Енергетика майбутнього Альтернативні методики майбутнього

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат
Енергетика майбутнього. Альтернативні методики майбутнього

План
До сонячної ері енергетики
Термоядерний синтез
Висотний вітер
Космічне дзеркало
Нанотехнологічні сонячні елементи
Глобальна супермережу
Хвилі та припливи
Мікробіологічна енергетика

До сонячної ері енергетики
Створення атомної техніки по праву визнано революцією в енергетиці, і її творці не без підстав стверджують, що серцевиною енергетики майбутнього повинна стати і стане атомна енергія. То чи можна в цих умовах вести мову про якийсь «сонячному столітті» енергетики? Так, ще зовсім недавно такі розмови були б безпідставні. Але сьогодні при швидкому скороченні легкодоступних запасів нафти і газу та постійному посиленні вимог до хімічної, радіаційної і теплової чистоті енерговиробництва вже очевидно, що скоро розвиток земної енергетики буде стримуватися не технічними, а екологічними бар'єрами, і потужні термоядерні електростанції швидше за все доведеться розмістити поза Землею. У той же час йде швидке вдосконалення процесів уловлювання і перетворення абсолютно чистою в усіх відношеннях сонячної енергії.
Ще більш чудові перспективи відкриваються перед сонячною енергетикою в космосі. Не випадково про розвиток цього напряму дуже дбав, будучи керівником радянської космічної програми, академік М. В. Келдиш. «На нарадах у нього, - згадує академік В. С. Авдуевскій, - не раз розглядалися різні варіанти конструкцій орбітальних сонячних електростанцій, способи виведення і складання в космосі, питання створення плівок для сонячних батарей, проблеми перетворення енергії та передачі її на Землю з урахуванням охорони навколишнього середовища та економічного ефекту ».
У наші дні проблема оволодіння сонячною енергією космосу стає одним з основних стимулів розвитку позаземного виробництва, подібно до того як наприкінці минулого століття вона стала основою самого народження наукової космонавтики. Тоді К. Е. Ціолковський здивувався загальновідомого факту, що майже вся енергія Сонця пропадає марно для людей, і цілеспрямовано почав шукати спосіб опанування всієї цієї енергією. У результаті їм була створена теорія реактивного руху і винайдена ракета на рідкому паливі як реальний засіб здійснення космічних польотів. Мрія про політ до зірок перетворилася на науку - теоретичну космонавтику. Опубліковану в 1912 році другу частину своєї основної роботи «Дослідження світових просторів реактивними приладами» Ціолковський завершив словами: «Реактивні прилади завоюють людям безмежні простори і дадуть сонячну енергію, в два мільярди разів більшу, ніж та, яку людство має на Землі.
Краща частина людства, ймовірно, ніколи не загине, але буде переселятися від сонця до сонця в міру їх згасання »...
Історичний оптимізм ученья Ціолковського надихнув багатьох на самовіддану працю щодо здійснення його ідей. А в СРСР після перемоги Жовтня ці ідеї отримали всенародне визнання, по всій країні стали виникати гуртки, товариства, групи з вивчення міжпланетних повідомлень і реактивного руху. Проблемі стали приділяти увагу дипломовані інженери і вчені. Один з них, академік Д. О. Граве, в 1925 році вважав за необхідне підбадьорити ентузіастів космонавтики своїм авторитетним привітанням, в якому писав: «Гуртки дослідження і завоювання світового простору зустрічають кілька скептичне ставлення до себе у багатьох громадських колах. Людям здається, що справа йде про фантастичні необгрунтованих проектах подорожей по міжпланетного простору в дусі Жюля Верна, Уеллса або Фламмаріона і взагалі інших романістів.
Професійний учений, скажімо, наприклад, академік, звичайно, не може стояти на цій точці зору.
