Care sunt tipurile de energie? Energia și tipurile sale.

Cuvântul „energie” în greacă înseamnă „acțiune”. Energetic numim o persoană care se mișcă activ, în timp ce efectuează o varietate de acțiuni.

Energia în fizică

Și dacă în viață putem evalua energia unei persoane în principal prin consecințele activității sale, atunci în fizică energia poate fi măsurată și studiată în multe moduri diferite. Prietenul sau vecinul tău plin de entuziasm va refuza, cel mai probabil, să repete aceeași acțiune de treizeci sau cincizeci de ori când îți vine brusc în minte să investighezi fenomenul energiei lui.

Dar în fizică, puteți repeta aproape orice experiment de câte ori doriți, făcând cercetarea de care aveți nevoie. Așa este și cu studiul energiei. Oamenii de știință au studiat și au etichetat multe tipuri de energie în fizică. Acestea sunt energie electrică, magnetică, atomică și așa mai departe. Dar acum vom vorbi despre energia mecanică. Mai precis, despre energia cinetică și potențială.

Energia cinetică și potențială

În mecanică, se studiază mișcarea și interacțiunea corpurilor între ele. Prin urmare, se obișnuiește să se facă distincția între două tipuri de energie mecanică: energia datorată mișcării corpurilor sau energie cinetică și energia datorată interacțiunii corpurilor sau energie potențială.

În fizică există o regulă generală care leagă energia și munca. Pentru a găsi energia corpului, este necesar să găsiți munca necesară pentru a transfera corpul într-o stare dată de la zero, adică una în care energia sa este zero.

Energie potențială

În fizică, energia potențială se numește energie, care este determinată de poziția reciprocă a corpurilor sau părților aceluiași corp care interacționează. Adică, dacă corpul este ridicat deasupra solului, atunci are capacitatea de a cădea, de a lucra.

Și valoarea posibilă a acestei lucrări va fi egală cu energia potențială a corpului la o înălțime h. Pentru energia potențială, formula este definită după cum urmează:

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

unde Ep este energia potențială a corpului,
m greutate corporală,
h este înălțimea corpului deasupra solului,
g accelerație în cădere liberă.

Mai mult, orice poziție convenabilă nouă, în funcție de condițiile experimentelor și măsurătorilor, poate fi luată ca poziție zero a corpului, nu doar suprafața Pământului. Poate fi suprafața podelei, a mesei și așa mai departe.

Energie kinetică

În cazul în care corpul se mișcă sub influența unei forțe, nu numai că poate, dar face și ceva. În fizică, energia cinetică este energia deținută de un corp datorită mișcării sale. Corpul, în mișcare, își cheltuiește energia și lucrează. Pentru energia cinetică, formula se calculează după cum urmează:

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

unde Ek este energia cinetică a corpului,
m greutate corporală,
v este viteza corpului.

Din formulă se poate observa că cu cât masa și viteza corpului sunt mai mari, cu atât energia cinetică a acestuia este mai mare.

Fiecare corp are fie energie cinetică, fie energie potențială, sau ambele în același timp, cum ar fi, de exemplu, un avion zburător.

