Raport-wiadomość Wykorzystanie energii słonecznej na ziemi

ciepło radiogeniczne

Aby oszacować wytwarzanie ciepła w wyniku rozpadu pierwiastków promieniotwórczych, konieczne jest poznanie ich rozmieszczenia w Ziemi. Takie informacje nie są obecnie dostępne. Przy ocenie materię Ziemi utożsamia się zwykle z materią meteorytów (uważając te ostatnie za pierwotną, protoplanetarną materię). Płaszczowi Ziemi przypisuje się wydzielanie ciepła radiogenicznego, charakterystycznego dla chondrytów; rdzeń - charakterystyczny dla meteorytów żelaznych.

Nowoczesne wytwarzanie ciepła w ramach takiego modelu szacowane jest w zakresie W_C = 2,3 • 102 cal/rok ~ 1021 J/rok.

To ciepło zapewnia przepływ

co dobrze zgadza się z nowoczesnym strumieniem ciepła Ziemi. Tak więc, zgodnie z tymi szacunkami, obecne wytwarzanie ciepła radiogenicznego pokrywa bieżące straty ciepła z powierzchni Ziemi.

W przeszłości wytwarzanie ciepła radiogenicznego było wyższe, ponieważ stężenie pierwiastków promieniotwórczych zmienia się zgodnie z prawem

gdzie W_Q — wytwarzanie ciepła na początku dziejów Ziemi; A-1 ~ 2,6 Ga.

W_Q można obliczyć jako W_Q = W_T e, gdzie m = 4,6 miliarda lat to wiek Ziemi. Na podstawie okresów półtrwania głównych elementów można oszacować, że W_Q = (5—6) W_C.

Zwykle stosuje się następujące szacunki wydzielania ciepła przez meteoryty:

• • chondryty r ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
• • meteoryty żelazne R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. Głównymi długożyciowymi źródłami promieniotwórczymi są uran, potas i tor. Dane dotyczące wydzielania ciepła uranu U i potasu K przedstawiono w tabelach 1.1). oraz 6,3 Dla okresu półtrwania Th - 13,9 mld lat, wytwarzanie ciepła - 2,7 • KG5 W/kg.

Całkowite wytwarzanie ciepła w całej historii Ziemi wynosi

Zgodnie z równaniem (6.9), energia ta może ogrzać Ziemię do temperatury AT~ 1700°C.

Niektórzy badacze uważają (np. Bolt, 1984), że konieczne jest również uwzględnienie wkładu krótkożyciowych pierwiastków promieniotwórczych, które mogą być dość znaczne i dawać dodatkowe ogrzewanie o kilkaset stopni. Dane dotyczące okresu półtrwania niektórych krótkożyciowych elementów podano w tabeli. 6.5.

Opisana metoda ciepła radiogenicznego ma charakter szacunkowy. Pozostaje pytanie, na ile rozsądne można uznać, że współczesne meteoryty, które powstały w pasie między Marsem a Jowiszem i przeszły długą i trudną ścieżkę rozwoju, prawidłowo odzwierciedlają zawartość pierwiastków promieniotwórczych w powłokach Ziemi

Okres półtrwania niektórych krótkotrwałych elementów

Element	Pół życia T{/2, miliard lat
A126	0,73
C136	0,3
Fe60	0,3

nie w pełni rozwiązany, ale większość badaczy trzyma się tego punktu widzenia.

Zatem wkład przemian promieniotwórczych w energię Ziemi jest bardzo znaczący i być może ma dominującą wartość.

Istnieją jednak szacunki (np. Sorokhtin, Ushakov, 2002), według których źródło radiogeniczne ma znacznie mniejsze znaczenie w energii Ziemi. mi \u003d 0,43 * 1031 J.

Ogrzewanie domu geotermalne

Schemat ogrzewania geotermalnego

Najpierw musisz zrozumieć zasady pozyskiwania energii cieplnej. Opierają się na wzroście temperatury w miarę zagłębiania się w ziemię. Na pierwszy rzut oka wzrost stopnia nagrzania jest nieznaczny. Ale dzięki pojawieniu się nowych technologii ogrzewanie domu ciepłem ziemi stało się rzeczywistością.

Głównym warunkiem organizacji ogrzewania geotermalnego jest temperatura co najmniej 6 ° C. Jest to typowe dla średnich i głębokich warstw gleby i zbiorników. Te ostatnie są silnie zależne od temperatury zewnętrznej, dlatego są rzadko używane. Jak praktycznie zorganizować ogrzewanie domu energią ziemi?

Aby to zrobić, konieczne jest wykonanie 3 obwodów wypełnionych płynami o różnych właściwościach technicznych:

• Zewnętrzny. Częściej krąży płyn przeciw zamarzaniu.Jego nagrzewanie do temperatury nie niższej niż 6 ° C następuje z powodu energii ziemi;
• Pompa ciepła. Bez tego ogrzewanie energią ziemi jest niemożliwe. Nośnik ciepła z obiegu zewnętrznego przekazuje swoją energię czynnikowi chłodniczemu za pomocą wymiennika ciepła. Jego temperatura parowania jest mniejsza niż 6°С. Następnie wchodzi do sprężarki, gdzie po kompresji temperatura wzrasta do 70 ° C;
• Wewnętrzny kontur. Zgodnie z podobnym schematem ciepło jest przenoszone ze sprężonego czynnika chłodniczego do wody w systemie nadrzędnym. W ten sposób ogrzewanie z wnętrzności ziemi odbywa się przy minimalnych kosztach.

