Виды энергетических вампиров и как вычислить кровососа по дате рождения. Как вычисляется энергетика человека по дате рождения. Типы энергетических вампиров

Рассматриваемые вопросы:

1. Определение энергии.

2. Виды энергии

3. Назначение и использование энергии.

В окружающем нас мире материя существует в форме вещества, поля и физического вакуума. В форме вещества и поля материя обладает массой, импульсом, энергией. Необходимым условием любого действия, взаимодействия и вообще существования является потребление энергии, обмен энергией. В человеческом обществе уровень культуры как материальной, так и духовной находится в тесной связи с количеством потребляемой энергии. Уровнем энерговооруженности определяется экономика любой страны. Так что же такое энергия?

1. Энергия и ее виды

Энергия – всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время под энергией понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую.

Согласно представлениям физической науки, энергия – это способность тела или системы тел совершать работу.

В природе существует около 20 научно обоснованных видов энергии. Существуют также различные классификации видов и форм энергии. Человек в своей повседневной жизни наиболее часто встречается со следующими видами энергии: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная (внутриядерная), гравитационная и другие виды. На практике непосредственно применяются всего 4 вида энергии: тепловая (70-75%), механическая (20-22%), электрическая (3-5%), электромагнитная – световая (15%).

Более двух третей всей потребляемой энергии используется в виде теплоты для технических нужд, отопления, приготовления пищи, оставщаяся часть – в виде механической, прежде всего в транспортных установках, и электрической энергии. Причем доля использования электрической энергии постоянно возрастает.

Если энергия – результат изменения состояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды.

Механическая энергия – проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц. К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгибании, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко используется в различных машинах – транспортных и технологических.

Тепловая энергия – энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ. Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, широко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов (нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока). Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дробления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной обработки материалов (электроэрозионная обработка).

Этот вид энергии является наиболее совершенным, благодаря следующим факторам:

Возможности получения ее в больших количествах вблизи месторождений горючих ископаемых или водных источников;
Удобству транспортировки на дальние расстояния с относительно небольшими потерями;
Способности трансформации в другие виды энергии;
Отсутствию загрязнения окружающей среды;
Возможности создания принципиально новых технологических процессов с высокой степенью автоматизации и роботизации производства.

Химическая энергия – это энергия, «запасенная» в атомах веществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами. Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой энергии при проведении экзотермических реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальванических элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до 98%), но низкой емкостью.

Магнитная энергия – энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. При прохождении электрического тока по цепи вокруг проводника создается магнитное поле. Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них можно рассматривать как «оборотную» сторону другой. Поскольку электрическая и магнитная энергия тесно связаны, на практике используется понятие электромагнитная энергия.

Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Перечисленные диапазоны излучения отличаются длиной волны (и частотой):

Радиоволны – больше 10 -2 см;
Инфракрасное излучение – 2*10 -4 – 7, 4*10 -5 ;
Видимый свет - 7, 4*10 -5 -4*10 -5 ; (420-760 нм);
Ультрафиолетовое излучение - 4*10 -5 -10 -6 ;
Рентгеновское излучение – 10 -5 -10 -12 ;
Гамма излучение – больше чем 10 -12 см.

Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов радиоактивных веществ . Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция).

Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных количеств энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.

Гравитационная энергия – энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, это, например, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью Земли – энергия силы тяжести.

Часто в особые виды энергии выделяют биологическую и психическую энергии. Однако, согласно современным воззрениям естествознания, психические и биологические процессы это особая группа физико-химических процессов, но они осуществляются на основе описанных выше видов энергии.

Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макромира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекулярных взаимодействий – тепловую,

К энергии , образующейся на уровне микромира , относят – энергию атомных взаимодействий – химическую; энергию излучения – электромагнитную; энергию, заключенную в ядрах атомов – ядерную.

Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не зафиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об энергии и закон сохранения энергии.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен
1 ньютон х метр (Нм). Если расчеты связаны с теплотой, с расчетом энергии биологических объектов и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии применяется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал=4,18 Дж. Для измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт·час (Вт·ч, кВт·ч, МВт·ч), 1 Вт·ч=3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг·м=9,8 Дж.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), и которая может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую называется первичной . В соответствии с классификацией энергоресурсов по признаку исчерпаемости, можно классифицировать и первичную энергию. На рис. 1 представлена схема классификации первичной энергии.

Энергия приливов

Геотермальная энергия

Энергия морских волн

Биологическое топливо

Энергия ветра

Солнечная энергия

Нетрадиционные виды энергии

Газообразные виды топлива

Жидкие виды топлива

Твёрдые виды топлива

Атомная энергия

Гидроэнергия рек

Органическое топливо

Традиционные виды энергии

Первичная энергия

Рис. 1. Классификация первичной энергии

Энергия, получаемая человеком, после преобразования первичной энергии на специальных установках - станциях, называется вторичной (электрическая энергия, энергия пара, горячей воды и т.д.).

Немногим более половины всей потребляемой энергии используется в виде тепла для технических нужд , отопления, приготовления пищи, оставшаяся часть - в виде механической, прежде всего в транспортных установках, и электрической энергии.

Электрическая энергия по праву может считаться основой современной цивилизации. Это обусловлено ее преимуществами и удобством использования. Подавляющее большинство технических средств механизации и автоматизации производственных процессов (оборудование, приборы, ЭВМ), замена человеческого труда машинным в быту имеют электрическую основу.

Электрическая энергия – наиболее универсальный вид энергии. Она нашла широкое применение в быту и во всех отраслях народного хозяйства. Насчитывается свыше четырехсот наименований электробытовых приборов: холодильники, стиральные машины, кондиционеры, вентиляторы, телевизоры, магнитофоны, осветительные приборы и т.д. Нельзя представить промышленность без электрической энергии. В сельском хозяйстве применение электричества непрерывно расширяется: кормление и поение животных, уход за ними, отопление и вентиляция, инкубаторы, калориферы, сушилки и т.д.Электрификация – основа технического прогресса любой отрасли народного хозяйства. Она позволяет заменить неудобные для использования энергетические ресурсы универсальным видом энергии – электрической энергией, которую можно передавать на любое расстояние, превращать в другие виды энергии, например, в механическую или тепловую, делить ее между потребителями.

Преимущества электроэнергии:

1. Электрическая энергия универсальна, она может быть использована для самых различных целей. В частности, ее очень просто превратить в тепло, свет. Это делается, например, в электрических источниках света (лампочках накаливания), в технологических печах, используемых в металлургии, в различных нагревательных и отопительных устройствах. Превращение электрической энергии в механическую используется в приводах электрических моторов.

2. При потреблении электрической энергии ее можно бесконечно дробить. Так, мощность электрических машин в зависимости от их назначения различна: от долей ватта в микродвигателях, применяемых во многих отраслях техники и в бытовых изделиях, до огромных величин, превышающих миллион киловатт, в генераторах электростанций.

3. В процессе производства и передачи электрической энергии, можно концентрировать ее мощность, увеличивать напряжение и передавать по проводам как на малые, так и на большие расстояния любое количество электрической энергии от электростанции, где она вырабатывается, всем ее потребителям.

Развитие естествознания на протяжении жизни человечества неопровержимо доказало, что энергия никогда не создается из ничего и не уничтожается бесследно, она только переходит из одного вида в другой, т.е.

сумма всех видов энергии остается постоянной. В этом состоит суть одного из самых фундаментальных законов Вселенной – закон сохранения энергии.

При любых обсуждениях вопросов, связанных с использованием энергии, необходимо отличать энергию упорядоченного движения, известную в технике под названием свободной энергии (механическая, химическая, электрическая, электромагнитная, ядерная) и энергию хаотического движения , т.е. теплоту.Любая из форм свободной энергии может быть практически полностью использована. В то же время хаотическая энергия тепла при превращении в механическую энергию теряется в виде тепла. Мы не в силах полностью упорядочить случайное движение молекул, превратив его энергию в свободную. Более того, в настоящее время практически нет способа непосредственного превращения химической и ядерной энергии в электрическую и механическую , как наиболее используемые. Приходится внутреннюю энергию веществ превращать в тепловую, а затем в механическую или электрическую с большими неизбежными теплопотерями.Таким образом, все виды энергии после выполнения ими полезной работы превращаются в теплоту с более низкой температурой, которая практически непригодна для дальнейшего использования.

Закон сохранения энергии нашел подтверждение в различных областях – от механики Ньютона до ядерной физики. Причем закон сохранения энергии – это не только плод воображения или обобщения экспериментов. Вот почему можно полностью согласиться с утверждением одного из крупнейших физиков-теоретиков Пуанкаре: «Так как мы не в силах дать общего определения энергии, принцип ее сохранения означает, что существует нечто, остающееся постоянным. Поэтому, к каким бы новым представлениям о мире не привели нас будущие эксперименты, мы заранее знаем: в них будет нечто остающееся постоянным, что можно назвать ЭНЕРГИЕЙ».

Учебная дисциплина "Основы энергосбережения" призвана вооружить будущего специалиста знаниями общих законов и подходов к расчету процессов, возникающих при получении, трансформации и передаче энергии.