Energia este baza universală a fenomenelor naturale, baza culturii și a întregii activități umane. În același timp sub energie(greacă - acțiune, activitate) este înțeles ca o evaluare cantitativă a diferitelor forme de mișcare a materiei, care se pot transforma una în alta.
Conform conceptelor științei fizice, energia este capacitatea unui corp sau a unui sistem de corpuri de a lucra. Există diferite clasificări de tipuri și forme de energie. O persoană în viața de zi cu zi întâlnește cel mai adesea următoarele tipuri de energie: mecanică, electrică, electromagnetică, termică, chimică, atomică (intranucleară). Ultimele trei tipuri se referă la forma internă a energiei, adică. datorită energiei potențiale a interacțiunii particulelor care alcătuiesc corpul sau energiei cinetice a mișcării lor aleatorii.
Dacă energia este rezultatul unei schimbări în starea de mișcare a punctelor materiale sau a corpurilor, atunci se numește cinetică ; include energia mecanică a mișcării corpurilor, energia termică datorată mișcării moleculelor.
Dacă energia este rezultatul unei modificări a poziției relative a părților unui sistem dat sau a poziției sale în raport cu alte corpuri, atunci se numește potenţial ; include energia maselor atrase de legea gravitației universale, energia poziției particulelor omogene, de exemplu, energia unui corp deformat elastic și energia chimică.
Energia în știința naturii, în funcție de natură, este împărțită în următoarele tipuri.
Energia mecanică - se manifestă în interacțiunea, mișcarea corpurilor individuale sau a particulelor.
Include energia de mișcare sau de rotație a corpului, energia de deformare la îndoire, întindere, răsucire, comprimare a corpurilor elastice (arcuri). Această energie este utilizată pe scară largă în diverse mașini - de transport și tehnologice.
Energie termală este energia mișcării dezordonate (haotice) și a interacțiunii moleculelor de substanțe.
Energia termică, obținută cel mai adesea prin arderea diferitelor tipuri de combustibil, este utilizată pe scară largă pentru încălzire, realizând numeroase procese tehnologice (încălzire, topire, uscare, evaporare, distilare etc.).
Energie electrica – energia electronilor care se deplasează printr-un circuit electric (curent electric).
Energia electrică este utilizată pentru obținerea energiei mecanice cu ajutorul motoarelor electrice și implementarea unor procese mecanice de prelucrare a materialelor: zdrobire, măcinare, amestecare; pentru efectuarea reacțiilor electrochimice; obținerea energiei termice în aparate și cuptoare electrice de încălzire; pentru prelucrarea directă a materialelor (prelucrare electroerozivă).
energie chimica – este energia „înmagazinată” în atomii substanțelor, care este eliberată sau absorbită în timpul reacțiilor chimice dintre substanțe.
Energia chimică fie este eliberată sub formă de energie termică în timpul reacțiilor exoterme (de exemplu, arderea combustibilului), fie este transformată în energie electrică în celulele galvanice și baterii. Aceste surse de energie se caracterizează prin randament ridicat (până la 98%), dar capacitate redusă.
energie magnetică - energia magneților permanenți, care au o aprovizionare mare de energie, dar o „dau” cu foarte multă reticență. Cu toate acestea, curentul electric creează câmpuri magnetice extinse și puternice în jurul său, prin urmare, cel mai adesea se vorbește despre energie electromagnetică.
Energiile electrice și magnetice sunt strâns interconectate una cu cealaltă, fiecare dintre ele putând fi considerată ca fiind „reversul” celuilalt.
energie electromagnetică este energia undelor electromagnetice, adică câmpuri electrice și magnetice în mișcare. Include lumina vizibilă, infraroșu, ultravioletă, raze X și unde radio.
Astfel, energia electromagnetică este energia radiației. Radiația transportă energie sub formă de energie unde electromagnetice. Când radiația este absorbită, energia acesteia este convertită în alte forme, cel mai frecvent căldură.
Energie nucleara - energie localizată în nucleele atomilor așa-numitelor substanțe radioactive. Se eliberează în timpul fisiunii nucleelor ​​grele (reacție nucleară) sau sintezei nucleelor ​​ușoare (reacție termonucleară).
Există și o denumire veche pentru acest tip de energie - energie atomică, dar această denumire nu reflectă cu exactitate esența fenomenelor care duc la eliberarea unor cantități colosale de energie, cel mai adesea sub formă de energie termică și mecanică.
Energia gravitațională - energie datorita interactiunii (gravitatiei) corpurilor masive, este vizibila mai ales in spatiul cosmic. În condiții terestre, aceasta este, de exemplu, energia „înmagazinată” de un corp ridicat la o anumită înălțime deasupra suprafeței Pământului - energia gravitației.
În acest fel, în funcție de nivelul de manifestare, se poate evidenția energia macrolumii - gravitațională, energia interacțiunii corpurilor - mecanică, energia interacțiunilor moleculare - termică, energia interacțiunilor atomice - chimică, energia radiațiilor - electromagnetică. , energia conținută în nucleele atomilor – nucleară.
Știința modernă nu exclude existența altor tipuri de energie care nu au fost încă fixate, dar nu încalcă imaginea unificată a științei naturale a lumii și conceptul de energie.
Sistemul Internațional de Unități (SI) folosește 1 Joule (J) ca unitate de măsură pentru energie. 1 J echivalent
1 newton metru (Nm). Dacă calculele sunt legate de căldură, biologice și multe alte tipuri de energie, atunci o unitate din afara sistemului este utilizată ca unitate de energie - o calorie (cal) sau o kilocalorie (kcal), 1cal = 4,18 J. Pentru a măsura energia electrică , se folosește o unitate precum Watt.ora (Wh, kWh, MWh), 1 Wh=3,6 MJ. Pentru măsurarea energiei mecanice se folosește valoarea de 1 kg m = 9,8 J.
Energie extrasă direct din natură(energia combustibilului, apei, vântului, energiei termice a Pământului, nucleară) și care poate fi transformată în electrică, termică, mecanică, chimică se numește primar. În conformitate cu clasificarea resurselor energetice pe baza epuizabilității, se poate clasifica și energia primară. Pe fig. 2.1 prezintă schema de clasificare a energiei primare.

