radiogeninė šiluma
Norint įvertinti šilumos susidarymą dėl radioaktyviųjų elementų irimo, būtina žinoti jų pasiskirstymą Žemėje. Tokios informacijos šiuo metu nėra. Vertinant Žemės materija dažniausiai tapatinama su meteoritų materija (pastarąją laikant pirmine, protoplanetine materija). Žemės mantija priskiriama chondritams būdingos radiogeninės šilumos išsiskyrimu; šerdis – būdinga geležies meteoritams.
Šiuolaikinė šilumos gamyba pagal tokį modelį vertinama pagal Wc = 2.3 • 102 cal/metus ~ 1021 J/metus.
Ši šiluma suteikia srautą
kuri puikiai dera su šiuolaikiniu Žemės šilumos srautu. Taigi, remiantis šiais skaičiavimais, dabartinė radiogeninė šilumos gamyba padengia dabartinius šilumos nuostolius nuo Žemės paviršiaus.
Anksčiau radiogeninė šilumos gamyba buvo didesnė, nes radioaktyviųjų elementų koncentracija kinta pagal įstatymus
kur WK — šilumos gamyba Žemės istorijos pradžioje; A-1 ~ 2,6 Ga.
WK galima apskaičiuoti kaip WK = WT e, kur m = 4,6 milijardo metų yra Žemės amžius. Remiantis pagrindinių elementų pusėjimo trukme, galima apskaičiuoti, kad WK = (5—6) Wc.
Paprastai naudojami šie meteoritų šilumos išsiskyrimo įverčiai:
- • chondritai R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
- • geležies meteoritai R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. Pagrindiniai ilgaamžiai radioaktyvūs šaltiniai yra uranas, kalis ir toris. Duomenys apie urano U ir kalio K šilumos išsiskyrimą pateikiami 1.1 lentelėse). ir 6.3.Th pusėjimo trukmė - 13,9 milijardo metų, šilumos gamyba - 2,7 • KG5 W / kg.
Bendra šilumos gamyba per visą Žemės istoriją yra
Pagal (6.9) lygtį ši energija galėtų įkaitinti Žemę iki temperatūros AT~ 1700°C.
Kai kurie tyrinėtojai mano (pavyzdžiui, Bolt, 1984), kad reikia atsižvelgti ir į trumpaamžių radioaktyvių elementų indėlį, kuris gali būti gana reikšmingas ir papildomai pašildyti keliais šimtais laipsnių. Duomenys apie kai kurių trumpalaikių elementų pusinės eliminacijos laiką pateikti lentelėje. 6.5.
Aprašytas radiogeninės šilumos metodas yra apytikslis. Klausimas, kiek pagrįstai galima laikyti, kad šiuolaikiniai meteoritai, iškilę juostoje tarp Marso ir Jupiterio ir nuėję ilgą ir sunkų vystymosi kelią, teisingai atspindi radioaktyviųjų elementų kiekį Žemės kriauklėje.
Kai kurių trumpalaikių elementų pusinės eliminacijos laikas
|
Elementas |
Pusė gyvenimo T{/2, milijardas metų |
|
A126 |
0,73 |
|
C136 |
0,3 |
|
Fe60 |
0,3 |
nėra iki galo išspręstas, tačiau dauguma tyrinėtojų laikosi šio požiūrio.
Taigi radioaktyviųjų transformacijų indėlis į Žemės energiją yra labai reikšmingas ir, ko gero, turi dominuojančią reikšmę.
Tačiau yra vertinimų (pavyzdžiui, Sorokhtin, Ushakov, 2002), pagal kuriuos radiogeninis šaltinis Žemės energetikoje turi daug mažesnę reikšmę. E \u003d 0,43 * 1031 J.
Geoterminis namo šildymas
Geoterminio šildymo schema
Pirmiausia turite suprasti šilumos energijos gavimo principus. Jie pagrįsti temperatūros kilimu gilinant į žemę. Iš pirmo žvilgsnio šildymo laipsnio padidėjimas yra nereikšmingas. Tačiau dėl naujų technologijų atsiradimo namo šildymas žemės šiluma tapo realybe.
Pagrindinė geoterminio šildymo organizavimo sąlyga yra ne žemesnė kaip 6 ° C temperatūra. Tai būdinga vidutiniams ir giliems dirvožemio sluoksniams ir rezervuarams. Pastarieji labai priklauso nuo išorės temperatūros, todėl naudojami retai. Kaip praktiškai organizuoti namo šildymą žemės energija?
Norėdami tai padaryti, turite padaryti 3 grandines, užpildytas skysčiais, turinčiais skirtingas technines charakteristikas:
- Išorinis. Dažniau cirkuliuoja antifrizas.Jo kaitinimas iki ne žemesnės kaip 6 ° C temperatūros atsiranda dėl žemės energijos;
- Šilumos siurblys. Be jo šildymas iš žemės energijos neįmanomas. Šilumos nešiklis iš išorinės grandinės perduoda savo energiją šaltnešiui naudodamas šilumokaitį. Jo garavimo temperatūra yra žemesnė nei 6°C. Po to jis patenka į kompresorių, kur po suspaudimo temperatūra pakyla iki 70 ° C;
- Vidinis kontūras. Pagal panašią schemą šiluma iš suslėgto šaltnešio perduodama vandeniui įveikiančioje sistemoje. Taigi šildymas iš žemės gelmių vyksta minimaliomis sąnaudomis.