3. Проблемы использования энергии человеком

Из всех видов энергоресурсов энергия Солнца имеет особое значение. Все виды энергоресурсов есть результат естественных преобразований солнечной энергии. Уголь, нефть, природный газ, торф, горючие сланцы и дрова – это запасы лучистой энергии Солнца, извлеченные и преобразованные растениями. В процессе реакции фотосинтеза из неорганических элементов окружающей среды – воды Н 2 О и углекислого газа СО 2 – под воздействием солнечного света в растениях образуется органическое вещество, основным элементом которого является углерод С . В определенную геологическую эпоху на протяжении миллионов лет из отмерших растений под воздействием давления и температурного режима, которые, в свою очередь, являются результатом конкретного количества энергии Солнца, падающего на Землю, и образовались органические энергетические ресурсы, основу которых составляет углерод, ранее накопленный в растениях. Энергия воды также получается за счет солнечной энергии, испаряющей воду и поднимающей пар в высокие слои атмосферы. Ветер возникает за счет различной температуры нагревания Солнцем разных точек нашей планеты. Кроме того, непосредственно излучение Солнца, приходящееся на поверхность Земли, обладает огромным потенциалом энергии.

Таким образом, образование органического топлива является результатом, с одной стороны, естественных преобразований солнечной энергии, а с другой, – результатом теплового, механического и биологического воздействия в течение многих столетий на останки растительного и животного мира, откладывавшиеся во всех геологических формациях. Все это топливо имеют углеродную основу, и энергия высвобождается из него, главным образом, в процессе образования диоксида углерода (СО2).

На протяжении всего своего существования человечество использовало энергию, накопленную природой в течение миллиардов лет. При этом способы ее использования постоянно совершенствовались с целью получения максимальной эффективности .

Так, в самом начале своего эволюционного развития человеку была доступна только энергия мышц его тела . Позднее человек научился получать и использовать энергию огня . Очередной виток эволюционного развития человеческого общества принес возможность использовать энергию воды и ветра – появились первые водяные и ветряные мельницы, водяные колеса, парусные суда, использующие силу ветра для своего перемещения. В XVIII веке была изобретена паровая машина, в которой тепловая энергия , полученная в результате сжигания угля или древесины, превращалась в энергию механического движения. В XIX веке была открыта вольтовая дуга, электрическое освещение, изобретен электродвигатель, а затем и электрогенератор, - что и явилось началом века электричества . XX век явил собой подлинную революцию в освоении человечеством способов получения и использования энергии: строятся тепловые, гидравлические, атомные электростанции огромной мощности, сооружаются линии передачи электрической энергии высокого, сверх- и ультравысокого напряжения, разрабатываются новые способы производства, преобразования и передачи электроэнергии (управляемая термоядерная реакция, магнитогидродинамический генератор, сверхпроводниковые турбогенераторы и т.д.), создаются мощные энергосистемы . В это же время появляются мощные системы нефте- и газоснабжения.
Таким образом, окружающий нас мир обладает поистине неиссякаемым источником различных видов энергии. Некоторые из них еще в полной мере не используются и в нынешнее время – энергия Солнца, энергия взаимодействия Земли и Луны, энергия термоядерного синтеза, энергия тепла Земли .

Сейчас энергия играет решающую роль в развитии человеческой цивилизации. Существует тесная взаимосвязь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Энергетика имеет большое значение в жизни человечества. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества, возможности научно-технического прогресса и уровень жизни населения. К сожалению, большинство энергии, потребляемой человеком, превращается в бесполезное тепло из-за низкой эффективности использования имеющихся энергетических ресурсов.

Ориентировочное распределение потребляемой энергии за год в мире приведено в табл. 1.1. Величина энергии дается в количестве угля в мегатоннах (Мт), который при сгорании дал бы ту же энергию.
На питание людей ежегодно идет около 400 Мт, из которых около 40 Мт превращается в полезный труд. На бытовые нужды расходуется около 800 Мт, на общественное производство – 1000 Мт.

Таблица1.1
Годовое потребление энергии в мире

Форма энергии	Количество, Мт	Источник
Питание людей и корм рабочего скота	650	Солнечный свет (в настоящем)
Дрова	150	Солнечный свет (в прошлом)
Гидроэлектростанции	100	Движение воды
Уголь, нефть, газ, торф	6 600	Солнечный свет (в прошлом)

Таким образом, из годового потребления, составляющего 7500 Мт, полезно используется 2200 Мт, остальное растрачивается в виде теплоты . Но даже эффективностью 2200/7500 Мт человечество не может похвастаться, так как не учтено падающее на Землю солнечное излучение, составляющее 10000000 Мт в год.

Рис. 2 Распределение энергии солнечного света.

Неравномерность использования энергии населением представлена на рис.3.

Рис. 3.Неравномерность использования энергии населением.

Энергия сыграла решающую роль в развитии цивилизации. Потребление энергии и накопление информации имеет примерно одинаковый характер изменения во времени, тесна связь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Установлено, что для удовлетворения физиологических потребностей человеку современному требуется приблизительно столько же энергии, сколько и человеку первобытному. В то же время рост потребления энергии поразительно высок. Но именно благодаря ему человек значительную часть своей жизни может посвятить досугу, образованию, созидательной деятельности, добился теперешней высокой продолжительности жизни.
Мы считаем энергию чем-то нужным, способным работать на нас.

Снабжение общества энергией необходимо для: обогрева помещений, обеспечения передвижения, выпуска необходимых нам товаров, поддержания работоспособности различных машин, механизмов, приборов, приготовления пищи, освещения, поддержания жизнедеятельности и т.д.

Эти примеры применения энергии можно разделить на три большие группы:
а) энергия питания . Она дороже других видов энергии: пшеница в перерасчете на Джоули гораздо дороже, чем уголь. Питание дает тепло для поддержания температуры тела, энергию для его движения, для осуществления умственного и физического труда;
б) энергия в виде тепла для обогрева домов и приготовления пищи. Она дает возможность жить в различных климатических условиях и разнообразить пищевой рацион человека;
в) энергия для обеспечения функционирования общественного производства. Это энергия для производства товаров и услуг, физического перемещения людей и грузов в пространстве, для поддержания работоспособности всех систем коммуникаций. Затраты этой энергии на душу населения значительно выше, чем затраты энергии на питание.

К сожалению, динамика развития цивилизации такова, что с каждым годом человечеству требуется все больше энергии для своего существования и развития. Несмотря на наличие большого количества энергоресурсов и использование человечеством различных видов энергии, скорость потребления энергетических ресурсов заметно превышает возможности их возобновления природой. Это в первую очередь касается невозобновимых природных ресурсов. Потребности человека растут, людей становится все больше и это вызывает гигантские объемы производства энергии и темпы роста ее потребления. Сегодня традиционные источники энергии (различные топлива, гидроресурсы) и технологии их использования уже не способны обеспечивать требуемый уровень энерговооруженности общества, потому что это невозобновляемые источники. И хотя разведанные запасы природных топлив очень велики, проблема истощения природных кладовых при нынешних и прогнозируемых темпах их разработки переходит в реальную и недалекую перспективу . Уже сегодня ряд месторождений из-за истощения оказывается непригодным для промышленной разработки, и за нефтью и газом, например, приходится идти на труднодоступные, отдаленные территории, на океанские шельфы и т.п. Серьезные прогнозисты доказывают, что при сохранении нынешних объемов и темпов роста энергопотребления в 3 … 5 % (а они без сомнения будут еще выше) запасы органических топлив полностью иссякнут через 70 – 150 лет.

Другим фактором, ограничивающим значительное увеличение объемов выработки энергии за счет сжигания топлива, является все возрастающее загрязнение окружающей средыотходами энергетического производства . Эти отходы значительны по массе и содержат большое количество различных вредных компонентов. Так, при производстве 106 кВт⋅_ч электроэнергии на современной электростанции, работающей на твердом топливе, в окружающую среду сбрасываются 14 000 кг шлака, 80 000 кг золы, 1 000 000 кг диоксида углерода, 14000 кг диокиси серы,4 000 кг окислов азота, 100 000 кг водяных паров, а также соединения фтора, мышьяка, ванадия и других элементов. А ведь количество вырабатываемой в год электроэнергии исчисляется сотнями и тысячами миллиардов киловатт-часов! Вот откуда кислотные дожди, отравления сельхозугодий и водоемов и тому подобные явления. Причем природа уже не в состоянии естественными физико-химическими и микробиологическими способами переработать эти загрязнения и самовосстановиться.

В ядерной энергетике возникают экологические проблемы другого рода. Они связаны с необходимостью исключить попадание ядерного горючего в окружающую среду и надежным захоронением ядерных отходов , что при современном уровне развития техники и технологий связано с большими трудностями.

Не менее вредным является и тепловое загрязнение окружающей среды, способное привести к глобальному потеплению климата Земли, таянью ледников и повышению уровня мирового океана. В свете изложенного выше все более актуальным становится широкое практическое использование так называемых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, которые ко всему прочему являются еще и экологически чистыми, не загрязняющими окружающую среду. К таким источникам относятся солнечная энергия, энергия ветра, энергия морских волн и приливов, энергия биомассы, геотермальная энергия и др. Природа каждого из этих источников энергии неодинакова, различны и способы их применения и использования. Вместе с тем им свойственны и общие черты, и в частности малая плотность потока генерируемой энергии, обуславливающая необходимость ее аккумулирования и резервирования.

4. Энергетическая безопасность и энергосбережение

Согласно прогнозам ученых, в обозримом будущем основным источником энергии останутся углеводородные топлива и ядерное горючее. Но человечество уже приближается к такому пределу повышения суммарной мощности традиционных энергоустановок, преодоление которого неизбежно повлечет экологическую катастрофу . Поэтому современная «нетрадиционная» энергетика – это тот резерв, который дает надежду и возможность преодолеть многие казалось бы неразрешимые проблемы и обеспечить возрастающие потребности человека в будущем. По мере совершенствования технологий и масштабов практического использования часть «нетрадиционных» энергоустановок перейдет в разряд традиционной «большой» энергетики, другая часть найдет свою нишу в «малой» энергетике для энергообеспечения локальных объектов. Так или иначе – за нетрадиционными источниками энергии большое будущее, и мы должны всемерно способствовать тому, чтобы это будущее скорее становилось настоящим. От этого зависят вопросы жизни и смерти на нашей планете.Именно этим определяется настоятельная необходимость рационального расхода энергии, снижения её удельных затрат во всех сферах человеческой деятельности. Это направление получило название - энергосбережение.

