rádiogénne teplo
Aby bolo možné odhadnúť vznik tepla v dôsledku rozpadu rádioaktívnych prvkov, je potrebné poznať ich rozloženie na Zemi. Takéto informácie v súčasnosti nie sú k dispozícii. Pri posudzovaní sa hmota Zeme zvyčajne stotožňuje s hmotou meteoritov (ktoré sa považujú za pôvodnú, protoplanetárnu hmotu). Plášťu Zeme sa pripisuje uvoľňovanie rádiogénneho tepla, charakteristické pre chondrity; jadro - charakteristické pre železné meteority.
Moderná výroba tepla v rámci takéhoto modelu sa odhaduje v zmysle Wc = 2,3 • 102 cal/rok ~ 1021 J/rok.
Toto teplo zabezpečuje prúdenie
ktorý dobre súhlasí s moderným tepelným tokom Zeme. Súčasná tvorba rádiogénneho tepla teda podľa týchto odhadov pokrýva súčasné tepelné straty z povrchu Zeme.
V minulosti bol vznik rádiogénneho tepla vyšší, keďže koncentrácia rádioaktívnych prvkov sa mení podľa zákona
kde WQ — výroba tepla na začiatku histórie Zeme; A-1 ~ 2,6 Ga.
WQ možno vypočítať ako WQ = WT e, kde m = 4,6 miliardy rokov je vek Zeme. Na základe polčasov rozpadu hlavných prvkov možno odhadnúť, že WQ = (5—6) Wc.
Zvyčajne sa používajú tieto odhady uvoľňovania tepla pre meteority:
- • chondrity R ~ 4 1 (G15 cal / cm3 • s \u003d 1,7 • 1 (G8 W / m3.
- • železné meteority R ~ 3 • 1 (Г18 cal/cm3 • s ~ 1,3 • 1 (Г8 W/m3. Hlavnými rádioaktívnymi zdrojmi s dlhou životnosťou sú urán, draslík a tórium. Údaje o uvoľňovaní tepla uránu U a draslíka K sú uvedené v tabuľkách 1.1 a 6.3 Pre polčas rozpadu Th - 13,9 miliardy rokov, tvorba tepla - 2,7 • KG5 W / kg.
Celková tvorba tepla v celej histórii Zeme je
Podľa rovnice (6.9) by táto energia mohla zohriať Zem na teplotu AT~ 1700 °C.
Niektorí vedci sa domnievajú (napríklad Bolt, 1984), že je potrebné vziať do úvahy aj príspevok rádioaktívnych prvkov s krátkou životnosťou, ktorý môže byť dosť významný a môže spôsobiť dodatočné zahrievanie o niekoľko stoviek stupňov. Údaje o polčase niektorých prvkov s krátkou životnosťou sú uvedené v tabuľke. 6.5.
Opísaná metóda rádiogénneho tepla je odhadom. Otázkou zostáva, ako rozumné možno považovať, že moderné meteority, ktoré vznikli v páse medzi Marsom a Jupiterom a prešli dlhou a náročnou cestou vývoja, správne odrážajú obsah rádioaktívnych prvkov v zemských obaloch.
Polčas rozpadu niektorých prvkov s krátkou životnosťou
|
Element |
Polovičný život T{/2, miliardy rokov |
|
A126 |
0,73 |
|
C136 |
0,3 |
|
Fe60 |
0,3 |
nie je úplne vyriešený, ale väčšina výskumníkov sa drží tohto hľadiska.
Príspevok rádioaktívnych premien k energii Zeme je teda veľmi významný a možno má dominantnú hodnotu.
Existujú však odhady (napríklad Sorokhtin, Ushakov, 2002), podľa ktorých má rádiogénny zdroj v energii Zeme oveľa menší význam. E \u003d 0,43 * 1031 J.
Geotermálne vykurovanie domu
Schéma geotermálneho vykurovania
Najprv musíte pochopiť princípy získavania tepelnej energie. Sú založené na zvýšení teploty pri prehĺbení hlboko do zeme. Na prvý pohľad je zvýšenie stupňa vykurovania nevýznamné. No vďaka nástupu nových technológií sa vykurovanie domu teplom zeme stalo realitou.
Hlavnou podmienkou organizácie geotermálneho vykurovania je teplota najmenej 6 ° C. To je typické pre stredné a hlboké vrstvy pôdy a nádrže. Posledne menované sú veľmi závislé od vonkajšej teploty, takže sa používajú len zriedka. Ako sa dá prakticky zorganizovať vykurovanie domu energiou zeme?
Na tento účel je potrebné vytvoriť 3 okruhy naplnené kvapalinami s rôznymi technickými vlastnosťami:
- Vonkajšie. Častejšie cirkuluje nemrznúca zmes.Jeho zahrievanie na teplotu nie nižšiu ako 6 ° C nastáva v dôsledku energie zeme;
- Tepelné čerpadlo. Bez nej je vykurovanie z energie zeme nemožné. Nosič tepla z vonkajšieho okruhu odovzdáva svoju energiu chladivu pomocou výmenníka tepla. Jeho teplota vyparovania je nižšia ako 6°C. Potom vstupuje do kompresora, kde po stlačení teplota stúpne na 70 ° C;
- Vnútorný obrys. Podľa podobnej schémy sa teplo prenáša zo stlačeného chladiva do vody v prekonávacom systéme. K ohrevu z útrob zeme teda dochádza s minimálnymi nákladmi.
