Альтернативные виды энергии
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
? водоем частично заполняется рассолом (очень соленой водой), поверх которого находится пресная вода. Плотность рассола гораздо выше, поэтому он остается на дне и с верхним слоем почти не смешивается. Солнечные лучи без помех проходят через пресную воду, но поглощаются рассолом, превращаясь при этом в тепло. Верхний слой действует как изоляция, не позволяя нижнему остывать. Иными словами, в солнечных прудах используется тот же принцип, что и в парниках, только земля и стекло заменены соответственно рассолом и пресной водой. Горячий раствор соли может циркулировать по трубам, отапливая помещения, или использоваться для выработки электричества; им нагревают жидкости с низкой точкой кипения, которые, испаряясь, приводит в движение турбогенераторы низкого давления. Поскольку солнечный пруд представляет собой высокоэффективный теплоаккумулятор, с его помощью можно получать энергию непрерывно
Учитывая все вышеизложенное, можно выделить основные достоинства и недостатки использования данного вида получения энергии.
Достоинства:
общедоступность и неисчерпаемость источника;
теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (лат. Albus - белый - характеристика отражательной способности поверхности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это маловероятно).
Недостатки:
зависимость от погоды и времени суток;
как следствие, необходимость аккумуляции энергии;
большая площадь для развертывания установок.
Следует добавить, что ученые и энергетики продолжают вести работу по поиску новых более дешевых возможностей использования солнечной энергии. Предлагаются и подчас фантастические предложения, например такие, как строительство космической солнечной станции на орбите планеты, способной принимать испускаемое Солнцем излучение напрямую, без влияния атмосферы, как это происходит на поверхности Земли, к тому же постоянно. Остается лишь изобрести способ передавать полученную энергию из космоса на землю без использования электропроводов. Эта идея не кажется такой уж и фантастической, учитывая тот факт, что первые практические опыты в нашей стране по передаче энергии без проводов с помощью СВЧ-излучения были проведены под руководством профессора С.И. Тетельбаума в Киевском политехническом институте около 30 лет назад. Две простейшие квадратные антенны со стороной квадрата 100 м при длине волны 1 см позволили передавать энергию на расстояние 50 км с КПД 40%, а на расстояние 5 км - с КПД 60%. Принимая во внимание современное состояние техники, можно полагать, что удастся существенно улучшить все показатели беспроводной линии передачи энергии с помощью СВЧ-излучения. Кто знает, возможно в ближайшем будущем подобный способ передачи будет таким же обыденным как и простая лампа накаливания в помещениях.
ЭНЕРГИЯ ВЕТРА
На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца он может работать зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Природа не создала месторождения ветров и не пустила их, подобно рекам, по руслам. Ветровая энергия практически всегда размазана по огромным территориям. Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее надежным, чем Солнце.
Но, как ни странно, такой, казалось бы, непостоянный источник энергии как ветер в настоящее время активно исследуется. Поэтому ветроэнергетика активно развивается - 24 % в год. Сейчас это наиболее быстро растущий сектор энергетической промышленности в мире. Во многих странах возникла новая отрасль - ветроэнергетическое машиностроение. По-видимому, и в ближайшей перспективе ветроэнергетика сохранит свои передовые позиции. Мировыми лидерами по применению энергии ветра являются США, Германия, Нидерланды, Дания, Индия. В Европе ветрогенераторы стали привычным элементом пейзажа. Например, в Дании 13% электроэнергии уже сейчас вырабатывается с помощью возобновляемых источников. Половина ветровых турбин изготавливается именно в этой стране, отсюда их развозят по всему свету.
Первоначально наибольшее распространение ветроустановки получили в сельском хозяйстве. На парусниках ветряки приводили в движение насосы и якорные механизмы. Воздушный винт использовали для привода судовых механизмов. Уже позже делались попытки использовать энергию ветра уже на научной и государственной основе.
Рис. 5 - Ветрофермы, установленные на воде и на земле
Ветродвигатели
Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.
Принципиальная простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества, но только неопытному взгляду ветроагрегат представляется простой конструкцией.
Выход энергии не находится в линейной зависимости от длины лопасти и от скорости ветра: он растет пропорционально квадрату длины лопасти и кубу скорости ветра. Именно поэтому инженеры склоняются в пользу крупных ветродви?/p>