Koje su vrste energije? Energija i njene vrste.

Reč "energija" na grčkom znači "akcija". Energičnom nazivamo osobu koja se aktivno kreće, dok obavlja različite radnje.

Energija u fizici

I ako u životu možemo procijeniti energiju osobe uglavnom prema posljedicama njegove aktivnosti, onda se u fizici energija može mjeriti i proučavati na mnogo različitih načina. Vaš živahni prijatelj ili komšija će najverovatnije odbiti da ponovi istu radnju trideset ili pedeset puta kada vam iznenada padne na pamet da istražite fenomen njegove energije.

Ali u fizici, možete ponoviti gotovo svaki eksperiment koliko god puta želite, čineći istraživanje koje vam je potrebno. Tako je i sa proučavanjem energije. Naučnici su proučavali i označili mnoge vrste energije u fizici. To su električna, magnetna, atomska energija i tako dalje. Ali sada ćemo govoriti o mehaničkoj energiji. Konkretnije, o kinetičkoj i potencijalnoj energiji.

Kinetička i potencijalna energija

U mehanici se proučava kretanje i interakcija tijela međusobno. Stoga je uobičajeno razlikovati dvije vrste mehaničke energije: energiju uslijed kretanja tijela, ili kinetičku energiju, i energiju zbog interakcije tijela, odnosno potencijalnu energiju.

U fizici postoji opšte pravilo koje se odnosi na energiju i rad. Da bi se pronašla energija tijela, potrebno je pronaći rad koji je neophodan da se tijelo prevede u dato stanje iz nule, odnosno u ono u kojem je njegova energija nula.

Potencijalna energija

U fizici se potencijalna energija naziva energija, koja je određena međusobnim položajem tijela ili dijelova istog tijela u interakciji. Odnosno, ako je tijelo podignuto iznad tla, onda ima sposobnost da padne, da obavi neki posao.

A moguća vrijednost ovog rada bit će jednaka potencijalnoj energiji tijela na visini h. Za potencijalnu energiju formula je definirana na sljedeći način:

A=Fs=Ft*h=mgh, ili Ep=mgh,

gdje je Ep potencijalna energija tijela,
m tjelesne težine,
h je visina tijela iznad tla,
g ubrzanje slobodnog pada.

Štaviše, bilo koji položaj pogodan za nas, u zavisnosti od uslova eksperimenata i merenja, može se uzeti kao nulti položaj tela, a ne samo površine Zemlje. To može biti površina poda, stola i tako dalje.

Kinetička energija

U slučaju kada se telo kreće pod dejstvom sile, ono ne samo da može, već i obavlja neki posao. U fizici, kinetička energija je energija koju tijelo posjeduje zbog njegovog kretanja. Tijelo, krećući se, troši svoju energiju i radi. Za kinetičku energiju, formula se izračunava na sljedeći način:

A \u003d Fs \u003d mas \u003d m * v / t * vt / 2 = (mv ^ 2) / 2, ili Ek \u003d (mv ^ 2) / 2,

gdje je Ek kinetička energija tijela,
m tjelesne težine,
v je brzina tijela.

Iz formule se može vidjeti da što je veća masa i brzina tijela, to je veća i njegova kinetička energija.

Svako tijelo ima ili kinetičku ili potencijalnu energiju, ili oboje u isto vrijeme, kao, na primjer, leteći avion.

