Аура воды и ее энергия

Транскрипт

1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВОДЫ

2 1. Энергия рек Устройства, в которых энергия воды используется для совершения работы, принято называть водяными (или гидравлическими.) двигателями. Простейшие и самые древние из них водяные колеса. Различают колеса сверхним, средним и нижним подводом воды. В современной гидроэлектростанции масса воды с большой скоростью устремляется на лопатки турбин. Вода из-за плотины течет через защитную сетку и регулируемый затвор по стальному трубопроводу к турбине, над которой установлен генератор. Механическая энергия воды посредством турбины передается генераторам и в них преобразуется в электрическую. После совершения работы вода стекает в реку через постепенно расширяющийся туннель, теряя при этом свою скорость.

3 Классификация ГЭС Гидроэлектростанции классифицируются по мощности: мелкие (с установленной электрической мощностью до 0,2 МВт) малые (до 2 МВт), средние (до 20 МВт) крупные (свыше 20 МВт) Гидроэлектростанции классифицируются по напору: низконапорные ГЭС (напор до 10 м) среднего напора (до 100 м) высоконапорные (свыше 100 м). В редких случаях плотины высоконапорных ГЭС достигают высоты 240 м. Такие плотины сосредоточивают перед турбинами водную энергию, накапливая воду и поднимая ее уровень

4 Особенности ГЭС Себестоимость электроэнергии на ГЭС существенно ниже, чем на всех иных видах электростанций Генераторы ГЭС можно достаточно быстро включать и выключать в зависимости от потребления энергии Возобновляемый источник энергии Значительно меньшее воздействие на воздушную среду, чем другими видами электростанций Строительство ГЭС обычно более капиталоёмкое Часто эффективные ГЭС более удалены от потребителей Водохранилища часто занимают значительные территории Плотины зачастую изменяют характер рыбного хозяйства, поскольку перекрывают путь к нерестилищам проходным рыбам, однако часто благоприятствуют увеличению запасов рыбы в самом водохранилище и осуществлению рыбоводства. Мощность современных ГЭС, спроектированных на высоком инженерном уровне, превышает 100 МВт, а К.П.Д. составляет 95% (водяные колеса имеют К.П.Д %). Такая мощность достигается при довольно малых скоростях вращения ротора (порядка 100 об/мин), поэтому современные гидротурбины поражают своими размерами. Например, рабочее колесо турбины Волжской ГЭС им. В. И. Ленина имеет высоту около 10 м ивесит 420 т

5 Наименование Саяно- Шушенская ГЭС Красноярская ГЭС Крупнейшие гидроэлектростанции России Мощность, ГВт 6,40 6,00 Среднегодовая выработка, млрд квт ч 23,50 20,40 Собственник ОАО РусГидро ОАО «Красноярская ГЭС» География р. Енисей, г. Саяногорск р. Енисей, г. Дивногорск Братская ГЭС 4,50 22,60 ОАО Иркутскэнерго, РФФИ р. Ангара, г. Братск Усть-Илимская ГЭС 4,32 21,70 ОАО Иркутскэнерго,РФФИ р. Ангара, г. Усть- Илимск Богучанская ГЭС* 3,00 17,60 ОАО «Богучанская ГЭС», ОАО РусГидро р. Ангара, г. Кодинск Волжская ГЭС 2,54 12,30 ОАО РусГидро р. Волга, г. Волжский Жигулёвская ГЭС 2,30 10,50 ОАО РусГидро р. Волга, г. Жигулевск Бурейская ГЭС* 2,00 7,10 ОАО РусГидро р. Бурея, пос. Талакан Чебоксарская ГЭС 1,40** 3,31** ОАО РусГидро р. Волга, г. Новочебоксарск Саратовская ГЭС 1,36 5,35 ОАО РусГидро р. Волга, г. Балаково Зейская ГЭС 1,33 4,91 ОАО РусГидро р. Зея, г. Зея Нижнекамская ГЭС 1,25** 2,67** ОАО «Генерирующая компания», ОАО «Татэнерго» р. Кама, г. Набережные Челны Загорская ГАЭС 1,20 1,95 ОАО РусГидро р. Кунья, пос. Богородское Воткинская ГЭС 1,02 2,60 ОАО РусГидро р. Кама, г. Чайковский Чиркейская ГЭС 1,00 2,47 ОАО РусГидро р. Сулак

6 Крупнейшие ГЭС в мире Наименова ние Мощность ГВт Среднегодовая выработка, млрд квт ч География Санься 22,40 100,00 р. Янцзы, г. Сандоупин, Китай Итайпу 14,00 100,00 р. Парана, г. Фос-ду-Игуасу, Бразилия/Парагвай Гури 10,30 40,00 р. Карони, Венесуэла Тукуруи 8,30 21,00 р. Токантин, Бразилия

9 2. Энергетические ресурсы океана 2.1. Тепловая энергия океана Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. км 2) занимают моря и океаны: Тихий океан 180 млн. км 2 Атлантический 93 млн. км 2 Индийский 75 млн. км 2 Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка Дж. Однако, пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной

10 В августе 1979 г. вблизи Гавайских островов начала работать теплоэнергетическая установка мини- ОТЕС. Пробная эксплуатация установки в течение трех с половиной месяцев показала ее достаточную надежность. При непрерывной круглосуточной работе не было срывов, если но считать мелких технических неполадок, обычно возникающих при испытаниях любых новых установок. Ее полная мощность составляла в среднем 48,7 квт, максимальная 53 квт; 12 квт (максимум 15) установка отдавала во внешнюю сеть на полезную нагрузку, точнее на зарядку аккумуляторов. Остальная вырабатываемая мощность расходовалась на собственные нужды установки. В их число входят затраты энергии на работу трех насосов, потери в двух теплообменниках, турбине и в генераторе электрической энергии. Три насоса потребовались из следующего расчета: один для подачи теплой виды из океана, второй для подкачки холодной воды с глубины около 700 м, третий для перекачки вторичной рабочей жидкости внутри самой системы, т. е. из конденсатора в испаритель. В качестве вторичной рабочий жидкости применяется аммиак. Установка мини-отес смонтирована на барже. Под ее днищем помещен длинный трубопровод для забора холодной воды. Трубопроводом служит полиэтиленовая труба длиной 700 м с внутренним диаметром 50 см. Трубопровод прикреплен к днищу судна с помощью особого затвора, позволяющего в случаи необходимости ого быстрое отсоединение. Полиэтиленовая труба одновременно используется и для заякоривания системы труба судно. Оригинальность подобного решения не вызывает сомнений, поскольку якорные постановки для разрабатываемых ныне более мощных систем ОТЕС являются весьма серьезной проблемой. Впервые в истории техники установка мини-отес смогла отдать во внешнюю нагрузку полезную мощность, одновременно покрыв и собственные нужды. Опыт, полученный при эксплуатации мини-отес, позволил быстро построить более мощную теплоэнергетическую установку ОТЕС-1 и приступить к проектированию еще более мощных систем подобного типа. Новые станции ОТЕС на мощность во много десятков и сотен мегаватт проектируются без судна. Это одна грандиозная труба, в верхней части которой находится круглый машинный зал, где размещены все необходимые устройства для преобразования анергии. Верхний конец трубопровода холодной воды расположится в океане на глубине м. Машинный зал проектируется вокруг трубы на глубине около 100 м. Там будут установлены турбоагрегаты, работающие на парах аммиака, а также все остальное оборудование. Масса всего сооружения превышает 300 тыс.т. Труба-монстр, уходящая почти на километр в холодную глубину океана, а в ее верхней части что-то вроде маленького островка. И никакого судна, кроме, конечно, обычных судов, необходимых для обслуживания системы и для связи с берегом.

12 К настоящему времени имеются ряд патентных разработок и экспериментальных установок, которые могут стать основой для развития новой отрасли гидроэнергетики, использующей тепловую энергию, аккумулированную океаном. Освоение тепловой энергии океана по программе Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC) входит в национальные программы таких стран как США, Франция, Япония, Швеция, Индия. К сожалению, такая огромная страна как Россия в этом списке отсутствует. Впервые идею использования тепловой энергии океана предложил французский ученый Д Арсонваль, и хотя прошло уже много времени, эта идея так и находится на уровне экспериментальных работ. Принципиальное техническое решение о применении тепловых машин в освоении тепловой энергии океана принято давно и это никаких сомнений не вызывает. В данном случае тепловая машина работает в основном по циклу Ренкина (замкнутый цикл), у которого в качестве рабочего тела применяется легкокипящая жидкость. Науке известны три типа установок: с открытым циклом сзакрытымциклом гибридный

13 Основная из них, установка с открытым циклом, разрабатывалась более ста лет назад. Все три существующих типа предусматривают подъем холодной воды к поверхности океана. Но поскольку для работы в условиях океана интерес могут представлять только крупные тепловые гидроэлектростанции мощностью от 1000 МВт, то количество воды, необходимой для работы таких станций, должно измеряться десятками и сотнями миллионов тонн в час. Такое количество воды при подъеме на поверхность требует много энергии и при этом способно выделить в атмосферу большое количество растворенных на глубине вредных газов. Резюмируя, можно выделить главные недостатки существующих установок: 1. Большие энергетические потери на транспортировку сырья с глубины, позволяющие установкам работать при разности температур не ниже 20 0 С. 2. Сложность подачи сырья, ограничивающая объемы производства. 3. Необходимость иметь стартовые энергетические мощности. 4. Проблемы, связанные с выделением углекислого газа растворенного в глубинных слоях океана. Именно в силу этих недостатков проведенные экспериментальные работы по освоению тепловой энергии океана привели лишь к весьма скромным результатам на маломощных установках, работающих с положительным выходом энергии при температурном градиенте не ниже 20 0 С.

