Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце - не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).

Солнечная постоянная - количество солнечной энергии, приходящей на поверхность площадью 1 кв.м, развернутую перпендикулярно солнечным лучам в космосе.

Солнце – это наша звезда. Изучая Солнце, мы узнаём о многих явлениях и процессах, происходящих на других звёздах и недоступных непосредственному наблюдению из-за огромных расстояний, которые отделяют нас от звёзд.

Солнце – это основной источник энергии на земле и первопричина, создавшая большинство других энергетических ресурсов нашей планеты, таких, как запасы каменного угля, нефти, газа, энергии ветра и падающей воды, электрической энергии и т.д.

Энергия Солнца, которая в основном выделяется в виде лучистой энергии, так велика, что её трудно даже себе представить. Достаточно сказать, что на Землю поступает только одна двухмиллиардная доля этой энергии, но она составляет около 2,5*10 18 кал./мин. По сравнению с этим все остальные источники энергии, как внешние (излучение луны, звёзд, космические лучи), так и внутренние (внутренние тепло Земли, радиоактивное излучение, запасы каменного угля, нефти и т.д.) пренебрежительно малы.

Солнце - самая близкая к нам звезда представляющая собой огромный светящийся газовый шар, диаметр которого примерно в 109 раз больше диаметра Земли, а его объём больше объёма Земли примерно в 1 млн. 300 тыс. раз. Средняя плотность Солнца составляет около 0,25 от плотности нашей планеты.

Поскольку солнце не твёрдый, а газовый шар, говорить о его размерах следует условно, понимая под ними размеры видимого с Земли солнечного диска.

Внутренняя часть солнца не доступна наблюдению. Она представляет собой своеобразный атомный котёл гигантских размеров, где под давлением около 100 миллиардов атмосфер происходят сложные ядерные реакции, во время которых водород превращается в гелий. Они-то и являются источником энергии солнца. Температура внутри солнца оценивается в 16 миллионов градусов.

Трофические цепи. Основные понятия, элементы.

1. Определение понятий "пищевая цепь", "трофический уровень", "консументы". Внутри экосистемы содержащие энергию органические вещества создаются автотрофными организмами и служат пищей (источником вещества и энергии) для гетеротрофов. Пример: животное поедает растения, это животное в свою очередь может быть съедено другим животным, и также путем может происходить перенос энергии через ряд организмов - каждый последующий питается предыдущим, поставляющим ему сырье и энергию. Такая последовательность называется пищевой цепью , а каждое ее звено - трофическим уровнем (греч. trophos - питание). Консументы : первичные - питаются первичными продуцентами, т.е. это травоядные животные; вторичные конс. - питаются травоядными, таким образом это уде плотоядные животные, так же как и третьичные конс., поедающие конс. второго порядка.

2 . Живые организмы, входящие в состав биоценоза в экосистеме, неодинаковы с точки зрения специфики ассимиляции ими вещества и энергии. В отличие от растений и бактерий животные не способны к реакци­ям фото- и хемосинтеза, а вынуждены использовать солнечную анергию опосредованно - через органичес­кое вещество, созданное фото- и хемосинтетиками. Таким образом, в биоценозе образуется цепочка после­довательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим или так называемая трофическая цепь (от греческого “трофе” - питаюсь).

Поскольку растения строят свой организм без посредников, их называют самопитающимися, или автотрофами. Так как будучи автотрофами, они со­здают первичное органическое вещество из неорганического, они являются продуцентами. Организмы, которые не могут строить собственное вещество из минеральных компонентов, используют органику, созданную автотрофами, употребляя их в пищу. Их называют гетеротрофами, что означает “питаемый другими”, а также консументами (от лат. “консумо” - потребляю). Плотоядные животные используют животные белки со специфическим набором амино­кислот. Они тоже являются консументами, но, в отличие от растительноядных, - консументами вторичными, или второго порядка. Но и на этом трофическая цепь не всегда заканчивается, так как вторичный консумент может служить источником питания для консумента третьего порядка и т.д. Но в одной трофи­ческой цепи не бывает консументов выше пятого порядка вследствие рассеяния энергии.

В процессе питания на всех трофических уровнях появляются “отходы”. Зеленые растения ежегодно частично или полностью сбрасывают листья. Значи­тельная часть организмов по тем или иным причинам постоянно отмирает. В конечном итоге так или иначе созданное органическое вещество должно частично или полностью замениться. Эта замена происходит благодаря особому звену трофической цепи - редуцентами (от лат. “редукцио” - возврат). Эти организмы - преимущественно бактерии, грибы, простейшие, мел­кие беспозвоночные - в процессе жизнедеятельности разлагают органические остатки всех трофических уровней продуцентов и консументов до минеральных веществ. Минеральные вещества, а также диоксид углерода, выделяющийся при дыхании редуцентов, вновь возвращаются к продуцентам.

Разные трофические цепи, в свою очередь, связа­ны между собой общими звеньями, образуя очень сложную систему, называемую трофической сетью.

Трофическая цепь в биогеоценозе есть одновре­менно цепь энергетическая, т.е. последовательный упорядоченный поток передачи энергии Солнца от продуцентов ко всем остальным звеньям. Поток энергии через экосистему можно измерить в различных ее точках, установив тем самым, какое количество солнечной энергии содержится в органи­ческих веществах, образованных в процессе фотосинтеза; какую часть энергии, заключенной в рас­тительном материале, может использовать растительноядное животное; какую часть этой энергии успевает использовать растительноядное, прежде, чем его съедает плотоядное, и так далее, от одного трофи­ческого уровня к другому.