Один из результатов энергосбережения - прямое снижение в несколько раз затрат на ускорение темпов постоянных поисков источников энергии, их освоения. Стремление решить эти и другие проблемы наблюдается практически с самого начала большой энергетики. Оно реализуется как в поисках других первичных энергетических источников (электрохимические и термоядерные преобразователи), так и в разработке новых способов преобразования энергии первичных источников в электрическую, например, в термоэлектрических или термоэмиссионных устройствах, в МГД-генераторах.

Энергосбережение - организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц. Эта деятельность направлена на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи , переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. Энергосбережение - комплекс мер для обеспечения эффективного и рационального использования энергоресурсов.

В настоящее время самыми эффективными признаны следующие направления деятельности по энергосбережению:

1. Создание нормативной и правовой базы энергосбережения.

2. Создание необходимых экономических механизмов.

3. Создание финансовых механизмов энергосбережения.

4. Проведение политики ценообразования, которая отражает затраты на энергоресурсы, производимую продукцию, услуги и определяет уровень жизни населения.

5. Создание системы управления энергосбережением.

6. Создание информационной системы пропаганды проблем энергосбережения, обучения, переподготовки кадров, менеджеров, работающих в этой сфере.

Основа энергосбережения - рациональное использование энергоресурсов и сокращение их потерь. Во всех передовых странах широко применяется энергосберегающая политика.

Исходя из определения понятия энергосбережения как комплекса мер, направленных на эффективное использование энергии, возникает требование ограничения возможностей использования материальных ресурсов внешней среды, если речь идет о так называемых невозобновляемых первичных источниках энергии в виде органических минеральных горючих. Вполне понятно стремление многих стран в современных условиях к максимальному использованию, но на новых принципах, возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, биомассы и т.д. Использование их позволит уже сегодня решить массу экологических проблем, что создает предпосылки к резервированию для потомков части запасов ископаемых топлив (если при этом их еще и не будут вывозить за рубеж), в том числе и для неэнергетических потребностей: производства химических продуктов, лекарств, всевозможных препаратов.

Под энергетической безопасностью понимается такое состояние государства, когда не испытывают недостатка во всех видах энергии все нуждающиеся в них потребители. В более широком аспекте –

это такое состояние топливно-энергетического комплекса, которое обеспечивает достаточное и надежное энергоснабжение страны, необходимое для устойчивого развития экономики и комфортных условий проживания населения в обычных условиях и минимизацию ущерба в ЧС.
- Это состояние общества поддерживать необходимый уровень национальной безопасности

Основными принципами энергетической безопасности являются:

Наличие энергоресурсов или запасов энергетического сырья
Резервы электрических и тепловых мощностей (не менее 15% по сравнению с пиковой нагрузкой)
Надежность энергетического оборудования
Подконтрольность энергосистемы страны государству
Если энергетика государства базируется на импорте энергоресурсов – закупки не должны осуществляться в одной стране . Доля каждого источника энергопоставок не должна превышать 50%
Энергосберегающая политика государства - правовое, организационное и финансово-экономическое регулирование деятельности в области энергосбережения. Примером осознания важности решения проблемы энергосбережения, является Закон Республики Беларусь «Об энергосбережении», принятый в 1998 году. Настоящим законом регулируются отношения, возникающие в процессе деятельности юридических и физических лиц, в сфере энергосбережения в целях повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, и устанавливаются правовые основы этих отношений. . Для осуществления энергосбережения на уровне государства постоянно разрабатываются программы по энергосбережению.
Республиканские – на 5 лет, начиная с 2001г.
Областные – на 1 год
Отраслевые научно-технические - бывают долгосрочные (на5 лет) и краткосрочные (на 1год)
Перед РБ стоит задача энергосбережения и снижения энергоемкости валового внутреннего продуктка.
Для решения этой задачи необходимо:
- создание системы подготовки специалистов в области энергосбережения, энергосберегающих технологий и энергетического менеджмента;
- обеспечить перестройку мышления общества в целом, радикально изменить его отношение к проблеме энерго- и ресурсосбережения.

Лекция 2

Энергетические ресурсы мира

Рассматриваемые вопросы:

1. Основные определения

2. Виды энергоресурсов и их классификация.

3. Структура и состояние мирового энергохозяйства

2.1. Энергетические ресурсы и их классификация

Согласно Закона Республики Беларусь «Об энергосбережении», который был принят 29 июня 1998 г. источником энергии являются энергетические ресурсы:

Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком. Энергетическим ресурсом называют любой источник энергии, естественный или искусственно активированный. Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе .

топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) – совокупность всех природных и преобразованных видов топлива и энергии, используемых в республике.Энергетические ресурсы классифицируются согласно следующей схеме (рис.1).

Первичные природные энергоресурсы - естественно образовавшиеся в результате геологического развития Земли или проявляющиеся через космические связи (излучение Солнца), делятся на невозобновляемые (уголь, нефть, природный газ, сланцы, торф) и возобновляемые (энергия рек, солнечная радиация, энергия приливов, биотопливо).

К возобновляемым относят ресурсы, восстанавливаемые природой (земля, растения, животные и т.д.), к невозобновляемым - ресурсы, ранее накопленные в природе, но в новых геологических условиях практически не образующиеся (нефть, уголь и другие запасы недр).

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) – энергия, получаемая в ходе любого технологического процесса в результате недоиспользования первичной энергии в виде побочного продукта основного производства и не применяемая в этом энергетическом процессе. К данному виду ресурсов относятся: бытовые и промышленные отходы, горячие отработанные теплоносители, отработанные горючие органические вещества, отходы сельскохозяйственного производства.

Р и с.1. Структура энергетических ресурсов.

Одна из классификаций природных ресурсов – классификация по признаку исчерпаемости, в соответствии с которой энергетические ресурсы разделяют на исчерпаемые и неисчерпаемые (рис. 3) . В свою очередь, исчерпаемые можно разделить на возобновляемые и невозобновляемые .

К неисчерпаемым относятся космические, климатические, водные ресурсы.

Рис.2. Исчерпаемые и неисчерпаемые энергоресурсы.

Все неисчерпаемые источники энергии считаются возобновимыми.

По сути, во вселенной не существует неисчерпаемых энергоресурсов. Рано или поздно они иссякнут. Так, например, через 4.5 миллиарда лет наша звезда Солнце перейдет в очередную свою стадию эволюции и превратится в белый карлик. Такой переход именуется вспышка сверхновой звезды. При этом в космическое пространство будет излучен огромный поток энергии, который достигнет нашей планеты, уничтожит (сожжет) атмосферу Земли, испарятся океаны и Земля превратится в безжизненное космическое тело.

Однако в сравнении с человеческой жизнью и временем существования человеческой цивилизации такие источники считаются неисчерпаемыми. Таким образом, возобновляемыми источниками энергии называются источники, потоки энергии которых постоянно существуют или периодически возникают в окружающей среде и не являются следствием целенаправленной деятельности человека.

К возобновляемым энергоресурсам относят энергию:

Мирового океана в виде энергии приливов и отливов, энергии волн;

- ветра;

Морских течений;

Соленую;

Морских водорослей;

Вырабатываемую из биомассы;

Водостоков;

Твердых бытовых отходов;

Геотермальных источников.

Недостатком возобновляемых источников энергии является низкая степень ее концентрации. Но это в значительной степени компенсируется широким распространением, относительно высокой экологической чистотой и их практической неисчерпаемостью. Такие источники наиболее рационально использовать непосредственно вблизи потребителя без передачи энергии на расстояние. Энергетика, работающая на этих источниках, использует потоки энергии, уже существующие в окружающем пространстве, перераспределяет, но не нарушает их общий баланс.

Около 90% используемых в настоящее время энергоресурсов составляет невозобноляемые (уголь, нефть, газ, и т.д.). Это обусловлено их высоким энергетическим потенциалом, относительной доступностью их извлечения. Темпы добычи и потребления этих ресурсов обуславливают энергетическую политику. Наиболее часто используемые в настоящее время энергоресурсы называют традиционными, новые виды энергоресурсов, использование которых начато сравнительно недавно – альтернативными (энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов).

В современном природопользовании энергетические ресурсы классифицируют на три группы

– участвующие в постоянном обороте и потоке энергии (солнечная, космическая энергия и т.д.),

- депонированные энергетические ресурсы (нефть, газ, торф, сланцы и т.д.) и

- искусственно активированные источники энергии (атомная и термоядерная энергии).

С экономической точки зрения различают валовые, технические и экономические энергетическиересурсы.

Валовой ресурс представляет суммарную энергию, заключенную в данном видеэнергоресурса.

Технический ресурс – это энергия, которая может быть получена из данного вида энергоресурса при существующем развитии науки и техники. Он составляет от доли процента до десятка процентов от валового, но постоянно увеличивается по мере усовершенствования энергетического оборудования и освоения новых технологий.

Экономический ресурс – энергия, получение которой из данного вида ресурса экономически выгодно при существующем соотношении цен на оборудование, материалы и рабочую силу. Он составляет некоторую долю от технического и тоже увеличивается по мере развития энергетики.

Энергетические ресурсы принято характеризовать числом лет, в течение которых данного ресурса хватит для производства энергии на современном качественном уровне. Из доклада комиссии Мирового энергетического совета (1994 г.) при современном уровне потребления запасов угля хватит на 250 лет, газа – на 60 лет, нефти – на 40 лет. При этом по данным Международного института прикладного системного анализа, мировой спрос на энергоносители вырастет с 9,2 млрд. т в пересчете на нефть (конец 1990-х гг.) до 14,2–24,8 млрд. т в 2050 году.

