Ενέργεια που περιέχεται στα έγκατα της γης. Γεωθερμική ενέργεια της γης

Με την ανάπτυξη και τη διαμόρφωση της κοινωνίας, η ανθρωπότητα άρχισε να αναζητά πιο σύγχρονους και ταυτόχρονα οικονομικούς τρόπους απόκτησης ενέργειας. Για το σκοπό αυτό, σήμερα κατασκευάζονται διάφοροι σταθμοί, αλλά ταυτόχρονα χρησιμοποιείται ευρέως η ενέργεια που περιέχεται στα έγκατα της γης. Πώς μοιάζει; Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε.

Γεωθερμική ενέργεια

Είναι ήδη σαφές από τον τίτλο ότι αντιπροσωπεύει τη θερμότητα του εσωτερικού της γης. Κάτω από το φλοιό της γης υπάρχει ένα στρώμα μάγματος, το οποίο είναι πυριτικό πυριτικό τήγμα. Σύμφωνα με την έρευνα, το ενεργειακό δυναμικό αυτής της θερμότητας είναι πολύ υψηλότερο από την ενέργεια των αποθεμάτων φυσικού αερίου στον κόσμο, καθώς και από το πετρέλαιο. Η μάζα της μαμάς αφήνει την επιφάνεια. Και η μεγαλύτερη δραστηριότητα παρατηρείται σε εκείνα τα στρώματα της γης πάνω στα οποία βρίσκονται τα όρια των τεκτονικών πλακών και επίσης όπου η κρούστα της γης χαρακτηρίζεται από λεπτότητα. Η γεωθερμική ενέργεια της γης λαμβάνεται ως εξής: η λάβα και οι υδάτινοι πόροι του πλανήτη είναι σε επαφή, με αποτέλεσμα το νερό να αρχίζει να θερμαίνεται απότομα. Αυτό οδηγεί στην έκρηξη του πηγαδιού, στον σχηματισμό λεγόμενων θερμών λιμνών και υποβρύχιων ρευμάτων. Δηλαδή, ακριβώς τα φαινόμενα της φύσης των οποίων οι ιδιότητες χρησιμοποιούνται ενεργά ως ανεξάντλητη πηγή ενέργειας.

Τεχνητές γεωθερμικές πηγές

Η ενέργεια που περιέχεται στα έγκατα της γης πρέπει να χρησιμοποιείται ικανοποιητικά. Για παράδειγμα, υπάρχει μια ιδέα για τη δημιουργία υπόγειων λεβήτων. Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να τρυπήσετε δύο πηγάδια επαρκούς βάθους, τα οποία θα συνδεθούν παρακάτω. Δηλαδή, αποδεικνύεται ότι πρακτικά σε οποιαδήποτε γωνιά της γης είναι δυνατή η απόκτηση γεωθερμικής ενέργειας με βιομηχανικό τρόπο: μέσω ενός καλά ψυχρού ύδατος θα αντληθεί μέσα στη δεξαμενή, και μέσω του δεύτερου - ζεστού νερού ή ατμού θα εξαχθεί. Οι τεχνητές πηγές θερμότητας θα είναι ευεργετικές και ορθολογικές εάν η παραγόμενη θερμότητα δίνει περισσότερη ενέργεια. Ο ατμός μπορεί να αποστέλλεται σε στροβιλοπαραγωγούς, στους οποίους παράγεται ηλεκτρική ενέργεια.

Φυσικά, η επιλεγμένη θερμότητα είναι μόνο ένα κλάσμα του τι είναι διαθέσιμο στα γενικά καταστήματα. Αλλά θα πρέπει να θυμόμαστε ότι η βαθιά θερμότητα θα ανανεώνεται συνεχώς λόγω των διαδικασιών ραδιενεργής αποσύνθεσης, συμπίεσης των πετρωμάτων, στρωματοποίηση των εντέρων. Όπως λένε οι ειδικοί, η γήινη φλούδα συσσωρεύει θερμότητα, το συνολικό ποσό των οποίων είναι 5000 φορές μεγαλύτερο από την θερμαντική αξία όλων των ορυκτών πόρων της γης συνολικά. Αποδεικνύεται ότι ο χρόνος λειτουργίας τέτοιων τεχνητών γεωθερμικών σταθμών μπορεί να είναι απεριόριστος.