Моє співчуття до вашого кухоль спочиває на серйозних міркуваннях. Уже п'ять років тому я вказував на сторінках газети «Комуніст» на необхідність використовувати електромагнітну енергію Сонця. При цьому я керувався не якими-небудь фантастичними міркуваннями, а невблаганною логікою сукупності фактів ...
Єдиний спосіб практичного підходу до використання електромагнітної енергії Сонця намічений російським ученим К.Е. Ціолковським за допомогою реактивних приладів або міжпланетних апаратів, які цілком вже розроблені для цих цілей і є реальною дійсністю завтрашнього дня. Так що організація даних гуртків своєчасна й доцільна ».
Сам Ціолковський і його послідовники, крім вихідної мети оволодіння енергією Сонця, виявили для космонавтики безліч інших, порівняно більш просто досяжних і тому більш актуальних цілей і завдань з дослідження і освоєння космічного простору в інтересах науки і народного господарства, що стали основним стимулом для бурхливого розвитку ракетно -космічної техніки. Але основоположник космонавтики постійно звертав увагу і на проблеми, пов'язані з рішенням вихідної мети. Ось фрагменти його робіт.
1920 рік. Електричний струм можна одержувати в ефірі тими ж різноманітними способами, як і на Землі. Безпосередньо за допомогою сонячної теплоти, при посередництві термоелектричних батарей. Останнє буде неекономічне, хоча з часом, може бути, знайдуть такі речовини для термоелектричних батарей, які майже всю теплоту Сонця будуть перетворювати на електрику.
Надійніше для добування електрики сонячні двигуни, які можуть утилізувати дуже високий відсоток (до 50 і більше) сонячної енергії. Сутність їх пристрою така ж, як звичайних парових двигунів з холодильником ... Як і на Землі, великий многосільний двигун майже цілком перетворює свою енергію за допомогою динамо-машини в електрику.
1926 рік. Ми можемо досягти завоювання сонячної системи дуже доступною тактикою. Вирішимо спочатку найлегшій завдання: влаштувати ефірне поселення поблизу Землі, як її супутника ... Оселившись тут стійко і суспільно, освоївшись добре з життям в ефірі, ми вже більш легким шляхом будемо змінювати свою швидкість, віддалятися від Землі і Сонця, взагалі розгулювати, де нам сподобається. Енергії же колом велике достаток у вигляді ніколи не згасаючого, безперервного і незайманого лучеиспускания Сонця. Цієї енергії скільки завгодно, і вловлювати її неважко у величезній кількості простягнутими від ракети провідниками або іншими невідомими засобами ...
1927 рік. Сонячна енергія - головне, тільки ми не вміємо нею користуватися, і заважає тому ще атмосфера, нікчемне населення (Ціолковський вважав, що населення Землі в майбутньому має зрости у багато разів. - Прим. Ред.), Незнання та інше. Ця енергія подібна електричної, і тому знайдуть засоби її майже цілком переводити в механічну, хімічну та інші види енергії. Тільки наше невігластво змушує нас користуватися копалиною паливом. Та й чи надовго вистачить мінерального пального?
1929 рік. Які вигоди може отримати людство з доступності небесних просторів? Багато уявляють собі небесні кораблі з людьми, подорожуючими з планети на планету, поступове заселення планет і витяг звідси вигод, які дають земні звичайні колонії. Справа піде далеко не так. Головна мета та перші досягнення відносяться до поширення людини в ефірі, використання сонячної енергії і всюди розсіяних мас. З них створюється сфера, яку може обійняти людина! На подвійному відстані від Сонця вона в 2,2 мільярда разів більше всієї поверхні Землі. У стільки ж разів ця сфера отримує більше і сонячної енергії порівняно з Землею.
