיל אותם בטמפרטורות סביבה של -30 עד +50 C.

אורז. 6. סוללה חיצונית Xtreme 12000 mAh עם תאים סולאריים

השימוש באנרגיה סולארית אינו מוגבל לייצור אנרגיה חשמלית. מערכת המבוססת על קולטי ואקום סולאריים מאפשרת לקבל אנרגיה תרמית, כלומר לחמם מים לטמפרטורה קבועה מראש, על ידי קליטת קרינת שמש, הפיכתה לחום, צבירתה והעברתה לצרכן.

המערכת מורכבת משני מרכיבים עיקריים:

- יחידה חיצונית - קולטי ואקום סולאריים;

– יחידה פנימית – מיכל מחליף חום.

אורז. 7. קולט שמש שטוח MFK 001 מבית מייבס

קולט הוואקום הסולארי מבטיח איסוף קרינת השמש בכל מזג אוויר, ללא קשר לטמפרטורה החיצונית. מקדם ספיגת האנרגיה של קולטים כאלה, עם דרגת ואקום של 10-5¸ 10-6, הוא 98%. פאנלים סולאריים מותקנים ישירות על גג המבנים באופן שינצל את שטח הגג בצורה יעילה ביותר לאיסוף אנרגיה. אספנים מותקנים בכל זווית, מ-0 עד 90 מעלות. חיי השירות של קולטי ואקום הם לפחות 15 שנים.

מיכל מחליף חום הוא מערכת אוטומטית להמרה, תחזוקה ואגירה של חום המתקבל מאנרגיה סולארית, וכן ממקורות אנרגיה אחרים (לדוגמה, דוד מסורתי הפועל על חשמל, גז או סולר), המבטחים את המערכת למקרה של קרינת שמש לא מספקת. המים המחוממים בדרך זו זורמים ממחליף החום של היחידה הפנימית לרדיאטורים של מערכת החימום, והמים מהמיכל משמשים לאספקת מים חמים.

אורז. 8. מחליף חום מאגר

יחידת בקרת המיקרו-מעבד מיועדת לשלוט בטמפרטורה בקולט השמש ובמיכל מחליף החום, וכן לבחור, בהתאם לגודל הטמפרטורות הללו, את אופן הפעולה האופטימלי של המערכת במהלך היום. במקביל, הבקר מווסת את זרימת נוזל הקירור דרך מחליף החום, קובע את כיוון אספקת החום (עבור DHW או חימום), ושולט על פעולת מחמם הבסיס.

בלילה, האוטומציה של המערכת מספקת את המשיכה המינימלית הדרושה של אנרגיה נוספת כדי לשמור על הטמפרטורה שנקבעה בתוך החדר. המערכת בעלת אינרציה נמוכה, יציאה מהירה למצב הפעלה ומאפשרת חיסכון אנרגטי שנתי ממוצע של עד 50%.

ממיר אלקטרו תת מימי של אנרגיית כבידה

כתוצאה מהמודרניזציה של מכשיר הרמת המים הידוע שנקרא "הידרורם" (איור 14), המציאו מדענים רוסים מכשיר נוסף להרמת מים, שהוא ממיר חדש של האנרגיה הפוטנציאלית של המים, שלמעשה, הוא מקור חדש של אנרגיה ידידותית לסביבה ועוצמתית בלתי נדלה.

כאשר טבילה מלאה במים לעומק מספיק, הוא הופך את לחץ המים הסטטי העמוק לסילון מים הפועם בזמן עם לחץ גבוה יותר מאשר בעומק נתון. מים בלחץ עמוק זורמים בעצמם לכניסת המים של המתמר, ומצד שני זורמים החוצה מהשקע בלחץ גדול עוד יותר. ממיר זה יכול לשמש כמשאבת באר עמוק, כסילון מים פועם וכמקור לזרם חשמלי, אם מחוברת לשקע טורבינה הידראולית עם גנרטור חשמלי. יחד עם זאת, התכונה שלו היא שהוא אינו דורש גרם אחד מהדלק הרגיל או כל אנרגיה נוספת המסופקת לפעולה.

אורז. 14. הידראם

הממיר המתואר לעיל מתאים באותה מידה לפעולה במים מתוקים ובמים, במים שקטים ונעים, באגמים ובבריכות, במאגרים מלאכותיים. עם התחלה אחת, הוא עובד עם פרמטרים קבועים, ללא קשר לשעה ביום ולתנאי האקלים, ללא עצירה במשך שנים רבות.

