Если вы не будете учитывать все войны, конфликты, зависимость потребителей и выбросы углекислого газа, нефть была очень хороша для человечества. Она способствовала нашему глобальному развитию. Однако нефть конечна - это невозобновляемый ресурс, а значит, в конечном счете мы его исчерпаем.
Понимание того, что человечество буквально считает часы последних дней топливных источников, вывело вопрос альтернативных источников энергии на передний план. Этанол, биодизель, энергия солнца и ветра, возможно, очень скоро выйдут вперед. Но у каждого из этих видов топлива есть свои препятствия для крупномасштабного производства энергии. Поэтому исследователи продолжают искать что-нибудь на нашей планете, что можно будет превратить в энергию.
Некоторые исследователи ищут и за пределами Земли, в ночном небе. Оказывается, есть способ производства электричества с помощью Луны - благодаря приливам, созданным гравитационным притяжением Луны, на океанах Земли. Землю притягивают Луна и Солнце. Солнце затмевает Луну по размеру, но Луна гораздо ближе к Земле - около 400 тысяч километров, в то время как от Солнца до Земли - 150 миллионов километров. Совершенно невероятно, как Северной Корее удалось за сутки добраться до Солнца и обратно, ведь космическому кораблю пришлось развить скорость в 12 500 000 км/ч, но будем завидовать молча. Близость всегда становится козырем, когда речь заходит о приливном движении здесь, на Земле. Луна оказывает в два раза более мощное гравитационное влияние на Землю, чем Солнце.
Подумайте о воде, которая цельным, будто резиновый мячик, покрытием наполняет планету. Когда Луна притягивает это покрытие, оно становится толще с каждой стороны - это прилив. В верхней и нижней части оно становится тоньше - там, где происходит отлив. Притяжение Луны постоянно: однако из-за вращения Земли вокруг своей оси приливы и отливы возникают в разных областях.
Поскольку на Земле существуют вполне предсказуемые приливы, некоторые места на планете работают именно благодаря приливному движению.
Подводные турбины и производство электроэнергии
Гравитационное притяжение Луны создает приливы на водоемах. В свою очередь, это движение рождает кинетическую энергию, которую несет вода. Все, что движется, имеет кинетическую энергию - будь то ветер или мяч, несущийся по склону. Кинетическая энергия уже плотно схвачена ветряными мельницами. Но этого мало. Исследователи хотят подключиться и к энергии приливов через конструкции, подобные ветряным мельницам.
Подводные (или приливные) турбины представляют собой довольно простую концепцию, в то время как энергетика движется вперед по сложности своих технологий. Представьте себе ветряные мельницы, установленные на дне океана или реки. Подводный ток, производимый приливами, будет вращать лопасти как пропеллер самолета. Эти турбины подключаются к коробке передач, которая, в свою очередь, соединяется с электрогенератором. Электричество можно передавать по кабелю к берегу. После подключения к электрической сути - вуаля, есть свет.
И хотя подводные турбины по сути являются тем же, что и ветряные мельницы, у них есть несколько преимуществ по сравнению с «сухопутными коллегами». Ветряным мельницам нужна земля - особенно комплексам, вмещающим десятки или сотни ветряных мельниц. Будущее землепользования (то есть то, как разрабатывается земля и с какой целью используется) становится важной темой для обсуждения. Для семи миллиардов людей, живущих на планете, пространство очень важно. Не только для жилья, но для производства сельскохозяйственных культур и многого другого. Подводные турбины решают эту проблему.
Еще одно преимущество подводной энергии в высокой плотности воды. Вода куда плотнее, чем воздух, а значит одно и то же количество энергии может быть получено путем подводной турбины, работающей с куда меньшей скоростью и расположенной на куда меньшем участке земли, чем ветряк. К тому же, в то время как скорость ветра может быть непредсказуемой, кинетическая энергия приливных зон четко определена. Приливы и отливы настолько предсказуемы, что отдельный приливный регион можно перевести в киловатт-часы потенциальной добычи электроэнергии.
Кроме самого прилива есть и другая переменная, влияющая на скорость воны. Окружающий ландшафт, например, скалистый или песчаный, определяет тип движения воды. Будет приливная область узкой или широкой - тоже важно. Узкий канал может сконцентрировать движение воды, ускорив ее.
Движение приливов и характеристику водных объектов можно рассчитать на бумаге, но в реальных условиях все может оказаться иначе. Что же помогает исследователям определять характер движения воды?
Погружение без водяных экспериментов?
