Tradisionele en alternatiewe maniere om elektrisiteit op te wek

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Tans gebruik die mensdom alle moontlike maniere om elektrisiteit op te wek. Dit is moeilik om die belangrikheid van hierdie hulpbron te oorskat. En die verbruik daarvan groei elke dag. Om hierdie rede word al hoe meer aandag gegee aan nie-tradisionele metodes om elektrisiteit op te wek. Terselfdertyd kan hierdie bronne in hierdie stadium van ontwikkeling nie ten volle in die behoeftes van die aarde se bevolking bevredig nie. Hierdie artikel hersien kortliks die belangrikste tradisionele en alternatiewe maniere om elektrisiteit op te wek.

Krywing van elektrisiteit van termiese kragsentrales

Hierdie metode om elektrisiteit op te wek is die algemeenste. Byvoorbeeld, in die Russiese Federasie maak hittebronne byna 80% van die hele generasie van die nodige hulpbron uit. Jare gaan verbyomgewingsbewustes skree reeds feitlik oor die negatiewe impak van sulke ingenieurstrukture op die omgewing en menslike gesondheid, maar stasies wat in die middel van die vorige eeu (of selfs voor-revolusionêre) gebou is, gaan voort om bevolkte stede en groot nywerheidsondernemings van elektrisiteit te voorsien.

Hittebronne is tradisionele metodes om elektrisiteit op te wek. En nou, vir drie of vier dekades, beklee hulle 'n leidende posisie op die ranglys wat uitset betref. En dit is ten spyte van die vinnige ontwikkeling van alternatiewe metodes om elektrisiteit op te wek.

Tussen alle ingenieursprojekte word 'n spesiale tipe struktuur onderskei. Dit is gekombineerde hitte- en kragsentrales, waarvan die bykomende funksie is om huise en woonstelle van burgers van hitte te voorsien. Volgens kenners is die doeltreffendheid van sulke kragsentrales uiters laag, en word die oordrag van die gegenereerde hulpbron oor lang afstande met groot verliese geassosieer.

Energieopwekking word soos volg uitgevoer. Vaste, vloeibare of gasvormige brandstof word verbrand, wat die water in die ketel verhit tot aansienlike temperature. Die krag van die stoom dryf die turbinelemme aan, wat veroorsaak dat die turbinegeneratorrotor roteer en elektrisiteit opwek.

Hidro-elektriese kragsentrales is 'n belowende manier om elektrisiteit op te wek

Die konstruksie van komplekse ingenieurstrukture wat ontwerp is om waterenergie in elektrisiteit om te skakel, het in die Russiese Ryk begin. Baie jare het sedertdien verloop, en hierdie bron is steeds aktief.gebruik. Gedurende die jare van industrialisasie van die USSR (1930's) het reuse hidroëlektriese kragsentrales regdeur die land gegroei. Al die magte van 'n jong en brose land is in die konstruksie van hierdie reuse gegooi (wat net een Zaporizhzhya hidro-elektriese kragstasie werd is!). Ingenieurstrukture van daardie jare is steeds in werking en genereer 'n aansienlike hoeveelheid elektrisiteit.

Tans wed die staat op die ontwikkeling van "groen" maniere om elektrisiteit op te wek. Daarom word die bou van moderne en baie produktiewe hidroëlektriese kragsentrales regdeur die land aktief gefinansier. Die strategie om mediumgrootte fasiliteite op klein sytakke van die riviere te bou, het homself ten volle geregverdig. Een so 'n stasie kan die elektrisiteitsbehoeftes van klein aangrensende nedersettings ten volle bevredig. Op nasionale skaal sal dit lei tot 'n toename in die doeltreffendheid van die nasionale ekonomie en die mededingendheid van binnelandse vervaardigers van nywerheidsgoedere.

Die nadele van hierdie tegnologie sluit in die hoë koste van sulke voorwerpe en baie lang terugbetalingsperiodes. Die belangrikste koste is vir die bou van die dam. Maar dit is nodig om die gebou self op te rig (administratiewe en masjiengeboue), 'n toestel te bou vir die afvoer van water, ensovoorts. Die parameters en samestelling van die struktuur hang af van baie faktore: die geïnstalleerde krag van die kragopwekkers en die druk van die water, die tipe kragsentrale (dam, kanaal, omleiding, berging, gety). Hidroëlektriese kragsentrales op groot bevaarbare riviere het ook komplekse bevaarbare sluise en kanale om vismigrasie na paaigebiede te verseker.

Kernkragbedryf

Kernkragsentrale vandag verras niemand meer nie. Sulke fasiliteite het aktief in die USSR begin opgerig word. Daarom behoort hierdie tegnologie tot die tradisionele metodes om elektrisiteit op te wek.

Kernkragsentrales word steeds aktief gebou, nie net in Rusland nie, maar ook in lande naby en ver in die buiteland. Byvoorbeeld, 'n maatskappy met Russiese wortels Rosatom finansier die konstruksie van so 'n bron in die Republiek van Wit-Rusland. Terloops, hierdie stasie sal die eerste in hierdie gebied wees.