כאשר משתמשים בממיר זה בשילוב עם טורבינת הידרו וגנרטור חשמלי קונבנציונלי, כלומר בשימוש בתעשיית חשמל ייצור, בעומק טבילה במים של 15 מטר ממ"ר אחד משטח צריכת המים, זה ניתן להשיג הספק חשמלי של ~ 0.75 MW, ובעומק של 300 מטר - הספק חשמלי של ~ 30 MW. מחקרים מראים שההספק החשמלי האפשרי עולה ביחס לעומק הטבילה של המתמר במים. זה מאפשר, עם שטח גדול מספיק של חור צריכת המים, או עם שימוש בו-זמני של מספר מתקנים המשולבים ליחידה אחת, להשיג כמעט כל כוח פלט נדרש של זרם חשמלי. יחד עם זאת, תחנת כוח בכל הספק תדרוש רק מאגר תת קרקעי או קרקעי, לאחר מילוי מלא במים, בשטח של לא יותר מ-8 מ"ר / מגוואט וגובה מים של לפחות 15 מטרים . כך, ניתן ליצור תחנת כוח מאגר חדשה ביסודה שיכולה להחליף כל תחנת כוח תרמית וגרעונית. מחולל חשמל Huter DY6500L.

כמו כן, ניתן להגדיר את הממיר כך שכאשר עוברים בו מים, הוא יוכל לחמם אותו ללא איבוד אנרגיה ולייצר חשמל. בפרט, למשל, מודול יחיד אנכי עם הספק של 500 קילוואט הממוקם בעומק של 20 מטר עם פרמטרים ראשוניים עיצוביים מסוימים, וללא אמצעים לקירור המים שמסביב, יכול כבר לאחר 4 שעות פעולה לחמם את המים מסביב. המיכל התת-קרקעי או הקרקעי המתאים מטמפרטורה של +15 מעלות צלזיוס עד +75 מעלות צלזיוס. לפיכך, ניתן להשתמש בו ביעילות לחימום חלל.

טורבינות רוח

טורבינות רוח הן מתקנים המיועדים להפקת חשמל מזרימת הרוח. ניתן להשתמש בהם במקומות מרוחקים ומבודדים, באזורי אקלים שונים עם תנאי רוח נוחים, שבהם אין אספקת חשמל מרכזית או שהאספקה ​​שלו לא סדירה. לדוגמה, תחנת כוח רוח יכולה לספק לצרכנים חשמל להפעלת מכשירי חשמל ביתיים, מנורות תאורה, מכשירי תקשורת ביתיים ומיוחדים, קווי תקשורת לטלוויזיה ורדיו, מכשירי תקשורת מחשבים לווייניים וסלולריים, נקודות ניווט ניידות ונייחות ועמדות מטאורולוגיות, רדיו. תחנות, מגדלורים ומשואות רדיו, ציוד רפואי ומדעי, משאבות מים, להבטחת טעינת הסוללה ועוד. בהיעדר רוח, אספקת החשמל של הצרכנים וביצועיהם מסופקת על ידי סוללת אחסון. חיבור המהפך ליחידת הבקרה מאפשר להמיר 24 V DC ל-220 V AC.

אורז. 9.טורבינות רוח A Class

תחנת כוח הרוח היא מתקן אוטונומי, אמין, אוטומטי, שאינו דורש כוח אדם תורן במהלך הפעילות ומיועד לאספקת חשמל אוטונומית לצרכנים בודדים (תושבי קיץ, גננים, עובדי משמרות, ציידים, חקלאים, דייגים, משלחות גיאולוגיות) , כמו גם ניווט, מטאורולוגיה, ממסר רדיו ואחרים במתן כוח ללא הפרעה בשטח.

אורז. 10. תכנית טורבינות רוח

אנרגיה גיאותרמית אנרגיית כדור הארץ

מקורות אנרגיה גיאותרמית יכולים להיות משני סוגים. הסוג הראשון הוא בריכות תת-קרקעיות של נושאי חום טבעיים - מים חמים (מעיינות הידרותרמיים), או קיטור (מעיינות תרמיים קיטור), או תערובת קיטור-מים.

אורז. 15. הסוג הראשון של מקורות אנרגיה גיאותרמית - בריכות תת קרקעיות של נושאי חום טבעיים

למעשה, הסוג הראשון של מקורות מוכנים לשימוש ישירות "דודים תת-קרקעיים", מהם ניתן להפיק מים או קיטור באמצעות קידוחים רגילים.

הסוג השני הוא החום של סלעים חמים. על ידי שאיבת מים לאופקים כאלה, אתה יכול לקבל קיטור או מים חמים בשקע לשימוש נוסף למטרות אנרגיה. אנרגיה גיאותרמית משמשת לייצור חשמל, דיור חום, חממות וכו'. קיטור יבש, מים מחוממים או כל נוזל קירור בעל נקודת רתיחה נמוכה (אמוניה, פריאון וכו') משמש כנוזל קירור.

