radiogēnais siltums
Lai novērtētu siltuma veidošanos radioaktīvo elementu sabrukšanas rezultātā, ir jāzina to izplatība uz Zemes. Šāda informācija šobrīd nav pieejama. Vērtējot, Zemes matērija parasti tiek identificēta ar meteorītu vielu (pēdējo uzskatot par sākotnējo, protoplanetāro matēriju). Zemes apvalkam tiek piešķirts radiogēna siltuma izdalīšanās, kas raksturīgs hondrītiem; kodols - raksturīgs dzelzs meteorītiem.
Mūsdienu siltuma ražošana šāda modeļa ietvaros tiek lēsta izteiksmē Wc = 2.3 • 102 cal/gadā ~ 1021 J/gadā.
Šis siltums nodrošina plūsmu
kas labi saskan ar mūsdienu Zemes siltuma plūsmu. Tādējādi saskaņā ar šīm aplēsēm pašreizējā radiogēnā siltuma ražošana sedz pašreizējos siltuma zudumus no Zemes virsmas.
Agrāk radiogēnā siltuma veidošanās bija lielāka, jo radioaktīvo elementu koncentrācija atšķiras atkarībā no likuma
kur WJ — siltuma ražošana Zemes vēstures sākumā; A-1 ~ 2,6 Ga.
WJ var aprēķināt kā WJ = WT e, kur m = 4,6 miljardi gadu ir Zemes vecums. Pamatojoties uz galveno elementu pussabrukšanas periodiem, var aprēķināt, ka WJ = (5—6) Wc.
Parasti tiek izmantoti šādi meteorītu siltuma izdalīšanās aprēķini:
- • hondrīti R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
- • dzelzs meteorīti R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. Galvenie ilgstoši radioaktīvie avoti ir urāns, kālijs un torijs. Dati par urāna U un kālija K siltuma izdalīšanos ir sniegti 1.1. tabulā). un 6.3.Th pussabrukšanas periodam - 13,9 miljardi gadu, siltuma ražošanai - 2,7 • KG5 W / kg.
Kopējā siltuma ražošana visā Zemes vēsturē ir
Saskaņā ar (6.9) vienādojumu šī enerģija varētu sasildīt Zemi līdz temperatūrai AT~ 1700°C.
Daži pētnieki uzskata (piemēram, Bolts, 1984), ka jāņem vērā arī īslaicīgo radioaktīvo elementu devums, kas var būt diezgan ievērojams un dot papildu sildīšanu par vairākiem simtiem grādu. Dati par dažu īslaicīgu elementu pussabrukšanas periodu ir sniegti tabulā. 6.5.
Aprakstītā radiogēnā siltuma metode ir aplēse. Jautājums par to, cik pamatoti var uzskatīt, ka mūsdienu meteorīti, kas radušies joslā starp Marsu un Jupiteru un izgājuši garu un grūtu attīstības ceļu, pareizi atspoguļo radioaktīvo elementu saturu Zemes čaulās.
Dažu īslaicīgu elementu pussabrukšanas periods
|
Elements |
Pus dzīve T{/2, miljardu gadu |
|
A126 |
0,73 |
|
C136 |
0,3 |
|
Fe60 |
0,3 |
nav pilnībā atrisināts, taču lielākā daļa pētnieku pieturas pie šī viedokļa.
Tādējādi radioaktīvo transformāciju ieguldījums Zemes enerģētikā ir ļoti nozīmīgs un, iespējams, tam ir dominējoša vērtība.
Taču ir aplēses (piemēram, Sorokhtins, Ušakovs, 2002), saskaņā ar kurām radiogēnam avotam Zemes enerģētikā ir daudz mazāka nozīme. E \u003d 0,43 * 1031 J.
Mājas ģeotermālā apkure
Ģeotermālās apkures shēma
Vispirms jums ir jāsaprot siltumenerģijas iegūšanas principi. To pamatā ir temperatūras paaugstināšanās, ieejot dziļāk zemē. No pirmā acu uzmetiena apkures pakāpes pieaugums ir nenozīmīgs. Bet, pateicoties jauno tehnoloģiju parādīšanās, māju apkure ar zemes siltumu ir kļuvusi par realitāti.
Galvenais nosacījums ģeotermālās apkures organizēšanai ir temperatūra vismaz 6 ° C. Tas ir raksturīgi vidējiem un dziļiem augsnes slāņiem un rezervuāriem. Pēdējie ir ļoti atkarīgi no ārējās temperatūras, tāpēc tos izmanto reti. Kā praktiski var organizēt mājas apkuri ar zemes enerģiju?
Lai to izdarītu, ir jāizveido 3 ķēdes, kas piepildītas ar šķidrumiem ar dažādiem tehniskajiem parametriem:
- Ārējais. Biežāk tas cirkulē antifrīzu.Tā sildīšana līdz temperatūrai, kas nav zemāka par 6 ° C, notiek zemes enerģijas dēļ;
- Siltumsūknis. Bez tā nav iespējama apkure no zemes enerģijas. Siltumnesējs no ārējās ķēdes nodod savu enerģiju aukstumaģentam, izmantojot siltummaini. Tā iztvaikošanas temperatūra ir zemāka par 6°C. Pēc tam tas nonāk kompresorā, kur pēc saspiešanas temperatūra paaugstinās līdz 70 ° C;
- Iekšējā kontūra. Saskaņā ar līdzīgu shēmu siltums tiek pārnests no saspiestā aukstumaģenta uz ūdeni pārvarēšanas sistēmā. Tādējādi apkure no zemes zarnām notiek ar minimālām izmaksām.