Energija je univerzalna osnova prirodnih pojava, osnova kulture i svih ljudskih aktivnosti. U isto vrijeme ispod energije(grčki - akcija, aktivnost) shvaća se kao kvantitativna procjena različitih oblika kretanja materije, koji se mogu pretvarati jedan u drugi.
Prema konceptima fizičke nauke, energija je sposobnost tijela ili sistema tijela da obavljaju rad. Postoje različite klasifikacije vrsta i oblika energije. Čovjek se u svakodnevnom životu najčešće susreće sa sljedećim vrstama energije: mehaničkom, električnom, elektromagnetskom, toplinskom, kemijskom, atomskom (intranuklearnom). Poslednje tri vrste odnose se na unutrašnji oblik energije, tj. zbog potencijalne energije interakcije čestica koje čine tijelo, odnosno kinetičke energije njihovog nasumičnog kretanja.
Ako je energija rezultat promjene stanja kretanja materijalnih tačaka ili tijela, onda se naziva kinetički ; uključuje mehaničku energiju kretanja tijela, toplinsku energiju zbog kretanja molekula.
Ako je energija rezultat promjene relativnog položaja dijelova datog sistema ili njegovog položaja u odnosu na druga tijela, onda se naziva potencijal ; uključuje energiju masa privučenih zakonom univerzalne gravitacije, energiju položaja homogenih čestica, na primjer, energiju elastičnog deformiranog tijela, i kemijsku energiju.
Energija se u prirodnim naukama, u zavisnosti od prirode, deli na sledeće vrste.
Mehanička energija – manifestuje se u interakciji, kretanju pojedinih tijela ili čestica.
Uključuje energiju kretanja ili rotacije tijela, energiju deformacije pri savijanju, istezanju, uvrtanju, sabijanju elastičnih tijela (opruga). Ova energija se najviše koristi u raznim mašinama – transportnim i tehnološkim.
Toplotna energija je energija nesređenog (haotičnog) kretanja i interakcije molekula supstanci.
Toplotna energija, koja se najčešće dobija sagorevanjem različitih vrsta goriva, široko se koristi za grejanje, izvođenje brojnih tehnoloških procesa (zagrevanje, topljenje, sušenje, isparavanje, destilacija itd.).
Električna energija – energija elektrona koji se kreću kroz električni krug (električna struja).
Električna energija se koristi za dobijanje mehaničke energije uz pomoć elektromotora i sprovođenje mehaničkih procesa za obradu materijala: drobljenje, mlevenje, mešanje; za izvođenje elektrohemijskih reakcija; dobivanje toplinske energije u električnim grijaćim uređajima i pećima; za direktnu obradu materijala (elektroerozivna obrada).
hemijsku energiju – to je energija "pohranjena" u atomima supstanci, koja se oslobađa ili apsorbuje tokom hemijskih reakcija između supstanci.
Hemijska energija se ili oslobađa u obliku toplotne energije tokom egzotermnih reakcija (na primjer, sagorijevanje goriva), ili se pretvara u električnu energiju u galvanskim ćelijama i baterijama. Ovi izvori energije se odlikuju velikom efikasnošću (do 98%), ali malim kapacitetom.
magnetna energija - energija trajnih magneta, koji imaju veliku zalihu energije, ali je "daju" vrlo nevoljko. Međutim, električna struja stvara proširena, jaka magnetna polja oko sebe, pa se najčešće govori o elektromagnetnoj energiji.
Električna i magnetska energija su međusobno usko povezane, svaka od njih se može smatrati "obrnutom" stranom druge.
elektromagnetna energija je energija elektromagnetnih talasa, tj. pokretna električna i magnetna polja. Uključuje vidljivo svjetlo, infracrveno, ultraljubičasto, rendgensko zračenje i radio valove.
Dakle, elektromagnetna energija je energija zračenja. Zračenje nosi energiju u obliku energije elektromagnetnog talasa. Kada se zračenje apsorbuje, njegova energija se pretvara u druge oblike, najčešće toplotu.
Nuklearne energije - energija lokalizovana u jezgrima atoma takozvanih radioaktivnih supstanci. Oslobađa se tokom fisije teških jezgara (nuklearna reakcija) ili sinteze lakih jezgara (termonuklearna reakcija).
Postoji i stari naziv za ovu vrstu energije - atomska energija, ali ovaj naziv ne odražava tačno suštinu pojava koje dovode do oslobađanja kolosalnih količina energije, najčešće u obliku termičke i mehaničke.
Gravitaciona energija - energija zbog interakcije (gravitacije) masivnih tijela, posebno je uočljiva u svemiru. U zemaljskim uslovima to je, na primjer, energija koju "pohrani" tijelo podignuto na određenu visinu iznad površine Zemlje - energija gravitacije.
Na ovaj način, U zavisnosti od stepena ispoljavanja može se izdvojiti energija makrosveta - gravitaciona, energija interakcije tela - mehanička, energija molekularnih interakcija - toplotna, energija atomskih interakcija - hemijska, energija zračenja - elektromagnetna. , energija sadržana u jezgrama atoma - nuklearna.
Moderna nauka ne isključuje postojanje drugih vrsta energije koje još nisu fiksirane, ali ne narušavaju jedinstvenu prirodno-naučnu sliku svijeta i koncept energije.
Međunarodni sistem jedinica (SI) koristi 1 Joule (J) kao jedinicu za mjerenje energije. 1 J ekvivalent
1 njutnmetar (Nm). Ako se proračuni odnose na toplinsku, biološku i mnoge druge vrste energije, onda se kao jedinica energije koristi izvansistemska jedinica - kalorija (cal) ili kilokalorija (kcal), 1cal = 4,18 J. Za mjerenje električne energije , koristi se jedinica kao što je Watt sat (Wh, kWh, MWh), 1 Wh=3,6 MJ. Za mjerenje mehaničke energije koristi se vrijednost od 1 kg m = 9,8 J.
Energija koja se može direktno izdvojiti iz prirode(energija goriva, vode, vetra, toplotna energija Zemlje, nuklearna), a koja se može pretvoriti u električnu, toplotnu, mehaničku, hemijsku tzv. primarni. U skladu sa klasifikacijom energetskih resursa na osnovu iscrpljivosti, može se klasifikovati i primarna energija. Na sl. 2.1 prikazuje shemu klasifikacije primarne energije.

