Yashindan qanday energiya olish mumkin. Muqobil energiya manbalari

Momaqaldiroqli bulutlardan energiya ishlatgan birinchi kompaniyalardan biri Amerikaning Alternative Energy Holdings kompaniyasi bo'ldi. U momaqaldiroq bulutlarining elektr zaryadidan kelib chiqadigan bo'sh energiyani yig'ish va qayta ishlash orqali foydalanish usulini taklif qildi. Eksperimental o'rnatish 2007 yilda ishga tushirilgan va "chaqmoq kollektori" deb nomlangan. Momaqaldiroq hodisalari bo'yicha ishlanmalar va tadqiqotlar Amerika kompaniyasi elektr energiyasi manbai sifatida foydalanishni taklif qilgan katta energiya to'planishini o'z ichiga oladi.

Chaqmoq elektr stantsiyasi

Chaqmoq elektr stansiyasi mohiyatan yashin energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan klassik elektr stantsiyasidir. Ayni paytda chaqmoq kuchi faol ravishda o'rganilmoqda va ehtimol yaqin kelajakda yashin elektr stansiyalari toza energiyaga asoslangan boshqa elektr stansiyalari qatorida katta miqdorda paydo bo'ladi.

Chaqmoq chaqmoq chaqishi manbai sifatida

Momaqaldiroq - bulutlarda ko'p miqdorda to'planadigan elektr zaryadlari. Momaqaldiroqdagi havo oqimlari tufayli ijobiy va manfiy zaryadlar to'planib, ajralib chiqadi, garchi bu mavzu bo'yicha savollar hali ham o'rganilmoqda.

Bulutlarda elektr zaryadlarining paydo bo'lishi haqidagi umumiy taxminlardan biri bu fizik jarayonning yerning doimiy elektr maydonida sodir bo'lishi bilan bog'liq bo'lib, uni M.V.Lomonosov tajribalar davomida kashf etgan.

Guruch. 3.1.

Sayyoramiz doimo manfiy zaryadga ega bo'lib, yer yuzasi yaqinidagi elektr maydon kuchi taxminan 100 V/m ni tashkil qiladi. U erning zaryadlari bilan belgilanadi va yil va kun vaqtiga bog'liq emas va er yuzidagi har qanday nuqta uchun deyarli bir xil. Erni o'rab turgan havo Yerning elektr maydoni yo'nalishi bo'yicha harakatlanadigan erkin zaryadlarga ega. Yer yuzasiga yaqin havoning har bir kub santimetrida taxminan 600 juft musbat va manfiy zaryadlangan zarrachalar mavjud. Yer yuzasidan uzoqlashgan sari havodagi zaryadlangan zarrachalar zichligi ortadi. Er yaqinidagi havoning o'tkazuvchanligi past, lekin yer yuzasidan 80 km masofada u 3 milliard marta oshadi va toza suvning o'tkazuvchanligiga etadi.

Shunday qilib, Yerni atrofdagi atmosferaga ega bo'lgan, elektr xususiyatlariga ko'ra, plitalari Yer va Yer yuzasidan 80 km masofada joylashgan havo o'tkazuvchi qatlami bo'lgan ulkan o'lchamdagi sferik kondansatör sifatida ifodalanishi mumkin. . Ushbu plitalar orasidagi izolyatsiya qatlami 80 km qalinlikdagi havoning past elektr o'tkazuvchan qatlamidir. Bunday kondansatkichning plitalari o'rtasida kuchlanish taxminan 200 kV ni tashkil qiladi va bu kuchlanish ta'sirida o'tadigan oqim 1,4 kA ni tashkil qiladi. Kondensator quvvati taxminan 300 MVtni tashkil qiladi. Ushbu kondensatorning elektr maydonida momaqaldiroq bulutlari paydo bo'ladi va momaqaldiroq hodisalari Yer yuzasidan 1 dan 8 km gacha bo'lgan masofada sodir bo'ladi.

Chaqmoq, elektr zaryadlarining tashuvchisi sifatida, boshqa AES bilan solishtirganda elektr energiyasiga eng yaqin manba hisoblanadi. Bulutlarda to'plangan zaryad Yer yuzasiga nisbatan bir necha million volt potentsialga ega. Chaqmoq oqimining yo'nalishi erdan bulutga, bulutning manfiy zaryadi bilan (90% hollarda) yoki bulutdan erga (10% hollarda) bo'lishi mumkin. Chaqmoq razryadlarining davomiyligi o‘rtacha 0,2 s, kamdan-kam hollarda 1...1,5 s gacha, impulsning oldingi chetining davomiyligi 3 dan 20 mks gacha, tok kuchi bir necha ming amper, 100 kA gacha, kanaldagi harorat 20 000 C ga etadi, kuchli magnit maydon va radio to'lqinlar paydo bo'ladi. Chaqmoq chang bo'ronlari, bo'ronlar va vulqon otilishi paytida ham paydo bo'lishi mumkin.

muqobil energiya chaqmoq elektr stantsiyasi

Chaqmoq elektr stansiyasining ishlash printsipi

Boshqa elektr stantsiyalari bilan bir xil jarayonga asoslangan: manba energiyasini elektr energiyasiga aylantirish. Asosan, chaqmoq bir xil elektrni o'z ichiga oladi, ya'ni hech narsani aylantirish kerak emas. Biroq, "standart" chaqmoq oqimining yuqoridagi parametrlari shunchalik kattaki, agar bu elektr tarmoqqa kirsa, barcha jihozlar bir necha soniya ichida yonib ketadi. Shuning uchun tizimga kuchli kondansatörler, transformatorlar va har xil turdagi konvertorlar kiritilib, bu energiyani elektr tarmoqlari va uskunalarida foydalanishning zarur shartlariga moslashtiradi.

Chaqmoq elektr stantsiyasining afzalliklari va kamchiliklari

Chaqmoq elektr stantsiyalarining afzalliklari:

Er-ionosfera superkondensatori qayta tiklanadigan energiya manbalari - quyosh va er qobig'ining radioaktiv elementlari yordamida doimiy ravishda zaryadlanadi.

Chaqmoq elektr stansiyasi atrof-muhitga hech qanday ifloslantiruvchi moddalar chiqarmaydi.

Chaqmoq stansiyalarining jihozlari hayratlanarli emas. Balonlar yalang'och ko'z bilan ko'rish uchun juda baland. Buning uchun sizga teleskop yoki durbin kerak bo'ladi.

Yashin elektr stansiyasi to'plar havoda saqlansa, uzluksiz energiya ishlab chiqarishga qodir.

Chaqmoq elektr stantsiyalarining kamchiliklari:

Quyosh yoki shamol energiyasi kabi chaqmoq elektr energiyasini saqlash qiyin.

Chaqmoq elektr stantsiyalari tizimlarida yuqori kuchlanish operatsion xodimlar uchun xavfli bo'lishi mumkin.

Atmosferadan olinadigan elektr energiyasining umumiy miqdori cheklangan.

Eng yaxshi holatda, chaqmoq energiyasi boshqa energiya manbalariga ozgina qo'shimcha bo'lib xizmat qilishi mumkin.

Shunday qilib, chaqmoq energiyasi hozirda juda ishonchsiz va himoyasiz. Biroq, bu AESga o'tish foydasiga uning ahamiyatini kamaytirmaydi. Sayyoramizning ba'zi hududlari qulay sharoitlar bilan to'yingan, bu momaqaldiroq hodisalarini sezilarli darajada o'rganish va ulardan zarur elektr energiyasini olish imkonini beradi.

Bugungi kunda butun dunyo elektr energiyasi bilan ko'mir va gaz (qazib olinadigan yoqilg'i) yoqish, suv oqimlaridan foydalanish va yadroviy reaktsiyalarni boshqarish orqali ta'minlanadi. Ushbu yondashuvlar juda samarali, ammo kelajakda biz muqobil energiya kabi yo'nalishga murojaat qilib, ulardan voz kechishimiz kerak.

Bu ehtiyojning aksariyati qazib olinadigan yoqilg'ilarning cheklanganligi bilan bog'liq. Bundan tashqari, elektr energiyasini ishlab chiqarishning an'anaviy usullari atrof-muhitni ifloslantiruvchi omillardan biridir. Shunung uchun dunyoga "sog'lom" muqobil kerak.

Biz kelajakda an'anaviy elektr stansiyalarining o'rnini bosishi mumkin bo'lgan energiya ishlab chiqarishning TOP noan'anaviy usullarini taklif qilamiz.