Показатель энергоэффективности – научнообоснованная абсолютная или удельная величина потребления топливно-энергетических ресурсов (с учетом их нормативных потерь) любого назначения, установленная нормативнымидокументами.

Эффективность использования энергоресурсов определяется степенью преобразования их энергетического потенциала в конечную используемую продукцию или конечные потребляемые виды энергии и характеризуется коэффициентом использования энергоресурсов :

где η д – коэффициент извлечения потенциального запаса энергоресурса (отношение добытого ко всему количеству ресурса),

η П – коэффициент преобразования (отношение полученной полезной энергии ко всем подведенным энергоресурсам),η и – коэффициент использования энергии (отношение использованной энергии к подведенной к потребителю энергии).

Для некоторых видов ископаемых энергоресурсов η д составляет:

для нефти  30,…40%, для газа  80%, для угля  40%. При сжигании топливаη п равняется 9498 %.

С понятием энергоэффективность сопряжены понятия эффективное и рациональное использование энергоресурсов.

Энергетический баланс – это система показателей, отражающих количественное соответствие между приходом и расходом энергоресурсов, распределение по типу и потребителям (см. рис. 3).

Рис. 3. Структура энергетического баланса.

Рациональное использование ресурсов – это система деятельности, призванная обеспечить экономическое использование ресурсов и их воспроизводство с учетом перспективных интересов развивающегося народного хозяйства и сохранения здоровья людей.

Эффективное использование ресурсов - использование всех видов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий (подразумевает вторичное использование ресурсов, сокращение потребления, энергосбережение, непревышениеэколгического порога устойчивости экосистем).

Пользователи топливно-энергетических ресурсов – субъекты хозяйствования независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц или предпринимателей без образования юридического лица, а также другие лица, которые в соответствии с законодательством Республики Беларусь имеют право заключать хозяйственные договоры, и граждане, использующие топливно-энергетическиересурсы.

Производители топливно-энергетических ресурсов – субъекты хозяйствования независимо от форм собственности, зарегистрированные на территории Республики Беларусь в качестве юридических лиц, для которых любой из видов топливно-энергетических ресурсов, используемых в республике,являетсятоварнойпродукцией.

Под энергетикой или энергетической системой , следует понимать совокупность больших естественных (природных) и искусственных (созданных человеком) систем, предназначенных для получения, преобразования, распределения и использования в народном хозяйстве энергетических ресурсов всех видов.

Энергетика рассматривается как большая система, включающая в себя на правах подсистем части других больших систем.
Вторая трактовка энергосистемы , принятая среди энергетиков, следующая: энергетическая система – это совокупность взаимосвязанных электрических станций, подстанций, линий электропередачи, электрических и тепловых сетей, центров потребления электрической энергии и теплоты.
В составе энергетической системы, обеспечивающей потребности всей экономики в электрической и тепловой энергии, функционируют следующие большие системы :

электроэнергетическая система (электроэнергетика), в состав которой в качестве подсистемы входит теплоснабжающая система (теплоэнергетика);

система нефте- и газоснабжения;

система угольной промышленности;

ядерная энергетика;

нетрадиционная энергетика.

Производство электроэнергии обеспечивают электрические станции;преобразование – трансформаторы, транспорт;

распределение электрической энергии – линии электропередачи;потребление – различные приемники.

2.2 Виды топлива, характеристика и запасы

По определению Д. И. Менделеева, «топливом называется горючее вещество, умышленно сжигаемое для получения теплоты». Минеральное топливо - основной источник энергии в современном хозяйстве и важнейшее промышленное сырье. Переработка минерального топлива является базой формирования промышленных предприятий, в т. ч. нефтехимических, газохи-мических, торфобрикетных и т. п.

Топливо подразделяют на следующие четыре группы:

Твердое;

Газообразное;

Ядерное.

Самым первейшим видом твердого топлива были (а во многих местах остаются и в настоящее время) древесина и другие растения: солома, камыш, стебли кукурузы и т. п.

Первая промышленная революция, которая в XIX веке полностью преобразовала аграрные страны Европы, а затем и Америку, произошла в результате перехода от древесного топлива к ископаемому угольному. Потом пришла эра электричества.

Открытие электричества оказало огромное влияние на жизнь человечества и обусловило зарождение и рост крупнейших городов мира.

Применение нефти (жидкий вид топлива) и природного газа в сочетании с развитием электроэнергетики, а затем и освоение энергии атома позволили промышленно развитым странам осуществить грандиозные преобразования, итогом которых стало формирование современного облика Земли.

Таким образом, к твердому виду топлива относят:

Древесину, другие продукты растительного происхождения;

Уголь (с его разновидностями: каменный, бурый);

Торф;

- горючие сланцы.

Ископаемые твердые топлива (за исключением сланцев) являются продуктом разложения органической массы растений. Самый молодой из них торф , представляющий собой плотную массу, образовавшуюся из перегнивших остатков болотных растений. Следующими по «возрасту» являются бурые угли - землистая или черная однородная масса, которая при длительном хранении на воздухе частично окисляется (выветривается) и рассыпается в порошок. Затем идут каменные угли , обладающие, как правило, повышенной прочностью и меньшей пористостью. Органическая масса наиболее старых из них - антрацитов претерпела наибольшие изменения и на 93 % состоит из углерода. Антрацит отличается высокой твердостью.

Горючие сланцы представляют собой полезное ископаемое из группы твердыхкаустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти.

Жидкие виды топлива получают путем переработки нефти. Сырую нефть нагревают до 300 ... 370 °С, после чего полученные пары разгоняют на фракции, конденсирующиеся при различной температуре:

Сжиженный газ (выход около 1 %);

Бензиновую (около 15%, tк =30... 180°С);

Керосиновую (около 17 %, tк = 120 ... 135 °С);

Дизельную (около 18 %, tк = 180 ... 350 °С).

Жидкий остаток с температурой начала кипения 330 - 350 °С называется мазутом.

Газообразными видами топлива являются природный газ, добываемый как непосредственно, так и попутно с добычей нефти, называемый попутным. Основным компонентом природного газа является метан СН4 и в небольшом количестве азот N2, высшие углеводороды СnНm, двуокись углерода СО2. Попутный газ содержит меньше метана, чем природный, но больше высших углеводородов, и поэтому выделяет при сгорании больше теплоты.

В промышленности и, особенно в быту, находит широкое распространение сжиженный газ , получаемый при первичной переработке нефти. На металлургических заводах в качестве попутных продуктов получают коксовый и доменный газы . Они используются здесь же на заводах для отопления печей и технологических аппаратов. В районах расположения угольных шахт своеобразным «топливом» может служить метан , выделяющийся из пластов при их вентиляции . Газы, получаемые путем газификации (генераторные) или путем сухой перегонки (нагрев без доступа воздуха) твердых топлив, в большинстве стран практически вытеснены природным газом, однако в настоящее время снова возрождается интерес к их производству и использованию.

В последнее время все большее применение находит биогаз - продукт анаэробной ферментации (сбраживание) органических отходов (навоза, растительных остатков, мусора, сточных вод и т. д.).

Ядерным топливом является уран. Об эффективности использования его показывает работа первого в мире атомного ледокола «Ленин» водоизмещением 19 тыс. т, длиной 134 м, шириной 23,6 м, высотой 16,1 м, осадкой 10,5 м, со скоростью 18 узлов (около 30 км/ч). Он был создан для проводки караванов судов по Северному морскому пути, толщина льда по которому достигала 2 и более метров. В сутки он потреблял 260-310 граммов урана. Дизельному ледоколу для выполнения такого же объема работы, которую выполнял ледокол «Ленин», потребовалось бы 560 т дизтоплива.

Анализ оценки обеспеченности ТЭР показывает, что наиболее дефи-цитным видом топлива является нефть. Ее хватит по разным источникам на 250 лет. Затем, через 35-64 года, истощатся запасы горючего газа и урана. Лучше всего обстоит дело с углем, запасы которого в мире достаточно велики, и обеспеченность углем составит 218-330 лет.

2.2 Условное топливо, калорийность, энергетический потенциал.

Экономические расчеты, сравнение показателей топливоиспользующих устройств друг с другом и планирование необходимо осуществлять на единой базе. Поэтому введено понятие так называемого условного топлива.

Условное топливо представляет собой единицу учета органического топлива, применяемую для сопоставления эффективности различных видов топлива и суммарного учета. Использование условного топлива особенно удобно для сопоставления экономичности различных теплоэнергетических установок.

В качестве единицы условного топлива применяется 1 кг топлива с теплотой сгорания 7000 ккал/кг (29,3 МДж/кг), что соответствует хорошему малозольному сухому углю. Для сравнения укажем, что бурые угли имеют теплоту сгорания менее 24 МДж/кг, а антрациты и каменные угли - 23-27 МДж/кг. Соотношение между условным топливом и натуральным выражается формулой

Вт= (Qнр / 7000) Вн = Э Вн,

где Вт - масса эквивалентного количества условного топлива, кг;

Вн - масса натурального топлива, кг (твердое и жидкое топливо) или м3 -газообразного;

Qнр - низшая теплота сгорания данного натурального топлива, ккал/кгили ккал/м3.

СоотношениеЭ = Qнр / 7000

называется калорийным коэффициентом , и его принимают для:

Нефти - 1,43;

Природного газа- 1,15;

Торфа- 0,34-0,41 (в зависимости от влажности);

Торфобрикетов - 0,45 -0,6 (в зависимости от влажности);

Дизтоплива - 1,45;

Мазута- 1,37.