Rice. 2.1. Primarna energetska klasifikacija

Prilikom klasifikacije primarne energije, oni emituju tradicionalno i nekonvencionalan vrste energije. Tradicionalne vrste energije uključuju one vrste energije koje čovjek naširoko koristi dugi niz godina. Netradicionalne vrste energije uključuju one vrste koje su se počele koristiti relativno nedavno.
Tradicionalne vrste primarne energije uključuju: organsko gorivo (ugalj, nafta, itd.), riječne hidroenergije i nuklearno gorivo (uranijum, torijum, itd.).
Energija koju osoba primi nakon konverzije primarne energije na posebnim instalacijama - stanicama, naziva se sekundarnim (električna energija, energija pare, topla voda, itd.).
Prednosti električne energije. Električna energija je najpogodnija vrsta energije i s pravom se može smatrati osnovom moderne civilizacije. Ogromna većina tehničkih sredstava mehanizacije i automatizacije proizvodnih procesa (oprema, kompjuterski uređaji), zamjena ljudskog rada strojnim radom u svakodnevnom životu, ima električnu osnovu.
Nešto više od polovine sve potrošene energije koristi se kao toplota za tehničke potrebe, grijanje, kuhanje, ostatak - u obliku mehaničke, prvenstveno u transportnim instalacijama, i električne energije. Štaviše, udio električne energije raste svake godine.
(Sl. 2.2).
Električna energija - svestraniji oblik energije. Našao je široku primenu u svakodnevnom životu iu svim sektorima nacionalne privrede. Postoji više od četiri stotine vrsta električnih aparata za domaćinstvo: frižideri, mašine za pranje veša, klima uređaji, ventilatori, televizori, kasetofoni, rasvetni uređaji itd. Industriju je nemoguće zamisliti bez električne energije. U poljoprivredi se upotreba električne energije stalno širi: hranjenje i pojenje životinja, briga o njima, grijanje i ventilacija, inkubatori, grijalice, sušare itd.
Elektrifikacija - osnova tehničkog napretka bilo koje grane nacionalne privrede. Omogućuje vam zamjenu energetskih resursa koji su nezgodni za korištenje univerzalnom vrstom energije - električnom energijom, koja se može prenijeti na bilo koju udaljenost, pretvoriti u druge vrste energije, na primjer, mehaničku ili toplinsku, i podijeliti između potrošača. Struja - veoma zgodan i ekonomičan oblik energije.

Rice. 2.2. Dinamika potrošnje električne energije

Električna energija ima takva svojstva koja je čine nezamjenjiva u mehanizaciji i automatizaciji proizvodnje iu svakodnevnom životu:
1. Električna energija je univerzalna, može se koristiti u razne svrhe. Konkretno, vrlo ga je lako pretvoriti u toplinu. To se radi, na primjer, u električnim izvorima svjetlosti (sijalice sa žarnom niti), u tehnološkim pećima koje se koriste u metalurgiji, u raznim uređajima za grijanje i grijanje. Pretvaranje električne energije u mehaničku energiju koristi se u pogonima elektromotora.
2. Kada se troši električna energija, može se beskonačno drobiti. Tako je snaga električnih strojeva, ovisno o njihovoj namjeni, različita: od djelića vata u mikromotorima koji se koriste u mnogim granama tehnike i u proizvodima za kućanstvo, do ogromnih vrijednosti koje prelaze milijun kilovata u generatorima elektrana.
3. U procesu proizvodnje i prijenosa električne energije moguće je koncentrirati njenu snagu, povećati napon i prenijeti putem žica na kratke i velike udaljenosti bilo koju količinu električne energije iz elektrane u kojoj se proizvodi do svih njenih potrošača. .