7-o'rin. Taqsimlangan energiya

Muqobil energiya manbalarini ko'rib chiqishdan oldin, keling, kelajakda energiya tizimining tuzilishini o'zgartirishi mumkin bo'lgan bitta qiziqarli kontseptsiyani ko'rib chiqaylik.

Bugungi kunda elektr energiyasi yirik stansiyalarda ishlab chiqariladi, tarqatish tarmoqlariga uzatiladi va xonadonlarimizga yetkaziladi. Tarqalgan yondashuv bosqichma-bosqich o'z ichiga oladi markazlashtirilgan elektr energiyasini ishlab chiqarishni rad etish. Bunga iste'molchi yoki iste'molchilar guruhiga yaqin joyda kichik energiya manbalarini qurish orqali erishish mumkin.

Quyidagilar energiya manbalari sifatida ishlatilishi mumkin:

• mikroturbinali elektr stantsiyalari;
• gaz turbinali elektr stantsiyalari;
• bug 'qozonlari;
• quyosh panellari;
• shamol turbinalari;
• issiqlik nasoslari va boshqalar.

Uy uchun bunday mini-elektr stantsiyalari umumiy tarmoqqa ulanadi. Ortiqcha energiya u erga oqadi va agar kerak bo'lsa, elektr tarmog'i quvvat etishmasligini qoplash imkoniyatiga ega bo'ladi, masalan, quyosh panellari bulutli ob-havo tufayli yomon ishlaganda.

Biroq, agar global miqyosda gapiradigan bo'lsak, bugungi kunda va yaqin kelajakda ushbu kontseptsiyani amalga oshirish dargumon. Bu, birinchi navbatda, markazlashtirilgan energiyadan taqsimlangan energiyaga o'tishning yuqori narxiga bog'liq.

6-o'rin. Chaqmoq energiyasi

Nega elektr energiyasini havodan "ushlab olish" mumkin bo'lsa? O'rtacha bir marta chaqmoq urishi 5 milliard J energiyani tashkil etadi, bu 145 litr benzinni yoqishga teng. Nazariy jihatdan, chaqmoq elektr stantsiyalari elektr energiyasining narxini sezilarli darajada kamaytiradi.

Hammasi shunday ko'rinadi: stantsiyalar momaqaldiroq faolligi yuqori bo'lgan hududlarda joylashgan bo'lib, chiqindilarni "yig'adi" va energiyani saqlaydi. Shundan so'ng, energiya tarmoqqa beriladi. Siz ulkan chaqmoqlar yordamida chaqmoqni ushlashingiz mumkin, ammo asosiy muammo - bir soniya ichida iloji boricha ko'proq chaqmoq energiyasini to'plash. Hozirgi bosqichda superkondensatorlar va kuchlanish konvertorlarisiz qilish mumkin emas, ammo kelajakda yanada nozik yondashuv paydo bo'lishi mumkin.

Agar biz "nozik havodan" elektr toki haqida gapiradigan bo'lsak, erkin energiya shakllanishi tarafdorlarini eslay olmaysiz. Misol uchun, bir vaqtning o'zida Nikola Tesla go'yoki avtomobilni boshqarish uchun efirdan elektr toki hosil qiluvchi qurilmani namoyish etdi.

5-o'rin. Qayta tiklanadigan yoqilg'ilarni yoqish

Ko'mir o'rniga elektr stantsiyalari deb ataladigan narsalarni yoqish mumkin bioyoqilg'i " Bular qayta ishlangan o'simlik va hayvonot xom ashyolari, organizmlarning chiqindilari va organik kelib chiqadigan ba'zi sanoat chiqindilari. Masalan, yoqilg'i quyish shoxobchalarida uchraydigan oddiy o'tin, yog'och chiplari va biodizel.

Energetika sohasida yog'och chiplari ko'pincha ishlatiladi. Yog'ochni kesish yoki yog'ochni qayta ishlash jarayonida yig'iladi. Maydalangandan so'ng, u yoqilg'i granulalariga bosiladi va bu shaklda issiqlik elektr stantsiyalariga yuboriladi.

2019 yilga kelib Belgiyada bioyoqilg'ida ishlaydigan eng yirik elektr stansiyasi qurilishi yakunlanishi kerak. Prognozlarga ko'ra, u 215 MVt elektr energiyasi ishlab chiqarishi kerak bo'ladi. Bu 450 ming uy uchun yetarli.

Qiziqarli fakt! Ko'pgina mamlakatlar energiya ehtiyojlari uchun eng mos keladigan "energiya o'rmonlari" - daraxtlar va butalarni etishtirish bilan shug'ullanadi.

Muqobil energiyaning bioyoqilg'i yo'nalishida rivojlanishi hali ham dargumon, chunki ko'proq istiqbolli echimlar mavjud.

4-o'rin. To'lqinli va to'lqinli elektr stantsiyalari

An'anaviy gidroelektrostantsiyalar quyidagi printsip asosida ishlaydi:

1. Suv bosimi turbinaga tushadi.
2. Turbinalar aylana boshlaydi.
3. Aylanish elektr energiyasini ishlab chiqaradigan generatorlarga uzatiladi.

GESlarni qurish issiqlik elektr stantsiyalariga qaraganda qimmatroq va faqat suv energiyasining katta zaxiralari bo'lgan joylarda mumkin. Ammo asosiy muammo - to'g'onlarni qurish zarurati tufayli ekotizimlarga zarar.

Tidal elektr stantsiyalari shunga o'xshash printsip asosida ishlaydi, lekin energiya ishlab chiqarish uchun suv toshqini va oqimidan foydalaning.

Muqobil energiyaning "suv" turlari to'lqin energiyasi kabi qiziqarli yo'nalishni o'z ichiga oladi. Uning mohiyati okean to'lqinlarining energiyasidan foydalangan holda elektr energiyasini ishlab chiqarishga to'g'ri keladi, bu to'lqin energiyasidan ancha yuqori. Bugungi kunda eng kuchli to'lqinli elektr stantsiyasi Pelamis P-750 , bu 2,25 MVt elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

To'lqinlarda tebranayotgan bu ulkan konvektorlar ("ilonlar") egilib, ichidagi gidravlik pistonlarning harakatlanishiga olib keladi. Ular neftni gidravlik dvigatellar orqali haydaydi, ular o'z navbatida elektr generatorlarini boshqaradi. Olingan elektr quvvati pastki bo'ylab yotqizilgan kabel orqali qirg'oqqa yetkaziladi. Kelgusida konvektorlar soni bir necha barobar oshiriladi va stansiya 21 MVtgacha quvvat ishlab chiqarish imkoniyatiga ega bo‘ladi.

3-o'rin. Geotermal stantsiyalar

Muqobil energiya ham geotermal yo'nalishda yaxshi rivojlangan. Geotermal stansiyalar yerning energiyasini, aniqrog‘i, yer osti manbalarining issiqlik energiyasini haqiqatda aylantirish orqali elektr energiyasi ishlab chiqaradi.

Bunday elektr stantsiyalarining bir nechta turlari mavjud, ammo barcha hollarda ular bir xil asosga ega ishlash printsipi: Yer osti manbasidan chiqqan bug 'quduq yuqoriga ko'tariladi va elektr generatoriga ulangan turbinani aylantiradi. Bugungi kunda keng tarqalgan amaliyot - suvning er osti suv omboriga katta chuqurlikka tushirilishi, u erda yuqori harorat ta'sirida bug'lanadi va bosim ostida bug 'shaklida turbinalarga kiradi.

Koʻp sonli geyzerlar va ochiq termal buloqlar boʻlgan, vulqon faolligi bilan isitiladigan hududlar geotermal energiya maqsadlari uchun eng mos keladi.

Shunday qilib, Kaliforniyada butun bir geotermal kompleks mavjud " Geyzerlar " U 955 MVt quvvatga ega 22 ta stansiyani birlashtiradi. Bu holda energiya manbai 6,4 km chuqurlikdagi 13 km diametrli magma kamerasidir.

2-o'rin. Shamol elektr stantsiyalari

Shamol energiyasi elektr energiyasini ishlab chiqarishning eng mashhur va istiqbolli manbalaridan biridir.

Shamol generatorining ishlash printsipi oddiy:

• pichoqlar shamol kuchi ta'sirida aylanadi;
• aylanish generatorga uzatiladi;
• generator o'zgaruvchan tok hosil qiladi;
• Olingan energiya odatda batareyalarda saqlanadi.

