Нетрадиционные источники энергии
ет нас рассмотреть его возможности отдельно.
Потенциальные возможности энергетики, основанной на ис-
пользовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно
велики.
Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого ко-
личества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние
потребности мировой энергетики, а использование 0.5 % - пол-
ностью покрыть потребности на перспективу.
К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенци-
альные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним
из наиболее серьезных препятствий такой реализации является
низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших
атмосферных условиях ( южные широты, чистое небо ) плотность
потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м2. По-
этому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год
энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей че-
ловечества нужно разместить их на территории 130 000 км2 !
Необходимость использовать коллекторы огромных размеров,
кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты.
Простейший коллектор солнечного излучения представляет собой
зачерненный металлический ( как правило, алюминиевый ) лист,
внутри которого располагаются трубы с циркулирующей в ней жид-
костью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной кол-
лектором, жидкость поступает для непосредственного использова-
ния. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного из-
лучения площадью 1 км2, требует примерно 10^4 тонн алюминия.
Доказанные же на сегодня мировые запасы этого металла оценива-
ются в 1.17*10^9 тонн.
Из написанного ясно, что существуют разные факторы, огра-
ничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в
будущем для изготовления коллекторов станет возможным приме-
нять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли
ситуация в этом случае ? Будем исходить из того, что на от-
дельной фазе развития энергетики ( после 2100 года ) все миро-
вые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет сол-
нечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом
случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от
1*10^6 до 3*10^6 км2. В то же время общая площадь пахотных зе-
мель в мире составляет сегодня 13*10^6 км2.
Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким
видам производства энергии. Крупномасштабное использование
солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение пот-
ребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах
для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изго-
товление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их пере-
возки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт*год
электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребу-
ется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традици-
онной энергетике на органическом топливе этот показатель сос-
тавляет 200-500 человеко-часов.
Пока еще электрическая энергия,рожденная солнечными луча-
ми, обходится намного дороже, чем получаемая традиционными
способами. Ученые надеются,что эксперименты,которые они прове-
дут на опытных установках и станциях,помогут решить не только
технические,но и экономические проблемы.
Ветровая энергия.
*****************
Огромна энергия движущихся воздушных масс.Запасы энергии
ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех
рек планеты. Постоянно и повсюду на земле дуют ветры-от легко-
го ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могу-
чих ураганов, приносящих неисчислимый урон и разрушения. Всег-
да неспокоен воздушный океан, на дне которого мы живем. Ветры,
дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить
все ее потребности в электроэнергии! Климатические условия
позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории-от
наших западных границ до берегов Енисея. Богаты энергией ветра
северные районы страны вдоль побережья Северного Ледовитого
океана, где она особенно необходима мужественным людям, обжи-
вающим эти богатейшие края. Почему же столь обильный, доступ-
ный да и экологически чистый источник энергии так слабо ис-
пользуется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрыва-
ют всего одну тысячную мировых потребностей в энергии.
Техника 20 века открыла совершенно новые возможности для
ветроэнергетики, задача которой стала другой-получение элект-
роэнергии. В начале века Н.Е.Жуковский разработал теорию вет-
родвигателя, на основе которой могли быть созданы высокопроиз-
водительные установки, способные получать энергию от самого
слабого ветерка. Появилось множество проектов ветроагрегатов,
несравненно более совершенных, чем старые ветряные мельницы. В
новых проектах используются достижения многих отраслей знания.
В наши дни к созданию конструкций ветроколеса-сердца лю-
бой ветроэнергетической установки-привлекаются специалисты-са-
молетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный про-
филь лопасти, исследовать его в аэродинамической трубе. Усили-
ями ученых и инженеров созданы самые разнообразные конструкции
современных ветровых установок.
Энергия рек.
************
Многие тысячелетия верно служит человеку энергия,заклю-
ченная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром
некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы
называть не Земля, а Вода-ведь около трех четвертей поверхнос-
ти планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии слу-
жит Мировой океан, поглощающий большую ее часть, поступающую
от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отли-
вы,возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие ре-
ки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что
человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь ги-
гантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать
энергию рек.
Но когда наступил золотой век электричества, произошло
возрождение водяного колеса, правда, уже в другом обличье-в
виде водяной турбины. Электрические генераторы, производящие
энергию, необходимо было вращать, а это вполне успешно могла
делать вода, тем более что многовековой опыт у нее уже имелся.
Можно считать, что современная гидроэнергетика родилась в 1891
году.
Преимущества гидроэлектростанций очевидны-постоянно во-
зобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуата-
ции, отсутствие загрязнения окружающей среды. Да и опыт пост-
ройки и эксплуатации водяных колес мог бы оказать немалую по-
мощь гидроэнергетикам. Однако постройка плотины крупной гидро-
электростанции оказалась задачей куда более сложной, чем пост-
ройка небольшой запруды для вращения мельничного колеса. Чтобы
привести во вращение мощные гидротурбины, нужно накопить за
плотиной огромный запас воды. Для постройки плотины требуется
уложить такое кол-во материалов, что обьем гигантских египетс-
ких пирамид по сравнению с ним покажется ничтожным. Поэтому в
начале 20 века было построено всего несколько гидроэлектрос-
танций. Вблизи Пятигорска, на Северном Кавказе на горной реке
Подкумок успешно действовала довольно крупная электростанция с
многозначительным названием "Белый уголь". Это было лишь нача-
лом.
Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалось строи-
тельство крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вош-
ла Волховская ГЭС, в следующем-началось строительство знамени-
той Днепровской. Дальновидная энергетическая политика,проводя-
щаяся в нашей стране, привела к тому, что у нас, как ни в од-
ной стране мира, развита система мощных гидроэлектрических
станций. Ни одно государство не может похвастаться такими
энергетическими гигантами, как Волжские, Красноярская и Братс-
кая, Саяно-Шушенская ГЭС. Эти станции,дающие буквально океаны
энергии, стали центрами, вокруг которых развились мощные про-
мышленные комплексы.
Но пока людям служит лишь небольшая часть гидроэнергети-
ческого потенциала земли. Ежегодно огромные потоки воды, обра-
зовавшиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неисполь-
зованными. Если бы удалось задержать их с помощью плотин, че-
ловечество получило бы дополнительно колоссальное кол-во энер-
гии.
ЭНЕРГИЯ ЗЕМЛИ.
**************
Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской
энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества
хранит предания о катастрофических извержениях вулканов, унес-
ших миллионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших облик
многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно
небольшого вулкана колоссальна, она многократно превышает мощ-
ность самых крупных энергетических установок, созданных руками
человека. Правда, о непосредственном использовании энергии
вулканических извержений говорить не приходится-нет пока у лю-
дей возможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к
счастью, извержения эти достаточно редкие события. Но это про-
явления энергии, таящейся в земных недрах, когда лишь крохот-
ная доля этой неисчерпаемой энергии находит выход через огне-
дышащие жерла вулканов.
Маленькая европейская страна Исландия-"страна льда" в
дословном переводе-полностью обеспечивает себя помидорами, яб-
локами и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы по-
лучают энергию от тепла земли-других местных источников энер-
гии в Исландии практически нет. Зато очень богата эта страна
горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанами горячей
воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя
не исландцам принадлежит приоритет в использовании тепла под-
земных источников (еще древние римляне к знаменитым баням-тер-
мам Каракаллы-подвели во
| |  скачать работу |
Нетрадиционные источники энергии |