Zakon o očuvanju energije

U svakoj raspravi o pitanjima vezanim za korištenje energije potrebno je razlikovati energiju uređenog kretanja, u tehnici poznata kao slobodna energija (mehanička, kemijska, električna, elektromagnetna, nuklearna) i energiju haotičnog kretanja, tj. toplina.
Bilo koji oblik slobodne energije može se skoro u potpunosti iskoristiti. U isto vrijeme, haotična energija topline, kada se pretvori u mehaničku energiju, opet se gubi u obliku topline. Nismo u mogućnosti u potpunosti urediti nasumično kretanje molekula, pretvarajući njihovu energiju u slobodnu. Štaviše, trenutno praktično ne postoji način direktnog pretvaranja hemijske i nuklearne energije u električnu i mehaničku energiju, kao najčešće korištenu. Potrebno je unutrašnju energiju tvari pretvoriti u toplinu, a zatim u mehaničku ili električnu energiju uz velike neizbježne toplinske gubitke.
Dakle, nakon obavljanja korisnog rada, sve vrste energije se pretvaraju u toplinu sa nižom temperaturom, što je praktično nepogodno za dalju upotrebu.
Razvoj prirodne nauke kroz život čovječanstva nepobitno je dokazao da bez obzira na to koje su nove vrste energije otkrivene, jedno veliko pravilo je ubrzo otkriveno. Zbir svih vrsta energije ostao je konstantan, što je na kraju dovelo do tvrdnje: energija se nikada ne stvara ni iz čega i ne uništava se bez traga, samo prelazi iz jednog oblika u drugi.
U modernoj nauci i praksi, ova shema je toliko korisna da može predvidjeti pojavu novih vrsta energije.
Ako se otkrije promjena u energiji koja nije uključena u listu trenutno poznatih vrsta energije, ako se pokaže da energija nestaje ili se pojavljuje ni iz čega, tada će se prvo „izmisliti“, a zatim pronaći nova vrsta energije, koji će uzeti u obzir ovo odstupanje od konstantnosti energije , tj. zakon održanja energije.
Zakon održanja energije našao je potvrdu u raznim oblastima - od Njutnove mehanike do nuklearne fizike. Štaviše, zakon održanja energije nije samo plod mašte ili generalizacija eksperimenata. Zato se u potpunosti možemo složiti sa izjavom jednog od najvećih teorijskih fizičara Poincaréa: „Pošto ne možemo dati opštu definiciju energije, princip njenog očuvanja znači da postoji nešto, ostaje konstantan. Stoga, bez obzira na kakve nas nove ideje o svijetu budući eksperimenti doveli, unaprijed znamo: u njima će postojati nešto konstantno, što se može nazvati ENERGIJA.
S obzirom na navedeno, terminološki bi bilo ispravno reći ne “ušteda energije”, jer je nemoguće “štedjeti” energiju, već “efikasno korištenje energije”.
itd...................

Energija(od grčkog energeie - djelovanje, aktivnost) je opća kvantitativna mjera kretanja i interakcije svih vrsta materije. To je sposobnost obavljanja rada, a rad se obavlja kada na predmet djeluje fizička sila (pritisak ili gravitacija). Rad je energija u akciji.

Toplotna energija ima široku primenu u modernim industrijama iu svakodnevnom životu u obliku pare, tople vode, produkata sagorevanja goriva.

Električna energija je jedna od najnaprednijih vrsta energije s obzirom na niz prednosti.

Električna energija je najčistiji oblik energije i može se dobiti iz širokog spektra primarnih izvora (npr. ugalj, nafta, plin, energija vode i nuklearna energija). Električna energija ima brojne neosporne prednosti u odnosu na druge vrste derivatne energije - mogućnost dobivanja gotovo bilo koje količine energije iz elementa veličine glave šibice i iz turbogeneratora kapaciteta većeg od 1000 MW, relativna lakoća njegov prijenos na daljinu i lakoću pretvaranja u druge vrste energije. Glavni problem je njegovo skladištenje.

Efikasniji je u pogledu upotrebe od fosilnih goriva zbog svojih dobro poznatih prednosti: čistoće, upravljivosti, pristupačnosti. Električna energija se može koristiti mnogo efikasnije i mnogo svrsishodnije od energije sagorevanja goriva. Električni sistemi grijanja odlikuju se visokom tehničkom efikasnošću i, uprkos većoj cijeni energije u odnosu na energiju iz drugih izvora, ekonomičniji su zbog nižih troškova rada.

Električna i toplotna energija se proizvode u:

- termalni elektrane na fosilna goriva (TE) koje koriste paru u turbinama - (parne turbinske jedinice - PTU), produkte sagorevanja - (gasne turbine - GTP), njihove kombinacije - (kombinovana parna postrojenja - CCGT);

- hidraulični elektrane (HE) koje koriste energiju padajućeg toka vode, struje, plime;

- nuklearna elektrane (NPP) koje koriste energiju nuklearnog raspada.

Termo i nuklearne elektrane. Tipične sheme termoelektrana i nuklearnih elektrana. Parnoturbinske kondenzacijske elektrane i kombinirane toplinske i elektrane (CHP) s kombiniranom proizvodnjom toplinske i električne energije.

Po vrsti proizvedene energije:

termoelektrane , proizvodnju samo električne energije - kondenzacijske elektrane (CPP);

· termoelektrane koje proizvode električnu i toplotnu energiju - kombinovane toplotne i elektrane (CHP).

Tip toplotnog motora:

· elektrane sa parnim turbinama - parnoturbinske termoelektrane i nuklearne elektrane;

· elektrane sa gasnim turbinama - gasnoturbinske TE;

· elektrane sa kombinovanim ciklusom - termoelektrane sa kombinovanim ciklusom;

Termoelektrane (TE) proizvode električnu energiju kao rezultat konverzije toplotne energije, koja se oslobađa pri sagorevanju fosilnih goriva (ugalj, nafta, gas).

U mašinskoj prostoriji termoelektrane postavljen je bojler sa vodom.

Kada gorivo sagorijeva, voda u kotlu se zagrijava do nekoliko stotina stepeni i pretvara se u paru.

Para pod pritiskom rotira lopatice turbine, a turbina zauzvrat rotira generator.

Generator proizvodi električnu energiju.