Shamol generatorining kuchi pichoqlar oralig'iga va uning balandligiga bog'liq. Shuning uchun ular ochiq joylarda, dalalarda, tepaliklarda va qirg'oq zonasida o'rnatiladi. 3 ta pichoqli va vertikal aylanish o'qi bo'lgan o'rnatishlar eng samarali ishlaydi.

Qiziqarli fakt! Shamol energiyasi aslida quyosh energiyasining bir turi. Bu shamollar yer atmosferasi va sirtining quyosh nurlari bilan notekis isishi natijasida paydo bo'lishi bilan izohlanadi.

Shamol tegirmonini yaratish uchun muhandislik bo'yicha chuqur bilim kerak emas. Shunday qilib, ko'plab hunarmandlar umumiy elektr tarmog'idan uzilib, muqobil energiyaga o'tishga muvaffaq bo'lishdi.

Vestas V-164 bugungi kunda eng kuchli shamol generatoridir. 8 MVt quvvat ishlab chiqaradi.

Sanoat miqyosida elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ko'plab shamol turbinalaridan iborat shamol elektr stantsiyalari qo'llaniladi. Eng kattasi - elektr stantsiyasi " Olta ", Kaliforniyada joylashgan. Uning quvvati 1550 MVt.

1 o'rin. Quyosh elektr stantsiyalari (SPP)

Quyosh energiyasi eng katta istiqbolga ega. Fotoelementlar yordamida quyosh nurlanishini konvertatsiya qilish texnologiyasi yildan-yilga rivojlanib, samaraliroq bo‘lib bormoqda.

Rossiyada quyosh energiyasi nisbatan kam rivojlangan. Biroq, ba'zi hududlar ushbu sohada ajoyib natijalarni ko'rsatmoqda. Masalan, Qrimni olaylik, u yerda bir nechta kuchli quyosh elektr stansiyalari ishlaydi.

Kelajakda rivojlanishi mumkin kosmik energiya. Bunda quyosh elektr stansiyalari yer yuzasida emas, balki sayyoramiz orbitasida quriladi. Ushbu yondashuvning eng muhim afzalligi shundaki, fotovoltaik panellar ko'proq quyosh nurini olish imkoniyatiga ega bo'ladi, chunki Bunga atmosfera, ob-havo va fasllar to'sqinlik qilmaydi.

Xulosa

Muqobil energiya bir nechta istiqbolli yo'nalishlarga ega. Uning bosqichma-bosqich rivojlanishi ertami-kechmi elektr energiyasini ishlab chiqarishning an'anaviy usullarini almashtirishga olib keladi. Va butun dunyo bo'ylab sanab o'tilgan texnologiyalardan faqat bittasi qo'llanilishi shart emas. Batafsil ma'lumot uchun quyidagi videoga qarang.

Odatda, odamlar muqobil energiya haqida gapirganda, ular an'anaviy ravishda qayta tiklanadigan manbalardan - quyosh nuri va shamoldan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun qurilmalarni nazarda tutadi. Bularning barchasi bilan statistik ma'lumotlar gidroelektrostantsiyalarda, dengiz va okean to'lqinlari kuchidan foydalanadigan stantsiyalarda va geotermal elektr stantsiyalarida elektr energiyasini yaratishni istisno qiladi. Garchi bu energiya manbalari ham qayta tiklanadigan energiya hisoblanadi. Lekin ular klassik bo'lib, ko'p yillar davomida sanoat miqyosida ishlatilgan.

Muqobil energiya manbai qayta tiklanadigan manba hisoblanadi, u yoqilg'i yoqilganda atmosferaga karbonat angidridni chiqaradigan, qazib olingan tabiiy gaz va ko'mirda ishlaydigan klassik energiya manbalarini almashtiradi, bu esa issiqxona effektining kuchayishiga va global miqyosda; isinish.
Muqobil energiya manbalarini izlashning asosiy sababi uni qayta tiklanadigan yoki deyarli tugamaydigan tabiiy resurslar va hodisalar energiyasidan olish zaruratidir. Boshqa narsalar qatorida, ekologik tozalik va samaradorlikni hisobga olish mumkin.

Ushbu turdagi tizimlar uchun asosiy energiya manbalari Quyosh, shamol energiyasi va tuproqning Yer yuzasidagi tabiiy holati (er osti issiqlik nasoslari uchun) hisoblanadi. Qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanib, biz atrof-muhitga va Yerdagi energiya inqiroziga sezilarli ta'sir ko'rsatamiz, shuningdek, biz an'anaviy energiya turlaridan avtonomiyaga, sezilarli xarajatlarni tejashga va kelajakka ishonchga ega bo'lamiz.

Muqobil energiya sanoati

Quyosh energiyasi

Quyosh elektr stansiyalari sayyoramizdagi eng keng tarqalganlardan biri bo‘lib, dunyoning 80 dan ortiq mamlakatlarida ishlaydi va bitmas-tuganmas energiya manbai – quyosh nuridan foydalanadi.
Elektr energiyasini ishlab chiqarish va zarur bo'lganda, turar-joy binolarini isitish va iliq suv bilan ta'minlash uchun issiqlik ishlab chiqarish jarayonida ular atrof-muhitga deyarli hech qanday zarar etkazmaydi.

Quyosh energiyasi ob-havo va kunning vaqtiga juda bog'liq: bulutli kunda va ayniqsa, tunda elektr energiyasini olish mumkin bo'lmaydi. Siz qayta zaryadlanuvchi batareyalarni sotib olishingiz kerak, bu quyosh panellarini o'rnatish narxini oshiradi, masalan, yozgi uyda va kim bir xil ishlatilgan batareyalarni yo'q qilish zarurati tufayli atrof-muhit uchun noqulay lahzalarni yaratadi.
Fotosellar va fotobatareyalar bilan bir qatorda, quyosh kollektorlari va quyosh suv isitgichlari ham isitish uchun suvni isitish uchun ham, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ham keng qo'llaniladi;
Germaniya, Yaponiya va Ispaniya quyosh energiyasini ommalashtirishda favorit hisoblanadi. Qishda ham, yozda ham quyosh deyarli porlab turadigan janubiy kuchlar bu erda ustunlikka ega ekanligi aniq.

Shamol kuchi

Shamol energiyasi qayta tiklanadigan energiya turiga kiradi, chunki u Quyosh faoliyatining natijasi hisoblanadi. Shamol energiyasi jadal rivojlanayotgan sanoat hisoblanadi. 2014 yil boshiga kelib, barcha shamol turbinalarining umumiy quvvati taxminan 320 gigavatt edi!
Shamoldan elektr energiyasi ishlab chiqarish bo‘yicha jahonda yetakchi beshlikka Xitoy, AQSh, Germaniya, Daniya va Portugaliya kiradi.
Bu erda, yana, deyarli hamma narsa ob-havo sharoitlariga bog'liq: ba'zi mamlakatlarda shamol bir lahzaga ham pasaymaydi, boshqalarida, aksincha, ko'pincha tinch.

Shamol energiyasi ham muhim afzalliklarga, ham bir xil darajada muhim kamchiliklarga ega. Quyosh panellari bilan taqqoslaganda, shamol turbinalari arzon va kunning vaqtiga bog'liq emas, shuning uchun ular ko'pincha shahar atrofidagi joylarda topiladi. Shamol generatorlari faqat bitta muhim kamchilikka ega - ular juda shovqinli. Bunday uskunani o'rnatish nafaqat qarindoshlar bilan, balki yaqin atrofdagi uylarning aholisi bilan ham kelishilgan bo'lishi kerak.

Geotermal energiya

Vulqon faolligi bo'lgan, er osti suvlari qaynash nuqtasidan yuqori qizib ketishi mumkin bo'lgan joylarda geotermal issiqlik elektr stantsiyalarini (GeoTES) qurish maqbuldir.
U isitish uchun suvni isitish uchun ham, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi. Geotermal elektr stansiyalari Markaziy Amerika, Filippin va Islandiyada elektr energiyasining katta qismini ishlab chiqaradi; Islandiya, boshqa narsalar qatorida, termal suvlar isitish uchun keng qo'llaniladigan kuchning namunasidir.