Orez. 2.1. Clasificarea Energiei Primare

La clasificarea energiei primare, acestea emit tradiţional și neconvențional tipuri de energie. Tipurile tradiționale de energie includ acele tipuri de energie care au fost utilizate pe scară largă de către om de mulți ani. Tipurile netradiționale de energie includ acele tipuri care au început să fie utilizate relativ recent.
Tipurile tradiționale de energie primară includ: combustibil organic (cărbune, petrol etc.), hidroenergie fluvială și combustibil nuclear (uraniu, toriu etc.).
Energia primită de o persoană, după conversia energiei primare la instalații speciale - stații, numit secundar (energie electrică, energie cu abur, apă caldă etc.).
Avantajele energiei electrice. Energia electrică este cel mai convenabil tip de energie și poate fi considerată pe bună dreptate baza civilizației moderne. Majoritatea covârșitoare a mijloacelor tehnice de mecanizare și automatizare a proceselor de producție (echipamente, dispozitive informatice), înlocuirea muncii umane cu munca mașină în viața de zi cu zi, au o bază electrică.
Puțin mai mult de jumătate din toată energia consumată este folosită ca căldură pentru nevoi tehnice, încălzire, gătit, restul - sub formă de energie mecanică, în primul rând în instalațiile de transport, și energie electrică. În plus, ponderea energiei electrice crește în fiecare an.
(Fig. 2.2).
Energie electrica - o formă mai versatilă de energie. A găsit o largă aplicare în viața de zi cu zi și în toate sectoarele economiei naționale. Există peste patru sute de tipuri de aparate electrocasnice: frigidere, mașini de spălat, aparate de aer condiționat, ventilatoare, televizoare, casetofone, dispozitive de iluminat etc. Este imposibil să ne imaginăm industria fără energie electrică. În agricultură, utilizarea energiei electrice este în continuă expansiune: hrănirea și adăparea animalelor, îngrijirea lor, încălzire și ventilație, incubatoare, încălzitoare, uscătoare etc.
Electrificare - baza progresului tehnic al oricărei ramuri a economiei naţionale. Vă permite să înlocuiți resursele energetice care sunt incomode pentru utilizare cu un tip de energie universal - energie electrică, care poate fi transmisă pe orice distanță, transformată în alte tipuri de energie, de exemplu, mecanică sau termică, și împărțită între consumatori. Electricitate - o formă de energie foarte convenabilă și economică.

Orez. 2.2. Dinamica consumului de energie electrică

Energia electrică are astfel de proprietăți care o fac indispensabilă în mecanizarea și automatizarea producției și în viața de zi cu zi:
1. Energia electrică este universală, poate fi folosită într-o varietate de scopuri. În special, este foarte ușor să-l transformi în căldură. Aceasta se realizează, de exemplu, în sursele de lumină electrică (becuri cu incandescență), în cuptoarele tehnologice folosite în metalurgie, în diverse dispozitive de încălzire și încălzire. Conversia energiei electrice în energie mecanică este utilizată în antrenările motoarelor electrice.
2. Când se consumă energie electrică, aceasta poate fi zdrobită la infinit. Astfel, puterea mașinilor electrice, în funcție de scopul lor, este diferită: de la fracțiuni de watt în micromotoare utilizate în multe ramuri ale tehnologiei și în produsele de uz casnic, până la valori uriașe care depășesc un milion de kilowați în generatoarele de centrale electrice.
3. In procesul de producere si transmitere a energiei electrice este posibila concentrarea puterii acesteia, cresterea tensiunii si transmiterea prin fir atat pe distante scurte cat si lungi orice cantitate de energie electrica de la centrala unde este generata catre toti consumatorii sai. .

Legea conservării energiei

În orice discuție a problemelor legate de utilizarea energiei, este necesar să se facă distincția între energia mișcării ordonate, cunoscută în tehnologie ca energie liberă (mecanică, chimică, electrică, electromagnetică, nucleară) și energia mișcării haotice, adică. căldură.
Orice formă de energie liberă poate fi folosită aproape în totalitate. În același timp, energia haotică a căldurii, atunci când este transformată în energie mecanică, se pierde din nou sub formă de căldură. Nu suntem capabili să ordonăm complet mișcarea aleatorie a moleculelor, transformându-i energia în liberă. Mai mult, în prezent practic nu există nicio modalitate de a transforma direct energia chimică și nucleară în energie electrică și mecanică, ca fiind cele mai utilizate. Este necesar să se transforme energia internă a substanțelor în căldură, iar apoi în energie mecanică sau electrică cu pierderi mari de căldură inevitabile.
Astfel, toate tipurile de energie, după ce efectuează lucrări utile, sunt transformate în căldură cu o temperatură mai scăzută, ceea ce este practic nepotrivit pentru utilizare ulterioară.
Dezvoltarea științei naturii de-a lungul vieții omenirii a dovedit în mod irefutat că, indiferent de ce noi tipuri de energie au fost descoperite, o regulă mare a fost dezvăluită în curând. Suma tuturor tipurilor de energie a rămas constantă, ceea ce a condus în cele din urmă la afirmația: energia nu este creată niciodată din nimic și nu este distrusă fără urmă, ea trece doar de la o formă la alta.
În știința și practica modernă, această schemă este atât de utilă încât este capabilă să prezică apariția unor noi tipuri de energie.
Dacă se detectează o schimbare a energiei care nu este inclusă în lista de tipuri de energie cunoscute în prezent, dacă se dovedește că energia dispare sau apare din nimic, atunci va fi mai întâi „inventat” un nou tip de energie, apoi un nou se va găsi tip de energie care va ține cont de această abatere de la constanța energiei, i.e. legea conservării energiei.
Legea conservării energiei și-a găsit confirmarea în diverse domenii - de la mecanica newtoniană la fizica nucleară. Mai mult decât atât, legea conservării energiei nu este doar o născocire a imaginației sau a generalizării experimentelor. De aceea putem fi pe deplin de acord cu afirmația unuia dintre cei mai mari fizicieni teoreticieni Poincaré: „Deoarece nu suntem în măsură să oferim o definiție generală a energiei, principiul conservării acesteia înseamnă că există ceva, rămânând constantă. Prin urmare, indiferent la ce idei noi despre lumea viitoare ne conduc experimentele, știm dinainte: va rămâne ceva constant în ele, care poate fi numit ENERGIE.
Având în vedere cele de mai sus, ar fi corect din punct de vedere terminologic să spunem nu „economisire de energie”, deoarece este imposibil să „economisiți” energie, ci „utilizare eficientă a energiei”.
etc.................