Pomimo oczywistych zalet, rzadko spotyka się takie systemy. Wynika to z wysokich kosztów pozyskania sprzętu i zorganizowania zewnętrznego obiegu poboru ciepła.

Obliczanie ogrzewania z ciepła ziemi najlepiej powierzyć profesjonalistom. Sprawność całego systemu będzie zależeć od poprawności obliczeń.

Energie kosmiczne i planetarne.

Yin i Yang to dwie kosmiczne energie. Nieskończona liczba pierścieniowych przepływów podobnych do wirów przenika przestrzeń, przechodząc przez naszą małą planetę. W momencie przejścia przez ciało planety przepływ zmienia swój znak na przeciwny, to znaczy przepływ YANG wchodzi w Ziemię, a YIN opuszcza (rys. 1.2). Jeszcze bardziej słusznie można powiedzieć, że nie mówimy o dwóch, ale o jednej energii. Przechodząc przez ciało planety, przepływ Yang nadaje jej aktywny składnik iw punkcie wyjścia tworzy się rodzaj przepływu braku energii. Jednakże, jak wspomniano powyżej, jesteśmy przyzwyczajeni widzieć wszystko w podwójnym kolorze, w dwoistości pojęć i łatwiej nam operować pojęciami YIN i YANG niż pojęciami obecności i braku energii. Ponieważ istnieje nieskończenie wiele przepływów o różnej sile, w jednym miejscu będą zarówno przepływy YANG pochodzące z góry, jak i przepływy YIN pochodzące z dołu (rys. 1.3).

A co te kosmiczne przepływy mają wspólnego ze zwykłym człowiekiem? Musisz być zdenerwowany. Na poziomie rozwoju świadomości i energii, na którym się znajdujemy, nie wchodzimy w interakcję z pierwotnymi kosmicznymi przepływami. Ponadto. Bez całkowitej restrukturyzacji całej istoty człowieka, próba otwarcia się na te strumienie zrujnuje człowieka z taką samą łatwością, z jaką kwas solny skoroduje instalację wodno-kanalizacyjną, jeśli ktoś będzie chciał ją pompować zamiast wody. W historii cywilizacji nie było wielu ludzi, którym udało się połączyć z kosmicznym strumieniem, w większości są oni dobrze znani: Mojżesz, Budda, Chrystus, Mahomet, niektórzy inni prorocy i jogini.

Jeśli nie staramy się jeszcze odgrywać roli Buddy, nie spieszymy się z otwarciem na pierwotne przepływy, aby świadomie podążać ścieżką doskonałości, musimy wymyślić mechanizm powstawania cztery energie planetarne z dwóch oryginalnych, ale niedostępnych dla nas energii YIN-YANG: „Powietrze – Ziemia – Ogień – Woda”. „Gorący” strumień Yang, wchodzący w atmosferę planety, oddziałuje z unoszącym się od dołu „zimnym” strumieniem YIN i zamienia się w energię Powietrza. Z kolei przepływ „zimny” YIN-sky, wznoszący się, miesza się z opadającym przepływem „gorącym” YANG-sky, generując energię Ziemi. Warunkowo nazwiemy parę powietrze-ziemia energiami zewnętrznymi (w stosunku do osoby).

Kolejny poziom transformacji jest bezpośrednio powiązany
z żywymi istotami zamieszkującymi naszą planetę. Energia powietrza
jest przekształcany przez żywe istoty w energię Ognia, a energię
Ziemia do wody. Parę „Ogień - Woda”, którą nazwiemy wewnętrzną (zgodnie z
w stosunku do człowieka) energie. Jeśli ustawisz energie w jednej linii
zasada ciepło - zimno, wtedy otrzymujemy następujący wzór:
kosmiczny YANG - Powietrze - Ogień i Woda - Ziemia - kosmiczny
YIN (ryc. 1.4). Jak widać, te strumienie różnią się tylko
stosunek gorącego do zimnego składnika, który można wyświetlić
na monadzie (ryc. 1.5), gdzie zewnętrzna
energia, a poziomo - wewnętrzna.

Zgódźmy się od razu, że energie planetarne „Ziemia”, „Woda”, „Ogień” i „Powietrze” i ziemia, po której chodzimy, woda, którą pijemy, ogień, na którym gotujemy, i powietrze, którym oddychamy, nie są tym samym. W naszym języku nie ma własnych nazw energii planetarnych. Musimy użyć analogii. Mówiąc ściślej, powyższe terminy oznaczają: energia jest zimna i bezwładna jak ziemia, chłodna i płynna jak woda, gorąca i aktywna jak ogień, rozrzedzona i lotna jak powietrze. Dla uproszczenia, kiedy piszemy Powietrze z dużej litery, mamy na myśli energię, kiedy powietrze, to mieszanina gazów, którymi oddychamy.