Napriek zjavným výhodám je zriedkavé nájsť takéto systémy. Je to spôsobené vysokými nákladmi na obstaranie zariadenia a organizáciu externého okruhu príjmu tepla.
Výpočet vykurovania z tepla zeme je najlepšie zveriť odborníkom. Účinnosť celého systému bude závisieť od správnosti výpočtov.
Kozmické a planetárne energie.
Jin a Jang sú dve kozmické energie. Nekonečné množstvo prstencových vírových prúdov preniká vesmírom a prechádza cez našu malú planétu. V momente prechodu cez telo planéty prúdenie zmení svoje znamenie na opačné, teda prúd YANG vstupuje do Zeme a prúd YIN odchádza (obr. 1.2). Ešte správnejšie je povedať, že nehovoríme o dvoch, ale o jednej energii. Tok Yang, ktorý prechádza telom planéty, mu dáva svoju aktívnu zložku a na výstupnom bode sa vytvára akýsi tok nedostatku energie. Ako už bolo spomenuté vyššie, my sme však zvyknutí vidieť všetko dvojfarebne, v dualite pojmov a ľahšie sa nám operuje s pojmami JIN a JANG ako s pojmami prítomnosti a neprítomnosti energie. Keďže existuje nekonečne veľa tokov rôznej sily, na jednom mieste budú toky YANG prichádzajúce zhora aj toky YIN prichádzajúce zdola (obr. 1.3).
A čo majú tieto kozmické toky spoločné s obyčajným človekom? Musíš byť naštvaný. Na úrovni rozvoja vedomia a energie, na ktorej sa nachádzame, neinteragujeme s pôvodnými kozmickými tokmi. Navyše. Bez totálnej reštrukturalizácie celej podstaty človeka pokus o otvorenie sa týmto prúdom zruinuje človeka s rovnakou ľahkosťou, s akou kyselina chlorovodíková rozleptá vodovodný systém, ak ho chce niekto čerpať namiesto vody. V dejinách civilizácie nebolo veľa ľudí, ktorým sa podarilo splynúť s kozmickým prúdom, väčšinou sú známi: Mojžiš, Budha, Kristus, Mohamed, niektorí ďalší proroci a jogíni.
Ak sa ešte nesnažíme hrať úlohu Budhu, neponáhľame sa otvoriť sa pôvodným tokom, aby sme sa vedome posunuli po ceste dokonalosti, musíme prísť na mechanizmus formovania štyri planetárne energie z dvoch pôvodných, pre nás však nedostupných energií JIN-JANG: „Vzduch – Zem – Oheň – Voda“. „Horúci“ prúd Yang, ktorý vstupuje do atmosféry planéty, interaguje s „studeným“ prúdom YIN stúpajúcim zdola a premieňa sa na energiu Vzduchu. Na druhej strane sa „studený“ prúd YIN-oblohy, stúpajúci nahor, mieša s klesajúcim „horúcim“ prúdom YANG-oblohy, čím sa vytvára energia Zeme. Dvojicu Vzduch-Zem budeme podmienene nazývať vonkajšími (vo vzťahu k človeku) energiami.
Ďalšia úroveň transformácie priamo súvisí
so živými bytosťami obývajúcimi našu planétu. Vzduchová energia
je premenená živými bytosťami na energiu ohňa a energiu
Zem k vode. Dvojicu "Oheň - Voda" budeme nazývať vnútorná (podľa
vzťah k človeku) energie. Ak zoradíte energie
princíp teplý - studený, potom dostaneme nasledujúci vzor:
kozmický YANG - Vzduch - Oheň a Voda - Zem - kozmický
YIN (obr. 1.4). Ako vidíte, tieto prúdy sa líšia
pomer teplej a studenej zložky, ktorý je možné zobraziť
na monade (obr. 1.5), kde je vonkajší
energie, a na horizontálnej - vnútornej.
Okamžite sa zhodneme, že planetárne energie „Zem“, „Voda“, „Oheň“ a „Vzduch“ a zem, po ktorej kráčame, voda, ktorú pijeme, oheň, na ktorom varíme, a vzduch, ktorý dýchame, nie sú to isté. V našom jazyku neexistujú žiadne vlastné názvy pre planetárne energie. Musíme použiť analógie. Aby som bol presný, vyššie uvedené pojmy znamenajú: energia je studená a inertná ako zem, chladná a tekutá ako voda, horúca a aktívna ako oheň, riedka a prchavá ako vzduch. Pre zjednodušenie, keď píšeme Vzduch s veľkým písmenom, máme na mysli energiu, keď vzduch, tak zmes plynov, ktoré dýchame.
