alternatif enerji- geleneksel olanlar kadar yaygın olmayan, ancak çevreye zarar verme riski düşük kullanımlarının karlılığı nedeniyle ilgi çekici olan bir dizi umut verici enerji üretim yöntemi.

Alternatif enerji kaynağı- elektrik enerjisi (veya diğer gerekli enerji türü) almanızı sağlayan ve petrol, doğal gaz ve kömürle çalışan geleneksel enerji kaynaklarının yerini alan bir yöntem, cihaz veya yapı.

Alternatif enerji türleri: Güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, biyokütle enerjisi, dalga enerjisi, gradyan-sıcaklık enerjisi, şekil hafıza etkisi, gelgit enerjisi, jeotermal enerji.

Güneş enerjisi- dönüşüm Güneş enerjisi fotoelektrik ve termodinamik yöntemlerle elektriğe dönüştürülür. Fotoelektrik yöntem için, ışık kuantum enerjisinin (fotonlar) doğrudan elektriğe dönüştürülmesi ile fotoelektrik dönüştürücüler (PVC) kullanılır.

Güneş enerjisini önce ısıya, sonra mekanik ve daha sonra elektrik enerjisine çeviren termodinamik tesisler, bir "güneş kazanı", bir türbin ve bir jeneratör içerir. Fakat Güneş radyasyonu, Dünya'ya düşen, bir dizi karakteristik özelliğe sahiptir: düşük enerji akı yoğunluğu, günlük ve mevsimsel döngü, hava koşullarına bağımlılık. Bu nedenle, termal rejimlerdeki değişiklikler, sistemin çalışmasına ciddi kısıtlamalar getirebilir. Böyle bir sistem, çalışma modlarındaki rastgele dalgalanmaları dışlamak veya zaman içinde enerji üretiminde gerekli değişikliği sağlamak için bir depolama cihazına sahip olmalıdır. Güneş enerjisi santralleri tasarlanırken meteorolojik faktörlerin doğru değerlendirilmesi gerekmektedir.

jeotermal enerji- Dünyanın iç ısısını (sıcak buhar-su kaynaklarının enerjisi) elektrik enerjisine dönüştürerek elektrik üretme yöntemi.

Bu elektrik üretme yöntemi, kayaların sıcaklığının derinlikle artması ve Dünya yüzeyinden 2-3 km yükseklikte 100 ° C'yi aşması gerçeğine dayanmaktadır. Bir jeotermal enerji santralinde elektrik üretmek için çeşitli planlar vardır.

Doğrudan şema: doğal buhar, borulardan elektrik jeneratörlerine bağlı türbinlere gönderilir. Dolaylı şema: buhar, boruların tahrip olmasına neden olan gazlardan önceden temizlenir (türbinlere girmeden önce). karma şema: işlenmemiş buhar türbinlere girer ve daha sonra içinde çözünmemiş gazlar, yoğuşma sonucu oluşan sudan uzaklaştırılır.

Böyle bir enerji santralinin "yakıtının" maliyeti, verimli kuyuların ve buhar toplama sisteminin maliyeti tarafından belirlenir ve nispeten düşüktür. Fırın, kazan tesisi ve baca olmadığı için santralin maliyeti düşüktür.

Jeotermal elektrik tesisatlarının dezavantajları, toprakların yerel olarak çökmesi ve sismik aktivitenin uyanması olasılığını içerir. Ve yerden çıkan gazlar zehirli maddeler içerebilir. Ayrıca bir jeotermal enerji santralinin inşası için belirli jeolojik şartlar gereklidir.

Rüzgar gücü- Bu, rüzgar enerjisinin (atmosferdeki hava kütlelerinin kinetik enerjisi) kullanımında uzmanlaşmış bir enerji dalıdır.

Rüzgar enerjisi santrali - dönüştüren bir kurulum kinetik enerji elektriğe rüzgar. Bir rüzgar türbini, bir jeneratörden oluşur. elektrik akımı, otomatik cihaz rüzgar türbini ve jeneratörünün çalışmasının kontrolü, kurulum ve bakım tesisleri.

Rüzgar enerjisi elde etmek için farklı tasarımlar kullanılır: çok kanatlı "papatyalar"; uçak pervaneleri gibi pervaneler; dikey rotorlar, vb.

Rüzgar çiftliklerinin üretimi çok ucuzdur, ancak kapasiteleri küçüktür ve işletilmeleri hava durumuna bağlıdır. Ayrıca çok gürültülüdürler, bu nedenle büyük rüzgar santrallerinin geceleri kapatılması bile gerekir. Ek olarak, rüzgar çiftlikleri hava trafiğine ve hatta radyo dalgalarına müdahale eder. Rüzgar santrallerinin kullanılması, endüstriyel alanların havalandırılmasını engelleyen ve hatta iklimi etkileyen hava akımlarının gücünün yerel olarak zayıflamasına neden olur. Son olarak, rüzgar çiftliklerinin kullanımı, diğer güç jeneratörü türlerinden çok daha büyük alanlar gerektirir.

Dalga enerjisi- dalgaların potansiyel enerjisini titreşimlerin kinetik enerjisine dönüştürerek ve titreşimleri bir elektrik jeneratörünün şaftını döndüren tek yönlü bir kuvvete dönüştürerek elektrik enerjisi elde etmek için bir yöntem.

Rüzgar ve güneş enerjisi ile karşılaştırıldığında, dalga enerjisi çok daha yüksek bir güç yoğunluğuna sahiptir. Bu nedenle, denizlerin ve okyanusların ortalama dalga gücü kural olarak 15 kW/m'yi aşıyor. 2 m dalga yüksekliği ile güç 80 kW/m'ye ulaşır. Yani, okyanusların yüzeyini geliştirirken enerji sıkıntısı olamaz. Dalga gücünün yalnızca bir kısmı mekanik ve elektrik enerjisinde kullanılabilir, ancak su için dönüştürme faktörü havadan daha yüksektir - yüzde 85'e kadar.

Gelgit enerjisi, diğer türler gibi alternatif enerji, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.

