surse energetice neconventionale

of 40 /40
Surse Surse neconvenţionale de neconvenţionale de energie în natură energie în natură Realizat de:Corcoz Lavinia Realizat de:Corcoz Lavinia Clasa XI-D Clasa XI-D

Embed Size (px)

description

surse energetice neconventionale

Transcript of surse energetice neconventionale

Surse neconven ionale de energie n natur

Realizat de:Corcoz Lavinia Clasa XI-D XI-

IntroducereRoata hidraulic a fost de-a lungul multor veacuri principala ma in universal de for folosit n hidraulic deindustrie. Abia acum 200 de ani a ap rut un nou soi de ma in universal , ma ina termic de for , apoi ea a dus la apari ia altora cum ar fi turbinele cu abur, motoarele cu ardere intern , turbinele hidraulice i, recent, motoarele de reac ie. Anii triumfului ma inii cu abur au fost denumi i veacul aburului. Pe nesim ite, dar sigur, aceast trece n veacul electricit ii, in care tr im ast zi, i care este urmat de era energiei atomice. A nceput istoria electrotehnicii, dar nu s-a terminat istoria ma inii cu sabur; a i nceput istoria energiei atomice, dar alaturi de ea a atins o mare nflorire hidroenergetic - iar aceasta, inand seama de vrsta vechii ro i hidraulice, are o existen de cteva mii de ani. ncet de tot s-a l rgit cercul izvoarelor de energie utilizate de om. Vantul, focul, apa- iat cele trei puternice for e apaale naturii de la care omul s-a inv at s ob in , intr-o m sura mai mare sau mai mic , energia sintrnecesar nevoilor sale. Numai in ultimii ani, acestora li s-a ad ugat i energia nuclear . sTotu i ar mai fi multe surse de energie pe care omul nu tie s le exploateze, de exemplu: energia colosal a cl durii interne a globului, a a numitul "carbune albastru"- energia mareelor, a fluxului i albastru"refluxului oceanelor, "c rbunele albastru"- energia razelor solare, a c ror utilizare este ns abia la albastru"primele nceputuri, energia fulgerelor din timpul furtunilor, energia radia iei cosmice... i exemplele ar mai putea continua.

Prima masina pe aburi din lume

Rezervoare de energieEnergia nu poate fi ob inuta "din nimic". Omul o preia din rezervoarele pe care natura, ndatoritoare, i le-a lepreg tit. Z c mintele de carbune, de petrol, isturile bituminoase, de exemplu, sunt rezervoare de energie. Uraniul, cel mai pre ios metal al zilelor noastre, de asemenea este unul din cele mai bogate rezervoare de energie. Deseori, n tehnica, n industrie trebuie create rezervoare artificiale de energie. Noi cre m rezervoare artificialeartificialeacumulatoare de energie- pentru cele mai variate energiescopuri, noi trecnd energia dintr-un loc in altul. dintr-

Carbune

Sonda-pompaSonda-pompa-petrol

Energia solarSoarele nc lze te neuniform diferitele regiuni ale globului p mntesc. n func ie de anotimp i de orele zilei, suprafe ele m rilor, a oceanelor i a uscatului se nc lzesc n mod diferit, ceea ce provoac vnturile. Ele iau na tere i n urma faptului c emisferele globului p mntesc sunt ndreptate catre Soare n mod diferit: aceea unde este vara este mai cald , cealalt , unde este iarn , este mai rece. A adar, Soarele este sursa primar a celor mai multe dintre formele de energie. Numai c ldura din interiorul P mntului, pe care noi o folosim nc ntr-o infirm masur , energia fluxului i a refluxului, ntrdespre care se poate spune acela i lucru, precum i energia nucleului atomic, pe care abia am nceput s o utiliz m n ultimii ani, nu depind n ultim instan de respira ia fierbinte a razelor solare.

Stadion energie solara din Taiwan

Razele solareRazele emise de suprafa a incandescent a Soarelui, nvingnd abisul negru al spa iului cosmic, au ajuns la planeta noastr . O adevarat lavin de energie radiant se revars asupra globului p mntesc! 1,7 * 10 kW! (170 000 miliarde kW!). Puterea tuturor centralelor electrice ale globului p mntesc nu se pot compara nici pe departe cu ea. Ce se ntampl cu acest ocean de energie? Cea mai mare parte din aceast energie este re inut de atmosfer , o mare parte a razelor solare fiind oprite de c tre atmosfer . S-a stabilit c Satunci cnd Soarele se afl la 60 de grade deasupra orizontului, pe suprafa a P mntului ajunge doar 70% din radia ia solar , iar la o nclinare de 5 grade, doar 20%!