Všetky planetárne energie priamo súvisia s človekom. Vonkajšie energie v ľudskom tele majú svoje vlastné vstupné body, vnútorné energie majú svoje vlastné miesta lokalizácie v tele. Približná schéma fungovania energií je nasledovná. Energia Zeme vstupuje do tela cez chodidlá a v oblasti panvy sa premieňa na Vodu (obr. 1.6). Oblasť transformácie vodnej energie nazvime „dolný kotol“, ktorý zaberá vzdialenosť od hrádze k hornej časti brucha (obr. 1.7).
Možnosti usporiadania geotermálneho vykurovania
Metódy usporiadania vonkajšieho obrysu
Aby sa energia zeme na vykurovanie domu využila čo najviac, musíte zvoliť správny okruh pre vonkajší okruh. Zdrojom tepelnej energie môže byť v skutočnosti akékoľvek médium – podzemné, vodné alebo vzduchové.
Je však dôležité vziať do úvahy sezónne zmeny poveternostných podmienok, ako je uvedené vyššie.
V súčasnosti sú bežné dva typy systémov, ktoré sa efektívne využívajú na vykurovanie domu vďaka teplu zeme – horizontálne a vertikálne. Kľúčovým faktorom výberu je plocha pozemku. Od toho závisí rozloženie potrubí na vykurovanie domu energiou zeme.
Okrem toho sa berú do úvahy tieto faktory:
- Zloženie pôdy. V skalnatých a hlinitých oblastiach je ťažké vytvoriť vertikálne šachty na kladenie diaľnic;
- úroveň zamrznutia pôdy. Určí optimálnu hĺbku potrubí;
- Umiestnenie podzemnej vody. Čím sú vyššie, tým lepšie pre geotermálne vykurovanie. V tomto prípade bude teplota stúpať s hĺbkou, čo je optimálna podmienka pre ohrev z energie zeme.
V lete musíte vedieť aj o možnosti spätného prenosu energie. Potom nebude vykurovanie súkromného domu zo zeme fungovať a prebytočné teplo prejde z domu do pôdy. Všetky chladiace systémy fungujú na rovnakom princípe. Ale na to musíte nainštalovať ďalšie vybavenie.
Nie je možné naplánovať inštaláciu externého okruhu mimo domova. Tým sa zvýšia tepelné straty pri vykurovaní z útrob zeme.
Schéma horizontálneho geotermálneho vykurovania
Horizontálne usporiadanie vonkajších potrubí
Najbežnejší spôsob inštalácie vonkajších diaľnic. Je to výhodné pre ľahkú inštaláciu a schopnosť relatívne rýchlo nahradiť chybné časti potrubia.
Na inštaláciu podľa tejto schémy sa používa kolektorový systém. Na tento účel sa vytvorí niekoľko obrysov umiestnených v minimálnej vzdialenosti 0,3 m od seba. Sú prepojené pomocou kolektora, ktorý dodáva chladivo ďalej do tepelného čerpadla. Tým sa zabezpečí maximálny prísun energie do vykurovania z tepla zeme.
Je však potrebné mať na pamäti niekoľko dôležitých vecí:
- Veľká plocha dvora. Pre dom s rozlohou približne 150 m² to musí byť aspoň 300 m²;
- Rúry musia byť pripevnené do hĺbky pod úrovňou mrazu pôdy;
- S možným pohybom pôdy počas jarných povodní sa zvyšuje pravdepodobnosť posunu diaľnic.
Rozhodujúcou výhodou vykurovania teplom zeme horizontálneho typu je možnosť vlastného usporiadania. Vo väčšine prípadov to nebude vyžadovať zapojenie špeciálneho vybavenia.
Pre maximálny prenos tepla je potrebné použiť rúry s vysokou tepelnou vodivosťou – tenkostenné polymérové rúry. Zároveň by ste však mali zvážiť spôsoby izolácie vykurovacích potrubí v zemi.
Vertikálna schéma geotermálneho vykurovania
Vertikálny geotermálny systém
Ide o časovo náročnejší spôsob organizácie vykurovania súkromného domu zo zeme. Potrubia sú umiestnené vertikálne, v špeciálnych studniach
Je dôležité vedieť, že takáto schéma je oveľa efektívnejšia ako vertikálna.
Jeho hlavnou výhodou je zvýšenie stupňa ohrevu vody vo vonkajšom okruhu. Tie. čím hlbšie sú potrubia umiestnené, tým viac sa do systému dostane množstvo zemského tepla na vykurovanie domu. Ďalším faktorom je malá rozloha pozemku. V niektorých prípadoch sa usporiadanie vonkajšieho geotermálneho vykurovacieho okruhu vykonáva ešte pred výstavbou domu v bezprostrednej blízkosti základov.
S akými ťažkosťami sa možno stretnúť pri získavaní zemskej energie na vykurovanie domu podľa tejto schémy?
