Страница 4 из 6
Энергия воды
Многие тысячелетия, верно, служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. За-пасы ее на Земле колоссальны. Огромным аккумулятором энергии служит Мировой оке-ан, поглощающий большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие океанские течения. Рождаются могучие реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек. Преимущества гидроэлектростанций очевидны постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Однако здесь имеются свои недостатки экологического плана, которые ранее при строительстве плотины крупной гидроэлектростанции учитывались не в полном объёме, что в дальнейшем сказалось как на сельскохозяйственном производстве, так и на ихтиологии водных бассейнов. Уже в историческом плане ГОЭЛРО предусматривалось строительство крупных гидроэлектростанций. В 1926 году в строй вошла Волховская ГЭС, в следующем началось строительство знаменитой Днепровской. Дальновидная энергетическая политика, проводящаяся в нашей стране, привела к тому, что у нас, как ни в одной стране мира, развита система мощных гидроэлектростанций. Ни одно государство не может похвастаться такими энергетическими гигантами, как Волжские, Красноярская и Братская, Саяно-Шушенская ГЭС. Эти станции, дающие буквально океаны энергии, стали центрами, вокруг которых развились мощные промышленные комплексы. В тоже время строительство водохранилищ этих гигантов породили необратимые процессы, такие как заболачивание местности, подтопление под-почвенными водами, нарушение естественных нерестилищ и т.д. Издавна люди знают о стихийных проявлениях гигантской энергии, таящейся в недрах земного шара. Память человечества хранит предания о катастрофических извержениях вулканов, унесших мил-лионы человеческих жизней, неузнаваемо изменивших облик многих мест на Земле. Мощность извержения даже сравнительно небольшого вулкана колоссальна, она много-кратно превышает мощность самых крупных энергетических установок, созданных ру-ками человека. Правда, о непосредственном использовании энергии вулканических извержений говорить не приходится нет пока у людей возможностей обуздать эту непокорную стихию, да и, к счастью, извержения эти достаточно редкие события. Но это проявления энергии, таящейся в земных недрах, когда лишь крохотная доля этой неисчерпаемой энергии находит выход через огнедышащие жерла вулканов. Маленькая европейская страна Исландия "страна льда" в дословном переводе, полностью обеспечивает себя помидорами, яблоками и даже бананами! Многочисленные исландские теплицы получают энергию от тепла земли. Других местных источников энергии в Исландии практически нет. Зато очень богата эта страна горячими источниками и знаменитыми гейзерами-фонтанами горячей воды, с точностью хронометра вырывающейся из-под земли. И хотя не исландцам принадлежит приоритет в использовании тепла подземных источников (еще древние римляне к знаменитым баням-термам Каракаллы подвели воду из-под земли), жители этой маленькой северной страны эксплуатируют подземную ко-тельную очень интенсивно. Столица - Рейкьявик, в которой проживает половина населе-ния страны, отапливается только за счет подземных источников. Но не только для ото-пления черпают люди энергию из глубин земли. Уже давно работают электростанции, использующие горячие подземные источники. Первая такая электростанция, совсем еще маломощная, была построена в 1904 году в небольшом итальянском городке Лардерелло, названном так в честь французского инженера Лардерелли, который еще в 1827 году со-ставил проект использования многочисленных в этом районе горячих источников. Постепенно мощность электростанции росла, в строй вступали все новые агрегаты, использовались новые источники горячей воды, и в наши дни мощность станции достигла уже внушительной величины - 360 тысяч киловатт. Тяжёлый экономический кризис, разра-зившийся в нашей стране в августе 1998 года со всей остротой показал недоработки в нашей энергетике в районах Сахалина и Камчатки где большое количество горячих под-земных источников позволило бы своевременно и без больших затрат обеспечить население и промышленность данных регионов электричеством и теплом. Дальнейшее развитие геотермальной энергетики, позволили бы обеспечивать электроэнергией и соседние регионы. Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны. Так, тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 10^26 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка 10^18 Дж. Однако пока что люди умеют утилизировать лишь ничтожные долитой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной. Однако происходящее весьма быстрое истощение запасов ископаемых топлив (прежде всего нефти и газа), использование которых к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды (включая сюда также и тепловое "загрязнение", и грозящее климатическими последствиями повышение уровня атмосферной углекислоты), резкая ограниченность запасов урана (энергетическое использование которых к тому же порождает опасные радиоактивные отходы) и неопределенность как сроков, так и экологических последствий промышленного использования термоядерной энергии заставляет ученых и инженеров уделять все большее внимание поискам возможностей рентабельной утилизации обширных и безвредных источников энергии и не только перепадов уровня воды в реках, но и солнечного тепла, ветра и энергии в Мировом океане. Широкая общественность, да и многие специалисты еще не знают, что по-исковые работы по извлечению энергии из морей и океанов приобрели в последние годы в ряде стран уже довольно большие масштабы и что их перспективы становятся все более обещающими. Наиболее очевидным способом использования океанской энергии представляется постройка приливных электростанций (ПЭС). С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВт/ч. Советский инженер Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. Его идеи проверены на ПЭС, построенной в 1968 году в Кислой Губе около Мурманска; своей очереди ждет ПЭС на 6 млн. кВт в Мезенском заливе на Баренцевом море. Неожиданной возможностью океанской энергетики оказалось выращивание с плотов в океане быстрорастущих гигантских водорослей келп, легко перерабатываемых в метан для энергетической замены природного газа. По имеющимся оценкам, для полного обеспечения энергией каждого человека - потребителя достаточно одного гектара плантаций келпа. Таким образом, в океане, который составляет 71% поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, питательных веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в глубине, и их можно преобразовать в стандартные виды топлива.
Такие количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно использующиеся ископаемые виды топлива и ядерного горючего, методы, получения которого были разработаны недавно.
И тем не менее, несмотря на то, что извлечение энергии океана находятся на стадии экспериментов и процесс ограничен и дорогостоящ, факт остается фактом, что по мере развития научно-технического прогресса энергия в будущем может в значительной степени добываться из моря. Когда - зависит от того, как скоро эти процессы станут достаточно дешевыми. В конечном итоге дело упирается не в возможность извлечения из океана энергии в различных формах, а в стоимость такого извлечения, которая определит, насколько быстро будет развиваться тот или иной способ добычи.
Когда бы это время ни наступило, переход к использованию энергии океана при-несет двойную пользу: сэкономит общественные средства и сделает более жизнеспособной третью планету Солнечной системы - нашу Землю.
Впервые удар по общественному карману был нанесен в 1973 году подъемом цен на ископаемые виды топлива.
Экономика, однако, лишь одна сторона дела. Другая сторона относится к странам развивающимся, которые стараются достичь уровня жизни промышленно развитых стран, определяющегося использованием большого количества энергии. Сегодня народы Азии, Африки и Латинской Америки стремятся перейти от общества, в котором ис-пользуется в основном физический труд, к обществу с развитой индустрией.
Для того чтобы удовлетворить потребность в равноправном распределении дешевой энергии между всеми странами, потребуется такое ее количество, которое, возможно, в тысячи раз превысит сегодняшний уровень потребления, и биосфера уже не справится с загрязнением, вызываемым использованием обычных видов топлива. Тем не менее президент Института исследований исследований в области электроэнергии в Пало Альто (Калифорния) Чонси Старр полагает: "Необходимо признать, что мировое потребление энергии будет развиваться именно в этом направлении и так быстро, как только позволят политические, экономические и технические факторы".
Так как соревнование за обладание истощающимися видами топлива обостряется, расход общественных средств будет расти. Рост этот продолжится, так как необходимо бороться с загрязнением воздуха и воды, теплотой, выделяющейся при сгорании ископаемых видов топлива.
