Fonti di energia rinnovabile. Tipi di energia: tipi di energia noti all'umanità

Due cicli di materia ed energia sulla Terra Raggiunta la Terra, l'energia solare contribuisce all'attuazione su di essa di una serie di processi, senza i quali la vita organica nella sua fase superiore sarebbe impossibile. Particolarmente notevoli sono due cicli di materia ed energia sulla Terra,

Potenti fonti di energia nei nuclei delle radiogalassie Non tutti i fenomeni osservati dagli astrofisici possono essere spiegati attraverso la reazione nucleare di conversione dell'idrogeno in elio. Da circa cinquant'anni gli scienziati studiano i raggi cosmici che arrivano sulla Terra da profondità lontane.

Principali fonti della Fisica Archimede. Saggi. M.: Fizmatgiz, 1962. Bohr N. Lavori scientifici selezionati: In 2. M.: Nauka, 1970–1971. Bohr N. Opere complete. vol. 9 Fisica nucleare, 1929–1952. Amsterdam: Olanda Settentrionale, 1986. Bronstein M.P. Stato attuale della cosmologia relativistica // Progressi nelle scienze fisiche. 1931. N. 11. S.

4.5. Sorgenti di comete vicine alla Terra Da quanto sopra è chiaro che nello spazio vicino alla Terra si osservano comete appartenenti a diverse classi dinamiche. Consideriamo ciò che è attualmente noto sulle sorgenti delle comete con parametri orbitali così diversi e su quelli

Sorgenti di radiazione gravitazionale - Prendiamo due stelle, acceleriamole quasi alla velocità della luce e facciamole collidere. Cosa accadrà? – Si rivelerà un collisore piuttosto buono... Dal forum La debolezza della radiazione gravitazionale lascia poche possibilità per la sua registrazione. Dove cercare quelli adatti

2. Fonti materiali Il testo discute e sostiene che la curvatura dello spazio-tempo è il risultato dell'influenza delle fonti materiali. Cosa sono e come si presentano formalmente? Queste fonti sono materia nel senso più generale.

Il mondo che ci circonda ha una fonte davvero inesauribile di vari tipi di energia. Alcuni di essi al momento non sono ancora completamente utilizzati: l'energia del Sole, l'energia dell'interazione tra la Terra e la Luna, l'energia della fusione termonucleare, l'energia termica della Terra.

L’energia gioca oggi un ruolo decisivo nello sviluppo della civiltà umana. Esiste una stretta relazione tra consumo di energia e volume di produzione. L’energia è di grande importanza nella vita dell’umanità. Il livello del suo sviluppo riflette il livello di sviluppo delle forze produttive della società, le possibilità di progresso scientifico e tecnologico e il tenore di vita della popolazione.

Risorse energetiche– si tratta di oggetti materiali in cui è concentrata l’energia, adatti all’uso pratico da parte dell’uomo. Risorse energetiche – vettori energetici attualmente utilizzati o che potranno essere utilmente utilizzati in futuro.

L'energia è la base universale dei fenomeni naturali, la base della cultura e di tutta l'attività umana. Allo stesso tempo Sotto energia(greco - azione, attività) si riferisce alla valutazione quantitativa delle diverse forme di movimento della materia, che possono trasformarsi l'una nell'altra.

A seconda del livello di manifestazione, si può distinguere l'energia del macrocosmo - gravitazionale, l'energia dell'interazione dei corpi - meccanica, l'energia delle interazioni molecolari - termica, l'energia delle interazioni atomiche - chimica, l'energia della radiazione - elettromagnetica, l'energia contenuta nei nuclei degli atomi - nucleare.

Carburanti e risorse energetiche utilizzate dall’umanità: petrolio, gas naturale, carbone, legno, combustibile nucleare, ecc.

2. Fonti energetiche tradizionali e alternative

Energia estratta direttamente dalla natura(energia del combustibile, dell'acqua, del vento, dell'energia termica della Terra, nucleare), e che può essere convertita in energia elettrica, termica, meccanica, chimica è chiamata primario.

Riso.1 Classificazione energetica primaria

Quando classificano l'energia primaria, distinguono tradizionale E non tradizionale tipi di energia. I tipi di energia tradizionali includono quelli che sono stati ampiamente utilizzati dagli esseri umani per molti anni. I tipi di energia non tradizionali includono quelli che hanno iniziato ad essere utilizzati relativamente di recente, mentre i tipi tradizionali di energia primaria includono: combustibile organico (carbone, petrolio, ecc.), energia idroelettrica fluviale e combustibile nucleare (uranio, torio, ecc.). L'energia ricevuta da una persona dopo la conversione dell'energia primaria in impianti speciali - stazioni, chiamato secondario (energia elettrica, energia del vapore, acqua calda, ecc.) L’unico modo per superare la crisi energetica è l’uso su larga scala di risorse non tradizionali. fonti di energia rinnovabile. Energia eolica - Questa è la ricezione dell'energia meccanica dal vento e la sua successiva conversione in energia elettrica. Esistono motori eolici con asse di rotazione verticale e orizzontale. L’energia eolica può essere utilizzata con successo a velocità del vento pari o superiori a 5 m/s. Lo svantaggio è il rumore. Energia solare – ottenere energia dal Sole. I generatori fotoelettrici per la conversione diretta dell'energia della radiazione solare, assemblati da un gran numero di elementi collegati in serie e in parallelo, sono chiamati Sol batterie scarse . Bioenergia – Si tratta di energia basata sull'uso di biocarburanti. Comprende l'utilizzo di scarti vegetali, la coltivazione artificiale di biomassa (alghe, alberi a crescita rapida) e la produzione di biogas.

Per l'esistenza degli organismi viventi, il funzionamento di macchine e meccanismi è necessario energia. Gli organismi lo ricevono insieme al cibo e l'energia arriva alle macchine e ai meccanismi da varie fonti. Consideriamo quali fonti di energia per macchine e meccanismi vengono utilizzate dagli esseri umani.

La fonte di energia più comune sulla Terra è combustibili fossili- petrolio, gas, carbone, torba. Bruciandoli nelle centrali termoelettriche, nei motori a combustione interna di automobili, trattori, navi, locomotive diesel e aeroplani, si ottiene energia. Lo svantaggio di questo metodo di produzione di energia è l'inquinamento ambientale: molte sostanze nocive entrano nell'atmosfera. Inoltre, le riserve di petrolio, gas e carbone sono limitate. E bruciarli solo per produrre energia non è economicamente vantaggioso, poiché da essi si ricavano anche migliaia di sostanze e materiali a catena, in particolare gomma, plastica, detersivi, linoleum e pelle artificiale.

Un'altra potente fonte di energia è acqua, che cade dall'altezza di una barriera artificiale - una diga - e costringe i meccanismi che generano energia elettrica nelle centrali idroelettriche a muoversi. Dalla Figura 120 diventa chiaro che le centrali idroelettriche sono costruite su fiumi profondi con terreno appropriato. Una tale fonte di energia non inquina l'atmosfera, ma danneggia gli ecosistemi naturali. Scopriamo quale.

Parte integrante di una centrale idroelettrica è un bacino artificiale, un bacino la cui costruzione richiede l'allagamento di vaste aree. Di conseguenza, i terreni fertili sono sott'acqua. I meccanismi di tali stazioni distruggono parzialmente gli abitanti dei bacini artificiali e la diga blocca il percorso dei pesci verso i luoghi di deposizione delle uova.

Ad esempio, la centrale idroelettrica del Dnepr, la prima centrale idroelettrica in Ucraina, è stata costruita 70 anni fa sul Dnepr nella regione di Zaporozhye. Oggi le acque del Dnepr forniscono energia alle persone in altre cinque centrali idroelettriche. Ci sono centrali idroelettriche su altri fiumi dell'Ucraina, in particolare sul Dniester e sulla Tereble-Rekskaya in Transcarpazia.

Le persone lo usano da tempo energia eolica- con l'aiuto dei mulini a vento macinavano il grano in farina e mettevano le vele sulle canoe. E nei paesi situati sulla costa del mare, dove soffiano venti costanti, vengono ora costruite centrali eoliche.

L'uomo cerca di utilizzare una fonte di energia così potente come il sole. Dispositivi speciali lo aiutano in questo - pannelli solari. Tuttavia, come puoi immaginare, i pannelli solari non funzionano di notte o in una giornata nuvolosa.

Non molto tempo fa, una persona padroneggiava un'energia speciale: energia atomica, O nucleare (Fig. 121). Gli scienziati hanno scoperto che il componente più piccolo delle molecole, l'atomo, può essere diviso distruggere. Questo rilascia energia. In un punto segnato sulla carta con una matita di grafite, ci sono più atomi di carbonio di quanti se ne possano vedere nel cielo. Pertanto, il combustibile nucleare è vantaggioso in quanto ne occorre pochissima quantità per produrre energia rispetto al petrolio, al gas e al carbone. Materiale dal sito

Il combustibile più comune per le centrali nucleari sono gli atomi dell'elemento chimico Uranio. Ci sono riserve di minerali di uranio sulla Terra. Questa fonte di energia non inquina né l'aria né l'acqua se utilizzata correttamente. Tuttavia, in caso di incidente in una centrale nucleare, si verificano danni irreparabili alla natura e alle persone, come accadde alla centrale nucleare di Chernobyl nel 1986.

• L'attività vitale degli organismi, il funzionamento di macchine e meccanismi richiedono un dispendio energetico.
• Gli organismi ottengono l’energia di cui hanno bisogno per vivere attraverso il cibo.
• Per le macchine, le fonti di energia sono il carburante, l'acqua che cade dall'alto, il vento e alcune altre.

In questa pagina è presente materiale sui seguenti argomenti:

• Minerali come fonti energetiche

• Estratto delle fonti energetiche della Terra

• Minerale del vento

• sito web

• Combustibili fossili come fonte di energia astratta

Domande su questo materiale:

La fonte principale è l'energia

Le principali fonti di energia utilizzate dall'uomo.

