Реферат: Енергія вітру. Екологічні характеристики джерел енергії. Проблеми енергозбереження

План

Енергія вітру.

Сонячне випромінювання – головний збудник життєдіяльності на Землі.

Їм належить майбутнє.

Проблеми енергетики.

Світ шукає енергію.

До нової вакуумної картини світу.

Нова енергетична концепція.

Місце лазера голубої води у новій енергетиці.

Вертикально-осьова вітрова енергетична установка - вітрова енергетична установка, в якій вісь ротора розташована вертикально.

Вітрова електрична станція (вітроелектростанція, ВЕС) - група вітрових електричних установок (або окрема вітрова електрична установка), устаткування і споруди, які розташовані на одній території, функційно зв'язані між собою і становлять єдиний комплекс, призначений виробляти електроенергію, перетворюючи кінетичну енергію вітру в електричну.

Вітрова електрична установка (вітроелектроустановка) - вітрова енергетична установка, яка перетворює кінетичну енергію вітру в електричну.

Розрізняють вітроелектроустановки:

малої потужності (до 100 кВт);

середньої потужності (від 100 до 1000 кВт);

великої потужності (понад 1000 кВт).

Вітрова енергетична установка (вітроенергоустановка) - установка, яка перетворює кінетичну енергію вітру в інший вид енергії.

Вітрова механічна установка (вітромеханічна установка) - вітрова енергетична установка з силовим передавачем на механічну навантагу.

Вітрова турбіна - пристрій, в якому енергія вітру перетворюється в механічну енергію (частина вітроенергетичної установки).

Вітроенергетика - галузь енергетики пов'язана з використанням енергії вітру для виробництва електроенергії.

Ми так звикли до сонця, що навіть не замислюємося, що то за диво – світанок і день, що настає за ним ... Лише в рідкісні хвилини нас осяває думка про те, що все суще на Землі зобов’язане своїм існуванням великому світилу. Це воно світить і гріє, годує й напуває, руйнує й будує… і є нескінченною згадкою для людини.

Талановитий дослідник сонячно-земних зв’язків О.Л. Чижевський написав: “Безперечно, що головним збудником життєдіяльності Землі є випромінювання Сонця”.

На всіх етапах розвитку суспільства вдосконалення техніки та створення нових знарядь праці супроводжувалися стрімким зростанням видобутку енергії та освоєння її нових джерел. Довгий час це була винятково енергія м’язів, потім дрова, вода, вітер, тепер вугілля, нафта, газ. Характерно, що кожне нове відкриття в галузі перетворення енергії призводило до інтенсивного і різноманітного її використання. Апетит людства зростав, як кажуть, “під час їди”.

Більшість розвинутих країн посилено займається технологією нетрадиційних, або відновлюваних джерел енергії (ВДЕ) – Сонця, вітру, припливів, тепла землі тощо. Вони не можуть стати справжніми замінниками нафти, газу, вугілля чи ядерної енергії, яка повинна використовуватися в поєднанні з традиційними. При цьому вони можуть відігравати важливу роль для регіонів із сприятливими кліматичними та іншими умовами.

Оцінки спеціалістів свідчать що більш чи менш широкого практичного застосування нетрадиційних джерел енергії можна чекати на початку наступного тисячоліття.

Головною причиною, що стримує розвиток відновлюваних джерел енергії, виявляється необхідність високих капітальних затрат. Але жоден вид енергії не обходиться так дорого, як її недостача, що актуально сьогодні.

Щодо прогнозів використання сонячної енергії, то деякі вчені твердять: через низьку густину сонячної енергії при її застосуванні потрібні великі території, але це не зовсім вірно.

Так, на широтах Ашхабада і Ташкента на квадратний кілометр падає опівдні потік сонячної енергії, рівний потужності Дніпрогесу. Звичайно, на Україні сумарна густина сонячної радіації в середньому становить 700 Вт/м2. Найбільша пряма сонячна радіація в південних областях (Одеській, Миколаївській, Херсонській) на рівні моря досягає 1кВт/м2 – 0,1 Вт/см2.

Найвизначнішим заходом здійсненим на Україні в галузі використання сонячної енергії, є створення сонячної електростанції в с. Леніно Кримської обл. Потужністю 55МВт (СЕС-5).

Питанням розвитку енергетики надається першочергового значення, бо це не тільки головна проблема, але і важливий соціально-політичний аспект сучасного світу. Найбільш гостра проблема джерел. Щороку збільшення витрат енергії перевищує зростання населення Землі, і це є закономірним. Процес індустріалізації призводить до додаткових витрат матеріалів, що в свою чергу викликає збільшення витрат енергії. Є й інші причини. Зокрема, постійне зниження родючості ґрунтів потребує все більшої кількості добрив, на виробництво яких теж витрачається енергія. Можна було б навести ще чимало прикладів, але висновок буде один: людству необхідно все більше та більше енергії, отримати яку за рахунок традиційних джерел в недалекому майбутньому буде важко чи взагалі неможливо. Отже, необхідно шукати інші варіанти енергетичного забезпечення цивілізації.