І ось почалася передбачена Ціолковським космічна ера людства. Хоча польоти перших супутників переслідували чисто наукові цілі, вони вдихнули нове життя і в сонячну енергетику. Вже в 1958 році третій радянський і перший американський супутники були оснащені сонячними батареями. З ними в реальних багатомісячних умовах космічного польоту не міг конкурувати ніякої інше джерело енергії. З розвитком практичної космонавтики йшло швидке вдосконалення і сонячних генераторів. Досвід роботи орбітальної станції «Салют-6» показав, що проблема постачання електроенергією дуже енергоємного обладнання сучасних космічних апаратів за рахунок сонячної енергії повністю дозволена. Успіхи космонавтики відкрили перспективи створення в майбутньому грандіозних космічних сонячних електростанцій (КЕС) для постачання енергією не тільки апаратів і споруд, що працюють на орбітах, але і Землі.
Ми вже трохи писали про проекти КЕС (див. «ТМ», № 3 за 1973 рік), представляючи їх як можливу до 2050 року, але малоймовірну через низьку економічну ефективність область розвитку космічної техніки. Але уявлення змінюються. На сьогодні сформувалася думка, що енергетичні потреби людства можуть зробити рентабельними КЕС вже на самому початку XXI століття. У результаті ця тема перетворилася в одну з найбільш обговорюваних на міжнародних та національних конгресах і симпозіумах з космонавтиці. Наприклад, на Ціолковських читаннях 1980 року було 5 наукових доповідей з КЕС.
XXVI з'їзд КПРС поставив завдання, з одного боку, зосередити зусилля на подальшому вивченні та освоєнні космічного простору в інтересах розвитку науки, техніки і народного господарства, а з іншого боку - збільшити масштаби використання в народному господарстві поновлюваних джерел енергії. Виконання його рішень, безсумнівно, наблизить час «сонячної ери» енергетики.
На початку лютого 2006 р . під головуванням РФ у «Великій вісімці» та в рамках Міжнародного партнерства з водневої економіки (IPHE) відбувся всесвітній форум «Водневі технології для виробництва енергії», генеральним спонсором якого стали Національна інноваційна компанія «Нові енергетичні проекти» і ГМК "Норільський нікель».
Національні програми з розвитку даної галузі прийняті сьогодні в країнах Євросоюзу, в Росії, США, Японії, Індії та ін Стратегія розроблена до 2050 р ., Проте масштабні зрушення в енергетиці вимагають великої підготовчої роботи, частиною якої і стала дана конференція. Вона зібрала вчених, промисловців, підприємців, які не тільки обговорили плани розвитку галузі, але і торкнулися її екологічні і соціально-економічні аспекти, а також представили наукові розробки, готові проекти і зразки обладнання. Присутні відзначали, що вітчизняна програма по водневій енергетиці відображає наявний в країні науковий та енергетичний потенціал, але вимагає ретельно продуманого фінансування.
Розгорнута в залах Московської мерії виставка водневих і альтернативних технологій виробництва енергії наочно продемонструвала, що конкурентоспроможні продукти будуть сприяти оздоровленню екологічної обстановки у великих містах, зможуть знизити споживання традиційних джерел енергії, реалізувати ряд технологічних рішень, таких як використання воднево-метану двигунів у громадському транспорті та т.д.
У ході виставки відбулася презентація національної інноваційної компанії «Нові енергетичні проекти» (НІК НЕП), що працює в області водневих технологій. НІК НЕП (генеральний директор член-кореспондент РАН Борис Кузик) - інвестиційна і керуюча компанія з реалізації комплексної програми «Воднева енергетика та паливні елементи», ініційованої ВАТ «ГМК
«Норільський нікель» і Російською академією наук восени 2003р. Результати першого етапу співпраці науки u1080 і бізнесу показали, як можна ефективно управляти різними видами діяльності по створенню, комерціалізації та реалізації на внутрішньому і зовнішньому ринках сучасних продуктів водневих технологій.
