Проблемы энергетики и будущее человечества. Часть 2

Вс, 08/16/2015 - 23:46

Таблица 7

Таблица 8

Таблица 9

Ветровая энергетика имеет ряд недостатков.
Во-первых, ВЭС целесообразно строить лишь в местах, где систематически наблюдаются ветры со скоростью не менее 10 м/c. (Окупаемость ВЭС начинается со скоростей ветра, равных 5 м/с.) Такие ветры характерны для морских побережий и горных перевалов.
Во-вторых, ВЭС являются источником вредных инфразвуковых шумов, неблагоприятно влияющих на человека и биосферу в целом. Диапазон частот шума изменяется в широких пределах: от десятых долей до десятков герц. Известно, что примерно в этом же диапазоне частот находятся ритмы биологической активности мозга человека, резонансные частоты его органов.

В-третьих, ВЭС генерируют помехи телевизионной сети.
Главный недостаток ветровой энергетики связан с достаточно низкой концентрацией энергии (мощности). Из-за этого длина лопастей ВЭС достигает 100 м. Площадь участка Земли, отведенного под одну станцию, приблизительно на порядок превышает площадь ветрового колеса и составляет 1…10 га.
В настоящее время суммарная мощность ВЭС в мире достигает 190 ГВт (в США — 80 ГВт или 5% общей потребляемой мощности). В период с 2000 по 2010 гг. мощность ВЭС ежегодно возрастала в среднем на 27% (за три года она удваивалась).

Морские ветровые волны. В свою очередь, ветер является источником морских волн. Их энергия составляет примерно 2% от энергии ветра. Величина плотности потока энергии при этом очень незначительна (0,5 Вт/м²). С этим связан главный недостаток источника энергии. Второй недостаток заключается в трудности технической реализации станции, дающей электроэнергию.

Тепло океана. Как известно, температура воды в океане убывает с ростом глубины. Перепад температур может использоваться для извлечения энергии. Если охладить поверхностный слой океана толщиной 20 м в диапазоне от 20° с. ш. до 20° ю. ш. на 1°, то с площади участка океана, равной 20 млн кв. км, можно извлечь энергию, близкую к 1,7∙1021 Дж.

При извлечении этой энергии в течение года имеем потенциальный ресурс мощности около 5∙1013 Вт. Для данного источника плотность потока энергии составляет 2,5 Вт/м².
Основные недостатки этого вида возобновляемой энергии заключаются в малом значении плотности потока энергии и в высокой стоимости ее извлечения.

Приливы в океане. Энергия и мощность прилива пропорциональны площади участка океана и квадрату высоты прилива.
Если в качестве площади выбрать площадь Мирового океана, энергия, мощность и плотность потока энергии составляют 4,5∙1017 Дж, 1013 Вт и 2,5∙10-2 Вт/м² соответственно.
Видно, что в Мировом океане, где средняя высота приливов около 1 м, величина плотности потока энергии крайне низкая. В этом также состоит главный недостаток такого источника энергии.
В отдельных заливах высота приливов достигает 10…20 м. При этом плотность потока энергии 2,5…10 Вт/м². При площади участка океана, равной 1 кв. км, имеем мощность приливов 2,5…10 МВт.

Течения и вихри, перепады солености в океане. Энергетика океанических течений и вихрей оказывается внушительной. Энергию этих процессов принципиально можно использовать для нужд человечества. Наибольшую величину имеет тепловая энергия.
Оказывается, что плотность потока тепла для течения пропорциональна разности температур в течении и окружающей воде, а также скорости течения.
Например, при разности температур 10°С и скорости 6 м/с плотность потока энергии составляет 2,4∙108 Вт/м². Такие значения относятся к исключительно большим. Плотность потока тепла в океаническом вихре за время одного оборота равна 1,7∙105 Вт/м².