Но стоит ли волноваться в поисках новых источников ископаемого топлива? За-чем дискутировать по вопросу о строительстве ядерных реакторов? Океан наполнен энергией, чистой, безопасной и неиссякаемой. Она там, в океане, только и ждет высвобождения. И это - преимущество номер один.
Второе преимущество заключается в том, что использование энергии океана позволит Земле быть в дальнейшем обитаемой планетой. А вот альтернативный вариант, предусматривающий увеличение использования органических и ядерных видов топлива, по мнению некоторых специалистов, может привести к катастрофе: в атмосферу станет выделяться слишком большое количество углекислого газа и теплоты, что грозит смертельной опасностью человечеству.
Если количество воды в нашем организме сократится хотя бы на 2%, то вы сразу почувствуете себя ослабевшим, появится несвязность кратковременной памяти, будет плохая концентрация внимания и плохое усвоение любой информации. Ученые уже доказали что если ежедневно выпивать пять стаканов чистой воды значительно снизит риск онкологических заболеваний у человека. Вся жизнь нашей планеты базируется на воде.
Десять причин, которые покажут вам всю важность воды
О том насколько вода полезна, уже очень много сказано. Каждый человек должен осознавать, что вода необходима не только для утоления жажды, но и для того, чтобы весь наш организм мог правильно функционировать. Так зачем же нам пить воду и какое влияние она оказывает на нас?
1. Вода – это эликсир молодости и красоты
Женщины всего мира мечтают всегда оставаться молодыми и красивыми. Они тратят безумные деньги чтобы хоть на чуть чуть продлить этот период. А ведь это чудодейственное средство всегда рядом. Если ежедневно пить чистую воду, то она будет благоприятно влиять на жизнедеятельность всех клеток нашего организма. Кожа как бы изнутри будет получать нужное ей увлажнение, и за счет этого будет сохранять свою эластичность.
2. Вода сможет очистить наш организм от шлаков, токсинов, выведет продукты отравления и прочие вредные вещества
Вода улучшает работу нашего пищеварительного тракта и благодаря этому из организма выходят вредные вещества. Вспомните, что советуют нам доктора при отравлении. Да, они рекомендуют пить как можно больше воды. Вода улучшает работу почек, которые являются фильтром для всего организма.
3. Вам будут нестрашны сердечные приступы
Ученые проводили множество исследований и выявили, что чем больше человек употребляет воды, тем меньше у него риск возникновения сердечных приступов. Чтобы ваше сердце всегда работало хорошо, надо стараться выпить пять стаканов чистой воды в сутки.
4. Только благодаря воде в нашем организме работают суставы и все мышцы
Практически все жидкости содержат молекулы воды, к таким относится и специальная суставная жидкость, которая является своеобразной смазкой для суставов и мышц и благодаря которой они исправно работают. Все кто занимается спортом, особенно силовыми его видами, хорошо знают, что недостаток воды в организме может привести к мышечным спазмам. Но не только спортсмены должны знать о такой важной роли воды. Каждый из нас должен пить воду до и после физических занятий, а так же в идеале во время их.
5. Энергию дает нам вода
Каждый день мы производим физиологические процессы, такие как потоотделение, дыхание, мочеиспускание, а также дефекации. В результате всего этого наш организм в сутки теряет около 10 стаканов жидкости. Если в организме не пополнять запасы воды, то в нем начнется процесс обезвоживания, из-за чего у человека начинаются головные боли, усталость и раздражительность. Поэтому очень важно чтобы в организме всегда было достаточно воды.
Даже количество кислорода в крови зависит от уровня воды в организме. Жидкость помогает лучшему прохождению метаболизму, благодаря чему быстрее сжигаются жиры в организме и они не оседают на стенках сосудов. Все это наполняет наше тело энергией.