Die wêreld se houding teenoor kernenergie is baie dubbelsinnig. Duitsland het byvoorbeeld ernstig besluit om die vreedsame atoom heeltemal te laat vaar. En dit in 'n tyd wanneer die Russiese Federasie aktief belê in die bou van nuwe fasiliteite van die jongste generasie.

Wetenskaplikes het betroubaar vasgestel dat die afsettings van kernbrandstof in die ingewande van die aarde baie groter is as alle reserwes van koolwaterstofgrondstowwe (olie en gas). Die steeds toenemende vraag na koolwaterstowwe lei tot hul prysstyging. Dit is hoekom die ontwikkeling van kernenergie vrugte afwerp.

Windkrag

Windkragbedryf op industriële skaal het relatief onlangs ontstaan en by die lys van nie-tradisionele maniere gevoeg om elektrisiteit op te wek. En dit is 'n baie belowende tegnologie. Met 'n hoë mate van waarskynlikheid kan daar geargumenteer word dat windpompe in die verre toekoms soveel elektrisiteit sal opwek as wat die mensdom nodig het. En dit is nie leë woorde nie, want volgens die mees beskeie skattingswetenskaplikes, die totale windkrag op die oppervlak van die aardbol is minstens honderd keer groter as die krag van alle waterbronne.

Die hoofprobleem is die inkonsekwentheid van lugvloei, wat dit moeilik maak om energieproduksie te voorspel. Winde waai voortdurend op die uitgestrekte grondgebied van Rusland. En as jy leer hoe om hierdie onuitputlike hulpbron effektief en doeltreffend te gebruik, dan kan jy meer as bevredig al die behoeftes van swaar nywerhede en die land se bevolking.

Ondanks die ooglopende voordele van die gebruik van windenergie, oorskry die hoeveelheid elektrisiteit wat deur windplase opgewek word nie een persent van die totaal nie. Toerusting vir hierdie doeleindes is baie duur, daarbenewens sal sulke fasiliteite nie in elke area doeltreffend wees nie, en die vervoer van elektrisiteit oor lang afstande gaan gepaard met groot verliese.

Geotermiese Energie

Die ontwikkeling van geotermiese bronne was 'n nuwe mylpaal in die geskiedenis van die ontwikkeling van alternatiewe metodes om elektrisiteit op te wek.

Die beginsel van kragopwekking is die verskaffing van kinetiese en potensiële energie van warmwaterstoom vanaf 'n ondergrondse bron na die lemme van 'n kragopwekkerturbine, wat stroom produseer deur rotasiebewegings. In teorie is die temperatuurverskil op die oppervlak en in die dieptes van die aardkors kenmerkend van enige gebied. Dit is egter gewoonlik minimaal, en dit is nie moontlik om dit te gebruik om elektrisiteit op te wek nie. Die bou van sulke stasies is slegs geregverdig insekere areas van ons planeet (seismies aktief). Ysland is 'n pionier in die ontwikkeling van hierdie metode. Die lande van Russiese Kamchatka kan ook vir hierdie doeleindes gebruik word.

Die beginsel van die verkryging van energie is soos volg. Warm water uit die ingewande van die aarde kom na die oppervlak. Die druk hier is baie laer, wat die water laat kook. Die geskeide stoom word deur die pyplyn gerig en draai die lemme van die kragopwekkerturbines. Dit is moeilik om die toekoms van hierdie moderne manier van elektrisiteit op te wek voorspel. Miskien sal sulke stasies massief gebou word op die grondgebied van die Russiese Federasie, of dalk sal hierdie idee mettertyd uitsterf en niemand sal daarvan onthou nie.

Ontwikkeling van seetermiese energie

Die wêreld se oseane is ongelooflik in hul skaal. Spesialiste kan nie eers 'n rowwe skatting gee van die hoeveelheid termiese energie wat daarin opgehoop word nie. Een ding is duidelik – 'n kolossale hoeveelheid hulpbronne bly ongebruik. Tans is daar reeds prototipes van kragsentrales gebou wat die hitte-energie van seewater in stroom omskakel. Dit is egter loodsprojekte, en daar is geen sekerheid dat hierdie gebied van energie verder ontwikkel sal word nie.

Eb en vloed in diens van die elektriese kragbedryf

Om die kragtige krag van die eb en vloei in waardevolle afgeleides te transformeer is 'n nuwe manier om elektrisiteit op te wek. Die aard van hierdie verskynsels is nou bekend en veroorsaak nie daardie eerbiedige ontsag wat onder ons voorvaders ontstaan het nie. Dit is as gevolg van die invloed van die magnetiese veldgetroue satelliet van die planeet - die maan.

Die mees opvallende gety- en ebstrome van water word waargeneem in die vlak waters van die see en oseane, sowel as in rivierbeddings.

