Нетрадиционные источники энергии

Страница 6

ван). Более поздние оценки сделаны с учетом целого ряда технологических и

экологических факторов. Они, как правило, в части допустимой к использо-

ванию энергии оказались ниже.

Рис.2. Распределение океанских источников энергии по мощности (пра-

вые столбцы – по оценкам 1977 г. [1.89], левые – по оценкам 1982 г. [1.81]).

Огромные количества энергии можно получить от морских волн.

Мощность, переносимая волнами на глубокой воде, пропорциональна квад-

рату их амплитуды и периоду. Поэтому наибольший интерес представляют

длиннопериодные (T ≈10 с) волны большой амплитуды (a ≈2м), позволяю-

щие снимать с единицы длины гребня в среднем от 50 до 70 кВт/м.

Наибольшее число волновых энергетических устройств разрабатывает-

ся для извлечения энергии из волн на глубокой воде. Это наиболее общий

тип волн, существующий при условии, что средняя глубина моря D превы-

шает величину половины длины волны λ /2.

Преобразование энергии волн.

В этом классе преобразователей остановимся в первую очередь на раз-

работке профессора Эдинбургского университета Стефана Солтера, назван-

ной в честь создателя «утка Солтера». Техническое название такого преобра-

зователя – колеблющееся крыло. Форма преобразователя обеспечивает мак-

симальное извлечение мощности (рис.3).

Рис.3. «Утка Солтера»: а – схема преобразования энергии волны; б –

вариант конструкции преобразователя; 1 – плавучая платформа; 2 – цилинд-

рическая опора с размещенными в ней приводами и электрогенераторами; 3 –

асимметричный поплавок.

Волны, поступающие слева, заставляют утку колебаться. Цилиндриче-

ская форма противоположной поверхности обеспечивает отсутствие распро-

странения 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 возбуждаю-

щих колебаний (рис.4).

Рис.4. Эффективность «утки Солтера» (диаметр 15 м, ось зафиксиро-

вана).

Геотермальная энергия

- в дословном переводе значит : земли тепловая энергия.

Объём Земли составляет примерно 1085 млрд.куб.км и весь он, за исключением тонкого слоя земной коры , имеет очень высокую температуру. Если учесть ещё и теплоёмкость пород Земли, то станет ясно , что геотермальная теплота представляет собой несомненно самый крупный источник энергии, которым в настоящее время располагает человек. Причём это энергия в чистом виде, так как она уже существует как теплота, и поэтому для её получения не требуется сжигать топливо или создавать реакторы. В некоторых районах природа доставляет геотермальную энергию к поверхности в виде пара или перегретой воды, вскипающей и переходящей в пар при выходе на поверхность. Природный пар можно непосредственно использовать для производства электроэнергии. Имеются также районы, где геотермальными водами из источников и скважин можно обогревать жилища и теплицы ( островное государство на севере Атлантического океана -Исландия; и наши Камчатка и Курилы) Однако в целом, особенно с учётом величины глубинного тепла Земли, использование геотермальной энергии в мире крайне ограничено. Для производства электроэнергии с помощью геотермального пара от этого пара отделяют твёрдые частицы, пропуская его через сепаратор и затем направляют его в турбину. "Стоимость топлива" такой электростанции определяется капитальными затратами на продуктивные скважины и систему сбора пара и является относительно невысокой. Стоимость самой электростанции при этом также невелика, так как последняя не имеет топки, котельной установки и дымовой трубы. В таком удобном естественном виде геотермальная энергия является экономически выгодным источником электрической энергии. К сожалению, на Земле редко встречаются поверхностные выходы природного пара или перегретых ( то есть, с температурой гораздо выше 100oС ) вод, вскипающих с образованием достаточного кол-ва пара. Геотермические условия чрезвычайно разнообразны. Это связано с