Neskatoties uz acīmredzamajām priekšrocībām, šādas sistēmas ir reti sastopamas. Tas ir saistīts ar augstām aprīkojuma iegādes un ārējās siltuma ieplūdes ķēdes organizēšanas izmaksām.
Apkures aprēķinu no zemes siltuma vislabāk uzticēt profesionāļiem. Visas sistēmas efektivitāte būs atkarīga no aprēķinu pareizības.
Kosmiskās un planetārās enerģijas.
Iņ un Jaņ ir divas kosmiskās enerģijas. Bezgalīgs skaits gredzenveida virpuļiem līdzīgu plūsmu iekļūst kosmosā, šķērsojot mūsu mazo planētu. Brīdī, kad iziet cauri planētas ķermenim, plūsma maina savu zīmi uz pretējo, tas ir, YANG plūsma ieplūst Zemē, un YIN plūsma iziet (1.2. att.). Vēl pareizāk ir teikt, ka mēs runājam nevis par divām, bet par vienu enerģiju. Izejot cauri planētas ķermenim, Yang plūsma piešķir tai savu aktīvo komponentu un izejas punktā veidojas sava veida enerģijas trūkuma plūsma. Taču, kā jau minēts iepriekš, mēs esam pieraduši visu redzēt dubultā krāsā, jēdzienu dualitātē, un mums ir vieglāk operēt ar jēdzieniem YIN un YANG nekā ar enerģijas esamības un neesamības jēdzieniem. Tā kā ir bezgala daudz dažāda stipruma plūsmu, tad vienuviet būs gan YANG plūsmas, kas nāks no augšas, gan YIN plūsmas, kas nāks no apakšas (1.3. att.).
Un kāds šīm kosmiskajām plūsmām sakars ar parastu cilvēku? Jums ir jābūt apbēdinātam. Apziņas un enerģijas attīstības līmenī, kurā atrodamies, mēs nesadarbojamies ar sākotnējām kosmiskajām plūsmām. Turklāt. Bez visa cilvēka būtības totālas pārstrukturēšanas mēģinājums atvērties šīm straumēm sagraus cilvēku ar tādu pašu vieglumu, ar kādu sālsskābe saēdīs santehnikas sistēmu, ja kāds to vēlēsies sūknēt ūdens vietā. Civilizācijas vēsturē nebija daudz cilvēku, kuriem izdevās saplūst ar kosmisko plūsmu, lielākoties viņi ir labi zināmi: Mozus, Buda, Kristus, Muhameds, daži citi pravieši un jogi.
Ja mēs vēl necenšamies spēlēt Budas lomu, mēs nesteidzamies atvērties sākotnējām plūsmām, lai apzināti virzītos pa pilnības ceļu, mums ir jāizdomā mehānisms, kā veidoties. četras planētu enerģijas no divām sākotnējām, bet mums nepieejamām YIN-YANG enerģijām: "Gaiss - Zeme - Uguns - Ūdens". Jaņ "karstā" straume, nonākot planētas atmosfērā, mijiedarbojas ar YIN "auksto" straumi, kas paceļas no apakšas, un tiek pārvērsta Gaisa enerģijā. Savukārt YIN-debess "aukstā" plūsma, paceļoties augšup, sajaucas ar lejupejošo YANG-debesu "karsto" plūsmu, radot Zemes enerģiju. Pāri Gaiss-Zeme nosacīti sauksim par ārējām (attiecībā pret cilvēku) enerģijām.
Nākamais transformācijas līmenis ir tieši saistīts
ar dzīvām būtnēm, kas apdzīvo mūsu planētu. Gaisa enerģija
dzīvās būtnes to pārvērš Uguns enerģijā un enerģijā
Zeme uz ūdeni. Pāri "Uguns - Ūdens" mēs sauksim par iekšējo (saskaņā ar
attiecības ar cilvēku) enerģijām. Ja jūs sakārtojat enerģijas
princips karsts - auksts, tad mēs iegūstam šādu modeli:
kosmiskais YANG - gaiss - uguns un ūdens - zeme - kosmisks
YIN (1.4. att.). Kā redzat, šīs straumes atšķiras tikai
karstā un aukstā komponenta attiecība, ko var parādīt
uz monādes (1.5. att.), kur ārējā
enerģija, un horizontālā - iekšējā.
Uzreiz vienosimies, ka planetārās enerģijas "Zeme", "Ūdens", "Uguns" un "Gaiss" un zeme, pa kuru ejam, ūdens, ko dzeram, uguns, uz kura gatavojam, un gaiss, ko elpojam, nav viens un tas pats. Mūsu valodā nav īpašvārdu planētu enerģijām. Mums ir jāizmanto analoģijas. Precīzāk sakot, iepriekš minētie termini nozīmē: enerģija ir auksta un inerta kā zeme, vēsa un šķidra kā ūdens, karsta un aktīva kā uguns, reta un gaistoša kā gaiss. Vienkāršības labad, rakstot Gaiss ar lielo burtu, mēs domājam enerģiju, kad gaiss, tad gāzu maisījumu, ko mēs elpojam.
Visas planētu enerģijas ir tieši saistītas ar cilvēku. Ārējām enerģijām cilvēka ķermenī ir savi ieejas punkti, iekšējām enerģijām ir savas lokalizācijas vietas organismā. Aptuvenā enerģiju darbības shēma ir šāda. Zemes enerģija iekļūst ķermenī caur pēdām un iegurņa rajonā pārvēršas Ūdenī (1.6. att.). Sauksim Ūdens enerģijas transformācijas zonu par “apakšējo katlu”, kas aizņem attālumu no starpenes līdz vēdera augšdaļai (1.7. att.).