La principale fonte di energia utilizzata dagli autotrofi è il Sole. In senso figurato, gli autotrofi sono i capifamiglia della biosfera: non solo nutrono se stessi, ma nutrono anche (con il loro corpo) gli altri. Ecco perché vengono chiamati produttori. La biomassa da loro creata è detta primaria.

Le principali fonti di energia nelle raffinerie di petrolio sono il calore, il vapore e l'elettricità. Per ottenere tutti i tipi di energia, viene consumato fino al 6% del petrolio raffinato, metà di questa quantità viene bruciata nelle centrali termoelettriche e l'altra metà viene bruciata nei forni a tubi degli impianti tecnologici. A questo proposito, uno dei problemi più importanti nella lavorazione del petrolio e del gas è l’aumento dell’efficienza tecnica ed economica di tutti i processi tecnologici.

La principale fonte di energia per tutti i processi che avvengono nella biosfera è la radiazione solare. L'atmosfera che circonda la Terra assorbe debolmente la radiazione a onde corte proveniente dal Sole, che raggiunge principalmente la superficie terrestre. Una parte della radiazione solare viene assorbita e diffusa dall'atmosfera. L'assorbimento della radiazione solare incidente è dovuto alla presenza di ozono, anidride carbonica, vapore acqueo e aerosol nell'atmosfera.

La principale fonte di energia immagazzinata nell’adenosina trifosfato (ATP) è il glucosio. Nelle cellule, il glucosio, con l'aiuto di sistemi enzimatici, subisce prima la scissione senza ossigeno in due molecole di acido lattico CH3CH (OH) COOH. L'energia rilasciata durante la scomposizione di una molecola di glucosio durante la glicolisi viene accumulata in due molecole di ATP appena formate. Se necessario, l'ATP viene idrolizzato in adenosina difosfato (ADP) e acido fosforico, rilasciando circa 10 kcal di energia termica. L'acido lattico subisce un'ulteriore decomposizione dell'ossigeno in successive reazioni redox in anidride carbonica e idrogeno, che, a sua volta, viene ossidato dall'ossigeno atmosferico in acqua. L'energia rilasciata in questo caso viene spesa per la rigenerazione dell'ATP, cioè per l'aggiunta del terzo residuo di acido fosforico all'ADP. Come risultato della completa scomposizione di due molecole di acido lattico, viene rilasciata energia sufficiente per la sintesi di 36 molecole di ATP dall'ADP.

La principale fonte di energia sulla Terra è il Sole.

Le principali fonti di energia consumate dall’industria sono i combustibili fossili e i loro prodotti, l’energia idrica, la biomassa e il combustibile nucleare. L’energia eolica, solare, delle maree e geotermica viene utilizzata in misura molto minore. Le riserve mondiali dei principali tipi di carburante sono stimate a 1 28 - 1013 tonnellate di carburante, compresi i carboni fossili 1 12 - 1013 tonnellate, il petrolio 7 4 - 111 tonnellate e il gas naturale 6 3 - 111 tonnellate di carburante.

La principale fonte di energia (calore) nel processo di nitrurazione è la reazione di nitrurazione, che fornisce fino al 96% dell'energia totale immessa. L'elettricità fornita durante il riscaldamento del forno rappresenta solo il 2 - 3% dell'energia totale assorbita.

La principale fonte di energia che raggiunge la Terra è il Sole. La radiazione solare si forma a seguito di un'intensa interazione con la materia negli strati superiori del Sole ed è in equilibrio con essa. La radiazione elettromagnetica proveniente dal Sole può essere caratterizzata da due temperature: energetica, determinata dalla legge di Stefan-Boltzmann, e spettrale, determinata dalla legge di Wien. Per la radiazione di equilibrio queste temperature sono uguali. Un indicatore dello squilibrio della radiazione può essere la differenza tra energia e temperature spettrali. Man mano che ci allontaniamo dalla superficie del Sole, la temperatura energetica diminuisce, ma la temperatura spettrale rimane invariata. Pertanto, lo squilibrio della radiazione aumenta con la distanza dal Sole. Pertanto, con l'aumentare della distanza dal Sole, si creano condizioni più favorevoli per i processi di auto-organizzazione che si verificano in condizioni di non equilibrio. D'altra parte, la complessità dei sistemi formati dipende dalla temperatura. All'aumentare della distanza dal Sole, la temperatura diminuisce, quindi esiste una certa distanza ottimale alla quale possono formarsi sistemi di massima complessità. Il livello di auto-organizzazione del sistema è determinato dal grado di deviazione dallo stato di equilibrio e dal livello di complessità. Nel sistema solare, la combinazione ottimale di questi parametri si osserva a distanze corrispondenti all’orbita terrestre. Pertanto, nel Sistema Solare, il più alto livello di auto-organizzazione può essere raggiunto sulla Terra.

Le principali fonti di energia nelle formazioni sono la pressione dell'acqua marginale, dell'acqua di fondo, del gas e del gas cap; pressione del gas disciolto nell'olio al momento del rilascio del gas dalla soluzione; gravità; elasticità della formazione e del petrolio, dell'acqua e del gas che la saturano. Queste forze possono manifestarsi separatamente o insieme.

Le principali fonti di energia nelle formazioni sono la pressione dell'acqua marginale, dell'acqua di fondo, del gas di copertura, la pressione del gas disciolto nell'olio al momento del rilascio del gas dalla soluzione, la gravità, l'elasticità della formazione e dell'olio, dell'acqua e gas che lo satura. Queste forze possono manifestarsi separatamente o insieme. Pertanto, le risorse energetiche di una formazione petrolifera sono caratterizzate dalla pressione esistente in essa. Maggiore è la pressione, maggiori, a parità di altre condizioni, possono essere utilizzate le riserve di energia e più pienamente il giacimento di petrolio.

La principale fonte di energia nell'industria, nell'agricoltura e in altri settori dell'economia nazionale è il carburante. A seconda dello stato fisico, il carburante si divide in solido, liquido e gassoso.

Le principali fonti di energia per l'umanità erano la forza muscolare delle persone e degli animali da tiro, mentre il legno e lo sterco degli animali domestici venivano utilizzati per riscaldare le case e preparare il cibo. Tuttavia, la quota di legna e carbone era grande e veniva ancora utilizzata la forza muscolare degli esseri umani e degli animali.

La fonte principale è l'energia - Grande Enciclopedia del petrolio e del gas, articolo, pagina 1

Principali fonti energetiche

Le principali fonti di energia al servizio dell'uomo

I combustibili fossili come petrolio, gas e carbone sono essenziali ed estremamente utili per lo sviluppo economico. Tuttavia, tutti questi tipi di carburante hanno i loro svantaggi. Il carbone è inefficiente. Il petrolio esiste in riserve limitate.

Il gas, sebbene facile da spostare da un luogo all'altro, può essere pericoloso in caso di perdite. Incorporare carbone, gas, petrolio e altri combustibili nella produzione di elettricità è un modo per renderli molto più versatili e utili.

Il calore viene utilizzato per far bollire l'acqua e produrre vapore, che a sua volta fa girare un meccanismo a vite chiamato turbina. Le turbine sono collegate ad un generatore che produce energia elettrica.

Dopo che l'elettricità è stata ricevuta nella centrale elettrica, viene facilmente trasmessa da un luogo all'altro tramite cavi aerei o sotterranei. All'interno della casa, della fabbrica e dell'ufficio, l'elettricità viene nuovamente convertita in altre forme di energia utilizzando un'ampia gamma di tecnologie. Se hai un forno elettrico o un tostapane, converte l'elettricità fornita dalla centrale elettrica in energia termica per cucinare.

Le lampade della tua casa convertono l'energia elettrica in luce. Secondo il Ministero dell’Energia russo, il consumo globale di elettricità aumenterà del 71% tra il 2003 e il 2030. Circa l’80% dell’energia che utilizziamo oggi proviene da combustibili fossili, ma questo non può continuare. I combustibili fossili prima o poi finiranno.

Fortunatamente disponiamo di alternative alle principali fonti di energia. Possiamo produrre elettricità dall’energia eolica o dai pannelli solari.

Possiamo bruciare i rifiuti per produrre calore che alimenterà la centrale elettrica. Possiamo coltivare le cosiddette “colture energetiche” (biomassa) da bruciare nelle nostre centrali elettriche al posto dei combustibili fossili.

E possiamo sfruttare le vaste riserve di calore intrappolate all’interno della Terra, note come energia geotermica. Insieme, queste fonti di energia sono conosciute come fonti di energia rinnovabile perché dureranno per sempre (o almeno finché splende il sole) senza esaurirsi.

Se potessimo coprire solo l’1% del deserto del Sahara con pannelli solari (un’area leggermente più piccola degli Stati Uniti d’America), potremmo produrre elettricità più che sufficiente per l’intero pianeta. Dobbiamo anche essere più intelligenti nel modo in cui utilizziamo l’energia. Questa si chiama efficienza energetica (risparmio energetico).

Lo sviluppo coerente delle fonti e delle tecnologie energetiche rinnovabili comporterà una diminuzione della quota di energia centralizzata su larga scala. Per la società ciò significherà l’indipendenza dalle grandi aziende energetiche, nonché una maggiore affidabilità della fornitura di energia elettrica.

La conclusione generale è ovvia. Il progresso scientifico e tecnologico, l'emergere di nuove tecnologie e materiali aumentano costantemente il ruolo delle fonti energetiche rinnovabili, che stanno già sostituendo in misura significativa le principali fonti energetiche tradizionali. L’opinione pubblica si “sposta” verso “l’energia distribuita”, dove le fonti energetiche rinnovabili occuperanno il posto principale.