Geotermal energiyaning katta afzalligi uning virtual tugamasligi va atrof-muhit sharoitlaridan, kun va yil vaqtidan mutlaqo mustaqilligidir.
Yer chuqurligining issiqligidan foydalanishning quyidagi asosiy imkoniyatlari mavjud. Suv yoki suv va bug 'aralashmasi, ularning haroratiga qarab, issiq suv ta'minoti va isitish uchun, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun yoki bir vaqtning o'zida barcha ushbu maqsadlar uchun ishlatilishi mumkin. Elektr va issiqlik energiyasini ishlab chiqarish uchun perivolkanik mintaqaning yuqori haroratli issiqligi va quruq jinslardan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Stansiyaning dizayni geotermal energiyaning qaysi manbasidan foydalanilishiga bog'liq.
Er osti termal suvlaridan foydalanishda yuzaga keladigan asosiy muammo - bu er osti suv qatlamiga suvni (an'anaviy chiqindi suv) etkazib berishning (in'ektsiya) takrorlanadigan tsikliga ehtiyoj. Termal suvlarda turli xil zaharli metallarning ko'plab tuzlari (masalan, bor, qo'rg'oshin, rux, kadmiy, mishyak) va kimyoviy birikmalar (ammiak, gidroksibenzollar) mavjud bo'lib, bu suvlarning yer yuzasida joylashgan tabiiy suv tizimlariga oqib chiqishini oldini oladi.

Muqobil gidroenergetika

Energiya ishlab chiqarish uchun sayyoramizning suv resurslaridan nostandart foydalanish uchta turdagi elektr stantsiyalarini o'z ichiga oladi: to'lqin, suv oqimi va sharshara. Shu bilan birga, birinchilari eng istiqbolli hisoblanadi: dunyo okeanining o'rtacha to'lqin quvvati har bir metr uchun 15 kVtni tashkil qiladi va to'lqin balandligi ikki metrdan yuqori bo'lsa, eng yuqori quvvat 80 kVt / m ga yetishi mumkin. .
To'lqinli elektr stantsiyalarining asosiy xususiyati to'lqinlarning harakatini "yuqoriga va pastga" generator diskining aylanishiga aylantirish qiyinligi, ammo zamonaviy ishlanmalar asta-sekin bu muammoga yechim topmoqda.

To'lqinli elektr stantsiyalari to'lqinli elektr stantsiyalariga qaraganda sezilarli darajada kamroq quvvatga ega, ammo ular dengizning qirg'oq zonasida qurilishi ancha oson va qulayroqdir. Oy va Quyoshning tortishish kuchlari dengizdagi suv sathini kuniga ikki marta almashtiradi (farq 2 o'n metrga yetishi mumkin), bu esa elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun to'lqinlar va oqimlarning energiyasidan foydalanishga imkon beradi.

Bioyoqilg'i

Bioyoqilg'i - bu o'simlik yoki hayvonot xom ashyosi, organizmlarning chiqindilari yoki organik sanoat chiqindilaridan tayyorlangan yoqilg'i. Suyuq bioyoqilg'i (ichki yonuv dvigatellari uchun, masalan, etanol, metanol, biodizel), qattiq bioyoqilg'i (o'tin, briket, yoqilg'i granulalari, yog'och chiplari, o't, qobiq) va gazsimon (sintezlangan gaz, biogaz, vodorod) mavjud.
Suyuq, qattiq va gazsimon bioyoqilg'i nafaqat elektr energiyasining an'anaviy manbalarini, balki yoqilg'ini ham almashtirishi mumkin. Zaxiralarini tiklab bo'lmaydigan neft va tabiiy gazdan farqli o'laroq, bioyoqilg'i sintetik sharoitda ishlab chiqarilishi mumkin.

Suyuq va gazsimon bioyoqilg'i istiqbollari: biodizel, bioetanol, biogaz va sintez gazi. Ularning barchasi shakar yoki yog'larga boy o'simliklar asosida ishlab chiqariladi: shirin qamish, makkajo'xori va hatto dengiz fitoplanktoni. Oxirgi variant cheksiz imkoniyatlarga ega: sintetik sharoitda suv o'simliklarini etishtirish qiyin masala emas.

Chaqmoq energiyasi

Chaqmoq o'ta ishonchsiz energiya manbai hisoblanadi, chunki momaqaldiroq qayerda va qanchalik tez sodir bo'lishini oldindan aytib bo'lmaydi.
Chaqmoq energiyasi bilan bog'liq yana bir muammo shundaki, chaqmoq oqimi soniyaning bir qismini davom etadi va natijada uning energiyasi juda tez saqlanishi kerak. Istalgan natijaga erishish uchun massiv va qimmat kondansatörler talab qilinadi. Boshqa narsalar qatorida, ikkinchi va uchinchi oilalarning davrlari bo'lgan turli xil tebranish tizimlaridan foydalanish mumkin, bu erda yukni generatorning ichki qarshiligi bilan moslashtirish mumkin.

Chaqmoq murakkab elektr jarayoni hisoblanib, bir necha turlarga bo'linadi: salbiy - bulutning pastki qismida to'planishi va ijobiy - bulutning yuqori qismida to'planishi. Buni chaqmoq qabul qiluvchilarni ishlab chiqishda ham hisobga olish kerak.
Olimlarning fikriga ko'ra, bitta kuchli momaqaldiroq AQSh aholisining o'rtacha 20 daqiqada iste'mol qiladigan energiya miqdorini ajratib turadi.

Vodorod energiyasi

Vodoroddan odamlar, yo'l-transport infratuzilmasi va turli ishlab chiqarish sohalari tomonidan energiyani to'plash, tashish va iste'mol qilish vositasi sifatida foydalanishga asoslangan muqobil energiya turi. Vodorod bir sababga ko'ra tanlangan va u yer yuzasida va kosmosda eng keng tarqalgan element bo'lganligi sababli, vodorodning yonish issiqligi yuqori bo'ladi va kislorodda yonish mahsuloti suvdir (u yana suvga kiritiladi). vodorod energiyasining aylanishi).

Bugungi kunda vodorod ishlab chiqarish uni ishlatishdan olinadiganidan ko'ra ko'proq energiya talab qiladi, shuning uchun uni energiya manbai deb hisoblash mumkin emas. Bu faqat energiyani saqlash va etkazib berish vositasi deb hisoblanadi.
Ammo vodorodni ommaviy ishlab chiqarish xavfi ham mavjud, agar vodorod silindrdan yoki boshqa saqlash tanklaridan oqib chiqsa, u havodan engilroq bo'lsa, u Yer atmosferasini qaytarib bo'lmaydigan darajada tark etadi, bu esa texnologiyadan ommaviy foydalanish bilan olib kelishi mumkin. Agar vodorod suvni elektroliz qilish natijasida hosil bo'lsa, global suv yo'qotilishi.

Kosmik energiya

U Yer orbitasida yoki Oyda joylashgan elektr stansiyalaridan elektr energiyasi ishlab chiqarish uchun quyosh energiyasidan foydalanishni nazarda tutadi, undan elektr energiyasi Yerga mikroto'lqinli nurlanish shaklida uzatiladi. Global isishga hissa qo'shishi mumkin. Hali ham qo'llanilmagan.

2012 yil holatiga ko'ra, muqobil energiya (gidroenergetikani hisobga olmaganda) insoniyat tomonidan iste'mol qilinadigan barcha energiyaning 5,1% ni tashkil qiladi.

1

Momaqaldiroq energiyasi - bu yashin energiyasini elektr tarmoqlariga ushlash va qayta yo'naltirish orqali energiya olinadigan usul. Ushbu turdagi energiya qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanadi. Chaqmoq - atmosferada paydo bo'ladigan katta elektr uchqunidir. Tadqiqotchilarning baholariga asoslanib, har soniyada oʻrtacha 100 ta chaqmoq urishi aniqlangan. Barcha chaqmoqlarning chorak qismi yerga tushadi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, qoida tariqasida, chaqmoqning o'rtacha uzunligi taxminan 2,5 km ni tashkil qiladi, ular 20 km gacha bo'lgan masofalarga tarqalishi mumkin; Agar siz chaqmoqni shaxsiy hodisa deb hisoblaydigan chaqmoq stansiyasini o'rnatsangiz, iste'molchilar foydalanadigan katta miqdorda energiya olish imkoniyati mavjud.

chaqmoq energiyasi

muqobil energiya manbalari

elektr energiyasi

1. Lvovich I.Ya. Muqobil energiya manbalari& / I.Ya. Lvovich, S.N. Moxnenko, A.P. Preobrazhenskiy // Voronej davlat texnika universitetining axborotnomasi. 2011. T. 7. No 2. B. 50-52.