Ģeotermālās apkures sakārtošanas iespējas
Ārējās kontūras sakārtošanas metodes
Lai pēc iespējas vairāk izmantotu zemes enerģiju mājas apkurei, ir jāizvēlas pareizā ķēde ārējai ķēdei. Faktiski jebkura vide var būt siltumenerģijas avots - zem zemes, ūdens vai gaisa.
Bet ir svarīgi ņemt vērā sezonālās laika apstākļu izmaiņas, kā minēts iepriekš.
Šobrīd izplatītas ir divu veidu sistēmas, kuras efektīvi izmanto mājas apsildīšanai zemes siltuma dēļ – horizontālā un vertikālā. Galvenais izvēles faktors ir zemes platība. No tā ir atkarīgs cauruļu izvietojums mājas apkurei ar zemes enerģiju.
Papildus tam tiek ņemti vērā šādi faktori:
- Augsnes sastāvs. Akmeņainos un smilšmālajos apgabalos ir grūti izveidot vertikālas šahtas automaģistrāļu ieklāšanai;
- augsnes sasalšanas līmenis. Viņš noteiks optimālo cauruļu dziļumu;
- Gruntsūdeņu atrašanās vieta. Jo augstāki tie ir, jo labāk ģeotermiskajai apkurei. Šajā gadījumā temperatūra paaugstināsies līdz ar dziļumu, kas ir optimālais nosacījums apkurei no zemes enerģijas.
Jums jāzina arī par reversās enerģijas pārneses iespēju vasarā. Tad privātmājas apkure no zemes nefunkcionēs, un liekais siltums no mājas nonāks augsnē. Visas saldēšanas sistēmas darbojas pēc viena principa. Bet šim nolūkam ir jāinstalē papildu aprīkojums.
Nav iespējams plānot ārējās ķēdes uzstādīšanu ārpus mājas. Tas palielinās siltuma zudumus apkurē no zemes zarnām.
Horizontālās ģeotermālās apkures shēma
Ārējo cauruļu horizontālais izvietojums
Visizplatītākais āra automaģistrāļu uzstādīšanas veids. Tas ir ērti uzstādīšanas vienkāršībai un iespējai salīdzinoši ātri nomainīt bojātās cauruļvada daļas.
Uzstādīšanai saskaņā ar šo shēmu tiek izmantota kolektoru sistēma. Šim nolūkam tiek izveidotas vairākas kontūras, kas atrodas vismaz 0,3 m attālumā viena no otras. Tie ir savienoti, izmantojot kolektoru, kas piegādā dzesēšanas šķidrumu tālāk siltumsūknim. Tas nodrošinās maksimālu enerģijas piegādi apkurei no zemes siltuma.
Tomēr ir dažas svarīgas lietas, kas jāpatur prātā:
- Liela pagalma teritorija. Apmēram 150 m² lielai mājai tai jābūt vismaz 300 m²;
- Caurules jānostiprina dziļumā zem augsnes sasalšanas līmeņa;
- Ar iespējamo augsnes pārvietošanos pavasara plūdu laikā palielinās automaģistrāļu pārvietošanās iespējamība.
Horizontālā tipa apkures no zemes siltuma noteicošā priekšrocība ir pašsakārtošanās iespēja. Vairumā gadījumu tas neprasa īpaša aprīkojuma iesaistīšanu.
Maksimālai siltuma pārnesei ir jāizmanto caurules ar augstu siltumvadītspēju - plānsienu polimēru caurules. Bet tajā pašā laikā jums vajadzētu apsvērt veidus, kā izolēt apkures caurules zemē.
Ģeotermālās apkures vertikālā shēma
Vertikālā ģeotermālā sistēma
Tas ir laikietilpīgāks veids, kā organizēt privātmājas apkuri no zemes. Cauruļvadi atrodas vertikāli, īpašās akās
Ir svarīgi zināt, ka šāda shēma ir daudz efektīvāka nekā vertikālā.
Tās galvenā priekšrocība ir palielināt ūdens sildīšanas pakāpi ārējā kontūrā. Tie. jo dziļāk atrodas caurules, jo vairāk sistēmā nonāks zemes siltuma daudzums mājas apkurei. Vēl viens faktors ir mazā zemes platība. Dažos gadījumos ārējā ģeotermālās apkures loka sakārtošana tiek veikta pat pirms mājas būvniecības tiešā pamatu tuvumā.
Kādas grūtības var rasties, iegūstot zemes enerģiju mājas apkurei saskaņā ar šo shēmu?
- Kvantitatīvs pret kvalitāti. Vertikālam izvietojumam šoseju garums ir daudz lielāks. To kompensē augstāka augsnes temperatūra. Lai to izdarītu, jums ir jāizveido akas līdz 50 m dziļumam, kas ir darbietilpīgs darbs;
- Augsnes sastāvs. Akmeņainai augsnei ir nepieciešams izmantot īpašas urbjmašīnas. Mālsmālē, lai novērstu akas izliešanu, tiek uzstādīts aizsargapvalks no dzelzsbetona vai biezu sienu plastmasas;
- Darbības traucējumu vai hermētiskuma zuduma gadījumā remonta process kļūst sarežģītāks. Šajā gadījumā ir iespējamas ilgstošas kļūmes mājas apkures darbībā zemes siltumenerģijai.