Исследователи воды хорошо научились определять движение воды в приливных зонах, но некоторые факторы остаются неизвестными. Кто-то опасается, что люди могут принять турбинные технологии слишком быстро, не понимая толком влияние этого процесса. Что может случиться, если в приливной зоне будет сосредоточено слишком много турбин? Поскольку энергию нельзя создать или уничтожить, ее можно захватить и перенаправить на наши нужды. Но стоит помнить, что кинетическая энергия, сосредоточенная в океане, служит на пользу водной среде - возможно, этого мы до конца не понимаем.
Одной из причин, которых стоит опасаться, является привлекательность технологии. Подводные турбины не вырабатывают углекислый газ. Технология доброкачественная: производство энергии является пассивным, поскольку просто улавливает кинетическую энергию приливного движения и превращает ее в электричество.
Пока собрано слишком мало данных о влиянии подводных турбин на морскую экосистему. Быстро вращающаяся лопасть может превратить рыбу в фарш. Защитники природы пока не беспокоятся, поскольку подводная турбина вращается медленно - от 10 до 20 оборотов в минуту. Такие турбины не представляют большой угрозы для рыб, но что будет дальше?
Отсутствие понимание влияния турбин на экологию находит два выхода. Во-первых, остаются вопросы относительно того, как водная среда будет влиять на технологию. Например, ракушки смогут накапливаться на турбине, замедляя или останавливая ее.
Чтобы ответить на эти вопросы, по всему миру были созданы пилотные проекты подводных турбин. Первая из них была создана на дне канала Квалсунд в Норвегии. Эта турбина оснащена 10-метровыми лезвиями, которые вращаются со скоростью 7 оборотов в минуту. В сентябре 2003 года генератор турбины был подключен к электросети Хаммерфеста, местного городка. Одна турбина производит 700 000 киловатт-часов ежегодно, что предоставляет энергию 35 домам в области.
Во-вторых, не хватает оценки турбин на подводную жизнь. Verdant Power развернула пять 35-киловаттных турбин с возможностью мониторинга окружающей подводной жизни. Рыбы обнаруживаются в пределах 18 метров, данные записываются. Пока ни одна рыба не пострадала от турбины.
Вполне возможно, когда нефть закончится, все будет даже лучше, чем сейчас.
Мар 6, 2018 Геннадий
Согласитесь, что было бы неплохо иметь свою качалку. Нет, не для того, чтобы бесплатно заниматься весь день спортом. Речь идёт немного о других качалках. О тех, с помощью которых с километровых глубин на свет божий поднимают самое ценное, что есть у человечества, и из-за чего оно ведёт бесконечные войны - нефть.
Так получилось, что нефть есть не везде. А там, где она есть, её нужно суметь добыть. Кстати, в Ульяновской области тоже есть нефть. Пусть её не так много, и она не такая хорошая, как в Сибири (это даже хорошо в каком-то смысле), пусть её не так легко добыть, как в Катаре, но она есть. И её успешно добывают тут аж с 70-х годов.
Хотите узнать, как это делается и можно ли поставить рядышком свою собственную качалку?
Лужа на фото выше - не растёкшаяся нефть, а последствия удивительно жаркого и сухого лета в Центральной России.
С третьей попытки
Чёрное золото в Поволжье было обнаружено еще в 18 веке, но тогда такого ажиотажа, как сейчас, оно не вызывало, поэтому про нефть успешно забыли. Спустя 200 лет, когда после стране нужно было много топлива, сюда отправили первые геологические разведки. Они-де и отчитались о Поволжье, как о районе огромных нефтяных месторождений!
Но немного просчитались. Приехавшие сюда следом за геологами буровики дали куда более скромные оценки. Но скважины всё же пробурили. И опять о них забыли.
2. Третий раз про Поволжскую нефть вспомнили уже только в 1976 году. И поспособствовали этому... деревенские пироманы!
На поверхность одной из законсервированных в 50-х годах скважин за 20 лет вытекло под естественным давлением целое озеро нефти. Местные любители огонька решили «море синее зажечь» и с N-й попытки им это удалось. Нефть вспыхнула как факел, вода под ней вскипела и начала выбрасывать высоко в голубое небо горящие водонефтяные фонтаны. Поднялись клубы чёрного дыма, которые было видно даже из окон Кремля. Так и вспомнили, что на берегах Волги уже много лет пропадает народное достояние. В 1977 году в Новоспасском были запущены в эксплуатацию первые скважины «Новоспасскнефти», приносящие стране около 12000 тонн бурой жидкости в год.
3. После распада Союза «Новоспасскнефть» превратилась в АО «Ульяновскнефть» и вместе с другими нефтедобытчиками Ульяновска и Пензы была включена в холдинг «РуссНефть».