14 Результаты работ, проводимых в прошлом веке по теме OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion) были не слишком успешными. КПД тепловой энергии тропического океана, как источника энергии, составляет 6-8%.

15 Основные принципиальные схемы ОТЭС Для преобразования энергии перепада температур в океане в настоящее время предложено несколько типов устройств. наибольший объем исследований ведется по разработке систем, действующих по двухконтурной схеме с промежуточным рабочим телом на основе термодинамического цикла Ренкина устройств, выполненных по одноконтурной схеме и работающих непосредственно на морской воде(открытый цикл Клода) к основным на сегодняшний день (имеются в виду промышленно разрабатываемые установки) можно причислить и устройства, работающие по одноконтурной схеме, но нагруженные на обычную гидравлическую турбину (цикл Фетковича). далее следует целый ряд модификаций схем тепловых машин, использующих кроме того и другие перепады температур (воздух-вода, точнее атмосфера-гидросфера, гидросфера-литосфера), а также системы для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую.

16 Схема установки, работающей по двухконтурной схеме с промежуточным рабочим телом на основе термодинамического цикла Ренкина 1 насос теплой воды; 2 испаритель; 3 насос осушителя парообразного рабочего тела; 4 осушитель; 5 турбина с электрогенератором; 6 конденсатор; 7 насос для забора холодной воды; 8 насос для подачи рабочего тела

17 Термодинамический цикл такой тепловой машины (цикл Ренкина) Полезная работа, совершаемая паром в турбине, определяется ветвью 1-2, на участке 2-3 происходит конденсация, затем насосом рабочее тело подается в испаритель 3-4, где нагревается (ветвь 4-5) и испаряется (ветвь 5-1). Таким образом, подвод рабочего тела к системе тепла осуществляется на ветви, а отвод на ветви 2-3. Дополнительную работу приходится затрачивать на закачку конденсата в испаритель (3-4) и на подачу воды в нагреватель и холодильник

18 Максимальный теоретический КПД такой системы определяется разностью температур воды, подаваемой в нагреватель и холодильник, как КПД эквивалентного цикла Карно η к = Т Т Т Для перепадов температур между поверхностными и глубинными слоями воды в пределах от 15 до 26 С он соответственно изменяется в диапазоне от 5 до 9%. Реальный КПД, как правило, существенно ниже. Это связано с конструктивными ограничениями, не позволяющими в реальной установке довести температуру паров и конденсата до температуры теплых и холодных вод соответственно. Можно подсчитать, что при теоретическом КПД, равном 7,3%, на турбине получаем величину примерно в 2 раза меньшую 3,6%. Причем она не учитывает еще потерь на собственные нужды станции, которые сведут КПД до величины, меньшей 2,5%. Это, в свою очередь, означает, что для получения 1 МВт «полезной» мощности через теплообменники такой станции должно пройти не менее 40 МВт тепловой мощности. Именно поэтому ОТЭС требуют огромных расходов теплой и холодной воды, измеряемых в тысячах кубометроввсекунду. 01

19 Для того чтобы представить себе, что же такое реальная промышленная ОТЭС, достаточно указать такие ориентировочные цифры: станция мощностью 40 МВт (плавучая) должна иметь водоизмещение примерно 70 тыс.т, диаметр трубопровода холодной воды 10 м и рабочую поверхность теплообменника около 45 тыс.м 2. Соответственно, для станции с полезной мощностью 500 МВт водоизмещение будет составлять примерно 500 тыс.т (водоизмещение современного супертанкера). Трубопровод должен иметь диаметр не менее 30 м, площадь теплообменника будет около м 2.

20 Схема ОТЭС, работающей по открытому циклу (цикл Клода): 1 насос теплой воды; 2 деаэратор; 3 вакуумный насос; 4 испаритель; 5 турбина с электрогенератором; 6 конденсатор; 7 насос для подъема холодной воды В качестве рабочего тела здесь использована морская вода, подаваемая в испаритель через деаэратор, освобождающий воду от растворенных в ней газов. Предварительно из полостей испарителя и конденсатора удаляется воздух, так что давление над поверхностью жидкости определяется только давлением насыщенных паров, которое сильно зависит от температуры.

21 При характерных для ОТЭС температурах этот перепад составляет примерно 1,6 кпа (при замкнутом цикле на аммиаке около 500 кпа), под действием этого перепада пары воды приводят в движение турбину, попадают в конденсатор, где и превращаются в жидкость. Основное отличие цикла как раз и состоит в малости перепада давлений, что требует использования соответствующих гигантских турбин диаметром в несколько десятков метров. Это, пожалуй, основной технический недостаток систем открытого цикла. Основное же их достоинство отсутствие гигантских нетехнологичных теплообменников. Кроме того, при работе систем открытого цикла могут быть получены большие количества пресной воды, что немаловажно в жарком поясе планеты.

22 Обобщенная схема двухфазной термоэнергетической установки (схема Бека): 1 парообразователь; 2 накопитель; 3 гидравлическая турбина; 4 конденсатор В основе способа преобразования энергии подобие существующего в природе круговорота воды под действием солнечной радиации. Подъем воды на требуемый уровень осуществляется путем либо создания в столбе кавитационных пузырьков, либо вспениванием (эффекты аналогичные подъему жидкости с помощью эрлифта), либо созданием разрежения над ее поверхностью за счет образования тумана. Гидротурбина при этом может быть установлена непосредственно в трубопроводе теплой воды, забираемой с поверхности.

23 Вариант схемы парожидкостного устройства 1 теплая вода; 2 парожидкостная смесь (туман); 3 холодная вода. Парожидкостная смесь, с удельным объемом от 200 до 3000 см 3 /г, содержащая капельки воды размером около 200 мкм, поднимаясь в поле отрицательного градиента температур, выполняет работу по прокачиванию теплой поверхностной воды через турбину. Общая проблема при реализации подобных устройств в промышленных масштабах (лабораторные образцы уже осуществлены) возможная нестабильность тумана, пены, кавитационных пузырьков

24 Преобразователь Фетковича 1 гидравлическая турбина; 2 клапан турбины; 3, 4 клапаны испарителей теплой и холодной воды; 5 рабочая камера; 6 обратный клапан рабочей камеры Это система периодического действия, основанная на поочередном подключении внутренней полости рабочей камеры к блокам испарения теплой и холодной воды, в результате чего в первой создается разрежение, под действием которого и засасывается забортная вода. После подъема на максимальный уровень вода сбрасывается через турбину.

25 Использование перепада температур океан-атмосфера Идея использования перепада температур между холодным воздухом и незамерзающей (теплой) водой подо льдом Арктики впервые была высказана во Франции А. Баржо, развившим идею Д Арсонваля по преобразованию тепловой энергии, запасенной в океане. В нашей стране с ее протяженным арктическим шельфом работы в этой области всегда вызывали интерес. Достаточно указать на проекты Г. Покровского (гг.), на работы, выполненные под руководством В.И. Марочека во Владивостоке, на проведенные там же исследования А.К. Ильина и В.В. Тикменова. Особенность работы таких станций так называемый «треугольный» цикл: нагрев и испарение рабочего тела в результате политропного процесса, адиабатное расширение через турбину, изотермическое сжатие при подаче в испаритель с одновременным отводом избыточного тепла в холодильнике. КПД такого цикла, как показано в одной из работ А. К. Ильина, ниже термического КПД цикла Карно примерно в 2 раза. Удельная мощность, получаемая с 1 м 2 площади океана при разности температур воды и воздуха, равной 10 С составляет примерно 18 квт/м 2 20 С 60 квт/м 2, 30 С 125 квт/м 2

26 Схема арктической ОТЭС на перепаде вода-воздух 1 испаритель основного контура; 2 турбина с электрогенератором; 3 конденсатор; 4 теплообменник контура охлаждения промежуточного рабочего тела; 5 насос для подачи хладагента; 6 насос для подачи рабочего тела; 7 насос для подачи морской воды; 8 водозаборник; 9 патрубок сброса отработанной воды

27 Прямое преобразование тепловой энергии Схема ОТЭС на термоэлектрических преобразователях. В основе ее действия явление Зеебека, заключающееся в возникновении разности потенциалов в электрической цепи, составленной из материалов с различной концентрацией носителей заряда, места соединений которых нагреты до разных температур. 1 кожух; 2 термоэлектрический генератор; 3 полупроводниковые элементы с p-n проводимостью; 4 поверхностное изолирующее покрытие; 5 изолятор; 6 соединительные шины Схема ОТЭС с прямым преобразованием тепловой энергии в электрическую: а устройство отдельного блока; б, в варианты устройства термоэлектрического преобразователя

28 2.2. Энергия приливов и отливов Ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Поскольку Солнце находится от Земли в 400 раз дальше, гораздо меньшая масса Луныдействуетназемныеподывдвоесильнее, чем масса Солнца. Поэтому решающую роль играет прилив, вызванный Луной (лунный прилив). В морских просторах приливы чередуются с отливами теоретически через 6 ч 12 мин 30 с. Если Луна, Солнце и Земля находятся на одной прямой (так называемая сизигия), Солнце своим притяжением усиливает воздействие Луны, и тогда наступает сильный прилив (сизигийный прилив, или большая вода). Когда же Солнце стоит под прямым углом к отрезку Земля-Луна (квадратура), наступает слабый прилив (квадратурный, или малая вода). Сильныйислабыйприливы чередуются через семь дней. Однако истинный ход прилива и отлива весьма сложен. На него влияют особенности движения небесных тел, характер береговой линии, глубина воды, морские течения и ветер. Самые высокие и сильные приливные волны возникают в мелких и узких заливах или устьях рек, впадающих в моря и океаны. Приливная волна Индийского океана катится против течения Ганга на расстояние 250 км от его устья. Приливная волна Атлантического океана распространяется на 900 км вверх по Амазонке. В закрытых морях, например Черном или Средиземном, возникают малые приливные волны высотой см.