Теплотворная способность различных видов топлива , ккал/кг, составляет примерно:

нефть - 10 000 (ккал/кг);

природный газ - 8 000 (ккал/ м3);

каменный уголь - 7000(ккал/кг);

дрова влажностью 10% - 3900(ккал/кг);

40% - 2400(ккал/кг);

торф влажности 10% - 4100(ккал/кг);

40% - 2500(ккал/кг);

Параметром, определяющим возможность использования источника энергии являетсяЭнергетический потенциал . Он выражается в единицах энергии Дж или кВт час. Энергетический потенциал энергоресурсов Земли, измеряемый в эксаджоулях , (эДж=10 18 Дж ), оценивается следующими величинами :

ядерная энергия деления 1,97 · 10 6
геотермальная энергия 2,94 · 10 6
энергия Солнца на уровне Земли, за 1 год 2,41 · 10 6
химическая энергия химического топлива 5,21 · 10 5
термоядерная энергия 3,60 · 10 5
энергия приливов, за 1 год 2,52 · 10 5
энергия ветра, за 1 год 6,12 · 10 3
биоэнергия лесов, за 1 год 1,46 · 10 3
энергия рек, за 1 год 1,19 · 10 2

2. 3 Энергетические ресурсы мира

Структура мирового энергохозяйства на сегодня сложилась так, что 80 % потребляемой электроэнергии получается при сжигании топлива на электростанциях, где химическая энергия топлива превращается сначала в тепло, теплота – в работу, а работа – в электричество. Ощутимый процент дает и гидроэнергетика (около 15 %), остальное покрывается другими источниками, в основном атомными электростанциями. Потребности человека растут, людей становится все больше и это вызывает гигантские объемы производства энергии и темпы роста ее потребления. Сегодня традиционные источники энергии (различные топлива, гидроресурсы) и технологии их использования уже не способны обеспечивать требуемый уровень энерговооруженности общества, потому что это невозобновляемые источники и их количество стремительно сокращается. И хотя разведанные запасы природных топлив очень велики, проблема истощения природных кладовых при нынешних и прогнозируемых темпах их разработки переходит в реальную и недалекую перспективу. Уже сегодня ряд месторождений из-за истощения оказывается непригодным для промышленной разработки, и за нефтью и газом, например, приходится идти на труднодоступные, отдаленные территории, на океанские шельфы и т.п. Серьезные прогнозисты доказывают, что при сохранении нынешних объемов и темпов роста энергопотребления в 3 … 5 % (а они без сомнения будут еще выше) запасы органических топлив полностью иссякнут через 70 – 150 лет.

Ограниченность запасовневозобновляемых ресурсов, используемых для получения электроэнергии даже с учетом экономии, отражена в табл.2.1. Развитие современных технологий требует повышение уровня использования электроэнергии. Кроме этого, необходимо учесть, что темпы роста населения позволяют прогнозировать, что лет через 40 на Земле будет жить 12 млрд. человек, поэтому столь жестко стоят проблемы энергосбережения.

Таблица 2.1. Энергетические ресурсы мира

Электроэнергетика является важнейшей отраслью экономики любой страны, поскольку ее продукция (электрическая энергия) относится к универсальному виду энергии. Ее легко можно передавать на значительные расстояния, делить на большое количество потребителей. Без электрической энергии невозможно осуществить многие технологические процессы, как невозможно представить нашу повседневную жизнь без отопления, освещения, охлаждения, транспорта, телевизора, холодильника, стиральной машины, пылесоса, утюга, использования современных средств связи (телефон, телеграф, телефакс, ЭВМ), которые также потребляют электроэнергию.

В большинстве развитых зарубежных стран электрическая составляющая всего топливно-энергетического комплекса достигает 3540%, а к началу XXI века превысила 50%. Электрическая энергия внедряется практически во все новые сферы промышленности, сельского хозяйства и быта.

В США производится около 2,5 трлн. кВт·ч электроэнергии, в СНГ – около 1,75 трлн. кВт·ч. Общая мощность электростанции в США составляет 660 млн. кВт·ч., в СНГ – около 350 млн. кВт·ч., причем 30 % из них в США находится в горячем резерве. В СНГ горячего резерва нет, а холодный составляет 68% при нормативе – 13%.Степень же электрической вооруженности в республике Беларусь составляет 22%, что значительно ниже показателей не только развитых стран, но среднемирового уровня (27%).

Хотя последние 25 лет развитые страны перестали наращивать потребление энергии на душу населения, рост потребления остается высоким за счет наращивания энергопотребления на душу населения в развивающихся странах. При нынешних темпах рост электроэнергетики будет идти еще долго, в том числе и нашей.

Физиология

Физиология изучает жизнедеятельность целостного организма и его отдельных частей (систем,органов,тканей).

Организм является открытой системой, связанной и взаимодействующей с внешней средой.

Способность организма отвечать на внешние воздействия обеспечивается раздражимостью и возбудимостью.

Возбуждение и торможение – две формы физиологической активности живой ткани, которые определяют деятельное или покоящееся состояние клетки, ткани, органа, целостного организма

Активной формой взаимодействия организма и внешней среды является адаптация. Частным случаем адаптации организма является адаптация к мышечной работе, выполняемой человеком в процессе целенаправленной тренировки или занятий физической культурой.

Элементарный акт мышечной деятельности – сокращение мышечного волокна- является результатом сложных физико-химических процессов при возбуждении мышц.

Источником энергии для возбуждения мышц является АТФ. Ее энергия вводится в действие после снятия ингибирующего действия белков тропонина и тропомиозина на сократительные элементы мышцы.

Расслабление мышцы – результат действия сил слабого взаимного отталкивания актина и миозина, возникающего после ресинтеза АТФ в мышечном волокне и прихода Са2+ в каналы протоплазматической сети.

Скелетные мышцы являются активной частью двигательного аппарата, являясь преобразователями химической энергии непосредственно в механическую работу и тепло.

Каждая скелетная мышца представляет собой орган, состоящий из мышечных клеток – миофибрилл, соединительной ткани, сосудов и нервов. Один грамм мышечной ткани содержит примерно 100 мг сократительных белков –актина и миозина. Эти белки образуют в способных к сокращению миофибриллах тонкие и толстые нити, которые располагаются параллельно вдоль мышечной клетки. В микроскоп можно увидеть в миофибриллах чередующиеся темные и светлые поперечные полосы, из-за чего скелетные мышцы и получили название поперечно-полосатых. . Эта поперечная исчерченность обусловлена особой регулярной организацией нитей актина и миозина. Поперечные темные перегородки, названные Z – пластинками, разделяют миофибриллы на саркомеры – структурно-функциональные единицы. сократительного аппарата. В середине каждого саркомера расположено несолько тысяч толстых миозиновых нитей, а на его обеих концах до двух тысяч тонких актиновых нитей, прикрепляющимся к Z – пластинкам наподобие щетинок к щетке. Оптическая неоднородность саркомеров позволяет выделить в каждом из них светлые I – диски, более темные А- диски, а также центральную Н-зону.

Наличие закономерно чередующихся темных и светлых дисков в поперечно –полосатых миофибриллах и обуславливает поперечную изчерченность этого вида мышечной ткани.

Мышца сокращается благодаря скольжению тонких актиновых нитей вдоль толстых миозиновых, двигаясь между ними к середин саркомера.. Сами актиновые и миозиновые нити не укорачиваются, их длина не изменяется при растьяжении мышечной ткани: лишь пучки тонких актиновых нитей, скользя между толстыми нитями миозина, выходят из промежутков между ними так, что степень их взаимного перекрытия может уменьшаться до нуля.

Разнонаправленное скольжение нитей в соседних половинках саркомеров осуществляется засчет того, что нит и миозина имеют поперечные выступы называемые «мостиками», или головками миозина. Каждый такой «поперечный мостик» во время сокращения и связывает миозиновую нить с актиновой: «наклоны» головок создают объединенное усилие и выполняют как бы «гребок», продвигающий нить актина к середине саркомера. При однократном движении поперечных мостиков вдоль актиновой нити саркомер может укорачиваться только примерно на 1 процент своей длины. Однако, мышцы при сокращении могут укорачиваться до 50 процентов своей длины. При этом поперечные мостики выполняют не один, а серию поперечных «гребковых» движений и не один а 50 раз за то же время.

Благодаря суммированию таких ритмических «гребков» и соответствующих им укорочений последовательно расположенных в миофибриллах саркомеров, мышца может развивать большую силу.

Вместе с тем саркомер может генерировать силу и без относитель ного скольжения нитей, то есть без изменения своей длины – в строго изометрических(статических) условиях.Это является возможным благодаря эластичности поперечных «мостиков». Т.к. каждое мышечное волокно состоит из большого количества последовательно расположенных саркомеров, то величина силы тяги, развиваемая этим волокном, и скорость его укорочения, возрастают во столько раз, во сколько длина миофибриллы больше длины составляющих ее саркомеров. Поэтому более длинная мышца будет сокращаться сильнее и быстрее, чем короткая.

Чем больше миофибрилл мышце, тем она будет сильнее. Поэтому проявляемая мышцей сила пропорциональна ее физиологическому поперечнику.