Wszystkie energie planetarne są bezpośrednio związane z człowiekiem. Energie zewnętrzne w ludzkim ciele mają swoje własne punkty wejścia, energie wewnętrzne mają swoje miejsca lokalizacji w ciele. Przybliżony schemat funkcjonowania energii jest następujący. Energia Ziemi wchodzi do ciała przez stopy i zamienia się w Wodę w okolicy miednicy (ryc. 1.6). Nazwijmy obszar transformacji energii wody „dolnym kotłem”, który zajmuje odległość od krocza do górnej części brzucha (ryc. 1.7).

Opcje aranżacji ogrzewania geotermalnego

Metody układania konturu zewnętrznego

Aby energia ziemi ogrzała dom w jak największym stopniu, należy dobrać odpowiedni obwód dla obwodu zewnętrznego. Tak naprawdę każde medium może być źródłem energii cieplnej – pod ziemią, woda czy powietrze.

Ale ważne jest, aby wziąć pod uwagę sezonowe zmiany warunków pogodowych, jak omówiono powyżej.

Obecnie powszechne są dwa rodzaje systemów, które są skutecznie wykorzystywane do ogrzewania domu pod wpływem ciepła ziemi - pozioma i pionowa. Kluczowym czynnikiem wyboru jest powierzchnia działki. Od tego zależy układ rur do ogrzewania domu energią ziemi.

Oprócz tego brane są pod uwagę następujące czynniki:

• Skład gleby. Na terenach skalistych i gliniastych trudno jest wykonać pionowe szyby do układania autostrad;
• poziom zamarzania gleby. Określi optymalną głębokość rur;
• Lokalizacja wód gruntowych. Im są wyższe, tym lepiej dla ogrzewania geotermalnego. W takim przypadku temperatura będzie rosła wraz z głębokością, co jest optymalnym warunkiem ogrzewania energią ziemi.

Musisz także wiedzieć o możliwości odwrotnego transferu energii w okresie letnim. Wtedy ogrzewanie prywatnego domu z gruntu nie będzie działać, a nadmiar ciepła przejdzie z domu do gleby. Wszystkie systemy chłodnicze działają na tej samej zasadzie. Ale do tego musisz zainstalować dodatkowy sprzęt.

Nie da się zaplanować instalacji obwodu zewnętrznego poza domem. Zwiększy to straty ciepła w ogrzewaniu z wnętrzności ziemi.

Poziomy schemat ogrzewania geotermalnego

Poziomy układ rur zewnętrznych

Najpopularniejszy sposób instalowania autostrad zewnętrznych. Jest to wygodne ze względu na łatwość instalacji i możliwość stosunkowo szybkiej wymiany wadliwych odcinków rurociągu.

Do instalacji zgodnie z tym schematem używany jest system kolektorów. W tym celu wykonuje się kilka konturów, znajdujących się w minimalnej odległości 0,3 m od siebie. Są one połączone za pomocą kolektora, który dostarcza chłodziwo dalej do pompy ciepła. Zapewni to maksymalne dostarczanie energii do ogrzewania z ciepła ziemi.

Należy jednak pamiętać o kilku ważnych rzeczach:

• Duża powierzchnia podwórka. W przypadku domu o powierzchni około 150 m² musi to być co najmniej 300 m²;
• Rury należy przymocować do głębokości poniżej poziomu zamarzania gleby;
• Wraz z możliwym ruchem gleby podczas wiosennych powodzi wzrasta prawdopodobieństwo przemieszczenia autostrad.

Zdecydowaną zaletą ogrzewania od ciepła ziemi typu poziomego jest możliwość samodzielnego układania. W większości przypadków nie będzie to wymagało zaangażowania specjalnego sprzętu.

Aby uzyskać maksymalny transfer ciepła, konieczne jest zastosowanie rur o wysokiej przewodności cieplnej - cienkościennych rur polimerowych. Ale jednocześnie powinieneś rozważyć sposoby izolacji rur grzewczych w ziemi.

Pionowy schemat ogrzewania geotermalnego

Pionowy system geotermalny

Jest to bardziej czasochłonny sposób na zorganizowanie ogrzewania prywatnego domu z ziemi. Rurociągi zlokalizowane są pionowo, w specjalnych studniach

Ważne jest, aby wiedzieć, że taki schemat jest znacznie bardziej wydajny niż schemat pionowy.

Jego główną zaletą jest zwiększenie stopnia nagrzania wody w obiegu zewnętrznym. Tych. im głębiej znajdują się rury, tym więcej ciepła ziemi do ogrzewania domu wejdzie do systemu. Kolejnym czynnikiem jest niewielka powierzchnia gruntów. W niektórych przypadkach układ zewnętrznego geotermalnego obiegu grzewczego odbywa się jeszcze przed budową domu w bezpośrednim sąsiedztwie fundamentów.

Jakie trudności można napotkać w pozyskiwaniu energii ziemi do ogrzewania domu według tego schematu?

• Od ilościowego do jakości. W przypadku układu pionowego długość autostrad jest znacznie wyższa. Jest to kompensowane wyższą temperaturą gleby. Aby to zrobić, musisz wykonać studnie o głębokości do 50 m, co jest pracochłonną pracą;
• Skład gleby. W przypadku gleb skalistych konieczne jest użycie specjalnych wiertarek. W glinie, aby zapobiec zrzucaniu studni, montowana jest osłona ochronna wykonana ze zbrojonego betonu lub grubościennego tworzywa sztucznego;
• W przypadku awarii lub utraty szczelności proces naprawy staje się bardziej skomplikowany. W takim przypadku możliwe są długotrwałe awarie w działaniu ogrzewania domu na energię cieplną ziemi.