Bet, neskatoties uz augstajām sākotnējām izmaksām un uzstādīšanas sarežģītību, šoseju vertikālais izvietojums ir optimāls. Eksperti iesaka izmantot tieši šādu uzstādīšanas shēmu.
Dzesēšanas šķidruma cirkulācijai ārējā kontūrā vertikālā sistēmā ir nepieciešami jaudīgi cirkulācijas sūkņi.
Līdzīgas ziņas
12/02/2019
Zinātnieki no Krievijas un Itālijas ir aprēķinājuši, kuros Krievijas Federācijas reģionos un kādām vajadzībām ir izdevīgi izmantot ar saules enerģiju darbināmus siltuma pārveidotājus. Izrādījās, ka vasarā šādas iekārtas var sildīt ūdeni dušām, veļas mazgāšanai un citām mājsaimniecības vajadzībām visā Krievijā, pat Oimjakonā, otrdien pavēstīja pētījumu atbalstījušā Krievijas Zinātnes fonda (RSF) preses dienests.
527
08/06/2018
Zinātnieki no Krievijas radījuši jaunus nanokatalizatorus, kas ļauj sadalīt dažāda veida biodegvielas un iegūt no tām tīru ūdeņradi. Montāžas instrukcijas tika publicētas rakstā, kas publicēts Starptautiskajā ūdeņraža enerģijas žurnālā.
718
29/11/2019
Šodien OAO Tatneftekhiminvest-holding direktoru padomes sēdē tika izskatīti vairāki Tatarstānas Republikas naftas ķīmijas kompleksam aktuāli jautājumi. Sanāksme notika Tatarstānas Republikas valdības namā, kuru vadīja Tatarstānas Republikas prezidents Rustams Minnihanovs.
131
20/02/2017
Novosibirskas zinātnieki ierosināja notekūdeņu atkritumus izmantot ar katalizatoru palīdzību. Parasti dūņas uzglabā speciālos poligonos vai sadedzina ar smiltīm. Tas ir dārgs un nav videi draudzīgs.
1660
31/10/2016
Izgudrojuši, kā izaudzēt serotonīna, slavenā laimes hormona, sāļu kristālus, krievu zinātnieki izdomāja, kā labāk prognozēt citu kristālu formas, kas izaudzētas no šķīdumiem. Ķīmiķiem no Krievijas Zinātņu akadēmijas Sibīrijas nodaļas izdevās spert svarīgu soli ceļā uz to, lai izprastu likumus, saskaņā ar kuriem molekulas sarindojas kristālos, kas izaudzēti no dažādām barotnēm.
1676
21/07/2017
NSU zinātnieki ieguva grantu no Krievijas Zinātnes fonda (RSF). Zinātnieku attīstība palīdzēs atrisināt fundamentālas zinātniskas problēmas, kā arī uzlabos sadzīves un profesionālo gaisa attīrītāju veiktspēju.Novosibirskas zinātnieku darba tēma ir "Metālu kompleksu foto- un termiskā sadalīšanās kā metode metālu nanodaļiņu un bimetāla struktūru veidošanai uz fotokatalītiski aktīvo materiālu virsmas."
1558
24/04/2018
Mājas ir kaut kas silts, mājīgs un, no pirmā acu uzmetiena, ļoti konservatīvs. Bet patiesībā būvniecība iet kopsolī ar tehnoloģiju progresu. Kā padarīt mājokli pieejamāku, lētāku, videi draudzīgāku? Mēs esam izveidojuši īsu pārskatu par nākotnes tendencēm un tehnoloģijām, kas parādās šobrīd.
1175
15/09/2018
Novosibirskas zinātnieki ir uzlabojuši gaisa dezinfekcijas tehnoloģiju. Nākotnē Akademgorodok izstrādātos filtrus varēs izmantot pat kosmosā, raksturlielumu ziņā tie ir daudzkārt labāki par esošajiem.
617
21/05/2019
Sočos noslēdzās 3. starptautiskā konference "Nākotnes zinātne" un 4. Viskrievijas forums "Nākotnes zinātne – jauniešu zinātne". Mēs lūdzām Sibīrijas zinātniekus, kas tajās piedalījās, pastāstīt, ar kādiem projektiem viņi prezentēja foruma pasākumus un ar kādiem nolūkiem viņi ieradās šeit.
457
Zemes iekšējā enerģija
Tā kā magnētiskais lauks tiek ģenerēts planētas iekšējā kodolā, enerģija, kas nepieciešama tā uzturēšanai, ir arī Zemes kopējās iekšējās enerģijas neatņemama sastāvdaļa. Šīs enerģijas novērtēšanā ir liela nenoteiktība. Ja šobrīd ir droši noteikta ārējā serdeņa magnētiskā lauka vērtība, tad, lai aprēķinātu magnētiskā lauka enerģiju uz virsmas, ir nepieciešama relatīvās magnētiskās caurlaidības vērtība μ / μo, un tās vērtība var mainīties no 1 (kad magnētiskā lauka līnijas iet ārpus zemeslodes) līdz 100 (Zemes iekšējam metāliskajam kodolam). Tāpēc, ja tiek izmantotas dažādas μ/μo vērtības, tad aprēķinātā magnētiskā lauka enerģija var būt diapazonā no 1,7 līdz 170 TW. Mēs nosacīti ņemsim vidējo vērtību 86 TW. Šajā gadījumā Zemes kopējā enerģija ir vienāda ar siltuma starojuma enerģijas summu caur virsmu (45 TW) un enerģiju, kas nepieciešama magnētiskā lauka uzturēšanai (86 TW), tas ir, 131 TW.