Bu tür elektrik santralleri elektrik üretmek için gelgit enerjisini kullanır. En basit gelgit santralinin (PES) cihazı için bir havuza ihtiyaç vardır - bir baraj veya nehir ağzı tarafından kapatılmış bir koy. Barajda menfezler var ve jeneratörü döndüren hidrolik türbinler kurulu.

Yüksek gelgitte su havuza girer. Havza ve denizdeki su seviyeleri eşit olduğunda menfezlerin kapakları kapatılır. Alçalmanın başlamasıyla birlikte denizdeki su seviyesi düşer ve basınç yeterli hale geldiğinde türbinler ve buna bağlı elektrik jeneratörleri çalışmaya başlar ve su yavaş yavaş havuzdan ayrılır.

Gelgit deniz seviyesi dalgalanmalarının en az 4 m olduğu alanlarda gelgit enerji santralleri inşa etmenin ekonomik olarak uygun olduğu düşünülmektedir Bir gelgit santralinin tasarım kapasitesi, istasyonun inşa edildiği alandaki gelgitin doğasına, hacmine bağlıdır. ve gelgit havzasının alanı ve baraj gövdesine kurulu türbin sayısı.

Gelgit santrallerinin dezavantajı, sadece denizlerin ve okyanusların kıyılarına inşa edilmeleri, ayrıca çok yüksek güç geliştirmemeleri ve gelgitlerin günde sadece iki kez meydana gelmesidir. Ve hatta çevre dostu değiller. Normal tuz ve tatlı su değişimini ve dolayısıyla deniz florası ve faunasının yaşam koşullarını bozarlar. Değiştikçe iklimi de etkilerler enerji potansiyeli deniz suları, hızları ve hareket bölgeleri.

Gradyan sıcaklık enerjisi. Bu enerji çıkarma yöntemi sıcaklık farkına dayanır. Çok yaygın değildir. Bununla birlikte, makul bir elektrik üretim maliyetiyle yeterince büyük miktarda enerji üretebilirsiniz.

Gradyan sıcaklık santrallerinin çoğu deniz kıyısında yer alır ve işletme için deniz suyu kullanır. Dünya okyanusları, Dünya'ya düşen güneş enerjisinin neredeyse %70'ini emer. Birkaç yüz metre derinlikteki soğuk sular arasındaki sıcaklık farkı ve ılık sular okyanusun yüzeyinde 20-40 bin TW olduğu tahmin edilen ve bunun sadece 4 TW'sinin pratikte kullanılabildiği devasa bir enerji kaynağı var.

Aynı zamanda sıcaklık farkı üzerine inşa edilen açık deniz termik santralleri deniz suyu, serbest bırakılmasına katkıda bulunmak Büyük bir sayı karbondioksit, derin suların ısıtılması ve basıncının düşürülmesi ve yüzey sularının soğutulması. Ve bu süreçler bölgenin iklimini, florasını ve faunasını etkileyemez.

biyokütle enerjisi. Biyokütle çürüdüğünde (gübre, ölü organizmalar, bitkiler), ısınma, elektrik üretimi vb. için kullanılan yüksek metan içeriğine sahip biyogaz açığa çıkar.

Hayvanlardan büyük miktarda gübre döktükleri birkaç büyük "fıçıya" sahip oldukları için kendilerine elektrik ve ısı sağlayan işletmeler (domuz ağılları ve ahırlar vb.) Vardır. Bu sızdırmaz tanklarda gübre çürür ve çıkan gaz çiftliğin ihtiyacına gider.

Bu enerji türünün bir diğer avantajı ise yaş gübrenin enerji amaçlı kullanılması sonucunda tarlalar için mükemmel bir gübre olan gübreden geriye kuru bir kalıntı kalmasıdır.

Ayrıca hızlı büyüyen algler ve bazı organik atık türleri (mısır sapları, kamışlar vb.) biyoyakıt olarak kullanılabilir.

Şekil hafıza etkisi, ilk olarak 1949'da Sovyet bilim adamları Kurdyumov ve Chondros tarafından keşfedilen fiziksel bir olgudur.

Şekil hafıza etkisi, özel alaşımlarda gözlenir ve bunlardan yapılan parçaların deformasyondan sonra şeklini geri kazanmasından oluşur. ilk biçim termal maruz kalma üzerine. Orijinal şekli geri yüklerken, soğuk durumda deformasyona harcananı önemli ölçüde aşan işler yapılabilir. Böylece, orijinal şekli geri yüklerken, alaşımlar önemli miktarda ısı (enerji) üretir.

Şekil kurtarma etkisinin ana dezavantajı düşük verimliliktir - sadece yüzde 5-6.

Materyal, açık kaynaklardan alınan bilgilere dayanarak hazırlanmıştır.

Okul çocukları bile petrol, gaz ve kömür rezervlerinin sonsuz olmadığını biliyor. Enerji fiyatlarının sürekli artması, ödeme yapanları derin bir iç çekmeye ve kendi gelirlerini artırmayı düşünmeye zorluyor. Uygarlığın kazanımlarına rağmen, şehirlerin dışında gazın verilmediği birçok yer var ve bazı yerlerde elektrik bile yok. Böyle bir fırsatın olduğu yerde, sistemin kurulum maliyeti bazen kesinlikle nüfusun gelir düzeyine tekabül etmemektedir. Bugün kendin yap alternatif enerjinin hem irili ufaklı kır evlerinin sahiplerini hem de kasaba halkını ilgilendirmesi şaşırtıcı değil.

Çevremizdeki tüm dünya, yalnızca dünyanın bağırsaklarında bulunmayan enerjiyle doludur. Okulda, coğrafya derslerinde, rüzgar, güneş, gelgit, düşen su, dünyanın çekirdeği ve benzeri enerji taşıyıcılarının enerjisinin tüm ülke ve kıtalar ölçeğinde yüksek verimlilikle kullanılabileceğini öğrendik. Ancak ayrı bir evi ısıtmak için de kullanılabilir.