Мышечные волокна функционально обыединены в двигательные елиницы(ДЕ) ДЕ состоят из одного мотонейрона и группы иннервируемых мышечных волокон. Состав различных мышц черовека различают по количеству двигатеьных единиц.. Значительно варьируются и размеры двигательных единиц – один мотонейрон может иннервировать от нескольких мышечных волокон до 500-2000. Количество волокон в ДЕ в одной и той же мышце так же не одинаково. Каждое мышеечное волокно состоит из миофибрилл. Мышцы, выполняющие тонкую и точную работу, например мышцы глаз, пальцев рук и т.д., обладают большим количеством ДЕ (от 1500 до 3000), но состоят из малого количества миофибрилл – 8-50. В противоположность им, мышцы рук, ног или спины, выполняющие более грубые функции и менее точные движения, но требующие более точной силы, имеют гораздо меньшее количество двигательных единиц, состоят из большего числа мышечных волокон: от 600 до 2000. Например,ДЕ бицепса плеча могут включать 1000, 1200, 1400 и даже 1600 миофибрилл. В ДЕ большеберцовой мышцы их около 1600, а в мышцах спины количество иннервируемых одной ДЕ миофибрилл достигает 2000. ДЕ состоят из двух основных типов мышечных волокон:

v Быстрых и сильных, но быстроутомляемых FT – волокон (Fast – быстрый, Twitch -сокращение),

v Вынослиных, но менее сильных и быстрых ST- волокон (SLOW - медленный).

Быстрые мышечные волокна имеют повышенное содержание гликогена, высокую активность анаэробных гликолитических ферментов, обеспечивающих использование внутримышечных энергетических субстратов, а потом они менее приспособлены к длительной работе.

Не обладая большой выносливостью, эти волокна наиболее приспособлены для быстрых и сильных, но относительно кратковременных мышечных сокращений, обеспечивая выполнение кратковременной физической работы высокой мощности, небольшой продолжительностью.

Медленные мышечные волокна приспособлены для обеспечения длительных, но менее мощных по силе мыщечных сокращений, что характерно для выполнения продолжительной работы на выносливость. Медленные волокна имеют широко разветвленную капиллярную сеть. , что бозволяет им получать большое количество кислорода из. Эти волокна отличаются так же повышенным содержанием миоглобина(внутримышечный белок, принимающий участие в тра кровинспорте кислорода и обладающий свойствами, сходными с гемоглобином крови) и наличием большого количества митохондрий(внутриклеточных структур, в которых протекают процессы окисления), характеризуются высокой активностью окислительных ферментов и имеют более высокое содержание жиров.

Вместе с тем, выделяют подтип быстрых окислительно-гликолитических волокон. Эти волокна приспособлены к достаточно интенсивной окислительной (аэробной) работе с одновременным мощным гликолитическим энергообразованием, однако окислительные возможности ниже, чем у медленных окислительных волокон. С функциональной точки зрения они рассматриваются как промежуточный тип между двумя основными типами мышечных волокон.

Композиционный состав мышц определен гинетически: в течение жизни общее количество и соотношение имеющихся в мышцах типов волокон не изменяется. Под воздействием тренировки может измениться толщина волокон всех типов, а значит способность мышц к выполнению физической работы различной физиологической направленности.

Энергетика мышц

Источник энергии для мышечного сокращения – АТФ. В возбужденной мышце АТФ усилено ращепляется, интенсивность обмена веществ увеличивается в 100-1000 раз. При ращеплении одного моляАТФ выделяется 48 кДж энергии: 20-30 процентов пеобразуется в механическую работу, 20 процентов идет на работу ионных насосов и окислительного восстаносвления АТФ, остальная превращается в тепло.

В работающей мышце действуют 3 энергосистемы:

1. – фосфагенная, анаэробная – АТФ – Креатинфосфатная система, включается первая пока не развернулись процессы анаэробного и аэробного гликолиза. Эта система является наиболее быстрой, поскольку на зависит от доставки кислорода. Восстановление АТФ происходит засчет высокоэнергетического соединения –Крф. Восстановление АТФ с помощью данной системы осуществляется не более 5-6 сек., т.к. запасы АТФ и Крф в мышцах невелики, поэтому емкость ее мала. Мощность же в 3-4 раза превышает мощность других систем. Фосфагенная система играет решающую роль в энергообеспечении работ предельной мощности: спринтерский бег, кратковременные мышечные усилия при подъеме штанги., метании, прыжках.

2. – Гликолитическая (лактацидная) – восстановление АТФ (3молекулы из 1 глюкозы) засчет анаэробного расщипления гликогена и глюкозы. Эта система включается сразу с началом работы, однако ее максимальная мощность развивается через 30-40 секунд, в этот момент в крови достигается максимальная концентрация молочной кислоты в клетках и крови и развивается утомлеие. Работа при анаэробном гликолизе, как ведущей системы энергообеспечения может продолжаться лишь от 20с до 1-2 мин.

3.- Кислородная (окислительная) –на развертывание этой системы уходит 2-3 минуты, в основном из-за энертности газотранспортной системы. Ресинтез АТФ(38 молекул из 1 глюкозы) осуществляется засчет окислительного фосфорилилования и обеспечивается повышенным потреблением кислорода и глюкозы, при этом кровоток увеличивается в 20 раз, минутный объем кровотока и дыхания в 2-3 раза. Емкость этой системы велика. И в тысячи раз превышает емкость фосфогенной и лактацидной. . Поэтому при достаточном кровоснабжении мышц и поступлении к ним кислорода работа может выполняться на протяжении многих часов. .

При работе большой мощнрости окисляются, в основном, углеводы, а при малоинтенсивной – жиры.

Виды энергетических систем

Вид	Энергия для усиленной, но кратковременной работы, системы АТФ-ФК (анаэробная система)- креатин-фосфатная (мах вес, но 1-2 раза)	Энергия для кратковременной работы: системы гликолиза или молочной кислоты (анаэробная система)- гликолитическая (работает 2-3 минуты)	Энергия для продолжительной работы: (окислитнльная система)- аэробная система (нагрузка с мах собственным весом)
Топливо	Фосфатин, запасы АТФ (много энергии, но короткой продолжительности)	Глюкоза из крови, гликоген	Жирные кислоты, глюкоза из крови, гликоген, аминокислоты
Нагрузки	Очень, очень интенсивные, 9 – 10 баллов по шкале Борга	Очень интенсивные, 7 баллов	Средней с переходом в интенсивные, 3-4 балла
% объема VO2	› 95% максимального потребления кислорода	85%-95%	‹ 85%
Время работы энергетической системы	Очень быстрое истощение, 1-10 с	Быстрое истощение 60-180 с	Выдерживает длительные нагрузки, более 3 мин
Количество вырабатываемой АТФ	Наибольшие запасы ФК и АТФ	Выработка молочной кислоты, быстрое истощение системы	Истощение запасов гликоген и глюкозы в клетках мышц, недостаточное снабжение/ утилизация кислорода

Пауэр лифт для худого для полного

Геотермальная энергетика – получение энергии от внутреннего тепла Земли. Различают естественную и искусственную геотермальную энергию – от природных термальных источников и от закачки в недра Земли воды, других жидкостей или газообразных веществ («сухая» и «мокрая» геотермальная энергетика). Данный вид энергетики широко применяется для бытовых целей и отопления теплиц. Имеются геотермальные ТЭС. Недостаток – токсичность термальных вод и химическая агрессивность жидкостей и газов.

Космическая энергетика – получение солнечной энергии на специальных геостационарных спутниках Земли с узконаправленной передачей энергии на наземные приемники.

На этих спутниках солнечная энергия трансформируется в электрическую и в виде электромагнитного луча сверхвысокой частоты передается на приемные станции на Земле, где преобразуется в электрическую энергию. Мощность одной орбитальной станции может составить от 3000 до 15000 МВт.

Морская энергетика базируется на энергии приливов и отливов (Кислогубская ЭС на Кольском полуострове), морских течений и разности температур в различных слоях морской воды. Иногда к ней относят волновую энергетику. Пока морская энергетика малорентабельна из-за разрушающего воздействия на оборудование морской воды. Приливная энергетика рентабельна па побережьях морей с исключительно высокими приливами.

Низкотемпературная энергетика – получение энергии с использованием низкотемпературного тепла Земли, воды и воздуха, вернее разности в температурах их различных слоев. Промышленное получение энергии с использованием разности температур на поверхности и в глубинах океана пока не выходит за рамки опытных установок.

«Холодная» энергетика – способы получения энергоносителей путем физико-химических процессов, идущих при низких температурах и сходных с происходящими в растениях. Например, разложение воды на асимметричных мембранах под воздействием солнечного света. Молекула воды распадается на водород и кислород, скапливающиеся по разные стороны этой мембраны. Водород затем используют как энергоноситель. КПД таких мембран в последние годы удалось заметно повысить, а цену – понизить. Вероятно, это перспективный путь. Предполагается, что водород будет широко использоваться в авиации, водном и наземном транспорте, промышленности, сельскохозяйственном производстве. Сжигание водорода не дает вредных выбросов, но он взрывоопасен.

Управляемая термоядерная реакция. Физики работают над освоением управляемой термоядерной реакции синтеза ядер тяжелого водорода с образованием гелия. При таком соединении выделяется громадное количество энергии, гораздо больше, чем при делении ядер урана.

Доказано, что основная доля энергии Солнца и звезд выделяется именно при синтезе легких элементов. Если удастся осуществить управляемую реакцию синтеза, появится неограниченный источник энергии.

Ученые уверены, что в начале следующего тысячелетия получение энергии за счет термоядерного синтеза превратится из чисто теоретической концепции в обыденную реальность.

Весьма перспективными являются энергетические установки, преобразующие одни виды энергии в другие нетрадиционными способами с высоким КПД.

Тепловую энергию в электрическую преобразует магнито - гидродинамический генератор (МГД), который относится к перспективным устройствам (рис. 2.5).

В настоящее время имеется практика эксплуатации магнитогидродинамичекой (МГД) установки, КПД которой превышает 45%. Чтобы понять принцип действия МГД генераторов, следует вспомнить два положения физики:

при высоких температурах (2500 – 3000 о С) газы ионизируются, образуется так называемая плазма;

электрический ток – это направленное движение электронов в металлах или ионов в жидкостях и газах.