Nesen, piedaloties 15 universitātēm ASV, Rietumeiropā un Japānā, tika veikts fundamentāls darbs pie radioaktīvo izotopu sabrukšanas radītās siltuma plūsmas lieluma eksperimentālas mērīšanas no Zemes iekšpuses uz atmosfēru. Tika konstatēts, ka 238U un 232Th radioaktīvā sabrukšana veido 20 TW kopējo ieguldījumu planētas siltuma plūsmā. 40K sabrukšanas radītie neitrīno bija zem šī eksperimenta jutības robežas, taču ir zināms, ka tie rada ne vairāk kā 4 TW. Radioaktīvās sabrukšanas lielums tika noteikts pēc precīziem ģeoneutrino plūsmas mērījumiem, izmantojot Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japāna), un saskaņā ar pieejamajiem datiem no Borexino detektora (Itālija) kopējais apjoms ir 24 TW.
Andersona fundamentālā monogrāfija "New Theory of the Earth" parāda, ka tikai aptuveni 10 TW enerģijas var iegūt no neradioaktīviem avotiem, piemēram, garozas dzesēšanas un diferenciācijas, apvalka saspiešanas (sablīvēšanas), plūdmaiņu berzes utt.
Izrādās būtiska neatbilstība: Zemes iekšienē tiek ģenerēti 34 TW, un tiek patērēts 131 TW.
Būtiska nelīdzsvarotība (97 TW) rada nopietnas šaubas, ka primārā rezerve spēj nodrošināt nepieciešamo Zemes papildu enerģiju. Ir saprātīgāk pieņemt, ka pastāv kāds cits avots, kas ļauj mūsu planētai būt līdzvērtīgai citām planētām masas un spilgtuma attiecības ziņā.
Planētu masas-spīduma diagramma.
Saules paneļi
Karkasa saules modulis parasti tiek izgatavots paneļa veidā, kas ir ietverts anodētā alumīnija rāmī. Gaismu uztverošo virsmu aizsargā rūdīts stikls. Monokristālisko silīciju izmanto kā fotokonverteri.
Saules baterija (modulis) sastāv no vairākām saules bateriju sekcijām, kas pārvērš gaismas enerģiju elektroenerģijā. Katra sekcija ir aizsargāta no vides ietekmes ar polimēru plēvēm un nodrošināta ar stingru pamatni, kas nodrošina izturību pret mehānisko spriegumu. Visas sekcijas ir savstarpēji savienotas ar elastīgiem elementiem, veidojot paneli, kuru var salocīt ērtākai transportēšanai un uzglabāšanai.
Rīsi. 4. Saules paneļi
Rīsi. 5.Saules paneļi uz mājas jumta
Ir arī maza izmēra ierīces, kas ietaupa no tīkla saņemto enerģiju. Piemēram, portatīvais saules lādētājs. Paredzēts mobilo tālruņu, GPS, PDA, MP-3 un CD atskaņotāju, radio staciju, satelīttelefonu un citu elektronisko ierīču uzlādēšanai ar nominālo akumulatora spriegumu 4,5-19 volti. Amorfais silīcijs tiek izmantots kā fotokonverteri. Šī ierīce atbrīvo kāpējus, medniekus, makšķerniekus, tūristus, glābšanas dienestus un citus lietotājus no stacionāru un lielgabarīta enerģijas avotu izmantošanas. Tas ir izgatavots salokāma paneļa formā un darbojas kā neliela spēkstacija, pārvēršot saules enerģiju elektroenerģijā. Saules baterijas ir pārklātas ar spēcīgu un izturīgu polimērmateriālu, viegli un droši lietojams. Tie nesatur trauslas sastāvdaļas: stiklu vai kristālisko silīciju un var darboties apkārtējās vides temperatūrā no -30 līdz +50 C.
Rīsi. 6. Ārējais akumulators Xtreme 12000 mAh ar saules baterijām
Saules enerģijas izmantošana neaprobežojas tikai ar elektroenerģijas ražošanu. Uz saules vakuuma kolektoriem balstīta sistēma ļauj saņemt siltumenerģiju, proti, uzsildīt ūdeni līdz iepriekš noteiktai temperatūrai, absorbējot saules starojumu, pārvēršot to siltumā, akumulējot un nododot patērētājam.
Sistēma sastāv no diviem galvenajiem elementiem:
– āra bloks – saules vakuuma kolektori;
– iekšējais bloks – siltummaiņa tvertne.
Rīsi. 7. Plakanais saules kolektors MFK 001 no Meibes
Saules vakuuma kolektors nodrošina saules starojuma savākšanu jebkuros laikapstākļos neatkarīgi no ārējās temperatūras. Šādu kolektoru enerģijas absorbcijas koeficients ar vakuuma pakāpi 10-5¸ 10-6 ir 98%. Saules paneļi tiek uzstādīti tieši uz ēku jumta tā, lai maksimāli efektīvi izmantotu jumta laukumu enerģijas savākšanai. Kolektori tiek montēti jebkurā leņķī, no 0 līdz 90 grādiem. Vakuuma kolektoru kalpošanas laiks ir vismaz 15 gadi.
Siltummaiņa tvertne ir automatizēta sistēma no saules enerģijas, kā arī no citiem enerģijas avotiem (piemēram, tradicionālais sildītājs, kas darbojas ar elektrību, gāzi vai dīzeļdegvielu) saņemtā siltuma pārveidei, uzturēšanai un uzglabāšanai, kas apdrošina sistēmu gadījumam. nepietiekama saules starojuma dēļ. Šādi uzsildītais ūdens no iekštelpu bloka siltummaiņa plūst uz apkures sistēmas radiatoriem, un ūdens no tvertnes tiek izmantots karstā ūdens apgādei.