Energie(din grecescul energeie - acțiune, activitate) este o măsură cantitativă generală a mișcării și interacțiunii tuturor tipurilor de materie. Aceasta este capacitatea de a lucra, iar munca se face atunci când o forță fizică (presiunea sau gravitația) acționează asupra unui obiect. Munca este energie în acțiune.

Energie termală este utilizat pe scară largă în industriile moderne și în viața de zi cu zi sub formă de abur, apă caldă, produse de ardere a combustibilului.

Energie electrica este unul dintre cele mai avansate tipuri de energie având în vedere o serie de avantaje.

Energia electrică este cea mai pură formă de energie și poate fi obținută dintr-o mare varietate de surse primare (de exemplu cărbune, petrol, gaz, apă și energie nucleară). Energia electrică are o serie de avantaje incontestabile față de alte tipuri de energie derivată - capacitatea de a obține practic orice cantitate de energie atât dintr-un element de dimensiunea unui cap de chibrit, cât și de la turbogeneratoare cu o capacitate de peste 1000 MW, ușurința relativă a transmiterea acestuia la distanţă şi uşurinţa conversiei în alte tipuri de energie . Problema principală este stocarea acestuia.

Este mai eficient în ceea ce privește utilizarea decât combustibilii fosili datorită beneficiilor sale binecunoscute: curățenie, manevrabilitate, accesibilitate. Electricitatea poate fi folosită mult mai eficient și mult mai intenționat decât energia de ardere a combustibilului. Sistemele de incalzire electrica se caracterizeaza prin eficienta tehnica ridicata si, in ciuda costului mai mare al energiei in comparatie cu energia din alte surse, sunt mai economice datorita costurilor de operare mai mici.

Electricitatea și energia termică sunt produse la:

- termic centrale electrice pe combustibili fosili (TPP) care utilizează abur în turbine - (centrale cu turbine cu abur - PTU), produse de ardere - (centrale cu turbine cu gaz - GTP), combinațiile acestora - (centrale combinate cu abur - CCGT);

- hidraulic centrale electrice (HPP) care utilizează energia unui curent de apă, curent, maree în cădere;

- nucleare centrale electrice (CNE) care utilizează energia dezintegrarii nucleare.

Centrale termice și nucleare. Scheme tipice ale centralelor termice și centralelor nucleare. Centrale electrice de condensare cu turbine cu abur și centrale termice și electrice combinate (CHP) cu generare combinată de căldură și energie.

După tipul de energie produsă:

centrale termice , generarea numai de energie electrică - centrale în condensare (CPP);

· centrale termice care produc energie electrica si termica - centrale termice combinate (CHP).

Tip motor termic:

· centrale electrice cu turbine cu abur - centrale termice cu turbine cu abur si centrale nucleare;

· centrale electrice cu turbine cu gaz - TPP-uri cu turbine cu gaz;

· centrale electrice cu centrale cu ciclu combinat - centrale termice cu ciclu combinat;

Centralele termice (TPP) generează energie electrică ca urmare a conversiei energiei termice, care este eliberată în timpul arderii combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaz).

Un cazan cu apă este instalat în camera mașinilor centralei termice.

Când combustibilul este ars, apa din cazan se încălzește până la câteva sute de grade și se transformă în abur.

Aburul sub presiune rotește paletele turbinei, turbina la rândul ei rotește generatorul.

Generatorul generează energie electrică.

Curentul electric intră în rețelele electrice și prin ele trece în fabrici, școli, case, spitale.