29 Максимально возможная мощность в одном цикле прилив отлив, т. е. от одного прилива до другого, выражается уравнением где W = ρgsr 2, ρ плотность воды g ускорение силы тяжести S площадь приливного бассейна R разность уровней при приливе Как видно из (формулы, для использования приливной энергии наиболее подходящими можно считать такие места на морском побережье, где приливы имеют большую амплитуду, а контур и рельеф берега позволяют устроить большие замкнутые «бассейны». Мощность электростанций в некоторых местах могла бы составить 2 20 МВт.

30 Первая морская приливная электростанция мощностью 635 квт была построена в 1913 г. в бухте Ди около Ливерпуля. В 1935 г. приливную электростанцию начали строить в США. Американцы перегородили часть залива Пассамакводи на восточном побережье, истратили 7 млн. долл., но работы пришлось прекратить из-за неудобного для строительства, слишком глубокого и мягкого морского дна, а такжеиз-за того, что построенная неподалеку крупная тепловая электростанция дала более дешевую энергию. Аргентинские специалисты предлагали использовать очень высокую приливную волну в Магеллановом проливе, по правительство не утвердило дорогостоящий проект. С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс.квт с годовой отдачей 540 тыс.квт ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн.квт в Мезенском заливе на Баренцевом море.

31 Кислогубская ПЭС Мощность станции -1,7 МВт (первоначально 0,4 МВт). Станция установлена в узкой части губы Кислая, высота приливов в которой достигает 5 метров. Конструктивно станция состоит из двух частей - старой, постройки 1968 года, и новой, постройки 2006 года. Новая часть присоединена к одному из двух водоводов старой части. В здании ПЭС размещено два ортогональных гидроагрегата - один мощностью 0,2 МВт (диаметр рабочего колеса 2,5 м, находится в старом здании) и один ОГА-5,0м мощностью 1,5 МВт (диаметр рабочего колеса 5 м, находится в новом здании). Гидротурбины изготовлены ФГУП «ПО Севмаш»

32 Мезенская ПЭС Мезенская ПЭС проектируется на побережье Белого моря в Мезенском заливе, где сосредоточены основные запасы приливной энергии Европейской части России и величина прилива достигает 10,3 м. Было рассмотрено 8 вариантов расположения ПЭС. За базисный был принят наиболее выдвинутый в море створ, позволяющий разместить здание ПЭС и водосливную плотину на естественных глубинах. Площадь отсекаемого будущей плотиной бассейна кв. км. Возможная мощность ПЭС была определена в 19,7 млн. квт с выработкой 49,1 млрд. квт-ч электроэнергии. Расчеты энергоэкономической эффективности ПЭС в первой четверти нового века определили ее мощность в 11,4 млн. квт с выработкой 38,9 млрд. квт-ч при3400 часах годового использования. Энергию планируется использовать на внутреннем и внешнем рынках Северо-западного региона, в объединениях энергосистем «ЕЭС России» и Европейского сообщества.

33 Приливная электростанция (ПЭС) - электростанция, преобразующая энергию морских приливов в электрическую. ПЭС использует перепад уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива. Перекрыв плотиной, залив или устье впадающей с море (океан) реки (образовав водоём, называют бассейном ПЭС), можно при достаточно высокой амплитуде прилива (> 4 м) создать напор, достаточный для вращения гидротурбин и соединённых с ними гидрогенераторов, размещенных в теле плотины. При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 ч с перерывами соответственно 2-1 ч четырежды за сутки (такая ПЭС называется однобассейновой двустороннего действия). Для устранения неравномерности выработки электроэнергии бассейн ПЭС можно разделить плотиной на два или три меньших бассейна, в одномиз которых поддерживается уровень «малой», а вдругом-«полной» воды; третий бассейн - резервный; гидроагрегаты устанавливаются в теле разделительной плотины. Но и эта мера полностью не исключает пульсации энергии, обусловленной цикличностью приливов в течение полумесячного периода.

34 Соотношения, позволяющие оценить мощность приливных течений, подобны тем, которые используются в ветроэнергетике, при этом следует иметь в виду, что плотность воды во много раз выше плотности воздуха, а скорости течения воды сравнительно низки. Плотность мощности потока воды, Вт/м 2 V ρ 2 В случае приливного или речного течения при скорости, например, 3 м/с 3 3 q = 1000 = Вт /м 2 2 Только часть полной энергии потока может быть преобразована в полезную. Как и для ветра, этозначениенеможетпревышать60%. На практике оказывается, что его можно довести максимум до 40%. q = 3 Капитальные затраты на создание подобных устройств в расчете на 1 квт установленной мощности достаточно высоки, поэтомуихстроительство целесообразно лишь в отдаленных районах с высокими скоростями приливных течений, где любые альтернативные источники энергии еще более дороги

35 Схема извлечения приливной энергии Схема электростанции на приливном течении

36 Экологическая безопасность ПЭС: наплавной способ строительства дает возможность не возводить в створах ПЭС временные крупные стройбазы, не сооружать перемычки, что способствует сохранению окружающей среды в районе ПЭС исключен выброс загрязняющих веществ в атмосферу не образуются радиоактивные и тепловые отходы не требуется добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, затопление территорий плотины ПЭС биологически проницаемы, на них не стоят задачи создавать напор на продолжительный срок, бороться с фильтрацией пропуск рыбы через ПЭС происходит практически беспрепятственно, при холостом режиме работы турбинных агрегатов при открытых затворах обеспечивается пропуск через плотину рыб, совершающих нерестовые и кормовые миграции натурные испытания (исследования Полярного института рыбного хозяйства и океанологии) на Кислогубской ПЭС не обнаружили погибшей рыбы или ее повреждений основная кормовая база рыбного стада - планктон: на ПЭС гибнет 5-10% планктона, а нагэс % ледовый режим в бассейне ПЭС смягчается, т.к. формирование сплошного ледяного покрова маловероятно

37 2.3. Энергия волн Принцип действия волновых электростанций 1. Использование вертикальных подъемов и спадов волны для при вода в действие водяных или воздушных турбин, соединенных с электрогенераторами. 2. Использование горизонтального перемещения волн с помощью устройств флюгерного типа для получения через специальную передачу вращательного движения. 3. Концентрация волн в сходящемся канале, в котором их кинетическая энергия поддерживала бы напор воды, достаточный для привода в действие турбины. Одно из устройств первой группы представляет собой вертикальную трубу, погруженную нижним открытым концом в достаточно спокойные слои моря и закрытую сверху. Труба закреплена на поплавке. В верхней ее части, в "волновой" камере, вода имеет свободную поверхность. При подъеме волны уровень свободной поверхности в "волновой" камере поднимается и сжимает воздух, который приводит в действие воздушную турбину, соединенную с электрогенератором. При спаде волны через атмосферный клапан в "волновую" камеру засасывается новая порция воздуха. И далее процесс повторяется. Период колебаний уровня воды -5-6 с.

38 Преобразователи, использующие энергию колеблющегося водяного столба При набегании волны на частично погруженную полость, открытую под водой, столб жидкости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой через турбину. Поток может регулироваться так, чтобы проходить через турбину в одном направлении, или может быть использована турбина Уэлса. Уже известны по крайней мере два примера коммерческого использования устройств на этом принципе сигнальные буи, внедренные в Японии Масудой (рис. 9.12) и в Великобритании сотрудниками Королевского университета Белфаста. Более крупное и впервые включенное в энергосеть устройство построено в Тофтестоллене (Норвегия) фирмой Kvaernor Brug A/S. Основной принцип действия колеблющегося столба показан на рис В Тофтестоллене он используется в 500-киловаттной установке, построенной на краю отвесной скалы. Кроме того, национальная электрическая лаборатория (NEL) Великобритании предлагает конструкцию, устанавливаемую непосредственно на морском дне.

39 Схема установки, в которой используется принцип колеблющегося водного столба (разработана Национальной инженерной лабораторией NEL, Великобритания, размещается непосредственно на грунте, турбина приводится в действие потоком одного направления): 1 волновой подъем уровня; 2 воздушный поток; 3 турбина; 4 выпуск воздуха; 5 направление волны; 6 опускание уровня; 7 впуск воздуха.

40 Пневмобуй Масуды: 1 корпус; 2 электрогенератор; 3 клапан; 4 воздушная турбина Главное преимущество устройств на принципе водяного колеблющегося столба состоит в том, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала. Это позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирующее устройство из зоны непосредственного воздействия соленой морской воды.

41 Преобразователи, отслеживающие профиль волны В этом классе преобразователей остановимся в первую очередь на разработке профессора Эдинбургского университета Стефана Солтера, названной в честь создателя «утка Солтера». Техническое название такого преобразователя колеблющееся крыло. Форма преобразователя обеспечивает максимальное извлечение мощности. Волны, поступающие слева, заставляют утку колебаться. Цилиндрическая форма противоположной поверхности обеспечивает отсутствие распространения волны направо при колебаниях утки вокруг оси. Мощность может быть снята с оси колебательной системы с таким расчетом, чтобы обеспечить минимум отражения энергии. Отражая и пропуская лишь незначительную часть энергии волн (примерно 5%), это устройство обладает весьма высокой эффективностью преобразования в широком диапазоне частот возбуждающих колебаний

42 Эффективность «утки Солтера» (диаметр 15 м, ось зафиксирована) Наиболее серьезными недостатками для «уток Солтера» оказались следующие: необходимость передачи медленного колебательного движения на привод генератора; необходимость снятия мощности с плавающего на значительной глубине устройства большой протяженности; вследствие высокой чувствительности системы к направлению волн необходимость отслеживать изменение их направления для получения высокого КПД преобразования; затруднения при сборке и монтаже из-за сложности формы поверхности «утки».