Сейчас у «Ульяновскнефти» 259 добывающих скважин на территории 33-х месторождений Ульяновской и Пензенской областей. Их силами выкачивается из земли более 700 000 тонн нефти в год.
Качалка
4. Давайте посмотрим, как устроена типичная нефтекачалка - глубинный штанговый насос. Одна из таких и установлена в Новоспасском районе Ульяновской области. Глубина её скважины - 1300 метров. Это как раз та скважина, которою пробурили еще в 50-х годах и законсервировали.
5. Принцип работы станка-качалки очень прост. Представьте себе, что вам нужно из пузырька, не переворачивая его, вылить какую-нибудь жидкость. Как лучше всего это сделать? Правильно - взять шприц и за несколько приёмов выкачать её оттуда. Так же работает и нефтекачалка. Только вот пузырёк с жидкостью находится на глубине более километра. «Шприц» - поршневой насос -опускают на самое дно скважины, а его хвостовик соединяют с поверхностью сваренными между собой стержнями-штоками.
6. Приводимый в движение электромотором станок совершает возвратно-поступательные движения балансиром, двигает глубинный поршень вверх-вниз, и тот поднимает столб нефти на поверхность. Там, в зависимости от объёмов запаса (дебетности) месторождения, нефть попадает либо в подземный нефтепровод, либо накапливается в хранилище, откуда её регулярно забирает нефтевоз - та самая воняющая тухлыми яйцами оранжевая автоцистерна, за которой вы плетётесь, ожидая «окно» для обгона.
Однако, добытая сырая нефть мало куда годится и до товарного вида ей нужно пройти путь очистки. Дело в том, что нефть, поднимаемая с глубин, смешана с грунтовыми водами. Получается своего рода эмульсия, в которой содержится много воды. К примеру, на этой скважине доля воды в смеси - 68%. Понятно, что никто не хочет транспортировать и покупать воду, поэтому первым делом от неё избавляются. Для этого сырую нефть по трубопроводам или автоцистернами доставляют на УПСВ - установку предварительного сброса воды. Там смесь отстаивается, сепарируется и деэмульсируется.
Следующий этап - центральный пункт подготовки нефти (ЦППН). Здесь нефть окончательно очищают от ненужных примесей, доводят до стандарта и заливают в систему трубопроводов «Транснефти» под маркой Urals (тяжёлая, высокосернистая нефть).
Скайнет
7. У «Ульяновскнефти» более 200 качалок, разбросанных по центру и югу Ульяновской области. Как правило, стоят они в чистом поле, куда нельзя проложить даже отсыпанную гравием дорогу (земли вокруг качалок зачастую используются как пахотные). Как управлять качалками? Как отслеживать, работают они или стоят? Как охранять их от посягательств любопытных граждан?
Можно было бы посадить возле каждой сторожа и оператора, но тогда вся прибыль компании уходила бы им на зарплату. Что же делать?
8. Конечно же, сейчас на дворе 21-й век и управлять качалками можно удалённо, используя мобильную сеть. К примеру, качалки «Ульяновскнефти» обмениваются данными с центром мониторинга в Новоспасском через сеть «МегаФон». Эта технология имеет название M2M - Machine-to-machine, «машина с машиной». Вот так, машины общаются между собой и люди им совсем не нужны...
9. Каждый станок-качалка оснащена блоком управления, в котором есть два модема, через которые в центр управления отправляется телеметрия и принимаются различные команды. К примеру, можно удалённо остановить или запустить станок, получить оперативную информацию о его состоянии и в случае поломки незамедлительно выехать на место.
10. Информация кодируется и отправляется по GPRS в центр, где она отображается на экране оператора.
11. Но это еще не всё. С помощью M2M «Мегафона» снимаются и передаются в пункт учёта показания счётчиков расхода электроэнергии. Эта система позволяет сэкономить уйму времени при расчёте затрат электроэнергии каждой качалки.
12. Поставщик электроэнергии самостоятельно обращается к базе данных и на основе её данных автоматически формирует счёт на оплату.
Вот этот волшебный ящик у трансформатора:
13. С помощью чёрной антенны и передаются данные по мобильной связи.
И это не всё! Симки установили даже в те самые нефтевозы. Каждая машина оборудована системой «ГЛОНАСС», которая помогает отследить местоположение автоцистерны на карте. Датчики уровня топлива через мобильную связь передают данные о количестве солярки в баках и сигнализируют о его резком падении. Да, так бывает, когда за счёт компании водитель решает заправить свой трактор или «толкнуть горючку налево». Система мониторинга решает и эту проблему.