Ale pomimo wysokich kosztów początkowych i złożoności instalacji pionowy układ autostrad jest optymalny. Eksperci doradzają użycie właśnie takiego schematu instalacji.

Do cyrkulacji chłodziwa w obwodzie zewnętrznym w układzie pionowym potrzebne są wydajne pompy obiegowe.

Podobne wiadomości

12/02/2019

Naukowcy z Rosji i Włoch obliczyli, w jakich regionach Federacji Rosyjskiej iw jakich potrzebach korzystne jest stosowanie konwerterów ciepła zasilanych energią słoneczną. Okazało się, że latem takie instalacje mogą podgrzewać wodę do pryszniców, prania i innych potrzeb domowych w całej Rosji, nawet w Ojmiakonie, poinformował we wtorek serwis prasowy Rosyjskiej Fundacji Nauki (RSF), która wsparła badania.

527

08/06/2018

Naukowcy z Rosji stworzyli nowe nanokatalizatory, które umożliwiają rozkład różnego rodzaju biopaliw i pozyskiwanie z nich czystego wodoru. Instrukcja montażu została opublikowana w artykule opublikowanym w International Journal of Hydrogen Energy.

718

29/11/2019

Szereg kwestii istotnych dla kompleksu petrochemicznego Republiki Tatarstanu zostało dziś rozpatrzonych na posiedzeniu Rady Dyrektorów holdingu OAO Tatneftekhiminvest. Spotkanie odbyło się w Izbie Rządu Republiki Tatarstanu, przewodniczył mu Prezydent Republiki Tatarstanu Rustam Minnikhanov.

131

20/02/2017

Nowosybirscy naukowcy zaproponowali wykorzystanie ścieków za pomocą katalizatorów. Zwykle osady są składowane na specjalnych wysypiskach lub spalane piaskiem. Jest kosztowny i nieprzyjazny dla środowiska.

1660

31/10/2016

Odkrywszy, jak hodować kryształy soli serotoniny, słynnego hormonu szczęścia, rosyjscy naukowcy odkryli, jak lepiej przewidzieć kształty innych kryształów wyhodowanych z roztworów. Chemicy z Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk zdołali zrobić ważny krok w kierunku zrozumienia praw, zgodnie z którymi molekuły układają się w kryształy wyhodowane z różnych mediów.

1676

21/07/2017

Naukowcy z NSU zdobyli grant Rosyjskiej Fundacji Nauki (RSF). Rozwój naukowców pomoże rozwiązać podstawowe problemy naukowe, a także poprawi działanie domowych i profesjonalnych oczyszczaczy powietrza.Tematem pracy nowosybirskich naukowców jest „Foto- i termiczny rozkład kompleksów metali jako metoda tworzenia nanocząstek metali i struktur bimetalicznych na powierzchni materiałów aktywnych fotokatalitycznie”.

1558

24/04/2018

Dom jest czymś ciepłym, przytulnym i na pierwszy rzut oka bardzo konserwatywnym. Ale w rzeczywistości budownictwo nadąża za postępem technologicznym. Jak sprawić, by mieszkanie było tańsze, tańsze, przyjazne dla środowiska? Stworzyliśmy krótki przegląd trendów i technologii przyszłości, które teraz się pojawiają.

1175

15/09/2018

Nowosybirscy naukowcy udoskonalili technologię dezynfekcji powietrza. W przyszłości filtry opracowane w Akademgorodok będą mogły być stosowane nawet w kosmosie, pod względem właściwości są wielokrotnie lepsze od istniejących.

617

21/05/2019

W Soczi zakończyła się III Międzynarodowa Konferencja „Nauka Przyszłości” oraz IV Ogólnorosyjskie Forum „Nauka Przyszłości – Nauka Młodych”. Poprosiliśmy uczestniczących w nich syberyjskich naukowców, aby opowiedzieli nam, jakie projekty prezentowali na wydarzeniach forum iw jakim celu tu przybyli.

457

Energia wewnętrzna Ziemi

Ponieważ pole magnetyczne jest generowane w jądrze planety, energia potrzebna do jego utrzymania jest również integralną częścią całkowitej energii wewnętrznej Ziemi. Szacowanie tej energii jest bardzo niepewne. Jeżeli obecnie wartość pola magnetycznego rdzenia zewnętrznego jest pewnie określona, ​​to do obliczenia energii pola magnetycznego na powierzchni konieczna jest wartość względnej przenikalności magnetycznej μ / μo, a jej wartość może wynosić od 1 (kiedy linie pola magnetycznego przechodzą poza kulę ziemską) do 100 (dla wewnętrznego metalicznego jądra Ziemi). Dlatego przy zastosowaniu różnych wartości μ/μo obliczona energia pola magnetycznego może zawierać się w przedziale od 1,7 do 170 TW. Warunkowo przyjmiemy średnią wartość 86 TW. W tym przypadku całkowita energia Ziemi jest równa sumie energii promieniowania cieplnego przez powierzchnię (45 TW) oraz energii potrzebnej do utrzymania pola magnetycznego (86 TW), czyli 131 TW.