Тема 5. Эффективность использования гидроэнергетических ресурсов. Гидроэнергетическими ресурсами, которые могут быть использованы для получения механической или электрической энергии, считаются: - гидроэнергия

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 8 г. Одинцово Тема урока: «Альтернативные источники энергии» Разработала: Кашолкина Е.Н., учитель географии МБОУ

УДК 620.91 Хакимуллин Б.Р. студент кафедры ПТЭ, института теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедры ПТЭ, института теплоэнергетики Зайнуллин Р.Р. к.ф.-м.н., старший преподаватель кафедры ПЭС ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ

Газотурбинные установки Газотурбинные установки ГТУ имеют единичную электрическую мощность от двадцати киловатт (микротурбины) и до нескольких десятков мегаватт это классические газовые турбины Г Т У Газотурбинные

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Подготовили ученики 8 А класса ГБОУ СОШ 1924 Геотермальная энергия Геотермальная энергетика направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за

Ветроэнергетическая установка. Область техники, к которой относится изобретение. Ветроэнергетическая установка служит для преобразования энергии ветра в механическую энергию. Уровень техники Известно множество

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА План лекции:. Циклы паротурбинных установок. Цикл Карно. Цикл Ренкина Лекция 4. ЦИКЛЫ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК. ЦИКЛ КАРНО В современной стационарной теплоэнергетике в основном

1 ҚКЭК 27-28 Дәрістер МҰХИТТІҢ ЖЫЛУЛЫҚ ЭНЕРГИЯСЫН ТҮРЛЕНДІРУ Крупный водный бассейн естественный коллектор энергии солнечного излучения. В глубоководных местах (>400м) разница температур поверхностных

ПЕРСПЕКТИВА ПРИМЕНЕНИЯ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ В ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ Митрофанов С.В., Краснова К.С., Радаев А.В. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский

Цели урока: Тема: "Электроэнергетика России" 1. Дать определение понятиям электроэнергетика, энергосистема. 2. Продолжить формирование у школьников представлений и знаний об основных межотраслевых комплексах

Чистая энергия Зеленчукская ГЭС-ГАЭС Филиал ОАО «РусГидро»- «Карачаево-Черкесский филиал» 1 п. Правокубанский, 2014 г. 2 ЗЕЛЕНЧУКСКАЯ ГЭС- ГАЭС Идея трансформации Зеленчукской ГЭС в ГЭС- ГАЭС сформировалась

Добро пожаловать в мир конструкторов fischertechnik 3 Энергия в вашей повседневной жизни 3 Нефть, уголь, ядерная энергия 4 Вода и ветер 4 Солнце 5 Энергия 5 Солнечная энергия 6 Введение 6 Преобразование

Задание 1 (5 минут) В сосуде с водой плавает опрокинутая вверх дном кастрюля Будет ли изменяться уровень воды в кастрюле с изменением температуры окружающего воздуха? (Тепловым расширением воды, кастрюли

Современные электростанции - альтернатива АЭС Инструктор: Нина Аникина Ученые всего мира ищут замену опасным атомным электростанциям, использующим для получения тепла радиоактивный уран. Возобновляемые

Научно-производственное предприятие Гидроэнергоспецстрой и ЦНИИ имени академика А.Н.Крылова представляют концепцию МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО МОРСКОГО КОМПЛЕКСА Санкт-Петербург 2011 1. Проблемы использования

УДК 620.91 Хакимуллин Б.Р. студент кафедры ПТЭ, института теплоэнергетики Гумеров И.Р. магистрант кафедры ПТЭ, института теплоэнергетики Гафуров А.М. Инженер I категории УНИР ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Всегда в движении! Внедрение альтернативных источников электроэнергии, применение мини ГЭС на месторождении алмазов им. В. Гриба Дмитрий Едакин, ведущий инженер отдела водопонижающего контура и карьерного

Исследование для Республики Таджикистан в рамках проекта «Применение чистых, возобновляемых и/или альтернативных энергетических технологий для сельских районов в странах Центральной Азииʺ Цель и задачи

ГЕККОН_Доклад Название команды Название доклада Тема доклада Новодвинцы «Ветер, ветер, ты могуч?» Д 1 Увеличение численности населения на нашей планете, быстрое развитие производства в эпоху НТР, нарастающее

МАЛЫЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ. ГИДРОТУРБОАГРЕГАТЫ Турбиной называется устройство, служащее для преобразования энергии падающей жидкости в механическую энергию. Они бывают двух типов: активные, рабочее колесо

Реферат: Полезная модель относится к гелио- и ветроэнергетике и может быть использована для преобразования солнечной и ветровой энергии в электрическую. 9. Цель полезной модели состоит в повышении удельной

Мощность, квт РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК МАЛОЙ МОЩНОСТИ С РАСШИРИТЕЛЬНОЙ ТУРБИНОЙ НА БАЗЕ ТУРБИН КОНСТРУКЦИИ ЛПИ ДЛЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ

ОСНОВНОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ УРАВНЕНИЕ ГИДРОТУРБИНЫ ПОДОБНЫЕ ТУРБИНЫ КАВИТАЦИОННЫЙ ИЗНОС ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТАРАН Основным энергетическим уравнением турбины (уравнением Эйлера) является уравнение, которое определяет

И методы контроля мореходных качеств корабля 133 4.3. Стабилизация судна на волнении Вопросы устройства и методов проектирования успокоителей качки судов изложены в обширной монографической и справочной

ОАО «Силовые машины» Энергия на результат РЕКОНСТРУКЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТУРБИНЫ РЫБИНСКОЙ ГЭС Докладчик: Ю.В. Сапроненко, ведущий конструктор Соавторы: А.А. Колесников, С.Я. Ильин, А.М. Афанасьев HYDRO

Коаксиальные кабели Электрические процессы в коаксиальных цепях Способность коаксиальной пары пропускать широкий спектр частот конструктивно обеспечивается коаксиальным расположением внутреннего и внешнего

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙCКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Брянский государственный технический университет УТВЕРЖДАЮ Ректор университета О.Н. Федонин 2014 г. ПЕЧИ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛООБМЕНА

B y J o h n o n Отбор тепла продуктов сгорания ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В соответствии с Законом Украины «О теплоснабжении», одним из основных направлений развития систем теплоснабжения является внедрение

Принцип действия турбины. Активные турбины Особенности турбины как теплового двигателя. Турбина (от латинского слова «turbo», т. е. вихрь) является тепловым ротационным двигателем, в котором потенциальная

А.П. Суходолов начальник департамента по развитию промышленного комплекса администрации губернатора Иркутской области В.Ф. Федоров советник департамента по развитию промышленного комплекса администрации

4 мая 2017 г. Теплопроводность это процесс распространения теплоты между соприкасающимися телами или частями одного тела с различной температурой. Для осуществления теплопроводности необходимы два условия:

Литература 1 Интернет ресурс http://www.beltur.by 2 Интернет ресурс http://otherreferats.allbest.ru/geography/00148130_0.html 3 Интернет ресурс http://www.svali.ru/climat/13/index.htm 4 Интернет ресурс

Вариант II Часть 1 При выполнении заданий части 1 в бланке ответов 1 под номером выполняемого Вами задания (А1 А21) поставьте знак «x» в клеточке, номер которой соответствует номеру выбранного Вами ответа.

Hubertus von Grünberg, Председатель Правления Группы АББ 2010-06-08 Интеллектуальные сети Энергетическая система переживает трудные времена Регулирующее законодательство определяющий фактор в принятии

Использование нетрадиционных источников энергии для энергоснабжения населенного пункта или промышленной зоны мощностью в 1МВт Using of alternative energy sources for power supply of the village or manufacturing

УДК 621.3.078.4: 621.512 С.И.Выпанасенко, д-р техн. наук А.В.Бобров (Украина, Днепропетровск, Национальная горный университет) Основные пути повышения энергоэффективности регулирования производительности

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания Предлагается новая схема конструкции двигателя (дизеля). Схема предлагаемого двигателя внутреннего сгорания представлена на рис. 24. В двигателе полностью отсутствуют

Анализ состояния рынка аналогов систем управления возобновляемыми источниками энергии Шляхтичев А. А. 1, Шипуля М. А. 2 Аннотация В работе представлена часть анализа проблемной ситуации проекта ГПО КИПР-1401,

ХОЛОДИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ. ДЛЯ ВСЕХ ОТРАСЛЕЙ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Наша компания специализируемся на проектировании, поставке, ремонту и сервисному обслуживанию промышленного холодильного оборудования

Экзаменационные билеты по географии материков и океанов (7 класс): Билет 1. 1. Географическая карта: значение, виды карт, способы изображения основного содержания карты. 2. Евразия: географическое положение,

Атомные электрические станции Тема 7. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕПЛОФИКАЦИИ В ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВКАХ Основные вопросы Преимущества теплофикационного цикла Противодавленческая схема ПТУ ПТУ с регулируемым отбором пара

6-я я Международная конференция Энергоэффективность в жилищно-коммунальном хозяйстве и промышленности, АДСОРБЦИОННЫЕ ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНОГО ТЕПЛА И ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ

Административная работа за 1 полугодие Вариант 1. Часть 1 А1. На графике приведена зависимость скорости прямолинейно движущегося тела от времени. Определите модуль ускорения тела. 1) 10 м/с 2 2) 5 м/с

Лекция 0 Стационарное движение жидкости. Уравнение неразрывности струи. Уравнение Бернулли для идеальной жидкости и его применение. Формула Торричелли. Реакция вытекающей струи. Л-: 8.3-8.4; Л-: с. 69-97

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования «Центр дополнительного образования «Аэрокосмическая школа» Гранулятор для Енисея Авторы: Новокович Илья, 9, шк.137 Сон-Дон-Суль