Alternatif enerji kaynakları türleri

seçenekler arasında doğal Kaynaklarözel güç kaynağına dikkat edilmelidir:

• Solar paneller;
• Güneş panelleri;
• ısı pompaları;
• rüzgar jeneratörleri;
• su enerjisinin emilmesi için tesisler;
• biyogaz tesisleri.

sahip olmak yeterli fon satın alınabilir bitmiş model bu cihazlardan birini seçin ve kurulumunu sipariş edin. Tüketicilerin isteklerine yanıt veren sanayiciler, uzun süredir güneş panelleri, ısı pompaları vb. Bu tür cihazlar bağımsız olarak yapılabilir, belirli bir miktar para tasarrufu sağlanır, ancak daha fazla zaman ve çaba harcanır.

Video: Hangi doğal enerji kullanılabilir?

Özel bir evde güneş panellerinin çalışma prensibi ve kullanımı

Bu enerji kaynağının çalışma prensibinin dayandığı fiziksel olgu, fotoelektrik etkidir. Güneş ışığı, yüzeyine düşen elektronları serbest bırakır ve bu da panel içinde aşırı bir yük oluşturur. Buna bir pil bağlarsanız, yıldırım nedeniyle devredeki şarj sayısında bir akım görünecektir.

Güneş pilinin çalışma prensibi fotoelektrik etkidir.

Güneş enerjisini yakalayıp dönüştürebilen tasarımlar çok sayıdadır, çeşitlidir ve sürekli olarak gelişmektedir. Birçok usta için bu faydalı yapıları mükemmelleştirmek büyük bir hobi haline geldi. Tematik sergilerde, bu tür meraklılar isteyerek birçok yararlı fikir sergiliyor.

Güneş panelleri yapmak için monokristal veya polikristal güneş pilleri satın almanız, bunları sağlam bir kasa ile sabitlenmiş şeffaf bir çerçeveye yerleştirmeniz gerekir.

Video: kendi elinizle bir güneş pili yapmak

Hazır piller elbette çatının en güneşli tarafına yerleştirilir. Bu durumda, panelin eğimini ayarlama imkanı sağlamak gerekir. Örneğin, kar yağışı sırasında paneller neredeyse dikey olarak yerleştirilmelidir, aksi takdirde kar tabakası pillerin çalışmasını engelleyebilir ve hatta onlara zarar verebilir.

Güneş kollektörlerinin cihazı ve kullanımı

İlkel güneş kollektörü, altına yerleştirilmiş siyah metal bir plakadır. ince tabaka temiz sıvı. Bir okul fizik dersinden bildiğiniz gibi, koyu renkli nesneler açık renkli nesnelere göre daha fazla ısınır. Bu sıvı bir pompa yardımıyla hareket ederek plakayı soğutur ve aynı zamanda ısıtır. Isıtılmış sıvı devresi, soğuk su kaynağına bağlı bir tanka yerleştirilebilir. Tanktaki su ısıtılarak kollektörden gelen sıvı soğutulur. Ve sonra geri geliyor. Böylece, bu güç sistemi sabit bir kaynak elde etmenizi sağlar sıcak su, ve kış zamanı ayrıca sıcak piller.

Cihazda farklılık gösteren üç tip toplayıcı vardır.

Bugüne kadar, bu tür 3 tür cihaz vardır:

• hava;
• tübüler;
• düz.

Hava

Hava kollektörleri koyu renkli plakalardan oluşmaktadır.

Hava toplayıcılar, cam veya şeffaf plastikle kaplı siyah plakalardır. Hava, bu plakaların etrafında doğal olarak veya zorla dolaşır. Evdeki odaları ısıtmak veya giysileri kurutmak için sıcak hava kullanılır.

Avantaj, tasarımın aşırı basitliği ve düşük maliyetidir. Tek dezavantajı, zorunlu hava sirkülasyonu kullanılmasıdır. Ama onsuz yapabilirsin.

borulu

Böyle bir toplayıcının avantajı basitlik ve güvenilirliktir.

Boru şeklindeki toplayıcılar, içleri ışık emici bir malzeme ile kaplanmış, arka arkaya dizilmiş birkaç cam tüpe benziyor. Ortak bir toplayıcıya bağlanırlar ve sıvı içlerinde dolaşır. Bu tür toplayıcıların alınan enerjiyi aktarmanın 2 yolu vardır: doğrudan ve dolaylı. İlk yöntem kışın kullanılır. İkincisi tüm yıl boyunca kullanılır. Vakum tüplerinin kullanıldığı bir varyasyon vardır: biri diğerine sokulur ve aralarında bir vakum oluşturulur.

Bu onları izole eder çevre ve ısıyı daha iyi tutar. Avantajları basitlik ve güvenilirliktir. Dezavantajları, yüksek kurulum maliyetini içerir.

düz

Toplayıcıların daha verimli çalışmasını sağlamak için mühendisler yoğunlaştırıcıların kullanılmasını önerdiler.

Düz plaka toplayıcı en yaygın tiptir. Bu cihazların çalışma prensibini açıklamak için örnek teşkil eden oydu. Bu çeşidin avantajı, diğerlerine kıyasla basitlik ve ucuzluktur. Dezavantajı, diğer alt tiplere göre önemli bir ısı kaybının görülmemesidir.

Halihazırda var olan güneş sistemlerini iyileştirmek için mühendisler, yoğunlaştırıcı adı verilen bir tür ayna kullanmayı önerdiler. Su sıcaklığını standart 120'den 200 C°'ye yükseltmenizi sağlarlar. Bu toplayıcı alt türüne konsantrasyon denir. Bu, şüphesiz bir dezavantaj olan yürütme için en pahalı seçeneklerden biridir.

Bir sonraki makalemizde bir güneş enerjisi kollektörünün kurulumunu yapmak için tam talimatlar:

Rüzgar enerjisi kullanımı

Rüzgâr bulut sürülerini sürükleyebiliyorsa, neden enerjisini başka yararlı şeyler için kullanmıyor? Bu soruya cevap arayışı, mühendisleri bir rüzgar türbini yaratmaya yöneltti. Bu cihaz genellikle şunlardan oluşur:

• jeneratör;
• yüksek kule;
• rüzgarı yakalamak için dönen bıçaklar;
• piller;
• elektronik kontrol sistemleri.