Transportul energiei electrice din centralele electrice prin liniile electrice se realizează la tensiuni de 110-500 kilovolți, adică semnificativ mai mari decât tensiunea generatoarelor.

O creștere a tensiunii este necesară pentru transportul energiei electrice pe distanțe lungi.

Apoi, este necesar să inversați căderea de tensiune la un nivel convenabil pentru consumator.

Conversia tensiunii are loc în stațiile electrice folosind transformatoare.

Iar căldura sub formă de apă caldă vine de la cogenerare prin rețeaua de încălzire.

turn de racire- un dispozitiv pentru racirea apei la o centrala electrica cu aer atmosferic.

Fierbător cu aburi- o unitate închisă pentru generarea de abur la o centrală electrică prin încălzirea apei. Încălzirea apei se realizează prin arderea combustibilului.

linii de înaltă tensiune- linie de alimentare. Proiectat pentru transportul de energie electrică. Există linii electrice aeriene (firele întinse deasupra solului) și subterane (cabluri de alimentare).

Fig.11 - Diagrame schematice ale TPP (a) și CHP (b)

În prezent, la TPP-uri și CHP-uri, alături de centralele cu turbine cu abur (STU), centralele cu ciclu combinat (CCGT) care funcționează după o schemă combinată câștigă distribuție.

În prima etapă a unui CCGT cu o turbină cu gaz, gazul natural este folosit ca sursă primară de energie și fluid de lucru, iar produsele de ardere sunt fluidul de lucru secundar. În a doua etapă, gazele de evacuare ale turbinei servesc ca sursă de energie, iar fluidul de lucru este abur generat în generatorul de abur cu ajutorul lor.

Centrale nucleare.

Astfel de centrale electrice funcționează pe același principiu ca și centralele termice, dar folosesc energia din degradarea radioactivă pentru generarea de abur. Minereul de uraniu îmbogățit este folosit drept combustibil.

Orez. 12. Schema schematică a centralei nucleare.

În comparație cu centralele termice și hidroelectrice, centralele nucleare au avantaje serioase: necesită o cantitate mică de combustibil, nu perturbă regimul hidrologic al râurilor și nu emit gaze poluante în atmosferă. Procesul principal care are loc la o centrală nucleară este fisiunea controlată a uraniului-235, care eliberează o cantitate mare de căldură. Partea principală a unei centrale nucleare este reactorul nuclear, al cărui rol este de a menține o reacție continuă de fisiune.

Combustibil nuclear - minereu care conține 3% uraniu 235; umple tuburi lungi de oțel - elemente de combustibil (TVEL-uri). Dacă multe bare de combustibil sunt plasate una lângă alta, atunci reacția de fisiune va începe. Pentru a controla reacția, tijele de control sunt introduse între tije de combustibil; împingând și împingându-le, puteți controla intensitatea dezintegrarii uraniului-235. Complexul de bare fixe de combustibil și regulatoare mobile este un reactor nuclear. Căldura generată de reactor este folosită pentru a fierbe apa și a produce abur, care antrenează o turbină a unei centrale nucleare pentru a genera electricitate.

33. Transformarea energiei solare în căldură și electricitate. Energie eoliană și hidroenergie.

Principala utilizare a energiei solare este alimentare cu căldură. Pentru conversia directă a energiei solare în energie termică, au fost dezvoltate instalații de încălzire solară (STO) și sunt utilizate pe scară largă în practică în diverse scopuri (furnizare cu apă caldă, încălzire și aer condiționat în clădiri rezidențiale, publice, spa, încălzirea apei în înot. bazine și diverse procese de producție agricolă).

Potrivit meteorologilor din Republica Belarus, 150 de zile pe an sunt înnorate, 185 de zile sunt parțial înnorate și 30 sunt senine, iar numărul total de ore de soare în Belarus ajunge la 1200 de ore în nordul țării și 1300 în sud. .

centrala solara este o structură formată din mulți colectori solari orientați spre Soare. Fiecare colector transferă energia solară într-un lichid care transportă căldura, care, transformându-se în abur, este colectat de la toți colectorii din centrala electrică și alimentat la turbina generatorului de energie.

Figura 13 - Secvența receptoarelor solare

în ordinea crescătoare a eficienţei şi costului acestora

Elementul principal al sistemului de încălzire solară este un receptor în care absorbția radiației solare și transferul de energie către lichid. Figura 13 este o reprezentare schematică a diferitelor opțiuni pentru receptoarele de energie solară. Experiența de exploatare a acestor instalații arată că 40-60% din cererea anuală de combustibil organic poate fi înlocuită în sistemele solare de alimentare cu apă caldă, în funcție de zona de amplasare, când apa este încălzită la 40 ... 60 °C .

a) un rezervor deschis pe suprafața pământului; b) un rezervor deschis, izolat termic de sol; c) rezervor negru; d) un rezervor negru cu fund izolat termic; e) încălzitoare negre închise,

f) încălzitoare cu flux metalic cu capac din sticlă;

g) încălzitoare cu flux metalic cu două capace de sticlă; h) aceeași, cu suprafață selectivă; i) la fel, cu vid.