Как внутри Земли, так и на ее поверхности происходят процессы, которые определяют формирование .

Каждому региону на Земле, на суше и на дне океана свойствен собственный тектонический режим, определяющей развитие рельефа. Эндогенный фактор образования рельефа включает тектонические, сейсмические и вулканические явления. До глубины 400 - 700 км прослеживаются особенно крупные разрывные нарушения, гипоцентры , магматические очаги, с которыми связаны . На этих глубинах происходят переходы вещества из твердого состояния в пластичное и даже жидкое (и обратно), разогревание и плавление его в результате радиоактивного распада, гравитационная и химическая дифференциация веществ.

Эндогенные процессы (от греч. endon — внутри и genes — рожденный) бывают как активными и длительными, например, в вулканических поясах, так и импульсивными. Внешние процессы, называемые экзогенные (от греч. ехо - вне и genes - рожденный), протекают на поверхности благодаря воздействию солнечной энергии, силе тяжести, физико-химическим изменениям и осадков, перемещению веществ из недр Земли в вертикальном и горизонтальном направлениях. Накопление осадков на дне морей и океанов, перемещение рыхлого материала на суше - также результат экзогенных процессов.

Основной источник энергии внешних сил планеты — это солнечная энергия. Из нее на экзогенные процессы расходуется около 60%, остальная часть возвращается во внеземное пространство. Солнечная энергия поглощается . Это определяет высокую степень подвижности его вод: течений, вихрей и др. Но и суше достается значительная доля энергии, которая не только расходуется, но и идет на накопление, уплотнение и преобразование осадков и минералов. Немалая часть ее сохраняется в . Помимо солнечной энергии на создание форм рельефа расходуется энергия падающих на Землю космических тел - метеоритов. Нетрудно заметить, что у эндогенных и экзогенных процессов имеются общие источники энергии: солнечное излучение, вращение планеты и физико-химические превращения вещества. Однако экзогенные процессы теснее связаны с и, прежде всего, с ландшафтно-климатическими условиями. Для каждого ландшафтного пояса характерны свои действующие экзогенные процессы. Установлено, что главным фактором в распределении и свойствах экзогенных процессов является непосредственное соотношение тепла и влаги. Это энергетическая основа многих географических процессов на поверхности Земли, в том числе процессов образования рельефа. Распределение тепла и влаги на поверхности планеты никогда не было постоянным. Это зависело от величины угла наклона оси вращения планеты, которая менялась от 15 - 20° до 30 - 40°. Сейчас этот угол составляет около 27°.

На проблему происхождения и развития рельефа суши и дна морей ученые смотрят по-разному. Одни полагают, что океаны возникли одновременно с появлением планеты. Однако они постоянно сокращают свою площадь, поскольку идет рост континентов. Другие считают, что океаны возникли при разрыве и дрейфе первичных , когда пространство между ними стало заполняться водой. Третьи предполагают, что возникли на месте существовавших некогда континентов в результате «океанизации» Земли.

Основной источник — энергия

Основные источники энергии, используемые человеком.  

Основной источник энергии, используемый автотрофа-ми, — Солнце. Образно говоря, автотрофы являются кормильцами биосферы: они не только питаются сами, но и кормят (своим телом) других. Поэтому их называют продуцентами. Биомасса, создаваемая ими, называется первичной.  

Основными источниками энергии на нефтеперерабатывающих заводах являются тепло, водяной пар и электроэнергия. Для получения всех видов энергии расходуется до 6 % перерабатываемой нефти, причем половина этого — количества сжигается на ТЭЦ, а другая — в трубчатых печах технологических установок. В связи с этим одной из важнейших проблем нефтегазоперфаботки является повышение технико-экономической эффективности всех технологических процессов.  

Основным источником энергии для всех процессов, происходящих в биосфере, является солнечное излучение. Атмосфера, окружающая Землю, слабо поглощает коротковолновое излучение Солнца, которое, в основном, достигает земной поверхности. Некоторая часть солнечного излучения поглощается и рассеивается атмосферой. Поглощение падающей солнечной радиации обусловлено наличием в атмосфере озона, углекислого газа, паров воды, аэрозолей.  

Основным источником энергии, аккумулируемой в аденозинтрифосфате (АТФ), является глюкоза. В клетках глюкоза с помощью ферментных систем сначала подвергается бескислородному расщеплению до двух молекул молочной кислоты СН3СН (ОН) СООН. Энергия, выделяемая при расщеплении одной молекулы глюкозы при гликолизе, аккумулируется в двух вновь образованных молекулах АТФ. По мере необходимости АТФ гидролизуется на аденозиндифосфат (АДФ) и фосфорную кислоту с выделением около 10 ккал тепловой энергии. Молочная кислота подвергается дальнейшему кислородному расщеплению в последовательных окислительно-восстановительных реакциях до углекислого газа и водорода, который, в свою очередь, окисляется кислородом воздуха до воды. Энергия, освобождаемая при этом, расходуется на регенерацию АТФ, то есть на присоединение к АДФ третьего остатка фосфорной кислоты. В результате полного расщепления двух молекул молочной кислоты выделяется энергия, достаточная для синтеза 36 молекул АТФ из АДФ.  

Основным источником энергии на Земле является Солнце.  

