Лекции по Физике Земли
.pdfvk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Геотермальная энергия
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Гидроэлектростанции
1. Падающая вода вращает турбины, которые в свою очередь вращают генераторы, вырабатывающие электрическую энергию.
Для того, чтобы увеличить скорость и количество падающей воды строится дамба, обеспечивающую формирование резервуара высоким уровнем воды.
-плюсы: контроль уровня воды – защита от наводнений, накопление запасов питьевой воды, водоснабжение, ирригация.
-минусы: нежелательные изменения в рельефе и экологии, разрушение экосистем.
•Использование потенциальной энергии, накопленой в океанических бассейнах.
–строится дамба поперек залива. Ворота перекрываются во время высокого стояния воды. Во время отлива вода возвращается в океан через через трубопроводы, на которых установлены турбины, вырабатывающие электроэнергию.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
Геотермальная энергия |
||
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
||
|
Три формы практического использования |
||
а) |
Природный пар |
б) Горячая вода |
Горячие сухие породы |
|
|
|
|
в)
а) Используется в областях, где горячая вода достигает поверхности (Камчатка, Калифорния, Италия, Япония, Китай, Филиппины и др).
В геотермальных энергетических установках пар непосредственно извлекается из недр Земли.
б) Природные горячие воды используются для теплоснабжения городов и поселков на основе организации циркуляционных систем
в) Температуры, необходимые для создания циркуляционных систем, достигаются на доступных для бурения глубинах, но отсутствуют пористые отложения
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943Биотопливо
ЭТАНОЛ
•В последние годы фермеры начали производить быстро растущую биомассу для выработки топливной продукции.
•Чаще всего производится этанол (тип алкоголя) – в результате брожения зерна или сахарного тростника. Этанол может использоваться вместо бензина в двигателях машин.
•Производство этанола включает операции:
-размолоть зерна в тонкую пудру , смешать с водой и варить его до пюре (сусла) крахмала.
-добавить ENZIME в пюре, который преобразует его в сахар;
-смешать с дрожжами и позволить ему забродить: брожение вырабатывает этанол и CO2;
-забродившая масса фильтруется для выделения этанола.
_______________________________________________________________
Острая политическая дискуссия: насколько это энергетически эффективный процесс. В одном исследовании ученые подсчитали, что требуется на 40% больше энергии чтобы произвести 1 литр этанола, нежели дает сжигание этого литра. Экономическая целесообразность определяется ценой углеводородов.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 ЭТАНОЛ
•Евросоюз объявил тендер на переработку невосстребованного вина в биотопливо.
Евросоюз сталкивается с кризисом перепроизводства вина. С 2000 года в ЕС на переработку отправлялось около 10% вина, из которого производят этанол, добавляемый в бензин.
|
По плану Еврокомиссии к 2020 г. как минимум 10% автомобильного горючего в |
|
странах ЕС должно быть биологического происхождения. |
• |
В 1975 г. к использованию биоэтанола обратилась Бразилия с огромными |
|
плантациями сахарного тростника. Сегодня спирт, производимый из сахарного |
|
тростника, обеспечивает треть потребностей в автомобильном топливе. В этой |
|
стране 7 из 10 выпускаемых автомобилей рассчитаны на использование биоэтанола. |
|
Биоэтанол можно производить из любого сырья, содержащего сахар или крахмал. |
•В Европейских странах поощряется использование этанола в качествве автомобильного топлива. В Германии биотопливо не облагается налогом. В Швеции действует программа отказа от нефти к 2020 г., а каждая заправка, приизводящая более 4 млн литров бензина, ежегодно обязана иметь этаноловую колонку. Машины на биотопливе бесплатно проезжают в центр Стокгольма и не платят за парковку.
•Программы поощрения использования этанола действуют в США, Индии, Японии, Канаде, Китае.
Топливные ячейки – непосредственно |
Биомассы |
проходит через емкость к аноду |
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943 |
|
производятэлектричество. Газ водород |
|
(платиновая пластина), помещенному в |
|
водный раствор электролита (проводник |
|
электрического тока). Поток газа кислорода |
|
проходит через платиновый катод, также |
|
помещенный в раствор. Проводами катод и |
|
анод соединяются. В этой системе |
|
кислород и водород вступают в реакцию, |
|
приводящую к образованию воды. От 40% |
|
до 80% химической энергии, создаваемой |
|
данной реакцией, переводятся в |
|
электричество, проходящее через провода; |
|
остаточная энергия – переходит в тепло. |
|
Топливные ячейки – эффективны и чисты. |
|
Проблемы: |
|
1.Конструкции, предотвращающие повреждение (водород-взрывчатое в- во).
2.Необходима энергия для производства водорода.
а) водород производится в ходе процесса электролиза в воде, б) продукт газификации угля.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Производство водорода в ходе процесса электролиза отходов