Rīsi. 8. Rezervuāra siltummainis
Mikroprocesora vadības bloks ir paredzēts temperatūras regulēšanai saules kolektorā un siltummaiņa tvertnē, kā arī, lai atkarībā no šo temperatūru lieluma izvēlētos optimālo sistēmas darbības režīmu dienas laikā. Tajā pašā laikā regulators regulē dzesēšanas šķidruma plūsmu caur siltummaini, nosaka siltuma padeves virzienu (karstam ūdenim vai apkurei) un kontrolē bāzes sildītāja darbību.
Naktīs sistēmas automatizācija nodrošina minimāli nepieciešamo papildu enerģijas piesaisti, lai uzturētu telpā iestatīto temperatūru. Sistēmai ir zema inerce, ātra pāreja uz darba režīmu un ļauj vidēji gadā ietaupīt līdz pat 50%.
Zemūdens gravitācijas enerģijas pārveidotājs
Plaši pazīstamās ūdens pacelšanas ierīces ar nosaukumu "hidrorams" (14. attēls) modernizācijas rezultātā krievu zinātnieki izgudroja vēl vienu ūdens pacelšanas ierīci, kas ir jauns ūdens potenciālās enerģijas pārveidotājs, kas faktiski ir jauns neizsmeļamas, videi draudzīgas un spēcīgas enerģijas avots.
Kad tas ir pilnībā iegremdēts ūdenī līdz pietiekamam dziļumam, tas pārveido dziļo statisko ūdens spiedienu ūdens strūklā, kas pulsē laikā ar spiedienu, kas ir lielāks nekā dotajā dziļumā. Ūdens zem dziļa spiediena pats ieplūst devēja ūdens ieplūdē un, no otras puses, izplūst no izplūdes ar vēl lielāku spiedienu. Šo pārveidotāju var izmantot kā dziļurbuma sūkni, kā pulsējošu ūdens strūklu un kā elektriskās strāvas avotu, ja pie izvada ir pieslēgta hidrauliskā turbīna ar elektrisko ģeneratoru. Tajā pašā laikā tā iezīme ir tāda, ka tā darbībai nav nepieciešams neviens grams parastās degvielas vai papildu enerģijas.
Rīsi. 14. Hidrorams
Iepriekš aprakstītais pārveidotājs ir vienlīdz piemērots darbam saldūdenī un jūras ūdenī, nekustīgā un kustīgā ūdenī, ezeros un baseinos, mākslīgos rezervuāros. Ar vienu iedarbināšanu tas darbojas ar nemainīgiem parametriem neatkarīgi no diennakts laika un klimatiskajiem apstākļiem, neapstājoties daudzus gadus.
Lietojot šo pārveidotāju kopā ar hidroturbīnu un parasto elektrisko ģeneratoru, tas ir, ja to izmanto elektroenerģijas ražošanas nozarē, iegremdējot ūdenī 15 metru dziļumā no viena kvadrātmetra ūdens ņemšanas laukuma, tas ir iespējams iegūt izejas elektrisko jaudu ~ 0,75 MW, bet 300 metru dziļumā - izejas elektrisko jaudu ~ 30 MW. Pētījumi liecina, ka iespējamā elektriskā jauda palielinās proporcionāli devēja iegremdēšanas dziļumam ūdenī. Tas ļauj ar pietiekami lielu ūdens ieplūdes atveres laukumu vai vienlaikus izmantojot vairākas instalācijas, kas apvienotas vienā vienībā, iegūt gandrīz jebkuru nepieciešamo elektriskās strāvas izejas jaudu. Tajā pašā laikā jebkuras jaudas spēkstacijai būs nepieciešams tikai pazemes vai zemes rezervuārs, kas pēc tam pilnībā piepildīts ar ūdeni, kura platība nepārsniedz 8 m² / MW un ūdens augstums ir vismaz 15 metri. . Tādējādi var izveidot principiāli jaunu rezervuāra elektrostaciju, kas var aizstāt jebkuru termoelektrostaciju un atomelektrostaciju. Strāvas ģenerators Huter DY6500L.
Pārveidotāju iespējams konfigurēt arī tā, lai ūdens, ejot cauri tam, varētu to sildīt bez enerģijas zudumiem un ražot elektrību. Jo īpaši, piemēram, vertikāls viens modulis ar jaudu 500 kW, kas atrodas 20 metru dziļumā ar noteiktiem projektēšanas sākotnējiem parametriem un bez pasākumiem apkārtējā ūdens dzesēšanai, jau pēc 4 stundu darbības var uzsildīt apkārtējo ūdeni. atbilstošo pazemes vai zemes tvertni no +15 °C līdz +75 °C temperatūrai. Tādējādi to var efektīvi izmantot telpu apkurei.
