ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергетические кладовые Нептуна из "Мост в энергетическое Эльдорадо " Вода явилась первым источником энергии, и, вероятно, первой машиной, с помощью которой человек использовал энергию воды, была примитивная водяная турбина. [c.26] Свыше 2000 лет назад горцы Ближнего Востока уже пользовались водяным колесом в виде вала с лопатками для приведения в движение мельничных жерновов. Источником энергии служили горные реки и ручьи. [c.26] С открытием электричества реки стали новым источником энергии. [c.26] Добровольский построил первую ГЭС на реке Неккар в Германии. Однако эра интенсивного использования природных гидроэнергетических ресурсов тогда еще не наступила. Но уже через полвека гидростанции вырабатывали около 40 % электроэнергии в мире. Сегодня эта цифра составляет лишь 23 %, но это все же значительно больше энергии, вырабатываемой атомными электростанциями. [c.27] Ресурсы водной энергии на Земле исследованы с наибольшей полнотой. Земля обладает 10 т воды. Однако лишь 1/2000 часть ее ежегодно вовлекается в круговорот, испаряясь и вновь выпадая на поверхность в виде дождя или снега. Но даже эта незначительная доля составляет 500 000 км воды. Ежегодно из океанов испаряется 430 ООО кмЗ воды, с суши — 70 ООО км . Из них 390 ООО км вновь выпадает в виде осадков в океаны и 110 ООО км — на сушу. Таким образом, ежегодно 40 ООО км воды попадает с континентов в океаны. Средняя высота континентов 800 м, и отсюда легко подсчитать, что обш,ая потенциальная гидроэнергия на земном шаре составляет 320 ЭДж (примерно нынешний объем мирового потребления энергии). Однако лишь малая ее часть —не больше 20 % — может быть рентабельно использована, что дает потенциал 64 ЭДж. В настоящее время действует более 70 гидроэлектростанций мощностью выше 1000 МВт. Некоторые имеют мощность до 10 ООО МВт. [c.27] Положительные стороны гидроэнергетики — возобновляемость ресурсов и высокий КПД, поскольку электричество получается непосредственно из механической энергии, а не тепловой. [c.27] На рис. 9 показан общий вид Красноярской ГЭС на Енисее мощностью 6 ООО МВт, электроэнергия которой одна из самых дешевых в СССР. [c.27] Миллионы лет с точностью часового механизма накатываются на берега приливные волны морей и океанов. [c.27] Сегодня достоверно известно, что ритмичное движение морских и океанских вод обусловлено силами притяжения Луны и Солнца. Теоретически приливы чередуются с отливами с интервалом 6 ч 12 мин 30 с. [c.29] 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 0,5—0,7 м (рекорд принадлежит приливам в заливе Фанди, на востоке Канады, где высота волн достигает 18—20 м). [c.29] Приливные волны Мирового океана обладают около 100 ЭДж энергии. Но ее получение рентабельно лишь в нескольких районах планеты. Фактически в мире существуют 24 точки, где можно построить приливные станции, поэтому энергию приливов едва ли можно считать глобальным ресурсом. [c.29] По техническим причинам приливные станции работают с КПД 25 % (максимальным), так что из общего потенциала 2,8 ЭДж (доступная энергия) может быть использовано 0,7 ЭДж. Пока построена лишь одна крупная приливная станция близ Ла-Ранс (Франция) мощностью 240 МВт. [c.29] В океанских течениях заключено 230 ЭДж энергии. Попытки использовать часть этой энергии с помощью специальных турбин все еще выглядят несколько проблематично. Однако перепад температур между холодными водами на глубине нескольких сот метров и теплыми водами на поверхности океана представляет собой потенциально огромный источник энергии, оцениваемый в (65—130)10 ЭДж, из которых, однако, практически могут быть освоены 130 ЭДж. Система отбора этой энергии, которая основывается на работе турбины при существующих малых перепадах температуры, обладает очень низким КПД. Тем не менее сейчас испытываются малые установки и проектируется электростанция мощностью 100 МВт. Получаемую энергию можно передавать на берег или использовать для небереговой добычи полезных ископаемых или других ресурсов. Разрабатываются две системы подобной станции — закрытая и открытая . [c.30] На рис. 10 показана работа первой системы. Насос обеспечивает циркуляцию аммиака, имеющего очень низкую температуру кипения, в замкнутом контуре. Теплая океанская вода нагревает аммиак, который переходит в газообразное состояние и в этом виде поступает на турбину, где он расширяется и приводит в действие генератор. Оттуда аммиак выходит с пониженной температурой и при меньшем давлении пропускается через теплообменник, использующий холодную воду газ сжижается, затем цикл повторяется вновь. В открытой системе в качестве рабочего тела используется морская вода. Температура ее кипения снижается в вакуумной камере, где поддерживается давление на уровне 3,5 % нормального атмосферного. [c.30] Вернуться к основной статье