Aeroterma este un receptor care are o suprafață absorbantă poroasă sau rugoasă, neagră, care încălzește aerul care intră, care este apoi furnizat consumatorului.

Colector solar include receptor absorbind radiația solară și concentrator, care este un sistem optic care colectează radiația solară și o direcționează către receptor. Concentratorul este de cele mai multe ori o oglindă parabolică cu un receptor de radiații la focalizare. Se rotește constant, oferind orientare către Soare.

Convertoarele fotoelectrice sunt dispozitive a căror acțiune se bazează pe utilizarea efectului fotoelectric, drept urmare, atunci când o substanță este iluminată cu lumină, electronii scapă din metale (emisia fotoelectrică sau efect fotoelectric extern), sarcinile se deplasează prin interfața semiconductorilor. cu diferite tipuri de conductivitate (efect fotoelectric de supapă) și o modificare a conductibilității electrice (fotoconductivitate). Metodele de conversie fotoelectrică a energiei solare în energie electrică sunt utilizate pentru alimentarea consumatorilor într-o gamă largă de capacități: de la mini-generatoare pentru ceasuri și calculatoare cu o putere de câțiva wați până la centrale electrice cu o putere de câțiva megawați.

Putere eoliana este un domeniu al tehnologiei care folosește energia eoliană pentru a produce energie, iar dispozitivele care convertesc energia eoliană în forme utile de energie mecanică, electrică sau termică se numesc turbine eoliene(turbină eoliană), sau turbine eolieneși sunt autonome

Energia eoliană a fost folosită de secole în aplicații mecanice, cum ar fi morile și pompele de apă. După o creștere bruscă a prețului petrolului în 1973, interesul pentru astfel de instalații a crescut dramatic. Majoritatea instalatiilor existente au fost construite la sfarsitul anilor '70 - inceputul anilor '80 la nivel tehnic modern cu utilizarea pe scara larga a ultimelor realizari in aerodinamica, mecanica, microelectronica pentru controlul si managementul acestora. Turbinele eoliene cu putere variind de la câțiva kilowați la câțiva megawați sunt produse în Europa, SUA și alte părți ale lumii. Majoritatea acestor instalații sunt folosite pentru a produce energie electrică, atât într-un singur sistem energetic, cât și în moduri autonome.

Una dintre principalele condiții în proiectarea turbinelor eoliene este asigurarea protecției acestora împotriva distrugerii de către rafale aleatorii foarte puternice de vânt. În fiecare localitate, în medie, o dată la 50 de ani sunt vânturi cu o viteză de 5-10 ori mai mare decât media, așa că turbinele eoliene trebuie proiectate cu o marjă mare de siguranță. Puterea maximă de proiectare a unei turbine eoliene este determinată pentru o anumită viteză standard a vântului, de obicei considerată a fi de 12 m/s.

Centrala eoliană constă dintr-o roată eoliană, un generator de curent electric, o structură pentru instalarea unei roți eoliene la o anumită înălțime față de sol, un sistem de control pentru parametrii energiei electrice generate, în funcție de modificările forței vântului și ale vitezei roții. .

Turbinele eoliene sunt clasificate în funcție de două caracteristici principale: geometria roții eoliene și poziția acesteia față de direcția vântului. Dacă axa de rotație a roții eoliene este paralelă cu fluxul de aer, atunci instalația se numește orizontal-axială, dacă este perpendicular-vertical-axială.

Principiul de funcționare al centralei eoliene este următorul. Roata eoliană, preluând energia vântului, se rotește printr-o pereche de roți dințate conice și cu ajutorul unui arbore vertical lung își transferă energia către arborele de transmisie orizontal inferior și apoi prin a doua pereche de roți dințate conice și o transmisie cu curea. - la un generator electric sau alt mecanism.

Întrucât perioadele de calm sunt inevitabile, pentru a evita întreruperile în alimentarea cu energie, turbinele eoliene trebuie să aibă acumulatori de energie electrică sau să fie paralele, în cazuri de calm, cu alte tipuri de centrale electrice.

Programul energetic al Republicii Belarus până în 2010 prevede utilizarea resurselor de energie eoliană în viitorul apropiat ca direcții principale de utilizare a resurselor de energie eoliană pentru antrenarea unităților de pompare și ca surse de energie pentru motoarele electrice. Aceste domenii de aplicare sunt caracterizate de cerințe minime pentru calitatea energiei electrice, ceea ce face posibilă simplificarea și reducerea dramatică a costurilor turbinelor eoliene. Deosebit de promițătoare este utilizarea lor în combinație cu centrale hidroelectrice mici pentru pomparea apei. Utilizarea centralelor eoliene pentru ridicarea apei, încălzirea electrică a apei și alimentarea cu energie electrică a consumatorilor autonomi până în 2010 este de așteptat să crească la 15 MW de capacitate instalată, ceea ce va economisi 9 mii de tone echivalent combustibil pe an.

