Alternatyvūs energijos šaltiniai: rūšys ir panaudojimas. Energija ir jos rūšys

Energija(iš graikų kalbos energija – veiksmas, veikla) yra bendras įvairių fizikoje nagrinėjamų materijos judėjimo formų matas (kiekybinis įvertinimas).

Remiantis fizikos mokslo sampratomis, energija yra kūno ar objekto gebėjimas atlikti darbą. Kokybiškai skirtingų judėjimo formų ir jas atitinkančių sąveikų kiekybinei charakteristikai įvedamos įvairios energijos rūšys. Žmogus kasdieniame gyvenime dažniausiai susiduria su šiomis energijos rūšimis: mechanine, elektrine, elektromagnetine, termine, chemine, branduoline ir kt.

Kinetinė energija- mechaninio judėjimo matas, lygus standaus kūno pusei kūno masės ir jo greičio kvadrato sandaugos. Tai apima dalelės ar kūno judėjimo mechaninę energiją, šiluminę energiją, branduolinę energiją ir kt.

Jei energija yra sistemos dalelių santykinės padėties ir jų padėties kitų kūnų atžvilgiu pasikeitimo rezultatas, tada ji vadinama potencialus. Tai apima visuotinės gravitacijos dėsnio pritraukiamų masių energiją, cheminę energiją, vienalyčių dalelių padėties energiją, pavyzdžiui, elastingo deformuoto kūno energiją ir kt. .

Mechaninė energija - kūnų ar jų dalių mechaninio judėjimo ir sąveikos energija. Kūnų sistemos mechaninė energija lygi šios sistemos kinetinės ir potencinės energijų sumai. Ji pasireiškia atskirų kūnų ar dalelių sąveika, judėjimu.

Ji apima kūno transliacinio judėjimo arba sukimosi energiją, deformacijos energiją lenkimo, tempimo, elastingų kūnų (spyruoklių) gniuždymo metu. Ši energija plačiausiai naudojama įvairiose mašinose – transporto ir technologinėse.

Šiluminė energija - medžiagos molekulių chaotiško transliacinio ir sukimosi judėjimo energija. Kietam kūnui tai yra molekulių, esančių kristalinės gardelės mazguose, atomų virpesių energija.

Šiluminė energija atsiranda tik konvertuojant kitų rūšių energiją, pavyzdžiui, deginant įvairių rūšių kurą, jų cheminė energija paverčiama šilumine energija. Jis naudojamas šildymui, atliekant daugybę technologinių procesų (kaitinimas, lydymas, džiovinimas, garinimas, distiliavimas ir kt.).

Elektros energija -įkrautų dalelių ar kūnų (elektronų, jonų), tvarkingai judančių uždara elektros grandine, energija.

Elektros energija naudojama mechaninei, šiluminei ar kitai reikalingai energijai gaminti.

Cheminė energija - tai medžiagų atomuose „sukaupta“ energija, kuri išsiskiria arba sugeria cheminių reakcijų tarp medžiagų metu.

Cheminė energija išskiriama kaip šiluminė energija egzoterminių reakcijų (pvz., kuro degimo) metu arba paverčiama elektros energija galvaniniuose elementuose ir baterijose.

Atominė energija - vidinė atomo branduolio energija, susijusi su branduolį sudarančių nukleonų judėjimu ir sąveika. Jis išsiskiria dėl sunkiųjų branduolių dalijimosi branduolinės grandininės reakcijos (branduolinė reakcija) arba lengvųjų branduolių sintezės metu (termobranduolinė reakcija). Branduolinės energetikos pramonėje kol kas taikomas tik pirmasis metodas, nes antrojo panaudojimas siejamas su vis dar neišspręsta kontroliuojamos termobranduolinės reakcijos įgyvendinimo problema.

Gravitacinė energija - bet kurių dviejų kūnų sąveikos (traukos) energija, kurią lemia jų masės. Tai ypač pastebima kosmose. Antžeminėmis sąlygomis tai, pavyzdžiui, energija, kurią kūnas „saugo“ pakilęs į tam tikrą aukštį virš Žemės paviršiaus.

Šio straipsnio tikslas – atskleisti sąvokos „mechaninė energija“ esmę. Fizika plačiai naudoja šią sąvoką tiek praktiškai, tiek teoriškai.