УДК 62-176.2 Гафуров А.М. инженер I категории УНИР ФГБОУ ВО «КГЭУ» Зайнуллин Р.Р. к.ф.-м.н., старший преподаватель кафедры ПЭС ФГБОУ ВО «КГЭУ» Россия, г. Казань ВОЗМОЖНОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ВЫРАБОТКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Информация о проекте, выполняемом в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 2020 годы» Номер Соглашения о предоставлении

Водный (речной и морской) транспорт Реки являются самыми древними путями сообщения и до появления железнодорожного и автомобильного транспорта играли большую роль для связи между населенными пунктами и

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Информация о дисциплине Лекции 8 часов Практические занятия 6 часов Лабораторные работы 4 часов Форма отчетности экзамен Литература Твайделл Дж., Уэйр

Пресс-релиз 28 сентября 2011 BMW продолжает борьбу за снижение вредных выбросов Даже очень эффективный двигатель внутреннего сгорания может преобразовать только около одной трети энергии топлива в механическую

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Энергетический институт Кафедра: ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ Дисциплина: ИНТЕГРИРОВАНИЕ В СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УСТАНОВОК

Занятие 8. Термодинамика Вариант 4... Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при повышении его температуры?. Увеличивается. Уменьшается. Не изменяется 4. Это не связанные величины 4... Давление

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА План лекции:. Уравнение состояния реальных газов и паров. Водяной пар. Парообразование при постоянном давлении. Парогазовые смеси. Влажный воздух 4. Цикл воздушной холодильной

Солнечно-лунные приливы в земной коре по данным мониторинга уровня подземных вод в Чуйском бассейне Кыргызстана Мандычев А., Мандычев Д., Шабунин А.. Центрально-Азиатский институт прикладных исследований

ИНСТРУКЦИЯ ПО МОНТАЖУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗАТВОРОВ HÖGFORS СЕРИИ 31300CS. 30/04/2014 Содержание Общие положения... 2 Транспортировка и хранение... 3 Схемы строповки... 4 Выбор места для монтажа, расположение

План лекции:. Компрессоры. Индикаторная диаграмма. Многоступенчатое сжатие в компрессоре 3. Эжектор ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА Лекция 0. КОМПРЕССОРЫ. ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА Компрессором называют машину

Практическое использование тепловых насосов на объектах жилищнокоммунального хозяйства Украины Литвинюк Юрий Николаевич технический директор ООО «Прогресс-XXI» Украина, г. Киев г. Алушта 2013 г. Основные

Малоэтажное строительство Комплексное решение проблем электро и теплоснабжения Проблемы подключения Проблемы Недостаток резервных мощностей Необходимость подвода коммуникаций Множество согласующих инстанций

7 класс Определения. Введение Вопрос Ответ Что изучает физика? Физика - наука о природе, изучающая механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые и световые явления. В чём состоит задача физики?

SWorld 6-18 October 2015 http://www.sworld.education/conference/year-conference-sw/the-content-of-conferences/archives-of-individual-conferences/oct-2015 SCIENTIFIC RESEARCHES AND THEIR PRACTICAL APPLICATION.

Гидроэнергия -- это энергия, сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних течениях рек, сооружаются плотины. Первый широко используемый для технологических целей вид энергии. До середины XIX века для этого применялись водяные колёса, преобразующие энергию движущейся воды в механическую энергию вращающегося вала. Позднее появились более быстроходные и эффективные гидротурбины. До конца XIX века энергия вращающегося вала использовалась непосредственно, например для размола зерна на водяных мельницах или для приведения в действие кузнечных мехов и молота. Сейчас практически вся механическая энергия, создаваемая гидротурбинами, преобразуется в электроэнергию.

Преобразование потенциальной энергии воды, накопленной в водоемах в механическую энергию вращения с целью приведения в действие мельниц и других механизмов применяется со времен Римской империи. Преобразование гидроэнергии в электрическую энергию стало возможным в конце XIX в. благодаря открытиям физики и техническому прогрессу. Крупные гидроэлектростанции начали появляться на рубеже XIX и XX вв.

Гидроэнергетические ресурсы на Земле оцениваются величиной в 32900 ТВтч в год, из них около 25% по техническим и экономическим условиям оказываются пригодными для использования. В таблице 1 содержатся данные о гидроэнергоресурсах в различных странах.

Гидроэнергетический потенциал рек бывшего СССР велик - 4000 ТВтч (450 млн. кВт среднегодовой мощности), или 12% от потенциала рек земного шара.

гидроэнергетика авария физический

Таблица 1

Физические принципы процесса преобразования энергии падающей воды в электроэнергию довольно просты, однако техническое их воплощение достаточно трудоемко. Вода под напором, создаваемым плотиной, направляется в водовод, который заканчивается турбиной. Турбина вращает вал, к которому присоединен ротор генератора. Выработка электроэнергии зависит от потенциальной энергии воды, запасенной в водоеме, и КПД ее преобразования в электроэнергию. Мощность ГЭС зависит как от количества воды, так и от перепада между водной поверхностью водохранилища и уровнем установки гидроагрегатов; этот перепад называется напором. Вода поступающая на турбину под высоким напором, имеет большую потенциальную энергию, чем при малом напоре, поэтому на высоконапорной ГЭС требуется меньший расход воды для получения одинаковой мощности. Чем выше напор, тем меньше необходимые габариты турбины, что удешевляет стоимость всего сооружения. В СНГ насчитывается около 775 тыс. рек общей протяженностью более 5 млн. километров. Общий объем среднемноголетнего речного стока составляет 4720 км3. К числу крупнейших рек относят Енисей - среднемноголетний сток 623 км3, Лена - 508; Обь - 397, Амур -373, Волга - 251, Печора - 131, Нева - 78, Амударья - 72, Днепр -52, Сырдарья - 36 км3. Распределение гидроэнергетических ресурсов по территории страны и данные об их использовании по состоянию, на конец 1980 г. приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Другой путь использования водной энергии - приливные гидроэлектростанции (ПЭС). В некоторых районах мирового океана наблюдаётся очень большая амплитуда приливной волны и разность между верхней и нижней отметками прилива достигает 10 м. Если открыть шлюз в дамбе в то время, когда приливная волна набирает высоту, дать возможность заполниться водохранилищу и затем в высшей точке прилива шлюз закрыть, то накопленную воду можно во время отлива пропустить через турбины и таким образом выработать электроэнергию. Более эффективно, если турбины сделать реверсивными, в этом случае они будут работать как при заполнении водохранилища, так и при его опорожнении. Однако выработка электроэнергии на ПЭС возможна лишь в определенные промежутки времени суток, что затрудняет, использование приливной энергии в крупных энергосистемах. Значение суммарного энергетического потенциала, по оценкам специалистов, составляет 13000 МВт. Во Франции построены две ПЭС: одна мощностью 9 МВт, другая мощностью 240 МВт. В РФ эксплуатируется опытная ПЭС; на Кольском полуострове мощностью 7 МВт.

Ракова Виктория

Вода – это самое уникальное и загадочное природное образование. Это единственный природный минерал, который находится в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном, кроме этого она является лучшим энергоинформационным носителем.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Энергия воды – энергия человека Работу выполнила: Ракова Виктория ученица 3 ж класса Руководитель: Мухина Светлана Александровна

Цель работы: изучить влияние воды на жизнь человека Задачи: изучить свойства воды, её роль в жизни человека; провести эксперимент; сделать выводы Объект исследования: вода Гипотеза: способна ли вода зарядить положительной энергией человека Методы исследования: сбор информацию о воде; систематизирование полученных теоретических и практических знаний; проведение эксперимента

ВОДА способствует регулированию температуры тела смазывает суставы выводит шлаки из организма преобразовывает пищу в энергию помогает усваивать питательные вещества

Соблюдение питьевого режима 40% дневной нормы воды человек получает с пищей 60% - в виде напитков в овощах и фруктах – 90% в кашах 80% воды в мясе – примерно 65% в хлебе – почти 50%

Фантастические свойства воды 1. Горячая вода замерзает быстрее холодной 2. Охлаждение и «мгновенное» замерзание 3. «Стеклянная» вода 4. Есть ли у воды память?

Простые способы очистки воды Слив застоявшейся воды Отстаивание воды Кипячение

Талая вода Оживлённая вода Бытовые фильтры

Эксперимент

Предварительный просмотр:

Энергия воды – энергия человека

Введение

Вода – это самое уникальное и загадочное природное образование. Это единственный природный минерал, который находится в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном, кроме этого она является лучшим энергоинформационным носителем.

Вода – источник здоровья человека. В жизни человека вода является не заменимым природным богатством, гораздо больше, чем нефть, газ, уголь, железо.

Все живые организмы более чем на половину состоят из воды, например, рыбы и животные – на 75%, медузы – на 99%, яблоки – на 85%, огурцы – на 95%, а вот организм пожилого человека на 50% состоит из воды, а организм новорожденного – на 86%.

В организме человека вода выполняет множество функций: помогает усваивать питательные вещества, преобразовывает пищу в энергию, способствует регулированию температуры тела, смазывает суставы, выводит шлаки из организма. Употребление воды можно сравнить с влажной уборкой организма, очищением его от токсинов и шлаков. В течение суток человек теряет до двух литров воды, а это значит, что ему нужно выпить столько же.

По результатам научных экспериментов было установлено:

Человек испытывает жажду, после того как его организм потерял около 1 литра воды;

При потере 6-8% влаги от своего веса, человек находится в полуобморочном состоянии;

Потеря 10% влаги появляются галлюцинации и начинаются необратимые процессы в организме;

При потере 12% восстановление не возможно без медицинского вмешательства;

При потере 20% наступает смерть.

Без пищи человек может обходиться 50 дней, а без воды смерть может наступить через 5 дней.