- Kvantitatívne ku kvalite. Pre vertikálne usporiadanie je dĺžka diaľnic oveľa väčšia. Kompenzuje to vyššia teplota pôdy. Aby ste to dosiahli, musíte urobiť studne až do hĺbky 50 m, čo je namáhavá práca;
- Zloženie pôdy. Pre skalnatú pôdu je potrebné použiť špeciálne vŕtacie stroje. V hline, aby sa zabránilo vypadnutiu studne, je namontovaný ochranný plášť vyrobený zo železobetónu alebo hrubostenného plastu;
- V prípade poruchy alebo straty tesnosti sa proces opravy skomplikuje. V tomto prípade sú možné dlhodobé poruchy v prevádzke vykurovania domu na tepelnú energiu zeme.
Ale napriek vysokým počiatočným nákladom a zložitosti inštalácie je vertikálne usporiadanie diaľnic optimálne. Odborníci odporúčajú použiť práve takúto schému inštalácie.
Na cirkuláciu chladiacej kvapaliny vo vonkajšom okruhu vo vertikálnom systéme sú potrebné výkonné obehové čerpadlá.
Podobné novinky
12/02/2019
Vedci z Ruska a Talianska vypočítali, v ktorých regiónoch Ruskej federácie a pre aké potreby je výhodné využívať tepelné konvertory poháňané solárnou energiou. Ukázalo sa, že v lete môžu takéto zariadenia ohrievať vodu pre sprchy, práčovňu a iné domáce potreby v celom Rusku, dokonca aj v Oymyakone, uviedla v utorok tlačová služba Ruskej vedeckej nadácie (RSF), ktorá štúdiu podporila.
527
08/06/2018
Vedci z Ruska vytvorili nové nanokatalyzátory, ktoré umožňujú rozkladať rôzne druhy biopalív a získavať z nich čistý vodík. Návod na montáž bol publikovaný v článku publikovanom v International Journal of Hydrogen Energy.
718
29/11/2019
Na zasadnutí predstavenstva spoločnosti OAO Tatneftekhiminvest-holding sa dnes prerokovalo niekoľko otázok týkajúcich sa petrochemického komplexu Tatarskej republiky. Stretnutie sa konalo v Snemovni vlády Tatarskej republiky, ktorej predsedal prezident Tatarskej republiky Rustam Minnikhanov.
131
20/02/2017
Vedci z Novosibirsku navrhli využiť odpadovú vodu pomocou katalyzátorov. Kal sa zvyčajne skladuje na špeciálnych skládkach alebo sa spaľuje pieskom. Je to nákladné a nie je to šetrné k životnému prostrediu.
1660
31/10/2016
Ruskí vedci prišli na to, ako pestovať kryštály solí serotonínu, slávneho hormónu šťastia, a prišli na to, ako lepšie predpovedať tvary iných kryštálov pestovaných z roztokov. Chemici zo Sibírskej pobočky Ruskej akadémie vied dokázali urobiť dôležitý krok k pochopeniu zákonitostí, podľa ktorých sa molekuly zoraďujú v kryštáloch vypestovaných z rôznych médií.
1676
21/07/2017
Vedci NSU získali grant od Ruskej vedeckej nadácie (RSF). Rozvoj vedcov pomôže vyriešiť zásadné vedecké problémy, ako aj zlepšiť výkon domácich a profesionálnych čističiek vzduchu.Témou práce novosibirských vedcov je „Foto- a tepelný rozklad kovových komplexov ako metóda tvorby kovových nanočastíc a bimetalických štruktúr na povrchu fotokatalyticky aktívnych materiálov“.
1558
24/04/2018
Domov je niečo teplé, útulné a na prvý pohľad veľmi konzervatívne. Ale v skutočnosti stavba drží krok s technologickým pokrokom. Ako urobiť bývanie dostupnejšie, lacnejšie, ekologickejšie? Vytvorili sme krátky prehľad trendov a technológií budúcnosti, ktoré sa teraz objavujú.
1175
15/09/2018
Vedci z Novosibirsku zlepšili technológiu dezinfekcie vzduchu. Filtre vyvinuté v Akademgorodoku možno v budúcnosti použiť aj vo vesmíre, z hľadiska vlastností sú mnohonásobne lepšie ako tie existujúce.
617
21/05/2019
V Soči sa skončila 3. medzinárodná konferencia „Veda budúcnosti“ a 4. celoruské fórum „Veda budúcnosti – veda mladých“. Požiadali sme sibírskych vedcov, ktorí sa na nich zúčastňujú, aby nám prezradili, aké projekty prezentovali na podujatiach fóra a za akým účelom sem prišli.
457
Vnútorná energia Zeme
Keďže magnetické pole sa vytvára vo vnútornom jadre planéty, energia, ktorá je potrebná na jeho udržanie, je tiež neoddeliteľnou súčasťou celkovej vnútornej energie Zeme. Pri odhadovaní tejto energie je veľká neistota. Ak je v súčasnosti hodnota magnetického poľa vonkajšieho jadra s istotou určená, potom na výpočet energie magnetického poľa na povrchu je potrebná hodnota relatívnej magnetickej permeability μ / μo a jej hodnota sa môže meniť od 1 (keď siločiary magnetického poľa prechádzajú mimo zemegule) na 100 (pre vnútorné kovové jadro Zeme). Ak sa teda použijú rôzne hodnoty μ/μo, vypočítaná energia magnetického poľa môže byť v rozsahu od 1,7 do 170 TW. Podmienečne vezmeme priemernú hodnotu 86 TW. V tomto prípade sa celková energia Zeme rovná súčtu energie tepelného žiarenia cez povrch (45 TW) a energie potrebnej na udržanie magnetického poľa (86 TW), teda 131 TW.