Darbas ir energija

Mechaninį darbą galima nustatyti, jei yra žinoma kūną veikianti jėga ir kūno poslinkis. Yra ir kitas mechaninio darbo apskaičiavimo būdas. Apsvarstykite pavyzdį:

Paveikslėlyje parodytas kūnas, kuris gali būti įvairių mechaninių būsenų (I ir II). Kūno perėjimo iš I būsenos į II būseną procesui būdingas mechaninis darbas, tai yra, pereinant iš I būsenos į II būseną, kūnas gali atlikti darbą. Atliekant darbus, keičiasi kūno mechaninė būsena, o mechaninę būseną galima apibūdinti vienu fizikiniu dydžiu – energija.

Energija – visų materijos judėjimo formų ir jų sąveikos variantų skaliarinis fizikinis dydis.

Kas yra mechaninė energija

Mechaninė energija – skaliarinis fizikinis dydis, nulemiantis kūno gebėjimą atlikti darbą.

A = ∆E

Kadangi energija yra sistemos būsenos tam tikru momentu charakteristika, tai darbas yra sistemos būsenos keitimo proceso charakteristika.

Energija ir darbas turi tuos pačius matavimo vienetus: [A] \u003d [E] \u003d 1 J.

Mechaninės energijos rūšys

Mechaninė laisvoji energija skirstoma į dvi rūšis: kinetinę ir potencialinę.

Kinetinė energija– tai kūno mechaninė energija, kurią lemia jo judėjimo greitis.

E k \u003d 1/2mv 2

Kinetinė energija yra būdinga judantiems kūnams. Sustoję atlieka mechaninį darbą.

Skirtingose ​​atskaitos sistemose to paties kūno greičiai tam tikru laiko momentu gali būti skirtingi. Todėl kinetinė energija yra santykinis dydis, ją lemia atskaitos rėmo pasirinkimas.

Jei judant kūną veikia jėga (ar kelios jėgos vienu metu), pasikeičia kūno kinetinė energija: kūnas įsibėgėja arba sustoja. Šiuo atveju jėgos darbas arba visų kūnui veikiančių jėgų rezultatas bus lygus kinetinių energijų skirtumui:

A = E k1 - E k 2 = ∆E k

Šiam teiginiui ir formulei buvo suteiktas pavadinimas - kinetinės energijos teorema.

Potencinė energija vadinama energija dėl kūnų sąveikos.

Kai krenta kūnas m iš aukštai h traukos jėga atlieka darbą. Kadangi darbas ir energijos kitimas yra susiję lygtimi, galima parašyti kūno potencinės energijos gravitacijos lauke formulę:

Ep = mgh

Skirtingai nuo kinetinės energijos E k potencialus Ep gali būti neigiamas, kai h<0 (pavyzdžiui, šulinio dugne gulintis kūnas).

Kitas mechaninės potencialios energijos tipas yra deformacijos energija. Suspaustas į atstumą x spyruoklė su standumu k turi potencialią energiją (įtempimo energiją):

E p = 1/2 kx 2

Deformacijos energija plačiai pritaikyta praktikoje (žaislai), technikoje – automatuose, relėse ir kt.

E = Ep + Ek

visa mechaninė energija kūnai vadinami energijų suma: kinetinės ir potencialinės.

Mechaninės energijos tvermės dėsnis

Kai kurie tiksliausi eksperimentai, kuriuos XIX amžiaus viduryje atliko anglų fizikas Joule ir vokiečių fizikas Mayer, parodė, kad energijos kiekis uždarose sistemose nesikeičia. Jis pereina tik iš vieno kūno į kitą. Šie tyrimai padėjo atrasti energijos tvermės dėsnis:

Izoliuotos kūnų sistemos bendra mechaninė energija išlieka pastovi bet kokiai kūnų tarpusavio sąveikai.

Skirtingai nuo impulso, kuris neturi lygiavertės formos, energija turi daugybę formų: mechaninę, šiluminę, molekulinio judėjimo energiją, elektros energiją su krūvių sąveikos jėgomis ir kt. Viena energijos forma gali virsti kita, pavyzdžiui, kinetinė energija paverčiama šilumine energija stabdant automobilį. Jei nėra trinties jėgų ir nesusidaro šiluma, tada visa mechaninė energija neprarandama, o išlieka pastovi kūnų judėjimo ar sąveikos procese:

E = Ep + Ek = konst

Kai veikia trinties jėga tarp kūnų, sumažėja mechaninė energija, tačiau tokiu atveju ji neprarandama be pėdsakų, o pereina į šiluminę (vidinę). Jei išorinė jėga atlieka darbą uždaroje sistemoje, tada mechaninė energija padidėja šios jėgos atliekamo darbo kiekiu. Jei uždara sistema atlieka išorinių kūnų darbus, tai sistemos mechaninė energija sumažėja jos atliekamo darbo kiekiu.
Kiekviena energijos rūšis gali būti visiškai transformuota į bet kurią kitą energijos rūšį.

