Энергия рек и ветра. Экологические характеристики источников энергии. проблема энергосбережения

Энергия рек и ветра. Экологические характеристики источников энергии. проблема энергосбережения

ПЛАН

Введение

1. Энергия воды

2. Энергия ветра

3. Проблема энергосбережения

Использованная литература

Введение

Удивительно, что всего двести лет назад человечество, кроме энергии самого человека и животных, владело только тремя видами энергии. И источником этих всех трех видов энергии было Солнце. Энергия ветра вращала крылья ветряных мельниц, на которых мололи зерно или ткали. Для того чтобы можно было воспользоваться энергией воды, необходимо, чтобы вода бежала вниз к морю от вышестоящего источника, где река наполняется за счет дождей, выпадающих.

За последнее десятилетие интерес к этим источникам энергии постоянно растет, поскольку во многих отношениях они неограниченны. По мере того как поставки топлива становится менее надежным и более дорогим, эти источники становятся все более привлекательными и более экономичными. Повышение цен на нефть и газ послужило главной причиной того, что мы снова обратили свое внимание на воду, ветер и Солнце.

1. Энергия воды

Поскольку солнечное излучение - движущая сила круговорота воды в природе, энергия воды, или гидроэнергия, также относится к преобразованной энергии Солнца. Вода, еще в древности использовали для совершения механической работы, до сих пор остается хорошим источником энергии - теперь уже электрической - для нашей промышленной цивилизации. Энергия падающей воды, вращает водяное колесо, служила непосредственно для размола зерна, распиливания древесины и производства тканей. Однако мельницы и лесопилки на наших реках стали исчезать, когда в восьмидесятых годах позапрошлого века началось производство электроэнергии из водопадов.

Наиболее распространенным видом получения электроэнергии из воды на сегодняшний день является использование ГЭС - гидроэлектростанций. Используя перепад высоты, на реке устанавливаются турбины, которые вращают потоки воды, которые приходят из искусственных речных морей в ниже ступеньки русла.

В приливах и отливах, сменяющих друг друга дважды в день, также сосредоточена огромная энергия. Приливы - это результат гравитационного притяжения больших масс воды океанов со стороны Луны и, в меньшей степени, Солнца. При вращении Земли часть воды океана поднимается и некоторое время удерживается в этом положении гравитационным притяжением. Когда «горб» подъема воды достигает суши, как это должно происходить вследствие вращения Земли, наступает прилив. Дальнейшее вращение Земли ослабляет влияние Луны на эту часть океана, и приток приходит. Приливы и отливы повторяются дважды в сутки, хотя их точное время изменяется в зависимости от сезона и положения Луны.

Средняя высота прилива составляет всего лишь 0,5 м, за исключением тех случаев, когда водные массы перемещаются в относительно узких пределах. В таких случаях возникает волна, высота которой может в 10-20 раз превышать нормальную высоту приточного подъема. Ежегодно наиболее высокие приливы бывают тогда, когда Луна и Солнце находятся почти на одной линии, так что суммарное гравитационное воздействие увеличивает объем перемещаемой океанской воды.

Когда мы смотрим на приливы с их угрожающей энергией, нам стоит подумать о воздействии на окружающую среду приливных бассейнов. Сосредоточимся на физических изменениях, которые могут произойти с морской стороны приливной электростанции.