Nedávno sa za účasti 15 univerzít v USA, západnej Európe a Japonsku uskutočnili zásadné práce na experimentálnom meraní veľkosti tepelného toku z vnútra Zeme do atmosféry spôsobeného rozpadom rádioaktívnych izotopov. Zistilo sa, že rádioaktívny rozpad 238U a 232Th má celkový príspevok 20 TW k tepelnému toku planéty. Neutrína emitované 40K rozpadom boli pod hranicou citlivosti tohto experimentu, ale je známe, že neprispievajú viac ako 4 TW. Veľkosť rádioaktívneho rozpadu bola stanovená z presných meraní toku geoneutrín pomocou detektora antineutrín Kamioka Liquid Scintilator (Japonsko) a podľa dostupných údajov z detektora Borexino (Taliansko) spolu 24 TW.
Andersonova fundamentálna monografia „Nová teória Zeme“ ukazuje, že len približne 10 TW energie môže pochádzať z nerádioaktívnych zdrojov, akými sú ochladzovanie a diferenciácia kôry, stlačenie (zhutnenie) plášťa, slapové trenie atď.
Ukazuje sa významný nesúlad: 34 TW sa generuje vo vnútri Zeme a 131 TW sa spotrebuje.
Výrazná nerovnováha (97 TW) vyvoláva vážne pochybnosti, že primárna rezerva je schopná zabezpečiť potrebnú dodatočnú energiu Zeme. Je rozumnejšie predpokladať existenciu iného zdroja, ktorý umožňuje našej planéte byť na rovnakej úrovni s inými planétami, pokiaľ ide o pomer hmotnosti a svietivosti.
Diagram hmotnosti a svietivosti pre planéty.
Solárne panely
Rámový solárny modul sa zvyčajne vyrába vo forme panelu, ktorý je uzavretý v ráme z eloxovaného hliníka. Svetlo prijímajúci povrch je chránený tvrdeným sklom. Ako fotokonvertory sa používa monokryštalický kremík.
Solárna batéria (modul) pozostáva z niekoľkých častí solárnych článkov, ktoré premieňajú svetelnú energiu na elektrickú energiu. Každá sekcia je chránená pred vplyvmi prostredia polymérnymi fóliami a vybavená pevným substrátom, ktorý zaisťuje odolnosť voči mechanickému namáhaniu. Všetky sekcie sú vzájomne prepojené flexibilnými prvkami, ktoré tvoria panel, ktorý možno zložiť pre ľahkú prepravu a skladovanie.
Ryža. 4. Solárne panely
Ryža. 5.Solárne panely na streche domu
Existujú aj malé zariadenia, ktoré šetria energiu prijatú zo siete. Napríklad prenosná solárna nabíjačka. Určené pre nabíjanie mobilných telefónov, GPS, PDA, MP-3 a CD prehrávačov, rádií, satelitných telefónov a iných elektronických zariadení s menovitým napätím batérie 4,5-19V. Ako fotokonvertory sa používa amorfný kremík. Toto zariadenie oslobodzuje horolezcov, poľovníkov, rybárov, turistov, záchranné zložky a iných používateľov od používania stacionárnych a objemných zdrojov energie. Vyrába sa vo forme skladacieho panelu a funguje ako malá elektráreň, ktorá premieňa slnečnú energiu na elektrickú energiu. Solárne články sú pokryté pevným a odolným polymérnym materiálom, ľahko a bezpečne sa používajú. Neobsahujú krehké komponenty: sklo alebo kryštalický kremík a môžu byť prevádzkované pri teplote okolia od -30 do +50 C.
Ryža. 6. Externá batéria Xtreme 12000 mAh so solárnymi článkami
Využitie slnečnej energie sa neobmedzuje len na výrobu elektrickej energie. Systém založený na solárnych vákuových kolektoroch vám umožňuje prijímať tepelnú energiu, a to ohrievať vodu na vopred stanovenú teplotu, absorbovaním slnečného žiarenia, jeho premenou na teplo, jeho akumuláciou a odovzdaním spotrebiteľovi.
Systém pozostáva z dvoch hlavných prvkov:
– vonkajšia jednotka – solárne vákuové kolektory;
– vnútorná jednotka – nádrž výmenníka tepla.
Ryža. 7. Plochý slnečný kolektor MFK 001 od Meibes
Solárny vákuový kolektor zabezpečuje zber slnečného žiarenia za každého počasia bez ohľadu na vonkajšiu teplotu. Koeficient absorpcie energie takýchto kolektorov so stupňom vákua 10-5¸ 10-6 je 98%. Solárne panely sa inštalujú priamo na strechu budov tak, aby sa čo najefektívnejšie využila plocha strechy na zber energie. Kolektory sú namontované v akomkoľvek uhle, od 0 do 90 stupňov. Životnosť vákuových kolektorov je minimálne 15 rokov.