Ученые выявили очень интересный факт, без воды не может нормально функционировать даже мозг.
6. Правильное пищеварение и вода – это одно целое
Если в организме будет вдоволь воды, это поможет предотвратить запоры, так как пища быстро расщепляется и в организм быстрее попадают все полезные вещества. Углеводы и белки благодаря воде переносятся в кровеносную систему.
7. Вода способствует нашему иммунитету
Как не удивительно, но именно вода помогает избежать всевозможных инфекционных заболеваний. Если в организме будет постоянно не хватать воды – это приведет к хроническому обезвоживанию, что очень плохо для нашего организма. На клеточном уровне мы нуждаемся в воде. Клеточная активность снижается, если воды в организме мало, а это в свою очередь пагубно влияет на наш иммунитет.
8. За регулирование температурного режима тоже отвечает вода
Благодаря воде происходит охлаждение нашего организма, она действует как хладагент в холодильниках или кондиционерах. Все что нам надо – это чистая вода в достаточном количестве каждый день. Вода составляет примерно 55 – 75% всего веса среднестатистического человека и именно она регулирует температуру всего тела.
9. Вода так же принимает участие в обменных процессах всех белков, углеводов и жиров, ну и конечно за свои мышцы мы тоже должны поблагодарить воду
Мы помним, что недостаточное количество воды приведет к обезвоживанию всего организма. Все это так же влияет на замедление синтеза протеинов (простых белков), а именно они отвечают за формирование мышц. Процесс образования мышц является очень энергозатратным. Так же от синтеза белков зависит то, сколько жира организм отложит про запас и чем меньше калорий организм сжигает, тем меньше энергии поступает.
10. Наше общее состояние здоровья полностью зависит от воды
С самого детства врачи советовали нам при простудах или ОРЗ пить как можно больше воды. И поверьте это не просто пустые слова терапевта. Вода нормализует температуру, способствует разжижению сухого кашля, выводит мокроту и выводит слизь. Восполнение организма жидкостью очень важно.
Вода очень важна для всего живого, начиная с самой маленькой клеточки. И надо не забывать пить как можно больше воды. Надеюсь, все смогут понять, что вода – это настоящий источник жизни, энергии, здоровья и молодости. Она помогает переносить в кровь все самые полезные вещества.
Все очень просто! Научитесь слушать свой организм, и вы услышите его первые сигналы, которые вызовут у вас чувство жажды.
Наука совершила огромный скачок вперед именно тогда, когда ученые смогли доказать, что вода имеет свою собственную память. Сейчас структуру воды используют практически везде: в медицине, биологии, химии, физике и даже в астрономии. И все знают, что это далеко не конечная точка. Изучая особенности обычной воды, перед человечеством открываются многие возможности.
Традиционные энергоресурсы не вечны и рано или поздно закончатся, а с учетом возрастающего энергопотребления это произойдет скорее рано, чем поздно, поэтому так важно использование альтернативной энергии.
С давних пор люди, наблюдая за течением рек и падением водопадов, поняли, как можно использовать энергию воды.
Что может быть проще и гениальнее водяной мельницы?
Вода, вращая колесо, преобразует кинетическую энергию движущегося потока в механическую работу колеса. Современные гидроэлектростанции работают на том же принципе, но на них механическая энергия дополнительно превращается в электрическую.
Энергия приливов и отливов
Долгое время, периодически повторяющиеся, приливы и отливы не могли объяснить. Сейчас уже понятно, что Солнце и Луна своей гравитацией создают неравномерное распределение воды в океане.
Появляются водяные «горбы», которые за счет вращения земли перемещаются к берегу. Но из-за вращения меняется и положение океана, что вызывает уменьшение гравитации.
Прилив заполняет специальные резервуары, которые образуют дамбы на берегу. Во время отлива вода движется обратно и этот поток вращает турбины.