Energija – tai gebėjimas atlikti darbą: judėti, judinti daiktus, gaminti šilumą, garsą ar elektrą.

Kas yra Energija?

Energija slypi visur – saulės spinduliuose šiluminės ir šviesos energijos pavidalu, grotuve – garso energijos pavidalu ir net anglies gabale sukauptos cheminės energijos pavidalu. Energiją gauname iš maisto, o automobilio variklis ją išgauna iš kuro – benzino ar dujų. Abiem atvejais tai yra cheminė energija. Yra ir kitų energijos formų: šiluminė, šviesos, garso, elektros, branduolinė. Energija yra kažkas nematomo ir neapčiuopiamo, bet galinčio kauptis ir keistis iš vienos formos į kitą. Ji niekada nedingsta.

mechaninis judėjimas

Viena iš pagrindinių energijos rūšių yra kinetinė – judėjimo energija. Sunkūs objektai, judantys dideliu greičiu, turi daugiau kinetinės energijos nei lengvi ar lėtai judantys objektai. Pavyzdžiui, automobilio kinetinė energija yra mažesnė nei sunkvežimio, važiuojančio tuo pačiu greičiu.

Šiluminė energija

Šiluminė energija negali egzistuoti be kinetinės energijos. Fizinio kūno temperatūra priklauso nuo atomų, iš kurių jis susideda, judėjimo greičio. Kuo greičiau judės atomai, tuo labiau objektas įkais. Todėl kūno šiluminė energija laikoma jo atomų kinetine energija.

Energijos dviratis

Saulė yra pagrindinis energijos šaltinis Žemėje. Ji nuolat paverčiama kitomis energijos formomis. Natūralūs energijos šaltiniai taip pat apima naftą, dujas ir anglį, kurios iš tikrųjų turi pakankamai saulės energijos.

Atsargos ateičiai

Energiją galima kaupti. Suspausta spyruoklė kaupia energiją. Išleistas jis išsitiesina, potencialią energiją paversdamas kinetine energija. Ant uolos gulintis akmuo taip pat turi potencialią energiją, krisdamas paverčia kinetine energija.

Energijos transformacija

Energijos tvermės dėsnis teigia, kad energija niekada neišnyksta, ji tiesiog virsta kita forma. Pavyzdžiui, jei berniukas, važiuojantis dviračiu, stabdo ir sustoja, jo kinetinė energija nukrenta iki nulio. Bet ji visiškai neišnyksta, o pereina į kitas energijos rūšis – šiluminę ir garsą. Dviračių padangų trintis į žemę išskiria šilumą, kuri šildo ir žemę, ir ratus. O garso energija pasireiškia stabdžių ir padangų girgždėjimu.

Darbas, energija ir galia

Energijos perdavimas yra darbas. Atlikto darbo kiekis priklauso nuo jėgos dydžio ir objekto judančio atstumo. Pavyzdžiui, sunkiasvoris, kilnojęs štangą, atlieka daug darbo. Darbo atlikimo greitis vadinamas galia. Kuo greičiau svorio kilnotojas pakelia svorį, tuo didesnė jo galia. Energija matuojama džauliais (J), o galia vatais (W).

Energijos suvartojimas

Energija niekada nedingsta, bet jei ji nebus naudojama darbui, ji bus išeikvota. Didžioji dalis energijos išeikvojama šilumos gamybai.

Pavyzdžiui, elektros lemputė tik penktadalį A elektros energijos paverčia šviesa, o likusi dalis patenka į nereikalingą šilumą. Mažas automobilių variklių efektyvumas lemia tai, kad iššvaistomas nemažas kiekis degalų.