W ostatnim czasie przy udziale 15 uniwersytetów w USA, Europie Zachodniej i Japonii przeprowadzono fundamentalne prace nad eksperymentalnym pomiarem wielkości strumienia ciepła z wnętrza Ziemi do atmosfery wywołanego rozpadem izotopów promieniotwórczych. Stwierdzono, że rozpad radioaktywny 238U i 232Th ma całkowity wkład 20 TW w strumień ciepła planety. Neutrina wyemitowane przez rozpad 40K były poniżej granicy czułości tego eksperymentu, ale wiadomo, że wnoszą nie więcej niż 4 TW. Wielkość rozpadu promieniotwórczego została określona na podstawie dokładnych pomiarów strumienia geoneutrin przy użyciu detektora Kamioka Liquid Scintillator Antineutrino Detector (Japonia) i zgodnie z dostępnymi danymi z detektora Borexino (Włochy) wynosi 24 TW.

Fundamentalna monografia Andersona „Nowa teoria Ziemi” pokazuje, że tylko około 10 TW energii może pochodzić ze źródeł nieradioaktywnych, takich jak chłodzenie i różnicowanie skorupy, ściskanie (zagęszczanie) płaszcza, tarcie pływowe itp.

Okazuje się, że jest to znacząca rozbieżność: wewnątrz Ziemi generowane jest 34 TW, a zużywane jest 131 TW.

Znaczna nierównowaga (97 TW) budzi poważne wątpliwości, czy rezerwa pierwotna jest w stanie zapewnić Ziemi niezbędną dodatkową energię. Bardziej rozsądne jest założenie istnienia innego źródła, które pozwala naszej planecie dorównać innym planetom pod względem stosunku masy do jasności.

Wykres masa-jasność dla planet.

Panele słoneczne

Ramowy moduł słoneczny jest zwykle wykonany w postaci panelu, który jest zamknięty w anodowanej ramie aluminiowej. Powierzchnia odbierająca światło jest chroniona szkłem hartowanym. Jako fotokonwertery stosuje się krzem monokrystaliczny.

Bateria słoneczna (moduł) składa się z kilku sekcji ogniw słonecznych, które zamieniają energię świetlną na energię elektryczną. Każda sekcja jest chroniona przed wpływami środowiska filmami polimerowymi i wyposażona w sztywne podłoże, które zapewnia odporność na naprężenia mechaniczne. Wszystkie sekcje są połączone elastycznymi elementami, tworząc panel, który można złożyć w celu ułatwienia transportu i przechowywania.

Ryż. 4. Panele słoneczne

Ryż. 5.Panele słoneczne na dachu domu

Istnieją również urządzenia o niewielkich rozmiarach, które oszczędzają energię pobieraną z sieci. Na przykład przenośna ładowarka słoneczna. Przeznaczony do ładowania telefonów komórkowych, GPS, PDA, MP-3 i odtwarzaczy CD, stacji radiowych, telefonów satelitarnych i innych urządzeń elektronicznych o nominalnym napięciu baterii 4,5-19 woltów. Jako fotokonwertery stosuje się krzem amorficzny. Urządzenie to uwalnia wspinaczy, myśliwych, rybaków, turystów, służby ratownicze i innych użytkowników od korzystania ze stacjonarnych i nieporęcznych źródeł energii. Wykonany jest w formie składanego panelu i działa jak mała elektrownia, zamieniając energię słoneczną w energię elektryczną. Ogniwa słoneczne pokryte są mocnym i trwałym materiałem polimerowym, łatwym i bezpiecznym w użyciu. Nie zawierają delikatnych elementów: szkła lub krzemu krystalicznego i mogą pracować w temperaturze otoczenia od -30 do +50 C.

Ryż. 6. Bateria zewnętrzna Xtreme 12000 mAh z ogniwami słonecznymi

Wykorzystanie energii słonecznej nie ogranicza się do produkcji energii elektrycznej. System oparty na kolektorach słonecznych próżniowych pozwala na otrzymanie energii cieplnej, czyli podgrzanie wody do określonej temperatury, poprzez pochłanianie promieniowania słonecznego, przekształcanie go w ciepło, akumulowanie i przekazywanie konsumentowi.

System składa się z dwóch głównych elementów:

– jednostka zewnętrzna – kolektory słoneczne próżniowe;

– jednostka wewnętrzna – zbiornik wymiennika ciepła.

Ryż. 7. Płaski kolektor słoneczny MFK 001 firmy Meibes

Kolektor słoneczny próżniowy zapewnia odbiór promieniowania słonecznego przy każdej pogodzie, niezależnie od temperatury zewnętrznej. Współczynnik pochłaniania energii takich kolektorów przy stopniu podciśnienia 10-5¸ 10-6 wynosi 98%. Panele słoneczne są instalowane bezpośrednio na dachach budynków w taki sposób, aby jak najefektywniej wykorzystać powierzchnię dachu do odbioru energii. Kolektory montowane są pod dowolnym kątem od 0 do 90 stopni. Żywotność kolektorów próżniowych wynosi co najmniej 15 lat.