Die eerste stasie wat werklik 'n resultaat gegee het, is in 1913 in die VK naby Liverpool gebou. Sedertdien het baie lande probeer om die ervaring te herhaal, maar op die ou end het hulle hierdie onderneming om verskeie redes laat vaar.

Sonenergie

Trouens, alle natuurlike fossielbrandstowwe is miljoene jare gelede met die deelname en onder die invloed van sonlig gevorm. Ons kan dus sê dat die mensdom produkte wat van die son verkry is, lank en aktief gebruik het. Trouens, ons het die teenwoordigheid van riviere en mere te danke aan hierdie onuitputlike bron, wat die sirkulasie van water verseker. Dit is egter nie wat met moderne sonenergie bedoel word nie. Betreklik onlangs kon wetenskaplikes spesiale batterye ontwikkel en vervaardig. Hulle wek elektrisiteit op wanneer sonlig hul oppervlak tref. Hierdie tegnologie verwys na 'n alternatiewe manier om elektrisiteit op te wek.

Die son is miskien die kragtigste bron van alles wat tans bekend is. Binne drie dae ontvang die planeet Aarde soveel energie as wat nie vervat is in alle verkende en potensiële afsettings van alle soorte termiese hulpbronne nie. Slegs 1/3 van hierdie energie bereik egter die oppervlak van die aardkors, en die meeste daarvan word in die atmosfeer verdryf. En tog praat ons van kolossale volumes. Volgens kenners, 'n klein reservoirontvang soveel energie as 'n redelike groot termiese kragsentrale.

Daar is installasies in die wêreld wat die energie van sonlig gebruik om stoom te produseer. Dit dryf 'n kragopwekker aan en wek elektrisiteit op. Sulke installasies is egter baie skaars.

Ongeag die beginsel waarvolgens elektrisiteit opgewek word, moet die installasie toegerus wees met 'n versamelaar - 'n toestel om sonlig te konsentreer. Sekerlik het baie sonpanele met hul eie oë gesien. Dit blyk dat hulle onder donker glas is. Dit blyk dat so 'n laag die eenvoudigste versamelaar is. Die beginsel van die werking daarvan is gebaseer op die feit dat 'n donker deursigtige materiaal die sonstrale oordra, maar infrarooi- en ultravioletstraling vertraag en weerkaats. Binne die battery is daar buise met 'n werkende stof. Aangesien termiese straling nie deur die donker film oorgedra word nie, is die temperatuur van die werksvloeistowwe baie hoër as die omgewingstemperatuur. Daar moet kennis geneem word dat sulke oplossings slegs effektief werk in tropiese breedtegrade, waar dit nie nodig is om die versamelaar na die son te draai nie.

Nog 'n tipe deklaag is 'n konkawe spieël. Sulke toerusting is 'n baie duur oplossing, so dit het nie wye toepassing gevind nie. So 'n versamelaar kan verhitting tot drieduisend grade Celsius verskaf.

Hierdie rigting ontwikkel vinnig. In Europa sal jy niemand verras met huise wat van elektriese netwerke ontkoppel is nie. Maar op industriële skaalelektrisiteit word nie deur hierdie metode opgewek nie. Sonpanele pronk op die dakke van sulke huise. Dit is 'n hoogs twyfelagtige belegging. In die beste geval sal die installering van sulke toerusting eers na tien jaar se werking afbetaal word.

Gebruik seestrome

Dit is 'n baie ongewone manier om elektrisiteit op te wek. As gevolg van die temperatuurverskil in die noordelike streke van die oseane en die suidelike (ekwatoriale) ontstaan kragtige strome dwarsdeur die volume. As 'n turbine in water gedompel word, sal 'n kragtige stroom dit laat draai. Dit is die basis van die beginsel van werking van sulke kragsentrales.

Hierdie energiebron word egter tans nie aktief gebruik nie. Daar is baie ingenieursuitdagings wat nog opgelos moet word. Slegs eksperimentele werk word uitgevoer. Die Britte is die aktiefste in hierdie rigting. Dit is moontlik dat daar in die nabye toekoms kolonies kragsentrales aan die kus van Groot-Brittanje sal verskyn, waarvan die lemme deur seestrome aan die gang gesit sal word.

Maniere om elektrisiteit by die huis te kry

Elektrisiteit kan ook by die huis opgewek word. En as jy hierdie kwessie ernstig opneem, kan jy selfs in die behoeftes van die huishouding vir elektrisiteit voorsien.

Eerstens moet daarop gelet word dat sommige van die gelyste metodes om elektrisiteit op te wek, redelik toepaslik is in 'n private ekonomie. So, baie boere en net eienaars van landgoedere installeer windpompe op hul erwe. Sonpanele kan ook al hoe meer op die dakke van plattelandse huise gesien word.

Daar is andermaniere om elektrisiteit te produseer, maar die praktiese toepassing daarvan is nie ter sprake nie. Dit is meer vir die pret, of vir die doel van eksperiment.