Centrală hidroelectrică.

Hidroenergia reprezintă ramura științei și tehnologiei prin utilizare energie în mișcare a apei(de obicei râuri) pentru a produce energie electrică și uneori mecanică. Acesta este cel mai dezvoltat domeniu de energie pe resurse regenerabile.

O centrală hidroelectrică este un complex de diferite structuri și echipamente, a căror utilizare vă permite să convertiți energia apei în energie electrică. Structurile hidraulice asigură concentrația necesară a debitului de apă, iar procesele ulterioare sunt efectuate folosind echipamente adecvate.

Centralele hidroelectrice sunt construite pe râuri, construind baraje și rezervoare.

Într-o centrală hidroelectrică, energia cinetică a apei în cădere este folosită pentru a genera electricitate. Turbina și generatorul transformă energia apei în energie mecanică și apoi în energie electrică. Turbinele și generatoarele sunt instalate fie în barajul propriu-zis, fie lângă acesta.

Orez. 14. Schema schematică a unei centrale hidroelectrice.

Elena Panova

Munca de cercetare a copiilor

Energia în natură și în mine

GBOU scoala secundara cu. Societate mixtă bogată Grădiniţă"Muşeţel"

Supraveghetor: Panova Elena Viktorovna, profesor

GBOU scoala secundara cu. Societate mixtă bogată Grădiniţă"Muşeţel"

1. Introducere ---

2. Ce este energie? ---

3. Vederi energie ---

4. Practic Muncă ---

5. Unde se duce energie? ---

6. Concluzie ---

Aplicații ---

Bibliografie ---

1. Introducere.

Mulți adulți vorbesc despre pe mine: "Care băiat energic. Cat de mult ai energie? Este bine sau rău? În general, ce este energie? De unde a venit ea? Și de ce este ea în mine?

Asta trebuie să aflu în mine muncă de cercetare.

Ţintă cercetare: extinde cunoștințele despre energie.

Sarcini: Explorați tipurile de energie din natură.

Aflați ce tipuri energia este în mine.

Un obiect cercetare: energie în natură.

Subiect cercetare: energie din mine.

Ipoteză: cunoștința mea cu energia ma va ajuta sa stiu energie, ce feluri omul are energie. Și voi răspunde întrebare: „Este bine să fii băiat energic?»

Relevanţă: conform lui S. I. Ozhegov „… energie este o măsură a mișcării și a capacității de a produce muncă». Muncă iar mișcarea este baza vieții moderne.

2. Ce este energie?

Orice corp, pentru a crește, a se mișca, a arde sau a face orice, are nevoie energie. Ce este energie?

Dicționarul lui S. I. Ozhegov spune despre urmatoare de energie:

1. Una dintre principalele proprietăți ale materiei este măsura mișcării sale, precum și capacitatea de a produce muncă.

2. Hotărâre și perseverență în acțiune (ia de energie pentru ceva) .

Asa de, energie este capacitatea de a se mișca și de a produce muncă.

sursa aproape a tuturor energie pe pământ este soarele. Căldura soarelui încălzește pământul, mările și aerul. De asemenea, generează vânturi, valuri. Energie, conținută în alimente, este creată și de Soare, deoarece plantele absorb lumina solară. Energie, conținut în carne, este format din plante consumate de animale. ulei de cărbune, natural gaz cu multe milioane de ani în urmă s-a format din rămășițele animalelor. Și energieîși datorează originea substanței chimice energie acumulate de aceste plante și animale.

3. Vederi energie.

am aflat ca natură sunt multe tipuri diferite energie:

termic.

Este deținut de substanțe încălzite. Termic energie se poate răspândi dintr-un loc în altul.

chimic.

Se găsește în alimente, combustibil (ulei, cărbune, gaz natural, în chimicale.

potenţial.

Acesta este stocul intern energie. De exemplu, un arc comprimat are potențial energie. Dacă o lași să plece, atunci asta e ascuns energia va fi eliberată.

electric.

Se deplasează de-a lungul firelor electrice.

ușoară.

Este un fel special energie deplasându-se în linie dreaptă cu o viteză extraordinară. Nimic din lume nu se poate mișca mai repede decât lumina.

sunet.

Se propagă sub formă de unde numite unde sonore.

Folosit în centralele nucleare pentru a produce energie electrică.

cinetică.

aceasta energie de mișcare. Tot ceea ce se mișcă are energie cinetică. energie.

4. Partea practică.

Învățare despre varietatea speciilor energie în natură, Am decis explorează unele dintre ele.

Studiul 1.