De aceea diminea a n zori i seara trziu, cnd Soarele se afl la orizont, razele sale sunt mult mai pu in calde dect atunci cnd el se afl deasupra capului nostru. E de la sine n eles: n primul caz, razele, care str bat atmosfera oblic, trebuie s treac printr-o p tur mult mai groas dect n al doilea caz. printrDin energia solar , numai 40% ajunge la suprafa a P mntului, 60% fiind absorbit de atmosfer iar numai 2,5% se transform n energia vntului iar numai 0,04% din energie se transform n energie hidraulic , ob inut n urma evapor rii apelor. Ceva mai pu in de 15% din ntregul torent de energie revine continentelor i insulelor, energie din care 1-2% este 1"consumat " de c tre plante.

Energia apelor sau hidroenergia, energia mareelor i a valurilorDintrDintr-un mic smrc, dintr-un pria ce se scurge din balta n fundul c reia se afl izvoare dintrreci, dintr-un ghe ar ce se tra te de-a lungul unui defileu...a a iau na tere rurile. dintrdeV rsndu-se unul n altul, ele devin treptat tot mai largi, tot mai bogate n ap , se scurg rsnduspre m ri i oceane. n iure ul s riturilor din povrni in povrni al apelor de munte, ca i n curgerea lin a rurilor de step este ascuns o mare cantitate de energie. Rezervele ei, socotind energia marilor cursuri de apa din Uniunea Sovietic , ajung la 300 milioane de kilowa i, aceste cursuri de ap pot "produce" pe an peste 2000 miliarde de kilowa i pe or de energie electric . Omul a nv at nc de mult s foloseasc n scopurile sale energia rurilor. ...Pere ii de stnca abrup i au nchis un golf ngust de ocean. Jos se lovesc de stnci valurile nenduplecate, verzi i reci...Sunt mareele. De dou ori n decursul a 24 de ore, apele fluxului, ce se deplaseaz n sens contrar rotirii P mntului, p trund n acest golf, se amplific de cteva ori i ridic nivelul apei la nal imea de 10 metri. De dou ori n decurs de 24 de ore valurile refluxului lor se retrag, l snd pe stnci ncalceala verzuie a plantelor acvatice.

Hidrocentrala Portile de Fier

Nu peste tot mareele ating aceste naltimi, dar puterea lor total este colosal . Dup unele calcule, pe ntreg globul ea s-ar ridica la 8000 de miliarde de kilowa i, sceea ce depa e te de 100 000 de ori capacitatea tuturor centralelor hidroenergetice n func iune pe ntregul glob p mntesc. n direc ia folosirii acestui gigantic izvor nesecat de energie, omenirea face abia primii pa i.

Centrala mareomotrica

Energia fluxului i refluxului este una dintre pu inele forme ale energiei care nu se datoresc c ldurii razelor solare. Ridicarea valului este provocat de for a de atrac ie a Lunii i a Soarelui. n fiecare punct al oceanului, aceasta for este de 6 milioane de ori mai mic decat for a gravita iei, dar nsumat pe ntreaga lui suprafa , ea atinge o m rime colosal . Dintr-o valoare Dintrteoretic calculat a mareei de 0,77 metri, 0,53 metri se datoreaz influen ei Lunii i 0,24 metri influen ei Soarelui. Energia mareelor este un izvor de energie ce se renoieste mereu. Opt mii de miliarde kW este puterea fluxului pe globul p mntesc.

Energia valurilor este ntr-adev r f r limit . Este un ntrizvor nesecat, cum nesecat este i oceanul. n m rile cu ap mic , nchise n toate par ile de uscat, cum este, de pild Marea Baltic , valurile rareori dep esc n l imea de patru, cinci metri, pe cnd n largul oceanului, n special n emisfera sudic , unde cercul de ap cuprinde tot globul i valurile se pot dezlan ui n voia lor, iar vnturile de apus sufl n permanen f r a- i schimba direc ia, se ntlnesc destul de des valuri nalte de 12-18 metri. 12-

Totu i, n mod practic, aceast energie nu se folose te aproape deloc. Dou lucruri mpiedic folosirea energiei valurilor. n primul rnd faptul c acest izvor de energie este foarte inegal, energia valurilor este utilizat doar n cazul n care valurile sunt nalte i constante n timp; i al doilea motiv i cel mai important este faptul c tehnica contemporan nu cunoa te instala ii cu ajutorul c rora am putea destul de u or, destul de complet i economic s transform m energia valurilor n curent electric.

Ce fel de centrale hidroelectrice exist ?