Bir rüzgar jeneratörünün çalışma prensibi oldukça basittir. Dönen bıçaklar güçlü rüzgar, şanzıman millerini döndürün (sıradan insanlarda - şanzıman). Bir alternatöre bağlanırlar. Şanzıman ve jeneratör beşikte veya başka bir deyişle gondolda bulunur. Döner mekanizmaya sahip olabilir. Jeneratör kontrol otomasyonuna ve bir yükseltici trafoya bağlıdır. Transformatörden sonra değeri artan gerilime verilir. ortak sistem güç kaynağı.

Rüzgar jeneratörleri, rüzgarın sürekli estiği alanlar için uygundur.

Rüzgar türbini oluşturma konuları uzun süredir çalışıldığından, en çok projeler var. çeşitli tasarımlar Bu cihazlar. Yatay dönme eksenine sahip modeller oldukça fazla yer kaplar, ancak dikey dönme eksenine sahip rüzgar türbinleri çok daha kompakttır. Tabii ki, için verimli çalışma Cihaz yeterince güçlü bir rüzgar gerektirir.

Avantajlar:

• emisyon yok;
• özerklik;
• yenilenebilir kaynaklardan birini kullanmak;

Kusurlar:

• sürekli rüzgar ihtiyacı;
• yüksek başlangıç ​​fiyatı;
• dönme gürültüsü ve elektromanyetik radyasyon;
• geniş alanları işgal eder.

Rüzgar jeneratörü, çalışmasının etkili olabilmesi için mümkün olduğu kadar yükseğe yerleştirilmelidir. Dikey dönüş eksenine sahip modeller, yatay dönüşe sahip modellerden daha kompakttır.

Web sitemizde kendi ellerinizle bir rüzgar türbini yapmak için adım adım kılavuz:

Enerji kaynağı olarak su

En bilinen yol elektrik üretmek için suyun kullanılması elbette hidroelektrik güçtür. Ama o tek değil. Ayrıca gelgitlerin enerjisi ve akıntıların enerjisi de vardır. Ve şimdi sırayla.

Bir hidroelektrik santrali, suyun kontrollü tahliyesi için birkaç kilidin bulunduğu bir barajdır. Bu kilitler türbin jeneratör kanatlarına bağlıdır. Basınç altında akan su onu döndürür ve böylece elektrik üretir.

Kusurlar:

• kıyı sel;
• nehir sakinlerinin sayısında azalma;

Suyun enerjisini kullanmak için özel istasyonlar inşa ediliyor.

akıntıların gücü

Bu enerji üretme yöntemi, rüzgar türbinlerine benzer, tek fark, büyük kanatlara sahip jeneratörün büyük bir deniz akıntısının karşısına yerleştirilmiş olmasıdır. Örneğin Gulf Stream gibi. Ama çok pahalı ve teknik olarak zor. Bu nedenle, tüm büyük projeler şimdilik kağıt üzerinde kalıyor. Ancak, bu tür enerjinin olanaklarını gösteren küçük ama devam eden projeler var.

Gelgit enerjisi

Bu tür enerjiyi elektriğe çeviren santralin tasarımı deniz körfezinde yer alan devasa bir baraj. Suyun arkaya nüfuz ettiği deliklere sahiptir. Güç jeneratörlerine bir boru hattı ile bağlanırlar.

Gelgit santrali şu şekilde çalışır: yüksek gelgit sırasında su seviyesi yükselir ve jeneratör milini döndürebilecek bir basınç oluşur. Gelgit sonunda girişler kapatılır ve 6 saat sonra meydana gelen düşük gelgit sırasında çıkışlar açılır ve işlem ters yönde tekrarlanır.

Bu yöntemin avantajları:

• ucuz hizmet;
• turistler için cazibe.

Kusurlar:

• önemli inşaat maliyetleri;
• deniz yaşamına zarar;
• tasarım hataları yakındaki şehirleri su basmasına neden olabilir.

Biyogaz uygulaması

Organik atıkların anaerobik işlenmesi sırasında, sözde biyogaz açığa çıkar. Sonuç, metan, karbon dioksit ve hidrojen sülfitten oluşan bir gaz karışımıdır. Biyogaz jeneratörü şunlardan oluşur:

• kapalı tank;
• organik atıkları karıştırmak için burgu;
• harcanan atık kütlesini boşaltmak için branşman borusu;
• atık ve su doldurmak için boyunlar;
• Ortaya çıkan gazın aktığı boru.

Çoğu zaman, yüzeyde değil, toprağın kalınlığında bir atık işleme tankı düzenlenir. Ortaya çıkan gazın sızmasını önlemek için tamamen sızdırmaz hale getirilir. Aynı zamanda, biyogaz salınımı sürecinde tank içindeki basıncın sürekli arttığı unutulmamalıdır, bu nedenle gazın tanktan düzenli olarak alınması gerekir. Biyogaza ek olarak, işleme sonucunda bitki yetiştirmek için yararlı olan mükemmel bir organik gübre elde edilir.

Bu tür cihaz ve çalıştırma kuralları, biyogazın solunması tehlikeli olduğundan ve patlayabileceğinden, artırılmış güvenlik gerekliliklerine tabidir. Ancak dünyanın bazı ülkelerinde, örneğin Çin'de, bu enerji elde etme yöntemi oldukça yaygındır.

Böyle bir biyogaz tesisi pahalı olabilir

Bu atık geri dönüşüm ürünü şu şekilde kullanılabilir:

• termik santral ve kojenerasyon tesisi için hammaddeler;
• soba, brülör ve kazanlarda doğal gazın değiştirilmesi.

Bu tür yakıtın gücü, özellikle köylerde işlenecek hammaddelerin yenilenebilirliği ve mevcudiyetidir. Bu tür yakıtın ayrıca aşağıdakiler gibi bir dizi dezavantajı vardır:

• yakmadan kaynaklanan emisyonlar;
• kusurlu üretim teknolojisi;
• biyogaz oluşturmak için aparatın fiyatı.

Biyogaz jeneratörünün tasarımı çok basittir, ancak biyogaz sağlığa zararlı yanıcı bir madde olduğundan, çalıştırılması sırasında biraz dikkat edilmelidir.