2. Lvovich I.Ya. Muqobil energiya manbalari& / I.Ya. Lvovich, S.N. Moxnenko, A.P. Preobrazhenskiy // Bosh mexanik. 2011. No 12. 45-48-betlar.

3. Moxnenko S.N. Muqobil energiya manbalari& / S.N. Moxnenko, A.P. Preobrazhenskiy // Ilmiy kashfiyotlar dunyosida. 2010 yil. № 6-1. 153-156-betlar.

4. Oleynik D.Yu. Zamonaviy muqobil energiya masalalari / D.Yu.Oleynik, K.V. Kaydakova, A.P. Preobrazhenskiy // Voronej yuqori texnologiyalar institutining axborotnomasi. 2012. No 9. 46-48-betlar.

5. Boluchevskaya O.A. Zamonaviy ekologik xavfsizlik masalalari / O.A. Boluchevskaya, V.N. Filipova // Ijtimoiy muammolarni zamonaviy tadqiqotlar. 2011. T. 5. No 1. B. 147-148.

6. Preobrazhenskiy A.P. Muqobil energiya manbalari tizimini tahlil qilishda ko'p mezonli yondashuvdan foydalanish / A.P. Preobrazhenskiy // Modellashtirish, optimallashtirish va axborot texnologiyalari. 2017 yil. No 2(17). P. 11.

7. Shishkina Yu.M. Davlat boshqaruvi masalalari / Yu.M. Shishkina, O.A. Boluchevskaya // Ijtimoiy muammolarni zamonaviy tadqiqotlar. 2011. T. 6. No 2. B. 241-242.

8. Nechaeva A.I. Atrof-muhitning ifloslanish darajasini baholash uchun quyi tizimni qurish to'g'risida / A.I. Nechaeva& // Xalqaro talabalar ilmiy byulleteni. 2016 yil. 3-2-son. P. 231.

9. Shcherbatyx S.S. Atrof-muhitni baholash quyi tizimini qurish to'g'risida / S.S. Shcherbatyx // Xalqaro talabalar ilmiy byulleteni. 2016 yil. 3-2-son. 240-241-betlar.

10. Yakimenko A.I. Zamonaviy energiya manbalarini qo'llash / A.I. Yakimenko& // Xalqaro talabalar ilmiy byulleteni. 2016 yil. 3-2-son. 242-bet.

Insoniyat doimiy ravishda energiya iste'moliga muhtoj - buni qadim zamonlardan beri kuzatish mumkin. Energiyaning mavjudligi nafaqat murakkab mavjud jamiyatning normal ishlashi uchun, balki har qanday inson organizmlari orasida jismoniy mavjudligini ta'minlash uchun ham zarurdir.

Agar insoniyat jamiyatidagi rivojlanish xususiyatlarini tahlil qiladigan bo'lsak, ular asosan energiyani qazib olish va ishlatish bilan belgilanadiganligiga ishonch hosil qilishimiz mumkin. Turli xil texnik yangiliklarni joriy qilish yo'lida energiya salohiyatining katta ta'sirini kuzatish mumkin, biz yerning energiya resurslaridan foydalanmasdan sanoat, fan va madaniyatning rivojlanish imkoniyatlarini amalga oshirishni tasavvur qilishimiz qiyin. Energiyadan foydalanishga asoslanib, insoniyat tobora ko'proq qulay yashash sharoitlarini yaratish imkoniyatiga ega bo'lib, u bilan tabiat o'rtasidagi tafovut keskin ortib bormoqda.

Shuni ta'kidlash mumkinki, energiya ishlab chiqarish bilan bog'liq turli usullarni ishlab chiqish bilan bog'liq jarayonlar qadimgi davrlarda paydo bo'lgan, hatto o'sha paytda ham odamlar olov yoqishni o'rganishga muvaffaq bo'lishgan va mavjud sharoitlarda murakkab shahar tizimlarida yoqilg'ining harakati mavjud. .

Tabiiy yoqilg‘i resurslari (neft, gaz va boshqalar)ning vaqt o‘tishi bilan tugashi ehtimoli mavjudligidan kelib chiqib, muqobil energiya manbalarini izlash ishlari olib borilmoqda. Ularga asoslanib, chaqmoq energiyasining imkoniyatlarini qayd etish mumkin.

Chaqmoq energiyasi - bu chaqmoq energiyasini qayd etish va elektr tarmoqlariga yo'naltirish asosida energiya olish imkonini beruvchi usul. Ushbu turdagi energiya qayta tiklanadigan energiya manbasiga asoslangan. Chaqmoq - atmosferada paydo bo'ladigan katta elektr uchqunidir. Ko'pincha, u momaqaldiroq paytida kuzatilishi mumkin. Chaqmoqni yorqin yorug'lik chaqnashi sifatida ko'rish mumkin va momaqaldiroq chaqmoqlari bilan birga keladi. Qizig'i shundaki, chaqmoqni boshqa sayyoralarda: Yupiter, Venera, Saturn va boshqalarda kuzatish mumkin. Chaqmoqning zaryadsizlanishi paytidagi oqim qiymati bir necha o'nlab va hatto yuz minglab amperlarga, kuchlanish qiymati esa millionlab voltlarga yetishi mumkin. .

Yashinning elektr tabiati bo'yicha tadqiqotlar amerikalik fizik B. Franklinning ishlanmalari asosida amalga oshirildi, momaqaldiroqli bulutlardan elektr energiyasini olish bo'yicha tajribalar o'tkazildi; Franklin 1750 yilda momaqaldiroq paytida uchadigan uçurtmalar yordamida tajribalar tasvirlangan asarini nashr etdi.

Mixail Lomonosov birinchi gipotezaning muallifi hisoblanadi, uning doirasida momaqaldiroqli bulutlarda elektrlanish hodisasi tushuntirilgan. Bir necha o'nlab kilometr balandlikda atmosferaning o'tkazuvchan qatlamlari 20-asrda topilgan; Tadqiqotning turli usullarini jalb qilish asosida bu kosmosga ham tegishli, atmosferaning turli xususiyatlarini o'rganish imkoniyatlari paydo bo'ldi.

Atmosfera elektr energiyasini atmosfera hududida sodir bo'ladigan turli xil elektr hodisalari deb hisoblash mumkin. Atmosfera elektr energiyasini tadqiq qilishda atmosferadagi elektr maydoni, uning ionlanish xususiyatlari o'rganiladi, elektr toklarining xususiyatlari va boshqa xususiyatlari ko'rib chiqiladi. Mahalliy meteorologik omillar ta'sirida atmosfera elektr energiyasining turli ko'rinishlari mavjud. Atmosfera elektr energiyasi sohasida ham troposfera mintaqasida, ham stratosfera mintaqasida ko'plab jarayonlar kuzatiladi.

Atmosfera elektr energiyasi bilan bog'liq nazariyalarni ishlab chiqish tadqiqotchilar C. Wilson va Ya.I. Frenkel. Uilson nazariyasiga asoslanib, kondensatorni ajratib olish mumkin, uning plitalari Yer va ionosferani ifodalaydi va ular momaqaldiroq bulutlari tomonidan zaryadlanadi. Atmosferadagi elektr maydoni kondansatör plitalari o'rtasida yuzaga keladigan potentsial farq mavjudligi sababli paydo bo'ladi. Frenkel nazariyasiga asoslanib, troposfera mintaqasida yuzaga keladigan elektr hodisalari asosida atmosferaning elektr maydonini tushuntirish imkoniyatlari mavjud.

Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ko'p hollarda chaqmoqning o'rtacha uzunligi taxminan 2,5 km ga etadi, ular 20 km gacha bo'lgan masofalarga cho'ziladi.

Chaqmoqning ma'lum bir tasnifini qayd etish mumkin.

Keling, yerning chaqmoqlari bilan bog'liq xususiyatlarni muhokama qilaylik. Zamin chaqmoqlari hosil bo'lganda, u bir necha bosqichlarning kombinatsiyasi sifatida ifodalanishi mumkin. Birinchi bosqichda elektr maydoni kritik qiymatga yetadigan sohalarda siz ta'sir ionlashuvi hodisasini ko'rishingiz mumkin, u birinchi navbatda erkin zaryadlar tufayli hosil bo'ladi, ular doimo atrofdagi havoda, elektr ta'sirida kuzatilishi mumkin. maydon ular er yo'nalishi bo'yicha katta tezliklarga erishadilar va havoni hosil qiluvchi molekulalar bilan to'qnashuvlar mavjudligi sababli ularning ionlanishi sodir bo'ladi.