Основными источниками энергии, потребляемой промышленностью, являются горючие ископаемые и продукты их переработки, энергия воды, биомасса и ядерное топливо. В значительно меньшей степени используются энергия ветра, солнца, приливов, геотермальная энергия. Мировые запасы основных видов топлива оцениваются в 1 28 — Ю13 тонн УТ, в том числе, ископаемые угли 1 12 — Ю13 тонн, нефть 7 4 — Ю11 тонн и природный газ 6 3 — Ю11 тонн УТ.  

Основным источником энергии (тепла) в процессе азотирования является реакция азотирования, которая дает до 96 % от общего прихода энергии. Электроэнергия, подводимая при разогреве печи, составляет всего 2 — 3 % от общего прихода энергии.  

Основным источником энергии, поступающей на Землю, является Солнце. Солнечное излучение формируется в результате интенсивного взаимодействия с веществом в верхних слоях Солнца и находится с ним в равновесии. Электромагнитное излучение Солнца можно охарактеризовать двумя температурами — энергетической, которая определяется законом Стефана-Больцмана, и спектральной, определяемой из закона Вина. Для равновесного излучения эти температуры равны. Показателем неравновесности излучения может служить разность энергетической и спектральной температур. По мере удаления от поверхности Солнца энергетическая температура падает, а спектральная температура остается без изменения. Таким образом, неравновесность излучения по мере удаления от Солнца возрастает. Поэтому с увеличением расстояния от Солнца создаются более благоприятные условия для процессов самоорганизации, которые протекают в неравновесных условиях. С другой стороны, сложность образуемых систем зависит от температуры. С увеличением расстояния от Солнца температура падает, поэтому существует некоторое оптимальное расстояние, на котором возможно образование систем максимальной сложности. Уровень самоорганизации системы определяется степенью отклонения от равновесного состояния и уровнем сложности. В солнечной системе наиболее оптимальное сочетание названных параметров наблюдается на расстояниях, соответствующих орбите Земли. Таким образом, в Солнечной системе наибольший уровень самоорганизации может быть достигнут на Земле.  

Основными источниками энергии в пластах являются напор краевой воды, подошвенной воды, газа и газовой шапки; давление растворенного газа в нефти в момент выделения газа из раствора; сила тяжести; упругость пласта и насыщающих его нефти, воды и газа. Эти силы могут проявляться раздельно или совместно.  

Основными источниками энергии в пластах являются напор краевой воды, подошвенной воды, газа газовой шапки, давление растворенного газа в нефти в момент выделения газа из раствора, сила тяжести, упругость пласта и насыщающих его нефти, воды и газа. Эти силы могут проявляться раздельно или совместно. Таким образом, энергетические ресурсы нефтеносного пласта характеризуются существующим в нем давлением. Чем выше давление, тем больше при прочих равных условиях запасы энергии и тем полнее может быть использована залежь нефти.  

Основным источником энергии в промышленности, сельском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства служит топливо. В зависимости от физического состояния топливо подразделяется на твердое, жидкое и газообразное.  

Основными источниками энергии для человечества были мускульная сила людей и рабочего скота, а для обогрева жилищ и приготовления пищи использовалась древесина и навоз домашних животных. Однако доля древесины и древесного угля была велика, а мускульная сила человека и животных применялась по-прежнему.  

Основной источник - энергия - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Основные источники энергии

Основные источники энергии на службе человеку

Ископаемые виды топлива, такие как нефть, газ и уголь являются основными и чрезвычайно полезными для экономического развития. Однако все эти виды топлива имеют свои недостатки. Уголь является неэффективным. Нефть существует в ограниченных запасах.

Газ, хотя легко перемещать с места на место, может быть опасным, при его утечке. Включение угля, газа, нефти и других видов топлива в выработку электричества есть способ, чтобы сделать их гораздо более универсальными и полезными.

Тепло используется для кипячения воды и производства пара, который в свою очередь вращает винто-подобный механизм называемый турбиной. Турбины соединены с генератором, который вырабатывает электричество.

После электроэнергия полученная в силовой установкой, легко передается от одного места в другое надземные или подземными кабельными линиями. Внутри дома, завода и офиса, электричество снова преобразуется в другие виды энергии с помощью широкого спектра техники. Если у вас есть электрическая печь или тостер, то они преобразует электроэнергию, поставляемую с электростанции обратно в тепловую энергию для приготовления пищи.

Лампы в вашем доме преобразуют электрическую энергию в световую. По данным Министерства энергетики России, мировое потребление электроэнергии, вырастет на 71 процент в период между 2003 и 2030 гг. Около 80 процентов энергии которую мы используем сегодня, происходит от ископаемых видов топлива, но это не может продолжаться долго. Ископаемое топливо закончится рано или поздно.

К счастью, у нас есть альтернативы, основным источникам энергии. Мы можем сделать электричество из энергии ветра, или солнечных батарей.

Мы можем сжигать мусор для производства тепла, которое будет стимулировать электростанцию. Мы можем выращивать так называемые «энергетические культуры» (биомассы), чтобы сжечь в наших электростанциях вместо ископаемого топлива.

И мы можем использовать огромные запасы тепла в заключенные внутри Земли, известные как геотермальная энергия. Вместе, эти источники энергии, известны как возобновляемые источники энергии, потому что они будут длиться вечно (или, по крайней мере до тех пор, пока будет светить Солнце), не иссякая.