Pe globul p mntesc nu exist dou centrale electrice care s semene una cu cealalt , a a cum pe P mnt nu exist dou ruri care s fie la fel, deci fiecare hidrocentral se construie te inanduinandu-se seama de condi iile concrete ale rului respectiv. Exist totu i un ir de caracteristici care fac s raport m centralele hidroelectrice la o anumit grup . Ele pot fi deosebite dupa putere: hidrocentrala de mare putere- peste 50 putere000 kW, de putere mijlocie- 5000- 50 000 kW, de putere mic mijlocie- 5000pana la 5000 kW. Ele se pot mp rti i dup c derea de ap : cu c dere mic - sub 25 de metri, cu c dere mijlocie- 25-75 de mijlocie- 25metri, cu c dere mare- peste 75 de metri, etc. Trebuie remarcat marec toate aceste mp rtiri i limite au un caracter foarte general. De asemenea, centralele hidroenergetice pot fi de baraj sau cu deriva ie.

Centrala hidroelectrica-Siberia hidroelectrica-

Soarele n calitate de pomp

71% din ntreaga suprafa a globului p mntesc este acoperit de oglinda albastr i mi catoare a oceanului mondial i numai 29% este ocupat de uscat. n fiecare an, c ldura razelor solare evapor de la suprafa a oceanelor 449 000 km de ap sau aproximativ 6 M ri Caspice. 99 000 km de ap din aceast cantitate cade la suprafa a uscatului, iar 62 000 km se evapor de pe suprafe ele mla tinilor, rurilor, lacurilor, frunzelor de plante i pur i simplu de pe suprafa a solului. Numai 37 000 km de ap se scurg prin albiile rurilor napoi n oceane. Puterea energetic total a tuturor rurilor de pe globul p mntesc este estimat la 500 milioane kW. De cele mai mari rezerve de energie hidraulic dispune Africa (204 milioane kW), urmat de Asia cu 110 milioane kW, Europa i America de Sud cu cte 55 milioane kW i, n sfrsit Australia cu 18 milioane kW.

Energia vntului sau energia eolian

Folosirea energiei vntului a nceput din cea mai adnc antichitate. Pentru aceasta s-au folosit dou instala ii: aripa vintrelei i apa morii de svnt. Dar cu ct ne apropiem de timpurile noastre, cu ct se reduce mai mult partea ce revine energiei eoliene (energia vntului) n totalul balan ei energetice a omenirii. Este i firesc: vintreaua aproape primitiv i roata morii de vnt nu pot s se ia la ntrecere cu motoarele de tip modern. Totu i energia "c rbunelui albastru" cum este numit n mod obi nuit vntul, este colosal . Conform calculelor academicianului P. P. Lazarev, vntul poate s dea de trei ori mai mult energie dect ob ine omenirea din carbunele ars azi n toata lumea. Astfel, la o vitez de 7 metri pe secund se pot ob ine de pe fiecare kilometru de suprafa 2,2 milioane kWh pe an. Iar la 10 metri pe secund pn la 5 milioane kWh. Sporirea vitezei vntului de doua ori m re te puterea pe aripile instala iei eoliene de 8 ori, iar cre terea vitezei vntului de 3 ori spore te puterea instala iei de 27 de ori.

Turbine eoliene

Pentru ca puterea vntului s poat fi utilizat n ob inerea de energie, vnturile trebuie s fie constante, s sufle mereu cu aproximativ aceea i putere. O ar n care vnturile sunt constante este Olanda, o ar bine cunoscut pentru morile sale de vnt. Exist acolo multe mii de mori de vnt. Ele i i mi c ncet aripile, ac ionand n majoritatea cazurilor pompe pentru evacuarea apei, apa folosit n consumul oamenilor i ad patul vitelor. Cea mai larg folosire, energia vntului o poate g si la irigarea cmpurilor, alimentarea cu ap a tinerelor planta ii de p duri, etc.

Energia electric produs de o centrala eolian ar urma sa fie dirijat n instala ii speciale pentru descompunerea apei n oxigen i hidrogen. Oxigenul urmeaz s fie folosit n economia na ional a rii, iar hidrogenul s fie p strat n rezervoarele de gaz ale centralei eoliene astfel ncat n perioadele lipsite de vnt, un motor de combustie intern s func ioneze folosind hidrogenul drept carburant. Cantit i inepuizabile de energie se afl n oceanul aerian nvolburat. Din aceast gigantic cantitate noi putem s folosim doar ni te f rme abia sesizabile. n orice caz, capacita ile tuturor tipurilor de instala ie de for eolian sunt incomparabil de mici fa de puterea total a vntului. Ele sunt extrem de mici i n compara ie cu puterile centralelor electrice termice sau hidraulice.