Am incalzit o oala cu apa pe foc. Pe măsură ce apa fierbea, am constatat că și aerul din jur s-a încălzit. Aceasta este termica energie, s-a mutat din oala cu apă în aer.

Când alerg, mi se încinge, îmi este foarte sete. Deci am căldură energie.

Studiul 2.

Examinând becul, am văzut un fir. Apoi am aprins becul, filamentul a strălucit instantaneu, iar lumina a umplut toată camera. Acest filament de lampă distribuie lumina energie. Am atins becul, s-a fierbinte - a fost încălzit printr-un fir, pentru că lumina energie emit corpuri foarte fierbinți. Păcat că nu am lumină energie.

Studiul 3.

A sunat telefonul, mi-am pus receptorul la ureche și am auzit vocea mamei. E sunet energie. Trecând prin aer, undele sonore îl fac să oscileze, creând sunete.

Am decis să mă testez. Și-a pus mâna pe gât și a scos un sunet, a simțit imediat vibrații. sunt unde sonore. Așa că pot distribui sunetul energie.

Studiul 4.

In apartamentul nostru sunt fire electrice, un curent electric trece prin ele si face aparate electrice muncă. Un curent electric este oarecum asemănător cu un râu, doar apa curge în râu, iar particule mici, foarte mici, electronii curg prin fire. Avem multe dispozitive de ajutor, dar acestea trebuie folosite corect! Știu că electricitatea, cu care muncă aparatele electrice sunt periculoase pentru oameni. Prin urmare, cu electricitatea, nu cercetare Nu am îndrăznit să duc la îndeplinire. Dar există electricitate care nu este periculoasă, liniștită, imperceptibilă. Trăiește peste tot, de la sine și dacă asta "a prinde", atunci poate fi foarte interesant să te joci cu el. Am luat mingea, am frecat-o pe păr și am pus-o pe perete cu partea pe care o frecam. Aici mingea atârna. Acest lucru s-a întâmplat din cauza faptului că electricitatea trăiește în părul nostru, iar eu "prins" când mingea începu să se frece de păr. S-a electrizat, așa că a fost atras de perete.

Aceasta înseamnă că electricitatea trăiește în păr.

Studiul 5.

Am învățat că plantele absorb lumina soarelui și o transformă în substanțe chimice energie, care se păstrează în tulpini și frunze. Energie, care contine in carne, se formeaza din plante consumate de animale.

Mâncăm legume, fructe, pâine, carne. Aceasta înseamnă că împreună cu alimentele dobândim substanțe chimice energie care ne ajută să alergăm, să mergem, să respirăm, să trăim.

Studiul 6.

Tot ceea ce se mișcă are energie cinetică. energie. Am luat două bile de mase diferite și le-am lăsat să coboare pe o placă înclinată.

Mingea care era mai ușoară nu a reușit să spargă cadru, iar mingea care era mai grea a spart cu ușurință prin cadru. Acest lucru sugerează că corpurile în mișcare au cinetică energie, iar cu cât corpul este mai greu, cu atât se mișcă mai repede și poartă o cantitate mai mare de cinetică energie.

Deci, cu orice mișcare, am și cinetică energie. Pe măsură ce îmbătrânesc, voi căra mai multe energie de mișcare.

5. Unde se duce energie?

Din cele conduse cercetări pe care le-am învățat, care este sursa principală energia este soarele. Dar unde se duce energie? O sa fac cateva observatii.

Observația 1.

Mă uit la pisica. Când mănâncă, pisica dobândește o substanță chimică energie. Când o pisică sare, substanța sa chimică energie intră în cinetică. Orice mișcare generează căldură. energie. Se pare că substanța chimică energie schimbată în cinetică și termică.

Observația 2.

Privind artificiile, mi-am dat seama că substanța chimică energie, continand in interiorul acestuia, in timpul exploziei transformat in cinetic, sonor, termic si luminos.

Înseamnă că energie Nu dispare nicăieri și nu ia naștere din nimic, trece constant de la o formă la alta.

6. Concluzie.

Cunoașterea mea cu diferite tipuri energia m-a ajutat să știu de unde vine și unde merge energie, ce feluri omul are energie.

Nu întâmplător spun ei «… energia este viață» . Deci nu este atât de rău că sunt foarte băiat energic. Voi avea nevoie de asta în viața mea.

Bibliografie.

1. Dawswell Paul. Necunoscutul despre cunoscut. - M.: ROSMEN, 2001

2. Ozhegov S. I. Dicționar al limbii ruse. - M.: Limba rusă. 1999, p. 911

3. Internet. Site-ul web „Idei pentru tine”

4. Internet. Site „Inteligent și deștept, elev de clasa întâi, studiu – cine va explica?»

5. Enciclopedie „Necunoscut aproape”- M.: ROSMEN, 2001

6. Enciclopedie "Eu deschid lumea"- M.: ASTEL, 2002