Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Энергия



 Другие рефераты
Элементарные частицы Элементы электроники на углеродных нанотрубках Энергия морей и океанов Энтропия термодинамическая и информационная

Введение


      Рождение энергетики произошло  несколько  миллионов  лет  тому  назад,
когда люди научились использовать огонь.  Огонь давал им тепло  и свет,  был
источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов  и  диких  зверей,
лечебным  средством,  помощником  в  земледелии,   консервантом   продуктов,
технологическим средством и т.д.
      На  протяжении  многих  лет   огонь   поддерживался   путем   сжигания
растительных энергоносителей (древесины, кустарников, камыша,  травы,  сухих
водорослей и т.п.), а затем была  обнаружена  возможность  использовать  для
поддержания огня ископаемые вещества: каменный уголь, нефть, сланцы, торф.
      Прекрасный миф о Прометее, даровавшем людям огонь появился  в  Древней
Греции значительно позже того, как  во  многих  частях  света  были  освоены
методы довольно изощренного обращения с огнем, его  получением  и  тушением,
сохранением огня и рациональным использованием топлива.
      Сейчас известно,  что  древесина  -  это  аккумулированная  с  помощью
фотосинтеза  солнечная  энергия.  При  сгорании  каждого  килограмма   сухой
древесины выделяется около 20 000 к Дж тепла, теплота сгорания  бурого  угля
равна  примерно  13  000  кДж/кг,  антрацита  25   000   кДж/кг,   нефти   и
нефтепродуктов 42  000  кДж/кг,  а  природного  газа  45 000  кДж/кг.  Самой
высокой теплотой сгорания обладает водород 120 000 кДж/кг.

      Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней  увеличиваются  с
каждым годом. Вместе с тем  запасы  традиционных  природных  топлив  (нефти,
угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива  -  урана
и тория, из которого  можно  получить  в  реакторах-размножителях  плутоний.
Практически неисчерпаемы запасы термоядерного  топлива  -  водорода,  однако
управляемые термоядерные реакции пока не освоены,  и  неизвестно  когда  они
будут использованы для промышленного получения энергии в чистом  виде,  т.е.
без  участия  в  этом  процессе  реакторов  деления  В  связи  с  указанными
проблемами становится все  более  необходимым  использование  нетрадиционных
энергоресурсов,  в  первую  очередь   солнечной,   ветровой,   геотермальной
энергии, наряду с внедрением энергосберегающих технологий.
      Среди  возобновляемых  источников  энергии   солнечная   радиация   по
масштабам ресурсов, экологической чистоте и повсеместной  распространенности
наиболее перспективна.
      Впервые на  практическую  возможность  использования  людьми  огромной
энергии   Солнца   указал    основоположник    теоретической    космонавтики
К.Э. Циолковский в 1912 году во  второй  части  своей  книги:  “Исследования
мировых пространств реактивными приборами”. Он  писал:  “Реактивные  приборы
завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную  энергию,  в  два
миллиарда раз большую, чем та, которую человечество имеет на Земле”.
      У нас есть не только Земля,  но  и  весь  необъятный  Космос,  ресурсы
которого разнообразны и неисчерпаемы. Оптимисты уверены  -  наступит  время,
когда  все  наиболее  энергоемкие  и  вредные  для  людей  и  других   живых
организмов производства будут располагаться в  космическом  пространстве,  а
Земля  -  необычайно  красивая  и  ухоженная  “колыбель  разума”  -   станет
использоваться  только  для  отдыха,  лечения  и  некоторых  безвредных  для
окружающей среды научных исследований.

      Энергия солнца может быть использована как в земных условиях, так и  в
космосе. Наземные   солнечные  электростанции  следует   строить  в  районах
расположенных как можно ближе к экватору  с  большим  количеством  солнечных
дней.  В  настоящее  время  солнечную  энергию  экономически   целесообразно
использовать  для  горячего   водоснабжения   сезонных   потребителей   типа
спортивно-оздоровительных учреждений, баз отдыха, дачных поселков,  а  также
для обогрева открытых и закрытых  плавательных  бассейнов.  В  сухом  жарком
климате Средней  Азии  рационально  использовать  установки  для  охлаждения
зданий и  сооружений,  сельскохозяйственных  объектов,  птичников,  хранения
скоропортящихся продуктов, медицинских препаратов и т.д.