Для того чтобы организм и его органы были здоровыми необходимо употреблять как можно больше чистой некипяченой воды. К сожалению, современный человек об этом знает совсем мало и пребывает в уверенности, что любая потребляемая жидкость может заменить воду. Последним писком моды стало употребление газированных напитков. Большинство людей уверены, что они могут заменить простую воду. Люди очень заботятся о типе потребляемых ими продуктов, о содержании витаминов и минералов, о калорийной ценности продуктов, но редко считают воду своеобразным помощником для крепкого здоровья. Зная, что тело человека на 70% состоит из воды, а мозг – на 90%, любой догадается, что в поддержании здоровья и хорошего самочувствия вода играет жизненно важную роль.

Соблюдение питьевого режима

Очень важно соблюдать правильный питьевой режим, в среднем в день необходимо выпивать примерно два – три литра воды, а в жаркую погоду и при физических нагрузках количество употребляемой воды должно быть больше.

Около 40% дневной нормы воды человек получает с пищей, а остальные 60% необходимо употреблять в виде напитков. Имеются научные подтверждения того, что даже «сухая пища» на 50% состоит из воды: в овощах и фруктах – 90%, в кашах 80% воды, в мясе – примерно 65%, в хлебе – почти 50%.

Примерно 3% воды образует сам организм за счет биохимических процессов. Вода принимает активное участие в обмене веществ, тем самым снижая количество жировых отложений и способствует снижению веса. Эту особенность нужно учитывать тем людям, которые хотят похудеть. Когда организм получает необходимое ему количество воды, человек становится более выносливым и энергичным.

В тех случаях, когда организм испытывает обезвоживание, появляются такие симптомы как усталость, снижается концентрация внимания, повышается давление, появляются головные боли, боль в спине и суставах.

Чтобы не допустить обезвоживания необходимо употреблять чистую воду, не годится газированная вода, а также чай, кофе и другие искусственные напитки. Многие из этих напитков содержат такие обезвоживающие вещества как кофеин.

С большим вниманием к соблюдению питьевого режима следует относиться людям, страдающим сахарным диабетом. При обезвоживании поджелудочная железа начинает производить не инсулин, а бикарбонат, чтобы защитить кишечник от воздействия кислоты. Недостаток воды организм компенсирует за счет своих запасов. Не достаток воды приводит к развитию таких заболеваний как ожирение, астма, гипертония и т.д.

Все это указывает на то, что для нормальной жизнедеятельности человека и всех его органов необходимо соблюдать питьевой режим и при этом употреблять чистую и не кипяченую воду.

Качество воды

Вода в ее естественном состоянии – это сложный раствор огромного количества веществ, как полезных, так и вредных. К сожалению, на Земле лишь 3% всех запасов воды пригодны для питья. Из этого количества доступен только 1%, а остальные находятся в форме льдов.

Большая часть питьевой воды в городах подается либо из резервуара, который пополняется из рек, либо из озер, выступающих в роли сборников дождевой воды. Вода обрабатывается хлором, который убивает микроорганизмы, вызывающие многие болезни. Это обработанная хлором вода и подается в наши краны. Наиболее доступная нам сегодня водопроводная вода мало похожа на живительную влагу.

В питьевой воде обычно присутствуют следующие химические вещества: кадмий, ртуть, селен, свинец, хлороформ, бензол и много других веществ.

Фантастические свойства воды

Вода – самая загадочная жидкость на Земле, и чем больше и глубже ученые изучают ее, тем больше секретов они раскрывают.

О почти фантастических, чудесных свойствах этого природного элемента говорят, действительно, много. Есть мнение, что вода, полностью очищенная, способна влиять на наше настроение или мировосприятие. Чистая вода – это нечто, еще ничем не заполненное. Недаром она прозрачна и не имеет запаха. Заполнить ее может сам человек своими обидами, радостью и другими эмоциональными состояниями. Она же отдает человеку то, чем он ее заполнил.

Так поговаривают в народе. Но то, что это не просто вещество, которому можно дать определение с помощью одной только химической формулы, а живой организм, способный вступать во взаимоотношения с человеком, имеет доказательства. Есть, например, случаи, когда человек излечивался от тяжелых болезней, не принимая никаких лекарств, но потребляя одну лишь чистую воду. Во многих уголках нашей земли есть источники, родники, кристально чистые и вкусные, к которым люди съезжаются буквально со всего мира. Такие источники есть повсюду в нашей стране. Чудесная вода этих источников целебна. А если вода может влиять на организм человека, его нервную систему, вступает с ним во взаимоотношения, то значит это живой организм, способный чувствовать, как бы невероятно это не звучало. Не зря народы древности сравнивали воду с живым существом, наделяли ее чуть ли не человеческим разумом.

Несмотря на простую химическую формулу, чистая вода - вещество с очень необычными свойствами. Она таит в себе множество загадок, которые порой не под силу разгадать даже ученым.

1.Горячая вода замерзает быстрее холодной

Горячая вода замерзнет быстрее холодной, хотя по логике вещей, первой должна была превратиться в лед холодная вода: ведь горячей воде надо сначала остыть до температуры холодной, а потом уже превращаться в лед, в то время как холодной воде остывать не надо. Почему же так происходит?

В 1963 году танзанский студент, по имени Эрасто Б. Мпемба (Erasto B. Mpemba), замораживая приготовленную смесь для мороженого, заметил, что горячая смесь застывает в морозильной камере быстрее, чем холодная.

Когда юноша поделился своим открытием с учителем физики, тот лишь посмеялся над ним.

К счастью, ученик оказался настойчивым и убедил учителя провести эксперимент, который и подтвердил его открытие: в определенных условиях горячая вода действительно замерзает быстрее холодной.

Теперь этот феномен горячей воды, замерзающей быстрее холодной, носит название «эффект Мпемба».

Правда, задолго до него это уникальное свойство воды было отмечено Аристотелем, Фрэнсисом Бэконом и Рене Декартом.

Ученые так до конца и не понимают природу этого явления, объясняя его либо разницей в переохлаждении, испарении, образовании льда, конвекции, либо воздействием разжиженных газов на горячую и холодную воду.

2. Сверхохлаждение и «мгновенное» замерзание

Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °C … за исключением некоторых случаев!

Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до температуры ниже точки замерзания.

Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит центров или ядер кристаллизации, которые могли бы спровоцировать образование кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до температуры ниже нуля градусов по Цельсию.

Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа, примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.

Заметьте, что «сверхнагретая» вода также остается жидкой, даже будучи нагретой до температуры выше точки закипания.

3. «Стеклянная» вода

Не задумываясь, назовите, сколько различных состояний есть у воды?

Если вы ответили три: твердое, жидкое, газообразное, то вы ошиблись. Ученые выделяют как минимум 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем виде.

Помните разговор про сверхохлажденную воду? Так вот, что бы вы ни делали, при температуре -38 °C даже самая чистая сверхохлажденная вода внезапно превратится в лед.

Что же произойдет при дальнейшем понижении температуры?

При -120 °C с водой начинает происходить что-то странное: она становится сверхвязкой или тягучей, как патока, а при температуре ниже -135 °C она превращается в «стеклянную» или «стекловидную» воду – твердое вещество, в котором отсутствует кристаллическая структура.

4. Есть ли у воды память?

Альтернативная официальной медицине гомеопатия утверждает, что разбавленный раствор лекарственного препарата может оказывать лечебный эффект на организм, даже если коэффициент разбавления настолько велик, что в растворе уже не осталось ничего, кроме молекул воды.

Сторонники гомеопатии объясняют этот парадокс концепцией под названием «память воды», согласно которой вода на молекулярном уровне обладает «памятью» о веществе, некогда в ней растворенном и сохраняет свойства раствора первоначальной концентрации после того, как в нём не остается ни одной молекулы ингредиента.

Если в воде были растворены опасные химикаты, а затем они были полностью удалены, то эта вода все еще может оказать негативное влияние на организм, словно в ней все еще присутствуют химикаты. Хотя вода и кажется чистой, она все равно негативно сказывается на здоровье человека.

Способность переносить информацию – очень важное качество воды, о котором мы должны помнить при повседневном использовании воды.

Чистая вода также обладает множеством других необычных свойств.

Как узнать живую воду

1. Самая характерная черта живой воды – это гармоничная дуговая пленка на капле воды.

2. Наоборот происходит с мертвой водой: ее мембрана деформирована, ее очертания сильно повреждены.

3. Когда капля живой воды высыхает, можно увидеть четкую сетчатую структуру.

4. Если же вода мертвая, то вы не получите никакой информации, а на месте высыхания увидите только пятна грязи.

Простые способы очистки воды

Существуют несколько простых способов повышения качества воды. Эти способы таковы: слив застоявшейся воды, ее отстаивание и кипячение.

Слив застоявшейся воды

Воду для питья лучше набирать впрок в количестве 5-10 л вечером, в период максимального водозабора, когда вода не застаивается в трубах.

Отстаивание воды

Воде, набранной вечером, нужно дать отстояться за ночь – лучше всего в закрытой стеклянной, керамической или эмалированной емкости, но не алюминиевой или стальной кастрюле. Затем можно провести такую операцию: гибкую трубку осторожно (чтобы не взболтнуть жидкость) вводят в сосуд с водой – так, чтобы ее конец располагался у самого дна. Засасывают первую порцию воды. После чего она начинает литься из трубки в раковину и сливают примерно треть отстоявшейся воды. Обратите внимание, что сливается нижняя часть, в которую за время отстаивания опустились примеси тяжелых металлов.

Полностью вы их таким образом не удалите, но уменьшите.