Tutto ciò porta ad uno studio più approfondito e all’utilizzo di fonti energetiche rinnovabili non tradizionali. Il vantaggio principale delle fonti energetiche rinnovabili è la loro inesauribilità e rispetto dell'ambiente. Il loro utilizzo non modifica l’equilibrio energetico del pianeta.

Principali fonti energetiche

Fonti di energia

Fondamentalmente estraiamo l’energia utilizzata nella vita quotidiana e nell’industria sulla superficie della Terra o nelle sue profondità. Ad esempio, in molti paesi sottosviluppati, il legno viene bruciato per riscaldare e illuminare le case, mentre nei paesi sviluppati, varie fonti di combustibili fossili – carbone, petrolio e gas – vengono bruciate per generare elettricità. I combustibili fossili sono fonti energetiche non rinnovabili. Le loro riserve non possono essere ripristinate. Gli scienziati stanno ora studiando le possibilità di utilizzare fonti energetiche inesauribili.

Combustibili fossili

Carbone, petrolio e gas sono fonti energetiche non rinnovabili che si sono formate dai resti di antiche piante e animali che vivevano sulla Terra milioni di anni fa (per maggiori dettagli vedere l'articolo "Antiche forme di vita"). Questi combustibili vengono estratti dalla terra e bruciati per produrre elettricità. Tuttavia, l’uso dei combustibili fossili pone seri problemi. Con gli attuali ritmi di consumo, le riserve conosciute di petrolio e gas saranno esaurite entro i prossimi 50 anni. Le riserve di carbone dureranno 250 anni e quando questi tipi di combustibile vengono bruciati, si formano gas, sotto l'influenza dei quali si verifica un effetto serra e si verificano piogge acide.

Energia rinnovabile

Man mano che la popolazione cresce (vedi l'articolo "Popolazione della Terra"), le persone hanno bisogno di sempre più energia e molti paesi si stanno orientando verso l'uso di fonti energetiche rinnovabili: solare, eolica e idrica. L'idea di utilizzarli è molto popolare, poiché si tratta di fonti rispettose dell'ambiente, il cui utilizzo non danneggia l'ambiente.

Centrali idroelettriche

L'energia dell'acqua è stata utilizzata per molti secoli. L'acqua faceva girare le ruote idrauliche, utilizzate per vari scopi. Oggigiorno vengono costruite enormi dighe e bacini artificiali e l'acqua viene utilizzata per generare elettricità. Il flusso del fiume fa girare le ruote delle turbine, convertendo l'energia dell'acqua in elettricità. La turbina è collegata ad un generatore che produce energia elettrica.

Energia solare

La terra riceve enormi quantità di energia solare. La moderna tecnologia consente agli scienziati di sviluppare nuovi metodi di utilizzo dell'energia solare. Nel deserto della California è stata costruita la centrale solare più grande del mondo. Soddisfa pienamente il fabbisogno energetico di 2.000 abitazioni. Gli specchi riflettono i raggi del sole, dirigendoli nel bollitore centrale. Al suo interno l'acqua bolle e si trasforma in vapore, che fa ruotare una turbina collegata ad un generatore elettrico.

Energia eolica

L’energia eolica è stata utilizzata dall’uomo per migliaia di anni. Il vento gonfiava le vele e faceva girare i mulini. Per utilizzare l'energia eolica sono stati creati un'ampia varietà di dispositivi per generare elettricità e per altri scopi. Il vento fa ruotare le pale di un mulino a vento, che azionano un albero di turbina collegato a un generatore elettrico.

Energia atomica

L'energia atomica è l'energia termica rilasciata durante il decadimento delle più piccole particelle di materia: gli atomi. Il principale combustibile per la produzione di energia nucleare è l'uranio, un elemento presente nella crosta terrestre. Molti considerano l’energia nucleare l’energia del futuro, ma la sua applicazione pratica pone una serie di seri problemi. Le centrali nucleari non emettono gas tossici, ma possono creare molti problemi perché il combustibile è radioattivo. Emette radiazioni che uccidono tutti gli organismi viventi. Se le radiazioni penetrano nel suolo o nell’atmosfera, hanno conseguenze catastrofiche.

Gli incidenti dei reattori nucleari e il rilascio di sostanze radioattive nell'atmosfera rappresentano un grande pericolo. L'incidente della centrale nucleare di Chernobyl (Ucraina), avvenuto nel 1986, provocò la morte di numerose persone e la contaminazione di una vasta area. I rifiuti radioattivi minacciano tutta la vita da migliaia di anni. Di solito vengono sepolti nel fondo del mare, ma sono comuni anche casi di seppellimento dei rifiuti in profondità nel sottosuolo.

Altre fonti energetiche rinnovabili

In futuro, le persone saranno in grado di utilizzare molte diverse fonti naturali di energia. Ad esempio, nelle aree vulcaniche si sta sviluppando la tecnologia per utilizzare l'energia geotermica (calore proveniente dall'interno della terra). Un'altra fonte di energia è il biogas prodotto dai rifiuti in decomposizione. Può essere utilizzato per riscaldare case e riscaldare l'acqua. Le centrali mareomotrici sono già state create. Le dighe vengono spesso costruite sulle foci dei fiumi (estuari). Speciali turbine, azionate dal flusso e riflusso delle maree, generano elettricità.

Come realizzare un rotore Savonia:

Il rotore Savonia è un meccanismo utilizzato dagli agricoltori in Asia e Africa per fornire acqua per l'irrigazione. Per realizzare il tuo rotore avrai bisogno di alcune puntine da disegno, una grande bottiglia di plastica, un tappo, due guarnizioni, un'asta lunga 1 metro e spessa 5 mm e due anelli di metallo.

Come farlo:

1. Per realizzare le lame, taglia la parte superiore della bottiglia e tagliala a metà nel senso della lunghezza.

2. Utilizzando le puntine da disegno, fissare le metà della bottiglia al tappo. Fare attenzione quando si maneggiano i pulsanti.

3. Incollare le guarnizioni sul coperchio e inserirvi l'asta.

4. Avvita gli anelli alla base di legno e posiziona il rotore nel vento. Inserire l'asta negli anelli e controllare la rotazione del rotore. Scelta la posizione ottimale per le metà della bottiglia, incollatele al tappo con colla forte idrorepellente.

Principali tipologie e fonti di energia;

Tipologie e principali caratteristiche dei carburanti

Il combustibile è una sostanza che, quando bruciata, rilascia una quantità significativa di calore, utilizzata come fonte di energia termica e come materia prima nell'industria chimica, metallurgica e di altro tipo. Il carburante contenente sostanze organiche è chiamato idrocarburo. Attraverso la lavorazione chimica si ottengono una varietà di prodotti. Esistono combustibili naturali e artificiali. A naturale includere combustibili fossili e vegetali, e artificiale- prodotti della lavorazione di combustibili naturali. Tutti i combustibili in base al loro stato di aggregazione si dividono in solidi (carboni fossili, torba, legno, scisto), liquidi (petrolio, prodotti petroliferi), gassosi (gas naturali e associati, ecc.).

La caratteristica principale del combustibile è il suo potere calorifico, ovvero la quantità di calore rilasciata durante la combustione completa del carburante. Si distingue tra calore specifico di combustione (MJ/kg) e calore volumetrico (MJ/m3).

La composizione di tutti i tipi di combustibili comprende massa combustibile (massa organica e sostanze inorganiche combustibili: zolfo, suoi composti, ecc.) e massa non combustibile (cenere, umidità). Maggiore è la quantità di cenere e umidità nel combustibile, minore è il suo potere calorifico. Maggiore è il contenuto di carbonio e idrogeno nella massa organica e minore è il contenuto di ossigeno e azoto, maggiore è il calore di combustione del carburante.

Uno dei tipi più importanti di combustibili liquidi è il petrolio, che è una miscela complessa di paraffina, idrocarburi naftenici e aromatici. L'olio contiene anche impurità non idrocarburiche e minerali. La parte organica del petrolio è costituita per l'83,87% da carbonio e per il 12,14% da idrogeno. Il calore specifico di combustione dell'olio varia da 39,8 a 44 MJ/kg.

Il gas naturale contiene fino al 98% di metano. Il suo potere calorifico volumetrico è in media di 30,35 MJ/m3. Il petrolio che si trova nelle viscere della Terra contiene sempre gas disciolti, che vengono rilasciati da esso durante la produzione (gas associati). Il calore volumetrico della combustione dei gas associati è circa 1,5 volte superiore a quello del gas naturale ed è pari a

50 000,55 000 kJ/m3,

Il nostro Paese ha creato una potente base di combustibili ed energia. Tuttavia, la rapida crescita di vari settori dell'economia nazionale pone esigenze sempre più elevate sullo sviluppo della base energetica e dei combustibili del Paese e presuppone l'uso economico e razionale di tutti i tipi di combustibile riducendo contemporaneamente i costi della loro produzione.

Il potenziale energetico del nostro pianeta comprende fonti energetiche praticamente inesauribili nel prossimo futuro - sole, vento, fiumi e mari - e insostituibili legate all'uso di minerali - petrolio, carbone, gas naturale, torba e scisti bituminosi.

Le fonti energetiche del primo gruppo, ad eccezione dell'energia idroelettrica fluviale, svolgono ancora un ruolo insignificante nell'equilibrio energetico globale e l'umanità riceve la maggior parte dell'energia vendendo energia chimica e parzialmente energia nucleare da vari combustibili.