Если бы мы могли покрыть только один процент от пустыни Сахара солнечными панелями (площадь чуть меньше, чем Соединенные Штаты Америки), мы могли бы сделать более чем достаточно электроэнергии для всей нашей планеты. Мы также должны быть умнее в том, как мы используем энергию. Это называется энергоэффективность (экономия энергии).

Последовательное развитие возобновляемых источников энергии и технологий будет означать снижение доли централизованной крупной энергетики. Для общества это будет означать независимость от крупных энергетических компаний, а также повышение надежности электроснабжения.

Общий вывод очевиден. Научно-технический прогресс, появление новых технологий и материалов постоянно повышают роль возобновляемых источников энергии, которые уже замещают традиционные, основные источники энергии в значительном объеме. Общественное мнение «сдвигается» в сторону «распределенной энергетики», где основное место займут возобновляемые источники энергии.

Все это приводит к более глубокому изучению и использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Основное преимущество возобновляемых источников энергии их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты.

Основные источники энергии

Источники энергии

В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива - уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.

Ископаемые виды топлива

Уголь, нефть и газ - невозобновляемые источники энергии, которые сформировались из остатков древних растений и животных, обитавших на Земле миллионы лет назад (подробнее в статье «Древнейшие формы жизни«). Эти виды топлива добываются из недр и сжигаются для получения электроэнергии. Однако использование ископаемых источников топлива создает серьезные проблемы. При современных темпах потребления известные запасы нефти и газа будут исчерпаны уже в ближайшие 50 лет. Запасов угля хватит лет на 250. При сжигании этих видов топлива образуются газы, под воздействием которых возникает парниковый эффект и выпадают кислотные дожди.

Возобновляемые источники энергии

По мере роста численности населения (см. статью «Население Земли«) людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии - солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это - экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.

Гидроэлектростанции

Энергию воды используют на протяжении многих веков. Вода вращала водяные колеса, использовавшиеся для разных целей. В наши дни построены огромные плотины и водохранилища, и вода применяется для выработки электроэнергии. Течение реки вращает колеса турбин, превращая энергию воды в электроэнергию. Турбина связана с генератором, который вырабатывает электроэнергию.

Солнечная энергия

Земля получает громадное количество солнечной энергии. Современная техника позволяет ученым разрабатывать новые методы использования солнечной энергии. Крупнейшая в мире солнечная электростанция построена в пустыне Калифорнии. Она полностью обеспечивает потребности 2000 домов в энергии. Зеркала отражают солнечные лучи, направляя их в центральный бойлер с водой. Вода в нем кипит и превращается в пар, который вращает турбину, связанную с электрогенератором.

Энергия ветра

Энергия ветра используется человеком уже не первое тысячелетие. Ветер надувал паруса и вращал мельницы. Для использования энергии ветра создавались самые разнообразные устройства, предназначенные для выработки электроэнергии и для других целей. Ветер вращает лопасти ветряка, приводящие в действие вал турбины, связанной с электрогенератором.

Атомная энергия

Атомная энергия - тепловая энергия, выделяющаяся при распаде мельчайших частиц материи - атомов. Основным топливом для получения атомной энергии является уран - элемент, содержащийся в земной коре. Многие люди считают атомную энергию энергией будущего, но ее применение на практике создает ряд серьезных проблем. Атомные электростанции не выделяют ядовитых газов, но могут создавать немало трудностей, так как это топливо радиоактивно. Оно излучает радиацию, убивающую все живые организмы. Если радиация попадает в почву или в атмосферу, это влечет за собой катастрофические последствия.

Аварии ядерных реакторов и выбросы радиоактивных веществ в атмосферу представляют собой большую опасность. Авария на ядерной электростанции в Чернобыле (Украина), случившаяся в 1986 г., повлекла за собой гибель многих людей и заражение огромной территории. Радиоактивные отходы угрожают всему живому в течение тысячелетий. Обычно их хоронят ни дне морей, но нередки и случаи захоронения отходов глубоко под землей.

Другие возобновляемые источники энергии

В будущем люди смогут использовать множество различных естественных источников энергии. Например, в вулканических районах разрабатывается технология использования геотермальной энергии (тепла земных недр). Другим источником энергии является биогаз, образующийся при гниении отходов. Он может применяться для отопления жилищ и нагревания воды. Уже созданы приливные электростанции. Поперек устьев рек (эстуариев) нередко возводят плотины. Особые турбины, приводимые в действие приливами и отливами, вырабатывают электроэнергию.

Как сделать ротор Савония:

Ротор Савония представляет собой механизм, применяемый крестьянами в Азии и Африке для подачи воды при ирригации. Чтобы самим сделать ротор, вам потребуются несколько чертежных кнопок, большая пластмассовая бутылка, крышка, две прокладки, стержень длиной 1 м и толщиной 5 мм и два металлических кольца.

Как это сделать:

1. Чтобы сделать лопасти, обрежьте бутылку сверху и разрежьте ее пополам вдоль.

2. С помощью чертежных кнопок прикрепите половинки бутылки к крышке. Соблюдайте осторожность при обращении с кнопками.

3. Приклейте прокладки к крышке и воткните в нее стержень.

4. Приверните кольца к деревянному основанию и поставьте ваш ротор на ветру. Вставьте стержень в кольца и проверьте вращение ротора. Выбрав оптимальное положение половины бутылки, приклейте их к крышке прочным водоотталкивающим клеем.