На першому етапі своєї діяльності НІК НЕП організовує розробку, виготовлення та проведення в 2006 р . демонстраційних випробувань низько-і високотемпературних енергоустановок з паливними елементами (ПЕ) різних типів, а також ряду найбільш важливих компонентів водневої техніки - паливних процесорів газоподібних і рідких вуглеводневих палив. Для вирішення цього завдання НІК НЕП веде розробки спільно з більш ніж 50 науково - дослідними інститутами РАН, вищими навчальними закладами, конструкторськими і промислово-виробничими об'єднаннями.
На виставці вже була представлена ​​вироблена компанією продукція промислового і побутового призначення - це альтернативні джерела електроенергії, апарати для одержання водню, системи його зберігання та відпуску споживачам.
Щоб і далі насолоджуватися способом життя, до якого всі ми так звикли, людству доведеться почати технологічний марафон, фінішна риса якого ледь помітна крізь серпанок прийдешніх десятиліть. Американські вчені накидали стратегічний план перших 50 років боротьби за скорочення викидів вуглекислого газу, настільки необхідною після багатьох десятиліть неприборканого забруднення атмосфери.
Це так званий план «А».
Однак успіх задуманого залежить від того, чи зможе суспільство використовувати весь спектр технологій скорочення викидів CO2, щоб усунути заповітні 7 секторів, кожен з яких відповідає похованню 25 млрд. т вуглекислого газу в підземних сховищах. Будь-яка відстрочка старту - і ми можемо зійти з дистанції. Навіть якщо план «А» спрацює, і нинішня молодь до виходу на пенсію завершить перший етап марафону, змагання буде виграно лише наполовину. У 2056 р . естафета буде передана новому поколінню, якому належить пройти наступну, більш важку частину забігу і скоротити обсяг викидів вуглекислого газу в 2 рази в порівнянні з 2016 р .
Рано чи пізно світ усвідомлює необхідність плану «Б», що полягає в розробці нових технологій, які дозволили б одержувати 10-30 ТВт електроенергії, не викидаючи жодної тонни вуглекислого газу. Зараз настав час зайнятися їм серйозно. Якщо ми не почнемо створювати інфраструктуру для революційної зміни енергетичної системи, то безнадійно запізнимося. Але що саме ми повинні створювати? Давайте розглянемо декілька найбільш перспективних проектів, а також пару привабливих, але, на жаль, фантастичних ідей.
Термоядерний синтез
Фізики мріють про отримання необмеженої енергії з мінімальною кількістю шкідливих відходів. Проте політики бліднуть, коли чують, у що обійдуться перший кіловат-години такої енергії.
Висотний вітер
Вітру, що дають найбільшу кількість енергії, дмуть набагато вище того рівня, на якому знаходяться турбіни сучасних вітрових електростанцій. Нові проекти мітять в захмарні висоти, можливо, навіть у висотні вітрові потоки.

Космічне дзеркало
Якщо розмістити гігантську сонячну батарею на навколоземній орбіті, де сонце світить найяскравіше і безперервно, то наземна сонячна енергетика стане непотрібною. Однак не все так просто.
Нанотехнологічні сонячні елементи
Використовуючи матеріали зі спеціально спроектованої молекулярною структурою, можна підвищити вельми скромну продуктивність сонячних батарей.
Глобальна супермережу
Революція енергосистеми немислима без створення всепланетної надпровідникової електромережі.
Хвилі та припливи
Бурхливий океан - дуже потужний, але практично незатребуваний джерело енергії. Тому деякі компанії працюють над тим, щоб приборкати енергію хвиль.
Мікробіологічна енергетика
Генні інженери вірять у можливість створення синтетичної форми життя, яка дозволила б нам вирощувати енергію, як зараз ми вирощуємо продукти харчування.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
32.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Енергетика майбутнього
Технології майбутнього
Від майбутнього - до минулого
Самовиховання майбутнього вчителя
Алюміній метал майбутнього
Роль нанотехнологій у суспільстві майбутнього
Значення майбутнього і сенс цього
Православний реалізм - література майбутнього
Два досвіду пізнання майбутнього
© Усі права захищені
написати до нас