Vēja turbīnas
Vēja turbīnas ir iekārtas, kas paredzētas elektroenerģijas ražošanai no vēja plūsmas. Tos var izmantot nomaļās un izolētās vietās, dažādos klimatiskajos reģionos ar labvēlīgiem vēja apstākļiem, kur nav centralizētas elektroapgādes vai tās padeve ir neregulāra. Piemēram, vēja elektrostacija var nodrošināt patērētājus ar elektroenerģiju sadzīves tehnikas, apgaismes lampu, sadzīves un speciālo sakaru ierīču, televīzijas un radio sakaru līniju, satelītu un mobilo datoru sakaru ierīču, mobilo un stacionāro navigācijas un meteoroloģisko posteņu, radio stacijas, bākas un radiobākas, medicīnas un zinātniskās iekārtas, ūdens sūkņi, akumulatoru uzlādes nodrošināšanai uc Vēja trūkuma gadījumā patērētāju elektroapgādi un to darbību nodrošina akumulators. Invertora pievienošana vadības blokam ļauj pārveidot 24 V līdzstrāvu uz 220 V maiņstrāvu.
Rīsi. 9.Vēja turbīnas A klase
Vēja elektrostacija ir autonoma, uzticama, automātiska instalācija, kuras darbības laikā nav nepieciešams dežurējošais personāls un ir paredzēta autonomai elektroapgādei individuālajiem patērētājiem (vasarniekiem, dārzniekiem, maiņu strādniekiem, medniekiem, zemniekiem, zvejniekiem, ģeoloģiskajām ekspedīcijām) , kā arī navigācijas, meteoroloģisko, radioreleju un citus posteņus nepārtrauktas strāvas nodrošināšanā uz lauka.
Rīsi. 10.Vēja turbīnu shēma
ģeotermālā enerģija zemes enerģija
Ģeotermālās enerģijas avoti var būt divu veidu. Pirmais veids ir pazemes baseini no dabīgiem siltumnesējiem - karstā ūdens (hidrotermālie avoti), vai tvaika (tvaika termiskie avoti), vai tvaika-ūdens maisījuma.
Rīsi. 15. Pirmā veida ģeotermālās enerģijas avoti - dabisko siltumnesēju pazemes baseini
Būtībā pirmā veida avoti ir tieši gatavi lietošanai "pazemes katli", no kuriem var iegūt ūdeni vai tvaiku, izmantojot parastos urbumus.
Otrs veids ir karsto akmeņu siltums. Iesūknējot ūdeni šādos apvāršņos, pie izejas var iegūt tvaiku vai karstu ūdeni turpmākai izmantošanai enerģijas nolūkos. Ģeotermālo enerģiju izmanto elektrības ražošanai, mājokļu, siltumnīcu uc apsildīšanai. Kā dzesēšanas šķidrumu izmanto sausu tvaiku, pārkarsētu ūdeni vai jebkuru dzesēšanas šķidrumu ar zemu viršanas temperatūru (amonjaks, freons utt.).
Rīsi. 16. Otrs ģeotermālās enerģijas avotu veids
Prezentācija par tēmu SAULES ENERĢIJAS IZMANTOŠANA UZ ZEMES. Saule ir dzīvības avots visam uz zemes Dzīvības avots Saule Saule ir galvenais enerģijas avots. atšifrējums
1
SAULES ENERĢIJAS IZMANTOŠANA UZ ZEMES
2
Saule ir dzīvības avots visam uz zemes, dzīvības avots Saule ir galvenais enerģijas avots uz zemes un galvenais iemesls, kas radīja lielāko daļu citu mūsu planētas enerģijas resursu, piemēram, ogļu, naftas rezerves. , gāze, vēja enerģija un krītošs ūdens, elektroenerģija utt. .d. Saules enerģija, kas galvenokārt izdalās starojuma enerģijas veidā, ir tik liela, ka to ir grūti pat iedomāties.
3
Ņujorkā pat atkritumu savācēji izmanto saules enerģiju. Šeit, divos rajonos, jau pusotru gadu darbojas inteliģentie saules atkritumu konteineri - BigBelly. Izmantojot gaismas enerģiju, ko silīcija fotoelementi pārvērš elektrībā, tie sablīvē saturu.
4
Uz Zemes ir daudz enerģijas avotu, taču, spriežot pēc tā, cik strauji aug enerģijas cenas, ar tiem joprojām ir par maz. Daudzi eksperti uzskata, ka līdz 2020. gadam būs nepieciešams trīsarpus reizes vairāk degvielas.
5
Jaunākā tehnoloģija metāla oksīda plēves uzklāšanai uz stikla pamatnes ļauj izveidot lielus plānslāņa saules moduļus. Amerikā tikai vienam projektam - saules elektrostacijas celtniecībai Negevas tuksnesī (Izraēlā) - piešķirti 100 miljoni dolāru.
6
Netālu no Nīderlandes pilsētas Herhyugovard ir izveidota eksperimentālā zona "Saules pilsēta". Māju jumti šeit ir pārklāti ar saules paneļiem. Attēlā redzamā māja ģenerē līdz 25 kW. "Saules pilsētas" kopējo jaudu plānots palielināt līdz 5 MW. Šādas mājas kļūst autonomas no sistēmas.
7
Sauli var izmantot arī kā enerģijas avotu transportlīdzekļiem. Austrālijā jau 19 gadus trasē starp Darvinas un Adelaidas pilsētām (3000 km) notiek ikgadējās saules elektromobiļu sacīkstes. 1990. gadā Sanyo uzbūvēja ar saules enerģiju darbināmu lidmašīnu.
8
Zem PASAULES saules jumta (enerģijas stacijas un "saules mājas") Fokusēts mikroviļņu stars var pārraidīt saules paneļu savākto enerģiju uz Zemi, vai arī tas var ar to piegādāt kosmosa kuģi. Atšķirībā no saules gaismas, šis mikroviļņu stars atmosfēras “sabrukšanas” laikā zaudēs ne vairāk kā 2% enerģijas. Ideju nesen augšāmcēla Deivids Krisvels.