Dažasvydžio energija

Žaidžiant žaidimą energija nuolat keičia savo būseną – potencialas pereina į kinetiką. Judantis rutulys linkęs sustoti dėl automato dalies trinties. Jo energija eikvojama trinties jėgai įveikti, tačiau neišnyksta, o virsta šiluma. Kai žaidėjas stumdamas irklentę kamuoliukui suteikia papildomos energijos, kamuoliuko judėjimas pagreitėja.

Įvardykite pagrindinius žmogaus energijos vartojimo istorijos etapus, nurodykite jų reikšmę.

Koks ryšys tarp žmogaus civilizacijos vystymosi ir energijos vartojimo? Paaiškinkite jų kitimo pobūdį laikui bėgant ir nurodykite tendencijas.

Kas yra energijos sistema? Jo pagrindinis tikslas. Kokios sistemos jame yra?

Kas yra kuro ir energijos ištekliai? Kaip jie klasifikuojami?

Kas yra antriniai energijos ištekliai? Pavadinkite juos ir nurodykite, kaip juos gauti.

Koks yra pirminių energijos išteklių energijos intensyvumas? Kam skirta sąlyginio kuro sąvoka?

Kokios yra pagrindinės pasaulinio kuro ir energijos išteklių vartojimo tendencijos?

Kokia 70-ųjų energetinės krizės esmė. Vakarų Europoje ir 90-aisiais. NVS šalyse? Kokius matote būdus energetikos krizei Baltarusijoje įveikti?

Kaip galima paaiškinti intensyvų naftos naudojimą pasaulio energijos balanse ir kokios yra jos naudojimo ateities perspektyvos?

Paaiškinti vandenilio panaudojimo energetikos sektoriuje galimybes ir perspektyvas.

Kas yra energiją taupanti technologija? Kokie jų įgyvendinimo motyvai?

2 tema. Energijos rūšys. Energijos gavimas, konvertavimas ir panaudojimas 2 paskaita. Energijos rūšys. Energijos gavimas, konvertavimas ir naudojimas

Pagrindinės sąvokos:

energija; kinetinė ir potenciali energija; energijos rūšys; energija; maitinimo sistema; elektros energijos sistema; energijos vartotojai; tradicinė ir netradicinė energija; apkrovos diagramos; energijos suvartojimas vienam gyventojui; ekonomikos energijos intensyvumas; energetinio-ekonominio gamybos lygio rodiklis.

Energija ir jos rūšys

Energija yra universalus gamtos reiškinių pagrindas, kultūros ir visos žmogaus veiklos pagrindas. Tuo pačiu metu pagalenergijos(graikų – veiksmas, veikla) suprantamas kaip įvairių materijos judėjimo formų, kurios gali virsti viena kita, kiekybinis įvertinimas.

Remiantis fizikos mokslo sampratomis, energija yra kūno ar kūnų sistemos gebėjimas atlikti darbą. Yra įvairių energijos rūšių ir formų klasifikacijų. Žmogus kasdieniame gyvenime dažniausiai susiduria su šiomis energijos rūšimis: mechanine, elektrine, elektromagnetine, termine, chemine, atomine (intrabranduoline). Paskutiniai trys tipai nurodo vidinę energijos formą, t.y. dėl kūną sudarančių dalelių sąveikos potencialios energijos arba jų atsitiktinio judėjimo kinetinės energijos.

Jei energija yra materialių taškų ar kūnų judėjimo būsenos pasikeitimo rezultatas, tada ji vadinama kinetinės ; ji apima mechaninę kūnų judėjimo energiją, šiluminę energiją dėl molekulių judėjimo.

Jei energija atsiranda dėl tam tikros sistemos dalių santykinės padėties pasikeitimo arba jos padėties kitų kūnų atžvilgiu, tada ji vadinama potencialus ; ji apima visuotinės gravitacijos dėsnio pritraukiamų masių energiją, vienarūšių dalelių padėties energiją, pavyzdžiui, elastingo deformuoto kūno energiją ir cheminę energiją.

Energija gamtos moksle, priklausomai nuo gamtos, skirstoma į tokias rūšis.

Mechaninė energija – pasireiškia atskirų kūnų ar dalelių sąveikoje, judėjime.

Tai apima kūno judėjimo ar sukimosi energiją, deformacijos energiją lenkimo, tempimo, sukimosi, elastingų kūnų (spyruoklių) suspaudimo metu. Ši energija plačiausiai naudojama įvairiose mašinose – transporto ir technologinėse.