Agar biz zamonaviy g'oyalarni ko'rib chiqsak, u holda atmosferada zaryadsizlanish sodir bo'lganda ionlanish jarayonlarini amalga oshirish yuqori energiyali kosmik nurlanish - zarralar ta'siri tufayli amalga oshiriladi va solishtirganda havodagi parchalanish kuchlanishining pasayishi kuzatilishi mumkin. normal sharoitlar bilan. Keyin elektron ko'chkilarning shakllanishi sodir bo'ladi, ular elektr razryadlarida mos keladigan iplarga kiradi, ular oqimlar haqida gapirishadi, ular yaxshi o'tkazuvchan kanallar, birlashish tufayli yuqori o'tkazuvchanlikka ega kanal hosil bo'ladi.

Bunday yetakchining yerga qarab qadamli naqsh asosida harakati mavjud bo‘lib, u bir necha o‘n minglab km/s tezlikka erishadi, keyin uning harakati sekinlashadi, yorug‘lik pasayganini kuzatish mumkin, keyin keyingi bosqich boshlanadi. . Liderning er yuzasiga o'rtacha harakati tezligi taxminan 200 000 m / s ni tashkil qiladi. Er yuzasiga yaqin joyda kuchlanish kuchayadi va javob oqimi paydo bo'ladi, keyin u rahbar bilan bog'lanadi. Chaqmoqning xuddi shunday xarakteristikasi chaqmoq tayoqchasini yaratishda ishlatiladi.

Yakuniy bosqichda chaqmoqning asosiy oqimi sodir bo'ladi, unda oqim qiymatlari yuz minglab amperlarga etadi, yorqinlik kuzatiladi, bu etakchining yorqinligidan sezilarli darajada kattaroqdir, bundan tashqari, uning tezligi qiymati. harakati bir necha o'nlab km / m ni tashkil qiladi. Asosiy oqimga tegishli bo'lgan kanaldagi harorat bir necha ming darajaga etadi. Chaqmoq kanalining uzunligi odatda bir necha kilometrni tashkil qiladi.

Bulut ichidagi chaqmoqlar uchun asosan faqat etakchi komponentlar mavjud, ularning uzunligi 1 dan 150 km gacha bo'ladi. Chaqmoq sodir bo'lganda, elektr va magnit maydonlarning o'zgarishi va radio emissiyasi kuzatiladi va ular atmosfera haqida gapiradi.

20 yildan ko'proq vaqt oldin ma'lum bir chaqmoq turi kashf etilgan, ular elflar deb ataladi, ular atmosferaning yuqori mintaqasiga tegishli. Ular diametri taxminan 400 km bo'lgan katta konusning olovlari. Bir muncha vaqt o'tgach, boshqa turlar topildi - trubkali konuslar sifatida taqdim etilgan ko'k rangli, balandligi 40-70 km ga etadi.

Tadqiqotchilarning baholashlari natijasida ma'lum bo'lishicha, har soniyada o'rtacha 100 ga yaqin yashin urishi sodir bo'ladi. Yashinning to‘rtdan bir qismi yer yuzasiga tushadi.

Chaqmoq zaryadini elektr portlashi deb hisoblash mumkin va ba'zi hollarda u portlash jarayoniga o'xshaydi. Natijada, zarba to'lqini paydo bo'ladi, uning paydo bo'lishi yaqin bo'lgan taqdirda xavfli bo'lib, binolar va daraxtlarga zarar etkazishi mumkin. Katta masofalarda zarba to'lqinlarining tovush to'lqinlariga aylanishi jarayoni sodir bo'ladi - momaqaldiroqlar eshitiladi.

Siz Rossiyaning ba'zi shaharlarida momaqaldiroq sodir bo'lgan kunlarning o'rtacha yillik sonini qayd etishingiz mumkin: Arxangelskda - 16, Murmanskda - 5, Sankt-Peterburgda - 18, Moskvada - 27, Voronejda - 32, Rostov-Donda - 27, Astraxanda - 15, Samara - 26, Qozon - 23, Ekaterinburg - 26, Siktyvkar - 21, Orenburg - 22, Ufa - 29, Omsk - 26, Xanti-Mansiysk - 17, Tomsk - 23, Irkutsk - 15, Petropalovsk - 14, Kamchatskiy - 0 , Xabarovsk - 20, Vladivostok - 9.

Momaqaldiroqning xarakteristikalari asosida amalga oshiriladigan momaqaldiroq bulutlarining ma'lum bir tasnifi mavjud va bunday xususiyatlar asosan momaqaldiroqning rivojlanish jarayonlari sodir bo'ladigan meteorologik muhitga bog'liq. Bir hujayrali kumulonimbus bulutlarida rivojlanish jarayonlari shamol kichik bo'lganda va bosim zaif o'zgarganda sodir bo'ladi. Mahalliy momaqaldiroq paydo bo'ladi.

Bulutlarning odatiy o'lchami shundaki, ular o'rtacha 10 kilometrni tashkil qiladi, ularning ishlash muddati 1 soatdan oshmaydi. Ob-havo yaxshi bo'lganda, to'plangan bulut hosil bo'lgandan keyin momaqaldiroq paydo bo'ladi. Qulay sharoitlar tufayli to'plangan bulutlar turli yo'nalishlarda o'sib bormoqda.

Bulutlarning yuqori qismlarida muz kristallari sovishi natijasida hosil bo'ladi va bulutlar kuchli to'plangan bulutlarga aylanadi. Yog'ingarchilik paydo bo'lishi uchun sharoitlar yaratilmoqda. Bu cumulonimbus buluti bo'ladi. Yog'ingarchilik zarralarining bug'lanishi tufayli atrofdagi havoda sovutish jarayonlari kuzatiladi. Yetuklik bosqichida bulutlarda bir vaqtning o'zida yuqoriga va pastga havo oqimlari mavjud.

Bulutlarning qulash bosqichida pastga qarab oqimlar ustunlik qiladi va keyin ular asta-sekin butun bulutni qoplaydi. Momaqaldiroqning juda keng tarqalgan turi ko'p hujayrali klasterli momaqaldiroqdir. Ularning o'lchamlari 10 dan 1000 km gacha bo'lishi mumkin. Ko'p hujayrali klaster uchun momaqaldiroqli hujayralar to'plami ular bir butun sifatida harakat qiladi, ammo klasterdagi har bir hujayra momaqaldiroq bulutlaridagi o'zgarishlarning turli bosqichlarida joylashgan. Yetuklik bosqichida mavjud bo'lgan momaqaldiroq hujayralarida, asosan, klasterning markaziy mintaqasi, chirigan hujayralarda esa klasterdagi nayzali qismi xarakterlidir. Ularning diametri ko'pincha 20-40 km ni tashkil qiladi. Ko'p hujayrali momaqaldiroqlar uchun do'l paydo bo'lishi va yomg'ir yog'ishi mumkin.

Ko'p hujayrali chiziqli momaqaldiroqlarning tuzilishida momaqaldiroq chizig'ini ta'kidlash mumkin, u etakchi oldingi chiziqlardagi shamol shamollari bo'ylab uzoq, etarlicha rivojlangan frontga ega. Bo'ronli chiziqlar borligi sababli, katta do'l va kuchli yomg'ir bo'lishi mumkin.

Supercell bulutlarining paydo bo'lishi nisbatan kam bo'lishi mumkin, ammo ularning paydo bo'lishi inson hayoti uchun katta tahdidlarga olib kelishi mumkin. Supercell buluti va bitta hujayrali bulut o'rtasida o'xshashlik mavjud, ular yuqoriga qarab oqimning bir zonasi bilan tavsiflanadi. Biroq, farq borki, hujayra kattaligi juda katta: diametri bir necha o'nlab kilometrga yetishi mumkin, balandligi 10-15 kilometrga etadi (ba'zi hollarda yuqori chegaraning kirib borishi jarayoni). stratosfera davom etmoqda). Momaqaldiroq boshlanganda, erga yaqin havo harorati odatda +27: +30 yoki undan yuqori bo'ladi. Odatda supercell bulutining oldingi chekkasida engil yomg'ir yog'adi.

Tadqiqotchilar samolyot va radar tadqiqotlari asosida ko'p hollarda bitta momaqaldiroq kamerasining balandligi taxminan 8-10 km bo'lishi mumkinligini va uning hayotiy qiymati taxminan 30 daqiqani tashkil etishini ko'rsatdi. Yuqoriga va pastga tushish holatlarida izolyatsiyalangan momaqaldiroqlar diametri 0,5 dan 2,5 km gacha va balandligi 3 dan 8 km gacha bo'lganligi bilan tavsiflanadi.