Чем больше разница высот прилива и отлива, тем большая энергия используется. была как можно больше. Поэтому выгоднее создавать приливные электростанции в узких местах, где разница высот не менее 10 метров. Примером может служить приливная электростанция в устье реки Ранее во Франции.
К недостаткам таких станций можно отнести то, что при создании дамбы увеличивается амплитуда приливов, а это приводит к затоплению суши соленой водой и, как следствие, изменяется экология.
Энергия морских волн
Природа энергии морских волн схожа с энергией приливов, но все же принято рассматривать ее отдельно.
У этой энергии довольно большая удельная мощность - средняя мощность волнения океана 15 кВт/м, при высоте волны около двух метров, это значение может достигать 80 кВт/м. Но это примерные данные, т.к. не вся энергия морских волн превращается в электрическую - коэффициент преобразования 85%.
Из-за сложности создания установок, использование энергии морских волн не нашло широкого применения и находится только на стадии освоения.
Но если она будет освоена, то можно быть уверенным, что современная энергетика перестанет быть глобально зависимой от ископаемых источников энергии: угля, нефти и газа.
Гидроэлектроэнергетика
Энергия водного потока доступна человеку еще со времен создания мельниц.
Сейчас на пути потоков воды ставятся гидроэлектростанции, которые преобразуют эту энергию в электрическую.
Мощность энергии зависит от высоты падения, поэтому на ГЭС строят плотины, которые позволяют регулировать уровень подъема и величину потока воды.
Создание мощной ГЭС трудоемко и очень дорого, но со временем полностью себя окупает, т.к. водные ресурсы неисчерпаемы и доступны в любое время.
К недостаткам создания ГЭС можно отнести:
- зависимость строительства от больших запасов энергии воды
- затопление плодородных земель
- опасность строительства на горных реках из-за высокой сейсмичности
- влияние затопления и нерегулируемого сброса воды на экосистему.
Уменьшают это влияние новые методы работы станций и одним из таких методов стали аккумуляторы воды.
После того как вода проходит через турбины она накапливается в больших резервуарах и когда нагрузка на ГЭС минимальна, то за счет энергии тепловой или атомной станции накопленная вода перекачивается обратно наверх и цикл повторяется.
Во Франции придумали использовать энергию падающего дождя!
Попадая на пьезокерамический элемент, каждая капля вызывает возникновение электрического потенциала. Затем электрический заряд видоизменяется в колебания, пригодные для использования.
Гидроэнергетика сейчас уже развита во многих странах и составляет 25% от общего объема электроэнергии. А темпы ее развития позволяют считать ее очень перспективным направлением.
Для многих из нас слово «аура» прочно вошло в повседневную жизнь и уже не является как раньше чем-то непонятным и по сути даже сверхъестественным. Чаще всего слово «аура» означает невидимую энергоинформационную оболочку, которая окружает человеческое тело.
Однако мало кому известно, что аура может быть не только «спутником» человека, но являться неотъемлемой составляющей любого живого существа и даже неживых предметов. К примеру, энергетикой обладают амулеты, натуральные природные камни и т.д. А есть ли аура у обычной воды? Дело в том, что вода точно также как и человек обладает положительной и даже отрицательной энергетикой. И при этом ее аура отличается по строению. Благодаря специальным методам фотографирования учеными были получены уникальные снимки ауры воды, которая находилась в пробирке. Что такое вода? Это основной источник жизни на планете. Вода - это самое уникальное и удивительное явление, которое обладает множеством неподвластных описанию и изучению свойств, которые могут быть выгодны и полезны для человечества.