Ульяновские нефтяники остановили свой выбор на «МегаФоне» из-за того, что у этого оператора большое количество базовых станций и наиболее устойчивый сигнал связи, что очень принципиально.
Можно ли добывать нефть самому?
14. Уже давно прошли те романтические времена фонтанирующей из скважины нефти. Чтобы что-то вычерпать из глубин земли, нужны технологии, машины, люди и глубокие знания. По Конституции РФ недра России принадлежат государству и народу, проживающему в нём. Это означает, что теоретически вы можете поставить свою качалку и качать, качать, качать сколько душе угодно! Но на практике всё намного сложнее. Чтобы начать добывать нефть, нужно получить лицензию на этот вид деятельности. А вот сделать это может только ограниченный круг лиц, доказавших свою состоятельность в данном вопросе.
Для того, чтобы разрабатывать месторождение нужно всего-навсего:
- Разведать и определить его запасы;
- Определить лимиты добычи;
- Доказать, что вы сможете придерживаться этих лимитов и ежегодно докладывать перед комиссией об успехах и провалах свой миссии. За последние вас просто лишат лицензии. Категорически запрещено качать больше и не приветствуется добыча нефти меньше установленных лимитов.
Но это всё лирика и на самом деле получить лицензию на разработку нефтяного месторождения в России простому смертному практически невозможно. А так да, вся нефть - ваша У меня теперь есть причитающаяся по закону доля.
15. Но, поговаривают, нефть сейчас сильно подешевела. Добывайте биткоины, а нефть оставьте профессионалам.
Сергей
Можно ли в наше время самостоятельно заниматься поиском и добычей драгоценных металлов?
Работа на прииске
В свое время все начиналось как раз с самостоятельного . До времен «золотой лихорадки» на планете были обнаружены лишь порядка 10% залежей золота. В середине XIX века люди пытались разбогатеть одним из самых легкодоступным способом – добывая золотые самородки в низовьях рек и каменоломнях. История знает несколько «золотых лихорадок», названных по наименованию мест, где проводилась стихийная добыча металла: Калифорнийская, Австралийская, Южноафриканская, Клондайкская и Аляскинская.
Говорят, до сих пор в некоторых местах можно найти золотые самородки, но они, конечно, не сравнимы с теми, что добывались в былое время. Например, первый из них, имеющий вес в 7,7 кг, был обнаружен на территории США еще в 1799 году. И этот факт стал огромным стимулом для тех, кто стремился быстро разбогатеть.
Самый большой самородок был добыт не в Америке, а в Австралии. Его вес составил больше 72 кг, и ему дали имя «Желанный незнакомец». Его судьбу добытчики решили просто, разбив металл на наковальне на три части. В Австралии простому человеку и сегодня разрешена добыча золота. Для этого следует просто купить лицензию, а обойдется она в 30 долларов. В документе указывается место, где можно заниматься золотодобычей, а также используемые инструменты.
Запрещено законом
Что касается России, то самостоятельная добыча золота и других драгоценных металлов у нас запрещена законом. Однако если у вас есть большое желание попробовать себя в этом деле, можно заключить договор с предприятием, которое занимается добычей в промышленных масштабах. В этом случае разрешается самостоятельный поиск самородков на территории карьера компании.
Но заключить подобный договор не так просто. Компании не любят пускать на свою территорию незнакомых людей, поэтому часто отказывают в сотрудничестве. Кроме того, почти все предприятия по добычу золота находятся в Магаданской области и Якутии, куда доехать-то сложно, не то что работать там в одиночку.
Тем, кто не хочет оставлять мысль подержать в руках настоящее самородковое золото, можно посоветовать устроиться на производство геологом-опробщиком. Такой человек осматривает брошенные карьеры и обнаруживает места, где золото еще можно найти. Его орудием труда является металлоискатель, но чаще всего он использует интуицию. При хорошем стечении обстоятельств можно найти достаточно серьезные запасы металла. Такая работа, кроме высокой зарплаты и хороших премиальных, принесет и моральное удовлетворение, если вы человек азартный.
Дармовое, даром - без затрат или за небольшие деньги, но только совсем небольшие. Попробуем рассмотреть некоторые возможности получения электроэнергии в домашних условиях, без катастрофических последствий для бюджета и здоровья. Соблюдение техники безопасности и просто здравый смысл необходимы для успеха.