Основные виды и источники энергии;

Виды и основные характеристики топлива

Топливо - вещество, при сжигании которого выделяется зна­чительное количество теплоты, используемое как источник получе­ния тепловой энергии и как сырье в химической, металлургической и других отраслях промышленности. Топливо, содержащее органи­ческие вещества, называют углеводородным. Путем химической переработки из него получают разнообразные продукты. Различа­ют естественные и искусственные топлива. К естественным отно­сятся ископаемые и растительные топлива, а к искусственным - продукты переработки естественных топлив. Все топлива по агре­гатному состоянию подразделяются на твердые (ископаемые угли, торф, древесина, сланцы), жидкие (нефть, нефтепродукты), газо­образные (природный и попутный газы и др.).

Основной характеристикой топлива является его теплота сго­рания , т. е. количество теплоты, выделяющейся при полном сгора­нии топлива. Различают теплоту сгорания удельную (МДж/кг) и объемную (МДж/м 3).

В состав всех видов топлив входит горючая масса (органи­ческая масса и горючие неорганические вещества: сера, ее соединения и т. д.) и негорючая масса (зола, влага). Чем больше в топливе золы, влаги, тем ниже его теплота сгорания. Чем выше в органической массе содержание углерода и водорода и чем ниже содержание кислорода и азота, тем больше теплота сгорания топ­лива.

Одним из важнейших видов жидких топлив является нефть, которая представляет собой сложную смесь парафиновых, нафте­новых и ароматических углеводородов. В нефти имеются также и неуглево­дородные и минеральные примеси. Органическая часть нефти сос­тоит на 83. 87 % из углерода и на 12. 14 % из водорода. Удель­ная теплота сгорания нефти колеблется от 39,8 до 44 МДж/кг.

Природный газ содержит до 98 % метана. Его объемная тепло­та сгорания составляет в среднем 30. 35 МДж/м 3 . В нефти, нахо­дящейся в недрах Земли, всегда присутствуют растворенные газы, которые при добыче выделяются из нее (попутные газы). Объемная теплота сгорания попутных газов примерно в.1,5 раза выше, чем природного газа, и составляет

50 000. 55 000 кДж/м 3 ,

В нашей стране создана мощная топливно-энергетическая база. Однако быстрый рост различных отраслей народного хозяйства предъявляет все более высокие требования к развитию топливно-энергетической базы страны и предполагает экономное и рацио­нальное использование всех видов топлива при одновременном снижении затрат на их добычу.

Энергетический потенциал нашей планеты включает практи­чески неистощимые в обозримом будущем источники энергии - Солнце, ветер, воды рек и морей - и невосполнимые, связанные с использованием полезных ископаемых - нефти, угля, природно­го газа, торфа и горючих сланцев.

Источники энергии первой группы, за исключением гидроэнер­гии рек, до настоящего времени играют ничтожную роль в мировом энергетическом балансе, а основное количество энергии челове­чество получает, реализуя химическую энергию и частично ядерную энергию различных топлив.

Все технологические процессы в промышленности связаны с за­тратами или выделением энергии. Энергия необходима как для проведения самого технологического процесса, так и для транспор­тировки сырья и готовой продукции, вспомогательных операций (сушка, дробление, фильтрование и т. д.). Потому промышленные предприятия потребляют значительное количество энергии различных видов. В структуре себестоимости, например, химической про­дукции затраты на получение энергии оставляют около 10%, что свидетельствует о высокой энергоемкости химических производств. Энергоемкость различных производств, т. е. расход энергии на изготовление единицы продукции, различается весьма значительно. Наша страна располагает большими энергетическими ресурса­ми, которые позволяют полностью удовлетворить потребности в них всех отраслей народного хозяйства. Однако топливно-энер­гетические ресурсы страны распределены по ее территории нерав­номерно и характеризуются различными экономическими показа­телями их использования (табл. 3.1).

Табл. 3.1.Распределение топливно-энергетических ресурсов на территории России

В промышленности применяются разнообразные виды энергии: электрическая, тепловая, ядерная, химическая и энергия света.

Электрическая энергия в промышленности использу­ется для преобразования в механическую энергию, для осуществле­ния процессов обработки материалов, дробления, измельчения, пе­ремешивания, центрифугирования, для нагревания, электрохими­ческих реакций и электромагнитных процессов.

Электрическую энергию производят гидроэлектростанции, теп­ловые и атомные электростанции. В последние годы успешно ведут­ся работы по непосредственному преобразованию тепловой энергии в электрическую. Всестороннее развитие технической базы всех отраслей народного хозяйства России требует дальнейшего разви­тия электроэнергетики. Большое внимание уделяется электри­фикации основных и вспомогательных процессов, комплексной ме­ханизации и автоматизации производства.

Тепловые электростанции играют доминирующую роль в элект­роэнергетическом балансе нашей страны, на их долю приходится около 80 % всей производимой в России электроэнергии. Проблема совершенствования тепловых электростанций, повышение коэффи­циента их полезного действия имеет большое народнохозяйствен­ное значение.

В России сосредоточено почти 12 % мировых гидроэнергетиче­ских ресурсов. Современный период развития гидроэнергетики характеризуется дальнейшим увеличением мощности строящихся ГЭС и перемещением гидроэнергостроительства на восток страны, где построены самые мощные ГЭС в мире - Братская, Новосибир­ская, Красноярская.

Потенциальная энергия мировых запасов ядерного горючего превосходит в десятки раз потенциальную энергию разведанных запасов угля, нефти и природного газа вместе взятых. В целях экономии и правильного использования природного невозобновляе­мого энергетического сырья необходимо интенсивно развивать атомную энергетику.

