Timp de mai multe milenii, energia care este închisă în apă curgătoare servește ființa umană cu credincioșie. Rezervele sale de pe Pământ sunt enorme. Nu e de mirare că unii oameni de știință cred că ar fi mai corect să numim planeta noastră nu Pământ, ci Apă, deoarece aproximativ 3/4 din suprafața planetei este acoperită cu apă. Un imens acumulator de energie este Oceanul Mondial, absorbind cea mai mare parte a acestuia provenind din Soare. Aici se produc valuri de stropi, deversări și valuri, există mari curenți oceanici. Născut râuri puternice, purtând mase uriașe de apă în mări și oceane. Este clar că omenirea, în căutarea energiei, nu putea trece de asemenea rezerve uriașe. Anterior, oamenii au învățat să folosească energia râurilor.
Dar când a venit epoca de aur a energiei electrice, roata de apă revine, totuși, într-un alt tip (sub forma unei turbine cu apă). Generatoarele electrice care produc energie necesită rotire, iar acest lucru se poate face cu succes de apă, mai ales că are deja experiențe de secole. Se poate considera că hidroenergia modernă sa născut în 1891.
Avantajele centralelor hidroelectrice sunt evidente: reînnoite în mod constant de natura însăși, rezerva de energie, ușurința în funcționare, absența poluării mediului. Da, și experiența în construirea și funcționarea roților de apă ar putea fi de mare ajutor pentru hidroenergie. Cu toate acestea, construcția barajului unei centrale hidroelectrice mari sa dovedit a fi o sarcină mult mai complicată decât construirea unui baraj mic pentru rotirea roții de turnare. Pentru a conduce hidroturbine puternice în rotație, trebuie să acumuleze o cantitate mare de apă în spatele barajului. Pentru construirea barajului este necesar să se așeze atât de multe materiale încât volumul piramidelor egiptene gigantice, în comparație cu acesta, să pară nesemnificativ. Prin urmare, la începutul secolului XX, au fost construite doar câteva centrale hidroelectrice. În apropierea orașului Pyatigorsk, în Caucazul de Nord, pe Podkumok, a funcționat cu succes o centrală electrică destul de mare, cu un nume semnificativ "cărbune alb". Acesta a fost doar începutul.
Deja în planul istoric al GOELRO a fost prevăzută construcția unor centrale hidroelectrice mari. În anul 1926 a fost pusă în funcțiune centrala hidroelectrică Volkhov, în următoarea etapă - a început construcția renumitei hidrocentrale hidroenergetice Nipru. Politica energetică vizionară urmărită în țara noastră a dus la dezvoltarea unui sistem de centrale hidroelectrice puternice, așa cum nici în alte țări din lume. Nici un stat nu se poate lăuda cu astfel de giganți energetici precum centralele hidroelectrice Volga, Krasnoyarsk și Bratsk, Sayano-Shushenskaya. Aceste stații, care au dat literalmente oceanele de energie, au devenit centre în jurul cărora s-au dezvoltat complexe industriale puternice.
Dar până acum o mică parte din potențialul hidroenergetic al Pământului îi slujește pe oameni. Anual, fluxuri imense de apă, formate din ploaie și zăpadă topită, curg în mare, nefolosite. Dacă ar fi posibil să-i rețină cu ajutorul digurilor, omenirea ar primi o cantitate extraordinară de energie.
Energia de maree
Oceanele ocupă cea mai mare parte a suprafeței Pământului - prin urmare, construcția de centrale electrice care utilizează energia mareelor ca "combustibil" este potențial o sarcină foarte promițătoare. Primele centrale electrice de maree au fost construite la începutul anilor 1960 în Franța și URSS. Cele mai mari proiecte de acest gen au fost implementate în Marea Britanie, Canada și Australia.
Potrivit experților organizației ecologice Greenpeace, resursele energetice de maree din lume sunt de așa natură încât utilizarea lor va permite obținerea unei astfel de cantități de energie care este de 5 mii de ori mai mare decât nevoile actuale de electricitate ale omenirii.
Potrivit Consiliului Mondial al Energiei, acum este imposibil să vorbim despre perspectivele economice ale utilizării, eventual, în mod gratuit, a energiei undelor marine. Motivul este lipsa informațiilor credibile cu privire la rezultatele exploatării a câtorva centrale electrice care activează în prezent. În plus, stațiile de maree sunt cele mai profitabile pentru a construi pe zonele de coastă unde se observă cele mai înalte valuri - la rândul lor, este puțin probabil ca construcția în acest domeniu a întreprinderilor mari să fie interesată de electricitatea ieftină.
Energia Oceanului Mondial
Creșterea bruscă a prețurilor combustibililor, dificultăți în obținerea combustibilului, epuizarea resurselor de combustibil - toate aceste semne vizibile ale crizei energetice au cauzat în ultimii ani în multe țări un interes considerabil pentru noi surse de energie, inclusiv pentru energia Oceanului Mondial.