Zbiornik wymiennika ciepła to zautomatyzowany system przetwarzania, utrzymywania i magazynowania ciepła pozyskiwanego z energii słonecznej, a także z innych źródeł energii (np. tradycyjna grzałka zasilana energią elektryczną, gazem lub olejem napędowym), które ubezpieczają system w przypadku niedostatecznego promieniowania słonecznego. Ogrzana w ten sposób woda przepływa z wymiennika jednostki wewnętrznej do grzejników instalacji grzewczej, a woda ze zbiornika jest wykorzystywana do zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Ryż. 8. Zbiornikowy wymiennik ciepła

Sterownik mikroprocesorowy przeznaczony jest do kontroli temperatury w kolektorze słonecznym i zbiorniku wymiennika ciepła oraz doboru w zależności od wielkości tych temperatur optymalnego trybu pracy układu w ciągu dnia. Jednocześnie sterownik reguluje przepływ chłodziwa przez wymiennik ciepła, określa kierunek dostarczania ciepła (dla CWU lub ogrzewania) i steruje pracą nagrzewnicy podstawowej.

W nocy automatyka systemu zapewnia minimalne niezbędne przyciąganie dodatkowej energii do utrzymania zadanej temperatury wewnątrz pomieszczenia. System charakteryzuje się niską bezwładnością, szybkim wyjściem do trybu pracy i pozwala na średnioroczną oszczędność energii nawet do 50%.

Podwodny elektrokonwerter energii grawitacyjnej

W wyniku modernizacji znanego urządzenia do podnoszenia wody zwanego „hydroramem” (ryc. 14) rosyjscy naukowcy wynaleźli kolejne urządzenie do podnoszenia wody, które jest nowym konwerterem energii potencjalnej wody, który w rzeczywistości to nowe źródło niewyczerpanej, przyjaznej dla środowiska i potężnej energii.

Po całkowitym zanurzeniu w wodzie na odpowiednią głębokość przekształca głębokie statyczne ciśnienie wody w pulsujący w czasie strumień wody z ciśnieniem wyższym niż na danej głębokości. Woda pod głębokim ciśnieniem sama wpływa do ujęcia wody przetwornika, az drugiej strony wypływa z ujścia pod jeszcze większym ciśnieniem. Przetwornik ten może być używany jako pompa głębinowa, jako pulsujący strumień wody oraz jako źródło prądu elektrycznego, jeśli do wylotu podłączona jest turbina hydrauliczna z generatorem elektrycznym. Jednocześnie jego cechą jest to, że nie wymaga ani jednego grama zwykłego paliwa ani żadnej dodatkowej energii dostarczanej do pracy.

Ryż. 14. Hydroram

Opisany powyżej konwerter w równym stopniu nadaje się do pracy w wodzie słodkiej i morskiej, w wodzie stojącej i płynącej, w jeziorach i basenach, w sztucznych zbiornikach. Przy jednym uruchomieniu pracuje ze stałymi parametrami, niezależnie od pory dnia i warunków klimatycznych, nie zatrzymując się przez wiele lat.

Przy zastosowaniu tego przekształtnika w połączeniu z turbiną wodną i konwencjonalnym generatorem elektrycznym, czyli w przypadku zastosowania w elektroenergetyce, na głębokość zanurzenia w wodzie 15 metrów od jednego metra kwadratowego obszaru ujęcia wody, jest to możliwe jest uzyskanie wyjściowej mocy elektrycznej ~0,75 MW, a na głębokości 300 metrów - wyjściowej mocy elektrycznej ~30 MW. Badania pokazują, że możliwa moc elektryczna wzrasta proporcjonalnie do głębokości zanurzenia przetwornika w wodzie. Pozwala to, przy odpowiednio dużej powierzchni otworu poboru wody, lub przy jednoczesnym zastosowaniu kilku instalacji połączonych w jedną jednostkę, uzyskać niemal każdą wymaganą moc wyjściową prądu elektrycznego. Jednocześnie elektrownia o dowolnej mocy będzie wymagała jedynie zbiornika podziemnego lub naziemnego, po całkowitym napełnieniu wodą, o powierzchni nie większej niż 8 m² / MW i wysokości wody co najmniej 15 metrów . W ten sposób można stworzyć całkowicie nową elektrownię zbiornikową, która może zastąpić dowolną elektrownię cieplną i jądrową. Agregat prądotwórczy Huter DY6500L.

Możliwe jest również skonfigurowanie konwertera w taki sposób, aby przechodząc przez niego woda mogła go ogrzewać bez strat energii i wytwarzać prąd. W szczególności np. pionowy pojedynczy moduł o mocy 500 kW umieszczony na głębokości 20 metrów przy pewnych projektowych parametrach początkowych i bez środków do chłodzenia otaczającej wody, może już po 4 godzinach pracy ogrzewać otaczającą wodę w odpowiedni zbiornik podziemny lub naziemny z temperatury od +15°C do +75 °C. Dzięki temu może być skutecznie wykorzystany do ogrzewania pomieszczeń.