Амплитуда притока может увеличиваться всего лишь на 30 см, но даже такое небольшое изменение чревато серьезными последствиями. Приточные воды, поступающие могут подняться на 15 см, а это способно привести к вторжению морской воды в прибрежные колодцы и создать угрозу для зданий, расположенных вблизи верхней отметки прилива. Возможно ускорение береговой эрозии, а низинные участки, включая дороги, будут затопляться, когда штормы и приливы, увеличившиеся объединят усилия. Береговая полоса будет практически непригодна для использования из-за более высокие приливы. Оценки площади береговой полосы, может быть потеряна из-за приливного затопления, колеблются от 17 до 40 квадратных километров. Конечно, местные потери зависят от крутизны склона и характера берега. Отлив, что может оказаться ниже на 15 см, способен затруднить доступ к лодкам и к воде с причалов. Увеличена высота прилива может вызвать поступление более соленой воды в устье рек и этим изменить соотношение водных организмов, живущих там. С увеличением амплитуды приливов возникнут усиленные приливные течения, на 5-10% более быстрые, что может привести к размыванию и переносу песчаных отмелей и к заполнению песком существующих судоходных рукавов, а в итоге к необходимости составления новых навигационных карт. Но в этом случае суда вскоре начнут застревать, по мере того как проходы будут изменяться из-за перемещения песка.

2. Энергия ветра

Использование любого вида энергии и производство электроэнергии сопровождается образованием многих загрязнителей воды и воздуха. Перечень таких загрязнителей удивительно длинный, а их количества чрезвычайно огромны.

Вполне естественно возникает вопрос, всегда использования энергии и производство электроэнергии должно сопровождаться разрушением окружающей среды. И если правда, что любой вид человеческой деятельности неизбежно влияет на природу, то степень этого вреда разный. Мы не можем не влиять на среду, в которой живем, поскольку для поддержания жизненных процессов как таковых необходимо поглощать и использовать энергию.

Человек, безусловно, влияет на окружающую его среду, однако в природе существуют естественные механизмы, уравновешивающие, поддерживающих среду и сообщества, живущие в ней, в состоянии равновесия, когда все изменения происходят достаточно медленно. Однако во многих случаях хозяйственная деятельность человека нарушает равновесие, поддерживаемое этими механизмами, что приводит к быстрым изменениям условий окружающей среды, с которыми ни человек, ни природа не могут успешно справиться. Традиционное производство энергии, дает огромные количества загрязнителей воды и воздуха - один из видов такой деятельности человека.

Удивительно, что всего двести лет назад человечество, кроме энергии самого человека и животных, владело только тремя видами энергии. И источником этих всех трех видов энергии было Солнце. Энергия ветра вращала крылья ветряных мельниц, на которых мололи зерно или ткали. Для того чтобы можно было воспользоваться энергией воды, необходимо, чтобы вода бежала вниз к морю от вышестоящего источника, где река наполняется за счет дождей, выпадающих.

За последнее десятилетие интерес к этим источникам энергии постоянно растет, поскольку во многих отношениях они неограниченны. По мере того как поставки топлива становится менее надежным и более дорогим, эти источники становятся все более привлекательными и более экономичными. Повышение цен на нефть и газ послужило главной причиной того, что мы снова обратили свое внимание на воду, ветер и Солнце.

В поисках альтернативных источников энергии во многих странах немало внимания уделяют ветроэнергетике. Ветер служил человечеству на протяжении тысячелетий, обеспечивая энергию для парусных судов, для размола зерна и перекачивания воды. В настоящее время главное место занимает производство электроэнергии. Уже сегодня в Дании ветроэнергетика покрывает около 2% потребностей страны в электроэнергии. В США на нескольких станциях работает около 17 000 ветроагрегатов общей мощностью до 1500 МВт. Ветроэнергетические устройства выпускаются не только в США и Дании, но и Великобритании, Канаде, Японии и некоторых других странах.

Для того, чтобы строительство ветроэлектростанции оказалось экономически оправданным, необходимо, чтобы среднегодовая скорость ветра в данном районе составляла не менее 6 метров в секунду. В нашей стране ветряки можно строить на побережьях Черного и Азовского морей, в степных районах, а также в горах Крыма и Карпат. В нынешнюю эпоху высоких цен на топливо можно считать, что ветродвигатели окажутся конкурентоспособными по стоимости и смогут участвовать в удовлетворении энергетических потребностей страны.

[1] 2

скачать реферат