Таким образом, для вихрей и особенно для течений концентрация энергии очень высокая. Изъятие ее, однако, может оказаться чреватым более серьезными экологическими последствиями, чем, например, знаменитое явление Эль-Ниньо.
Добавим также, что заметной энергетикой обладают перепады солености воды в океане. Между тем величина плотности потока энергии для них исключительно мала (см. табл. 7). Поэтому использование этого источника энергии нерентабельно.

Тепло Земли. Наша планета обладает огромным запасом тепловой (геотермальной) энергии (около 5∙1031 Дж).
Главных причин возникновения этой энергии четыре: исходное теплосодержание (около 34%), гравитационная дифференциация ядра (44%), распад радиоактивных элементов (16%) и приливное трение в твердой оболочке (4%). Плотность потока тепловой энергии Земли составляет 0,05…0,10 Вт/м².

Без всяких экологических последствий, по-видимому, можно изъять 0,1% геотермальной энергии, т. е. 5∙1028 Дж. При потребляемой мощности 1013…1014 Вт ее достаточно для удовлетворения нужд человечества в течение 15 — 150 млн лет. В настоящее время извлекается геотермальная энергия мощностью около 20 ГВт, а с учетом КПД, равного 35%, используемая мощность составляет около 7 ГВт. За счет использования тепловых насосов дополнительно «добывается» около 10 ГВт геотермальной энергии (половина — в США).

Другие материалы рубрики


  • ...Возможность установки ветрогенераторов также зависит от климата, а конкретнее – от средней скорости ветра в данной местности. Трудно спрогнозировать, каковы будут скорость и направление ветра в определенный момент. Но если рассматривать большие временные промежутки, соизмеримые со сроком эксплуатации ветряка, то можно довольно точно сказать, что, например, в течение года в месте его установки будет 4000 часов со скоростью ветра более 4 м/с, что обеспечит гарантированную генерацию, условно говоря, 1000 КВт·ч в год. В частности, у нас средняя скорость ветра составляет около 5 м/с, что вполне пригодно для получения ветровой энергии, так как рекомендуемая скорость ветра для этих целей 4 м/с и более.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • В начале нового тысячелетия почти весь мир столкнулся с новой, весьма болезненной проблемой — истощением топливных запасов планеты. Ученые с каждого угла кричали, что через 30 лет на земле не останется ни капли нефти. Но прошло уже 10 лет, и эти крики понемногу улеглись. Были найдены новые месторождения в Саудовской Аравии, в России разведали новые, огромные запасы сибирской и заполярной нефти. Единственная проблема — добраться до них, но учитывая сегодняшнюю стоимость «черного золота» на мировом рынке, это не будет составлять особого труда.
    Но беда, как известно, не приходит одна. С топливной проблемой пришла проблема загрязнения окружающей среды обитания человека. Продукты сгорания бензина и дизтоплива стали настолько насыщать атмосферу Земли, что экологи забили тревогу. Их главный девиз — «Парниковый эффект!» К сожалению, они до сих пор не могут определиться, чем он грозит нашей планете — глобальным потеплением или новым ледниковым периодом. Впрочем, одно не исключает другое. Сначала довольно сильно потеплеет, арктические льды растают, опять понизят температуру, но настолько сильно, что 2/3 суши (по самым пессимистическим прогнозам) покроется снегом и льдом.
    Что же делать? Отказаться от автомобильного транспорта и вообще от использования нефти и нефтепродуктов? В данный исторический отрезок времени это даже не теория, а какая-то фантазия Гринписа, если не сказать больше. Но нам надо как-то сберечь природу и при этом не нанести вреда экономике, как в мировом масштабе, так и в масштабе отдельной страны. И тут, к огромной радости почти всех экологов (почему почти — будет сказано ниже) на мировую топливную арену семимильными шагами выходит новое горючее — биодизель.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Экспоненциальный рост населения и истощение природных ресурсов заставляют ученых придумывать самые невероятные проекты по спасению планеты. Один из них — космические электростанции, передающие на Землю энергию Солнца посредством микроволнового излучения. Технология эта не столь фантастична, как может показаться на первый взгляд.
    Вполне возможно, что лет через тридцать на геостационарной орбите обоснуется группировка объектов, каждый из которых будет подозрительно напоминать «Звезду смерти». Необъятные зеркальные крылья, нечто вроде электромагнитной пушки и наземная приемная антенна километров десять в диаметре — так будет выглядеть система глобального энергоснабжения.
    Вернее, такой ее представляли конструкторы еще в 1970-х. И уже тогда это не было научной фантастикой! В связи с энергетическим кризисом американское правительство выделило $20 миллионов агентству NASA и компании Boeing на проработку проекта гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite).