Električna struja ulazi u električne mreže i preko njih ide u fabrike, škole, domove, bolnice.

Prijenos električne energije iz elektrana putem dalekovoda vrši se na naponima od 110-500 kilovolti, odnosno znatno višim od napona generatora.

Povećanje napona je neophodno za prijenos električne energije na velike udaljenosti.

Tada je potrebno preokrenuti pad napona na nivo pogodan za potrošača.

Konverzija napona se dešava u električnim trafostanicama koje koriste transformatore.

A toplota u obliku tople vode dolazi iz CHP kroz toplovod.

rashladni toranj- uređaj za hlađenje vode u elektrani atmosferskim vazduhom.

Parni kotao- zatvorena jedinica za proizvodnju pare u elektrani zagrijavanjem vode. Grijanje vode se vrši sagorijevanjem goriva.

dalekovodi- dalekovod. Dizajniran za prijenos električne energije. Postoje nadzemni dalekovodi (žice razvučene iznad zemlje) i podzemni (kablovi za napajanje).

Slika 11 - Šematski dijagrami TE (a) i CHP (b)

Trenutno, u TE i TE, uz parnoturbinska postrojenja (STU), u distribuciji dobijaju i parno-gasna postrojenja (CCGT) koja rade po kombinovanoj shemi.

U prvoj fazi CCGT-a sa gasnom turbinom, prirodni gas se koristi kao primarni izvor energije i radnog fluida, a proizvodi sagorevanja su sekundarni radni fluid. U drugoj fazi kao izvor energije služe izduvni gasovi turbine, a radni fluid je para koja se uz njihovu pomoć stvara u parogeneratoru.

Nuklearne elektrane.

Takve elektrane rade na istom principu kao termoelektrane, ali koriste energiju radioaktivnog raspada za proizvodnju pare. Kao gorivo koristi se obogaćena ruda uranijuma.

Rice. 12. Šematski dijagram nuklearne elektrane.

U odnosu na termo i hidroelektrane, nuklearne elektrane imaju ozbiljne prednosti: zahtijevaju malu količinu goriva, ne narušavaju hidrološki režim rijeka i ne ispuštaju zagađujuće plinove u atmosferu. Glavni proces koji se odvija u nuklearnoj elektrani je kontrolirana fisija uranijuma-235, koji oslobađa veliku količinu topline. Glavni dio nuklearne elektrane je nuklearni reaktor, čija je uloga održavanje kontinuirane reakcije fisije.

Nuklearno gorivo - ruda koja sadrži 3% uranijuma 235; puni dugačke čelične cijevi - gorive elemente (TVEL). Ako se mnogo gorivih šipki postavi blizu jedna drugoj, tada će započeti reakcija fisije. Za kontrolu reakcije, kontrolne šipke se ubacuju između gorivih šipki; gurajući ih i gurajući, možete kontrolisati intenzitet raspada uranijuma-235. Kompleks fiksnih gorivih šipki i pokretnih regulatora je nuklearni reaktor. Toplina koju proizvodi reaktor koristi se za ključanje vode i proizvodnju pare, koja pokreće turbinu nuklearne elektrane za proizvodnju električne energije.

33. Pretvaranje solarne energije u toplotu i električnu energiju. Energija vjetra i hidroenergija.

Glavna upotreba solarne energije je snabdevanje toplotom. Za direktnu konverziju sunčeve energije u toplotnu, razvijene su instalacije za solarno grijanje (STO) koje se široko koriste u praksi za različite namjene (opskrba toplom vodom, grijanje i klimatizacija u stambenim, javnim, banjskim zgradama, grijanje vode u kupalištima bazeni i razni procesi poljoprivredne proizvodnje). ).

Prema meteorolozima u Republici Bjelorusiji, 150 dana u godini je oblačno, 185 dana umjereno oblačno i 30 vedro, a ukupan broj sunčanih sati u Bjelorusiji dostiže 1200 sati na sjeveru zemlje i 1300 na jugu .

solarna elektrana je struktura koja se sastoji od mnogih solarnih kolektora orijentiranih prema Suncu. Svaki kolektor prenosi sunčevu energiju na tečnost koja nosi toplotu, koja se, nakon što se pretvorila u paru, sakuplja sa svih kolektora u centralnoj elektrani i dovodi u turbinu generatora.

Slika 13 - Redoslijed solarnih prijemnika

rastućim redoslijedom njihove efikasnosti i cijene

Glavni element solarnog sistema grijanja je prijemnik u kojem se vrši apsorpcija sunčevog zračenja i prijenos energije na tekućinu. Slika 13 je šematski prikaz različitih opcija za prijemnike solarne energije. Iskustvo u radu ovih instalacija pokazuje da se u solarnim sistemima tople vode 40-60% godišnje potrebe za organskim gorivom može nadomjestiti, ovisno o području lokacije, kada se voda zagrije na 40...60°C. .

a) otvoreni rezervoar na površini zemlje; b) otvoreni rezervoar, toplotno izolovan od tla; c) crni rezervoar; d) crni rezervoar sa toplotno izolovanim dnom; e) zatvorene crne grijalice,

f) metalni protočni grijači sa staklenim poklopcem;

g) metalni protočni grijači sa dva staklena poklopca; h) isti, sa selektivnom površinom; i) isto, sa vakuumom.