Какие варианты рассматривать не стоит
Рассматривать варианты с одноразовыми крупными затратами на приобретение солнечных панелей или ветрогенераторов для получения атмосферной энергии не стоит, тема эта свою остроту утратила: если есть возможность - заплати один раз и пользуйся всю оставшуюся жизнь, лет через 10−20 будешь в прибыли, уже чуть не целыми странами это доказано. Кое-где даже излишки полученной электроэнергии принимают. Генераторы на двигателях внутреннего сгорания к экономичным способам получения электричества также не относятся, самое дешёвое топливо всё равно регулярно требует немалых денег.
Итак, встаёт вопрос о том, как дома получить электричество из ничего и «на халяву». Вопрос из разряда не имеющих ответа: что-то из совсем ничего получить невозможно в принципе, с халявой тоже всё ясно - бесплатный сыр только в мышеловке.
Сформулируем задачу иначе и подумаем, как сделать электричество своими руками без особенных затрат. Со второй частью задачи всё более или менее ясно: самодельное из того, что есть, равнозначно дармовому; а с электроэнергией надо слегка разобраться, вспомнить школьный курс физики.
Краткий обзор
Чтобы добывать электроэнергию, нужно создать рабочую схему соединения проводником с нагрузкой двух точек, обладающих разным потенциалом. Простой пример: включаем свет в комнате, тем самым соединяем точку с нулевым потенциалом - нулевой провод, с точкой потенциалом в 220 В - фазный провод с переменным напряжением от -380 вольт до +380 вольт, посредством проводника (электропроводка, включатель-выключатель, патрон) с нагрузкой - сама лампочка.
Формулировка задачи упростилась: где взять точки с разным потенциалом? Взгляд сразу обращается к небу: атмосфера является неисчерпаемым источником статического электричества, разряды молний в холодном воздухе над тёплой землёй - явное и наглядное тому подтверждение. Получением электричества из эфира озадачился ещё более века назад Никола Тесла, но его опыты в домашних условиях можно повторить разве только в развлекательных целях с помощью катушки Тесла. Получение разрядов смотрится очень эффектно, но… это не добыча, а преобразование энергии.
Получить атмосферное электричество своими руками , конечно, можно, простейший способ - это элементарный громоотвод, но как его использовать? Тот, кто научится этому, совершит переворот в электроэнергетике, сравнимый по значению с «приручением» атома. Различные поделки на эту тему не решают проблемы никак, это просто трюки. А также совсем не стоит обращать внимание на различные псевдонаучные фокусы с тороидальными, сверхъединичными трансформаторами или генераторами свободной энергии Стивена Марка. Получать энергии больше, чем затрачено, невозможно.
- Закон сохранения массы незыблем.
- Закон сохранения энергии незыблем.
А как же атомная энергия ? При распаде атомного ядра происходят процессы перехода массы в энергию, освобождения внутриядерной энергии, но эти процессы в домашних условиях неприменимы.
В домашних условиях безопасно и без особых затрат можно самостоятельно добыть электричество, используя один из способов:
- Ветровой.
- Химический.
Первый способ основан на преобразовании механической энергии ветра в электрическую. Ветряк можно взять готовый от вентилятора или сделать самому из подручных материалов, например, из пластиковых бутылок. Генератор тоже можно взять готовый, например, с велосипеда, а можно для этих целей использовать электродвигатель от игрушки или бытового прибора. Придётся немного подумать над схемой и компоновкой деталей, каждое такое изделие будет по-своему уникальным, набор составляющих всегда будет разным, из того, что «есть в наличии». Но сам принцип прост и понятен, какие-то частности всегда можно уточнить в сети
.
Химический способ получения электроэнергии используется в известных элементах питания , «батарейках». Если два разнородных тела (электрода) находятся в одной среде (электролите), то между ними может происходить обмен молекулами веществ (ионами), обладающих разнополярными зарядами - положительными катионами и отрицательными анионами. Электроды приобретают разные потенциалы, изменяясь по своему химическому составу. Можно попытаться «включить» светодиод, подключив его к двум стержням из разных металлов, вбитых в мокрую землю на небольшом расстоянии друг от друга.
Между жёлтой «медной» монетой и серебристой «серебряной» через тонкую овощную прослойку возникает напряжение до 0,3 вольта. Можно собрать «вольтов столб», выдающий напряжение, достаточное для подзарядки мобильника. Для этого надо сложить столбик таким образом: на жёлтую монетку положить ломтик картофеля, потом серебристую, картофель, медную и так примерно 15 слоёв. Нужно только помнить, что плюс будет на «медной» монете.
Ветровой и химический способы действительно позволяют самостоятельно добывать практически дармовую электроэнергию, но объём добычи будет достаточен только для освещения светодиодами или для подзарядки мобильного.