Tutti i processi tecnologici nell'industria sono associati a costi o al rilascio di energia. L'energia è necessaria sia per lo svolgimento del processo tecnologico stesso che per il trasporto delle materie prime e dei prodotti finiti, nonché delle operazioni ausiliarie (essiccazione, frantumazione, filtraggio, ecc.). Pertanto, le imprese industriali consumano quantità significative di energia di vario tipo. Nella struttura dei costi, ad esempio, dei prodotti chimici, i costi energetici rappresentano circa il 10%, il che indica l’elevata intensità energetica della produzione chimica. L’intensità energetica dei vari settori, ovvero il consumo di energia per unità di produzione, varia in modo abbastanza significativo. Il nostro Paese dispone di grandi risorse energetiche che ci consentono di soddisfare pienamente le esigenze di tutti i settori dell’economia nazionale. Tuttavia, le risorse energetiche e di carburante del Paese sono distribuite in modo disomogeneo sul suo territorio e sono caratterizzate da diversi indicatori economici del loro utilizzo (Tabella 3.1).

Tavolo 3.1. Distribuzione di combustibili e risorse energetiche in Russia

L'industria utilizza diversi tipi di energia: elettrica, termica, nucleare, chimica e luminosa.

Energia elettrica nell'industria viene utilizzato per la conversione in energia meccanica, per effettuare processi di lavorazione dei materiali, frantumazione, macinazione, miscelazione, centrifugazione, per riscaldamento, reazioni elettrochimiche e processi elettromagnetici.

L'energia elettrica è prodotta dalle centrali idroelettriche, termiche e nucleari. Negli ultimi anni si è lavorato con successo sulla conversione diretta dell'energia termica in energia elettrica. Lo sviluppo globale della base tecnica di tutti i settori dell'economia nazionale russa richiede un ulteriore sviluppo dell'industria dell'energia elettrica. Molta attenzione è rivolta all'elettrificazione dei processi principali e ausiliari, alla meccanizzazione completa e all'automazione della produzione.

Le centrali termoelettriche svolgono un ruolo dominante nel bilancio elettrico del nostro Paese, rappresentando circa l’80% di tutta l’elettricità prodotta in Russia. Il problema del miglioramento delle centrali termoelettriche e dell'aumento della loro efficienza è di grande importanza economica.

Quasi il 12% delle risorse idroelettriche mondiali sono concentrate in Russia. Il periodo moderno di sviluppo dell'energia idroelettrica è caratterizzato da un ulteriore aumento della capacità delle centrali idroelettriche in costruzione e dallo spostamento della costruzione di energia idroelettrica nell'est del paese, dove sono state costruite le centrali idroelettriche più potenti del mondo: Bratsk, Novosibirsk, Krasnojarsk.

L'energia potenziale delle riserve mondiali di combustibile nucleare è decine di volte maggiore dell'energia potenziale delle riserve accertate di carbone, petrolio e gas naturale messe insieme. Per risparmiare e utilizzare correttamente le materie prime energetiche naturali non rinnovabili, è necessario sviluppare intensamente l'energia nucleare.

Le centrali nucleari (NPP) hanno un'elevata efficienza. Ad esempio, il decadimento di 1 g di uranio-235 libera una quantità di energia termica equivalente a 1000 kWh di energia elettrica. In altre parole, il decadimento di 1 tonnellata di uranio-235 rilascia la stessa quantità di calore della combustione di 300.000 tonnellate di carbone.

Energia termica, ottenuto dalla combustione di combustibile, trova largo impiego in numerosi processi tecnologici (riscaldamento, fusione, evaporazione, essiccazione, distillazione, ecc.), nonché come fonte di calore per reazioni endotermiche. Come refrigeranti possono essere utilizzati gas di combustione, vapore acqueo, acqua surriscaldata e refrigeranti organici.

Energia chimicaè associato al rilascio di calore nelle reazioni chimiche esotermiche, che viene utilizzato per riscaldare i reagenti ed eseguire processi chimici endotermici. Ad esempio, nella produzione di idrogeno da una miscela di azoto e idrogeno, il calore rilasciato durante la conversione del metano viene utilizzato per effettuare la reazione di conversione del monossido di carbonio. Nella produzione del nitrato di ammonio, il calore rilasciato da una reazione esotermica viene utilizzato per evaporare la massa di reazione e cristallizzarla. L'energia chimica viene utilizzata nelle celle galvaniche e nelle batterie, dove viene convertita in energia elettrica. Queste fonti energetiche sono caratterizzate da un'elevata efficienza.

Energia luminosa utilizzato nell'industria nella creazione di fotocellule, sensori fotoelettrici, macchine automatiche, nonché per l'implementazione di un gran numero di processi fotochimici nella tecnologia della sintesi di acido cloridrico, clorazione, reazioni di bromurazione, ecc. Fenomeni fotoelettrici associati alla conversione di l'energia luminosa in energia elettrica viene utilizzata nei sistemi di controllo e monitoraggio dei processi tecnologici. La fonte di energia luminosa è il Sole, dove si verificano le reazioni atomiche di sintesi dei nuclei di idrogeno e carbonio. Inizialmente veniva utilizzata solo l'energia termica dei raggi solari. L’uso dei pannelli solari sui veicoli spaziali è ormai ampiamente conosciuto. L'energia solare termica nelle regioni meridionali del Paese può essere utilizzata per far bollire l'acqua, riscaldare liquidi e persino fondere i metalli (forni solari).

Energia dei fiumi occupa un posto significativo nella produzione di energia elettrica in Russia e soprattutto nei paesi ricchi di risorse idroelettriche. L'elettricità generata dalle centrali idroelettriche costituisce il 99,7% del bilancio energetico norvegese, in Francia e Italia rispettivamente il 50 e il 58%. Tuttavia, a causa del rapido sviluppo dell’energia nucleare, la quota delle centrali idroelettriche nel bilancio elettrico della Russia diminuirà e in 25-30 anni ammonterà a circa il 10%.

Energia delle maree- un tipo di energia del flusso d'acqua. Le maree sono fluttuazioni periodiche del livello del mare causate dalle forze gravitazionali della Luna e del Sole in combinazione con le forze centrifughe che si sviluppano durante la rotazione dei sistemi Terra-Luna e Terra-Sole. Le maree hanno un'energia enorme. L'altezza dell'onda di marea raggiunge i 10,20 M. Il potenziale tecnico globale delle maree marine è di circa 500 milioni di tonnellate di carburante standard all'anno. Per il nostro Paese è interessante utilizzare questa fonte di energia nelle zone costiere dei mari di Barents, Bianco e Okhotsk. Sono già stati fatti i primi studi sull'utilizzo pratico di questa fonte energetica.

Principali tipologie e fonti di energia

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introduzione

1. Energia eolica

2. Energia idroelettrica

3. Energia geotermica

4. Energia oceanica

5. Energia di flussi e riflussi

6. Energia solare

Conclusione

Bibliografia

introduzione

Il concetto di energia non è solo una scienza fisica o naturale, ma anche tecnica. Lo scopo di questo lavoro è, prima di tutto, familiarizzare con lo stato attuale delle cose in questo problema insolitamente ampio, analizzare nuovi modi per ottenere forme di energia praticamente utili. L’umanità ha bisogno di energia e la sua necessità aumenta ogni anno. Allo stesso tempo, le riserve dei combustibili naturali tradizionali (petrolio, carbone, gas, ecc.) sono limitate. Anche le riserve di combustibile nucleare – uranio e torio – sono limitate. Le riserve di combustibile termonucleare - l'idrogeno - sono praticamente inesauribili, ma le reazioni termonucleari controllate non sono ancora state padroneggiate e non si sa quando verranno utilizzate per la produzione industriale di energia nella sua forma pura, cioè. senza la partecipazione dei reattori a fissione in questo processo. Rimangono due strade: un rigoroso risparmio nel consumo energetico e l’uso di fonti energetiche rinnovabili non tradizionali.

Considerando l'energia come un ramo dell'economia nazionale, è possibile seguire l'evoluzione delle fonti energetiche, nonché i problemi di sviluppo e utilizzo di nuove risorse energetiche (fonti energetiche alternative). energia geotermica non convenzionale

Le fonti energetiche rinnovabili includono: energia solare e geotermica, energia delle maree, nucleare, eolica e del moto ondoso. A differenza dei combustibili fossili, queste forme di energia non si limitano alle riserve accumulate geologicamente (se si considera l’energia atomica insieme all’energia termonucleare). Ciò significa che il loro utilizzo e consumo non comporta un inevitabile esaurimento delle scorte.

Tutti i nuovi schemi di conversione energetica possono essere riuniti sotto l’unico termine “ecoenergia”, che si riferisce a qualsiasi metodo di produzione di energia pulita che non causi inquinamento ambientale.

1. Energia eolica

Viviamo sul fondo dell'oceano d'aria, in un mondo di venti. Le persone lo capirono molto tempo fa; sentivano costantemente l'influenza del vento, anche se per molto tempo non furono in grado di spiegare molti fenomeni. L'osservazione dei venti veniva effettuata nell'antica Grecia. Già nel 3° secolo. AVANTI CRISTO e. si sapeva che il vento porta questo o quel tempo. È vero, i Greci determinavano solo la direzione del vento. Ad Atene intorno al 100 a.C. e. costruì la cosiddetta Torre dei Venti su cui era fissata una “rosa dei venti” (la torre esiste ancora oggi, manca solo la “rosa”). Le rose dei venti erano conosciute anche in Giappone e Cina: realizzate a forma di draghi, indicavano la direzione del vento. Ma il loro scopo principale era diverso: spaventare gli spiriti maligni: i venti stranieri.

L'energia delle masse d'aria in movimento è enorme. Le riserve di energia eolica sono più di cento volte maggiori delle riserve idroelettriche di tutti i fiumi del pianeta. I venti soffiano costantemente e ovunque sulla terra: da una leggera brezza che porta un gradito fresco nella calura estiva ai potenti uragani che causano danni e distruzioni incalcolabili. L'oceano d'aria in fondo al quale viviamo è sempre inquieto. I venti che soffiano sulle vaste distese del nostro Paese potrebbero facilmente soddisfare tutto il suo fabbisogno di elettricità! Le condizioni climatiche consentono di sviluppare l'energia eolica su un vasto territorio, dai nostri confini occidentali alle rive dello Yenisei. Le regioni settentrionali del paese lungo la costa dell’Oceano Artico sono ricche di energia eolica, dove è particolarmente necessaria alle persone coraggiose che vivono in queste ricche terre. Perché una fonte di energia così abbondante, accessibile ed ecologica è così poco utilizzata? Oggi i motori eolici soddisfano solo un millesimo del fabbisogno energetico mondiale.