Grijač zraka je prijemnik koji ima poroznu ili hrapavu crnu upijajuću površinu koja zagrijava ulazni zrak, koji se potom dovodi do potrošača.

Solarni kolektor uključuje prijemnik apsorbuje sunčevo zračenje, i koncentrator, koji je optički sistem koji prikuplja sunčevo zračenje i usmjerava ga na prijemnik. Koncentrator je najčešće parabolično ogledalo sa prijemnikom zračenja u fokusu. Stalno se rotira, pružajući orijentaciju prema Suncu.

Fotoelektrični pretvarači su uređaji čije se djelovanje zasniva na korištenju fotoelektričnog efekta, uslijed kojeg, kada je supstanca obasjana svjetlom, elektroni pobjegnu iz metala (fotoelektrična emisija ili vanjski fotoelektrični efekat), naboji se kreću kroz sučelje poluvodiča. sa različitim tipovima provodljivosti (fotoelektrični efekat ventila), i promjenom električne provodljivosti (fotoprovodljivost). Metode fotoelektrične konverzije sunčeve energije u električnu energiju koriste se za napajanje potrošača u širokom rasponu kapaciteta: od mini-generatora za satove i kalkulatora snage nekoliko vati do centralnih elektrana snage nekoliko megavata.

Snaga vjetra je područje tehnologije koje koristi energiju vjetra za proizvodnju energije, a uređaji koji pretvaraju energiju vjetra u korisne mehaničke, električne ili toplinske oblike energije nazivaju se zračne turbine(vjetroturbina), ili zračne turbine, i autonomni su

Energija vjetra se vekovima koristi u mehaničkim aplikacijama kao što su mlinovi i pumpe za vodu. Nakon naglog skoka cijena nafte 1973. godine, interesovanje za takve instalacije dramatično je poraslo. Većina postojećih instalacija izgrađena je krajem 70-ih - početkom 80-ih godina na savremenom tehničkom nivou uz široku upotrebu najnovijih dostignuća u aerodinamici, mehanici, mikroelektronici za njihovo upravljanje i upravljanje. Vjetroturbine snage od nekoliko kilovata do nekoliko megavata proizvode se u Europi, SAD-u i drugim dijelovima svijeta. Većina ovih instalacija se koristi za proizvodnju električne energije, kako u jednom energetskom sistemu, tako iu autonomnim režimima.

Jedan od glavnih uslova u projektovanju vetroturbina je da se obezbedi njihova zaštita od uništenja veoma jakim nasumičnim udarima vetra. Na svakom lokalitetu, u prosjeku, jednom u 50 godina postoje vjetrovi sa brzinom 5-10 puta većom od prosjeka, tako da vjetroturbine moraju biti projektovane sa velikom marginom sigurnosti. Maksimalna projektna snaga vjetroturbine određena je za određenu standardnu ​​brzinu vjetra, koja se obično uzima kao 12 m/s.

Vjetroelektrana se sastoji od vjetroelektrana, generatora električne struje, konstrukcije za ugradnju vjetroelektrana na određenu visinu od tla, sistema kontrole parametara proizvedene električne energije u zavisnosti od promjene jačine vjetra i brzine kotača. .

Vjetroturbine su klasificirane prema dvije glavne karakteristike: geometrija vjetrobranskog točka i njegov položaj u odnosu na smjer vjetra. Ako je os rotacije kotača vjetra paralelna sa strujom zraka, tada se instalacija naziva horizontalno-aksijalna, ako je okomito-vertikalna-aksijalna.

Princip rada vjetroelektrane je sljedeći. Točak vjetra, preuzimajući energiju vjetra, rotira se kroz par konusnih zupčanika i uz pomoć dugačke vertikalne osovine prenosi svoju energiju na donju horizontalnu prijenosnu osovinu, a zatim kroz drugi par konusnih zupčanika i remenski pogon. - na električni generator ili drugi mehanizam.

S obzirom da su periodi zatišja neizbježni, kako bi se izbjegli prekidi u opskrbi električnom energijom, vjetroturbine moraju imati akumulatore električne energije ili biti paralelne, u slučajevima zatišja, sa elektroenergetskim postrojenjima drugih tipova.