Atıktan elde edilen biyogazın bileşimi ve miktarı substrata bağlıdır. Çoğu gaz, yağ, tahıl, teknik gliserin, taze ot, silaj vb. kullanıldığında elde edilir. Genellikle, bir miktar su ilave edilen tanka hayvansal ve bitkisel atıkların bir karışımı yüklenir. İÇİNDE yaz saati kütlenin nem içeriğinin %94-96'ya çıkarılması tavsiye edilir ve kışın %88-90 nem yeterlidir. Atık tankına verilen su 35-40 dereceye kadar ısıtılmalıdır, aksi takdirde ayrışma süreçleri yavaşlayacaktır. Sıcak tutmak için, tankın dışına bir ısı yalıtım malzemesi tabakası monte edilir.

Biyoyakıt (biyogaz) uygulaması

Bir ısı pompasının çalışması, ters Carnot ilkesine dayanır. Bu, çevreden düşük dereceli termal enerjiyi toplayan ve onu yüksek potansiyel enerjiye dönüştüren oldukça büyük ve oldukça karmaşık bir cihazdır. Çoğu zaman, ısı pompaları alan ısıtma için kullanılır. Cihaz şunlardan oluşur:

• soğutuculu harici devre;
• soğutuculu dahili devre;
• buharlaştırıcı;
• kompresör;
• kondansatör.

Sistemde freon da kullanılmaktadır. Isı pompasının dış devresi çeşitli ortamlardan enerji emebilir: toprak, su, hava. Oluşturulması için işçilik maliyetleri, pompa tipine ve konfigürasyonuna bağlıdır. En zor şey, büyük ölçekli toprak işleri gerektirdiğinden, dış devrenin toprağın kalınlığına yatay olarak yerleştirildiği bir yerden suya pompa düzenlemektir. Evin yakınında bir rezervuar varsa, sudan suya ısı pompası yapmak mantıklıdır. Bu durumda, dış devre basitçe rezervuara indirilir.

Isı pompası, toprak, su veya havanın düşük dereceli enerjisini, binayı oldukça verimli bir şekilde ısıtmanıza izin veren yüksek dereceli termal enerjiye dönüştürür.

Bir ısı pompasının verimliliği, ortam sıcaklığının ne kadar yüksek olduğuna değil, sabitliğine bağlıdır. Düzgün tasarlanmış ve kurulmuş bir ısı pompası, kışın çok düşük su, toprak veya hava sıcaklıklarında bile bir eve yeterli ısı sağlayabilir. Yaz aylarında, ısı pompaları bir klima görevi görerek evi soğutabilir.

Bu tür pompaları kullanmak için önce sondaj çalışması yapmalısınız.

Bu kurulumların avantajları şunları içerir:

• enerji verimliliği;
• yangın Güvenliği;
• çok işlevlilik;
• ilk revizyona kadar uzun süreli çalışma.

Böyle bir sistemin zayıf yönleri şunlardır:

• diğer bina ısıtma yöntemlerine kıyasla yüksek başlangıç ​​fiyatı;
• güç kaynağı ağının durumu için gereklilik;
• klasik bir gaz kazanından daha gürültülü;
• delme ihtiyacı.

Video: ısı pompaları nasıl çalışır?

Gördüğünüz gibi evinize ısı ve elektrik sağlamak için güneş enerjisini, rüzgarın ve suyun gücünü kullanabilirsiniz. Her yöntemin kendine göre avantajları ve dezavantajları vardır. Ancak, hepsinden mevcut seçenekler hem ucuz hem de etkili bir yöntem kullanabilirsiniz.

Üretim teknolojilerinin gelişmesi ve dünyanın birçok bölgesinde çevresel durumun önemli ölçüde bozulmasıyla bağlantılı olarak, insanlık yeni enerji kaynakları bulma sorunuyla karşı karşıyadır. Bir yandan üretilen enerji miktarı üretimin, bilimin ve bilimin gelişmesi için yeterli olmalıdır. ev küresiÖte yandan, enerji üretiminin çevre üzerinde olumsuz bir etkisi olmamalıdır.

Sorunun bu formülasyonu, sözde alternatif enerji kaynakları - yukarıdaki gereksinimleri karşılayan kaynaklar - aramaya yol açtı. Dünya biliminin çabalarıyla, bu tür birçok kaynak keşfedildi, şu ançoğu zaten az ya da çok yaygın olarak kullanılıyor. İşte onlara kısa bir genel bakış:

Güneş enerjisi

Güneş enerjisi santralleri 80'den fazla ülkede aktif olarak kullanılmakta, güneş enerjisini elektrik enerjisine çevirmektedir. Bu tür bir dönüşümün farklı yolları vardır ve buna göre, Çeşitli tipler güneş enerjisi santralleri. Güneş panellerinde birleştirilmiş fotoelektrik dönüştürücüler (fotoseller) kullanan en yaygın istasyonlar. Dünyanın en büyük fotovoltaik tesislerinin çoğu ABD'de bulunmaktadır.

Rüzgar enerjisi

Rüzgar santralleri (rüzgar çiftlikleri) ABD, Çin, Hindistan ve bazı Batı Avrupa ülkelerinde (örneğin, tüm elektriğin %25'inin bu şekilde üretildiği Danimarka'da) yaygın olarak kullanılmaktadır. Rüzgar enerjisi çok umut verici bir kaynaktır alternatif enerji, şu anda birçok ülke bu tür enerji santrallerinin kullanımını önemli ölçüde genişletiyor.

biyoyakıt

Bu enerji kaynağının diğer yakıt türlerine göre başlıca avantajları, çevre dostu olması ve yenilenebilir olmasıdır. Tüm biyoyakıt türleri alternatif enerji kaynakları olarak sınıflandırılmaz: geleneksel yakacak odun da bir biyoyakıttır, ancak alternatif bir enerji kaynağı değildir. Alternatif biyoyakıtlar katı olabilir (turba, odun atığı ve Tarım), sıvı (biyodizel ve biyomasutun yanı sıra metanol, etanol, bütanol) ve gaz (hidrojen, metan, biyogaz).