Nepaisant akivaizdžių pranašumų, tokių sistemų retai galima rasti. Taip yra dėl didelių išlaidų, susijusių su įrangos įsigijimu ir išorinės šilumos tiekimo grandinės organizavimu.
Šildymo iš žemės kaitros skaičiavimą geriausia patikėti profesionalams. Nuo skaičiavimų teisingumo priklausys visos sistemos efektyvumas.
Kosminės ir planetinės energijos.
Yin ir Yang yra dvi kosminės energijos. Begalinis skaičius į žiedinius sūkurius panašių srautų prasiskverbia į erdvę, prasiskverbdamas per mūsų mažą planetą. Praėjimo per planetos kūną momentu srautas keičia savo ženklą į priešingą, tai yra YANG srautas patenka į Žemę, o YIN srautas išeina (1.2 pav.). Dar teisingiau sakyti, kad kalbame ne apie dvi, o apie vieną energiją. Praeidamas per planetos kūną, Yang srautas suteikia jam aktyvųjį komponentą ir išėjimo taške susidaro savotiškas energijos trūkumo srautas. Tačiau, kaip minėta aukščiau, esame įpratę viską matyti dviguba spalva, sąvokų dvilypume, ir mums lengviau operuoti su YIN ir YANG sąvokomis nei su energijos buvimo ir nebuvimo sąvokomis. Kadangi skirtingo stiprumo srautų yra be galo daug, tai vienoje vietoje bus ir iš viršaus ateinantys YANG srautai, ir iš apačios ateinantys YIN srautai (1.3 pav.).
O ką šie kosminiai srautai turi bendro su paprastu žmogumi? Turi būti nusiminęs. Sąmoningumo ir energijos išsivystymo lygiu, kuriame esame, mes nesąveikaujame su pirminiais kosminiais srautais. Be to. Visiškai nepertvarkius visos žmogaus esmės, bandymas atsiverti šiems srautams žmogų sužlugdys taip pat lengvai, kaip vandentiekio rūgštis ėsdins vandentiekio sistemą, jei kas nori ją pumpuoti vietoj vandens. Civilizacijos istorijoje nebuvo daug žmonių, kuriems pavyko susilieti su kosmine srove, didžiąja dalimi jie yra gerai žinomi: Mozė, Buda, Kristus, Mahometas, kai kurie kiti pranašai ir jogai.
Jei dar nesistengiame atlikti Budos vaidmens, neskubame atsiverti pirminiams srautams, tam, kad sąmoningai eitume tobulumo keliu, turime išsiaiškinti, koks yra jo formavimosi mechanizmas. keturios planetinės energijos iš dviejų pirminių, tačiau mums nepasiekiamų YIN-YANG energijų: „Oras – Žemė – Ugnis – Vanduo“. Yang „karštas“ srautas, patekęs į planetos atmosferą, sąveikauja su YIN „šaltu“ srautu, kylančiu iš apačios ir paverčiamas Oro energija. Savo ruožtu YIN-dangaus „šaltas“ srautas, kylantis aukštyn, susimaišo su besileidžiančiu YANG-dangaus „karštu“ srautu, generuodamas Žemės energiją. Oro-Žemės porą sąlyginai vadinsime išorinėmis (žmogaus atžvilgiu) energijomis.
Kitas transformacijos lygis yra tiesiogiai susijęs
su gyvomis būtybėmis, gyvenančiomis mūsų planetoje. Oro energija
yra paverčiamas gyvų būtybių Ugnies energija ir energija
Žemė į vandenį. Porą „Ugnis – vanduo“ vadinsime vidine (pagal
santykis su žmogumi) energijos. Jei išrikiuosite energijas
principas karštas - šaltas, tada gauname tokį modelį:
kosminis YANG – oras – ugnis ir vanduo – žemė – kosminis
YIN (1.4 pav.). Kaip matote, šie srautai skiriasi tik
karšto ir šalto komponento santykis, kurį galima rodyti
ant monados (1.5 pav.), kur išorinis
energijos, o horizontalioje – vidinė.
Iš karto susitarkime, kad planetų energijos „Žemė“, „Vanduo“, „Ugnis“ ir „Oras“ ir žemė, kuria vaikštome, vanduo, kurį geriame, ugnis, ant kurios gaminame maistą, ir oras, kuriuo kvėpuojame, nėra vienodi. Mūsų kalboje nėra tinkamų planetų energijų pavadinimų. Turime naudoti analogijas. Tiksliau tariant, aukščiau pateikti terminai reiškia: energija šalta ir inertiška kaip žemė, vėsi ir skysta kaip vanduo, karšta ir aktyvi kaip ugnis, reta ir nepastovi kaip oras. Paprastumo dėlei, kai rašome Oras didžiąja raide, turime omenyje energiją, kai oras, tada dujų mišinį, kuriuo kvėpuojame.
Visos planetos energijos yra tiesiogiai susijusios su žmogumi. Išorinės energijos žmogaus kūne turi savo įėjimo taškus, vidinės – savo lokalizacijos vietas kūne. Apytikslė energijų veikimo schema yra tokia. Žemės energija į organizmą patenka per pėdas ir dubens srityje virsta Vandeniu (1.6 pav.). Vandens energijos transformacijos sritį pavadinkime „apatiniu katilu“, kuris užima atstumą nuo tarpvietės iki viršutinės pilvo dalies (1.7 pav.).