Nádrž výmenníka tepla je automatizovaný systém na premenu, udržiavanie a uchovávanie tepla prijatého zo slnečnej energie, ako aj z iných zdrojov energie (napríklad tradičný ohrievač na elektrinu, plyn alebo naftu), ktorý poistí systém v prípade nedostatočného slnečného žiarenia. Takto ohriata voda prúdi z výmenníka vnútornej jednotky do radiátorov vykurovacieho systému a voda zo zásobníka sa využíva na zásobovanie teplou vodou.
Ryža. 8. Zásobníkový výmenník tepla
Mikroprocesorová riadiaca jednotka je určená na riadenie teploty v solárnom kolektore a nádrži výmenníka tepla, ako aj na výber, v závislosti od veľkosti týchto teplôt, optimálneho režimu prevádzky systému počas dňa. Regulátor zároveň reguluje prietok chladiacej kvapaliny cez výmenník tepla, určuje smer dodávky tepla (pre TÚV alebo vykurovanie) a riadi činnosť základného ohrievača.
V noci automatizácia systému poskytuje minimálne potrebné prilákanie dodatočnej energie na udržanie nastavenej teploty v miestnosti. Systém má nízku zotrvačnosť, rýchly výstup do prevádzkového režimu a umožňuje priemernú ročnú úsporu energie až 50 %.
Podvodný elektrokonvertor gravitačnej energie
V dôsledku modernizácie známeho zariadenia na zdvíhanie vody s názvom „hydroram“ (obrázok 14) vynašli ruskí vedci ďalšie zariadenie na zdvíhanie vody, ktoré je novým meničom potenciálnej energie vody, ktorá v skutočnosti je novým zdrojom nevyčerpateľnej ekologickej a výkonnej energie.
Pri úplnom ponorení do vody do dostatočnej hĺbky premení hlboký statický tlak vody na prúd vody pulzujúci v čase s tlakom vyšším ako v danej hĺbke. Voda pod hlbokým tlakom sama prúdi do prívodu vody prevodníka a na druhej strane vyteká z výstupu s ešte väčším tlakom. Tento menič je možné použiť ako hlbinné čerpadlo, ako pulzujúci vodný prúd a ako zdroj elektrického prúdu, ak je na výstup pripojená hydraulická turbína s elektrickým generátorom. Jeho vlastnosťou zároveň je, že na prevádzku nepotrebuje ani jeden gram bežného paliva ani žiadnu dodatočnú energiu dodávanú na prevádzku.
Ryža. 14. Hydroram
Vyššie popísaný konvertor je rovnako vhodný na prevádzku v sladkej aj morskej vode, v stojatej aj tečúcej vode, v jazerách a bazénoch, v umelých nádržiach. S jediným štartom pracuje s konštantnými parametrami bez ohľadu na dennú dobu a klimatické podmienky, bez zastavenia po mnoho rokov.
Pri použití tohto meniča v kombinácii s vodnou turbínou a klasickým elektrickým generátorom, teda pri použití vo výrobe elektrickej energie, pri hĺbke ponorenia do vody 15 metrov od jedného štvorcového metra plochy odberu vody je možné získať výstupný elektrický výkon ~ 0,75 MW a v hĺbke 300 metrov - výstupný elektrický výkon ~ 30 MW. Štúdie ukazujú, že možný elektrický výkon sa zvyšuje úmerne s hĺbkou ponorenia prevodníka do vody. To umožňuje pri dostatočne veľkej ploche otvoru na nasávanie vody alebo pri súčasnom použití viacerých inštalácií spojených do jedného celku získať takmer akýkoľvek požadovaný výstupný výkon elektrického prúdu. Elektráreň akejkoľvek kapacity bude zároveň vyžadovať iba podzemný alebo pozemný zásobník, po úplnom naplnení vodou, s rozlohou najviac 8 m² / MW a výškou vody najmenej 15 metrov. . Môže tak vzniknúť zásadne nová rezervoárová elektráreň, ktorá dokáže nahradiť akúkoľvek tepelnú a jadrovú elektráreň. Elektrocentrála Huter DY6500L.
Menič je možné nakonfigurovať aj tak, že keď ním prejde voda, dokáže ho bez straty energie ohrievať a vyrábať elektrinu. Najmä napríklad vertikálny samostatný modul s výkonom 500 kW umiestnený v hĺbke 20 metrov s určitými konštrukčnými počiatočnými parametrami a bez opatrení na chladenie okolitej vody dokáže už po 4 hodinách prevádzky ohrievať okolitú vodu v zodpovedajúcej podzemnej alebo pozemnej nádrže od teploty +15 °C do teploty + 75 °C. Dá sa teda efektívne využiť na vykurovanie priestorov.