Secondo diversi autori, il potenziale totale di energia eolica della Terra è di 1200 TW, ma le possibilità di utilizzo di questo tipo di energia nelle diverse regioni della Terra non sono le stesse. La velocità media annua del vento ad un'altezza di 20-30 m sopra la superficie terrestre deve essere sufficientemente elevata affinché la potenza del flusso d'aria che passa attraverso una sezione verticale opportunamente orientata raggiunga un valore accettabile per la conversione. Un impianto eolico situato in un sito dove la densità di potenza media annua del flusso d'aria è di circa 500 W/m2 (la velocità del flusso d'aria è di 7 m/s) può convertire circa 175 di questi 500 W/m2 in elettricità.

L'energia contenuta in un flusso d'aria in movimento è proporzionale al cubo della velocità del vento. Tuttavia, anche con un apparecchio ideale, non tutta l'energia del flusso d'aria può essere utilizzata: teoricamente, il fattore di efficienza (UCI) dell'energia del flusso d'aria può essere pari al 59,3%. In pratica, secondo i dati pubblicati, il massimo fattore di efficienza dell'energia eolica in una vera turbina eolica è circa il 50%, tuttavia questo valore non viene raggiunto a tutte le velocità, ma solo alla velocità ottimale prevista dal progetto. Inoltre, parte dell'energia del flusso d'aria viene persa durante la conversione dell'energia meccanica in energia elettrica, che avviene con un rendimento solitamente del 75-95%. Tenendo conto di tutti questi fattori, è probabile che la potenza elettrica specifica prodotta da un vero impianto eolico sia pari al 30-40% della potenza del flusso d'aria, a condizione che tale unità funzioni stabilmente nell'intervallo di velocità previsto dal progetto. Tuttavia, a volte la velocità del vento supera i limiti di velocità previsti. La velocità del vento può essere così bassa che la turbina eolica non può funzionare affatto, o così alta che la turbina eolica deve essere fermata e devono essere adottate misure per proteggerla dalla distruzione. Se la velocità del vento supera la velocità nominale di funzionamento, parte dell'energia eolica meccanica estratta non viene utilizzata per non superare la potenza elettrica nominale del generatore. Tenendo conto di questi fattori, la produzione specifica di energia elettrica durante l'anno potrebbe rappresentare il 15-30% dell'energia eolica, o anche meno, a seconda della posizione e dei parametri della turbina eolica.

Le ultime ricerche sono finalizzate principalmente all'ottenimento di energia elettrica dall'energia eolica. Il desiderio di padroneggiare la produzione di macchine eoliche ha portato alla nascita di molte di queste unità. Alcuni di essi raggiungono le decine di metri di altezza, e si ritiene che col tempo potrebbero formare una vera e propria rete elettrica. Le piccole turbine eoliche sono progettate per fornire elettricità alle singole case.

Si stanno costruendo centrali eoliche, prevalentemente a corrente continua. La ruota eolica aziona una dinamo, un generatore di corrente elettrica, che carica contemporaneamente batterie collegate in parallelo. La batteria viene automaticamente collegata al generatore nel momento in cui la tensione ai suoi terminali di uscita diventa maggiore di quella ai terminali della batteria e viene automaticamente scollegata anche quando il rapporto è opposto.

Gli impianti eolici sono entrati in uso su piccola scala diversi decenni fa. Il più grande di loro, con una potenza di 1250 kW, ha fornito corrente continua alla rete di alimentazione dello stato americano del Vermont dal 1941 al 1945. Tuttavia, dopo che il rotore si è rotto, l'esperimento è stato interrotto: il rotore non è stato riparato, poiché l’energia proveniente da una centrale termoelettrica vicina era più economica. Per motivi economici è cessata l'attività degli impianti eolici anche nei paesi europei.

Oggi, le unità eoliche forniscono elettricità in modo affidabile ai lavoratori petroliferi; lavorano con successo in aree remote, su isole remote, nell'Artico, in migliaia di aziende agricole, dove non ci sono grandi insediamenti o centrali elettriche pubbliche nelle vicinanze. L'americano Henry Clews costruì due alberi nel Maine e montò turbine eoliche con generatori su di essi. Con tempo calmo gli servono 20 batterie da 6 V e 60 da 2 V e ha un motore a benzina come riserva. Clews riceve 250 kWh di energia al mese dalle sue turbine eoliche; questo gli basta per illuminare l'intera casa, alimentare le apparecchiature domestiche (TV, giradischi, aspirapolvere, macchina da scrivere elettrica), nonché per una pompa dell'acqua e un'officina ben attrezzata.

L’uso diffuso delle unità eoliche in condizioni normali è ancora ostacolato dal loro costo elevato. Inutile dire che non è necessario pagare per il vento, ma le macchine necessarie per sfruttarlo per funzionare sono troppo costose.

Al giorno d'oggi è stata creata un'ampia varietà di prototipi di generatori eolici (più precisamente, motori eolici con generatori elettrici). Alcuni sembrano normali spinner per bambini, altri sembrano ruote di bicicletta con pale in alluminio al posto dei raggi. Esistono unità a forma di giostra o a forma di albero con un sistema di prese del vento circolari sospese una sopra l'altra, con asse di rotazione orizzontale o verticale, con due o cinquanta pale.

Nella fig. 2. Un diagramma schematico di un impianto eolico costruito dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) in Ohio. Un generatore in un alloggiamento aerodinamico rotante è montato su una torre alta 30,5 m; sull'albero del generatore è posizionata un'elica con due pale in alluminio lunga 19 me pesante 900 kg. L'unità inizia a funzionare con una velocità del vento di 13 km/he raggiunge la sua massima prestazione (100 kW) a 29 km/h. La velocità massima di rotazione dell'elica è di 40 giri/min.

Nella progettazione dell'installazione, il problema più difficile è stato garantire lo stesso numero di giri dell'elica con diverse intensità del vento. Dopotutto, quando è collegato alla rete, il generatore deve fornire non solo una certa quantità di energia elettrica, ma solo corrente alternata con un determinato numero di cicli al secondo, cioè con una frequenza standard di 60 Hz. Pertanto, l'angolo di inclinazione delle pale rispetto al vento si regola ruotandole attorno all'asse longitudinale: con vento forte questo angolo è più acuto, il flusso d'aria scorre più liberamente attorno alle pale e cede loro meno energia. Oltre a regolare le pale, l'intero generatore ruota automaticamente sull'albero contro il vento.

2. Energia idroelettrica

Per molti millenni l'energia contenuta nell'acqua corrente è stata al servizio fedele dell'uomo. Le sue riserve sulla Terra sono colossali. Non senza ragione alcuni scienziati ritengono che sarebbe più corretto chiamare il nostro pianeta non Terra, ma Acqua - dopo tutto, circa tre quarti della superficie del pianeta sono coperti d'acqua. L’Oceano Mondiale funge da enorme accumulatore di energia, assorbendone la maggior parte proveniente dal Sole. Le onde si infrangono qui, le maree si abbassano e si alzano e si alzano potenti correnti oceaniche. Nascono potenti fiumi che trasportano enormi masse d'acqua nei mari e negli oceani. È chiaro che l'umanità, nella sua ricerca di energia, non poteva ignorare riserve così gigantesche. Prima di tutto, le persone hanno imparato a usare l'energia dei fiumi.

L'acqua fu la prima fonte di energia e probabilmente la prima macchina con cui l'uomo sfruttò l'energia dell'acqua fu la primitiva turbina idraulica. Già più di 2000 anni fa gli abitanti degli altipiani del Medio Oriente utilizzavano una ruota idraulica a forma di albero con pale (Fig. 3). L'essenza del dispositivo era la seguente. Il flusso d'acqua deviato da un ruscello o fiume esercita una pressione sulle pale trasferendo loro la propria energia cinetica. Le lame iniziano a muoversi e, poiché sono fissate rigidamente all'albero, l'albero ruota. Ad essa, a sua volta, è fissata una macina che, insieme all'albero, ruota rispetto alla macina inferiore fissa. È proprio così che funzionavano i primi mulini per cereali “meccanizzati”. Ma sono stati costruiti solo nelle zone montuose, dove ci sono fiumi e torrenti con grandi dislivelli e forte pressione. Sui corsi d'acqua a flusso lento, le ruote idrauliche con pale posizionate orizzontalmente sono inefficaci.

Un passo avanti fu la ruota idraulica di Vitruvio (I secolo d.C.), il cui schema è mostrato in Fig. 4. È una ruota verticale con pale grandi e albero orizzontale. L'albero della ruota è collegato tramite ingranaggi di legno a un albero verticale su cui poggia la macina. Mulini simili si trovano ancora oggi sul Piccolo Danubio; macinano fino a 200 kg di grano all'ora.

Per quasi mille anni e mezzo dopo il crollo dell'Impero Romano, le ruote idrauliche furono la principale fonte di energia per tutti i tipi di processi produttivi in ​​Europa, sostituendo il lavoro fisico umano.

I dispositivi in ​​cui viene utilizzata l'energia dell'acqua per eseguire il lavoro sono solitamente chiamati motori idraulici (o idraulici). Le più semplici e antiche sono le ruote idrauliche sopra descritte. Sono presenti ruote con alimentazione idrica superiore, media e inferiore.