Рис. 2.5. Схема МГД-генератора. 1 - камера сгорания; 2 - МГД-канал; 3 - электроды; 4 - магнитная система

Следовательно, движение плазмы представляет собой электрический ток. Для разделения положительных и отрицательных ионов плазма должна пересекать магнитное поле, в котором положительные ионы отклоняются в одну сторону, а отрицательные – в другую. Концентрация положительных и отрицательных ионов на металлических пластинах придает им положительный и отрицательный потенциал; пластины становятся источником электродвижущей силы (ЭДС). В МГД установках в качестве энергоносителя используется низкотемпературная плазма (около 2700 о С), образующаяся при сгорании органического топлива – природного газа или твердого топлива.

Большой интерес уделяют непосредственному преобразованию химической энергии органического топлива в электрическую – созданию топливных элементов . Распространение получили низкотемпературные (t = 150°С) топливные элементы с жидким электролитом (концентрированные растворы серной или фосфорной кислот и щелочей КОН). Топливом в элементах служит водород, окислителем – кислород из воздуха.

Ведутся работы по созданию энергетических установок, использующих энергию гравитации, вакуума, низких температур окружающего воздуха для обогревания помещений по принципу теплового насоса («холодильник наоборот», морозильное отделение которого помещено на улице).

По своему энергетическому потенциалу людей можно разделить на несколько типов. Эти типы отличаются один от другого возможностями вырабатывать, накапливать и отдавать энергию и делятся на людей с плохой энергетикой и людей с хорошей энергетикой.

ТИПЫ ЭНЕРГЕТИКИ ЧЕЛОВЕКА:

Энергетические зеркала.
Как положительная, так и отрицательная энергия, которая направлена на человека-зеркало, всегда возвращается к субъекту, который её направляет. То есть, им свойственно отражение энергии. Такие свойства энергетики можно использовать с большой эффективностью для защиты от негативной энергии, в том числе, и от её целенаправленных потоков. Человек-зеркало хорошо чувствует других людей, и если ему приходится отражать отрицательную энергию, находясь рядом с её носителем, он сразу понимает, кто перед ним, и старается с таким человеком не контактировать.

Впрочем, и сам обладатель негативной энергетики на подсознательном уровне старается избегать встречи с такими «зеркалами», так как получение назад своего негативного заряда сказывается на нём не лучшим образом, вплоть до недомоганий и различных болезней. Для человека, имеющего положительную энергетику, наоборот, общение с человеком-зеркалом всегда приятно, ведь отражённая положительная энергия возвращается к владельцу, наполняя его новыми позитивными эмоциями. Что касается «зеркала», то определив, что человек, который общается с ним носитель положительной энергетики, он и в дальнейшем будет рад контакту с таким человеком, и всегда будет поддерживать с ним хорошие отношения.

Энергетические пиявки.
Таких людей много везде, и практически каждому из нас ежедневно приходится общаться с ними. Это могут быть хорошие знакомые, родственники коллеги по работе. В принципе, «энергетические пиявки» - тоже самое, что и «энергетические вампиры». Это люди, у которых есть проблемы с пополнением энергии, и самый простой способ для них усилить свою энергетику, это «прилипнуть» к другим людям, у которых они забирают энергию (жизненные силы).
Энергетические пиявки агрессивны и настойчивы, излучают плохую энергетику, их метод выкачивания энергии с потенциальных жертв прост - они стараются создать конфликтную ситуацию, затеять ссору или спор, в некоторых случаях даже унизить человека. После этого у них резко улучшается самочувствие, они становятся бодрыми и ощущают прилив сил, так как достаточно подпитались чужой энергией.

Человек (донор), который был подвержен атаке «энергетической пиявки», наоборот чувствует себя опустошённым, подавленным, в некоторых случаях возникают различные недомогания. Залогом существования такого типа людей является постоянное наличие доноров вокруг них, они стараются находиться рядом с такими людьми, присосавшись к их энергетическому полю.

Энергетические стены.
Энергетическая стена – это человек с сильной энергетикой. Таких людей другие называют «непробиваемыми». Любые неприятности отлетают от них как от бетонной стены. Но есть в такой непробиваемости и отрицательная сторона. Негативная энергия, которая отскакивает от них, не во всех случаях возвращается к человеку, направившему ее, но может вернуться и к тем людям, которые в конкретный момент находятся рядом с «непробиваемым».

Энергетические прилипалы.
Такие люди даже при первом знакомстве начинают извергать поток негативной энергии, выкладывая всё негативное, что в них накопилось. Как пиявки, они напрямую энергию не забирают. Но тоже стараются внедриться в жизненное пространство других людей и остаться в нем как можно дольше.
Как и пиявки, прилипалы – это люди с низкой, плохой энергетикой. Они стремятся навязать себя, всегда находиться рядом, постоянно звонить по телефону, искать встреч и контактов, просить советов. Однако впоследствии при возникновении любых трудностей, обвиняют тех, с кем были рядом, во всём негативном происходящем в их жизни.
Таким образом, не провоцируя конфликтные ситуации, «энергетические прилипалы» получают чужую энергию, в виде сочувствия, какой-то моральной помощи, советов. То есть, навязывая себя другим людям и косвенными путями заставляя их идти на контакт, они подпитываются энергией этих людей. Но люди, которые с ними общаются, при этом не страдают, как от общения с энергетическими вампирами.

Энергетические поглотители.
В таком качестве могут быть как акцепторы, так и доноры. Такие люди весьма чувствительны, у них ускоренный энергоинформационный обмен. Любят влезать в чужую жизнь, и пытаются влиять на чужую энергетику с ярко выраженным желанием помочь. Таких людей можно различать по двум типам:
- К первому типу относятся те, кто поглощает и отрицательную и положительную энергию. Обижаются без причин, но быстро забывают обиды.

Люди второго типа принимают на себя массу негативной энергии и отдают не меньше положительной. Они активно вникают в проблемы людей и положительно влияют на биополя окружающих, но их ускоренный обмен негативно влияет на них самих.

Энергетические самоеды.
Такой тип людей зациклен на своих переживаниях. Они замкнуты и сознательно не хотят общаться с другими людьми, не умеют с пользой для себя перераспределять энергию и при этом создают огромные запасы негативной энергии.

Энергетические растения.
Этому типу людей присуще свойство отдавать энергию, то есть они являются, по сути, энергетическими донорами. Им свойственно излишнее любопытство. Эта черта приносит им немало неприятностей, вызывая неудовольствие, и даже гнев многих людей.

Энергетические фильтры.
Энергетический фильтр – человек с сильной энергетикой, который может пропускать сквозь себя большое количество как положительной, так и отрицательной энергии. Вся впитанная им информация в переработанном виде возвращается к первоначальному источнику и несёт уже изменённый заряд. Весь негатив остается на фильтре, к которому добавляется положительная энергия. Такие люди часто бывают успешными прирожденными дипломатами, психологами, миротворцами.

Энергетические посредники.
Обладают превосходным энергообменом. Хорошо принимают энергию, но не могут противостоять энергетическому отрицательному воздействию. К примеру с таким человеком поделились какой-то негативной информацией, передав ему часть отрицательной энергии. Будучи не в силах справиться с полученной энергией, человек передаёт ее дальше. То же самое происходит и в случае передачи положительной информации. Такой тип «энергетического посредника» присущ очень многим людям.

Рассмотрев основные типы энергетики, присущие человеку, можно понять, что разные люди обладают различной биоэнергетикой. Даже отрицательная или положительная энергетика человека может делиться на различные типы. Исходя из этого, можно сказать, что у каждого человека (учитывая тип его энергетики), имеются свои определённые возможности, свой энергетический потенциал и характеристики. Энергетика многое определяет и влияет на отношения человека с другими людьми и окружающим миром.

Человек, имеющий негативную, отрицательную энергетику плохо влияет на всё, что его окружает, в том числе на людей находящихся рядом с ним. От него всегда одни неприятности. Он не способен жить в гармонии с окружающим миром и даже с самим собой. Негативная энергетика присуща лживым, завистливым, недоброжелательным, агрессивным людям, и этот негатив часто проявляется в общении с окружающими, ничего хорошего им не приносит.

Если энергетика у человека позитивная, то жизнь его в основном протекает в гармоничном русле, он положительно влияет на окружающих. От него нельзя ожидать подлости, обмана, подвоха или других негативных проявлений. Он открыт, понятен и вызывает доверие у других людей.

Основные же признаки людей с сильной, положительной энергетикой – их стремление жить в гармонии с окружающим миром и людьми, которые находятся рядом с ними. Это чистые, искренние люди с сильным стержнем внутри.

Сильная энергетика человека – залог здоровья и гармония жизни!

Все существующие направления энергетики можно условно разделить на зрелые, развивающиеся и находящиеся в стадии теоретической проработки. Одни технологии доступны для реализации даже в условиях частного хозяйства, а другие могут использоваться только в рамках промышленного обеспечения. Рассматривать и оценивать современные виды энергетики можно с разных позиций, однако принципиальное значение имеют универсальные критерии экономической целесообразности и производственной эффективности. Во многом по этим параметрам сегодня расходятся концепции применения традиционных и альтернативных технологий генерации энергии.