אורז. 16. הסוג השני של מקורות אנרגיה גיאותרמית

מצגת בנושא שימוש באנרגיית השמש על כדור הארץ. השמש היא מקור החיים לכל דבר על פני כדור הארץ מקור החיים השמש השמש היא מקור האנרגיה העיקרי. תמליל

1

שימוש באנרגיה סולארית על פני כדור הארץ

2

השמש היא מקור החיים לכל דבר על פני כדור הארץ מקור החיים השמש השמש היא מקור האנרגיה העיקרי על פני כדור הארץ והגורם השורשי שיצר את רוב משאבי האנרגיה האחרים של הפלנטה שלנו, כגון מאגרי פחם, נפט , גז, אנרגיית רוח ומים נופלים, אנרגיה חשמלית וכו' .ד. אנרגיית השמש, המשתחררת בעיקר בצורה של אנרגיה קורנת, היא כה גדולה עד שקשה אפילו לדמיין אותה.

3

בניו יורק, אפילו אוספי אשפה משתמשים באנרגיה סולארית. כאן, בשני מחוזות, פועלות כבר שנה וחצי מכולות אשפה סולארית אינטליגנטיות - BigBelly. באמצעות אנרגיית האור, המומרת לחשמל על ידי תאי צילום סיליקון, הם דוחסים את התוכן.

4

ישנם מקורות אנרגיה רבים על פני כדור הארץ, אך אם לשפוט לפי המהירות שבה מחירי האנרגיה עולים, הם עדיין לא מספיקים. מומחים רבים מאמינים שעד 2020, יהיה צורך בדלק פי שלושה וחצי.

5

הטכנולוגיה העדכנית ביותר להנחת סרט תחמוצת מתכת על מצע זכוכית מאפשרת ליצור מודולים סולאריים גדולים בעלי סרט דק. באמריקה, רק לפרויקט אחד - הקמת תחנת כוח סולארית במדבר הנגב (ישראל) - הוקצה 100 מיליון דולר.

6

אזור ניסוי "סאן סיטי" נוצר ליד העיירה ההולנדית Herhyugovard. גגות הבתים כאן מכוסים בפאנלים סולאריים. הבית בתמונה מפיק עד 25 קילוואט. הקיבולת הכוללת של "עיר השמש" מתוכננת להגדלה ל-5 MW. בתים כאלה הופכים אוטונומיים מהמערכת.

7

השמש יכולה לשמש גם כמקור אנרגיה לכלי רכב. באוסטרליה, מזה 19 שנים, מתקיים מרוץ המכוניות החשמליות הסולאריות השנתי על המסלול בין הערים דרווין ואדלייד (3000 ק"מ). בשנת 1990 בנה סניו מטוס המונע על ידי שמש.

8

מתחת לגג הסולארי של העולם (תחנות אנרגיה ו"בתים סולאריים") אלומת מיקרוגל ממוקדת יכולה להעביר את האנרגיה הנאספת על ידי פאנלים סולאריים לכדור הארץ, או שהיא יכולה לספק לה חלליות. בניגוד לאור השמש, קרן המיקרוגל הזו תאבד לא יותר מ-2% מהאנרגיה במהלך "התמוטטות" האטמוספירה. הרעיון הוקם לאחרונה על ידי דיוויד קריסוול.

9

מתחת לגג הסולארי של WORLD (תחנות כוח ו"בתים סולאריים") NSTTF מתקן סולארי אמריקאי לבדיקות תרמיות וניסויים בתחום האנרגיה.אחת הדרכים הישנות לאיסוף אנרגיה סולארית היא SES, שהומצאה על ידי ברנרד דובוס. הוא הציע לבנות חופות זכוכית ענקיות עם ארובה גבוהה במדבריות.

10

מתחת לגג הסולארי של העולם (תחנות כוח ובתים סולאריים), עמותת TransOption, איגוד חברות תחבורה ציבורית ופרטיות בניו ג'רזי, מארגנת מרוץ מכוניות מונעות סולאריות שנתי עבור צוותי בתי ספר.

האנרגיה של האוקיינוס ​​העולמי

האנרגיה של האוקיינוס ​​העולמי מיוצגת על ידי אנרגיית הגלישה, גלים, גאות ושפל, ההבדל בטמפרטורות המים של פני השטח ושכבות העמוקות של האוקיינוס, זרמים וכו'.

גלי גאות נושאים פוטנציאל אנרגיה עצום - 3 מיליארד קילוואט. העניין של מומחים בתנודות הגאות והשפל בגובה האוקיינוס ​​ליד חופי היבשות גובר. אנרגיית גאות ושפל שימשה את האדם במשך מאות שנים להפעלת טחנות ומנסרות. אבל עם הופעתו של מנוע הקיטור, הוא נשכח עד אמצע שנות ה-60, כאשר ה-PES הראשונים הושקו בצרפת ובברה"מ. אנרגיית הגאות היא קבועה. בשל כך, תמיד ניתן לדעת מראש את כמות החשמל המופקת בתחנות כוח גאות ושפל, בניגוד לתחנות כוח הידרואלקטריות קונבנציונליות, שבהן כמות האנרגיה המתקבלת תלויה במשטר הנהר, אשר קשור לא רק עם מאפיינים אקלימיים של השטח שדרכו הוא זורם, אך גם עם תנאי מזג האוויר.

אורז. 17. דגם של מכשירים לעיבוד אנרגיית גאות ושפל לאנרגיה חשמלית

מאמינים שבאוקיינוס ​​האטלנטי יש את המאגרים הגדולים ביותר של אנרגיית גאות ושפל. יש גם מאגרים גדולים של אנרגיית גאות ושפל באוקיינוסים השקט והקוטב הצפוני. בעת בניית PES, יש צורך להעריך באופן מקיף את ההשפעה הסביבתית שלהם על הסביבה, מכיוון שהיא די גדולה. באזורי הבנייה של TPPs גדולים, גובה הגאות והשפל משתנה באופן משמעותי, מאזן המים באזור המים של התחנה מופרע, מה שעלול להשפיע קשות על הדיג, גידול צדפות, מולים וכו'.

משאבי האנרגיה של האוקיינוס ​​העולמי כוללים גם את אנרגיית הגלים ואת שיפוע הטמפרטורה. אנרגיית גלי הרוח מוערכת בסך הכל ב-2.7 מיליארד קילוואט בשנה.

תגובות היתוך מעין גרעיני

הלחץ בליבה הפנימית של כדור הארץ מגיע לכ-3.6*10^6 בר. במקומות של אנטי-נודות של גלים אורכיים של רעידות אדמה באזורים מקומיים, הלחץ עולה ל-10 ^ 8 בר, בטמפרטורה בסדר גודל של 6000 K, ומגיע לרמה שבה מתאפשרים מנהור והתרחשות של תגובות תרמו-גרעיניות, כפי שמוצג ב- יצירותיהם של זל'דוביץ' ו-ואנג הונג-צ'אנג.

במקומות שבהם מתרחשים מוקדים מקומיים של תגובות תרמו-גרעיניות, הטמפרטורה צריכה לעלות בחדות. במקרה זה מתרחש פירוק של הידרידים, מעבר מימן מצורת יון ההידריד לגז הפרוטון ובהתאם לכך שחרור כמות גדולה של מימן. במקביל, נפח החומר גדל באופן משמעותי מבלי לשנות את המסה (550 סנטימטר מעוקב של מימן כלולים בסנטימטר מעוקב אחד של ברזל הידריד). מה, בתורו, מוביל לעלייה בנפח החומר של הליבה של כוכב הלכת, עם שינוי קל במסה. במילים אחרות, ההידרידים של הליבה הפנימית מתפרקים למתכת של הליבה החיצונית ומימן, מה שאמור להוביל גם לגידול בנפח כדור הארץ. יש לציין שתגובת שרשרת תרמו-גרעינית לא יכולה להתרחש, בגלל. עודף חום בורח עם מימן נוזל הקירור לכדורים החיצוניים (נוזלים עמוקים), והטמפרטורה יורדת.

הליבה הפנימית של כדור הארץ, כביכול, "רותחת" לאט מאוד כמו זפת, כלומר, כאשר מוסיפים גלים אלסטיים, תגובות סינתזה מקומיות מתרחשות באופן ספורדי במקומות שונים של הליבה הפנימית. בואו נקרא לתהליך הזה "מעין-תרמו-גרעיני".

מאזן האנרגיה של פירוק ההידרידים בליבה יכול להיות מיוצג באופן הבא:

∂QT + m = p ∂V + ∂QH, כאשר m הוא הפוטנציאל הכימי של מימן בהידרידים, ∂QТ הוא החום התרמו-גרעיני של תגובות היתוך מימן ספורדיות באזור פירוק הגרעין p, ∂QH הוא החום הנישא מה- אזור פירוק על ידי גז פרוטון (גרעיני מימן) בתור נוזל קירור, ולכן הטמפרטורה על פני ליבה מוצקה חייבת להיות גבוהה יותר מאשר בפנים.