In una moderna centrale idroelettrica, una massa d’acqua scorre ad alta velocità sulle pale della turbina. L'acqua da dietro la diga scorre, attraverso una rete protettiva e una saracinesca regolabile, attraverso una tubazione in acciaio fino alla turbina, sopra la quale è montato il generatore. L'energia meccanica dell'acqua viene trasferita ai generatori attraverso una turbina e convertita in energia elettrica. Una volta terminato il lavoro, l'acqua scorre nel fiume attraverso un tunnel che si allarga gradualmente, perdendo velocità.

Gli impianti idroelettrici sono classificati per potenza in piccoli (con potenza elettrica installata fino a 0,2 MW), piccoli (fino a 2 MW), medi (fino a 20 MW) e grandi (oltre 20 MW). Il secondo criterio con cui vengono suddivise le centrali idroelettriche è la pressione. Esistono centrali idroelettriche a bassa pressione (fino a 10 m), a media pressione (fino a 100 m) e ad alta pressione (oltre 100 m). In rari casi, le dighe delle centrali idroelettriche ad alta pressione raggiungono un'altezza di 240 m e concentrano l'energia idrica davanti alle turbine, accumulando acqua e portandola al livello.

I costi per la costruzione di una centrale idroelettrica sono elevati, ma sono compensati dal fatto che non è necessario pagare (almeno esplicitamente) la fonte energetica: l'acqua. La potenza delle moderne centrali idroelettriche, progettate ad alto livello ingegneristico, supera i 100 MW e la loro efficienza. è del 95% (le ruote idrauliche hanno un rendimento del 50-85%). Tale potenza viene raggiunta a velocità del rotore piuttosto basse (circa 100 giri al minuto), motivo per cui le moderne turbine idrauliche colpiscono per le loro dimensioni. Ad esempio, la ruota della turbina della Volzhskaya HPP da cui prende il nome. V.I. Lenin ha un'altezza di circa 10 me pesa 420 tonnellate.

Una turbina è una macchina energeticamente molto vantaggiosa, perché l'acqua trasforma facilmente e semplicemente il movimento traslatorio in movimento rotatorio. Lo stesso principio viene spesso utilizzato in macchine che non assomigliano affatto a una ruota idraulica (se le pale sono colpite dal vapore, allora stiamo parlando di una turbina a vapore).

I vantaggi delle centrali idroelettriche sono evidenti: fornitura di energia costantemente rinnovata dalla natura stessa, facilità di funzionamento e mancanza di inquinamento ambientale. E l’esperienza nella costruzione e nella gestione di ruote idrauliche potrebbe fornire un notevole aiuto agli ingegneri idroelettrici. Tuttavia, costruire una diga per una grande centrale idroelettrica si è rivelato un compito molto più difficile che costruire una piccola diga per far girare la ruota di un mulino. Per azionare potenti turbine idrauliche è necessario accumulare un’enorme quantità d’acqua dietro la diga. Per costruire una diga è necessario stendere così tanto materiale che il volume delle gigantesche piramidi egiziane sembrerà insignificante al confronto.

Pertanto, all'inizio del XX secolo furono costruite solo poche centrali idroelettriche. Vicino a Pyatigorsk, nel Caucaso settentrionale, sul fiume di montagna Podkumok, una centrale elettrica abbastanza grande con il nome significativo "Carbone bianco" ha funzionato con successo. Questo era solo l'inizio.

Già nel piano storico GOELRO prevedeva la costruzione di grandi centrali idroelettriche. Nel 1926 entrò in funzione la centrale idroelettrica di Volkhov e l'anno successivo iniziò la costruzione della famosa centrale idroelettrica del Dnepr. La lungimirante politica energetica perseguita nel nostro Paese ha portato al fatto che noi, come nessun altro Paese al mondo, abbiamo sviluppato un sistema di potenti centrali idroelettriche. Nessuno stato può vantare giganti energetici come le centrali idroelettriche del Volga, Krasnoyarsk e Bratsk, Sayano-Shushenskaya. Queste centrali, che fornivano letteralmente oceani di energia, divennero centri attorno ai quali si svilupparono potenti complessi industriali.

Ma finora solo una piccola parte del potenziale idroelettrico della terra è al servizio dell’uomo. Ogni anno enormi corsi d'acqua generati dalla pioggia e dallo scioglimento delle nevi sfociano nei mari inutilizzati. Se fosse possibile ritardarli con l'aiuto delle dighe, l'umanità riceverebbe un'ulteriore colossale quantità di energia.

3. Energia geotermica

La Terra, questo piccolo pianeta verde, è la nostra casa comune, dalla quale non possiamo ancora, e non vogliamo, uscire. Rispetto alle miriadi di altri pianeti, la Terra è davvero piccola: la maggior parte è ricoperta da una vegetazione accogliente e vivificante. Ma questo pianeta bello e calmo a volte si arrabbia, e quindi non bisogna scherzare: è capace di distruggere tutto ciò che ci ha gentilmente donato da tempo immemorabile. Terribili tornado e tifoni mietono migliaia di vite, le acque indomabili di fiumi e mari distruggono tutto sul loro cammino, gli incendi boschivi devastano vasti territori, insieme a edifici e raccolti, nel giro di poche ore.

Ma tutte queste sono piccole cose rispetto all’eruzione di un vulcano risvegliato. Difficilmente troverete altri esempi sulla Terra di rilascio spontaneo di energia naturale che potrebbero competere in potenza con alcuni vulcani.

Le persone conoscono da tempo le manifestazioni spontanee di un'energia gigantesca nascosta nelle profondità del globo. La memoria dell'umanità contiene leggende su catastrofiche eruzioni vulcaniche che hanno causato milioni di vite umane e hanno cambiato l'aspetto di molti luoghi sulla Terra oltre il riconoscimento. La potenza dell'eruzione anche di un vulcano relativamente piccolo è colossale; è molte volte maggiore della potenza delle più grandi centrali elettriche create dalle mani dell'uomo. È vero, non è necessario parlare dell'uso diretto dell'energia delle eruzioni vulcaniche: le persone non hanno ancora la capacità di frenare questo elemento ribelle e, fortunatamente, queste eruzioni sono eventi piuttosto rari. Ma queste sono manifestazioni di energia nascosta nelle viscere della terra, quando solo una piccola frazione di questa inesauribile energia trova liberazione attraverso le bocche sputafuoco dei vulcani.

Energia della terra - L'energia geotermica si basa sullo sfruttamento del calore naturale della Terra. La parte superiore della crosta terrestre ha un gradiente termico di 20-30 °C per 1 km di profondità e, secondo White (1965), la quantità di calore contenuta nella crosta terrestre fino ad una profondità di 10 km (esclusa la superficie temperatura) è pari a circa 12,6-10^26 J. Queste risorse equivalgono al contenuto di calore di 4,6 1016 tonnellate di carbone (prendendo il calore medio di combustione del carbone pari a 27,6-109 J/t), che è più di 70 mila volte il contenuto di calore di tutte le risorse di carbone tecnicamente ed economicamente recuperabili del mondo. Tuttavia, il calore geotermico nella parte superiore della crosta terrestre (fino a una profondità di 10 km) è troppo diffuso per essere utilizzato per risolvere i problemi energetici mondiali. Le risorse adatte all'uso industriale sono singoli depositi di energia geotermica, concentrati ad una profondità accessibile allo sviluppo, aventi determinati volumi e temperature sufficienti per utilizzarli per la produzione di energia elettrica o calore.

Da un punto di vista geologico, le risorse energetiche geotermiche possono essere suddivise in sistemi convettivi idrotermali, sistemi vulcanici caldi secchi e sistemi ad alto flusso di calore.

4. Energia oceanica

Un forte aumento dei prezzi del carburante, difficoltà nel procurarselo, segnalazioni di esaurimento delle risorse di carburante: tutti questi segni visibili della crisi energetica hanno suscitato negli ultimi anni in molti paesi un interesse significativo per le nuove fonti di energia, compresa l'energia oceanica.

È noto che le riserve energetiche nell'Oceano Mondiale sono colossali, perché due terzi della superficie terrestre (361 milioni di km2) sono occupati da mari e oceani: l'Oceano Pacifico è di 180 milioni di km2. Atlantico - 93 milioni di km2, Indiano - 75 milioni di km2. Pertanto, l’energia termica (interna) corrispondente al surriscaldamento delle acque superficiali dell’oceano rispetto a quelle del fondo, diciamo di 20 gradi, è dell’ordine di 1026 J. Si stima che l’energia cinetica delle correnti oceaniche sia di dell'ordine di 1018 J. Tuttavia, finora le persone sono state in grado di utilizzare solo piccole frazioni di questa energia, e anche allora a costo di grandi e lenti investimenti di capitale, quindi tale energia fino ad ora sembrava poco promettente.

L'ultimo decennio è stato caratterizzato da alcuni successi nell'uso dell'energia termica oceanica. Così sono state create le installazioni mini-OTEC e OTEC-1 (OTEC - le lettere iniziali delle parole inglesi Ocea nТеrmal Energy Conversion, cioè conversione dell'energia termica oceanica - stiamo parlando di conversione in energia elettrica). Nell'agosto 1979, una centrale termoelettrica mini-OTEC iniziò a funzionare vicino alle Isole Hawaii. Il funzionamento di prova dell'impianto per tre mesi e mezzo ha dimostrato la sua sufficiente affidabilità. Durante il funzionamento continuo 24 ore su 24 non si sono verificati guasti, se si contano i piccoli problemi tecnici che di solito si verificano durante il test di qualsiasi nuova installazione. La sua potenza totale era in media di 48,7 kW, massimo -53 kW; L'impianto ha fornito 12 kW (massimo 15) alla rete esterna per il carico utile o, più precisamente, per la ricarica delle batterie. Il resto dell’energia generata è stata spesa per le esigenze proprie dell’impianto. Questi includono i costi energetici per il funzionamento di tre pompe, le perdite in due scambiatori di calore, una turbina e un generatore di energia elettrica.