Традиционная энергетика

Это широкий пласт сформировавшихся отраслей тепло- и электроэнергетики, обеспечивающей порядка 95% мировых потребителей энергии. Генерация ресурса происходит на специальных станциях - это объекты ТЭС, ГЭС, АЭС и т. д. Они работают с готовой сырьевой базой, в процессе переработки которой происходит выработка целевой энергии. Выделяют следующие стадии производства энергии:

Изготовление, подготовка и доставка исходного сырья на объект выработки того или иного вида энергии. Это могут быть процессы добычи и обогащения топлива, сжигание нефтепродуктов и т. д.
Передача сырья к узлам и агрегатам, непосредственно преобразующим энергию.
Процессы из первичной во вторичную. Эти циклы присутствуют не на всех станциях, но, к примеру, для удобства доставки и последующего распределения энергии могут использоваться разные ее формы - в основном тепло и электричество.
Обслуживание готовой преобразованной энергии, ее передача и распределение.

На завершающем этапе ресурс отправляется конечным потребителям, в качестве которых могут выступать и отрасли народного хозяйства, и рядовые домовладельцы.

Тепловая электроэнергетика

Самая распространенная отрасль энергетики в в стране производят более 1000 МВт, используя в качестве перерабатываемого сырья уголь, газ, нефтепродукты, сланцевые залежи и торф. Вырабатываемая первичная энергия в дальнейшем преобразуется в электричество. Технологически у таких станций масса преимуществ, которые и обуславливают их популярность. К ним можно отнести нетребовательность к условиям эксплуатации и легкость технической организации рабочего процесса.

Объекты тепловой энергетики в виде конденсационных сооружений и теплоэлектроцентралей могут возводиться прямо в районах добычи расходного ресурса или местах нахождения потребителя. Сезонные колебания никак не влияют на стабильность функционирования станций, что делает такие источники энергии надежными. Но есть и недостатки у ТЭС, к которым можно отнести применение исчерпаемых топливных ресурсов, загрязнение окружающей среды, необходимость подключения больших объемов трудовых ресурсов и др.

Гидроэнергетика

Гидротехнические сооружения в виде энергетических подстанций предназначены для выработки электричества в результате преобразования энергии потока воды. То есть, технологический процесс генерации обеспечивается сочетанием искусственных и природных явлений. В ходе работы станция создает достаточный напор воды, которая в дальнейшем направляется к турбинным лопастям и активизирует электрогенераторы. Гидрологические виды энергетики различаются по типу используемых агрегатов, конфигурации взаимодействия оборудования с естественными потоками воды и т. д. По рабочим показателям можно выделить следующие разновидности гидростанций:

Малые - вырабатывают до 5 МВт.
Средние - до 25 МВт.
Мощные - более 25 МВт.

Также применяется классификация в зависимости от силы напора воды:

Низконапорные станции - до 25 м.
Средненапорные - от 25 м.
Высоконапорные - выше 60 м.

К достоинствам гидроэлектростанций относят экологическую чистоту, экономическую доступность (бесплатная энергия), неисчерпаемость рабочего ресурса. В то же время гидротехнические сооружения требуют больших начальных затрат на техническую организацию аккумулирующей инфраструктуры, а также имеют ограничения по географическому размещению станций - только там, где реки обеспечивают достаточный напор воды.

В некотором смысле это подвид тепловой энергетики, но практически производственные показатели работы ядерных станций на порядок выше ТЭС. В России используют полные циклы выработки атомной электроэнергии, что позволяет генерировать большие объемы энергетического ресурса, но имеют место и огромные риски использования технологий обработки урановой руды. Обсуждением вопросов безопасности и популяризации задач данной отрасли, в частности, занимается АНО «Информационный центр атомной энергетики», имеющий представительства в 17 регионах России.

Ключевую роль в исполнении процессов генерации ядерной энергии играет реактор. Это агрегат, предназначенный для поддержания реакций деления атомов, которые, в свою очередь, сопровождаются выделением тепловой энергии. Существуют разные типы реакторов, отличающиеся применяемым видом топлива и теплоносителем. Чаще используется конфигурация с легководным реактором, использующим в качестве теплоносителя обычную воду. Основным ресурсом переработки в энергетике выступает урановая руда. По этой причине АЭС обычно проектируются с расчетом на размещение реакторов вблизи от месторождений урана. На сегодняшний день в России действует 37 реакторов, совокупная мощность выработки которых составляет около 190 млрд кВт*ч/год.

Характеристика альтернативной энергетики

Практически все источники альтернативной энергии выгодно отличаются финансовой доступностью и экологической чистотой. По сути, в данном случае происходит замена перерабатываемого ресурса (нефти, газа, угля и т. д.) на природную энергию. Это может быть солнечный свет, потоки ветра, тепло земли и другие естественные источники энергии за исключением гидрологических ресурсов, которые сегодня рассматриваются как традиционные. Концепции альтернативной энергетики существуют давно, однако по сей день они занимают небольшую долю в общем мировом энергообеспечении. Задержки в развитии данных отраслей связаны с проблемами технологической организации процессов выработки электричества.

Но чем обусловлено активное развитие альтернативной энергетики в наши дни? В немалой степени необходимостью снижения темпов загрязнения окружающей среды и в целом проблемами экологии. Также в скором будущем человечество может столкнуться с истощением традиционных ресурсов, используемых в производстве энергии. Поэтому, даже несмотря на организационные и экономические препятствия, все больше внимания уделяется проектам развития альтернативных форм энергетики.

Геотермальная энергетика

Один из самых распространенных в бытовых условиях. Геотермальная энергия вырабатывается в процессе аккумуляции, передачи и преобразования внутреннего тепла Земли. В промышленных масштабах обслуживаются подземные породы на глубинах до 2-3 км, где температура может превышать 100°С. Что касается индивидуального применения геотермальных систем, то чаще задействуются поверхностные аккумуляторы, располагаемые не в скважинах на глубине, а горизонтально. В отличие от других подходов к выработке альтернативной энергии, практически все геотермальные виды энергетики в производственном цикле обходятся без этапа преобразования. То есть первичная тепловая энергия в этой же форме и поставляется конечному потребителю. Поэтому используется такое понятие, как геотермальные системы отопления.

Солнечная энергетика

Одна из старейших концепций альтернативной энергетики, задействующая в качестве аккумулятивного оборудования фотоэлектрические и термодинамические системы. Для реализации фотоэлектрического метода генерации используют преобразователи энергии световых фотонов (квантов) в электричество. Термодинамические установки более функциональны и за счет солнечных потоков могут вырабатывать как тепло с электричеством, так и механическую энергию для создания приводного усилия.

Схемы достаточно простые, но есть немало проблем при эксплуатации такого оборудования. Связано это с тем, что солнечная энергетика в принципе характеризуется целым рядом особенностей: нестабильностью из-за суточных и сезонных колебаний, зависимостью от погоды, низкой плотностью потоков света. Поэтому на этапе проектирования солнечных батарей и аккумуляторов много внимания уделяется исследованию метеорологических факторов.

Волновая энергетика

Процесс выработки электричества из волн происходит в результате преобразования энергии прилива. В основе большинства электростанций такого типа находится бассейн, который организуется или в ходе отделения устья реки, или за счет перекрытия залива плотиной. В образованном барьере устраиваются водопропускные отверстия с гидротурбинами. По мере изменения уровня воды во время приливов происходит вращения турбинных лопастей, что и способствует выработке электричества. Отчасти этот вид энергетики схож с но сама механика взаимодействия с водным ресурсом имеет существенные отличия. Волновые станции могут использоваться на побережьях морей и океанов, где уровень воды поднимается до 4 м, позволяя вырабатывать мощность до 80 кВт/м. Недостаток таких сооружений связан с тем, что водопропускные сооружения нарушают обмен пресной и морской воды, а это негативно сказывается на жизни морских организмов.

Еще один доступный для применения в частном хозяйстве способ получения электричества, отличающийся технологической простотой и экономической доступностью. В качестве обрабатываемого ресурса выступает кинетическая энергия воздушных масс, а роль аккумулятора выполняет двигатель с вращающимися лопастями. Обычно в ветровой энергетике применяют генераторы электрического тока, которые активизируются в результате вращения вертикальных или горизонтальных роторов с пропеллерами. Средняя бытовая станция такого типа способна генерировать 2-3 кВт.

Энергетические технологии будущего

По оценкам экспертов, к 2100 г совокупная доля угля и нефти в мировом балансе составит около 3%, что должно отодвинуть термоядерную энергетику на роль второстепенного источника энергетических ресурсов. На первое же место должны встать солнечные станции, а также новые концепции преобразования космической энергии, основанной на беспроводных каналах передачи. Процессы становления должны начаться уже к 2030 г., когда наступит период отказа от углеводородных источников топлива и перехода к «чистым» и возобновляемым ресурсам.

Перспективы российской энергетики

Будущее отечественной энергетики преимущественно связывается с развитием традиционных способов преобразования природных ресурсов. Ключевое место в отрасли должна будет занять ядерная энергетика, но в комбинированном варианте. Инфраструктуру атомных станций должны будут дополнять элементы гидротехники и средства переработки экологически чистого биотоплива. Не последнее место в возможных перспективах развития отводится и солнечным батареям. В России и сегодня этот сегмент предлагает немало привлекательных идей - в частности, панели, которые могут работать даже в зимнее время. Аккумуляторы преобразуют энергию света как такового даже без тепловой нагрузки.

Заключение

Современные обеспечения ставят крупнейшие государства перед выбором между мощностью и экологической чистотой выработки тепла и электричества. Большинство освоенных альтернативных источников энергии при всех своих плюсах не способны в полной мере заменить традиционные ресурсы, которые, в свою очередь, могут использоваться еще несколько десятилетий. Поэтому энергию будущего многие специалисты представляют как некий симбиоз различных концепций генерации энергоресурсов. Причем новые технологии ожидаются не только на промышленном уровне, но и в бытовом хозяйстве. В этой связи можно отметить градиент-температурные и биомассовые принципы энергетической выработки.

Помощь по Теле2, тарифы, вопросы