Кипячение

Воду прокипятите в эмалированном чайнике или кастрюле. Кипячение убивает микроорганизмы. Однако надо помнить, что некоторые микробы и вирусы выживают в кипящей воде минуты и даже часы, а если емкость закрыта крышкой, то хлор не испаряется. Поэтому кипятите воду в сосуде без крышки и не менее 5-7 минут. Обработанную воду нужно закрыть крышкой, чтобы не проникали бактерии из воздуха, остудить, разлить в банки, плотно закрыв крышкой. Хранить воду лучше в холодильнике.

Талая вода

В народе талая вода всегда считалась хорошим средством для повышения физической активности организма, особенно после длительной зимней «спячки». Она правильно проходит по организму и участвует во всех процессах организма, поддерживая здоровье человека.

Вот один из методов приготовления талой, точнее замороженной воды в домашних условиях:

Налейте в банку, не доходя до верха, холодную воду из-под крана. Накройте крышкой и поставьте в морозильную камеру холодильника. Отметьте время замерзания примерно половины банки. Выньте из банки лед, а то, что осталось, без сожаления вылейте (именно эта вода содержит все соли, присутствовавшие в обычной воде). Используйте полученную воду для приготовления чая, кофе и для других блюд.

Оживленная вода

Если вы возьмете воду из горного источника и воду из-под крана, то явных различий не заметите. Вода выглядит одинаково. Но если рассмотрите капли через микроскоп, то заметите, что капля горной воды значительно отличается по форме и структуре. Сразу видны различия между живой и мертвой водой.

Оживленная вода – это вода с измененной структурой. При оживлении вода возвращает себе форму, в которой она зародилась на земле.

Для трансформации мертвой воды необходимо выполнить два действия:

1. Создать в воде водоворот, чтобы она изменила структуру.

2. Намагнитить воду, чтобы повысить ее энергетический уровень.

Здоровая вода заряжена энергией. При употреблении такой воды из организма будут удаляться все яды и продукты распада, а витамины, минералы и питательные вещества будут поглощаться эффективно.

Все наверняка видели в реках водовороты, которые считаются опасными для пловцов. Рядом с такими местами наблюдается бурная растительность. Это приводит к выводу, что растения на берегу рек поглощают энергию. Река восполняет запасы энергии за счет водоворотов.

Создавая водоворот, мы возвращаем воде жизненную энергию, жизненную силу. Заряжать энергией можно только предварительно профильтрованную воду.

Если поместить полученную воду в магнитное поле, то она намагнитится и приобретет еще больше желательных свойств. Чтобы обеспечить хорошие результаты, бутылку необходимо держать 15-20 минут. После того как вы выпьете необходимо количество воды, поставьте бутылку обратно на диск.

Бытовые фильтры

Пользоваться ли бытовыми фильтрами? Безусловно! Но нужно пользоваться такими фильтрами, которые вам не навредят, которые изготовлены солидными фирмами. Необходимо собирать информацию о фильтрах и стараться разобраться в них столь же тщательно, как, например, в лекарствах. Кроме того, не надо вырабатывать картриджи до полного ресурса. Нужно выяснить, от каких вредных примесей следует очищать воду в месте вашего проживания.

Огромное количество бытовых фильтров сейчас имеется в продаже, но не все они соответствуют хорошему качеству.

Значение воды

Заключение

Вода помогает организму поглощать и усваивать питательные вещества в потоке крови и внутренних органов, ускоряет вывод ядов и продуктов распада из организма.

Потребление достаточного количества воды сокращает риск развития некоторых видов рака: толстой кишки, груди, мочевого пузыря и почек. Если пить воду до еды, это способствует снижению веса и помогает его контролировать, так как вода помогает пищеварению и снижает аппетит.

Вода улучшает работу мозга. Обезвоживание даже на 2% может привести к серьезной потере памяти.

Понимая, сколько пользы можно получить от воды, но боясь загрязняющих веществ, встает вопрос, где найти «совершенную воду»? Одни врачи рекомендуют пить дистиллированную воду, другие, воду из природных источников или специальную воду в бутылках. Однако у всех этих типов воды есть свои недостатки и ни один из них не является оптимальным вариантом.

Значительно более высоким КПД обладают гидроэлектростанции (ГЭС) ввиду отсутствия на них термодинамического цикла (преобразо­вания тепловой энергии в механическую). На ГЭС используется энер­гия рек . Путем сооружения плотины создается разность уровней воды. Вода, перетекая с верхнего уровня на нижний либо по специ­альным трубам – турбинным трубопроводам, либо по выполненным в теле плотины каналам, приобретает большую скорость. Струя воды поступает далее на лопасти гидротурбины. Ротор гидротурбины при­водится во вращение под воздействием центробежной силы струи воды. Таким образом, на ГЭС осуществляется преобразование:

Поэтому теоретически их КПД может достигать 90%. Кроме того, ГЭС являются маневренными станциями, время пуска их агрегатов ис­числяется минутами. Гидроэнергетика представляет отрасль науки и техники по использова­нию энергии движущийся воды (как правило, рек) для производства электрической, а иногда и механической энергии. Это наиболее развитая область энергетики на возобновляемых ресурсах. Важно отметить, что в конечном итоге возобновляемость гидроэнергетических ресурсов также обеспечивается энергией Солнца. Действительно, реки представляют собой поток воды, движущийся под действием силы тяжести с более высоких на поверхности Земли мест в более низкие, и, в конце концов, впадают в Мировой океан. Под действием солнечного излучения вода испаряется с поверхности Миро­вого океана, пар ее поднимается в верхние слоя атмосферы, конденсируется в облака, выпадает в виде дождя, пополняя истощаемые водные запасы рек. Таким образом, используемая энергия рек является преобразованной меха­нической энергией Солнца . Часто бывает, что в силу тех или иных изменений атмосферных условий этот кругооборот нарушается, реки мелеют или даже полностью высыхают. Другим крайним случаем является нарушение этого кругооборота, приво­дящее к наводнениям. Для исключения этих обстоятельств на реках перед гидроэлектростанциями строят плотины, формируются водохранилища, с помощью которых регулируется постоянный напор и расход воды. В странах, расположен­ных на берегах морей и океанов, возможно строительство приливных ГЭС, которые используют энергию приливов, возникающих за счет сил гравитационного взаимодействия Земли, Луны и Солнца. Опыт строительства и эксплуатации приливных ГЭС имеется, например, во Франции (1985 г.) и в бывшем СССР на Баренцовом море. В XX в. строились также ГЭС небольшой мощности, где в качестве преобразо­вателя кинетической энергии воды в механическую энер­гию для вращения электрогенератора использовались водя­ные турбины. Энергия, заключенная в текущей воде, многие тысячелетия вер­но служит человеку. Огромным аккумулятором энергии является мировой океан, по­глощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. В нем плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские тече­ния. На земле рождаются многочисленные реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. И люди раньше всего научились использовать энер­гию рек в качестве путей сообщения. Когда наступил золотой век электричества, произошло возрождение во­дяного колеса в виде водяной турбины. Считают, что современная гидро­энергетика родилась в 1891 г.

В нашей стране гидроэлектростанции начали строить в 30-х годах про­шлого века. Первенцем была Чигиринская ГРЭС на реке Друть в Могилевской области. В довоенные годы был построен ряд небольших гидроэлек­тростанций на малых реках. Большинство из них в годы войны были разру­шены, а в первые послевоенные годы восстановлены и построены новые. К концу 1956 г. в нашей республики насчитывалось 162 ГЭС общей установ­ленной мощностью 11854 кВт. Однако, начиная с 60-х годов, они начали за­крываться, не выдержав конкуренции с большой энергетикой. В последние годы во многих странах мира, особенно в Японии, Англии, странах Скандинавии, возрастающий интерес проявляется к получению энергии от морских волн, в результате чего эксперименты переросли в стадию реализации проектов. Создано большое количество различных центров, поглощающих и преобразовывающих волновую энергию. В результате воздействия сил притяжения Луны и Солнца происходят периодические колебания уровня моря и атмосферного давления, что при­водит к образованию приливных волн, которые и используются для выра­ботки электроэнергии на приливных электростанциях (ПЭС). Из современных приливных электростанций наиболее хорошо известны крупномасштабная электростанция Ране мощностью 240 МВт (Бретань, Франция), построенная в 1967 году на приливах высотой до 13 м, и небольшая, но принципиально важная опытная станция мощностью 400 кВт в Ки­слой Губе на побережье Баренцева моря (Россия) . Блоки этой ПЭС буксиро­вались на плаву в нужные места для включения ее в местные энергосети в часы максимальной нагрузки электроэнергии потребителями. Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращи­вание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослей, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены при­родного газа. Большое распространению получает использование биомассы для получения электроэнергии. Большое внимание приобрела «океанотермическая энер­гоконверсия» (ОТЭК), то есть получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосами глубинными океанскими водами, например, при использовании в замкнутом цикле турбины таких легко испаряющихся жидкостей, как пропан, фреон или аммоний.