Šiluminė energija yra netvarkingo (chaotiško) judėjimo ir medžiagų molekulių sąveikos energija.

Šiluminė energija, dažniausiai gaunama deginant įvairių rūšių kurą, plačiai naudojama šildymui, atliekant daugybę technologinių procesų (kaitinimas, lydymas, džiovinimas, garinimas, distiliavimas ir kt.).

Elektros energija – elektronų, judančių elektros grandine, energija (elektros srovė).

Elektros energija naudojama mechaninei energijai gauti naudojant elektros variklius ir įgyvendinant mechaninius medžiagų apdorojimo procesus: smulkinimą, malimą, maišymą; elektrocheminėms reakcijoms atlikti; šiluminės energijos gavimas elektriniuose šildymo įrenginiuose ir krosnyse; tiesioginiam medžiagų apdirbimui (elektroerozinis apdirbimas).

cheminė energija – tai medžiagų atomuose „sukaupta“ energija, kuri išsiskiria arba sugeria cheminių reakcijų tarp medžiagų metu.

Cheminė energija išsiskiria arba šilumos pavidalu, vykstant egzoterminėms reakcijoms (pavyzdžiui, deginant kurą), arba galvaniniuose elementuose ir baterijose paverčiama elektros energija. Šie energijos šaltiniai pasižymi dideliu efektyvumu (iki 98%), tačiau mažu pajėgumu.

magnetinė energija - nuolatinių magnetų energija, kuri turi didelį energijos atsargą, bet ją „duoda“ labai nenoriai. Tačiau elektros srovė aplink save sukuria išplėstus, stiprius magnetinius laukus, todėl dažniausiai kalbama apie elektromagnetinę energiją.

Elektros ir magnetinės energijos yra glaudžiai tarpusavyje susijusios, kiekvieną iš jų galima laikyti „atvirkštine“ kitos puse.

elektromagnetinė energija yra elektromagnetinių bangų energija, t.y. judantys elektriniai ir magnetiniai laukai. Tai apima matomą šviesą, infraraudonuosius spindulius, ultravioletinius spindulius, rentgeno spindulius ir radijo bangas.

Taigi elektromagnetinė energija yra spinduliuotės energija. Spinduliuotė neša energiją elektromagnetinių bangų energijos pavidalu. Sugėrus spinduliuotę, jos energija paverčiama kitomis formomis, dažniausiai šiluma.

Atominė energija - energija, lokalizuota vadinamųjų radioaktyviųjų medžiagų atomų branduoliuose. Jis išsiskiria sunkiųjų branduolių dalijimosi metu (branduolinė reakcija) arba lengvųjų branduolių sintezės metu (termobranduolinė reakcija).

Taip pat yra senas šios energijos rūšies pavadinimas - atominė energija, tačiau šis pavadinimas tiksliai neatspindi reiškinių, dėl kurių išsiskiria didžiuliai kiekiai energijos, dažniausiai šiluminės ir mechaninės, esmės.

Gravitacinė energija - energija dėl masyvių kūnų sąveikos (gravitacijos), ji ypač pastebima kosmose. Antžeminėmis sąlygomis tai, pavyzdžiui, į tam tikrą aukštį virš Žemės paviršiaus pakelto kūno „saugoma“ energija – gravitacijos energija.

Šiuo būdu, priklausomai nuo pasireiškimo lygio, galima išskirti makropasaulio energiją - gravitacinę, kūnų sąveikos energiją - mechaninę, molekulinę energiją.sąveikos – šiluminė, atominės sąveikos energija – cheminė, spinduliuotės energija – elektromagnetasnuyu, energija, esanti atomų branduoliuose - branduolinė.

Šiuolaikinis mokslas neatmeta kitų energijos rūšių, kurios dar nėra fiksuotos, tačiau nepažeidžia vieningo gamtos mokslo pasaulio vaizdo ir energijos sampratos, egzistavimo.

Tarptautinė vienetų sistema (SI) naudoja 1 džaulį (J) kaip energijos matavimo vienetą. 1 J atitinka 1 niutonmetrą (Nm). Jei skaičiavimai susiję su šiluma, biologine ir daugeliu kitų energijos rūšių, tada kaip energijos vienetas naudojamas nesisteminis vienetas – kalorija (cal) arba kilokalorija (kcal), 1cal = 4,18 J. Norint išmatuoti elektros energiją energijos, naudojamas toks vienetas kaip vatas.valanda (Wh, kWh, MWh), 1 Wh=3,6 MJ. Mechaninei energijai matuoti naudojama 1 kg m = 9,8 J reikšmė.