Атомные электростанции (АЭС) обладают высоким коэффици­ентом полезного действия. Так, например, при распаде 1 г урана-235 выделяется такое количество тепловой энергии, которое экви­валентно 1000 кВт-ч электроэнергии. Иными словами, при распаде 1 т урана-235 выделяется такое же количество теплоты, что и при сгорании 300 000 т каменного угля.

Тепловая энергия, получаемая при сжигании топлива, широко применяется для проведения многочисленных технологиче­ских процессов (нагревания, плавления, выпарки, сушки, перегон­ки и т. д.), а также в качестве источника теплоты для проведения эндотермических реакций. В качестве теплоносителей могут быть использованы топочные газы, водяной пар, перегретая вода, орга­нические теплоносители.

Химическая энергия связана с выделением теплоты в экзотермических химических реакциях, которая используется для нагрева реагентов, проведения эндотермических химических про­цессов. Например, в производстве водорода из азотно-водородной смеси теплота, выделяющаяся при конверсии метана, используется для проведения реакции конверсии оксида углерода. В производ­стве аммиачной селитры выделяющаяся в результате экзотермиче­ской реакции теплота используется для выпаривания реакционной массы и ее кристаллизации. Химическая энергия используется в гальванических элементах и аккумуляторах, где она преобра­зуется в электрическую. Эти источники энергии характеризуются высоким коэффициентом полезного действия.

Световая энергия используется в промышленности при создании фотоэлементов, фотоэлектрических датчиков, автоматов, а также для реализации большого числа фотохимических процес­сов в технологии синтеза хлористого водорода, реакциях хлориро­вания, бромирования и др. Фотоэлектрические явления, связанные с преобразованием световой энергии в электрическую, исполь­зуются в системах управления и контроля технологических про­цессов. Источником световой энергии является Солнце, где про­исходят атомные реакции синтеза ядер водорода и углерода. Сна­чала использовалась лишь тепловая энергия солнечных лучей. В настоящее время широко известно применение солнечных бата­рей на космических кораблях. Солнечную тепловую энергию в юж­ных районах страны можно использовать для кипячения воды, нагревания жидкостей и даже для плавления металлов (солнеч­ные печи).

Энергия рек занимает значительное место в производстве электроэнергии в России и особенно в странах, богатых гидроре­сурсами. Электроэнергия, вырабатываемая ГЭС, составляет 99,7 % в электроэнергетическом балансе Норвегии, во Франции и Италии - соответственно 50 и 58 %. Однако вследствие бурного развития атомной энергетики доля ГЭС в электроэнергетическом балансе России будет снижаться и составит через 25. 30 лет около 10 %.

Энергия морских приливов - разновидность энер­гии водного потока. Приливы - периодические колебания уровня моря, обусловленные силами притяжения Луны и Солнца в соеди­нении с центробежными силами, развивающимися при вращении систем Земля - Луна и Земля - Солнце. Приливы обладают огром­ной энергией. Высота приливной волны достигает 10. 20 м. Мировой технический потенциал морских приливов составляет около 500 млн т условного топлива в год. Для нашей страны представляет интерес использование этого источника энергии в районах побережья Баренцева, Белого и Охотского морей. Уже сделаны первые иссле­дования на пути к практическому использованию этого источника энергии.

Основные виды и источники энергии

Основные источники энергии на службе человеку

Ископаемые виды топлива, такие как нефть, газ и уголь являются основными и чрезвычайно полезными для экономического развития. Однако все эти виды топлива имеют свои недостатки. Уголь является неэффективным. Нефть существует в ограниченных запасах.

Газ, хотя легко перемещать с места на место, может быть опасным, при его утечке. Включение угля, газа, нефти и других видов топлива в выработку электричества есть способ, чтобы сделать их гораздо более универсальными и полезными.

Электрическую энергии обычно получают на электростанциях при сжигании топлива. Около 40 процентов электроэнергии, в России производится из угля. Внутри электростанции, уголь сжигается в огромной печи, чтобы освободить энергию в виде тепла.

Тепло используется для кипячения воды и производства пара, который в свою очередь вращает винто-подобный механизм называемый турбиной. Турбины соединены с генератором, который вырабатывает электричество.

Самое замечательное в электричестве, то что этот вид энергии универсален. Практически любой вид топлива может быть превращен в электричество .

После электроэнергия полученная в силовой установкой, легко передается от одного места в другое надземные или подземными кабельными линиями. Внутри дома, завода и офиса, электричество снова преобразуется в другие виды энергии с помощью широкого спектра техники. Если у вас есть электрическая печь или тостер, то они преобразует электроэнергию, поставляемую с электростанции обратно в тепловую энергию для приготовления пищи.

Лампы в вашем доме преобразуют электрическую энергию в световую. По данным Министерства энергетики России, мировое потребление электроэнергии, вырастет на 71 процент в период между 2003 и 2030 гг. Около 80 процентов энергии которую мы используем сегодня, происходит от ископаемых видов топлива, но это не может продолжаться долго. Ископаемое топливо закончится рано или поздно.

К счастью, у нас есть альтернативы, основным источникам энергии. Мы можем сделать электричество из энергии ветра, или солнечных батарей.

Мы можем сжигать мусор для производства тепла, которое будет стимулировать электростанцию. Мы можем выращивать так называемые "энергетические культуры" (биомассы), чтобы сжечь в наших электростанциях вместо ископаемого топлива.