Energetski program Republike Bjelorusije do 2010. godine predviđa korištenje izvora energije vjetra u bliskoj budućnosti kao glavnih pravaca korištenja izvora energije vjetra za pogon pumpnih jedinica i kao izvora energije za elektromotore. Ova područja primjene karakteriziraju minimalni zahtjevi za kvalitetom električne energije, što omogućava dramatično pojednostavljenje i smanjenje cijene vjetroturbina. Posebno obećavajuća je njihova upotreba u kombinaciji s malim hidroelektranama za crpljenje vode. Očekuje se da će korištenje vjetroelektrana za podizanje vode, grijanje vode na struju i napajanje autonomnih potrošača do 2010. godine dostići 15 MW instalirane snage, čime će se uštedjeti 9 hiljada tona ekvivalenta goriva godišnje.

Hidroelektrana.

Hidroenergija predstavlja granu nauke i tehnologije po upotrebi energija koja pokreće vodu(obično rijeke) za proizvodnju električne, a ponekad i mehaničke energije. Ovo je najrazvijenija oblast energetike na obnovljivim izvorima.

Hidroelektrana je kompleks različitih struktura i opreme, čija upotreba omogućava pretvaranje vodene energije u električnu energiju. Hidraulične konstrukcije obezbeđuju potrebnu koncentraciju protoka vode, a dalji procesi se izvode uz pomoć odgovarajuće opreme.

Hidroelektrane se grade na rijekama, grade brane i akumulacije.

U hidroelektrani se kinetička energija padajuće vode koristi za proizvodnju električne energije. Turbina i generator pretvaraju energiju vode u mehaničku energiju, a zatim u električnu energiju. Turbine i generatori su instalirani ili u samoj brani ili pored nje.

Rice. 14. Šematski dijagram hidroelektrane.

Elena Panova

Dječji istraživački rad

Energija u prirodi i u meni

GBOU srednja škola sa. Bogato zajedničko ulaganje Kindergarten"kamilica"

Supervizor: Panova Elena Viktorovna, nastavnik

GBOU srednja škola sa. Bogato zajedničko ulaganje Kindergarten"kamilica"

1. Uvod ---

2. Šta je energije? ---

3. Pogledi energija ---

4. Praktično posao ---

5. Gdje ide energije? ---

6. Zaključak ---

aplikacije ---

Bibliografija ---

1. Uvod.

Mnogi odrasli govore o tome ja: „Koji energičan dečko. Koliko imaš energije? Da li je to dobro ili loše? Uopšte, šta jeste energije? Odakle je došla? I zašto je ona u meni?

To je ono što moram saznati u svom istraživački rad.

Target istraživanja: Proširiti znanje o energije.

Zadaci: Istražite vrste energije u prirodi.

Saznajte koje vrste energija je u meni.

Objekt istraživanja: energije u prirodi.

Predmet istraživanja: energije u meni.

Hipoteza: moje poznanstvo sa energija će mi pomoći da saznam energije, koje vrste covek ima energiju. I ja ću odgovoriti pitanje: „Da li je dobro biti energičan dečko?»

Relevantnost: prema S. I. Ozhegovu “… energije je mjera kretanja i sposobnosti proizvodnje rad». Posao a pokret je osnova modernog života.

2. Šta je energije?

Svako tijelo, da bi raslo, kretalo se, izgaralo ili bilo šta radilo, treba energije. Šta je energije?

Rječnik S. I. Ozhegova govori o praćenje energije:

1. Jedno od glavnih svojstava materije je mjera njenog kretanja, kao i sposobnost stvaranja rad.

2. Odlučnost i istrajnost u akciji (preuzeti iz energije za nešto) .

dakle, energije je sposobnost kretanja i proizvodnje rad.

izvor gotovo svih energije na zemlji je Sunce. Sunčeva toplina zagrijava kopno, mora i zrak. Takođe stvara vetrove, talase. Energija, sadržan u hrani, takođe stvara Sunce, jer biljke apsorbuju sunčevu svetlost. Energija, sadržan u mesu, nastaje od biljaka koje jedu životinje. ugalj, nafta, prirodno plin nastao prije mnogo miliona godina iz ostataka životinja. I energije duguje svoje porijeklo hemikaliji energije koje akumuliraju ove biljke i životinje.

3. Pogledi energije.

Saznao sam to priroda postoji mnogo različitih tipova energije:

termalni.

Posjeduju ga zagrijane supstance. termalni energije može se širiti s jednog mjesta na drugo.

hemijski.

Nalazi se u hrani, gorivu (ulju, uglju, prirodni gas, u hemikalijama.

potencijal.

Ovo je zaliha internog energije. Na primjer, komprimirana opruga ima potencijal energije. Ako je pustiš, onda je ovo skriveno energija će se osloboditi.

električni.

Kreće se duž električnih žica.

svjetlo.

To je posebna vrsta energije krećući se pravolinijski ogromnom brzinom. Ništa na svijetu ne može se kretati brže od svjetlosti.

zvuk.

Širi se u obliku talasa koji se nazivaju zvučni talasi.

Koristi se u nuklearnim elektranama za proizvodnju električne energije.

kinetički.

to energija kretanja. Sve što se kreće ima kinetičku energiju. energije.

4. Praktični dio.

Učenje o raznolikosti vrsta energije u prirodi, Odlučio sam istražite neke od njih.

