Коллеги - педагогический журнал Казахстана
Учительские университеты
| Главная » Статьи » В помощь учителю » Физика |
Проблемы энергетики
| Широко известно образное выражение «энергия – это хлеб промышленности». Оно верно: можно лишь добавить, что энергия является хлебом и для транспорта, и для сельскохозяйственного производства, и для науки, медицины, бытовой техники. Прежде всего это относится к такому уникальному виду энергии, как электрическая. Её производство – одна из важнейших задач, стоящих перед человечеством. Решая её люди должны теперь изыскать рациональные пути использования природных ресурсов, но вместе с тем обеспечить выработку энергии в нужных масштабах. Развитие нетрадиционных видов энергии. К таким видам энергетики относятся не получившие пока широкого распространения энергетические установки, работающие на возобновленных источниках, например на солнечной энергии, ветровой, геотермальной и т.п. Сейчас многие считают, что вековая мечта человечества об освоении колоссальной энергии, поступающей на Земли от Солнца, приобретает с развитием солнечной энергетики реальные черты. До недавнего времени фотоэлементы, преобразующие энергию солнечного света в электричество, были довольно дороги. Поэтому они применялись главным образом лишь там, где обойтись без них трудно и нельзя. Однако стоимость солнечных элементов быстро уменьшается: за 10 последних лет затраты на создание солнечной батареи а расчёте на единицу её мощности сократились более чем в 3 раза, и специалисты считают, что в ближайшем будущем благодаря совершенствованию и удешевлению технологии изготовления солнечных элементов их цена резко снизится, что позволит им стать важными «конкурентоспособными» источниками энергии. Масштабы солнечной энергетики растут во всём мире. Её развитию уделяется большое внимание: сооружаются гелиоустановки, снабжающие электроэнергией дома, промышленные предприятия, сельскохозяйственное производство; испытываются транспортные средства, например автомобили, приводимые в движение электричеством, которое вырабатывают солнечные элементы, расположенные на его собственной крыше; создают оригинальные комбинации солнечных батарей с другими источниками электроэнергии, обеспечивающие более высокий КПД их использования и равномерность снабжения электричеством потребителей. Основные недостатки гелиоустановок – громоздкость (фотоэлементы приходится соединять в батареи), например, преобразователь мощностью 1 кВт занимает площадь 40 м2; периодичность действия). Кардинально улучшить технико-экономические показатели гелиоэлектростанций позволит вынос их в околоземное пространство (на орбиту) с передачей энергии на Землю при помощи дециметровых электромагнитных волн. В этом случае станции могут работать бесперебойно круглый год, им не нужны аккумуляторы, они будут воспринимать более интенсивные потоки солнечной радиации и т.д. Возрос интерес к использованию и возобновляемых энергетических ресурсов океана. Все промышленно развитые страны активно разрабатывают сегодня программы по преобразования и использованию энергии океана. В мире уже много приливных электростанций, серийно выпускаются мелкомасштабные, использующие энергию волн установки для автономных потребителей, исследуется возможность получения электрической энергии за счёт разности солёностей воды в устьях рек и в океанских течениях. Для получения энергии можно использовать, например разность температур слоёв воды. Проанализируем принципиальный, чисто физический вопрос о возможных методах преобразования разных видов энергии в электрическую, поскольку он открывает создание новых установок для выработки промышленной электроэнергии совершенствования действующих. Основные запасы природной энергии представлены ее пятью видами: ядерной, тепловой, химической, механической, электромагнитной. Запасы ядерной энергии сосредоточены: В тяжёлых элементах – уране и тории, для которых энергетически выгодна реакция деления ядер атомов. При полном делении ядер, содержащихся в 1 кг урана, выделяется 84∙1012Дж; В лёгких элементах, которые можно синтезировать. Синтез 1 кг гелия из дейтерия даёт 567∙1012Дж, из дейтерия и трития-546∙1012Дж (требуется сверхвысокая температура); Уран – 238 в «быстрых» реакторах может быть переработан в ядерное горючее – уран – 233, плутоний-239, что очень перспективно; Запасы тепловой энергии. Достоверная оценка их затруднена из-за недостаточного знания структуры и теплового состояния глубинных слоев Земли. Предполагается, что минимальные запасы энергии ≈ 42∙1029 Дж, в том числе на глубине до 10 км ≈ 42∙1021Дж, и лишь незначительная часть выносится на поверхность горячими водами термальных источников. Запасы механической энергии скрыты в потоках воды и воздуха. Их происхождение связано с преобразованием энергии солнечного излучения; поставщиком небольшой части (в виде приливов) является Луна. | |
| Просмотров: 481 | |
Четверг, 2024-12-19, 3:11 AM
Приветствую Вас Гость
Приветствую Вас Гость
Форма входа |
|---|
Социальные закладк |
|---|
Поиск |
|---|
Друзья сайта |
|---|
Теги |
|---|
Статистика |
|---|