Geoterminio šildymo organizavimo galimybės
Išorinio kontūro išdėstymo būdai
Norint, kad žemės energija namui šildyti būtų naudojama kuo daugiau, reikia pasirinkti tinkamą išorinės grandinės grandinę. Tiesą sakant, šiluminės energijos šaltiniu gali būti bet kokia terpė – po žeme, vanduo ar oras.
Tačiau svarbu atsižvelgti į sezoninius oro sąlygų pokyčius, kaip aptarta aukščiau.
Šiuo metu yra paplitusios dviejų tipų sistemos, kurios efektyviai naudojamos namui šildyti dėl žemės kaitros – horizontalios ir vertikalios. Pagrindinis pasirinkimo veiksnys yra žemės plotas. Nuo to priklauso vamzdžių, skirtų namui šildyti žemės energija, išdėstymas.
Be to, atsižvelgiama į šiuos veiksnius:
- Dirvožemio sudėtis. Uolėtose ir priemolio vietose sunku padaryti vertikalius velenus greitkeliams tiesti;
- dirvožemio užšalimo lygis. Jis nustatys optimalų vamzdžių gylį;
- Požeminio vandens vieta. Kuo jie aukštesni, tuo geriau geoterminiam šildymui. Tokiu atveju temperatūra kils didėjant gyliui, o tai yra optimali šildymo iš žemės energijos sąlyga.
Taip pat turite žinoti apie atvirkštinio energijos perdavimo galimybę vasarą. Tada privataus namo šildymas nuo žemės neveiks, o šilumos perteklius iš namo pateks į dirvą. Visos šaldymo sistemos veikia tuo pačiu principu. Tačiau tam reikia įdiegti papildomą įrangą.
Neįmanoma planuoti išorinės grandinės įrengimo toli nuo namų. Tai padidins šilumos nuostolius šildant iš žemės žarnų.
Horizontalus geoterminio šildymo schema
Horizontalus išorinių vamzdžių išdėstymas
Labiausiai paplitęs lauko greitkelių įrengimo būdas. Tai patogu, kad būtų lengviau montuoti ir palyginti greitai pakeisti sugedusias dujotiekio dalis.
Montuojant pagal šią schemą, naudojama kolektorinė sistema. Tam sudaromi keli kontūrai, esantys ne mažesniu kaip 0,3 m atstumu vienas nuo kito. Jie sujungiami naudojant kolektorių, kuris tiekia aušinimo skystį toliau į šilumos siurblį. Tai užtikrins maksimalų energijos tiekimą šildymui iš žemės šilumos.
Tačiau reikia atsiminti keletą svarbių dalykų:
- Didelė kiemo teritorija. Maždaug 150 m² namo plotas turi būti ne mažesnis kaip 300 m²;
- Vamzdžiai turi būti pritvirtinti iki gylio žemiau dirvožemio užšalimo lygio;
- Dėl galimo dirvožemio judėjimo pavasario potvynių metu padidėja greitkelių poslinkio tikimybė.
Pagrindinis horizontalaus tipo šildymo iš žemės šilumos pranašumas yra galimybė savarankiškai susitvarkyti. Daugeliu atvejų tam nereikia naudoti specialios įrangos.
Siekiant maksimalaus šilumos perdavimo, būtina naudoti vamzdžius su dideliu šilumos laidumu - plonasienius polimerinius vamzdžius. Tačiau tuo pat metu turėtumėte apsvarstyti būdus, kaip izoliuoti šildymo vamzdžius žemėje.
Vertikali geoterminio šildymo schema
Vertikali geoterminė sistema
Tai yra daug laiko reikalaujantis būdas organizuoti privataus namo šildymą iš žemės. Vamzdynai išdėstyti vertikaliai, specialiuose šuliniuose
Svarbu žinoti, kad tokia schema yra daug efektyvesnė nei vertikali.
Pagrindinis jo pranašumas yra padidinti vandens šildymo laipsnį išorinėje grandinėje. Tie. kuo giliau yra vamzdžiai, tuo daugiau namo šildymui skirtos žemės šilumos pateks į sistemą. Kitas veiksnys yra mažas žemės plotas. Kai kuriais atvejais išorinio geoterminio šildymo kontūro sutvarkymas atliekamas dar prieš statant namą prie pat pamatų.
Su kokiais sunkumais galima susidurti gaunant žemės energiją namo šildymui pagal šią schemą?
- Kiekybinis į kokybę. Vertikalaus išdėstymo atveju greitkelių ilgis yra daug didesnis. Jį kompensuoja aukštesnė dirvožemio temperatūra. Norėdami tai padaryti, turite padaryti iki 50 m gylio šulinius, o tai yra sunkus darbas;
- Dirvožemio sudėtis. Uolėtam dirvožemiui būtina naudoti specialias gręžimo mašinas. Priemolyje, kad šulinys neišsilietų, montuojamas apsauginis apvalkalas iš gelžbetonio arba storasienio plastiko;
- Esant gedimams ar praradus sandarumą, remonto procesas tampa sudėtingesnis. Tokiu atveju galimi ilgalaikiai gedimai šildant namą dėl žemės šiluminės energijos.