Veterné turbíny
Veterné turbíny sú zariadenia určené na výrobu elektriny z prúdenia vetra. Môžu byť použité na odľahlých a izolovaných miestach, v rôznych klimatických oblastiach s priaznivými veternými podmienkami, kde nie je centralizované napájanie alebo je jeho dodávka nepravidelná. Napríklad veterná elektráreň môže spotrebiteľom poskytnúť elektrinu na napájanie domácich spotrebičov, osvetľovacích lámp, domácich a špeciálnych komunikačných zariadení, televíznych a rádiových komunikačných liniek, satelitných a mobilných počítačových komunikačných zariadení, mobilných a stacionárnych bodov navigácie a meteorologických staníc, rádia. stanice, majáky a rádiové majáky, lekárske a vedecké zariadenia, vodné čerpadlá, na zabezpečenie nabíjania akumulátora a pod. Pri bezvetria napájanie spotrebičov a ich výkon zabezpečuje akumulátor. Pripojenie meniča k riadiacej jednotke umožňuje previesť 24 V DC na 220 V AC.
Ryža. 9.Veterné turbíny triedy A
Veterná elektráreň je autonómna, spoľahlivá, automatická inštalácia, ktorá si počas prevádzky nevyžaduje službukonajúci personál a je určená na autonómne napájanie jednotlivých spotrebiteľov (obyvatelia leta, záhradkári, pracovníci na zmeny, poľovníci, poľnohospodári, rybári, geologické expedície) , ako aj navigačné, meteorologické, rádioreléové a iné stanovištia pri poskytovaní neprerušovaného napájania v teréne.
Ryža. 10. Schéma veterných turbín
geotermálna energia zemská energia
Zdroje geotermálnej energie môžu byť dvojakého druhu. Prvým typom sú podzemné bazény prírodných nosičov tepla – horúcovodné (hydrotermálne pramene), alebo parné (parné termálne pramene), prípadne zmes pary a vody.
Ryža. 15. Prvý typ zdrojov geotermálnej energie - podzemné bazény prírodných nosičov tepla
V podstate prvý typ zdrojov je priamo pripravený na použitie „podzemné kotly“, odkiaľ je možné pomocou bežných vrtov odoberať vodu alebo paru.
Druhým typom je teplo horúcich hornín. Čerpaním vody do takýchto horizontov môžete na výstupe získať paru alebo horúcu vodu na ďalšie využitie na energetické účely. Geotermálna energia sa využíva na výrobu elektriny, vykurovanie obytných priestorov, skleníkov atď. Ako chladivo sa používa suchá para, prehriata voda alebo akékoľvek chladivo s nízkym bodom varu (amoniak, freón atď.).
Ryža. 16. Druhý typ zdrojov geotermálnej energie
Prezentácia na tému VYUŽITIE ENERGIE SLNKA NA ZEMI. Slnko je zdrojom života pre všetko na Zemi Zdroj života Slnko Slnko je hlavným zdrojom energie. prepis
1
VYUŽÍVANIE SLNEČNEJ ENERGIE NA ZEMI
2
Slnko je zdrojom života pre všetko na Zemi zdrojom života Slnko Slnko je hlavným zdrojom energie na Zemi a hlavnou príčinou, ktorá vytvorila väčšinu ostatných energetických zdrojov našej planéty, ako sú zásoby uhlia, ropy , plyn, veterná energia a padajúca voda, elektrická energia atď. d. Energia Slnka, ktorá sa uvoľňuje hlavne vo forme žiarivej energie, je taká veľká, že je ťažké si ju čo i len predstaviť.
3
V New Yorku dokonca aj zberači odpadu využívajú slnečnú energiu. Tu v dvoch okresoch už rok a pol fungujú inteligentné solárne kontajnery na odpadky - BigBelly. Pomocou energie svetla, premenenej na elektrinu pomocou kremíkových fotočlánkov, zhutňujú obsah.
4
Na Zemi je veľa zdrojov energie, no súdiac podľa toho, ako rýchlo rastú ceny energií, stále to nestačí. Mnohí odborníci sa domnievajú, že do roku 2020 bude potrebné triapolkrát viac paliva.
5
Najnovšia technológia nanášania filmu oxidu kovu na sklenený substrát umožňuje vytvárať veľké tenkovrstvové solárne moduly. V Amerike je len na jeden projekt - výstavba solárnej elektrárne v Negevskej púšti (Izrael) - vyčlenených 100 miliónov dolárov.
6
Pri holandskom meste Herhyugovard bola vytvorená experimentálna oblasť „Sun City“. Strechy domov sú tu pokryté solárnymi panelmi. Dom na obrázku generuje až 25 kW. Celková kapacita „Slnečného mesta“ sa plánuje zvýšiť na 5 MW. Takéto domy sa stávajú autonómnymi od systému.
7
Slnko sa dá využiť aj ako zdroj energie pre vozidlá. V Austrálii sa už 19 rokov každoročne konajú preteky solárnych elektromobilov na trati medzi mestami Darwin a Adelaide (3000 km). V roku 1990 Sanyo postavilo lietadlo na solárny pohon.
8
Pod solárnou strechou SVETA (energetické stanice a „slnečné domy“) môže sústredený mikrovlnný lúč prenášať energiu zozbieranú solárnymi panelmi na Zem, alebo ňou môže zásobovať vesmírne lode. Na rozdiel od slnečného žiarenia tento mikrovlnný lúč počas „rozpadu“ atmosféry nestratí viac ako 2 % energie. Nedávno túto myšlienku vzkriesil David Criswell.