Studija 1.

Zagrijao sam lonac vode na vatri. Kako je voda ključala, otkrio sam da se i okolni zrak zagrijavao. Ovo je termalno energije, pomaknula se iz lonca s vodom u zrak.

Kada trčim, postane mi vruće, jako sam žedan. Tako da imam toplotu energije.

Studija 2.

Pregledajući sijalicu, video sam konac. Zatim sam upalio sijalicu, žarulja je istog trena zasjala, a svjetlo je ispunilo cijelu sobu. Ova žarna niti distribuira svjetlost energije. Dodirnuo sam sijalicu, postala je vruća - zagrijala se konac, jer svjetlost energije emituju veoma vrela tela. Šteta što nemam svjetla energije.

Studija 3.

Zazvonio je telefon, prislonio sam slušalicu na uho i čuo majčin glas. To je zvuk energije. Prolazeći kroz vazduh, zvučni talasi izazivaju njegovo oscilovanje, stvarajući zvukove.

Odlučio sam da se testiram. Stavio je ruku na grlo i ispustio zvuk, odmah osjetio vibracije. su zvučni talasi. Tako da mogu distribuirati zvuk energije.

Studija 4.

U našem stanu postoje žice za struju, kroz njih teče električna struja i pravi električne uređaje rad. Električna struja je donekle slična rijeci, samo voda teče rijekom, a male, vrlo male čestice-elektroni teku kroz žice. Imamo mnogo pomoćnih uređaja, ali ih treba pravilno koristiti! Znam tu struju, sa kojom rad električni uređaji su opasni za ljude. Dakle, sa strujom, ne istraživanja Nisam se usudio da izvedem. Ali postoji struja koja nije opasna, tiha, neprimjetna. Živi svuda, samo po sebi, i ako "uhvatiti", onda može biti vrlo zanimljivo igrati se s njim. Uzeo sam loptu, protrljao je po kosi i stavio je uza zid stranom kojom sam trljao. Ovdje je lopta visila. To se dogodilo zbog činjenice da struja živi u našoj kosi, a ja "uhvaćen" kada je lopta počela da trlja o kosu. Postao je naelektrisan, pa ga je privukao zid.

To znači da električna energija živi u kosi.

Studija 5.

Naučio sam da biljke upijaju sunčevu svjetlost i pretvaraju je u kemikalije energije, koji je sačuvan u stabljikama i listovima. Energija, koji se nalazi u mesu, nastaje od biljaka koje jedu životinje.

Jedemo povrće, voće, hleb, meso. To znači da zajedno sa hranom dobijamo hemikalije energije koji nam pomaže da trčimo, hodamo, dišemo, živimo.

Studija 6.

Sve što se kreće ima kinetičku energiju. energije. Uzeo sam dvije lopte različite mase i pustio ih niz nagnutu dasku.

Lopta koja je bila lakša nije uspela da probije okvir, a teža lopta je lako probila okvir. Ovo sugerira da tijela koja se kreću imaju kinetiku energije, a što je tijelo teže, to se brže kreće i nosi veću zalihu kinetike energije.

Dakle, kod svakog pokreta imam i kinetiku energije. Kako budem stario, nosiću više energija kretanja.

5. Gdje ide energije?

Od sprovedenog istraživanje koje sam naučio, koji je glavni izvor energija je sunce. Ali kuda ide energije? Izneću neka zapažanja.

Opažanje 1.

Gledam mačku. Kada jede, mačka dobija hemikalije energije. Kada mačka skoči, to je hemikalija energije prelazi u kinetičku. Svaki pokret stvara toplinu. energije. Ispostavilo se da je hemikalija energije promijenjeno u kinetičko i termičko.

Opažanje 2.

Gledajući vatromet, shvatio sam da je hemikalija energije, koji se nalazi u njoj, tokom eksplozije se pretvorio u kinetičku, zvučnu, toplotnu i svetlosnu.

To znači da energije Nigdje ne nestaje i ne nastaje ni iz čega, neprestano prelazi iz jednog oblika u drugi.

6. Zaključak.

Moje poznanstvo sa različitim tipovima energija mi je pomogla da saznam odakle dolazi i kuda ide energije, koje vrste covek ima energiju.

Nije slučajno što kažu «… energija je život» . Tako da nije tako loše da sam jako energičan dečko. Ovo će mi trebati u životu.

Bibliografija.

1. Dawswell Paul. Nepoznato o poznatom. - M.: ROSMEN, 2001

2. Ozhegov S. I. Rečnik ruskog jezika. - M.: Ruski jezik. 1999, str. 911

3. Internet. Website "ideje za tebe"

4. Internet. Sajt "Pametan i pametan, prvašić, proučavaj - ko će objasniti?»

5. Enciklopedija "Nepoznato u blizini"- M.: ROSMEN, 2001

6. Enciklopedija "Otvaram svijet"- M.: ASTEL, 2002