Tačiau nepaisant didelių pradinių išlaidų ir įrengimo sudėtingumo, vertikalus greitkelių išdėstymas yra optimalus. Ekspertai pataria naudoti tik tokią montavimo schemą.
Aušinimo skysčio cirkuliacijai išorinėje grandinėje vertikalioje sistemoje reikalingi galingi cirkuliaciniai siurbliai.
Panašios naujienos
12/02/2019
Rusijos ir Italijos mokslininkai apskaičiavo, kuriuose Rusijos Federacijos regionuose ir kokiems poreikiams naudinga naudoti saulės energija maitinamus šilumos keitiklius. Paaiškėjo, kad vasarą tokia įranga gali šildyti vandenį dušams, skalbiniams ir kitoms buitinėms reikmėms visoje Rusijoje, net Oimjakone, antradienį pranešė tyrimą palaikiusio Rusijos mokslo fondo (RSF) spaudos tarnyba.
527
08/06/2018
Rusijos mokslininkai sukūrė naujus nanokatalizatorius, kurie leidžia skaidyti įvairių rūšių biokurą ir išgauti iš jų gryną vandenilį. Surinkimo instrukcijos buvo paskelbtos straipsnyje, paskelbtame International Journal of Hydrogen Energy.
718
29/11/2019
Šiandien vykusiame OAO „Tatneftekhiminvest-holding“ direktorių tarybos posėdyje buvo svarstomi keli Tatarstano Respublikos naftos chemijos kompleksui aktualūs klausimai. Susitikimas vyko Tatarstano Respublikos Vyriausybės rūmuose, jam pirmininkavo Tatarstano Respublikos prezidentas Rustamas Minnikhanovas.
131
20/02/2017
Novosibirsko mokslininkai pasiūlė nuotekų atliekas panaudoti katalizatorių pagalba. Paprastai dumblas laikomas specialiuose sąvartynuose arba deginamas smėliu. Tai brangu ir nekenksminga aplinkai.
1660
31/10/2016
Supratę, kaip išauginti garsiojo laimės hormono serotonino druskų kristalus, Rusijos mokslininkai sugalvojo, kaip geriau numatyti kitų iš tirpalų išaugintų kristalų formas. Rusijos mokslų akademijos Sibiro skyriaus chemikams pavyko žengti svarbų žingsnį, kad suprastų dėsnius, pagal kuriuos molekulės išsirikiuoja kristaluose, išaugintuose iš įvairių terpių.
1676
21/07/2017
NSU mokslininkai laimėjo Rusijos mokslo fondo (RSF) dotaciją. Mokslininkų tobulėjimas padės išspręsti esmines mokslo problemas, taip pat pagerinti buitinių ir profesionalių oro valytuvų veikimą.Novosibirsko mokslininkų darbo tema – „Metalų kompleksų foto- ir terminis skaidymas kaip metalo nanodalelių ir bimetalinių struktūrų susidarymo būdas fotokataliziškai aktyvių medžiagų paviršiuje“.
1558
24/04/2018
Namai – tai kažkas šilto, jaukaus ir, iš pirmo žvilgsnio, labai konservatyvaus. Tačiau iš tikrųjų statybos žengia koja kojon su technologine pažanga. Kaip padaryti, kad būstas būtų prieinamesnis, pigesnis, draugiškesnis aplinkai? Sukūrėme trumpą dabar besiformuojančių ateities tendencijų ir technologijų apžvalgą.
1175
15/09/2018
Novosibirsko mokslininkai patobulino oro dezinfekavimo technologiją. Ateityje „Akademgorodok“ sukurti filtrai gali būti naudojami net erdvėje, pagal charakteristikas jie daug kartų pranašesni už esamus.
617
21/05/2019
Sočyje baigėsi 3-oji tarptautinė konferencija „Ateities mokslas“ ir 4-asis visos Rusijos forumas „Ateities mokslas – jaunųjų mokslas“. Juose dalyvaujančių Sibiro mokslininkų paprašėme pasakyti, kokius projektus jie pristatė forumo renginiuose ir kokiais tikslais čia atvyko.
457
Vidinė Žemės energija
Kadangi magnetinis laukas sukuriamas vidinėje planetos šerdyje, energija, reikalinga jam palaikyti, taip pat yra neatskiriama visos Žemės vidinės energijos dalis. Apskaičiuojant šią energiją yra daug netikrumo. Jei šiuo metu išorinės šerdies magnetinio lauko vertė yra patikimai nustatyta, tada norint apskaičiuoti magnetinio lauko energiją paviršiuje, reikia santykinio magnetinio pralaidumo μ / μo, o jo vertė gali svyruoti nuo 1 (kai magnetinio lauko linijos eina už Žemės rutulio ribų) iki 100 (vidinėje metalinėje Žemės šerdyje). Todėl, jei naudojamos skirtingos μ/μo reikšmės, tada apskaičiuota magnetinio lauko energija gali būti nuo 1,7 iki 170 TW. Sąlygiškai imsime vidutinę 86 TW vertę. Šiuo atveju bendra Žemės energija yra lygi šilumos spinduliuotės per paviršių energijos (45 TW) ir energijos, reikalingos magnetiniam laukui palaikyti (86 TW), sumai, tai yra 131 TW.