И мы можем использовать огромные запасы тепла в заключенные внутри Земли, известные как геотермальная энергия. Вместе, эти источники энергии, известны как возобновляемые источники энергии, потому что они будут длиться вечно (или, по крайней мере до тех пор, пока будет светить Солнце), не иссякая.

Если бы мы могли покрыть только один процент от пустыни Сахара солнечными панелями (площадь чуть меньше, чем Соединенные Штаты Америки), мы могли бы сделать более чем достаточно электроэнергии для всей нашей планеты. Мы также должны быть умнее в том, как мы используем энергию. Это называется энергоэффективность (экономия энергии).

Сегодня большинство электроэнергии поступает из далеко расположенных электростанций, и передается по кабельным линиям. При передачи электроэнергии из одного места в другое теряется примерно две трети энергии. Другими словами, если вы сжигаете три тонны угля на электростанции, вы тратите две тонны на то, что-бы доставить электроэнергию потребителям. Вот почему здания в будущем, необходимо, делать с собственным подключением к электросети, например, солнечные батареи или небольшие ветряные турбины на крышах.

Последовательное развитие возобновляемых источников энергии и технологий будет означать снижение доли централизованной крупной энергетики. Для общества это будет означать независимость от крупных энергетических компаний, а также повышение надежности электроснабжения.

Общий вывод очевиден. Научно-технический прогресс, появление новых технологий и материалов постоянно повышают роль возобновляемых источников энергии, которые уже замещают традиционные, основные источники энергии в значительном объеме. Общественное мнение «сдвигается» в сторону «распределенной энергетики», где основное место займут возобновляемые источники энергии.

Все это приводит к более глубокому изучению и использованию нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Основное преимущество возобновляемых источников энергии их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты.

Ещё больше интересных статей

Menu ГЛАВНАЯ НАЙТИ МАСТЕРА КАЛЬКУЛЯТОР НОВОСТИ БИЗНЕСА — земельные участки — недвижимость — покупка недвижимости — аренда продажа ОХРАНА ТРУДА и ТБ СТРОИТЕЛЬСТВО — фундаменты — гидроизоляция — стены и фасад — кровля и мансарда — теплоизоляция — окна и двери — полы и напольные покрытия — отделочные работы — инженерные системы — строительные материалы — вентиляция и кондиционирование — потолок — системы отопления — дома и коттеджи — конструкция окон — конструкция дверей — ремонтные работы — системы водоснабжения — проектирование — технологии строительства БАНИ САУНЫ — особенности русской бани — строительство и материалы ПЕЧИ КАМИНЫ — печи, котлы, камины АРХИТЕКТУРА — архитектура древности — современная архитектура — дизайн интерьера — ландшафтный дизайн — декорирование — мебель и обстановка — стили интерьера ТЕХНОЛОГИИ — научно-технический прогресс — библиотека строителя — инженерное оборудование — станки — оборудование и инструмент — услуги — строительная техника — энергосбережение О ПРОЕКТЕ — Пользовательское соглашение — Политика конфиденциальности — Использование cookie КАРТА САЙТА

Источники энергии, потребляемой в настоящее время, отнюдь не неисчерпаемы. В связи с этим, стоит серьезно задуматься над тем, откуда мы будем брать энергию завтра - через 50 или 100 лет. Энергия - это отопление, освещение, транспорт. Это промышленная и сельскохозяйственная продукция. Население земного шара растет. Сотни миллионов людей, которые сегодня терпят голод и нужду, хотят - и у них есть на это полное право - вырваться из такого состояния. Однако все это требует не только времени, усилий, денег, но и достаточное количество энергии.