                 Первые опыты использования солнечной энергии


      В 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший
на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце  XVII  в.
ведущий французский  химик  А. Лавуазье  создал  первую  солнечную  печь,  в
которой достигалась температура в 1650 оС и нагревались образцы  исследуемых
материалов в вакууме и защитной атмосфере,  а также  были  изучены  свойства
углерода и платины. В 1866 г. француз А. Мушо построил  в  Алжире  несколько
крупных солнечных концентраторов и использовал их  для  дистилляции  воды  и
приводов насосов. На  всемирной  выставке   в  Париже  в  1878  г.  А.  Мушо
продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в  которой  0,5  кг
мяса можно было сварить за 20 минут. В 1833 г. в  США  Дж. Эриксон  построил
солнечный  воздушный  двигатель  с   параболоцилиндрическим   концентратором
размером 4,8*  3,3  м.   Первый  плоский  коллектор  солнечной  энергии  был
построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м 2 и  использовался  в
тепловом двигателе, работавшем на аммиаке. В 1885г.  Была  предложена  схема
солнечной установки с плоским коллектором для подачи  воды,  причем  он  был
смонтирован на крыше пристройки к дому.
      Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была  построена
в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном.  Она  эксплуатировалась
в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника.
      В  1890  г.  профессор  В.К. Церасский  в  Москве  осуществил  процесс
плавления  металлов  солнечной   энергией,   сфокусированной   параболоидным
зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000 оС.


     Преобразование солнечной энергии в теплоту, работу и электричество


      Солнце - гигантское светило, имеющее диаметр 1392 тыс. км.  Его  масса
(2*1030 кг) в 333 тыс. раз превышает массу Земли, а объем  в  1,3  млн.  раз
больше объема Земли. Химический состав  Солнца:  81,76 %  водорода,  18,14 %
гелия и 0,1% азота. Средняя плотность  вещества  Солнца  равна  1400  кг/м3.
Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода  в  гелий
и ежесекундно  4  млрд.  кг  материи  преобразуется  в  энергию,  излучаемую
Солнцем в космическое пространство в виде  электромагнитных  волн  различной
длины.
      Солнечную энергию люди используют с древнейших  времен.  Еще  в  212г.
н.э.с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали священный  огонь  у
храмов. Согласно легенде Приблизительно  в  то  же  время  греческий  ученый
Архимед при защите родного города поджег паруса римского флота.
      Солнечная  радиация  -  это  неисчерпаемый   возобновляемый   источник
экологически чистой энергии.
      Верхней границы атмосферы  Земли  за  год  достигает  поток  солнечной
энергии в количестве  5,6*1024  Дж.  Атмосфера  Земли  отражает  35  %  этой
энергии обратно в космос, а остальная энергия расходуется на  нагрев  земной
поверхности, испарительно-осадочный  цикл  и  образование  волн  в  морях  и
океанах, воздушных и океанских течений и ветра.
      Среднегодовое количество солнечной энергии, поступающей за 1  день  на
1м2 поверхности Земли, колеблется от 7,2 МДж/м2 на севере до 21,4 МДж/м2   в
пустынях и тропиках.
      Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую, механическую  и
электрическую энергию, использована в химических и биологических  процессах.
Солнечные установки находят применение в  системах  отопления  и  охлаждения
жилых и общественных зданий, в технологических  процессах,  протекающих  при
низких, средних и  высоких  температурах.  Они  используются  для  получения
горячей воды, опреснения морской или  минерализированной   воды,  для  сушки
материалов и  сельскохозяйственных  продуктов  и  т.п.  Благодаря  солнечной
энергии осуществляется  процесс  фотосинтеза  и  рост  растений,  происходят
различные фотохимические процессы.
      Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии  в
электрическую,  основанные  на  использовании  циклов  тепловых  двигателей,
термоэлектрического и термоэмиссионного процессов,  а  также  прямые  методы
фотоэлектрического, фотогальванического и  фотоэмиссионного  преобразований.
Наибольшее    практическое     применение     получили     фотоэлектрические
преобразователи и системы термодинамического  преобразования  с  применением
тепловых двигателей.
      Солнечная  энергия  преобразуется   в   электрическую   на   солнечных
электростанциях   (СЭС),   имеющих   оборудование,    предназначенное    для
улавливания  солнечной  энергии  и  ее  последовательного  преобразования  в
теплоту и электроэнергию. Для эффективной работы СЭС  требуется  аккумулятор
теплоты и система автоматического управления.
      Улавливание   и   преобразование   солнечной   энергии    в    теплоту
осуществляется  с  помощью  оптической  системы  отражателей   и   приемника
сконцентрированной солнечной энергии, используемой  для  получения  водяного
пара  или  нагрева  газообразного  или   жидкометаллического   теплоносителя
(рабочего тела).
      Для  размещения  солнечных   электростанций   лучше   всего   подходят
засушливые и пустынные зоны.
      На поверхность самых больших пустынь мира общей  площадью  20  млн.км2
(площадь Сахары 7 млн. км2 ) за год поступает около 5*1016  кВт*ч  солнечной
энергии.   При   эффективности   преобразования    солнечной    энергии    в
электрическую, равной 10%, достаточно  использовать  всего  1  %  территории
пустынных зон для  размещения  СЭС,  чтобы  обеспечить  современный  мировой
уровень энергопотребления.

                     Башенные и модульные электростанции


      В настоящее время строятся солнечные электростанции  в  основном  двух
12345
скачать работу


 Другие рефераты
Дети группы риска как социально-педагогическая проблема
Салауатты өмір салтын ынталандыру
Пиролиз угля
Образование в РК


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