Большие запасы энергии содержаться в местах впадения пресноводных рек в моря и соленые водоемы. При наличии перепадов солености возникает осмотическое давление, которое может быть использовано для производства энергии, например, с помощью мембранных установок и другими способами. Остается заманчивой идея использования потока теплой воды Гольфстрима, несущего ее вблизи берегов Флориды со ско­ростью 5 миль в час. Наконец, не следует забывать, что химическая формула воды НОН (Н 2 О) содержит газ водород, который после извлечения из воды может использо­ваться в качестве горючего для самолетов, автомобилей, автобусов, как ис­пользуется в настоящее время для этих целей сжиженный газ, газ метан. И опыт использования водорода в качестве топлива уже есть. На базе кузова и шасси автобуса MERSEDES-BENZ создан электробус на топливных элемен­тах, получивший название NEBUS. В качестве топлива для него использует­ся водород, который размещается в баллонах, установленных на крыше ав­тобуса. NEBUS тяжелее базового автобуса на 3500 кг. При этом масса бал­лонов с водородом составляет 1900 кг. Силовая установка машины разрабо­тана канадской компанией Ballard. По габаритам она примерно соответству­ет дизелю, применяемому на автобусе этого типа. Мощность батареи топ­ливных элементов – 250 кВт, пробег – 200 км. Для приведения в движение автобуса, рассчитанного на 42 места, применяются асинхронные двигатели мощностью 75 кВт. Количество вредных выхлопных газов, уровень шума у него меньше, чем у автобусов аналогичного класса 1. Гидроэнергетика базируется на использовании возобно­вляемых гидроэнергетических ресурсов, представляющих собой преобразованную энергию Солнца. Напри­мер, в Норвегии более 90 % электроэнергии вырабатывает­ся на ГЭС. Стоимость 1 кВт-ч этой энергии обычно не более 0,04 доллара США, и она легко регулируется по мощности. Наряду с преимуществами у ГЭС имеются и недостатки, которые в ряде случаев ограничивают возможности их строительства и использования. Прежде всего это экологи­ческий ущерб, связанный с заполнением водой больших площадей при создании водохранилищ. В процессе эксплу­атации станций происходит заиливание водохранилищ и плотин, изменяется климат, нарушаются условия для мигра­ции рыб и др. Для ГЭС также характерны большие капи­тальные затраты на строительство .

Наша республика – преимущественно равнинная страна. В Государственной программе отмечается, что потен­циальная мощность всех водотоков Беларуси равна 850 МВт. Технически возможно использовать около 520 МВт, эконо­мически целесообразно – 250 МВт. В качестве основ­ных направлений гидроэнергетики в Беларуси определены реконструкция и восстановление существующих ГЭС и со­оружение новых различной мощности. Гидроэлектростанции подразделяются: в конструктивном отношении по схеме и составу основных гидротехнических сооруже­ний на приплотинные и деривационные, сооружаемые на крупных, сред­них и малых реках; в народнохозяйственном отношении на крупные, средние и малые; по величине напора на низконапорные, средненапорные и высо­конапорные. Различают также гидроэлектростанции по характеру регулирования речного стока их водохрани­лищами: с длительным (многолетним, годовым и сезонным), краткосроч­ным (суточным или недельным) регулированием и совсем без регулирования. В приплотинных ГЭС водосток регулируется посредством пло­тин. В деривационных ГЭС большая или существенная часть напора создается посредством безнапорных или напорных деривационных водоводов. В качестве безнапорного деривационного водовода могут быть использованы каналы, лотки, безнапорные туннели или сочетание этих типов водоводов. С самого начала (примерно с 80-х годов прошлого столетия) для произ­водства электроэнергии в гидроэнергетике использовались в основном гид­равлические турбины. Энергетическая программа Республики Беларусь до 2010 г. в качестве основных направ­лений развития малой гидроэнергетики в стране предусматривает:

– восстановление ранее действовавших малых гидроэлектростанций на существующих водохранилищах путем капитального ремонта и частичной замены оборудования;

– строительство новых малых ГЭС на водохранилищах неэнергетического назначения без затопления;

– создание малых ГЭС на промышленных водосбросах;

– сооружение бесплотинных (русловых) ГЭС на реках со значительными расходами воды.

Общую мощность малых ГЭС в республике предполагается довести к 2010 г. до 100 МВт. Бассейны рек Западная Двина и Неман, протекающих по территории Беларуси, относятся к зонам высокого гидроэнергетического потенциала, и использование его еще в 40-х годах XX в. намечалось путем строительства многоступенчатых каскадов ГЭС. Гидроресурсы Беларуси оцениваются в 850-1000 МВт.

Страница 4 из 6

Энергия воды

Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. За-пасы ее на Земле колоссальны. Огромным аккумулятором энергии служит Мировой оке-ан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек. Преимущества гидроэлектростанций очевидны постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Однако здесь имеются свои недостатки экологического плана, которые ранее при строительстве плотины крупной гидроэлектростанции учитывались не в полном объёме, что в дальнейшем сказалось как на сельскохозяйственном производстве, так и на ихтиологии водных бассейнов. Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалось строительство крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вошла Волховская ГЭС, в следующем началось строительство знаменитой Днепровской. Дальновидная энергетическая политика, проводящаяся в нашей стране, привела к тому, что у нас, как ни в одной стране мира, развита система мощных гидроэлектростанций. Ни одно государство не может похвастаться такими энергетическими гигантами, как Волжские, Красноярская и Братская, Саяно-Шушенская ГЭС. Эти станции, дающие буквально океаны энергии, стали центрами, вокруг которых развились мощные промышленные комплексы. В тоже время строительство водохранилищ этих гигантов породили необратимые процессы, такие как заболачивание местности, подтопление под-почвенными водами, нарушение естественных нерестилищ и т.д. Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества хранит предания о катастрофических извержениях вулканов, унесших мил-лионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно небольшого вулкана колоссальна, она много-кратно превышает мощность самых крупных энергетических установок, созданных ру-ками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических извержений говорить не приходится нет пока у людей возможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к счастью, извержения эти достаточно редкие события. Но это проявления энергии, таящейся в земных недрах, когда лишь крохотная доля этой неисчерпаемой энергии находит выход через огнедышащие жерла вулканов. Маленькая европейская страна Исландия "страна льда" в дословном переводе, полностью обеспечивает себя помидорами, яблоками и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы получают энергию от тепла земли. Других местных источников энергии в Исландии практически нет. Зато очень богата эта страна горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанами горячей воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя не исландцам принадлежит приоритет в использовании тепла подземных источников (еще древние римляне к знаменитым баням-термам Каракаллы подвели воду из-под земли), жители этой маленькой северной страны эксплуатируют подземную ко-тельную очень интенсивно. Столица - Рейкьявик, в которой проживает половина населе-ния страны, отапливается только за счет подземных источников. Но не только для ото-пления черпают люди энергию из глубин земли. Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в 1904 году в небольшом итальянском городке Лардерелло, названном так в честь французского инженера Лардерелли, который еще в 1827 году со-ставил проект использования многочисленных в этом районе горячих источников. Постепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, использовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла уже внушительной величины - 360 тысяч киловатт. Тяжёлый экономический кризис, разра-зившийся в нашей стране в августе 1998 года со всей остротой показал недоработки в нашей энергетике в районах Сахалина и Камчатки где большое количество горячих под-земных источников позволило бы своевременно и без больших затрат обеспечить население и промышленность данных регионов электричеством и теплом. Дальнейшее развитие геотермальной энергетики, позволили бы обеспечивать электроэнергией и соседние регионы. Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны. Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10^26 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка 10^18 Дж. Однако пока что люди умеют утилизировать лишь ничтожные долитой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной. Однако происходящее весьма быстрое истощение запасов ископаемых топлив (прежде всего нефти и газа), использование которых к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды (включая сюда также и тепловое "загрязнение", и грозящее климатическими последствиями повышение уровня атмосферной углекислоты), резкая ограниченность запасов урана (энергетическое использование которых к тому же порождает опасные радиоактивные отходы) и неопределенность как сроков, так и экологических последствий промышленного использования термоядерной энергии заставляет ученых и инженеров уделять все большее внимание поискам возможностей рентабельной утилизации обширных и безвредных источников энергии и не только перепадов уровня воды в реках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Мировом океане. Широкая общественность, да и многие специалисты еще не знают, что по-исковые работы по извлечению энергии из морей и океанов приобрели в последние годы в ряде стран уже довольно большие масштабы и что их перспективы становятся все более обещающими. Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляется постройка приливных электростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт/ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море. Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослей келп, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа. По имеющимся оценкам, для полного обеспечения энергией каждого человека - потребителя достаточно одного гектара плантаций келпа. Таким образом, в океане, который составляет 71% поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно преобразовать в стандартные виды топлива.

Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядерного горючего, методы, получения которого были разработаны недавно.

И тем не менее, несмотря на то, что извлечение энергии океана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогресса энергия в будущем может в значительной степени добываться из моря. Когда - зависит от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми. В конечном итоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различных формах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстро будет развиваться тот или иной способ добычи.

Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана при-несет двойную пользу: сэкономит общественные средства и сделает более жизнеспособной третью планету Солнечной системы - нашу Землю.

Впервые удар по общественному карману был нанесен в 1973 году подъемом цен на ископаемые виды топлива.

Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другая сторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровня жизни промышленно развитых стран, определяющегося использованием большого количества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятся перейти от общества, в котором ис-пользуется в основном физический труд, к обществу с развитой индустрией.

Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении дешевой энергии между всеми странами, потребуется такое ее количество, которое, возможно, в тысячи раз превысит сегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не справится с загрязнением, вызываемым использованием обычных видов топлива. Тем не менее президент Института исследований исследований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния) Чонси Старр полагает: "Необходимо признать, что мировое потребление энергии будет развиваться именно в этом направлении и так быстро, как только позволят политические, экономические и технические факторы".

Так как соревнование за обладание истощающимися видами топлива обостряется, расход общественных средств будет расти. Рост этот продолжится, так как необходимо бороться с загрязнением воздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива.

Но стоит ли волноваться в поисках новых источников ископаемого топлива? За-чем дискутировать по вопросу о строительстве ядерных реакторов? Океан наполнен энергией, чистой, безопасной и неиссякаемой. Она там, в океане, только и ждет высвобождения. И это - преимущество номер один.

Второе преимущество заключается в том, что использование энергии океана позволит Земле быть в дальнейшем обитаемой планетой. А вот альтернативный вариант, предусматривающий увеличение использования органических и ядерных видов топлива, по мнению некоторых специалистов, может привести к катастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количество углекислого газа и теплоты, что грозит смертельной опасностью человечеству.