9
Zem PASAULES saules jumta (elektrostacijas un "saules mājas") NSTTF Amerikas saules enerģijas instalācija termiskai pārbaudei un eksperimentiem enerģētikas jomā.Viens no vecajiem saules enerģijas savākšanas veidiem ir SES, ko izgudroja Bernards Duboss. Viņš ierosināja tuksnesī būvēt plašas stikla nojumes ar augstu skursteni.
10
Zem PASAULES Saules jumta (Power Plants and Solar Homes) Ņūdžersijas sabiedriskā un privātā transporta uzņēmumu asociācija TransOption Association organizē ikgadējas ar saules enerģiju darbināmu automašīnu modeļu sacīkstes skolu komandām.
Pasaules okeāna enerģija
Pasaules okeāna enerģiju attēlo sērfošanas enerģija, viļņi, plūdmaiņas, okeāna virsmas un dziļo slāņu ūdens temperatūras atšķirības, straumes utt.
Paisuma viļņi nes milzīgu enerģijas potenciālu - 3 miljardus kW. Pieaug speciālistu interese par okeāna līmeņa paisuma un paisuma svārstībām kontinentu krastu tuvumā. Paisuma un paisuma enerģiju cilvēki ir izmantojuši gadsimtiem ilgi, lai darbinātu dzirnavas un kokzāģētavas. Bet līdz ar tvaika dzinēja parādīšanos tas tika aizmirsts līdz 60. gadu vidum, kad Francijā un PSRS tika palaisti pirmie PES. Paisuma enerģija ir nemainīga. Sakarā ar to plūdmaiņu elektrostacijās (TPP) saražotās elektroenerģijas daudzumu vienmēr var zināt iepriekš, atšķirībā no tradicionālajām hidroelektrostacijām, kur saņemtās enerģijas daudzums ir atkarīgs no upes režīma, kas saistīts ne tikai ar tās teritorijas klimatiskās īpašības, caur kuru tas plūst, kā arī laikapstākļi.
Rīsi. 17. Ierīču modelis plūdmaiņu enerģijas pārstrādei elektroenerģijā
Tiek uzskatīts, ka Atlantijas okeānā ir lielākās plūdmaiņu enerģijas rezerves. Lielas plūdmaiņu enerģijas rezerves ir arī Klusajā okeānā un Ziemeļu Ledus okeānā. Būvējot PES, ir nepieciešams vispusīgi novērtēt to ietekmi uz vidi, jo tā ir diezgan liela. Lielo TPP būvniecības zonās būtiski mainās plūdmaiņu augstums, tiek traucēts ūdens bilance stacijas akvatorijā, kas var nopietni ietekmēt zvejniecību, vaislas austeres, mīdijas utt.
Pasaules okeāna enerģijas resursos ietilpst arī viļņu enerģija un temperatūras gradients. Vēja viļņu enerģija tiek lēsta kopumā 2,7 miljardu kW gadā.
Kvazi-kodolsintēzes reakcijas
Spiediens Zemes iekšējā kodolā sasniedz aptuveni 3,6*10^6 bar. Vietās, kur atrodas zemestrīču garenvirziena viļņu antimezgli lokālos apgabalos, spiediens paaugstinās līdz 10 ^ 8 bāriem temperatūrā, kas ir aptuveni 6000 K, sasniedzot līmeni, kurā ir iespējama tunelēšana un kodoltermisko reakciju rašanās, kā parādīts attēlā. Zeldoviča un Van Hunčana darbi.
Vietās, kur notiek lokāli termonukleāro reakciju perēkļi, temperatūrai vajadzētu strauji paaugstināties. Šajā gadījumā notiek hidrīdu sadalīšanās, ūdeņraža pāreja no hidrīda jonu formas uz protonu gāzi un attiecīgi liela ūdeņraža daudzuma izdalīšanās. Šajā gadījumā vielas tilpums ievērojami palielinās, nemainot masu (vienā kubikcentimetrā dzelzs hidrīda ir 550 kubikcentimetri ūdeņraža). Kas, savukārt, noved pie planētas kodola vielas tilpuma palielināšanās ar nelielām masas izmaiņām. Citiem vārdiem sakot, iekšējās kodola hidrīdi sadalās ārējā serdeņa metālā un ūdeņradi, kam arī vajadzētu izraisīt Zemes tilpuma palielināšanos. Jāņem vērā, ka kodoltermiskā ķēdes reakcija nevar notikt, jo. lieko siltumu kopā ar dzesēšanas šķidrumu ūdeņradi izplūst ārējās sfērās (dziļos šķidrumos), un temperatūra pazeminās.
Zemes iekšējais kodols it kā “vārās” ļoti lēni kā darva, t.i., pievienojot elastīgos viļņus, lokālas sintēzes reakcijas sporādiski notiek dažādās iekšējās kodola vietās. Sauksim šo procesu par "kvazitermonukleāro".
Hidrīdu sadalīšanās enerģijas bilanci kodolā var attēlot šādi:
∂QT + m = p ∂V + ∂QH, kur m ir ūdeņraža ķīmiskais potenciāls hidrīdos, ∂QТ ir sporādisko ūdeņraža saplūšanas reakciju kodoltermiskais siltums kodola p sadalīšanās zonā, ∂QH ir siltums, kas tiek pārnests no sabrukšanas zona ar protonu gāzi (ūdeņraža kodoliem) kā dzesēšanas šķidrumu, tāpēc temperatūrai uz cietas kodola virsmas jābūt augstākai nekā iekšpusē.