Turbiny wiatrowe

Turbiny wiatrowe to instalacje przeznaczone do wytwarzania energii elektrycznej z przepływu wiatru. Mogą być stosowane w odległych i odizolowanych miejscach, w różnych regionach klimatycznych o sprzyjających warunkach wietrznych, gdzie nie ma scentralizowanego zasilania lub jego zasilanie jest nieregularne. Na przykład elektrownia wiatrowa może dostarczać konsumentom energię elektryczną do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego, lamp oświetleniowych, domowych i specjalnych urządzeń komunikacyjnych, linii łączności telewizyjnej i radiowej, urządzeń łączności satelitarnej i komputerowej, mobilnych i stacjonarnych punktów nawigacyjnych i posterunków meteorologicznych, radia stacje, latarnie morskie i radiolatarnie, sprzęt medyczny i naukowy, pompy wodne, zapewniające ładowanie akumulatorów itp. W przypadku braku wiatru zasilanie odbiorców i ich wydajność zapewnia akumulator. Podłączenie falownika do jednostki sterującej pozwala na konwersję 24 V DC na 220 V AC.

Ryż. 9.Turbiny wiatrowe klasy A

Elektrownia wiatrowa jest autonomiczną, niezawodną, ​​automatyczną instalacją, która nie wymaga dyżurnego personelu podczas pracy i jest przeznaczona do autonomicznego zasilania odbiorców indywidualnych (latków, ogrodników, pracowników zmianowych, myśliwych, rolników, rybaków, wypraw geologicznych) , a także stanowiska nawigacyjne, meteorologiczne, radiotelegraficzne i inne w celu zapewnienia nieprzerwanego zasilania w terenie.

Ryż. 10. Schemat turbin wiatrowych

energia geotermalna energia ziemi

Źródła energii geotermalnej mogą być dwojakiego rodzaju. Pierwszy typ to podziemne baseny z naturalnymi nośnikami ciepła - gorąca woda (źródła hydrotermalne) lub para (źródła termalne parowe) lub mieszanka parowo-wodna.

Ryż. 15. Pierwszy rodzaj źródeł energii geotermalnej – podziemne baseny naturalnych nośników ciepła

Zasadniczo pierwszy rodzaj źródeł jest bezpośrednio gotowy do użycia „kotłami podziemnymi”, z których można wydobywać wodę lub parę za pomocą zwykłych otworów wiertniczych.

Drugi rodzaj to ciepło gorących skał. Pompując wodę w takie horyzonty, można uzyskać na wylocie parę lub gorącą wodę do dalszego wykorzystania na cele energetyczne. Energia geotermalna jest wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej, ogrzewania mieszkań, szklarni itp. Jako chłodziwo stosuje się suchą parę wodną, ​​przegrzaną wodę lub dowolne chłodziwo o niskiej temperaturze wrzenia (amoniak, freon itp.).

Ryż. 16. Drugi rodzaj źródeł energii geotermalnej

Prezentacja na temat WYKORZYSTANIE ENERGII SŁOŃCA NA ZIEMI. Słońce jest źródłem życia dla wszystkiego na ziemi Źródło życia Słońce Słońce jest głównym źródłem energii. transkrypcja

1

WYKORZYSTANIE ENERGII SŁONECZNEJ NA ZIEMI

2

Słońce jest źródłem życia dla wszystkiego na ziemi źródłem życia Słońce Słońce jest głównym źródłem energii na ziemi i podstawową przyczyną, która stworzyła większość innych zasobów energetycznych naszej planety, takich jak zapasy węgla, ropy , energia gazowa, wiatrowa i spadająca woda, energia elektryczna itp. .d. Energia Słońca, która uwalniana jest głównie w postaci energii promienistej, jest tak wielka, że ​​trudno to sobie nawet wyobrazić.

3

W Nowym Jorku nawet śmieciarze wykorzystują energię słoneczną. Tutaj, w dwóch dzielnicach, od półtora roku działają inteligentne słoneczne pojemniki na śmieci – BigBelly. Wykorzystując energię światła, zamienioną na energię elektryczną przez fotokomórki krzemowe, zagęszczają zawartość.

4

Na Ziemi jest wiele źródeł energii, ale sądząc po tym, jak szybko rosną ceny energii, wciąż nie wystarczają. Wielu ekspertów uważa, że ​​do 2020 roku będzie potrzebne trzy i pół razy więcej paliwa.

5

Najnowsza technologia osadzania warstwy tlenku metalu na podłożu szklanym umożliwia tworzenie dużych cienkowarstwowych modułów słonecznych. W Ameryce tylko na jeden projekt – budowę elektrowni słonecznej na pustyni Negev (Izrael) – przeznaczono 100 milionów dolarów.

6

W pobliżu holenderskiego miasta Herhyugvard utworzono obszar eksperymentalny „Sun City”. Dachy tutejszych domów pokryte są panelami słonecznymi. Dom na zdjęciu generuje aż 25 kW. Łączna moc „Miasta Słońca” ma zostać zwiększona do 5 MW. Takie domy stają się niezależne od systemu.

7

Słońce może być również wykorzystywane jako źródło energii dla pojazdów. W Australii od 19 lat na torze między miastami Darwin i Adelaide (3000 km) odbywa się coroczny wyścig samochodów elektrycznych zasilanych energią słoneczną. W 1990 roku Sanyo zbudował samolot zasilany energią słoneczną.