Gelgit ve dalga enerjisi

Bir su akıntısının enerjisini kullanan geleneksel hidroelektrikten farklı olarak, alternatif hidroelektrik henüz yaygınlaşmamıştır. Gelgit santrallerinin ana dezavantajları, inşaatlarının yüksek maliyeti ve günlük güç değişimleridir; bu tür santrallerin yalnızca diğer enerji kaynaklarını da kullanan güç sistemlerinin bir parçası olarak kullanılması tavsiye edilir. Başlıca avantajları, yüksek çevre dostu olma ve düşük enerji üretim maliyetidir.

Dünyanın termal enerjisi

Bu enerji kaynağını geliştirmek için, volkanların yanı sıra yüksek sıcaklıktaki yeraltı sularının enerjisini kullanan jeotermal enerji santralleri kullanılmaktadır. Şu anda, sıcak yeraltı kaynaklarının enerjisini kullanan hidrotermal enerji daha yaygındır. Dünyanın iç kısmının "kuru" ısısının kullanımına dayanan petrotermal enerji şu anda zayıf bir şekilde gelişmiştir; asıl sorun düşük karlılık Bu method enerji almak.

atmosferik elektrik

(Dünya yüzeyindeki şimşek çakmaları neredeyse aynı anda meydana gelir. farklı yerler gezegenler)

Şimşek enerjisinin yakalanması ve biriktirilmesine dayanan fırtına enerjisi henüz emekleme aşamasındadır. Fırtına enerjisinin ana sorunları, yıldırım cephelerinin hareketliliği ve atmosferik hızıdır. elektrik deşarjları(yıldırım), enerjilerini biriktirmelerini zorlaştırır.

İki yüzyıl önce ısıyı ölçmek için kullanılan sistem şu fikre dayanıyordu: Termal enerji korunur, hiçbir yerde kaybolmaz, sadece bir yerden bir yere taşınır. Hala şu kuralları kullanıyoruz: Isı miktarını ölçmek için, hadi onu yapalım...

Enerji türleri - insanlık tarafından bilinen enerji türleri

“Enerji” kavramı bir ölçü olarak tanımlanır. çeşitli formlar maddenin hareketi ve maddenin hareketinin bir biçimden diğerine geçişinin bir ölçüsü olarak. Buna göre, maddenin hareket biçimlerine göre enerji türleri ve türleri ayırt edilir. Küçük adam çeşitli enerji türleri ile ilgilenir. Özünde, bütün teknolojik süreç bir enerji formunun diğerine dönüştürülmesidir. Teknolojik yoldan geçiş sürecinde, enerji tekrar tekrar bir türden diğerine dönüştürülür, bu da çevredeki kayıplar ve dağılma nedeniyle yararlı miktarının azalmasına neden olur.

Bugün bilinen enerji türleri

• Mekanik
• Elektriksel
• Kimyasal
• termal
• Işık (Radyant)
• Nükleer (Nükleer)
• Termonükleer (Füzyon)

Ayrıca, rüzgar enerjisi veya jeotermal enerji gibi isimleri fiziksel olmayan ancak tanımlayıcı olan başka enerji türlerinin de farkındayız. İÇİNDE benzer durumlar enerjinin doğasının fiziksel şekli, kaynağının adıyla değiştirilir. Bu nedenle rüzgarın mekanik enerjisinden, rüzgar akışının enerjisinden veya jeotermal kaynakların termal enerjisinden daha çok bahsetmek doğru olur. İÇİNDE aksi takdirdeÖnemsiz enerji, hidrojen enerjisi, zihinsel enerji veya yaşam enerjisi ve el enerjisi icat edilerek sözde enerjilerin sayısı sonsuza kadar çoğaltılabilir. "Enerji" kelimesini belirli nesnelerle birleştirerek, bu fiziksel anlam demetini mahrum bırakıyoruz. Psişik enerjinin veya irade enerjisinin miktarını ölçmek imkansızdır. Geriye kalan tek şey, nesnenin bir tür enerjiye sahip olduğuna dair bir ipucu ve ne tür olduğunu bilmiyoruz. Metnin veya konuşmanın taşımayan bir kelimeyle dolu olduğu ortaya çıktı. anlamsal yük, çünkü her nesne enerji taşır ve bundan bahsetmek anlamsızdır. Ve düşüncenin enerjisine benzeterek, düşüncenin kütlesi, düşüncenin uzunluğu, genişliği ve yüksekliği ile yoğunluğu görünmelidir. Kısacası, bu tür dönüşler, yazarın veya konuşmacının aptallığının ve cehaletinin açık bir kanıtıdır.

"Enerji" kelimesinin tanımıyla ilgili fiziksel kavramlar

Ama gerçeğe dönüş fiziksel kavramlar"enerji" kelimesinin tanımı ile ilişkilidir. Yukarıdaki enerji türleri insan tarafından bilinir ve uygarlık tarihi boyunca onun tarafından kullanılmıştır. Bunun tek istisnası, yalnızca 20. yüzyılın başında elde edilen atomik bozunma enerjisidir. Yani hala mekanik enerji kullanıyoruz, bisiklete biniyoruz, sarkaçlı saatler kullanıyoruz, vinçle yük kaldırıp indiriyoruz. Elektrik enerjisi bizim için eski zamanlardan beri yıldırım şeklinde biliniyor ve Statik elektrik. Bununla birlikte, bu tür enerji yalnızca 19. yüzyılda Voltaik sütunun - bir DC pil ve - icat edildiğinde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Ancak eski çağlarda bile insanlar her yerde olmasa da bu enerji türünü biliyor ve kullanıyorlardı. Kaplaması yalnızca elektrolizle yapılabilen eski Mısır takıları ve kült nesneleri bilinmektedir. - hem antik çağda hem de günümüzde belki de en yaygın ve yaygın olarak kullanılan enerji türü. Ateş, kömürler, brülör, kibritler ve yanma ile ilgili diğer birçok öğe, kimyasal etkileşim enerjisine dayanır. organik madde ve oksijen. Bugün, yüksek teknoloji "yakma" ve içinde ve içinde gerçekleştirilmektedir. Bununla birlikte, türbinler ve içten yanmalı motorlar gibi cihazlar, hammadde (kimyasal enerji) ile nihai ürün ( elektrik enerjisi) kötü bir aracı var - . Ne yazık ki, verimlilik ısı motorları küçüktür ve sınırlamalar malzeme tarafından değil, teori tarafından uygulanır. Çünkü sınır %40'tır. Kimyasal etkileşimlere dayanarak, kimyasal enerji işletmek ve insan vücudu ve tüm hayvanlar. Bitkileri yiyerek onlardan güneş enerjisinin emilmesi nedeniyle oluşan kimyasal bağların enerjisini alırız. Yani dolaylı olarak, dünyadaki tüm yaşam ondan beslendiği için kişi de güneş enerjisinden beslenir. Güneş, onsuz gezegenimizde yaşamın olmayacağı enerjidir. Atomik ve termonükleer enerji dışındaki hemen hemen tüm enerji türleri ve türleri, radyant güneş enerjisi ile ilgili olarak ikincil olarak kabul edilebilir. mekanik enerji termal jeotermal kaynakların yanı sıra gelgitler de güneş radyasyonu ile ilişkili değildir.