Neseniai, dalyvaujant 15 JAV, Vakarų Europos ir Japonijos universitetų, buvo atlikti esminiai darbai, eksperimentiškai išmatuojant šilumos srautą iš Žemės vidaus į atmosferą, kurį sukelia radioaktyviųjų izotopų skilimas. Nustatyta, kad 238U ir 232Th radioaktyvusis skilimas sudaro 20 TW indėlį į planetos šilumos srautą. 40K skilimo skleidžiami neutrinai buvo mažesni už šio eksperimento jautrumo ribą, tačiau žinoma, kad jų galia neviršija 4 TW. Radioaktyvaus skilimo dydis buvo nustatytas tiksliai išmatavus geoneutrino srautą, naudojant Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japonija), ir, remiantis turimais Borexino detektoriaus (Italija) duomenimis, iš viso yra 24 TW.
Andersono pagrindinė monografija „Nauja žemės teorija“ rodo, kad tik maždaug 10 TW energijos gali gauti iš neradioaktyvių šaltinių, tokių kaip plutos aušinimas ir diferenciacija, mantijos suspaudimas (suspaudimas), potvynių trintis ir kt.
Pasirodo, didelis neatitikimas: Žemės viduje susidaro 34 TW, o sunaudojama 131 TW.
Didelis disbalansas (97 TW) kelia rimtų abejonių, ar pirminis rezervas pajėgus aprūpinti reikiamą papildomą Žemės energiją. Labiau pagrįsta manyti, kad egzistuoja kitas šaltinis, leidžiantis mūsų planetai pagal masės ir šviesumo santykį prilygti kitoms planetoms.
Planetų masės ir šviesumo diagrama.
Saulės elementai
Karkasinis saulės modulis dažniausiai gaminamas skydo pavidalu, kuris yra įdėtas į anoduoto aliuminio rėmą. Šviesą priimantis paviršius apsaugotas grūdintu stiklu. Monokristalinis silicis naudojamas kaip fotokonverteris.
Saulės baterija (modulis) susideda iš kelių saulės elementų sekcijų, kurios šviesos energiją paverčia elektra. Kiekviena sekcija yra apsaugota nuo aplinkos poveikio polimerinėmis plėvelėmis ir padengta standžiu pagrindu, kuris užtikrina atsparumą mechaniniam poveikiui. Visos sekcijos yra tarpusavyje sujungtos lanksčiais elementais, sudarydami skydą, kurį galima sulankstyti, kad būtų lengviau transportuoti ir laikyti.
Ryžiai. 4. Saulės baterijos
Ryžiai. 5.Saulės baterijos ant namo stogo
Taip pat yra nedidelių įrenginių, taupančių iš tinklo gaunamą energiją. Pavyzdžiui, nešiojamas saulės įkroviklis. Skirta įkrauti mobiliuosius telefonus, GPS, PDA, MP-3 ir CD grotuvus, radijo stotis, palydovinius telefonus ir kitus elektroninius prietaisus, kurių nominali akumuliatoriaus įtampa 4,5-19 voltų. Amorfinis silicis naudojamas kaip fotokonverteris. Šis įrenginys išlaisvina alpinistus, medžiotojus, žvejus, turistus, gelbėjimo tarnybas ir kitus vartotojus nuo stacionarių ir didelių gabaritų energijos šaltinių naudojimo. Jis pagamintas iš sulankstomo skydo ir veikia kaip maža elektrinė, paverčianti saulės energiją elektros energija. Saulės elementai yra padengti tvirta ir patvaria polimerine medžiaga, lengva ir saugi naudoti. Juose nėra trapių komponentų: stiklo ar kristalinio silicio ir gali būti eksploatuojami aplinkos temperatūroje nuo -30 iki +50 C.
Ryžiai. 6. Išorinė baterija Xtreme 12000 mAh su saulės baterijomis
Saulės energijos naudojimas neapsiriboja elektros energijos gamyba. Saulės vakuuminių kolektorių pagrindu sukurta sistema leidžia gauti šiluminę energiją, būtent pašildyti vandenį iki iš anksto nustatytos temperatūros, sugeriant saulės spinduliuotę, paverčiant ją šiluma, akumuliuojant ir perduodant vartotojui.
Sistema susideda iš dviejų pagrindinių elementų:
– lauko blokas – saulės vakuuminiai kolektoriai;
– vidinis blokas – šilumokaičio bakas.
Ryžiai. 7. Plokščiasis saulės kolektorius MFK 001 iš Meibes
Saulės vakuuminis kolektorius užtikrina saulės spinduliuotės surinkimą bet kokiu oru, nepriklausomai nuo išorės temperatūros. Tokių kolektorių, kurių vakuumo laipsnis 10-5¸ 10-6, energijos sugerties koeficientas yra 98%. Saulės baterijos montuojamos tiesiai ant pastatų stogo taip, kad stogo plotas būtų efektyviausiai išnaudojamas energijai surinkti. Kolektoriai montuojami bet kokiu kampu, nuo 0 iki 90 laipsnių. Vakuuminių kolektorių tarnavimo laikas yra mažiausiai 15 metų.