8

Pod dachem słonecznym ŚWIATA (stacje energetyczne i „domy słoneczne”) Skupiona wiązka mikrofalowa może przekazywać energię zebraną przez panele słoneczne na Ziemię lub zasilać nią statki kosmiczne. W przeciwieństwie do światła słonecznego, ta wiązka mikrofalowa straci nie więcej niż 2% energii podczas „rozpadu” atmosfery. Niedawno pomysł został wskrzeszony przez Davida Criswella.

9

Pod dachem fotowoltaicznym MIR (elektrownie i „domy słoneczne”) NSTTF amerykańska instalacja słoneczna do testów termicznych i eksperymentów w dziedzinie energetyki.Jednym ze starych sposobów gromadzenia energii słonecznej jest SES, wynaleziony przez Bernarda Dubos. Zaproponował zbudowanie na pustyniach rozległych szklanych daszków z wysokim kominem.

10

Pod dachem słonecznym ŚWIATA (elektrownie i domy słoneczne) TransOption Association, stowarzyszenie publicznych i prywatnych firm transportowych z New Jersey, organizuje coroczny wyścig modeli samochodów zasilanych energią słoneczną dla drużyn szkolnych.

Energia Oceanu Światowego

Energia Oceanu Światowego jest reprezentowana przez energię fal, fal, pływów, różnicę temperatur wody na powierzchni i głębokich warstwach oceanu, prądy itp.

Fale pływowe niosą ze sobą ogromny potencjał energetyczny - 3 miliardy kW. Rośnie zainteresowanie specjalistów wahaniami pływów morskich w pobliżu wybrzeży kontynentów. Energia pływów jest od wieków wykorzystywana przez człowieka do napędzania młynów i tartaków. Ale wraz z pojawieniem się silnika parowego zapomniano o tym do połowy lat 60., kiedy pierwsze PES zostały uruchomione we Francji i ZSRR. Energia pływów jest stała. Dzięki temu ilość energii elektrycznej wytwarzanej w elektrowniach pływowych (TPP) może być zawsze znana z góry, w przeciwieństwie do konwencjonalnych elektrowni wodnych, gdzie ilość odbieranej energii zależy od reżimu rzeki, co wiąże się nie tylko z cechy klimatyczne terytorium, przez które przepływa, ale także warunki pogodowe.

Ryż. 17. Model urządzeń do przetwarzania energii pływów na energię elektryczną

Uważa się, że Ocean Atlantycki ma największe rezerwy energii pływów. Istnieją również duże rezerwy energii pływów w oceanach Pacyfiku i Arktyce. Przy budowie PSZ należy kompleksowo ocenić ich wpływ na środowisko, gdyż jest on dość duży. W rejonach budowy dużych TPP wysokość pływów zmienia się znacząco, zaburzony jest bilans wodny w obszarze wodnym stacji, co może poważnie wpłynąć na łowiska, hodowlę ostryg, małży itp.

Zasoby energetyczne Oceanu Światowego obejmują również energię fal i gradient temperatury. Energia fal wiatru szacowana jest łącznie na 2,7 mld kW rocznie.

Reakcje syntezy quasi-jądrowej

Ciśnienie w wewnętrznym jądrze Ziemi osiąga około 3,6*10^6 barów. W miejscach antywęzłów podłużnych fal trzęsień ziemi na terenach lokalnych ciśnienie wzrasta do 10 ^ 8 bar, przy temperaturze rzędu 6000 K, osiągając poziom, przy którym możliwe jest tunelowanie i zachodzenie reakcji termojądrowych, jak pokazano na dzieła Zeldowicza i Wang Hong-changa.

W miejscach, w których występują lokalne ogniska reakcji termojądrowych, temperatura powinna gwałtownie wzrosnąć. W tym przypadku następuje rozkład wodorków, przejście wodoru z formy wodorkowej do protonu gazowego i odpowiednio uwolnienie dużej ilości wodoru. W tym przypadku objętość substancji znacznie wzrasta bez zmiany masy (w jednym centymetrze sześciennym wodorku żelaza znajduje się 550 centymetrów sześciennych wodoru). Co z kolei prowadzi do wzrostu objętości substancji jądra planety, przy niewielkiej zmianie masy. Innymi słowy, wodorki jądra wewnętrznego rozkładają się na metal jądra zewnętrznego i wodór, co również powinno prowadzić do zwiększenia objętości Ziemi. Należy zauważyć, że reakcja łańcuchowa termojądrowa nie może wystąpić, ponieważ. nadmiar ciepła ucieka wraz z wodorem chłodzącym do sfer zewnętrznych (głębokie płyny), a temperatura spada.

Wewnętrzne jądro Ziemi niejako „wrze” bardzo powoli jak smoła, tj. po dodaniu fal sprężystych lokalne reakcje syntezy zachodzą sporadycznie w różnych miejscach jądra wewnętrznego. Nazwijmy ten proces „quasi-termonuklearnym”.

Bilans energetyczny rozkładu wodorków w rdzeniu można przedstawić w następujący sposób:

∂QT + m = p ∂V + ∂QH, gdzie m to potencjał chemiczny wodoru w wodorkach, ∂QТ to ciepło termojądrowe sporadycznych reakcji fuzji wodoru w strefie p dekompresji, ∂QH to ciepło odprowadzane z strefę dekompresji przez gaz protonowy (jądra wodoru) jako chłodziwo, więc temperatura na powierzchni rdzenia stałego musi być wyższa niż wewnątrz.