  • Вопрос смесевых технологий при производстве бензинов давно уже интересует технологов, экологов, энергетиков, автомобилистов и просто любителей всяческих новшеств и современных технологий. Несмотря на множество позитивных моментов, так же как и на наличие определенных недостатков, однозначности в выводах пока еще не присутствует, что оставляет обширные пространства для размышлений и убеждений, похвалы и критики.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Нефте- и газодобыча уже в течение многих лет — ведущие отрасли российской экономики. В иные периоды они давали до 50% поступлений в федеральный бюджет. Это стало возможным только после введения в эксплуатацию крупнейших месторождений Западной Сибири. Поиск месторождений, ставших открытием века, стоил огромного труда. Основной вклад в него внесли сибирские геологи.
    Чтобы понять, где и как искать нефть, — а ее считают самым труднодоступным богатством планеты, — надо знать, как она образуется. В 1932 году была опубликована классическая работа основоположника советской нефтяной геологии Ивана Михайловича Губкина (1871-1939) «Учение о нефти», которая сыграла огромную роль в развитии представлений о происхождении нефти и формировании ее залежей. Он сформулировал четыре этапа образования нефтяных запасов, которые и сегодня лежат в основе научных воззрений о процессах нефтеобразования.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Непредельные углеводороды в небольшом количестве (около 5%) являются практически единственным не содержащимся в природной нефти классом соединений, образующимся в заметных количествах при проведении процесса на кобальтовых катализаторах. Их содержание в нефти не нормируется, а их получение является одной из основных целей нефтехимической переработки природной нефти.
    Таким образом, по всем показателям, определяемым стандартом, СЖУ (синтетические жидкие углеводороды) могут быть отнесены к наиболее ценным сортам нефти. С экономической точки зрения наиболее рациональным использованием СЖУ была бы их раздельная транспортировка с промыслов как более ценного и дорогостоящего продукта, особенно с точки зрения отсутствия серосодержащих соединений и высокой концентрации легких (светлых) фракций.

    • Страницы
    • 1
    • 2

  • При минусовой температуре проблемы с запуском двигателя гарантированы. Это знает каждый опытный автомобилист, которому не раз приходилось подолгу просиживать в холодном салоне, пытаясь завести автомобиль. А вот о причинах этих самых проблем думает далеко не каждый водитель. Еще до того, как температура опустится ниже нуля, важно сменить все жидкости в автомобиле на незамерзающие. Это касается моторного масла, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке омывателя. Нужно тщательно смазать стартер и прочие системы мотора, от этого также зависит степень прилагаемых для запуска двигателя усилий в сильный мороз.



  • Если внимательно присмотреться к рынку многофункциональных преобразователей, то даже не смотря на всемирный спад и уменьшение продаж, многие производители не перестают выступать новые инверторы. Отчасти подобное связано с тем, что компании стараются привлечь внимание покупателей, частично из-за применения последних технологий.
    Несмотря на то, что источник бесперебойного питания купить можно в любом магазине, новинки не так быстро достигают конечного потребителя.



  • Теперь уже никто не сомневается, что в расстрельные 30-е годы прошлого века ничего прогрессивного в России существовать не могло. Старшее поколение стыдливо молчит, поскольку высказывать иную точку зрения ныне считается непатриотичным. А постперестроечное вообще не ведает, что в основе многих модных сейчас инновационных проектов лежат неосуществленные мечты почти восьмидесятилетней давности. Примером может служить история со сгущенным бензином.

    • Страницы
    • 1
    • 2