Energija, gaunama tiesiogiai iš gamtos(kuro, vandens, vėjo, Žemės šiluminė energija, branduolinė energija), kurią galima paversti elektrine, šilumine, mechanine, chemine pirminis. Pagal energijos išteklių klasifikaciją pagal išnaudojimą, pirminė energija taip pat gali būti klasifikuojama. Ant pav. 2.1 parodyta pirminės energijos klasifikavimo schema.

Ryžiai.2.1. Pirminės energijos klasifikacija

Klasifikuojant pirminę energiją, jie išskiria tradicinis ir netradicinis energijos rūšys. Tradicinėms energijos rūšims priskiriamos tos energijos rūšys, kurias žmogus plačiai naudoja daugelį metų. Netradicinėms energijos rūšims priskiriamos tos rūšys, kurios pradėtos naudoti palyginti neseniai.

Tradicinės pirminės energijos rūšys yra: organinis kuras (anglis, nafta ir kt.), upių hidroenergija ir branduolinis kuras (uranas, toris ir kt.).

Energija, kurią žmogus gauna po pirminės energijos konvertavimo specialiuose įrenginiuose - stotyse, vadinamas antriniu (elektros energija, garo energija, karštas vanduo ir kt.).

Elektros energijos pranašumai. Elektros energija yra patogiausia energijos rūšis ir pagrįstai gali būti laikoma šiuolaikinės civilizacijos pagrindu. Didžioji dauguma techninių gamybos procesų mechanizavimo ir automatizavimo priemonių (įranga, kompiuteriniai įrenginiai), žmogaus darbo pakeitimas mašininiu darbu kasdieniame gyvenime turi elektrinį pagrindą.

Šiek tiek daugiau nei pusė visos sunaudojamos energijos sunaudojama kaip šiluma techninėms reikmėms, šildymui, maisto ruošimui, likusi dalis – mechaninei, pirmiausia transporto instaliacijai, ir elektros energijai. Be to, elektros energijos dalis kasmet auga (2.2 pav.).

Elektros energija - universalesnė energijos forma. Jis plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime ir visuose šalies ekonomikos sektoriuose. Elektros buitinės technikos rūšių yra daugiau nei keturi šimtai: šaldytuvai, skalbimo mašinos, oro kondicionieriai, ventiliatoriai, televizoriai, magnetofonai, apšvietimo prietaisai ir kt. Neįmanoma įsivaizduoti pramonės be elektros energijos. Žemės ūkyje elektros naudojimas nuolat plečiasi: gyvūnų šėrimas ir girdymas, jų priežiūra, šildymas ir vėdinimas, inkubatoriai, šildytuvai, džiovyklos ir kt.

Elektrifikacija - bet kurios šalies ūkio šakos techninės pažangos pagrindas. Tai leidžia nepatogius naudoti energijos išteklius pakeisti universalia energijos rūšimi – elektros energija, kuri gali būti perduodama bet kokiu atstumu, paverčiama kitų rūšių energija, pavyzdžiui, mechanine ar šilumine, ir paskirstoma vartotojams. Elektra - labai patogi ir ekonomiška energijos rūšis.

Ryžiai. 2.2. Elektros energijos suvartojimo dinamika

Elektros energija turi tokias savybes, dėl kurių ji yra būtina gamybos mechanizavime ir automatizavime bei kasdieniame žmogaus gyvenime:

1. Elektros energija yra universali, ji gali būti naudojama įvairiems tikslams. Visų pirma, jį labai lengva paversti šiluma. Tai daroma, pavyzdžiui, elektros šviesos šaltiniuose (kaitrinėse lemputėse), metalurgijoje naudojamose technologinėse krosnyse, įvairiuose šildymo ir šildymo įrenginiuose. Elektros energijos pavertimas mechanine energija naudojamas elektros variklių pavarose.

2. Vartojant elektros energiją ji gali būti be galo sutraiškyta. Taigi elektros mašinų galia, priklausomai nuo jų paskirties, yra skirtinga: nuo vatų dalių daugelyje technologijų šakų ir buities gaminiuose naudojamuose mikrovarikliuose iki milžiniškų verčių, viršijančių milijoną kilovatų elektrinių generatoriuose.