Вода обладает потрясающей энергией. Энергия воды иногда сопоставима с энергией солнца и воздуха. Это возобновляемый источник энергии, что особенно следует учитывать в сложившейся ситуации на планете. Большинство из нас прекрасно понимает, что земные ресурсы ограниченны и в какой-то момент могут закончиться. Сегодня поиск альтернативных источников энергии - важная задача для любого государства и народа. А если учесть, что энергия воды является одной из первых энергий, которая стала использоваться людьми для своих целей, то и действовать необходимо именно из этого принципа. Даже если вспомнить работу обычных речных мельниц. Их работа проста, но в тоже время гениальна. Водный поток заставляет двигаться колесо, тем самым преобразует кинетическую энергию воды в механическую энергию колеса. Кстати, современные электростанции работают исключительно по этому же принципу. Только в случае с электростанцией получаемая энергия не механическая, а электрическая.
Аура воды и ее энергия подразделяется на три типа в зависимости от ее вида, в котором она преобразована. Это:
- энергия приливов и отливов. Само по себе природа отлива (прилива) очень интересна, долгое время это явление никак не могли объяснить. Оказалось, что такие космические объекты, как Солнце и Луна, посредством действия своей гравитации приводили к неравномерному распределению воды во всем океане, тем самым создавая перепады воды. вращение земли становилось причиной движения этих неровностей и перемещение к берегам. В периоды приливов заполняются специальные резервуары, установленные по береговой линии. Эти резервуары образовывались благодаря дамбам. Отлив же предполагает обратное движение воды, которое и использовалось для вращения турбин, а, следовательно, и преобразования энергии. Очень важно в данной ситуации, чтобы была большая разница высот во время приливов и отливов. Именно по этой причине приливные электростанции создавались и создаются в настоящее время в достаточно узких местах, с высотой приливов хотя бы в 10 метров. У таких станций имеются и «минусы», самым существенным из которых является то, что большая амплитуда дамбы приводит к увеличению потока морской воды в сторону суши, а в результате затопление поверхности морской водой, которая отличается повышенным содержанием соли. А это ведет к изменению флоры и фауны всей биологической системы не в самую лучшую сторону;
- энергия морских волн. Даже несмотря на то, что природа этого вида энергии схожа с энергией приливов и отливов, ее все равно выделяют в отдельную группу. Энергия морских волн обладает высочайшей удельной мощностью. Коэффициент преобразования энергии воды в электроэнергию при использования морских волн достаточно высок - около 85%. Но даже, несмотря на это сегодня данный тип энергии мало используется в связи с рядом сложностей, которые возникают при сооружении установок;
- гидроэлектростанции. Здесь энергия воды взаимодействует с энергией воздуха и солнца. Светило испаряет с поверхности водоемов воду, образуются облака, а ветер перемещает их к самым высоким областям, где они превращаются в конденсат и выпадают в форме осадков. Именно осадки стекают к своим первоисточникам, на пути которых и устанавливаются гидроэлектростанции, перехватывающие энергию падающей воды и тем самым преобразующие ее в электрическую. Чем выше высота падения воды, тем выше будет мощность энергии, вырабатываемой станцией. Поэтому на ГЭС устанавливаются дамбы с целью регулирования величины потока. Несмотря на то, что строительство ГЭС дорогостоящее, объекты возведены во многих странах мира, так как это неисчерпаемый источник энергии. У ГЭС есть и плюсы, и минусы. Создание гидроэлектростанции приводит к существенному затоплению очень больших площадей, что наносит непоправимый ущерб местной фауне. Однако, даже учитывая эти обстоятельства, следует помнить о высокой экологичности подобных сооружений, так как они наносят исключительно локальный ущерб и не загрязняют атмосферу Земли. Сегодня идет непрекращающаяся разработка новых методов работы гидроэлектростанций, совершенствуется конструкция турбин. Гидроэнергетика весьма развита и составляет около 25% от всего мирового производства электроэнергии. А если при этом учесть темпы ее развития, то можно смело говорить, что эта отрасль является очень перспективным направлением.