Este cunoscut faptul că rezervele de energie din oceanele lumii sunt enorme, deoarece două treimi din suprafața Pământului (361 de milioane de km pătrați.). Ocupa mărilor și oceanelor: Oceanul Pacific este de 180 de milioane de picioare pătrate .. km, Atlantic - 93 de milioane de metri patrati. km, indian - 75 de milioane de metri patrati. km. Astfel, energia termică corespunzătoare supraîncălzirea apelor de suprafață ale oceanului, comparativ cu partea de jos, să zicem, 20 de grade, este de ordinul a 1026 J. Energia cinetică a curenților oceanici este estimat a fi de ordinul a 1018 J. Cu toate acestea, este că oamenii sunt capabili de a utiliza doar o mică parte din această energie, da și apoi cu prețul unor investiții mari și încet recuperează, astfel încât această energie părea până acum neprospăcioasă.
Energia oceanului a atras mult atenția omului. La mijlocul anilor 1980, primele instalații industriale erau în funcțiune, iar evoluțiile au fost realizate în următoarele domenii principale: utilizarea energiei mareelor, surf, valuri, diferența de temperatură între straturile superficiale și adânci ale oceanului, curenții etc.
Timp de secole, oamenii au analizat cauza mareelor. Astăzi știm cu siguranță că un puternic fenomen natural - mișcarea ritmică a apei de mare provoacă forțele de atracție a Lunii și a Soarelui. Valurile de maree au un potențial enorm de energie - 3 miliarde kW.
Interesul specialiștilor în fluctuațiile nivelului oceanelor de mare în apropierea coastelor continentului este în creștere. Energia de maree timp de secole a fost folosită de oameni pentru alimentarea fabricilor și a fabricilor de cherestea. Dar, odată cu apariția motorului cu abur a fost uitat, până la mijlocul anilor '60, cand primele au fost puse în Franța și medicamente antiepileptice URSS.
Energia de maree este constantă. Datorită acestui fapt, suma generata in centralele electrice mareelor (CET) de energie electrică poate fi întotdeauna cunoscute în prealabil, în contrast cu hidrocentrală convențională, în care cantitatea de energie generată depinde de fluxul de râu, legate nu numai de condițiile climatice ale teritoriului peste care curge, dar, de asemenea, cu condiții meteorologice.
Cu toate acestea, oamenii de știință cred că este posibil punct de vedere tehnic și avantajoasă din punct de vedere economic de a utiliza doar o foarte mică parte a potențialului mareelor al oceanelor - conform unor estimări, doar 2% .Dacă definiția capacităților tehnice joacă un rol important factori cum ar fi natura coastei, forma și topografia de jos, adâncimea apă, curenți de mare și vânt. Experiența a arătat că pentru funcționarea eficientă a PES înălțimea valurilor mareelor nu ar trebui să fie mai mică de 5 m. În cele mai multe cazuri, aceste condiții apar în golfuri și estuare puțin adânci și înguste care se varsă în mare și oceane. Dar astfel de locuri din întreaga lume, nu este atât de mult: în funcție de diferite surse de 25, 30 sau 40.
La evaluarea beneficiilor economice ale construirii PES ar trebui, de asemenea, avut în vedere faptul că cea mai mare amplitudine a mareelor caracteristice mărilor marginale ale zonei temperate. Multe dintre aceste coaste sunt situate în locuri nelocuite, la o distanță mare de principalele zone de așezare și de activitate economică și, prin urmare, consumul de energie electrică. De asemenea, trebuie să se țină seama de faptul că rentabilitatea PES crește brusc cu creșterea capacității lor de 3-5 și, cu atât mai mult, cu 10-15 milioane kW. Dar construcția unor astfel de stații gigant, în plus, în zone îndepărtate, necesită costuri deosebit de ridicate, să nu mai vorbim de cele mai complexe probleme tehnice.
Se crede că Oceanul Atlantic are cele mai mari rezerve de energie de maree. În partea de nord-vest, la granița dintre Statele Unite și Canada, este Golful Fundy, care se află în interiorul partea îngustată a unui Golful mai deschis Maine. o lungime de 300 km și o lățime de 90 km, adâncimea la intrarea de mai mult de 200 m. Acest cunoscut Bay cele mai mari maree din lume, ajungând la 18 m. mareelor foarte mari și Arhipelagul Canadian off-shore. De exemplu, în largul coastei insulei Baffin, se ridica la 15,6 m. În partea de nord-est a Atlanticului aproximativ aceleași mareele au loc în Canalul Mânecii pe coasta franceză, în Golful Bristol și Marea Irlandei în largul coastelor Angliei și Irlandei.
Sunt de asemenea rezervele energiei mareelor din Oceanul Pacific. În partea de nord-vest a Mării Okhotsk, în special, iese în evidență, în cazul în care golfuri Tugursky Penzhina și înălțimea valurilor mareelor este de 9-13 m. Mareele mari sunt observate în China și coastele peninsulei coreene. Pe coasta de est a Oceanului Pacific condiții favorabile pentru utilizarea energiei mareelor disponibile în largul coastelor Canadei, arhipelagul chilian în sudul Chile, într-o îngustă și lungă, Golful California din Mexic.