Šilumokaičio bakas – tai automatizuota šilumos, gaunamos iš saulės energijos, taip pat iš kitų energijos šaltinių (pavyzdžiui, tradicinio šildytuvo, veikiančio elektra, dujomis ar dyzelinu), konvertavimo, palaikymo ir kaupimo sistema, kuri apdraudžia sistemą tuo atveju. dėl nepakankamos saulės spinduliuotės. Tokiu būdu šildomas vanduo iš vidaus bloko šilumokaičio teka į šildymo sistemos radiatorius, o vanduo iš rezervuaro naudojamas karšto vandens tiekimui.
Ryžiai. 8. Rezervuarinis šilumokaitis
Mikroprocesorinis valdymo blokas skirtas reguliuoti temperatūrą saulės kolektoriuje ir šilumokaičio rezervuare, taip pat pasirinkti, atsižvelgiant į šių temperatūrų dydį, optimalų sistemos veikimo režimą dienos metu. Tuo pačiu metu valdiklis reguliuoja aušinimo skysčio srautą per šilumokaitį, nustato šilumos tiekimo kryptį (karšto vandens ar šildymo), taip pat kontroliuoja pagrindinio šildytuvo veikimą.
Naktį sistemos automatika užtikrina minimalų būtiną papildomos energijos pritraukimą, kad būtų palaikoma nustatyta temperatūra patalpos viduje. Sistema turi mažą inerciją, greitą išėjimą į darbo režimą ir leidžia vidutiniškai per metus sutaupyti iki 50 % energijos.
Povandeninis gravitacinės energijos elektrokeitiklis
Modernizavus gerai žinomą vandens kėlimo įrenginį, vadinamą „hidroramu“ (14 pav.), Rusijos mokslininkai išrado kitą vandens kėlimo įrenginį, kuris yra naujas potencialios vandens energijos keitiklis, kuris iš tikrųjų yra naujas neišsenkančios aplinkai nekenksmingos ir galingos energijos šaltinis.
Visiškai panardintas į vandenį iki pakankamo gylio, giluminis statinis vandens slėgis paverčiamas vandens srove, pulsuojančia laiku, kurio slėgis didesnis nei tam tikrame gylyje. Vanduo, veikiamas gilaus slėgio, pats patenka į keitiklio vandens paėmimo angą, o iš kitos pusės išteka iš išleidimo angos su dar didesniu slėgiu. Šis keitiklis gali būti naudojamas kaip giluminio šulinio siurblys, kaip pulsuojanti vandens srovė ir kaip elektros srovės šaltinis, jei prie išvado prijungiama hidraulinė turbina su elektros generatoriumi. Tuo pačiu jo ypatybė yra ta, kad jo veikimui nereikia nei gramo įprasto kuro ar papildomos energijos.
Ryžiai. 14. Hidroramas
Aukščiau aprašytas keitiklis vienodai tinkamas darbui gėlame ir jūros vandenyje, stovinčiame ir judančiame vandenyje, ežeruose ir baseinuose, dirbtiniuose rezervuaruose. Vienu paleidimu jis veikia su pastoviais parametrais, nepriklausomai nuo paros laiko ir klimato sąlygų, nesustodamas daugelį metų.
Naudojant šį keitiklį kartu su hidroturbina ir įprastu elektros generatoriumi, tai yra, kai naudojamas elektros energijos pramonėje, panardinant į vandenį 15 metrų gylyje nuo vieno kvadratinio metro vandens paėmimo ploto, galima gauti ~ 0,75 MW išėjimo elektros galią, o 300 metrų gylyje - ~ 30 MW išėjimo elektros galią. Tyrimai rodo, kad galima elektros galia didėja proporcingai keitiklio panardinimo į vandenį gyliui. Tai leidžia su pakankamai dideliu vandens paėmimo angos plotu arba vienu metu naudojant kelis įrenginius, sujungtus į vieną įrenginį, gauti beveik bet kokią reikiamą elektros srovės išėjimo galią. Tuo pačiu metu bet kokio galingumo elektrinei reikės tik požeminio arba antžeminio rezervuaro, visiškai užpildyto vandeniu, kurio plotas ne didesnis kaip 8 m² / MW, o vandens aukštis ne mažesnis kaip 15 metrų. . Taigi gali būti sukurta iš esmės nauja rezervuarinė elektrinė, galinti pakeisti bet kurią šiluminę ir atominę elektrinę. Elektros generatorius Huter DY6500L.
Taip pat galima sukonfigūruoti keitiklį taip, kad pro jį praeinant vandeniui, jis be energijos nuostolių galėtų jį šildyti ir gaminti elektrą. Pavyzdžiui, vertikalus vienas modulis, kurio galia 500 kW, esantis 20 metrų gylyje su tam tikrais pradiniais projektiniais parametrais ir be priemonių aplinkiniam vandeniui vėsinti, jau po 4 valandų veikimo gali šildyti aplink esantį vandenį. atitinkamą požeminį arba antžeminį baką nuo +15 °C iki + 75 °C temperatūros. Taigi jis gali būti efektyviai naudojamas patalpų šildymui.
Vėjo turbinos
Vėjo turbinos yra įrenginiai, skirti gaminti elektros energiją iš vėjo srauto. Jie gali būti naudojami atokiose ir izoliuotose vietose, įvairiuose klimato regionuose, kuriuose yra palankios vėjo sąlygos, kur nėra centralizuoto maitinimo arba jo tiekimas yra nereguliarus. Pavyzdžiui, vėjo jėgainė gali aprūpinti vartotojus elektra buitiniams prietaisams, apšvietimo lempoms, buitiniams ir specialiesiems ryšio įrenginiams, televizijos ir radijo ryšio linijoms, palydovinio ir korinio kompiuterinio ryšio įrenginiams, mobiliesiems ir stacionariems navigacijos ir meteorologijos postams, radijo stotims. stotys, švyturiai ir radijo švyturiai, medicininė ir mokslinė įranga, vandens siurbliai, užtikrinantys akumuliatoriaus įkrovimą ir kt. Nesant vėjo, vartotojų maitinimą ir jų veikimą užtikrina akumuliatorius. Inverterio prijungimas prie valdymo bloko leidžia konvertuoti 24 V DC į 220 V kintamą.
Ryžiai. 9.Vėjo jėgainės A klasė
Vėjo elektrinė yra autonominis, patikimas, automatinis įrenginys, kurio eksploatacijos metu nereikia budinčio personalo ir skirta autonominiam elektros tiekimui individualiems vartotojams (vasarnamiams, sodininkams, pamaininiams darbuotojams, medžiotojams, ūkininkams, žvejams, geologinėms ekspedicijoms) , taip pat navigacijos, meteorologijos, radijo relių ir kitus postus teikiant nepertraukiamą maitinimą lauke.
Ryžiai. 10. Vėjo turbinų schema
geoterminė energija žemės energija
Geoterminės energijos šaltiniai gali būti dviejų tipų. Pirmoji rūšis yra požeminiai natūralių šilumnešių baseinai – karšto vandens (hidroterminių šaltinių), arba garo (garo terminės versmės), arba garo ir vandens mišinio.
Ryžiai. 15. Pirmojo tipo geoterminės energijos šaltiniai – požeminiai natūralių šilumnešių baseinai
Iš esmės pirmojo tipo šaltiniai yra tiesiogiai paruošti naudoti „požeminiai katilai“, iš kurių vanduo arba garai gali būti išgaunami naudojant įprastus gręžinius.
Antrasis tipas yra karštų uolienų karštis. Siurbdami vandenį į tokius horizontus, išleidimo angoje galite gauti garų arba karšto vandens, kad galėtumėte toliau naudoti energijos reikmėms. Geoterminė energija naudojama elektrai gaminti, šildyti būstus, šiltnamius ir kt. Kaip aušinimo skystis naudojamas sausas garas, perkaitintas vanduo arba bet koks žemos virimo temperatūros aušinimo skystis (amoniakas, freonas ir kt.).
Ryžiai. 16. Antrasis geoterminės energijos šaltinių tipas
Pranešimas tema SAULĖS ENERGIJOS NAUDOJIMAS ŽEMĖJE. Saulė yra gyvybės šaltinis viskam žemėje Gyvybės šaltinis Saulė Saulė yra pagrindinis energijos šaltinis. nuorašas
1
SAULES ENERGIJOS NAUDOJIMAS ŽEMĖJE
2
Saulė yra gyvybės šaltinis viskam žemėje, gyvybės šaltinis Saulė yra pagrindinis energijos šaltinis žemėje ir pagrindinė priežastis, sukūrusi daugumą kitų mūsų planetos energijos išteklių, tokių kaip anglies, naftos atsargos. , dujos, vėjo energija ir krintantis vanduo, elektros energija ir kt. .d. Saulės energija, kuri daugiausia išsiskiria spinduliavimo energijos pavidalu, yra tokia didelė, kad sunku net įsivaizduoti.
3
Niujorke net šiukšlių surinkėjai naudoja saulės energiją. Čia, dviejuose rajonuose, jau pusantrų metų veikia išmanieji saulės šiukšlių konteineriai – BigBelly. Naudodami šviesos energiją, kurią silicio fotoelementai paverčia elektra, jie sutankina turinį.
4
Žemėje yra daug energijos šaltinių, tačiau sprendžiant iš to, kaip sparčiai kyla energijos kainos, jų vis dar nepakanka. Daugelis ekspertų mano, kad iki 2020 metų degalų reikės tris su puse karto daugiau.
5
Naujausia metalo oksido plėvelės nusodinimo ant stiklo pagrindo technologija leidžia sukurti didelius plonasluoksnius saulės modulius. Amerikoje tik vienam projektui – saulės elektrinės statybai Negevo dykumoje (Izraelis) – skirta 100 mln.
6
Netoli Nyderlandų miesto Herhyugovard buvo sukurta eksperimentinė zona „Saulės miestas“. Namų stogai čia dengti saulės baterijomis. Nuotraukoje esantis namas generuoja iki 25 kW. Bendrą „Saulės miesto“ galią planuojama padidinti iki 5 MW. Tokie namai tampa autonomiški nuo sistemos.
7
Saulė taip pat gali būti naudojama kaip energijos šaltinis transporto priemonėms. Australijoje jau 19 metų kasmetinės saulės elektrinių automobilių lenktynės vyksta trasoje tarp Darvino ir Adelaidės miestų (3000 km). 1990 metais Sanyo pastatė saulės energija varomą lėktuvą.
8
Po PASAULINIO saulės stogu (energetinės stotys ir „saulės namai“) Fokusuotas mikrobangų spindulys gali perduoti Saulės baterijų surinktą energiją į Žemę arba gali aprūpinti ją erdvėlaiviais. Skirtingai nuo saulės spindulių, šis mikrobangų spindulys praras ne daugiau kaip 2% energijos „skilimo“ metu atmosferai. Neseniai šią idėją prikėlė Davidas Criswellas.