Мировой океан содержит колоссальные запасы энергии. Внутренняя энергия воды (тепловая), соответствующая перегреву воды на поверхности океана, по сравнению с донными, например, на 20 градусов, имеет значение около 10^26 Дж. Кинетическая энергия течений в океанах оценивается величиной около 10^18 Дж. Но люди сегодня умеют использовать только самую малую долю этой энергии, при этом ценой больших и долго окупающихся капиталовложений. Поэтому энергетика, основанная на использовании внутренней энергии воды, до наших дней казалась малоперспективной.
Но ограниченные запасы ископаемых топлив (газа и нефти), использование которых способствует загрязнению экологии, истощение запасов урана (наряду с опасными радиоактивными отходами), а также неопределенность сроков и последствий влияния на экологию использования в промышленности термоядерной энергии вынуждает инженеров и ученых уделять больше внимания поиску новых возможностей применения безвредных источников энергии: разницы в уровне воды в реках, а также тепла солнца, энергии Мирового океана, ветра. Общественность, а также многие инженеры еще не знают, что работы по извлечению внутренней энергии воды из океанов и морей в последние годы в некоторых странах приобрели уже большие масштабы, что у них есть обещающие перспективы. Океан хранит в себе несколько видов энергии: энергию океанских течений, приливов и отливов, термальную энергию воды (внутреннюю) и некоторые другие.
Энергия приливов
Самым очевидным способом применения энергии океанов является запуск приливных электростанций (ПЭС). Во Франции с 1967 года в устье реки Ранс на приливах, высота которых достигает13 метров, функционирует ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с ежегодной отдачей 540 тыс. кВт/ч. Отечественный инженер Бернштейн выявил удобный метод постройки блоков ПЭС, которые можно буксировать в нужные места на плаву, рассчитал рентабельную последовательность включения электростанции в энергосети в часы их наибольшей нагрузки потребителями энергии. Идеи его уже опробованы на ПЭС, созданной в 1968 году возле Мурманска в Кислой Губе; дальше они будут проверены на ПЭС на 6 млн. кВт на Баренцевом море в Мезенском заливе.
В 70-х годах положение в энергетике поменялось. Каждый раз при поднятии поставщиками в Африке, на Ближнем Востоке и в Южной Америке цен на нефть, энергия приливов становилась все более заманчивой, так как она превосходно конкурировала в стоимости с ископаемыми видами топлива. В скором времени в Южной Корее, Советском Союзе и Англии увеличился интерес к очертаниям береговых линий и возможностям сооружения на них энергетических установок. В этих странах серьезно задумались о применении энергии приливов волн и начали выделять средства на исследования данной области.
Маяки и бакены, использующие энергию волн, усеяли побережья морей и океанов Японии. Бакены – свистки береговой охраны США уже годами действуют благодаря колебаниям волн. Сегодня уже практически не осталось прибрежных районов, где бы ни было своего собственного изобретателя, создающего устройства, работающие на основе энергии волн. С 1966 года, два города во Франции удовлетворяют свои потребности в электричестве полностью за счет энергии приливов и отливов.
Получение энергии на основе разности химического состава воды
В водах океана растворено множество солей. Можно ли использовать соленость воды в качестве источника энергии? Можно. Большое содержание солей в океане навело ученых Скриппского института океанографии в Ла-Колла (Калифорния) на мысль о создании таких сооружений. Они пришли к выводу, что для получения большого количества энергии можно создать батареи, где бы происходили реакции между несоленой и соленой водой.