В статистическом обзоре ООН были опубликованы оценочные данные, касающиеся ресурсов энергии на земном шаре. Оказалось, что при существующем росте спроса на энергию, запасов полезных ископаемых хватит, примерно:
- угля до 2500 года;
- нефти до 2100 года;
- природного газа до 2035 года.
Статистические данные не говорят, однако, всего о ресурсах сырья. Например, добыча, хранение и транспорт нефти легче, чем добыча и перевозка угля. Кроме того, существуют разные сорта нефти. Нефть из одних месторождений не содержит вредных примесей, которые приходится удалять. Нефть из других - требует дорогостоящей очистки. Легче вести добычу нефти из скважин на материке, труднее и дороже - добывать ее с морского дна. Но в море, в сравнительно мелководных прибрежных местах, открыто много богатых месторождений.
Есть еще два других вида энергии - атомная и гидроэнергия. Использование данных видов энергии для решения трудных проблем удовлетворения энергетического спроса связано с уровнем развития науки и техники. Ресурсы гидроэнергии, практически неисчерпаемы, однако, количество энергии, которое может дать вода, ограничено техническими барьерами. Если бы удалось использовать в энергетических целях морские течения, то доля гидроэнергии в покрытии энергетического спроса была бы значительно выше.
Точно также обстоит дело и с ядерной энергией. Атомные электростанции прежней конструкции, в которых источником энергии служит радиоактивный распад урана, не решат проблему хотя бы потому, что разведанных месторождений урана хватит всего лишь до середины нынешнего столетия. Еще более важной проблемой в ядерной энергетике остается обеспечение ее безопасности для людей и окружающей среды. К сожалению, пока международным сообществом так и не выработано единого стратегического направления в развитии этой важной отрасли промышленности.
Есть источники энергии, используемые человечеством лишь в малой степени. Это, прежде всего, относится к солнечной энергии.
От солнца Земля получает колоссальное ее количество, примерно в 170 тысяч раз превышающее наш спрос. Квадратный метр Земли, освещенный солнцем, получает около одного киловатта энергии. Если покрыть несколько сот квадратных километров пустыни, достаточно производительными преобразователями солнечной энергии, то ее хватило бы для полного удовлетворения спроса большой и высокоразвитой страны.
Сдерживающими в использовании солнечной энергии являются два, все еще не решенных вопроса. Прежде всего, эта энергия не поступает постоянно. Второй проблемой остается рассеянность солнечной энергии. И хотя ее довольно много, но количество энергии, которую удается получить в отдельно взятых местах - оказывается очень малым, чтобы можно было найти ей широкое применение. Таким образом, надо как-то собрать эту энергию и сделать ее пригодной для более интенсивного использования.
В странах, где существуют районы с большим количеством солнечных дней в течение года, прежде всего в США, Австралии, Франции и Японии, уже давно используют солнечные установки подогрева воды для обычных бытовых нужд. Их черные, специальные водогрейные пластины можно видеть на крышах домов.
Аналогично, солнечная энергия применяется для питания установок кондиционированного воздуха, без которых трудно обойтись в жарких странах. Такие аппараты, питающиеся солнечной энергией, функционируют весьма успешно. Чем жарче на улице, тем лучше охлаждают они помещение. Солнечные кухонные плиты, приборы для обессоливания морской воды и другие устройства, получающие энергию от солнца, уже не плод фантазии, но они пока не производятся в массовом масштабе.
Наиболее перспективным направлением является непосредственное преобразование солнечной энергии в обычную, электрическую. Для этого используются солнечные элементы. Главным их достоинством есть отсутствие в конструкции движущихся частей и механизмов, ничего в них не течет, не перегорает и, практически, не изнашивается. Это был бы идеальный способ получения бесплатно (ведь солнце не предъявляет счетов за электричество) энергии в самой удобной форме, если бы...
Если бы, во-первых, солнечные элементы были дешевле, чем сейчас, а во-вторых, если бы можно было "ловить" солнечные лучи круглосуточно. Только в таком случае, огромные "плантации солнечных элементов", давали бы ток и в пасмурные дни, и ночью.
Решение всех этих проблем - дело, конечно, очень трудное, но возможное. Благодаря развитию техники и совершенствованию промышленного производства, солнечные элементы, возможно, станут дешевле, а их огромные "плантации" не обязательно должны быть установлены на земле. Проекты, выдвинутые некоторыми учеными и инженерами, специалистами по этим вопросам, хотя и напоминают научно-фантастические рассказы, но вполне возможно, что они будут осуществлены гораздо раньше, чем нам кажется.
Согласно одному из этих проектов, "поле солнечных элементов" должно покрывать поверхность спутника, находящегося на высоте около 35 тысяч километров над поверхностью Земли в плоскости экватора, и обращающегося вокруг Земли в направлении ее вращения за 24 часа. То есть, такой спутник кажется нам - расположенным неподвижно над Землей. Преобразователи, находящиеся на спутнике, могли бы иметь мощность от 3-х тысяч до 20-ти тысяч мегаватт. Электроэнергию можно было бы посылать на Землю с помощью пучка лучей очень высокой частоты. Превращение этой энергии в промышленный электрический ток и пересылка его - это уже дело гораздо менее сложное.
По другому проекту, представленному некогда нобелевским лауреатом, советским академиком, ученым Н.Н.Семеновым, такие огромные поля солнечных батарей можно поместить на Луне, а полученную энергию посылать на Землю с помощью лазерного пучка.
Другая группа российских инженеров предложила расположить на высоте десяти километров над поверхностью Земли ветряные электростанции, использующие воздушные течения постоянных скоростей, существующие на этой высоте. Эти электростанции предлагалось поднять в воздух при помощи воздушных шаров, закрепленных на земле прочными и гибкими тросами из синтетического волокна.
На первый взгляд, все эти проекты могут показаться совершенно невероятными. Но ведь история техники богата разными изобретениями, которые сначала представлялись совершенно невероятными, потом - трудными для исполнения, затем, осуществленными лишь в ограниченном масштабе и, наконец, находившими широкое применение и ставшими, вполне очевидными для всех.
Если жители Исландии, в сравнительно ограниченном масштабе, применяют для обогрева квартир горячую воду из гейзеров, то почему бы - не подумать об использовании для энергетических нужд огромных бассейнов подземной горячей воды, несколько десятков которых, имеется на дальневосточных территориях России.
А разве, уж таким безумием кажется, высказанная несколько лет назад, мысль о закачке воды в землю на достаточную глубину, для того, чтобы, используя температуру, имеющуюся внутри земли, создавать, что-то вроде искусственных гейзеров?
Можно c большой долей оптимизма предполагать, что человечество справится с энергетическими трудностями. Если не через год, то через 10 или более лет, быть может, будут освоены источники энергии, которые сейчас представляются недоступными или весьма сложными для использования. Данный оптимизм основан на том, что у нашей цивилизации просто нет другого выхода. Проблему энергетического обеспечения - человечеству придется все равно решать.
Мы должны помнить, что энергия - это хлеб цивилизации. И, как всякий хлеб, ее нужно не только беречь и ценить, но и - приумножать.