9
Po saulės energijos stogu MIR (elektrinės ir "saulės namai") NSTTF Amerikos saulės instaliacija, skirta šiluminiams bandymams ir eksperimentams energetikos srityje.Vienas iš senų saulės energijos rinkimo būdų yra SES, kurį išrado Bernardas Dubosas. Jis pasiūlė dykumose statyti didelius stiklinius stogelius su aukštu kaminu.
10
Naujojo Džersio valstybinių ir privačių transporto įmonių asociacija „TransOption Association“ po PASAULINIO saulės stogu (Power Plants and Solar Homes) organizuoja kasmetines saulės energija varomų automobilių modelių lenktynes mokyklų komandoms.
Pasaulio vandenyno energija
Pasaulio vandenyno energiją vaizduoja banglenčių energija, bangos, potvyniai, vandenyno paviršiaus ir giliųjų sluoksnių vandens temperatūrų skirtumai, srovės ir kt.
Potvynių bangos turi didžiulį energijos potencialą – 3 milijardus kW. Specialistų susidomėjimas vandenyno lygio potvynių ir potvynių svyravimais šalia žemynų pakrančių auga. Potvynių energiją žmogus šimtmečius naudojo malūnams ir lentpjūvėms maitinti. Tačiau atsiradus garo varikliui, jis buvo pamirštas iki šeštojo dešimtmečio vidurio, kai Prancūzijoje ir SSRS buvo pradėti naudoti pirmieji PES. Potvynių energija yra pastovi. Dėl šios priežasties potvynių ir atoslūgių elektrinėse (TPP) pagaminamos elektros energijos kiekis visada gali būti žinomas iš anksto, kitaip nei įprastose hidroelektrinėse, kur gaunamos energijos kiekis priklauso nuo upės režimo, kuris yra susijęs ne tik su teritorijos, per kurią teka, klimato ypatybės, bet ir oro sąlygos.
Ryžiai. 17. Potvynių ir atoslūgių energijos perdirbimo į elektros energiją prietaisų modelis
Manoma, kad Atlanto vandenynas turi didžiausias potvynių ir atoslūgių energijos atsargas. Ramiajame ir Arkties vandenynuose taip pat yra didelių potvynių ir atoslūgių energijos atsargų. Statant VES, būtina kompleksiškai įvertinti jų poveikį aplinkai aplinkai, nes jis yra gana didelis. Didžiųjų TE statybos vietose labai kinta potvynių aukštis, sutrinka vandens balansas stoties akvatorijoje, o tai gali rimtai paveikti žvejybą, veisti austres, midijas ir kt.
Pasaulio vandenyno energijos ištekliai taip pat apima bangų energiją ir temperatūros gradientą. Apskaičiuota, kad vėjo bangų energija per metus siekia 2,7 milijardo kW.
Kvazibranduolinės sintezės reakcijos
Slėgis Žemės vidinėje šerdyje siekia apie 3,6*10^6 bar. Išilginių žemės drebėjimų bangų antimazgų vietose slėgis pakyla iki 10 ^ 8 bar, esant maždaug 6000 K temperatūrai, pasiekdamas lygį, kuriame galimas tuneliavimas ir termobranduolinės reakcijos, kaip parodyta Zel'dovich ir Wang Hong-chang kūriniai.
Vietose, kur atsiranda vietinių termobranduolinių reakcijų židinių, temperatūra turėtų smarkiai pakilti. Tokiu atveju įvyksta hidridų skilimas, vandenilio perėjimas iš hidrido jonų formos į protonų dujas ir atitinkamai išskiriamas didelis vandenilio kiekis. Tokiu atveju medžiagos tūris žymiai padidėja nekeičiant masės (viename kubiniame centimetre geležies hidrido yra 550 kubinių centimetrų vandenilio). O tai savo ruožtu padidina planetos šerdies medžiagos tūrį, šiek tiek pasikeitus masei. Kitaip tariant, vidinės šerdies hidridai skyla į išorinės šerdies metalą ir vandenilį, o tai taip pat turėtų lemti Žemės tūrio padidėjimą. Reikia pažymėti, kad termobranduolinė grandininė reakcija negali įvykti, nes. šilumos perteklius kartu su aušinimo skysčiu vandeniliu išeina į išorines sferas (gilius skysčius), o temperatūra nukrenta.
Vidinė Žemės šerdis tarsi „verda“ labai lėtai kaip derva, t.y., pridėjus elastines bangas, vietinės sintezės reakcijos sporadiškai vyksta skirtingose vidinės šerdies vietose. Pavadinkime šį procesą „kvazitermobranduoliu“.
Hidridų skilimo šerdyje energijos balansas gali būti pavaizduotas taip:
∂QT + m = p ∂V + ∂QH, kur m yra cheminis vandenilio potencialas hidriduose, ∂QТ yra sporadinių vandenilio sintezės reakcijų termobranduolinė šiluma branduolio p irimo zonoje, ∂QH yra šiluma, nunešama iš irimo zona protonų dujomis (vandenilio branduoliais) kaip aušinimo skysčiu, todėl temperatūra kietos šerdies paviršiuje turi būti aukštesnė nei viduje.