Энергия биомассы мирового океана
В водах океана содержится прекрасная среда для поддержания жизни, в составе которой находятся питательные вещества, соли и минералы. В этой среде кислород, растворенный в воде, питает всех животных морей - от мельчайших до самых больших. Углекислый газ, растворенный в воде, способствует жизни морских растений - от диатомовых одноклеточных водорослей до бурых водорослей, которые достигают высоты 200-300 футов(60-90 метров). Морскому биологу стоит сделать один шаг вперед, и он сможет перейти от восприятия океана в качестве природной системы поддержания жизни к попытке извлечения на научной основе энергии из этой системы. В середине 70-х годов при поддержке ВМФ США группа ученых в области исследования океана, водолазов, морских инженеров создала первую в мире энергетическую ферму в океане на глубине40 футов(12 метров) под гладью Тихого океана, залитой солнцем, рядом с городом Сан-Клемент. Ферма имела небольшие размеры, это был эксперимент. На ней выращивались гигантские бурые водоросли. Директор проекта доктор Говард А. Уилкокс, являющийся сотрудником Центра исследований океанских и морских систем в Сан-Диего (Калифорния), считает, что до 50% энергии полученных водорослей можно превращать в топливно-природный газ метан (С2Н6). Фермы будущего, производящие водоросли на площади около100000 акров(40 тыс. га), смогут вырабатывать энергию, достаточную для того чтобы удовлетворить потребности города в США с населением 50000 человек.
Энергия течений в океанах
Группа океанологов заметила тот факт, что течение Гольфстрим несет воды рядом с берегами Флориды со скоростью5 миль в час. Идея применить этот теплый поток воды заманчива. Возможно ли это? Смогут ли гигантские подводные пропеллеры и турбины, похожие на ветряные мельницы, вырабатывать электричество, получая энергию из течений и волн? Комитет Мак-Артура, находящийся под эгидой Национального управления по исследованию атмосферы и океана в Майами (Флорида) в 1974 сделал заключение, что СМОГУТ. Общее мнение состояло в том, что определенные проблемы есть, но они все могут решиться в случае выделения ассигнований, так как «в данном проекте нет ничего, что бы превышало возможности технологической и современной инженерной мысли».
Термальная энергия океана (внутренняя энергия воды)
Заметное внимание получила «океанотермическая энергоконверсия» (ОТЭК) – генерирование электрической энергии на основе разности между температурами воды на поверхности океана и глубинными океанскими водами, засасываемыми насосом, например, при использовании в замкнутом цикле турбины фенола или аммония (легкоиспаряющихся жидкостей).
Температура океанской воды различна в разных местах. Между тропиком Козерога и тропиком Рака поверхность воды прогревается до 82 градусов по Фаренгейту (27°С). На глубине около 2000 футов(6000 метров) температура снижается до 35-38 градусов по Фаренгейту (2-3,5°С). Можно ли использовать разницу температур, т.е. внутреннюю энергию воды в целях получения электрической энергии? Может ли тепловая энергоустановка, находящаяся под водой, производить электричество? Да, может.
В далекие 1920-е годы Жорж Клод, решительный, настойчивый и одаренный французский физик реши исследовать эту возможность. Он выбрал участок океана рядом с берегами Кубы, сумел после нескольких неудачных попыток создать установку 22 кВт мощностью. Это стало научным достижением и приветствовалось множеством ученых. Применяя теплую воду с поверхности океана и холодную с глубины, создав соответствующую технологию, мы имеем все необходимое для генерирования электроэнергии, уверяли сторонники применения внутренней энергии воды океана. «По оценкам, полученным нами, в водах поверхности океана существуют запасы энергии, превышающие в 10000 раз общемировую потребность в энергии». «Увы, - отрицали скептики, - Жорж Клоду удалось получить лишь 22 киловатта электроэнергии в заливе Матансас. Дало ли это прибыль?» «Нет, не дало, так как для получения этих 22 киловатт, Клоду пришлось затратить на работу насосов 80 киловатт».
В наше время профессор Скриппского океанографического института Джон Исаакс выполняет вычисления более аккуратно. По его данным, современная технология поможет создать энергоустановки, применяющие для выработки электроэнергии разницу температур в водах океана (внутреннюю энергию воды), которые вырабатывали бы его в два раза больше, чем потребляет весь мира на сегодняшний день. Это будет электрическая энергия, которая преобразует термальную энергию океана (ОТЕС).