Termonükleer enerji, merkezi aydınlatmamız olan Güneş'in çalışmasının temelini oluşturur.

Ve bu, güneş enerjisinin de Güneş'in bağırsaklarında salınan termonükleer füzyon enerjisinin bir ürünü olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, Dünya üzerinde kullandığımız enerji türlerinin büyük çoğunluğunun birincil ataları termonükleer füzyon enerjisi şeklindedir. Nükleer veya atom enerjisi - tek tür"standart" doğal enerji döngüsünün dışında kalan enerji. İnsanın gelişinden önce, doğa (nadir istisnalar dışında) kütle noktası bozunma süreçlerini bilmiyordu. atom çekirdeği muazzam enerjinin serbest bırakılmasıyla. İstisna, Afrika doğaldır " atom reaktörü"- çevreleyen kayaların ısıtılmasıyla atomik bozunma reaksiyonlarının gerçekleştiği bir uranyum cevheri yatağı. Ancak doğada atomik bozunma milyonlarca yıl sürer çünkü uranyum ve plütonyumun yarı ömürleri çok uzundur. Ve rağmen atom bölünmesi genel olarak uranyum ve plütonyuma ek olarak diğer birçok atom da etkilenir, bu işlemler çevredeki maddede önemli değişikliklere neden olmaz. Adam değişikliklerini yaptı enerji dengesi gezegenler, patlayan bombalar, nükleer santraller inşa etmek, yanan petrol, gaz ve kömür. Elbette insanlardan önce de benzer süreçler yaşandı, ancak bunlar milyonlarca yıla yayıldı. Göktaşları düştü, ormanlar yandı, bataklıklardan ve okyanuslardan karbondioksit salındı ​​ve uranyum çürüdü. Ancak yavaşça - birim zamanda küçük hacimlerde.

Alternatif kaynaklar

Günümüzde alternatif enerji türleri ve alternatif olanlar aktif olarak gelişmektedir. Bununla birlikte, bu kelimelerin kendileri zaten "enerji" kelimesine karşı hatalı bir tutum içermektedir. Enerji kaynaklarını "alternatif" olarak adlandırarak, onları "geleneksel" kaynaklarla (kömür, petrol ve gaz) karşılaştırıyoruz. Ve bu anlaşılabilir. Ama söyleyerek alternatif görünüm enerji" saçma sapan konuşuyoruz, çünkü Farklı türde enerjiler arzularımızın ötesinde var olur. Ve alternatif rüzgar enerjisinin ne olduğu net değil, çünkü o sadece var. Veya armatürümüzün alternatif güneş ve termonükleer enerjisi nedir? Her halükarda, onu kullanıyoruz ve ona alternatif demek tuhaf çünkü onun alternatifi yok. Önümüzdeki binlerce yılda, gezegenin tüm ekosistemi güneş enerjisi üzerine kurulu olduğu için güneş enerjisi kullanımından uzaklaşmayacağız. "Geleneksel olmayan enerji biçimleri", "yenilenebilir enerji biçimleri" veya "çevre dostu" sözcükleri de benzer şekilde tuhaf görünüyor. saf türler enerji." Ne tür bir enerji gelenekseldir? Belirli bir enerji türü nasıl yenilenebilir? Ve çevre temizliği için enerji nasıl kontrol edilir? “Gelenek”, “yenilenebilirlik” ve “çevre dostu” kavramlarına atıfta bulunmak daha makul ve doğrudur. O zaman her şey hemen netleşecek ve anlaşılır hale gelecektir. Ve sonra neden-sonuç ilişkilerini sıraladıktan sonra aramaya başlayabilirsiniz. Geleneksel olmayan türler enerji kaynakları doğayı inceleyerek kolayca bulunabilir ve Dünya. Burada ısıtma için gübre, saman ve kas gücü kullanan bir jeneratör var.

Yenilenebilir enerji kaynakları sadece doğal süreçler ortamında aranmalıdır.

Çok fazla benzer süreç yoktur ve hepsi, gezegendeki maddenin hareketiyle - toprak, su, hava ve ayrıca canlı organizmaların faaliyetleriyle ilişkilidir. Kesin olarak söylemek gerekirse, ana "pilimiz" - Güneş - sınırlı bir hizmet ömrüne sahip olduğundan, yenilenebilir enerji kaynakları yoktur. Ve çevre dostu kaynakları aramak için, önce çevre dostu olma kriterlerini açıkça tanımlamanız gerekir, çünkü aslında gezegenin enerji dengesine herhangi bir insan müdahalesi çevreye zarar verir. Açıkça söylemek gerekirse, çevre dostu enerji kaynakları olamaz, çünkü her durumda çevreyi etkileyeceklerdir. Bu etkiyi ancak en aza indirebilir veya telafi edebiliriz. Aynı zamanda, herhangi bir telafi edici etki, küresel bir analitik tahmin modeli çerçevesinde yapılmalıdır.

Temel olarak günlük yaşamda ve endüstride kullanılan enerjiyi, bağırsaklarında veya bağırsaklarında üretiyoruz. Örneğin, pek çok az gelişmiş ülkede evlerde ısınma ve aydınlatma için odun yakılırken, gelişmiş ülkelerde elektrik üretmek için çeşitli fosil yakıt kaynakları - kömür, petrol ve gaz - yakılmaktadır. Fosil yakıtlar yenilenemeyen enerji kaynaklarıdır. Rezervleri geri yüklenemez. Bilim adamları artık tükenmez enerji kaynaklarını kullanmanın olanaklarını araştırıyorlar.