În Oceanul Arctic rezervele de energie mareelor sunt alocate Marea Albă, în înroșirea feței Mezenskaya de buze, care au o înălțime de 10 m, iar Barents mare în largul coastei Peninsulei Kola (7 m). În Oceanul Indian, cantitatea de astfel de energie este mult mai mică. În ceea ce promițătoare pentru construcția de CTE este de obicei numit Golful Kutch Marea Arabiei (India) și coasta de nord-vest a Australiei.
În ciuda unor astfel de premise aparent foarte favorabile, construcția PES are încă un domeniu de aplicare destul de limitat. În esență, este foarte posibil să vorbim doar de mai mult sau mai puțin mari industriale PES „Rance“ în Franța, o experiență Kislogubskaya PES în Peninsula Kola (Rusia) și PES Canada-SUA în Golful Fundy.
Atunci când se construiește PES, este necesar să se evalueze în mod cuprinzător impactul lor asupra mediului înconjurător. Este destul de mare. În zonele de construcție de mare PES variază în mod semnificativ înălțimea mareelor, echilibrul apei nefuncțională în apele stației, care pot afecta grav pescuit, stridii, midii și așa mai departe.
Printre resursele energetice ale Oceanului Mondial se numără și undele de energie și gradientul de temperatură. Energia valurilor eoliene este estimată la un total de 2,7 miliarde kW pe an. Experimentele au arătat că nu ar trebui să fie folosite în apropierea țărmului, unde undele sunt înlăturate, dar în largul mării sau în zona de coastă a raftului. În unele ape off-shore din energia valurilor ajunge la concentrații semnificative: în Statele Unite și Japonia - aproximativ 40 kW pe metru de front de undă, iar pe coasta de vest a Regatului Unit - chiar și 80 kW pe 1 metru. Utilizarea acestei energii, deși la scară locală, a început deja în Marea Britanie și Japonia. Insulele Britanice au o coastă foarte lungă, în multe locuri marea rămâne turbulentă pentru o lungă perioadă de timp. Oamenii de știință estimează că, din cauza energia valurilor marine în apele teritoriale britanice ar putea fi obținute până la 120 GW, care este de două ori capacitatea tuturor centralelor electrice deținute de Autoritatea centrală electrică britanică.
Pentru prima dată ideea de a folosi diferența de energie dintre temperatura suprafeței și straturile adânci ale oceanelor de apă oferite d'Arsonvil om de știință francez în 1881, dar prima dezvoltare a început abia în 1973. Energia diferenței de temperatură a diferitelor straturi ale Oceanului Mondial este estimată la 20-40 trilioane. kW. Dintre acestea, pot fi folosite doar 4 trilioane de dolari. kW.
Principiul de funcționare a acestor stații este următoarea: cald apa de mare (24-32 ° C) la un schimbător de căldură unde amoniacul lichid sau freon transformată în abur pentru a conduce o turbină și apoi intră un următorul schimbător de căldură pentru răcirea și condensarea apei la 5- 6 ° C, provenind de la o adâncime de 200-500 de metri. Electricitatea primită este transferată pe țărm printr-un cablu subacvatic, dar poate fi utilizată și pe amplasament (pentru a asigura extracția mineralelor de pe fundul mării sau eliberarea din apa de mare). Avantajul acestor instalații este posibilitatea livrării acestora în orice zonă a Oceanului Mondial. În plus, diferența de temperatură dintre diferitele straturi de apă oceanică este o sursă de energie mai stabilă decât, de exemplu, vântul, soarele, valurile mării sau surful. Prima instalare a fost lansată în 1981 pe insula Nauru. Singurul dezavantaj al acestor stații este atașamentul lor geografic la latitudinile tropicale. Pentru utilizarea practică a gradientului de temperatură, regiunile Oceanului Mondial situate între 20 ° N sunt cele mai potrivite. și 29 ° S. unde temperatura apei la suprafața oceanului atinge, de regulă, 27-28 ° C, iar la o adâncime de 1 kilometru are doar 4-5 ° C.
În ocean, care reprezintă 72% din suprafața planetei, există potențial diferite tipuri de valuri energetice și de maree; energia legăturilor chimice de gaze, săruri și alte minerale; energia curenților, care se mișcă liniștit și fără sfârșit în diferite părți ale oceanului; energia gradientului de temperatură etc. și pot fi transformate în combustibili standard. Astfel de cantități de energie, varietatea formelor sale, garantează că în viitor omenirea nu va suferi din cauza lipsei ei.
Oceanul este plin de energie extraterestră, care intră din spațiul cosmic. Este accesibil și sigur, nu afectează mediul, este inepuizabil și liber. Din spațiu vine energia Soarelui. Se încălzește aerul, formând vânturi care cauzează valuri. Se încălzește oceanul, care acumulează energie termică. Ea pune în mișcare curenți, care în același timp își schimbă direcția sub influența rotației Pământului. Din spațiu vine energia atracției solare și lunare. Aceasta este forța motrice a sistemului Pământ-Lună și provoacă ebbs și maree. Oceanul nu este un spațiu de apă plat, fără viață, ci un depozit uriaș de energie agitată.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: