Aké sú druhy energie? Energia a jej druhy.

Slovo „energia“ v gréčtine znamená „akcia“. Energický nazývame človeka, ktorý sa aktívne pohybuje, pričom vykonáva rôzne činnosti.

Energia vo fyzike

A ak v živote dokážeme hodnotiť energiu človeka hlavne dôsledkami jeho činnosti, tak vo fyzike možno energiu merať a študovať mnohými rôznymi spôsobmi. Váš veselý priateľ alebo sused s najväčšou pravdepodobnosťou odmietne opakovať rovnakú akciu tridsať alebo päťdesiatkrát, keď vám zrazu príde na um skúmať fenomén jeho energie.

Ale vo fyzike môžete takmer akýkoľvek experiment opakovať toľkokrát, koľkokrát chcete, a urobiť tak výskum, ktorý potrebujete. Tak je to aj so štúdiom energie. Výskumní vedci študovali a označili veľa druhov energie vo fyzike. Ide o elektrickú, magnetickú, atómovú energiu a tak ďalej. Teraz však budeme hovoriť o mechanickej energii. Konkrétnejšie o kinetickej a potenciálnej energii.

Kinetická a potenciálna energia

V mechanike sa študuje pohyb a interakcia telies medzi sebou. Preto je zvykom rozlišovať dva druhy mechanickej energie: energiu v dôsledku pohybu telies alebo kinetickú energiu a energiu v dôsledku interakcie telies alebo potenciálnu energiu.

Vo fyzike existuje všeobecné pravidlo týkajúce sa energie a práce. Na nájdenie energie telesa je potrebné nájsť prácu, ktorá je potrebná na to, aby sa telo prenieslo do daného stavu z nuly, teda takého, v ktorom je jeho energia nulová.

Potenciálna energia

Vo fyzike sa potenciálna energia nazýva energia, ktorá je určená vzájomnou polohou interagujúcich telies alebo častí toho istého telesa. To znamená, že ak je telo zdvihnuté nad zemou, potom má schopnosť spadnúť, vykonať nejakú prácu.

A možná hodnota tejto práce sa bude rovnať potenciálnej energii telesa vo výške h. Pre potenciálnu energiu je vzorec definovaný takto:

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

kde Ep je potenciálna energia tela,
m telesná hmotnosť,
h je výška tela nad zemou,
g zrýchlenie voľného pádu.

Okrem toho môže byť za nulovú polohu telesa, nielen povrchu Zeme, braná akákoľvek pre nás vhodná poloha, v závislosti od podmienok experimentov a meraní. Môže to byť povrch podlahy, stola a podobne.

Kinetická energia

V prípade, že sa telo pohybuje pod vplyvom sily, nielenže môže, ale aj vykonáva nejakú prácu. Vo fyzike je kinetická energia energia, ktorú má telo v dôsledku svojho pohybu. Telo, ktoré sa hýbe, vydáva svoju energiu a koná prácu. Pre kinetickú energiu sa vzorec vypočíta takto:

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

kde Ek je kinetická energia telesa,
m telesná hmotnosť,
v je rýchlosť telesa.

Zo vzorca je vidieť, že čím väčšia je hmotnosť a rýchlosť telesa, tým vyššia je jeho kinetická energia.

Každé teleso má buď kinetickú alebo potenciálnu energiu, alebo oboje súčasne, ako napríklad letiace lietadlo.

Energia je univerzálnym základom prírodných javov, základom kultúry a celej ľudskej činnosti. V rovnakom čase pod energie(grécky - akcia, aktivita) sa chápe ako kvantitatívne hodnotenie rôznych foriem pohybu hmoty, ktoré sa môžu navzájom meniť.
Podľa fyzikálnej vedy je energia schopnosťou tela alebo sústavy telies vykonávať prácu. Existujú rôzne klasifikácie typov a foriem energie. Človek sa vo svojom každodennom živote najčastejšie stretáva s týmito druhmi energie: mechanická, elektrická, elektromagnetická, tepelná, chemická, atómová (vnútrojadrová). Posledné tri typy sa týkajú vnútornej formy energie, t.j. v dôsledku potenciálnej energie interakcie častíc, ktoré tvoria teleso, alebo kinetickej energie ich náhodného pohybu.
Ak je energia výsledkom zmeny pohybového stavu hmotných bodov alebo telies, potom je tzv kinetická ; zahŕňa mechanickú energiu pohybu telies, tepelnú energiu v dôsledku pohybu molekúl.
Ak je energia výsledkom zmeny relatívnej polohy častí daného systému alebo jeho polohy vo vzťahu k iným telesám, potom sa nazýva potenciál ; zahŕňa energiu hmôt priťahovaných zákonom univerzálnej gravitácie, energiu polohy homogénnych častíc, napríklad energiu elastického deformovaného telesa a chemickú energiu.
Energia v prírodných vedách sa v závislosti od prírody delí na nasledujúce typy.
Mechanická energia – prejavuje sa spolupôsobením, pohybom jednotlivých telies alebo častíc.
Zahŕňa energiu pohybu alebo rotácie telesa, energiu deformácie pri ohýbaní, naťahovaní, krútení, stláčaní pružných telies (pružín). Táto energia sa najviac využíva v rôznych strojoch – dopravných a technologických.
Termálna energia je energia neusporiadaného (chaotického) pohybu a interakcie molekúl látok.
Tepelná energia, najčastejšie získavaná spaľovaním rôznych druhov palív, je široko využívaná na vykurovanie, uskutočňovanie mnohých technologických procesov (ohrievanie, tavenie, sušenie, odparovanie, destilácia atď.).
Elektrická energia – energia elektrónov pohybujúcich sa elektrickým obvodom (elektrický prúd).
Elektrická energia sa využíva na získavanie mechanickej energie pomocou elektromotorov a realizáciou mechanických procesov na spracovanie materiálov: drvenie, mletie, miešanie; na uskutočňovanie elektrochemických reakcií; získavanie tepelnej energie v elektrických vykurovacích zariadeniach a peciach; na priame spracovanie materiálov (elektroerozívne spracovanie).
chemická energia – je to energia „uložená“ v atómoch látok, ktorá sa uvoľňuje alebo absorbuje pri chemických reakciách medzi látkami.
Chemická energia sa buď uvoľňuje vo forme tepelnej energie pri exotermických reakciách (napríklad pri spaľovaní paliva), alebo sa premieňa na elektrickú energiu v galvanických článkoch a batériách. Tieto zdroje energie sa vyznačujú vysokou účinnosťou (až 98%), ale nízkou kapacitou.
magnetická energia - energia permanentných magnetov, ktoré majú veľkú zásobu energie, no "dávajú" ju veľmi neochotne. Elektrický prúd však okolo seba vytvára rozšírené silné magnetické polia, preto sa najčastejšie hovorí o elektromagnetickej energii.
Elektrické a magnetické energie sú navzájom úzko prepojené, každú z nich možno považovať za „odvrátenú“ stranu tej druhej.
elektromagnetickej energie je energia elektromagnetických vĺn, t.j. pohybujúce sa elektrické a magnetické polia. Zahŕňa viditeľné svetlo, infračervené, ultrafialové, röntgenové a rádiové vlny.
Elektromagnetická energia je teda energiou žiarenia. Žiarenie nesie energiu vo forme energie elektromagnetických vĺn. Pri pohlcovaní žiarenia sa jeho energia premieňa na iné formy, najčastejšie na teplo.
Jadrová energia - energia lokalizovaná v jadrách atómov rádioaktívnych látok tzv. Uvoľňuje sa pri štiepení ťažkých jadier (jadrová reakcia) alebo syntéze ľahkých jadier (termonukleárna reakcia).
Pre tento druh energie existuje aj starý názov – atómová energia, no tento názov presne nevystihuje podstatu javov, ktoré vedú k uvoľneniu kolosálneho množstva energie, najčastejšie vo forme tepelnej a mechanickej.
Gravitačná energia - energia v dôsledku interakcie (gravitácie) masívnych telies, je badateľná najmä vo vesmíre. V pozemských podmienkach je to napríklad energia „uložená“ telesom zdvihnutým do určitej výšky nad povrchom Zeme – energia gravitácie.
Touto cestou, V závislosti od úrovne prejavu možno rozlišovať energiu makrosveta - gravitáciu, energiu interakcie telies - mechanickú, energiu molekulárnych interakcií - tepelnú, energiu atómových interakcií - chemickú, energiu žiarenia - elektromagnetickú. , energia obsiahnutá v jadrách atómov - jadrová.
Moderná veda nevylučuje existenciu iných druhov energie, ktoré ešte nie sú stanovené, ale nenarúšajú jednotný prírodno-vedecký obraz sveta a koncepciu energie.
Medzinárodná sústava jednotiek (SI) používa ako jednotku na meranie energie 1 Joule (J). Ekvivalent 1 J
1 newtonmeter (Nm). Ak sa výpočty týkajú tepelnej, biologickej a mnohých iných druhov energie, potom sa ako jednotka energie používa mimosystémová jednotka - kalória (cal) alebo kilokalória (kcal), 1cal = 4,18 J. Na meranie elektrickej energie sa používa jednotka ako Watt hodina (Wh, kWh, MWh), 1 Wh = 3,6 MJ. Na meranie mechanickej energie sa používa hodnota 1 kg m = 9,8 J.
Energia priamo čerpateľná z prírody(energia paliva, vody, vetra, tepelná energia Zeme, jadrová), a ktoré sa dajú premeniť na elektrické, tepelné, mechanické, chemické je tzv. primárny. V súlade s klasifikáciou energetických zdrojov na základe vyčerpateľnosti možno klasifikovať aj primárnu energiu. Na obr. 2.1 znázorňuje schému klasifikácie primárnej energie.

Ryža. 2.1. Primárna energetická klasifikácia

Pri klasifikácii primárnej energie emitujú tradičné a nekonvenčné druhy energie. Tradičné druhy energie zahŕňajú tie druhy energie, ktoré človek vo veľkej miere využíva už mnoho rokov. Medzi netradičné druhy energie patria tie druhy, ktoré sa začali využívať relatívne nedávno.
Medzi tradičné druhy primárnej energie patria: organické palivo (uhlie, ropa atď.), riečna vodná energia a jadrové palivo (urán, tórium atď.).
Energia prijatá osobou po premene primárnej energie na špeciálnych zariadeniach - staniciach, nazývané sekundárne (elektrická energia, energia pary, teplá voda atď.).
Výhody elektrickej energie. Elektrická energia je najpohodlnejším druhom energie a možno ju právom považovať za základ modernej civilizácie. Drvivá väčšina technických prostriedkov mechanizácie a automatizácie výrobných procesov (zariadenia, počítačové prístroje), nahradenie ľudskej práce strojovou prácou v každodennom živote, má elektrický základ.
O niečo viac ako polovica všetkej spotrebovanej energie sa využíva ako teplo na technické potreby, vykurovanie, varenie, zvyšok - vo forme mechanickej, predovšetkým v dopravných zariadeniach, a elektrická energia. Navyše podiel elektrickej energie každým rokom rastie.
(obr. 2.2).
Elektrická energia - všestrannejšia forma energie. Našiel široké uplatnenie v každodennom živote a vo všetkých odvetviach národného hospodárstva. Existuje viac ako štyristo druhov elektrospotrebičov pre domácnosť: chladničky, práčky, klimatizácie, ventilátory, televízory, magnetofóny, osvetľovacie zariadenia atď. Nie je možné si predstaviť priemysel bez elektrickej energie. V poľnohospodárstve sa využívanie elektriny neustále rozširuje: kŕmenie a napájanie zvierat, starostlivosť o ne, kúrenie a vetranie, inkubátory, ohrievače, sušičky atď.
Elektrifikácia - základ technického pokroku ktoréhokoľvek odvetvia národného hospodárstva. Umožňuje vám nahradiť energetické zdroje, ktoré nie sú vhodné na použitie, univerzálnym druhom energie - elektrickou energiou, ktorá sa môže prenášať na akúkoľvek vzdialenosť, premeniť na iné druhy energie, napríklad mechanickú alebo tepelnú, a rozdeliť medzi spotrebiteľov. Elektrina - veľmi pohodlná a ekonomická forma energie.

Ryža. 2.2. Dynamika spotreby elektrickej energie

Elektrická energia má také vlastnosti, ktoré ju robia nenahraditeľnou pri mechanizácii a automatizácii výroby a v každodennom živote:
1. Elektrická energia je univerzálna, možno ju využiť na rôzne účely. Najmä je veľmi jednoduché premeniť ho na teplo. Deje sa tak napríklad v elektrických svetelných zdrojoch (žiarovky), v technologických peciach používaných v hutníctve, v rôznych vykurovacích a vykurovacích zariadeniach. Premena elektrickej energie na mechanickú sa využíva v pohonoch elektromotorov.
2. Pri spotrebe elektrickej energie sa môže donekonečna drviť. Výkon elektrických strojov je teda v závislosti od ich účelu odlišný: od zlomkov wattu v mikromotoroch používaných v mnohých odvetviach techniky a vo výrobkoch pre domácnosť až po obrovské hodnoty presahujúce milión kilowattov v generátoroch elektrární.
3. V procese výroby a prenosu elektrickej energie je možné koncentrovať jej výkon, zvyšovať napätie a prenášať vodičmi na krátke aj veľké vzdialenosti akékoľvek množstvo elektrickej energie z elektrárne, kde sa vyrába, všetkým jej odberateľom .

Zákon zachovania energie

Pri akejkoľvek diskusii o otázkach súvisiacich s využívaním energie je potrebné rozlišovať medzi energiou usporiadaného pohybu, v technike známou ako voľná energia (mechanická, chemická, elektrická, elektromagnetická, jadrová) a energiou chaotického pohybu, t.j. teplo.
Akákoľvek forma voľnej energie sa dá takmer úplne využiť. Zároveň sa chaotická energia tepla pri premene na mechanickú energiu opäť stráca vo forme tepla. Nie sme schopní úplne nariadiť náhodný pohyb molekúl, premieňajúc ich energiu na voľnú. Navyše v súčasnosti prakticky neexistuje spôsob priamej premeny chemickej a jadrovej energie na elektrickú a mechanickú energiu, ako sú tie najpoužívanejšie. Vnútornú energiu látok je potrebné premieňať na teplo a následne na mechanickú alebo elektrickú energiu s veľkými nevyhnutnými tepelnými stratami.
Všetky druhy energie sa teda po vykonaní užitočnej práce premenia na teplo s nižšou teplotou, ktoré je na ďalšie využitie prakticky nevhodné.
Rozvoj prírodných vied počas celého života ľudstva nezvratne dokázal, že bez ohľadu na to, aké nové druhy energie boli objavené, čoskoro bolo odhalené jedno veľké pravidlo. Súčet všetkých druhov energie zostal konštantný, čo nakoniec viedlo k vyhláseniu: energia nikdy nevzniká z ničoho a nezničí sa bez stopy, iba prechádza z jednej formy do druhej.
V modernej vede a praxi je táto schéma taká užitočná, že je schopná predpovedať vznik nových druhov energie.
Ak sa zistí zmena energie, ktorá nie je zahrnutá v zozname v súčasnosti známych druhov energie, ak sa ukáže, že energia zmizne alebo sa objaví z ničoho, potom sa najprv „vynájde“ a potom nájde nový typ energie, ktorý bude brať do úvahy túto odchýlku od stálosti energie t.j. zákon zachovania energie.
Zákon zachovania energie našiel potvrdenie v rôznych oblastiach – od newtonovskej mechaniky až po jadrovú fyziku. Navyše zákon zachovania energie nie je len výplodom fantázie alebo zovšeobecnením experimentov. Preto možno plne súhlasiť s výrokom jedného z najväčších teoretických fyzikov Poincarého: „Keďže nedokážeme dať všeobecnú definíciu energie, princíp jej zachovania znamená, že existuje niečo, zostávajúce konštantné. Preto bez ohľadu na to, k akým novým myšlienkam o svete nás budúce experimenty privedú, vopred vieme: zostane v nich niečo stále, čo možno nazvať ENERGIOU.
Vzhľadom na vyššie uvedené by bolo terminologicky správne povedať nie „úspora energie“, keďže nie je možné „ušetriť“ energiu, ale „efektívne využívať energiu“.
atď.................

Energia(z gréckeho energeie - akcia, aktivita) je všeobecná kvantitatívna miera pohybu a vzájomného pôsobenia všetkých druhov hmoty. Toto je schopnosť vykonávať prácu a práca sa vykonáva vtedy, keď na objekt pôsobí fyzická sila (tlak alebo gravitácia). Práca je energia v akcii.

Termálna energia je široko používaný v modernom priemysle a v každodennom živote vo forme pary, horúcej vody, produktov spaľovania paliva.

Elektrická energia je jedným z najpokročilejších druhov energie vzhľadom na množstvo výhod.

Elektrická energia je najčistejšia forma energie a možno ju získať zo širokej škály primárnych zdrojov (napr. uhlie, ropa, plyn, vodná energia a jadrová energia). Elektrická energia má oproti iným typom odvodenej energie množstvo nepopierateľných výhod – možnosť získať prakticky ľubovoľné množstvo energie ako z prvku veľkosti zápalkovej hlavice, tak aj z turbogenerátorov s výkonom nad 1000 MW, relatívna jednoduchosť jej prenos na diaľku a jednoduchosť premeny na iné druhy energie . Hlavným problémom je jeho skladovanie.

Je efektívnejší z hľadiska využitia ako fosílne palivá, pretože má dobre známe výhody: čistotu, ovládateľnosť, cenovú dostupnosť. Elektrina sa dá využiť oveľa efektívnejšie a oveľa účelnejšie ako energia spaľovania paliva. Elektrické vykurovacie systémy sa vyznačujú vysokou technickou účinnosťou a napriek vyšším nákladom na energiu v porovnaní s energiou z iných zdrojov sú hospodárnejšie vďaka nižším prevádzkovým nákladom.

Elektrická a tepelná energia sa vyrába v:

- tepelný elektrárne na fosílne palivá (TPP) využívajúce paru v turbínach - (parné turbínové jednotky - PTU), produkty spaľovania - (plynové turbínové jednotky - GTP), ich kombinácie - (parné elektrárne - CCGT);

- hydraulické elektrárne (VE) využívajúce energiu klesajúceho prúdu vody, prúdu, prílivu a odlivu;

- jadrový elektrárne (JE) využívajúce energiu jadrového rozpadu.

Tepelné a jadrové elektrárne. Typické schémy tepelných elektrární a jadrových elektrární. Kondenzačné elektrárne s parnou turbínou a teplárne (KVET) s kombinovanou výrobou tepla a elektriny.

Podľa druhu vyrobenej energie:

tepelných elektrární , vyrábajúce iba elektrinu – kondenzačné elektrárne (CPP);

· tepelné elektrárne, ktoré vyrábajú elektrickú a tepelnú energiu – kombinované teplárne (KVET).

Typ tepelného motora:

· elektrárne s parnými turbínami - parné turbínové tepelné elektrárne a jadrové elektrárne;

· elektrárne s plynovými turbínami - TPP s plynovou turbínou;

· elektrárne s kombinovaným cyklom - tepelné elektrárne s kombinovaným cyklom;

Tepelné elektrárne (TPP) vyrábajú elektrickú energiu ako výsledok premeny tepelnej energie, ktorá sa uvoľňuje pri spaľovaní fosílnych palív (uhlie, ropa, plyn).

V strojovni tepelnej elektrárne je inštalovaný kotol s vodou.

Pri spaľovaní paliva sa voda v kotli zohreje na niekoľko stoviek stupňov a mení sa na paru.

Para pod tlakom otáča lopatky turbíny, turbína zase otáča generátor.

Generátor vyrába elektrickú energiu.

Elektrický prúd vstupuje do elektrických sietí a cez ne ide do tovární, škôl, domovov, nemocníc.

Prenos elektriny z elektrární cez elektrické vedenie sa uskutočňuje pri napätiach 110-500 kilovoltov, čo je výrazne vyššie ako napätie generátorov.

Zvýšenie napätia je nevyhnutné pre prenos elektriny na veľké vzdialenosti.

Potom je potrebné zvrátiť pokles napätia na úroveň vhodnú pre spotrebiteľa.

Konverzia napätia sa vyskytuje v elektrických rozvodniach pomocou transformátorov.

A teplo vo forme teplej vody prichádza z kogenerácie cez rozvody vykurovania.

chladiaca veža- zariadenie na chladenie vody v elektrárni s atmosférickým vzduchom.

Parný kotol- uzavretá jednotka na výrobu pary v elektrárni ohrevom vody. Ohrev vody sa vykonáva spaľovaním paliva.

elektrické vedenie- elektrické vedenie. Určené na prenos elektrickej energie. Existujú nadzemné elektrické vedenia (drôty natiahnuté nad zemou) a podzemné (napájacie káble).

Obr.11 - Schematické diagramy TPP (a) a CHP (b) Obr.

V súčasnosti sa na TE a CHPP dostávajú do distribúcie popri parných turbínach (STU) aj paroplynové elektrárne (CCGT) pracujúce podľa kombinovanej schémy.

V prvom stupni CCGT s plynovou turbínou sa ako primárny zdroj energie a pracovnej tekutiny využíva zemný plyn a sekundárnou pracovnou tekutinou sú produkty spaľovania. V druhom stupni slúžia ako zdroj energie výfukové plyny turbíny a pracovnou kvapalinou je s ich pomocou para vznikajúca v parogenerátore.

Jadrové elektrárne.

Takéto elektrárne fungujú na rovnakom princípe ako tepelné elektrárne, ale na výrobu pary využívajú energiu z rádioaktívneho rozpadu. Ako palivo sa používa obohatená uránová ruda.

Ryža. 12. Schéma jadrovej elektrárne.

V porovnaní s tepelnými a vodnými elektrárňami majú jadrové elektrárne vážne výhody: vyžadujú malé množstvo paliva, nenarúšajú hydrologický režim riek a nevypúšťajú do atmosféry znečisťujúce plyny. Hlavným procesom prebiehajúcim v jadrovej elektrárni je riadené štiepenie uránu-235, pri ktorom sa uvoľňuje veľké množstvo tepla. Hlavnou časťou jadrovej elektrárne je jadrový reaktor, ktorého úlohou je udržiavať nepretržitú štiepnu reakciu.

Jadrové palivo – ruda s obsahom 3 % uránu 235; plní dlhé oceľové rúry - palivové články (TVEL). Ak je veľa palivových tyčí umiestnených blízko seba, začne sa štiepna reakcia. Na riadenie reakcie sú medzi palivové tyče vložené riadiace tyče; ich stláčaním a zatláčaním môžete ovládať intenzitu rozpadu uránu-235. Komplex pevných palivových tyčí a pohyblivých regulátorov je jadrový reaktor. Teplo generované reaktorom sa používa na varenie vody a výrobu pary, ktorá poháňa turbínu jadrovej elektrárne na výrobu elektriny.

33. Premena slnečnej energie na teplo a elektrinu. Veterná energia a vodná energia.

Hlavné využitie slnečnej energie je zásobovanie teplom. Na priamu premenu slnečnej energie na tepelnú energiu boli vyvinuté solárne vykurovacie zariadenia (STO), ktoré sa v praxi široko používajú na rôzne účely (zásobovanie teplou vodou, vykurovanie a klimatizácia v obytných, verejných, kúpeľných budovách, ohrev vody v bazénoch bazény a rôzne poľnohospodárske výrobné procesy).

Podľa meteorológov v Bieloruskej republike je 150 dní v roku zamračených, 185 dní polooblačno a 30 dní jasno a celkový počet hodín slnečného svitu v Bielorusku dosahuje 1200 hodín na severe krajiny a 1300 na juhu. .

solárna elektráreň je štruktúra pozostávajúca z mnohých slnečných kolektorov orientovaných smerom k Slnku. Každý kolektor prenáša slnečnú energiu na teplonosnú kvapalinu, ktorá sa po premene na paru zhromažďuje zo všetkých kolektorov v centrálnej elektrárni a privádza sa do turbíny generátora.

Obrázok 13 - Poradie solárnych prijímačov

vo vzostupnom poradí podľa ich efektívnosti a nákladov

Hlavný prvok solárneho vykurovacieho systému je prijímač, v ktorom dochádza k absorpcii slnečného žiarenia a prenosu energie do kvapaliny. Obrázok 13 je schematické znázornenie rôznych možností pre prijímače solárnej energie. Prevádzkové skúsenosti týchto zariadení ukazujú, že v solárnych systémoch zásobovania teplou vodou je možné nahradiť 40 – 60 % ročnej potreby organického paliva v závislosti od oblasti umiestnenia, keď sa voda ohrieva na 40 ... 60 ° C. .

a) otvorená nádrž na povrchu zeme; b) otvorená nádrž, tepelne izolovaná od zeme; c) čierny zásobník; d) čierna nádrž s tepelne izolovaným dnom; e) uzavreté čierne ohrievače,

f) kovové prietokové ohrievače so skleneným krytom;

g) kovové prietokové ohrievače s dvoma sklenenými krytmi; h) rovnaké, so selektívnym povrchom; i) to isté, s vákuom.

Ohrievač vzduchu je prijímač, ktorý má porézny alebo drsný čierny absorbujúci povrch, ktorý ohrieva prichádzajúci vzduch, ktorý sa potom dodáva spotrebiteľovi.

Solárny kolektor obsahuje prijímač absorbuje slnečné žiarenie a koncentrátor, čo je optický systém, ktorý zbiera slnečné žiarenie a smeruje ho do prijímača. Koncentrátor je najčastejšie parabolické zrkadlo s prijímačom žiarenia v ohnisku. Neustále sa otáča a poskytuje orientáciu na Slnko.

Fotoelektrické konvertory sú zariadenia, ktorých činnosť je založená na využití fotoelektrického javu, v dôsledku ktorého pri osvetlení látky svetlom unikajú elektróny z kovov (fotoelektrická emisia alebo vonkajší fotoelektrický jav), náboje sa pohybujú cez rozhranie polovodičov. s rôznymi typmi vodivosti (ventilový fotoelektrický efekt) a zmenou elektrickej vodivosti (fotovodivosť). Metódy fotoelektrickej premeny slnečnej energie na elektrickú energiu sa používajú na napájanie spotrebiteľov v širokom rozsahu kapacít: od minigenerátorov pre hodinky a kalkulačky s výkonom niekoľkých wattov až po centrálne elektrárne s výkonom niekoľkých megawattov.

Sila vetra je oblasť techniky, ktorá využíva na výrobu energie veternú energiu a zariadenia premieňajúce veternú energiu na užitočnú mechanickú, elektrickú alebo tepelnú formu energie tzv. veterné turbíny(veterná turbína), príp veterné turbíny a sú autonómne

Veterná energia sa po stáročia využíva v mechanických aplikáciách, ako sú mlyny a vodné čerpadlá. Po prudkom skoku cien ropy v roku 1973 sa záujem o takéto zariadenia dramaticky zvýšil. Väčšina existujúcich inštalácií bola postavená koncom 70-tych – začiatkom 80-tych rokov na modernej technickej úrovni so širokým využitím najnovších výdobytkov v aerodynamike, mechanike, mikroelektronike na ich riadenie a riadenie. Veterné turbíny s výkonom od niekoľkých kilowattov po niekoľko megawattov sa vyrábajú v Európe, USA a iných častiach sveta. Väčšina z týchto zariadení sa používa na výrobu elektriny, a to ako v jedinom energetickom systéme, tak aj v autonómnych režimoch.

Jednou z hlavných podmienok pri návrhu veterných turbín je zabezpečiť ich ochranu pred zničením veľmi silnými náhodnými poryvmi vetra. V každej lokalite sa v priemere raz za 50 rokov vyskytnú vetry s rýchlosťou 5-10-krát vyššou ako je priemer, takže veterné turbíny musia byť projektované s veľkou rezervou bezpečnosti. Maximálny návrhový výkon veternej turbíny je určený pre určitú štandardnú rýchlosť vetra, zvyčajne sa berie 12 m/s.

Veterná elektráreň sa skladá z veterného kolesa, generátora elektrického prúdu, konštrukcie na inštaláciu veterného kolesa v určitej výške od zeme, riadiaceho systému pre parametre vyrobenej elektriny v závislosti od zmien sily vetra a rýchlosti kolesa. .

Veterné turbíny sú klasifikované podľa dvoch hlavných znakov: geometria veterného kolesa a jeho poloha vzhľadom na smer vetra. Ak je os otáčania veterného kolesa rovnobežná s prúdom vzduchu, potom sa inštalácia nazýva horizontálna-axiálna, ak je kolmá-vertikálna-axiálna.

Princíp činnosti veternej elektrárne je nasledovný. Veterné koleso, ktoré preberá energiu vetra, sa otáča cez dvojicu kužeľových ozubených kolies a pomocou dlhého vertikálneho hriadeľa prenáša svoju energiu na spodný horizontálny prevodový hriadeľ a potom cez druhý pár kužeľových kolies a remeňový pohon. - na elektrický generátor alebo iný mechanizmus.

Keďže obdobia pokoja sú nevyhnutné, aby sa predišlo prerušeniam dodávky energie, veterné turbíny musia mať akumulátory elektrickej energie alebo musia byť v prípade pokoja paralelné s elektrárňami iných typov.

Energetický program Bieloruskej republiky do roku 2010 počíta s využitím zdrojov veternej energie na najbližšie obdobie ako hlavné smery využitia zdrojov veternej energie na pohon čerpacích jednotiek a ako zdroje energie pre elektromotory. Tieto oblasti použitia sa vyznačujú minimálnymi požiadavkami na kvalitu elektrickej energie, čo umožňuje výrazne zjednodušiť a zlacniť veterné turbíny. Perspektívne je najmä ich využitie v kombinácii s malými vodnými elektrárňami na čerpanie vody. Využitie veterných elektrární na zdvíhanie vody, elektrický ohrev vody a napájanie autonómnych spotrebiteľov má do roku 2010 dosiahnuť 15 MW inštalovaného výkonu, čo ušetrí 9 tisíc ton ekvivalentu paliva ročne.

Vodná elektráreň.

Vodná energia predstavuje oblasť vedy a techniky podľa využitia energia pohybujúca sa voda(zvyčajne rieky) na výrobu elektrickej a niekedy aj mechanickej energie. Ide o najrozvinutejšiu oblasť energetiky na obnoviteľných zdrojoch.

Vodná elektráreň je komplex rôznych stavieb a zariadení, ktorých využitie umožňuje premieňať vodnú energiu na elektrickú energiu. Hydraulické konštrukcie zabezpečujú potrebnú koncentráciu prietoku vody a ďalšie procesy sa vykonávajú pomocou vhodných zariadení.

Vodné elektrárne sú postavené na riekach, budujú priehrady a nádrže.

Vo vodnej elektrárni sa kinetická energia padajúcej vody využíva na výrobu elektriny. Turbína a generátor premieňajú vodnú energiu na mechanickú energiu a následne na elektrickú energiu. Turbíny a generátory sú inštalované buď v samotnej priehrade alebo vedľa nej.

Ryža. 14. Schéma vodnej elektrárne.

Elena Panová

Detská výskumná práca

Energia v prírode a vo mne

GBOU stredná škola s. Bohatý spoločný podnik MATERSKÁ ŠKOLA"harmanček"

Dozorca: Panova Elena Viktorovna, učiteľka

GBOU stredná škola s. Bohatý spoločný podnik MATERSKÁ ŠKOLA"harmanček"

1. Úvod ---

2. Čo je energie? ---

3. Pohľady energia ---

4. Praktické Práca ---

5. Kam to ide energie? ---

6. Záver ---

Aplikácie ---

Bibliografia ---

1. Úvod.

Veľa dospelých hovorí o ja: "Ktoré energický chlapec. Koľko máš energie? Je to dobré alebo zlé? Vo všeobecnosti, čo je energie? Odkiaľ prišla? A prečo je vo mne?

Toto musím zistiť vo svojom výskumná práca.

Cieľ výskumu: Rozšírte vedomosti o energie.

Úlohy: Preskúmajte druhy energie v prírode.

Zistite, aké typy energia je vo mne.

Objekt výskumu: energie v prírode.

Predmet výskumu: energiu vo mne.

Hypotéza: môj známy s energia mi pomôže spoznať energie, aké druhy človek má energiu. A ja odpoviem otázka: „Je dobré byť energický chlapec?»

Relevantnosť: podľa S. I. Ozhegova „... energie je mierou pohybu a schopnosti produkovať práca». Práca a pohyb je základom moderného života.

2. Čo je energie?

Akékoľvek telo potrebuje, aby mohlo rásť, pohybovať sa, spaľovať alebo robiť čokoľvek energie. Čo je energie?

Slovník S. I. Ožegova hovorí o nasledovanie energie:

1. Jednou z hlavných vlastností hmoty je miera jej pohybu, ako aj schopnosť produkovať práca.

2. Rozhodnosť a vytrvalosť v konaní (zobrať od energiu na niečo) .

takže, energie je schopnosť pohybovať sa a produkovať práca.

zdrojom takmer všetkých energie na zemi je slnko. Slnečné teplo ohrieva zem, moria a vzduch. Tiež vytvára vetry, vlny. Energia, obsiahnutý v potravinách, vytvára aj Slnko, keďže rastliny pohlcujú slnečné svetlo. Energia, obsiahnutý v mäse, vzniká z rastlín, ktoré jedia zvieratá. uhlie, ropa, prirodzené plyn vznikol pred mnohými miliónmi rokov zo zvyškov zvierat. A energie za svoj vznik vďačí chemikálii energie nahromadené týmito rastlinami a živočíchmi.

3. Pohľady energie.

To som zistil prírody existuje veľa rôznych typov energie:

tepelný.

Je posadnutý zahrievanými látkami. Termálne energie sa môže šíriť z jedného miesta na druhé.

chemický.

Nachádza sa v potravinách, palivách (ropa, uhlie, zemný plyn, v chemikáliách.

potenciál.

Toto je zásoba interných energie. Potenciál má napríklad stlačená pružina energie. Ak ju necháš ísť, tak je to skryté energia sa uvoľní.

elektrický.

Pohybuje sa pozdĺž elektrických vodičov.

svetlo.

Je to zvláštny druh energie pohybujúce sa v priamom smere obrovskou rýchlosťou. Nič na svete sa nemôže pohybovať rýchlejšie ako svetlo.

zvuk.

Šíri sa vo forme vĺn nazývaných zvukové vlny.

Používa sa v jadrových elektrárňach na výrobu elektriny.

kinetická.

to pohybová energia. Všetko, čo sa pohybuje, má kinetickú energiu. energie.

4. Praktická časť.

Učenie o rozmanitosti druhov energie v prírode, Rozhodol som sa preskúmať niektoré z nich.

Štúdium 1.

Na ohni som zohriala hrniec s vodou. Ako voda vrela, zistil som, že sa ohrieva aj okolitý vzduch. Toto je termika energie, presunula sa z hrnca s vodou do vzduchu.

Keď bežím, je mi horúco, som veľmi smädný. Takže mám teplo energie.

Štúdium 2.

Pri skúmaní žiarovky som videl závit. Potom som zapol žiarovku, vlákno sa okamžite rozžiarilo a svetlo zaplnilo celú miestnosť. Toto vlákno žiarovky rozvádza svetlo energie. Dotkol som sa žiarovky, zohriala sa - zohrievala sa závitom, lebo svetlo energie vyžarujú veľmi horúce telá. Škoda, že nemám svetlo energie.

Štúdium 3.

Zazvonil telefón, priložil som si slúchadlo k uchu a počul som mamkin hlas. Je to zvuk energie. Zvukové vlny, ktoré prechádzajú vzduchom, spôsobujú jeho osciláciu a vytvárajú zvuky.

Rozhodol som sa otestovať sám seba. Položil si ruku na hrdlo a vydal zvuk, okamžite pocítil vibrácie. sú zvukové vlny. Takže môžem šíriť zvuk energie.

Štúdium 4.

V našom byte sú elektrické drôty, prechádza cez ne elektrický prúd a vyrába elektrické spotrebiče práca. Elektrický prúd je trochu podobný rieke, v rieke tečie len voda a cez drôty prúdia malé, veľmi malé častice-elektróny. Máme veľa pomocných zariadení, ale treba ich používať správne! Poznám tú elektrinu, s ktorou práca elektrické spotrebiče sú pre človeka nebezpečné. Preto pri elektrine nie výskumu Neodvážil som sa uskutočniť. Ale existuje elektrina, ktorá nie je nebezpečná, tichá, nepostrehnuteľná. Žije všade, sama od seba a ak áno "chytiť", potom môže byť veľmi zaujímavé hrať sa s ním. Vzal som loptičku, natrel si ju na vlasy a priložil ju k stene tou stranou, o ktorú som sa trel. Tu lopta visela. Stalo sa to kvôli skutočnosti, že elektrina žije v našich vlasoch a ja "chytený" keď sa lopta začala trieť o vlasy. Zelektrizoval, takže ho to ťahalo k stene.

To znamená, že elektrina žije vo vlasoch.

Štúdium 5.

Dozvedel som sa, že rastliny absorbujú slnečné svetlo a premieňajú ho na chemikálie energie, ktorý je zachovaný v stonkách a listoch. Energia, obsahujúci v mäse, vzniká z rastlín, ktoré jedia zvieratá.

Jeme zeleninu, ovocie, chlieb, mäso. To znamená, že spolu s jedlom získavame chemické látky energie ktorý nám pomáha behať, chodiť, dýchať, žiť.

Štúdium 6.

Všetko, čo sa pohybuje, má kinetickú energiu. energie. Zobral som dve gule rôznej hmotnosti a nechal som ich klesnúť po naklonenej doske.

Lopta, ktorá bola ľahšia, nedokázala preraziť rám a lopta, ktorá bola ťažšia, ľahko prerazila rám. To naznačuje, že pohybujúce sa telesá majú kinetické vlastnosti energie a čím je telo ťažšie, tým rýchlejšie sa pohybuje a nesie väčšiu zásobu kinetiky energie.

Takže pri akomkoľvek pohybe mám aj kinetický energie. Ako starnem, unesiem toho viac pohybová energia.

5. Kam to ide energie?

Z dirigovaných výskum, ktorý som sa naučil, ktorý je hlavným zdrojom energia je slnko. Ale kam to speje energie? Urobím niekoľko postrehov.

Pozorovanie 1.

Pozorujem mačku. Pri jedení mačka získava chemikáliu energie. Keď mačka skočí, je to chemická látka energie prechádza do kinetiky. Akýkoľvek pohyb vytvára teplo. energie. Ukazuje sa, že chemikália energie zmenila na kinetickú a tepelnú.

Pozorovanie 2.

Pri sledovaní ohňostroja som si uvedomil, že chemikália energie, ktorá sa v nej nachádza, sa počas výbuchu zmenila na kinetickú, zvukovú, tepelnú a svetelnú.

Znamená to, že energie Nikde nezaniká a nevzniká z ničoho, neustále prechádza z jednej formy do druhej.

6. Záver.

Moje zoznámenie sa s rôznymi typmi energia mi pomohla spoznať odkiaľ pochádza a kam ide energie, aké druhy človek má energiu.

Nie je to náhoda, že hovoria «… energia je život» . Takže to nie je také zlé, že som veľmi energický chlapec. Toto budem v živote potrebovať.

Bibliografia.

1. Dawswell Paul. Neznáme o známom. - M.: ROSMEN, 2001

2. Ozhegov S. I. Slovník ruského jazyka. - M.: ruský jazyk. 1999, s. 911

3. Internet. webové stránky "Nápady pre teba"

4. Internet. Stránka „Chytrý a šikovný, prvák, štúdium - kto vysvetlí?»

5. Encyklopédia "Neznáme blízko"- M.: ROSMEN, 2001

6. Encyklopédia "Otváram svet"- M.: ASTEL, 2002