Momaqaldiroq bulutlarining tezligi va harakatining parametrlari ularning er yuzasiga nisbatan qanday joylashganligiga, bulutlarning ko'tarilish va tushish oqimlari bo'ylab momaqaldiroq rivojlanishi jarayonlari sodir bo'lgan atmosferaning o'sha hududlari bilan o'zaro ta'sir jarayonlari qanday sodir bo'lishiga bog'liq. kuzatilgan. Izolyatsiya qilingan momaqaldiroq tezligi odatda soatiga 20 km ni tashkil qiladi, ammo ba'zi momaqaldiroqlarda yuqoriroq qiymatlarni olish mumkin. Agar ekstremal vaziyatlar bo'lsa, u holda momaqaldiroqdagi tezlik 65 - 80 km / soatgacha bo'lishi mumkin.

Momaqaldiroqni quvvatlovchi energiya yashirin issiqlikdan kelib chiqadi, u suv bug'lari kondensatsiyalanganda va bulut tomchilari paydo bo'lganda chiqariladi. Bu jarayonlarda atmosferada kondensatsiyalanadigan har bir gramm suv uchun taxminan 600 kaloriya issiqlik ajralib chiqadi. Suv tomchilari bulutlarning tepasida muzlaganda, har bir gramm uchun taxminan 80 kaloriya ko'proq chiqariladi. Chiqarish jarayonlarida paydo bo'ladigan issiqlik energiyasi qisman yuqoriga qarab oqimlarga tegishli energiyaga aylanadi. Momaqaldiroqdagi umumiy energiyani hisoblaganda, biz 108 kilovatt-soat qiymatini olishimiz mumkin, bu 20 kiloton yadroviy zaryad bilan bog'liq. Katta ko'p hujayrali momaqaldiroq bo'lsa, energiya qiymati 10 martadan ko'proq bo'lishi mumkin.

Momaqaldiroq bulutlarining ichki va tashqi hududlarida elektr zaryadlari qanday joylashishining strukturaviy xususiyatlari murakkab naqshlarga bo'ysunadi. Biroq, shu bilan birga, biz bulutlarning etuklik bosqichini tavsiflovchi elektr zaryadlarining taqsimlanishining umumlashtirilgan rasmini tasavvur qilishimiz mumkin. Juda katta hissa musbat dipol tuzilishiga tegishli. Unda bulutning yuqori mintaqasida musbat zaryad, bulutning ichki qismida manfiy zaryad bor. Atmosfera ionlari bulutning chekkasida harakat qilganda, bulutlarning elektr tuzilishini ularning tashqarisida joylashgan kuzatuvchilarga nisbatan niqoblanishiga olib keladigan qalqon qatlamlarini hosil qilish jarayonlari sodir bo'ladi. Tahlil shuni ko'rsatadiki, salbiy zaryadlar -5 dan -17 ° C gacha bo'lgan atrof-muhit harorati bilan tavsiflangan balandliklarga taalluqlidir. Bulutlarda yuqoriga qarab oqimlarning tezligi oshgani sayin manfiy zaryadlar markazlarining balandligi ortadi.

Momaqaldiroqdagi elektr strukturasining xususiyatlarini turli yondashuvlar yordamida tushuntirish mumkin. Asosiy farazlarga ko'ra, yirik bulut zarralari asosan manfiy zaryad, yorug'lik zarralari esa musbat zaryad bilan tavsiflanishiga asoslangan birini ko'rsatish mumkin. Bundan tashqari, katta zarrachalar yuqori tushish tezligiga ega, bu laboratoriya tajribalari asosida tasdiqlangan. Boshqa elektrifikatsiya mexanizmlarining namoyon bo'lishi mumkin. Bulutda mavjud bo'lgan hajmli elektr zaryadi ma'lum qiymatlarga ko'tarilganda, chaqmoq oqimi paydo bo'ladi.

Tahlil shuni ko'rsatadiki, chaqmoqni juda ishonchsiz energiya manbai deb hisoblash mumkin, chunki qaerda va qaysi vaqtda momaqaldiroq paydo bo'lishi haqida bashorat qilish juda qiyin. Chaqmoq yuzlab million voltsli kuchlanishlarni keltirib chiqaradi va ba'zi chaqmoq hodisalarida maksimal oqim qiymatlari 200 kiloampergacha (umuman, 5-20 kiloamper) bo'lishi mumkin.

Chaqmoq energiyasining muammolari ham mavjud, ular chaqmoq zaryadlarining juda qisqa muddati bilan bog'liq - bu borada kuchli va juda qimmat kondansatkichlardan foydalanish talab etiladi;

Ya'ni, ko'p sonli muammolarni qayd etish mumkin. Ammo, agar siz chaqmoq tez-tez uchraydigan hodisa deb hisoblangan chaqmoq stansiyasini o'rnatsangiz, siz iste'molchilarga yuboriladigan katta miqdordagi energiyani ta'minlay olasiz.

Bibliografik havola

Kuznetsov D.A. ZAMONAVIY YAQINLIK ENERGIYASINI RIVOJLANISH IMKONIYATLARI // Xalqaro talabalar ilmiy byulleteni. – 2017. – No 4-6.;
URL: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=17585 (kirish sanasi: 15.06.2019). "Tabiiy fanlar akademiyasi" nashriyoti tomonidan chop etilgan jurnallarni e'tiboringizga havola etamiz.

Momaqaldiroq - bu momaqaldiroq bilan birga keladigan chaqmoq shaklida atmosfera elektr energiyasining chiqishi.

Momaqaldiroq - atmosferadagi eng ulug'vor hodisalardan biri. Bu, ular aytganidek, "to'g'ridan-to'g'ri boshingizdan" o'tib ketganda, ayniqsa kuchli taassurot qoldiradi. Momaqaldiroq chaqmoqlaridan keyin kuchli shamol va kuchli yomg'irda chaqmoq chaqadi.

Momaqaldiroq — chaqmoqning yuqori harorati (taxminan 20 000°) taʼsirida u bir zumda kengayib, soʻngra sovishi natijasida qisqarib ketadigan havoning oʻziga xos portlashidir.

Chiziqli chaqmoq - bu bir necha kilometr uzunlikdagi ulkan elektr uchqunidir. Uning ko'rinishi kar bo'lgan qulash (momaqaldiroq) bilan birga keladi.

Olimlar uzoq vaqt davomida chaqmoqni diqqat bilan kuzatdilar va o'rganishga harakat qilishdi. Uning elektr tabiatini amerikalik fizik V.Franklin va rus tabiatshunosi M.V.Lomonosovlar kashf etgan.

Katta yomg'ir tomchilari bo'lgan kuchli bulut paydo bo'lganda, kuchli va notekis ko'tarilgan havo oqimlari uning pastki qismida yomg'ir tomchilarini ezib tashlay boshlaydi. Tomchilarning ajratilgan tashqi zarralari manfiy zaryadga ega, qolgan yadro esa musbat zaryadlangan bo'lib chiqadi. Kichik tomchilar havo oqimi bilan osongina yuqoriga ko'tariladi va bulutning yuqori qatlamlarini salbiy elektr bilan zaryad qiladi; katta tomchilar bulutning pastki qismida to'planadi va musbat zaryadlanadi. Chaqmoq oqimining kuchi havo oqimining kuchiga bog'liq. Bu bulutni elektrlashtirish sxemasi. Aslida, bu jarayon ancha murakkab.

Yashin urishi ko‘pincha yong‘inga olib keladi, binolarni vayron qiladi, elektr uzatish liniyalariga zarar yetkazadi, elektr poyezdlarining harakatini buzadi. Chaqmoqning zararli ta'siriga qarshi kurashish uchun uni "qo'lga olish" va laboratoriyada diqqat bilan o'rganish kerak. Buni qilish oson emas: axir, chaqmoq eng kuchli izolyatsiyaga kiradi va u bilan tajribalar xavfli. Va shunga qaramay, olimlar bu vazifani ajoyib tarzda engishadi. Momaqaldiroq laboratoriyalarida chaqmoq chaqishi uchun ular tog'lar yonbag'irlari orasiga yoki tog' va laboratoriya ustunlari orasiga 1 km uzunlikdagi antenna o'rnatadilar. Bunday antennalarga chaqmoq tushadi.