3. Elektros energijos gamybos ir perdavimo procese galima sutelkti jos galią, didinti įtampą ir perduoti laidais tiek trumpais, tiek dideliais atstumais bet kokį elektros energijos kiekį iš elektrinės, kurioje ji generuojama, visiems jos vartotojams. .

Dėl gamybos technologijų plėtros ir labai pablogėjusios aplinkos padėties daugelyje pasaulio regionų žmonija susiduria su naujų energijos šaltinių paieškos problema. Viena vertus, išgaunamos energijos kiekio turėtų pakakti gamybos, mokslo ir buities sektoriaus plėtrai, kita vertus, energijos gamyba neturėtų daryti neigiamos įtakos aplinkai.

Toks klausimo formulavimas paskatino ieškoti vadinamųjų alternatyvių energijos šaltinių – šaltinių, atitinkančių minėtus reikalavimus. Pasaulio mokslo pastangomis tokių šaltinių buvo atrasta daug, šiuo metu dauguma jų jau daugiau ar mažiau naudojami. Štai trumpa jų apžvalga:

saulės energija

Saulės elektrinės aktyviai naudojamos daugiau nei 80 šalių, jos paverčia saulės energiją į elektros energiją. Yra įvairių tokio konversijos būdų ir atitinkamai skirtingų saulės elektrinių tipų. Labiausiai paplitusios stotys, kuriose naudojami fotoelektriniai keitikliai (fotoelementai), sujungti į saulės baterijas. Dauguma didžiausių pasaulyje fotovoltinių įrenginių yra JAV.

Vėjo energija

Vėjo jėgainės (vėjo parkai) plačiai naudojamos JAV, Kinijoje, Indijoje, taip pat kai kuriose Vakarų Europos šalyse (pavyzdžiui, Danijoje, kur tokiu būdu pagaminama 25 proc. visos elektros energijos). Vėjo energija yra labai perspektyvus alternatyvios energijos šaltinis, šiuo metu daugelis šalių gerokai plečia tokio tipo elektrinių naudojimą.

biokuro

Pagrindiniai šio energijos šaltinio pranašumai prieš kitas kuro rūšis yra ekologiškumas ir atsinaujinimas. Ne visos biokuro rūšys priskiriamos prie alternatyvių energijos šaltinių: tradicinės malkos taip pat yra biokuras, tačiau tai nėra alternatyvus energijos šaltinis. Alternatyvus biokuras gali būti kietas (durpės, medienos apdirbimo ir žemės ūkio atliekos), skystas (biodyzelinas ir biomasutas, taip pat metanolis, etanolis, butanolis) ir dujinis (vandenilis, metanas, biodujos).

Potvynių ir bangų energija

Skirtingai nuo tradicinės hidroenergijos, kuri naudoja vandens srovės energiją, alternatyvi hidroenergija dar nėra plačiai paplitusi. Pagrindiniai potvynių ir atoslūgių jėgainių trūkumai yra didelė jų statybos kaina ir kasdieniai galios pokyčiai, dėl kurių tokio tipo elektrines patartina naudoti tik kaip elektros sistemų, naudojančių ir kitus energijos šaltinius, dalį. Pagrindiniai privalumai yra didelis ekologiškumas ir mažos energijos gamybos sąnaudos.

Žemės šiluminė energija

Šiam energijos šaltiniui plėtoti naudojamos geoterminės elektrinės, kurios naudoja aukštos temperatūros požeminio vandens energiją, taip pat ugnikalniai. Šiuo metu labiau paplitusi hidroterminė energija, naudojant karštų požeminių šaltinių energiją. Petroterminė energija, pagrįsta „sausos“ žemės vidaus šilumos panaudojimu, šiuo metu yra menkai išvystyta; Pagrindinė problema – mažas šio energijos gamybos būdo pelningumas.

atmosferos elektros

(Žaibo blyksniai Žemės paviršiuje vyksta beveik vienu metu įvairiose planetos vietose.)

Perkūnijos energija, pagrįsta žaibo energijos gaudymu ir kaupimu, dar tik pradeda formuotis. Pagrindinės perkūnijos energijos problemos yra perkūnijos frontų mobilumas, taip pat atmosferos elektros išlydžių (žaibo) greitis, dėl kurio sunku kaupti jų energiją.