Erano necessarie tre pompe in base al seguente calcolo: una - per fornire acqua calda dall'oceano, la seconda - per pompare acqua fredda da una profondità di circa 700 m, la terza - per pompare un fluido di lavoro secondario all'interno del sistema stesso, ad es. dal condensatore all'evaporatore. L'ammoniaca viene utilizzata come fluido di lavoro secondario.

L'unità mini-OTEC è montata su una chiatta. Sotto il suo fondo c'è una lunga conduttura per la raccolta dell'acqua fredda. La condotta è un tubo in polietilene lungo 700 m e con un diametro interno di 50 cm, fissato al fondo del recipiente tramite un apposito dispositivo di bloccaggio che ne consente la rapida disconnessione in caso di necessità. Il tubo in polietilene viene utilizzato anche per l'ancoraggio del sistema tubazione-nave. L'originalità di una tale soluzione è fuori dubbio, poiché le impostazioni di ancoraggio per i più potenti sistemi OTEC attualmente in fase di sviluppo rappresentano un problema molto serio.

Per la prima volta nella storia della tecnologia, un impianto mini-OTEC è stato in grado di fornire energia utile a un carico esterno, coprendo contemporaneamente il proprio fabbisogno. L'esperienza acquisita con il funzionamento dei mini-OTEC ci ha permesso di costruire rapidamente una centrale termica più potente OTEC-1 e di iniziare a progettare sistemi di questo tipo ancora più potenti.

Le nuove stazioni OTEC con una capacità di molte decine e centinaia di megawatt sono progettate senza nave. Questo è un enorme tubo, nella parte superiore del quale si trova una sala macchine rotonda, dove si trovano tutti i dispositivi necessari per convertire l'energia (Fig. 6). L'estremità superiore della conduttura dell'acqua fredda sarà situata nell'oceano a una profondità di 25-50 m. La sala turbine è progettata attorno al tubo a una profondità di circa 100 m. Le turbine che funzionano con vapore di ammoniaca, così come tutte altre apparecchiature verranno installate lì. La massa dell'intera struttura supera le 300mila tonnellate: un tubo mostruoso che si estende per quasi un chilometro nelle fredde profondità dell'oceano e nella sua parte superiore c'è qualcosa come una piccola isola. E nessuna nave, tranne, ovviamente, le solite navi necessarie per mantenere il sistema e comunicare con la riva.

5. Energia di flussi e riflussi

Per secoli, le persone hanno speculato sulla causa delle maree. Oggi sappiamo per certo che un potente fenomeno naturale: il movimento ritmico delle acque del mare è causato dalle forze gravitazionali della Luna e del Sole. Poiché il Sole è 400 volte più lontano dalla Terra, la massa molto più piccola della Luna agisce sulla superficie terrestre con una forza doppia rispetto alla massa del Sole. Pertanto, la marea causata dalla Luna (marea lunare) gioca un ruolo decisivo. In mare aperto, l'alta marea si alterna alla bassa marea teoricamente ogni 6 ore 12 minuti e 30 secondi. Se la Luna, il Sole e la Terra si trovano sulla stessa linea (la cosiddetta sizigia), il Sole, con la sua attrazione, aumenta l'influenza della Luna, e quindi si verifica una forte marea (marea sizigia o acqua alta). Quando il Sole è ad angolo retto rispetto al segmento Terra-Luna (quadratura), si verifica una marea debole (quadratura o bassa marea). Le maree forti e deboli si alternano ogni sette giorni.

Tuttavia, il vero corso del flusso e riflusso della marea è molto complesso. È influenzato dalle peculiarità del movimento dei corpi celesti, dalla natura della costa, dalla profondità dell'acqua, dalle correnti marine e dal vento.

Le onde di marea più alte e più forti si verificano in baie piccole e strette o estuari di fiumi che sfociano nei mari e negli oceani. Il maremoto dell'Oceano Indiano scorre contro la corrente del Gange ad una distanza di 250 km dalla sua foce. Un'onda di marea proveniente dall'Oceano Atlantico si estende per 900 km lungo l'Amazzonia. Nei mari chiusi, come il Nero o il Mediterraneo, si verificano piccole onde di marea con un'altezza di 50-70 cm.

La potenza massima possibile in un ciclo di marea - riflusso, ad es. da una marea all'altra, è espressa dall'equazione dove p è la densità dell'acqua, g è l'accelerazione di gravità, S è l'area del bacino di marea, R è la differenza di livello durante la marea.

Come si può vedere dalla formula, i luoghi più adatti per l'utilizzo dell'energia delle maree possono essere considerati luoghi sulla costa del mare dove le maree hanno una grande ampiezza e il contorno e la topografia della costa consentono la costruzione di grandi “piscine” chiuse ”.

La capacità delle centrali elettriche in alcuni luoghi potrebbe essere di 2-20 MW.

La prima centrale mareomotrice offshore con una capacità di 635 kW fu costruita nel 1913 a D Bay vicino a Liverpool. Nel 1935 negli Stati Uniti iniziò la costruzione di una centrale idroelettrica. Gli americani bloccarono parte della baia di Passamaquody sulla costa orientale, spesero 7 milioni di dollari, ma i lavori dovettero essere interrotti perché il fondale marino era troppo profondo e soffice per la costruzione, e anche perché una grande centrale termica costruita nelle vicinanze produceva energia a basso costo.

Gli esperti argentini hanno proposto di utilizzare un maremoto molto alto nello Stretto di Magellano, ma il governo non ha approvato il costoso progetto.

Dal 1967, alla foce del fiume Rance in Francia, una centrale mareomotrice con una capacità di 240mila kW con una produzione annua di 540mila kWh funziona con maree alte fino a 13 metri. L'ingegnere sovietico Bernstein sviluppò un metodo conveniente per costruire blocchi PES trainati a galla nelle posizioni richieste e calcolò una procedura economicamente vantaggiosa per includere i PES nella rete elettrica durante le ore di massimo carico da parte dei consumatori. Le sue idee furono testate su una centrale elettrica costruita nel 1968 a Kislaya Guba vicino a Murmansk; Una centrale elettrica da 6 milioni di kW nella baia di Mezen sul Mare di Barents attende il suo turno.

6. Energia solare

Per i popoli antichi il Sole era un dio. Nell'Alto Egitto, la cui cultura risale al IV millennio a.C., si credeva che la stirpe dei faraoni facesse risalire le proprie origini a Ra, il dio Sole. Un'iscrizione su una delle piramidi rappresenta il faraone come viceré del Sole sulla Terra, “che ci guarisce con le sue cure quando esce, come il Sole che dona il verde alle terre. Ogni occhio avrà paura quando lo vedrà nella forma di Ra, che sorge sopra l’orizzonte.”

Con il suo potere vivificante, il Sole ha sempre evocato sentimenti di adorazione e paura nelle persone. I popoli strettamente legati alla natura si aspettavano da lui doni misericordiosi: raccolto e abbondanza, bel tempo e pioggia fresca, o punizione: maltempo, tempeste, grandine. Pertanto, nell'arte popolare vediamo l'immagine del Sole ovunque: sopra le facciate delle case, sui ricami, negli intagli, ecc.

Quasi tutte le fonti energetiche di cui abbiamo parlato finora utilizzano in un modo o nell'altro l'energia del Sole: carbone, petrolio, gas naturale non sono altro che energia solare “in scatola”. È contenuto in questo combustibile da tempo immemorabile; Sotto l'influenza del calore e della luce solare, le piante crescevano sulla Terra, accumulavano energia e poi, come risultato di lunghi processi, si trasformavano nel combustibile utilizzato oggi. Il sole fornirà ogni anno miliardi di tonnellate di grano e legno all’umanità. Anche l’energia dei fiumi e delle cascate di montagna proviene dal Sole, che mantiene il ciclo dell’acqua sulla Terra.

In tutti gli esempi forniti, l'energia solare viene utilizzata indirettamente, attraverso molte trasformazioni intermedie. Sarebbe forte la tentazione di eliminare queste trasformazioni e trovare un modo per convertire direttamente la radiazione termica e luminosa del Sole che cade sulla Terra in energia meccanica o elettrica. In soli tre giorni, il Sole invia alla Terra tanta energia quanta è contenuta in tutte le riserve provate di combustibili fossili, e in 1 s - 170 miliardi di J. La maggior parte di questa energia viene dissipata o assorbita dall'atmosfera, in particolare dalle nuvole, e solo un terzo raggiunge la superficie terrestre. Tutta l'energia emessa dal Sole è 5000000000 di volte maggiore della parte che riceve la Terra. Ma anche un valore così “insignificante” è 1600 volte maggiore dell’energia fornita da tutte le altre fonti messe insieme. L'energia solare che cade sulla superficie di un lago equivale alla potenza di una grande centrale elettrica.

Secondo la leggenda, Archimede, mentre era sulla riva, distrusse la flotta romana nemica vicino a Siracusa. Come? Con l'aiuto di specchi ustori. È noto che specchi simili furono realizzati anche nel VI secolo. E a metà del XVIII secolo, il naturalista francese J. Buffon effettuò esperimenti con un grande specchio concavo composto da tanti piccoli specchi piatti. Erano mobili e concentravano i raggi del sole riflessi in un punto. Questo dispositivo era in grado di accendere rapidamente il legno impregnato di resina da una distanza di 68 m in una limpida giornata estiva. Successivamente, in Francia è stato realizzato uno specchio concavo del diametro di 1,3 m, al centro del quale è stato possibile fondere un'asta di ghisa in 16 secondi. In Inghilterra hanno lucidato un grande vetro biconvesso, con il suo aiuto è stato possibile fondere la ghisa in tre secondi e il granito in un minuto.