Energia atomicn timpul fisiunii nucleului atomic se degaj energie. De aceast energie nuclear sunt legate mari speran e i mari temeri ale omenirii, soarta popoarelor globului p mntesc depinde n mare masur de direc ia n care va fi orientat puternica sa for : spre opere creatoare i via sau spre scopuri distrug toare i moarte. Una din principalele caracteristici ale unui combustibil este cantitatea de energie pe care acesta o elibereaz n timpul arderii. n aceast privin combustibilul atomic nu are egal. Un kilogram de uraniu elibereaz 29 900 000 kWh energie iar un kilogram de hidrogen, chiar 177 500 000 kWh. Energia con inut ntr-un kg de benzin ntrajunge pentru a ac iona un autoturism timp de 10 minute, iar energia reac iilor nucleare ntr-un kilogram de hidrogen este suficient pentru a ridica un munte ntrn greutate de 1 miliard tone la nal imea de 65 metri. O central electric termic cu o capacitate de 600 000 kW consum n 24 de ore cinci trenuri de c rbune. O central electric de aceea i putere care func ioneaz cu combustibil atomic, consum ntr-un an aproximativ o ton de uraniu. Aceste ntrvalori sunt pur i simplu incomparabile ntre ele.

Metalurgia uraniului i thoriului este extrem de complicat . Minereul de uraniu trebuie f rmi at, nnobilat, dizolvat consecutiv n diferi i reactivi chimici, cu mare grij datorit nocivita ii sale, i, numai dup aceea se efectueaz procesul metalurgic propriu-zis, separarea uraniului metalic propriusau ob inerea combina iei sale gazoase- hexaflorura de uraniu. Uraniul gazoasemetalic are doi izotopi principali- uraniu 238 i uraniu 235, dintre care principalidrept combustibil nuclear se folose te uraniu 235. Cei doi izotopi ai uraniului, ca n general to i izotopii, sunt din punct de vedere chimic ni te gemeni inseparabili. Atomul unui izotop de uraniu i atomul celuilalt izotop se deosebesc numai prin masa lor, i aceast diferen abiaabia-abia dep e te 1%. Totu i, singurul lucru de care ne putem folosi la separarea izotopilor de uraniu e tocmai aceast diferen . Separarea izotopilor de uraniu se efectueaz folosind, nu uraniu metalic, ci compusul s u cu fluorul- hexaflorura de uraniu. Procesul de separare fluorultrebuie repetat de cteva mii de ori pentru a se ob ine hexaflorura de uraniu n care s nu existe, aproape deloc, molecule de uraniu 238, proces ce necesit un consum uria de energie electric , c ldur , ap . Iat de ce energia electric ob inut n prezent n centralele atomoelectrice este mai scump nu numai dect energia produs de hidrocentralele electrice, ci i dect energia electric a centralelor termoelectrice.

Atomocentrale

Motorul atomic Problema cre rii unor ma ini de transport ac ionate de motoare atomice este extrem de ademenitoare. Folosirea energiei atomice deschide posibilitatea inf ptuirii de zboruri cosmice pn la cele mai ndepartate grani e ale sistemului solar. De aceea, n toate arile lumii, savan ii i inginerii lucreaz atat de intens la rezolvarea problemelor de creare a unor locomotive, automobile i avioane atomice. Primele succese n acest domeniu sunt de necontestat: plutesc de pe acum primele submarine cu motor atomic, exist proiecte tehnice pentru locomotive atomice, etc.

C ldura din interiorul P mntului

ntrntr-adev r, rezervele acestei energii sunt att de mari c ele ar fi din plin suficiente pentru a asigura nevoile omenirii timp de multe secole i milenii. Dar nu este u or s ajungi la aceste rezerve de energie. Ea se afl la mare adncime de p mnt. n medie, la fiecare 30-40 de metri adncime spre 30centrul P mntului, temperatura cre te cu un grad, n unele locuri ridicarea temperaturii se face mai lent iar n alte par i mai repede; cifra dat fiind o cifr medie. Acceptnd-o, noi vedem c deja la o adncime de aproximativ 3 km Acceptndtemperatura atinge n medie 100 de grade iar la o adncime de doar 15 km poate fi produs abur de nalt presiune, utilizabil n cele mai bune turbine cu abur. De aceea, n prezent, din acest rezervor gigantic de energie din adncurile P mntului sunt accesibile folosirii doar rare pic turi, pic turile care ies prin rupturile i cr paturile scoar ei terestre. ntr-un fel sau altul, ntrenergia adncurilor P mntului este practic inepuizabil . Totu i aceast energie este utilizat de c tre centrale geotermice cu cazane subterane care utilizeaz aburul de nalt presiune din interiorul P mntului.

Bibliografie

M. Vasiliev, Energia i omul, Editura Stiintific Bucure ti, 1963 (pg. 9, 10, 11, 12, 18, 19, 23, 24, 25, 26, 27, 194, 195, 206, 219, 224, 225, 227, 228, 229, 230, 231, 232, 238, 245, 246, 247, 248, 260, 261, 267, 268, 282, 287, 288)