Πηγές Χαρακτηριστικά

Πηγές που καθιστούν δυνατή την απόκτηση γεωθερμικής ενέργειας είναι σχεδόν αδύνατο να χρησιμοποιηθούν εντελώς. Υπάρχουν σε περισσότερες από 60 χώρες του κόσμου, με τα περισσότερα από τα χερσαία ηφαίστεια στον ηφαιστειακό δακτύλιο πυρκαγιάς του Ειρηνικού. Αλλά στην πράξη αποδεικνύεται ότι οι γεωθερμικές πηγές σε διάφορες περιοχές του κόσμου είναι τελείως διαφορετικές στις ιδιότητές τους, δηλαδή τη μέση θερμοκρασία, την ανοργανοποίηση, τη σύνθεση του αερίου, την οξύτητα και ούτω καθεξής.

Οι γεωγέτες είναι πηγές ενέργειας στη Γη, οι ιδιαιτερότητες των οποίων είναι ότι εκπέμπουν το βραστό νερό με ορισμένα χρονικά διαστήματα. Μετά την έκρηξη, η πισίνα είναι απαλλαγμένη από νερό, στο κάτω μέρος της μπορείτε να δείτε ένα κανάλι που πηγαίνει βαθιά μέσα στο έδαφος. Οι γεωγέφυρες ως πηγές ενέργειας χρησιμοποιούνται σε περιοχές όπως η Καμτσάτκα, η Ισλανδία, η Νέα Ζηλανδία και η Βόρεια Αμερική, ενώ σε μερικές άλλες περιοχές υπάρχουν και μονές πηγές.

Από πού προέρχεται η ενέργεια;

Πολύ κοντά στην επιφάνεια της γης υπάρχει ένα μη θερμαινόμενο μάγμα. Εκπέμπει αέρια και ατμούς που ανεβαίνουν και διέρχονται από τις ρωγμές. Αναμειγνύονται με τα υπόγεια ύδατα, προκαλούν τη θέρμανση τους, οι ίδιοι γίνονται ζεστό νερό, στο οποίο διαλύονται πολλές ουσίες. Το νερό αυτό κατανέμεται στην επιφάνεια της γης με τη μορφή διαφόρων γεωθερμικών πηγών: θερμές πηγές, μεταλλικές πηγές, πηγές και ούτω καθεξής. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, τα καυτά έντερα της γης είναι σπήλαια ή θάλαμοι που συνδέονται με περάσματα, ρωγμές και κανάλια. Είναι γεμάτα με υπόγεια ύδατα και δεν απέχουν πολύ από αυτά τα κέντρα του μάγματος. Με τέτοιο φυσικό τρόπο, σχηματίζεται η θερμική ενέργεια της γης.

Το ηλεκτρικό πεδίο της Γης

Υπάρχει μια άλλη εναλλακτική πηγή ενέργειας στη φύση, η οποία διακρίνεται από την ανανεώσιμη δυνατότητα, την οικολογική καθαρότητα, την ευκολία χρήσης. Ωστόσο, μέχρι τώρα η πηγή αυτή μελετάται και δεν χρησιμοποιείται στην πράξη. Έτσι, η δυναμική ενέργεια της Γης βρίσκεται στο ηλεκτρικό της πεδίο. Η ενέργεια μπορεί να επιτευχθεί με αυτόν τον τρόπο βάσει μιας μελέτης των βασικών νόμων της ηλεκτροστατικής και των χαρακτηριστικών του ηλεκτρικού πεδίου της Γης. Στην πραγματικότητα, ο πλανήτης μας από ηλεκτρική άποψη είναι ένας σφαιρικός πυκνωτής, φορτισμένος στα 300.000 βολτ. Η εσωτερική του σφαίρα έχει αρνητικό φορτίο, και η εξωτερική - η ιονόσφαιρα - είναι θετική. Η ατμόσφαιρα της Γης είναι μονωτήρας. Μέσα από αυτό υπάρχει μια σταθερή ροή ιοντικών και μεταφορικών ρευμάτων, τα οποία φτάνουν σε μια δύναμη πολλών χιλιάδων αμπέρ. Ωστόσο, η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών δεν μειώνεται.

Αυτό υποδηλώνει ότι στη φύση υπάρχει μια γεννήτρια, ο ρόλος της οποίας είναι να καλύπτει συνεχώς τη διαρροή φορτίων από τις πλάκες πυκνωτών. Στον ρόλο μιας τέτοιας γεννήτριας, το μαγνητικό πεδίο της Γης φαίνεται να περιστρέφεται μαζί με τον πλανήτη μας στο ρεύμα του ηλιακού ανέμου. Ενέργεια Μαγνητική Περιθώρια Γη Μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη σύνδεση με αυτή τη γεννήτρια του καταναλωτή ενέργειας. Για να το κάνετε αυτό, πρέπει να εκτελέσετε μια αξιόπιστη εγκατάσταση γείωσης.