Fosil yakıtlar

Kömür, petrol ve gaz, milyonlarca yıl önce Dünya'da yaşamış eski bitki ve hayvanların kalıntılarından oluşan yenilenemez enerji kaynaklarıdır (daha fazla ayrıntı için " makalesine bakın). En eski formlar hayat"). Bu yakıtlar yerden çıkarılır ve elektrik üretmek için yakılır. Ancak fosil yakıtların kullanımı ciddi sorunlar oluşturmaktadır. Mevcut tüketim oranlarında, bilinen petrol ve gaz rezervleri önümüzdeki 50 yılda tükenecek. Kömür rezervleri 250 yıl dayanacak, bu yakıtlar yandığında gazlar oluşuyor, etkisi altında sera etkisi oluşuyor ve asit yağmurları yağıyor.

Yenilenebilir enerji kaynakları

Nüfus arttıkça, insanların daha fazla enerjiye ihtiyacı var ve birçok ülke yenilenebilir enerji kaynaklarına - güneş, rüzgar ve su - geçiş yapıyor. Uygulama fikri, çevre dostu olduğu için oldukça popülerdir. temiz kaynaklar, kullanımı çevreye zarar vermeyen.

hidroelektrik santraller

Suyun enerjisi yüzyıllardır kullanılmaktadır. Su, çeşitli amaçlar için kullanılan su çarklarını döndürdü. Günümüzde büyük barajlar ve rezervuarlar inşa edilmiş ve elektrik üretmek için su kullanılmaktadır. Nehrin akışı türbin çarklarını çevirerek su enerjisini elektriğe çeviriyor. Türbin, elektrik üreten bir jeneratöre bağlıdır.

Güneş enerjisi

Dünya büyük miktarda güneş enerjisi alır. Modern teknoloji bilim adamlarının güneş enerjisini kullanmak için yeni yöntemler geliştirmelerine olanak tanır. dünyanın en büyüğü Güneş enerjili elektrik santrali California çölünde inşa edilmiş. 2.000 evin enerji ihtiyacını tam olarak karşılamaktadır. aynalar yansıtır Güneş ışınları, onları merkezi su kazanına yönlendiriyor. İçindeki su kaynar ve bir elektrik jeneratörüne bağlı bir türbini döndüren buhara dönüşür.

Rüzgar enerjisi

Rüzgar enerjisi insanoğlu tarafından bin yıldan fazla bir süredir kullanılmaktadır. Rüzgar yelkenleri uçurdu ve yel değirmenlerini çevirdi. Rüzgar enerjisini kullanmak için elektrik üretmek ve diğer amaçlar için tasarlanmış çok çeşitli cihazlar yaratılmıştır. Rüzgar, elektrik jeneratörüne bağlı türbinin şaftını hareket ettiren kanatları döndürür.

Atomik Enerji

Atom enerjisi - maddenin en küçük parçacıklarının - atomların bozunması sırasında açığa çıkan termal enerji. Nükleer enerjinin ana yakıtı, içinde bulunan bir element olan uranyumdur. yerkabuğu. Birçok insan atom enerjisini geleceğin enerjisi olarak görüyor, ancak pratikte uygulanması bir dizi yaratıyor. ciddi sorunlar. Nükleer santraller zehirli gazlar yaymazlar ancak bu yakıt radyoaktif olduğu için birçok sorun yaratabilirler. Tüm canlı organizmaları öldüren radyasyon yayar. Radyasyon toprağa veya atmosfere girerse, feci sonuçlara yol açar.

Nükleer reaktörlerdeki kazalar ve radyoaktif maddelerin atmosfere salınması büyük bir tehlikedir. 1986 yılında Çernobil'de (Ukrayna) meydana gelen nükleer santral kazası çok sayıda insanın ölümüne ve geniş bir bölgenin kirlenmesine neden olmuştur. Radyoaktif atıklar binlerce yıldır tüm canlıları tehdit etti. Genellikle denizlerin dibine gömülürler, ancak yerin derinliklerine gömülen atık vakaları nadir değildir.

Diğer yenilenebilir enerji kaynakları

Gelecekte insanlar birçok farklı doğal enerji kaynağını kullanabilecektir. Örneğin volkanik bölgelerde jeotermal enerjiyi (yerkürenin iç ısısı) kullanmak için teknoloji geliştirilmektedir. Diğer bir enerji kaynağı da atıkların çürümesi ile üretilen biyogazdır. Ev ısıtması ve su ısıtması için kullanılabilir. Gelgit santralleri zaten inşa edildi. Barajlar genellikle nehir ağızları (haliçler) boyunca inşa edilir. Gelgitlerle çalışan özel türbinler elektrik üretir.

Savonia Rotoru Nasıl Yapılır: Savonia Rotoru, Asya ve Afrika'daki çiftçiler tarafından sulama için su sağlamak amacıyla kullanılan bir mekanizmadır. Kendi rotorunuzu yapmak için birkaç raptiyeye ihtiyacınız olacak, büyük bir plastik şişe, bir kapak, iki conta, 1 m uzunluğunda ve 5 mm kalınlığında bir çubuk ve iki metal halka.

Nasıl yapılır?

1. Bıçakları yapmak için şişenin üstünü kesin ve uzunlamasına ikiye bölün.
2. Şişe yarımlarını kapağa takmak için raptiyeleri kullanın. Düğmeleri tutarken dikkatli olun.
3. Contaları kapağa yapıştırın ve çubuğu içine yapıştırın.
4. Halkaları ahşap tabana vidalayın ve rotorunuzu rüzgara göre konumlandırın. Çubuğu halkalara yerleştirin ve rotorun dönüşünü kontrol edin. Şişenin yarısı için en uygun konumu seçtikten sonra, güçlü su itici yapıştırıcı ile kapağa yapıştırın.

Bu makaleyi sosyal ağlarda paylaşırsanız minnettar olurum:

site araması