Все необхіднішою стає заміна існуючих технологій на екологічно чисті, що гарантують виживання людства та збереження біосфери, так як енергетика загрожує екологічною катастрофою. Енергетика, що ґрунтується на спалюванні природних запасів вугілля, нафти, газу, урану стає пагубною для людства. Окрім того, запаси природних копалин та дешевого урану вичерпуються. Передбачається що до нинішнього року потреба щодо природних ресурсів сягне 25млрд.тонн, і прогнозується, що запасів хімічного палива людству вистачить на 150 років. Атомна енергетика, крім небезпеки експлуатаційного характеру, має невирішену проблему захоронення й утилізації ядерних відходів.

Ще зовсім недавно деякі надії покладалися на водневу енергетику. Природні запаси чистого водню зовсім незначні, водночас у сполуках водень широко розповсюджений. Розроблено різноманітні способи одержання водню як хімічним шляхом, так і на основі електролізу води. Екологічна чистота водневої енергетики призводить до не екологічності одержання електроенергії при добуванні водню.

Розроблюються проекти використання сонячної енергії. Енергія сонця, при попаданні на Землю перетворюється на тепло . Ставиться завдання максимального використання її до того, як вона перетвориться на теплову енергію. Щільність потоку сонячної радіації в космосі становить 1400Вт на м2. Підраховано, що при відрахуванні витрат на випаровування та фотосинтез кількість сонячної радіації що досягає поверхні Землі, майже у 7 тисяч разів перевищує кількість всієї необхідної нині енергії.

Сонячну енергію планується перетворити в електричну шляхом створення космічних станцій. На думку К.П.Феонтістова для одержання потужності 10млн. КВт необхідні сонячні батареї приблизно 100 км2. У мікрохвильовому діапазоні енергію можна буде трансформувати на Землю.

Якщо проаналізувати найбільш поширені способи одержання енергії, що використовуються нині, то виявляється важлива закономірність. Суть її полягає в наступному. Кінцевим продуктом усього ланцюга енергетичних перетворень у сучасних спробах одержання енергії є речовина. Причому ця кінцева речовина стає, як правило, більш небезпечною для біосфери, ніж вихідний енергоносій.

Світ вже звик до думки, що для одержання енергії необхідно подіяти на речовину і в кінцевій стадії також одержувати речовину, і такий шлях вважається єдиним. Це глибока помилка. Завдання полягає в тому, аби знайти зовсім нові способи одержання енергії, вільні від традиційної схеми: “речовина на початку – речовина на кінці”.

Альтернативою існуючим способам одержання енергії можуть бути лише такі способи, в яких на кінцевій стадії енергоперетворень не буде з’являтися шкідлива речовина, або зовсім не буде речовини як такої. В цьому й полягає вся парадоксальність вирішення проблеми.

Вакуум відкриває таємницю енергії. Більш того, сучасний рівень розвитку техніки достатній для практичної реалізації нових способів одержання великих рівнів енергії, кінцевою стадією яких буде Вакуум, а не залишкова речовина.

Історія розвитку людства – це історія зміни світоглядів. Механічна картина світу замінилась електромагнітною. На зміну їй квантова картина світу. Але вона також уже пройшла свій період розвитку і стоїть на порозі зміни на нову. Картина світу починає перекроюватися і вже визначаються напрямки, по яких піде її переосмислення. На думку академіка Г.І. Наана, нова картина світу має бути вакуумною.

Він вважає, що єдність природи ґрунтується на всюдисущності вакууму, властивості якого і визначають характер основних законів, що діють у нашому світі.

Всесвіт великий. Відстані від Землі до Сонця складає 150млн. Км. Відстань від сонячної системи до центру галактики в два мільярди разів більша ніж відстань від Землі до Сонця. В свою чергу, розміри спостережного Всесвіту в мільйон разів більша за відстань від сонячної системи до центру галактики. І весь цей простір заповнений неймовірно великою кількістю речовини.

Маса Землі становить близько 6x1021 тонн. Маса Сонця у 300000 разів більша. Лише у спостережній області Всесвіту сумарна його маса становить 1022 мас Сонця.

З іншого боку, розглянемо атом, що входить до складу твердого тіла. Атом у багато разів менший за будь-який відомий нам предмет, але в багато разів більший за ядро, що знаходиться в центрі атома і в якому міститься вся речовина атома. Якщо збільшити атом так, щоб ядро набуло розміру макової зернини, то розміри атома матимуть кілька десятків метрів у діаметрі. На відстані десятків метрів від ядра будуть знаходитися багатократно збільшені електрони, які все ж таки буде важко побачити неозброєним оком, оскільки вони надто малі. А між електронами і ядром буде величезний простір, не заповнений речовиною. Це і є субстанційний Вакуум. Таким чином ми приходимо до висновку що речовина є рідкісним винятком у величезному просторі, що заповнений субстанцією Вакууму.