Alla fine del XIX secolo, all'Esposizione Mondiale di Parigi, l'inventore O. Mouchot dimostrò un insolatore, essenzialmente il primo dispositivo che convertì l'energia solare in energia meccanica. Ma il principio era lo stesso: un grande specchio concavo focalizzava i raggi del sole su una caldaia a vapore, che azionava una macchina da stampa che produceva 500 stampe di giornali all'ora. Alcuni anni dopo, in California fu costruito un riflettore conico funzionante secondo lo stesso principio, abbinato a un motore a vapore da 15 cavalli. Con.

E anche se da allora in un paese o nell'altro sono comparsi riflettori-riscaldatori sperimentali, e negli articoli pubblicati ricordano sempre più l'inesauribilità del nostro luminare, ciò non li rende più redditizi e non sono ancora ampiamente utilizzati: il piacere del libero l'energia solare è una radiazione troppo costosa.

Oggi, per convertire la radiazione solare in energia elettrica, abbiamo due opzioni: utilizzare l’energia solare come fonte di calore per generare elettricità in modi tradizionali (ad esempio utilizzando generatori a turbina) o convertire direttamente l’energia solare in corrente elettrica nelle celle solari. L’implementazione di entrambe le possibilità è ancora agli inizi. Su scala molto più ampia, l'energia solare viene utilizzata dopo la sua concentrazione con l'aiuto di specchi - per sciogliere sostanze, distillare acqua, riscaldare, riscaldare, ecc.

Poiché l'energia della radiazione solare è distribuita su una vasta area (in altre parole, ha una bassa densità), qualsiasi impianto per l'utilizzo diretto dell'energia solare deve disporre di un dispositivo di raccolta (collettore) con una superficie sufficiente.

Il dispositivo più semplice di questo tipo è un collettore piano; in linea di massima si tratta di una lastra nera, ben isolata nella parte inferiore. È ricoperto di vetro o plastica, che consente il passaggio della luce, ma non consente il passaggio della radiazione termica infrarossa. Nello spazio tra la stufa e il vetro vengono spesso posizionati tubi neri, attraverso i quali scorrono acqua, olio, mercurio, aria, anidride solforosa, ecc.. La radiazione solare, penetrando attraverso il vetro o la plastica nel collettore, viene assorbita dal tubi neri e la stufa e riscalda la sostanza di lavoro nei tubi. La radiazione termica non può fuoriuscire dal collettore, quindi la temperatura al suo interno è molto più alta (200-500°C) della temperatura ambiente. È qui che si manifesta il cosiddetto effetto serra. Le tradizionali serre da giardino sono, infatti, semplici collettori della radiazione solare. Ma più si è lontani dai tropici, meno efficiente è il collettore orizzontale, e girarlo verso il Sole è troppo difficile e costoso. Pertanto, tali collettori, di regola, sono installati con un certo angolo ottimale verso sud.

Un collettore più complesso e costoso è uno specchio concavo, che concentra la radiazione incidente in un piccolo volume attorno a un determinato punto geometrico: il fuoco. La superficie riflettente dello specchio è realizzata in plastica metallizzata oppure composta da tanti piccoli specchi piani fissati su una grande base parabolica. Grazie a speciali meccanismi, i collettori di questo tipo sono costantemente rivolti verso il Sole: ciò consente loro di raccogliere la massima quantità possibile di radiazione solare. La temperatura nello spazio di lavoro dei collettori a specchio raggiunge i 3000 °C e oltre.

L’energia solare è uno dei tipi di produzione di energia a maggior consumo di materiali. L'uso su larga scala dell'energia solare comporta un gigantesco aumento della necessità di materiali e, di conseguenza, delle risorse di lavoro per l'estrazione delle materie prime, il loro arricchimento, l'ottenimento di materiali, la produzione di eliostati, collettori, altre attrezzature e il loro trasporto. I calcoli mostrano che per produrre 1 MW*anno di energia elettrica utilizzando l’energia solare, saranno necessarie dalle 10.000 alle 40.000 ore di lavoro. Nella produzione energetica tradizionale utilizzando combustibili fossili, questa cifra è di 200-500 ore-uomo.

Finora l'energia elettrica generata dai raggi del sole è molto più costosa di quella ottenuta con i metodi tradizionali. Gli scienziati sperano che gli esperimenti che condurranno nelle installazioni e nelle stazioni pilota aiuteranno a risolvere non solo problemi tecnici, ma anche economici. Tuttavia, si stanno costruendo stazioni di conversione dell'energia solare e funzionano.

Dal 1988, la centrale solare della Crimea è operativa nella penisola di Kerch. Sembra che il buon senso stesso abbia determinato il suo posto. Se tali stazioni dovessero essere costruite ovunque, sarà soprattutto nella regione dei resort, dei sanatori, delle case di vacanza e degli itinerari turistici; in una regione dove serve tanta energia, ma è ancora più importante mantenere pulito l’ambiente, il cui stesso benessere, e soprattutto la purezza dell’aria, è curativo per l’uomo.

L'SPP della Crimea è piccolo: la capacità è di soli 5 MW. In un certo senso è una prova di forza. Anche se, a quanto pare, cos'altro si dovrebbe provare quando si conosce l'esperienza di costruzione di stazioni solari in altri paesi.

Secondo gli esperti l'idea più interessante per convertire l'energia solare è l'utilizzo dell'effetto fotoelettrico nei semiconduttori.

Ma, ad esempio, una centrale solare vicino all’equatore con una produzione giornaliera di 500 MWh (circa la stessa quantità di energia prodotta da una centrale idroelettrica abbastanza grande) con efficienza Per il 10% sarebbe necessaria una superficie effettiva di circa 500.000 mq. È chiaro che un numero così elevato di celle a semiconduttore solare può farlo. o acquistare solo quando la loro produzione è veramente economica. L’efficienza degli impianti solari in altre zone della Terra sarebbe bassa a causa delle condizioni atmosferiche instabili, dell’intensità relativamente debole della radiazione solare, che viene assorbita più fortemente dall’atmosfera anche nelle giornate soleggiate, nonché delle fluttuazioni dovute all’alternanza del giorno e della notte.

Tuttavia, le fotocellule solari trovano già oggi le loro applicazioni specifiche. Si sono rivelati fonti praticamente insostituibili di corrente elettrica nei razzi, nei satelliti e nelle stazioni interplanetarie automatiche e sulla Terra, principalmente per alimentare le reti telefoniche in aree non elettrificate o per piccoli consumatori di corrente (apparecchiature radio, rasoi elettrici e accendini, ecc. ). Le celle solari a semiconduttore furono installate per la prima volta sul terzo satellite terrestre artificiale sovietico (lanciato in orbita il 15 maggio 1958).

Attualmente le stime non sono a favore degli impianti solari: ancora oggi queste strutture rientrano tra le modalità tecniche più complesse e costose per l'utilizzo dell'energia solare. Abbiamo bisogno di nuove opzioni, nuove idee. Non ne mancano. L'implementazione è peggiore.

Conclusione

Il ruolo dell'energia nel mantenimento e nell'ulteriore sviluppo della civiltà è molto grande. Nella società moderna è difficile trovare almeno un’area dell’attività umana che non richieda – direttamente o indirettamente – più energia di quella che i muscoli umani possono fornire. Il consumo di energia è un indicatore importante del tenore di vita. A quei tempi, quando una persona si procurava il cibo raccogliendo frutti di bosco e cacciando animali, aveva bisogno di circa 8 MJ di energia al giorno. Dopo aver padroneggiato il fuoco, questo valore è aumentato a 16 MJ: in una società agricola primitiva era 50 MJ, e in una più sviluppata - 100 MJ.

Nel processo di sviluppo della civiltà, le fonti energetiche tradizionali sono state sostituite molte volte con altre nuove e più avanzate, non perché la vecchia fonte fosse esaurita.

Inizialmente l’energia veniva utilizzata bruciando la legna. Poi il legno lasciò il posto al carbone. Le riserve di legname sembravano illimitate, ma i motori a vapore richiedevano un “mangime” più ricco di calorie. Ma in seguito iniziarono a utilizzare il petrolio invece del carbone. Ma queste risorse sono difficili da ottenere e ogni anno costeranno sempre di più.

La fonte di energia più potente è il nucleare, leader nel settore energetico.

Le riserve di uranio, se confrontate con quelle di carbone, non sono così grandi. Ma per unità di peso contiene milioni di volte più energia del carbone.

Quando si genera elettricità in una centrale nucleare, si ritiene che sia necessario spendere centomila volte meno denaro e manodopera rispetto a quando si estrae energia dal carbone. E il combustibile nucleare sta sostituendo petrolio e carbone... È sempre stato così: anche la fonte energetica successiva era più potente. Era, per così dire, una linea di energia “militante”.

Ora, alla fine del 20 ° secolo, inizia una nuova fase significativa nell'energia terrena. È apparsa un'energia “benevole” e alternativa, che non inquina la biosfera già gravemente danneggiata.

In futuro, con lo sviluppo intensivo dell'energia, appariranno fonti energetiche disperse, non troppo potenti, ma ad alta efficienza, rispettose dell'ambiente e facili da usare.

Ad esempio, un rapido avvio all'energia elettrochimica, che in seguito, a quanto pare, sarà integrata dall'energia solare. L'energia accumula, assimila e assorbe molto rapidamente tutte le ultime idee, invenzioni e risultati scientifici. Questo è comprensibile: l'energia è letteralmente connessa con Tutto, e Tutto è attratto dall'energia e dipende da essa.

Pertanto, la chimica energetica, l'energia dell'idrogeno, le centrali elettriche spaziali, l'energia sigillata nell'antimateria, i quark, i "buchi neri", il vuoto: queste sono solo le pietre miliari, i tratti, le singole linee più luminose dello scenario che si sta scrivendo davanti ai nostri occhi e che può essere chiamato Tomorrow Energy.

In conclusione si può concludere che le forme alternative di utilizzo dell'energia sono innumerevoli, a condizione che a tale scopo siano sviluppati metodi efficienti ed economici. La cosa principale è portare avanti lo sviluppo energetico nella giusta direzione.

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