Альтернативные источники энергии
ГеоТЭС значительно экономичнее других типов электростанций, капитальные затраты на их строительство составляют примерно 1/3 от ТЭС, они могут работать без обслуживающего персонала в автоматическом режиме, стои-мость энергии на 1/3 меньше, чем на станциях другого типа.
Но геотермальные районы, как правило , сейсмически активны и удалены от потребителя, термальные воды обычно сильно минерализованы и коррозионно активны, также геоТЭЦ представляют и экологическую опасность, если они ра-ботают на закачиваемой воде, т.к. возникает проблема хранения и переработки отработанных вод, насыщенных солями.
3.7. ГИДРОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ
Еще в конце 20-х гг. человечество начало использовать и гидротермальную энергию, т.е. энергию, источником которой служит разница температур морской воды из верхних и нижних горизонтов.
Благоприятны, например, условия для использования гидротермальной энергии на Кубе. В одной из здешних бухт большие глубины со значительным перепадом температур воды подходят к самому берегу. Насосы накачивают здесь воду с поверхности моря (она имеет температуру около 27 градусов Цельсия) в испаритель. В испарителе с частичным вакуумированием образуется пониженное давление, в результате чего вода превращается в пар при температуре около 30 градусов Цельсия. Полученный пар вращает лопасти турбин, соединенных с генераторами. Отработанный пар попадает в конденсатор, для охлаждения которого подают воду с глубины (ее температура 14 градусов Цельсия).
В США, Японии, Франции и некоторых других странах ведут активные работы по программе «Преобразование термальной энергии океана» («ОТЕК»).
Первая опытная американская гидротермальная станция системы «ОТЕК» - мини - «ОТЕК» мощностью 50 кВт – работала вблизи Гавайских островов в Тихом океане с 1979 по1981 г.
В1981 г. вошла в строй вторая опытная американская термоградиентная установка мощностью уже около 1000 кВт – «ОТЕК-1».
3.8. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
Человечество в течение тысячелетий почти до XX века довольно интенсивно пользовалось энергией ветра для мореплавания, помола зерна, подъема воды и много другого. В XX веке использование ветра практически прекратилось в связи с появлением тепловых двигателей и электромоторов. Однако в связи с истощением доступных запасов нефти и загрязнением окружающей среды интерес к ветроэнергетике в последние годы возродился и, вероятнее всего, будет расти.
Началом развития ветроэнергетики можно считать 1850 год, когда датчанин Ла Кур построил первый ветрогенератор. Сегодня в Дании действует более 2000 ветроэнергоустановок, и она является основным экспортером этого вида генераторов.
В России в 1931 г. была построена самая крупная по тем временам ВЭС мощностью 100 кВт с диаметром крыльчатки 30 м.
На Земле имеются обширные районы, где постоянно дуют устойчивые ветры. Почти 40% территорий России удобно для установки ветровых преобразователей, общая мощность которых может достичь 100 млрд. кВт.
Эффективность использования энергии ветра в значительной степени зависит от конструкции ветрогенератора, а именно – крыльчатки.
Современный ветряк – сложное устройство. В нем запрограммирована работа в двух режимах – слабого и сильного ветра и остановка двигателя, если ветер станет очень сильным. Недостатком ветряных мельниц является шум, который производят лопасти пропеллера во время вращения. Если ветряк мощный, то шумовое загрязнение делает опасным длительное пребывание людей в зоне работы установки.
Теоретически достижимый КПД ветрогенератора равен примерно 60%, с учетом различных потерь и неравномерности воздушных потоков его величина колеблется в пределах 15 – 20%.
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА.
4.1. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ МОДЕЛИ ГЭС.
Для этого требуется:
1) электромоторчик на 4.5 В;
2) жесткий пластик;
3) пробка;
4) электропровод;
5) жесткая проволока или металлический стержень;
6) большая и маленькая шестерни;
7) клей, нерастворимый в воде;
7) деревянные бруски;
8) корпус старой шариковой ручки.
Строительство модели:
1) Насадил пробку на конец жесткой проволоки.
2) Нарезал 8 полосок жесткого пластика длиной, равной длине пробки, и шириной около 3.5 см.
3) По всей длине пробки вырезал 8 узких пазов на равном расстоянии друг от друга, чтобы в них можно было вставить пластиковые полоски.
4) Смазал края полосок клеем и вставил их в пазы. Они должны торчать, по крайней мере, на 3 см. над поверхностью пробки.
5) Вставил другой конец проволоки в корпус авторучки, затем закрепил на его конце большую шестерню.
6) Поместил всю конструкцию на борту водопроводной раковины так, чтобы пробка с лопастями находилась под краном с холодной водой.
7) Гвоздем прикрепил корпус авторучки к бруску, а сам брусок – к борту раковины.
8) Прикрепил к другому бруску моторчик и надел маленькую шестерню на его вал так, чтобы она на нем не вращалась.
Для демонстрации работы модели надо открыть кран так, чтобы струя воды падала на лопасти и вращала их. Держа брусок с мотором, соедините малую и большую шестерни.
.
4.2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ МОДЕЛИ геоТЭЦ.
Для этого требуется:
1) жестяная банка;
2) две деревянные рейки;
3) веревка;
4) кусочек пластилина;
5) спиртовка;
6) круг из жести или плотной фольги;
7) кусок проволоки;
8) два кирпича или книжки.
Изготовление модели:
1) Просверлил небольшое отверстие в крышке жестяной банки.
2) Сделал прорези на концах деревянных реек и примотал их веревкой по обе стороны банки прорезями вверх.
3) Налил в банку воды примерно на 1 см. и накрыл ее крышкой.
4) С помощью ножниц разделил жестяной круг на сектора и загнул каждый сектор так, чтобы его плоскость была перпендикулярна плоскости круга.
5) В центре жестяного круга вырезал отверстие, по диаметру совпадающее с толщиной проволоки, и вставил проволоку в это отверстие, закрепив ее с обеих сторон пластилином.