Pantografni urgandan so'ng, chaqmoq kabel bo'ylab laboratoriyaga kiradi, avtomatik yozish moslamalaridan o'tadi va darhol erga tushadi. Mashinalar chaqmoqni qog'ozga "imzo" berishga majbur qiladi. Bu chaqmoqning kuchlanishi va oqimini, elektr zaryadsizlanishining davomiyligini va boshqa ko'p narsalarni o'lchash imkonini beradi.

Ma'lum bo'lishicha, chaqmoq 100 million volt yoki undan ortiq kuchlanishga ega, oqim esa 200 ming amperga etadi. Taqqoslash uchun biz shuni ta'kidlaymizki, elektr energiyasini uzatish liniyalari o'nlab va yuz minglab voltsli kuchlanishlardan foydalanadi va oqim kuchi yuzlab va minglab amperlarda ifodalanadi. Ammo bir yashinda elektr miqdori kichik, chunki uning davomiyligi odatda soniyaning kichik qismlarida hisoblanadi. Bitta chaqmoq 100 vattli bitta lampochkani 24 soat davomida quvvatlantirish uchun kifoya qiladi.

Biroq, "tutqichlardan" foydalanish olimlarni chaqmoq chaqishini kutishga majbur qiladi va ular tez-tez uchramaydi. Tadqiqot uchun laboratoriyalarda sun'iy chaqmoqni yaratish ancha qulayroqdir. Maxsus asbob-uskunalar yordamida olimlar qisqa vaqt ichida 5 million voltgacha bo'lgan elektr kuchlanishini olishga muvaffaq bo'lishdi. Elektr tokining oqishi 15 metr uzunlikdagi uchqunlarni keltirib chiqardi va u kar bo'lgan halokat bilan birga keldi.

Fotosurat chaqmoqni o'rganishga yordam beradi. Buning uchun qorong'u kechada kamera linzalarini momaqaldiroqqa qaratib, kamerani bir muddat ochiq qoldiring. Chaqmoq chaqnagandan so'ng, kamera linzalari yopiladi va fotosurat tayyor. Ammo bunday suratga olish chaqmoqning alohida qismlarining rivojlanishining rasmini bermaydi, shuning uchun maxsus aylanadigan kameralar qo'llaniladi. Suratga olishda (1000-1500 rpm) qurilmaning mexanizmi etarlicha tez aylanishi kerak, keyin rasmda chaqmoqning alohida qismlari paydo bo'ladi. Ular oqim qaysi yo'nalishda va qanday tezlikda rivojlanganligini ko'rsatadi.

Chaqmoqning bir necha turlari mavjud

Yassi chaqmoq bulutlar yuzasida elektr chaqnashiga o'xshaydi.

Chiziqli chaqmoq - gigant elektr uchqun, juda burilishli va ko'p sonli shoxlari. Bunday chaqmoqning uzunligi 2-3 km ni tashkil qiladi, lekin u 10 km yoki undan ko'p bo'lishi mumkin. Chiziqli chaqmoq juda kuchli. U baland daraxtlarni yorib yuboradi, ba'zan odamlarga yuqadi, yog'och binolarga tegsa, ko'pincha yong'inga olib keladi.

Noaniq chaqmoq - bulutlar fonida porlayotgan nuqtali chaqmoq. Bu chaqmoqning juda kam uchraydigan shakli.

Raketa shaklidagi chaqmoq juda sekin rivojlanadi, uning chiqishi 1-1,5 soniya davom etadi.

Chaqmoqning eng kam uchraydigan shakli shar chaqmoqidir. Bu dumaloq nurli massa. Yopiq xonada musht va hatto boshning kattaligidagi shar chaqmoqlari kuzatildi va diametri 20 m gacha bo'lgan erkin atmosferada, odatda, to'p chaqmoqlari izsiz yo'qoladi, lekin ba'zida u dahshatli zarba bilan portlaydi. To'p chaqmoqlari paydo bo'lganda, hushtak yoki shovqinli ovoz eshitiladi, u qaynayotganga o'xshaydi, uchqunlarni sochadi; U yo'qolganidan keyin havoda ko'pincha tuman qoladi. To'p chaqmoqlarining davomiyligi bir soniyadan bir necha daqiqagacha. Uning harakati havo oqimlari bilan bog'liq, lekin ba'zi hollarda u mustaqil ravishda harakat qiladi. To'p chaqmoqlari kuchli momaqaldiroq paytida sodir bo'ladi.

To'p chaqmoqlari chiziqli chaqmoq oqimining ta'siri ostida, havoda oddiy havo hajmining ionlanishi va dissotsiatsiyasi sodir bo'lganda sodir bo'ladi. Bu ikkala jarayon ham katta miqdordagi energiyani singdirish bilan birga keladi. To'p chaqmoqlari, mohiyatan, chaqmoq deb atashga haqli emas: axir, bu shunchaki elektr energiyasi bilan to'ldirilgan issiq havo. Zaryadlangan havo to'plami asta-sekin o'z energiyasini atrofdagi havo qatlamlarining erkin elektronlariga beradi. Agar to'p o'z energiyasini porlashdan voz kechsa, u shunchaki yo'qoladi: u yana oddiy havoga aylanadi. Yo'lda to'p patogenlar vazifasini bajaradigan har qanday moddalarga duch kelganida, u portlaydi. Bunday patogenlar azot va uglerodning tutun, chang, kuyik va boshqalar ko'rinishidagi oksidlari bo'lishi mumkin.

To'p chaqmoqning harorati taxminan 5000 ° ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, sharli chaqmoqning portlash energiyasi tutunsiz poroxning portlash energiyasidan 50-60 baravar yuqori ekanligi hisoblab chiqilgan.

Kuchli momaqaldiroq paytida chaqmoqlar ko'p bo'ladi. Shunday qilib, bitta momaqaldiroq paytida kuzatuvchi 15 daqiqada 1 ming chaqmoq urishini hisobladi. Afrikadagi bir momaqaldiroq paytida bir soat ichida 7 ming chaqmoq urishi qayd etilgan.

Binolar va boshqa inshootlarni chaqmoqlardan himoya qilish uchun chaqmoq tayoqchasi yoki hozir to'g'ri deb atalganidek, chaqmoq tayog'i ishlatiladi. Bu ishonchli tuproqli simga ulangan metall novda.

O'zingizni chaqmoqlardan himoya qilish uchun baland daraxtlar ostida, ayniqsa yolg'iz turganlar ostida turmang, chunki ularni tez-tez chaqmoq uradi. Eman bu borada juda xavflidir, chunki uning ildizlari erga chuqur kiradi. Siz hech qachon pichan va taroqlarga panoh topmasligingiz kerak. Ochiq maydonda, ayniqsa baland joylarda, kuchli momaqaldiroq paytida, yurgan odamni chaqmoq urishi xavfi katta. Bunday hollarda, erga o'tirib, momaqaldiroqni kutish tavsiya etiladi.

Momaqaldiroq boshlanishidan oldin xonadagi qoralamalarni yo'q qilish va barcha bacalarni yopish kerak. Qishloq joylarda, ayniqsa kuchli momaqaldiroq paytida telefonda gaplashmaslik kerak. Odatda bizning qishloq telefon stansiyalari bu vaqtda ulanishni to‘xtatadi. Radio antennalari har doim momaqaldiroq paytida erga ulangan bo'lishi kerak.

Agar baxtsiz hodisa ro'y bersa - kimdir chaqmoq chaqishi bilan zarba bergan bo'lsa, jabrlanuvchiga darhol birinchi yordam ko'rsatish kerak (sun'iy nafas olish, maxsus infuziyalar va boshqalar). Ba'zi joylarda chaqmoq urgan odamning jasadini erga ko'mib tashlash orqali yordam berish mumkin degan zararli xurofot mavjud. Buni hech qachon qilmaslik kerak: chaqmoq bilan yaralangan odam, ayniqsa, tanaga havo oqimining ko'payishiga muhtoj.

Majmua haqida oddiygina - Energiya manbalari - Momaqaldiroq (chaqmoq)

• Rasmlar, rasmlar, fotosuratlar galereyasi.
• Momaqaldiroq va chaqmoq energiya manbalari sifatida - asoslar, imkoniyatlar, istiqbollar, rivojlanish.
• Qiziqarli faktlar, foydali ma'lumotlar.
• Yashil yangiliklar - Momaqaldiroq va chaqmoq energiya manbalari sifatida.
• Materiallar va manbalarga havolalar - Energiya manbalari - Momaqaldiroq (chaqmoq).