9
Pod solárnou strechou SVETA (elektrárne a "solárne domy") NSTTF Americká solárna inštalácia pre tepelné testovanie a experimenty v oblasti energetiky.Jedným zo starých spôsobov zberu slnečnej energie je SES, ktorý vynašiel Bernard Dubos. Navrhol postaviť v púšti obrovské sklenené baldachýny s vysokým komínom.
10
Pod Solar Roof of the WORLD (Elektrárne a solárne domy), TransOption Association, združenie verejných a súkromných dopravných spoločností v New Jersey, organizuje každoročné preteky modelov áut na solárny pohon pre školské tímy.
Energia svetového oceánu
Energiu svetového oceánu predstavuje energia príboja, vĺn, prílivu a odlivu, rozdiel teplôt vody na povrchu a hlbokých vrstvách oceánu, prúdy atď.
Prílivové vlny nesú obrovský energetický potenciál – 3 miliardy kW. Záujem špecialistov o prílivové výkyvy hladiny oceánov pri pobreží kontinentov rastie. Slapovú energiu využíval človek po stáročia na pohon mlynov a píl. Ale s príchodom parného stroja sa na to zabudlo až do polovice 60. rokov, kedy boli spustené prvé PES vo Francúzsku a ZSSR. Prílivová energia je konštantná. Vďaka tomu môže byť množstvo elektriny vyrobenej v prílivových elektrárňach (TPP) vždy vopred známe, na rozdiel od klasických vodných elektrární, kde množstvo prijatej energie závisí od režimu rieky, ktorý je spojený nielen s tzv. klimatickými charakteristikami územia, ktorým preteká, ale aj s poveternostnými podmienkami.
Ryža. 17. Model zariadení na spracovanie prílivovej energie na elektrickú energiu
Predpokladá sa, že najväčšie zásoby prílivovej energie má Atlantický oceán. Veľké zásoby prílivovej energie sú aj v Tichom oceáne a Severnom ľadovom oceáne. Pri výstavbe PEZ je potrebné komplexne posúdiť ich environmentálny vplyv na životné prostredie, keďže je pomerne veľký. V oblastiach výstavby veľkých TPP sa výrazne mení výška prílivu a odlivu, je narušená vodná bilancia vo vodnej ploche stanice, čo môže vážne ovplyvniť rybolov, chov ustríc, mušlí atď.
K energetickým zdrojom Svetového oceánu patrí aj energia vĺn a teplotný gradient. Energia veterných vĺn sa odhaduje celkovo na 2,7 miliardy kW za rok.
Reakcie kvázi jadrovej fúzie
Tlak vo vnútornom jadre Zeme dosahuje asi 3,6*10^6 barov. V miestach antinód pozdĺžnych vĺn zemetrasení v miestnych oblastiach tlak stúpa na 10 ^ 8 barov pri teplote rádovo 6000 K, pričom dosahuje úroveň, pri ktorej je možné tunelovanie a výskyt termonukleárnych reakcií, ako je znázornené na obr. diela Zel'dovicha a Wanga Hong-changa.
V miestach, kde sa vyskytujú lokálne ohniská termonukleárnych reakcií, by mala teplota prudko stúpať. V tomto prípade dochádza k rozkladu hydridov, k prechodu vodíka z hydridovej iónovej formy na protónový plyn, a teda k uvoľňovaniu veľkého množstva vodíka. Zároveň sa objem látky výrazne zväčší bez zmeny hmotnosti (550 kubických centimetrov vodíka je obsiahnutých v jednom kubickom centimetri hydridu železa). Čo následne vedie k zväčšeniu objemu hmoty jadra planéty s miernou zmenou hmotnosti. Inými slovami, hydridy vnútorného jadra sa rozkladajú na kov vonkajšieho jadra a vodík, čo by malo viesť aj k zväčšeniu objemu Zeme. Je potrebné poznamenať, že termonukleárna reťazová reakcia nemôže nastať, pretože. prebytočné teplo uniká s chladiacim vodíkom do vonkajších sfér (hlbokých tekutín) a teplota klesá.
Vnútorné jadro Zeme sa takpovediac „varí“ veľmi pomaly ako decht, t.j. keď sa k tomu pridajú elastické vlny, sporadicky na rôznych miestach vnútorného jadra prebiehajú lokálne syntézne reakcie. Nazvime tento proces „kvázi-termonukleárny“.
Energetickú bilanciu rozkladu hydridov v jadre možno znázorniť takto:
∂QT + m = p ∂V + ∂QH, kde m je chemický potenciál vodíka v hydridoch, ∂QТ je termonukleárne teplo sporadických reakcií vodíkovej fúzie v zóne dekompakcie jadra p, ∂QH je teplo odvedené z dekompaktná zóna protónovým plynom (jadrá vodíka) ako chladivom, takže teplota na povrchu pevného jadra musí byť vyššia ako vo vnútri.