Ανανεώσιμες πηγές

Καθώς ο πληθυσμός του πλανήτη μας αυξάνεται σταθερά, χρειαζόμαστε όλο και περισσότερη ενέργεια για να παρέχουμε στον πληθυσμό. Η ενέργεια που περιέχεται στα έντερα της γης μπορεί να είναι πολύ διαφορετική. Για παράδειγμα, υπάρχουν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας: αιολική, ηλιακή και νερό. Είναι οικολογικά καθαρά και επομένως μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωρίς φόβο να βλάψουν το περιβάλλον.

Ενέργεια του νερού

Αυτή η μέθοδος έχει χρησιμοποιηθεί για πολλούς αιώνες. Σήμερα, έχουν κατασκευαστεί τεράστιοι αριθμοί φραγμάτων και δεξαμενών, στα οποία χρησιμοποιείται νερό για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ουσία της λειτουργίας αυτού του μηχανισμού είναι απλή: υπό την επίδραση της ροής του ποταμού, οι τροχοί των στροβίλων περιστρέφονται, αντίστοιχα, η ενέργεια του νερού μετατρέπεται σε ηλεκτρική.

Σήμερα υπάρχουν μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί που μετατρέπουν την ενέργεια της ροής νερού σε ηλεκτρική ενέργεια. Η ιδιαιτερότητα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι υδροηλεκτρικοί πόροι ανανεώνονται, συνεπώς, τα σχέδια αυτά έχουν χαμηλό κόστος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, παρά το γεγονός ότι η κατασκευή του υδροηλεκτρικού σταθμού λειτουργεί εδώ και πολύ καιρό, και η ίδια η διαδικασία είναι πολύ δαπανηρή, ωστόσο οι εγκαταστάσεις αυτές επωφελούνται σημαντικά από την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Η ενέργεια του ήλιου: σύγχρονη και πολλά υποσχόμενη

Η ηλιακή ενέργεια επιτυγχάνεται με τη βοήθεια ηλιακών συλλεκτών, ωστόσο οι σύγχρονες τεχνολογίες επιτρέπουν τη χρήση νέων μεθόδων για αυτό. Ο μεγαλύτερος ηλιακός σταθμός στον κόσμο είναι ένα σύστημα χτισμένο στην έρημο της Καλιφόρνιας. Εξασφαλίζει πλήρως την ενέργεια για 2.000 σπίτια. Ο σχεδιασμός λειτουργεί ως εξής: από τους καθρέφτες αντικατοπτρίζονται οι ακτίνες του ήλιου, οι οποίες αποστέλλονται στον κεντρικό λέβητα με νερό. Βράζει και μετατρέπεται σε ατμό, περιστρέφοντας τον στρόβιλο. Αυτό, με τη σειρά του, συνδέεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια. Ο άνεμος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως η ενέργεια που μας δίνει η Γη. Ο άνεμος φυσάει τα πανιά, περιστρέφει τους μύλους. Και τώρα με τη βοήθειά του μπορείτε να δημιουργήσετε συσκευές που θα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Περιστρέφοντας τις λεπίδες του ανεμόμυλου, οδηγεί έναν άξονα στροβίλου, ο οποίος με τη σειρά του συνδέεται με μια ηλεκτρική γεννήτρια.

Η εσωτερική ενέργεια της Γης

Εμφανίστηκε λόγω αρκετών διαδικασιών, οι κυριότερες από τις οποίες είναι η αύξηση και η ραδιενέργεια. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, ο σχηματισμός της γης και των μαζών της συνέβη μέσα σε αρκετά εκατομμύρια χρόνια, και αυτό συνέβη εξαιτίας του σχηματισμού φυλλοβόλων. Κολλήθηκαν μαζί, αντίστοιχα, η μάζα της Γης έγινε όλο και περισσότερο. Αφού ο πλανήτης μας άρχισε να έχει μια σύγχρονη μάζα, αλλά ήταν ακόμη απαλλαγμένη από ατμόσφαιρα, τα μετεωρίτα και τα αστεροειδή σώματα έπεσαν απρόσκοπτα σε αυτό. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ακριβώς αύξηση και οδήγησε στο γεγονός ότι διατέθηκε σημαντική βαρυτική ενέργεια. Και όσο μεγαλύτερα τα σώματα έπληξαν τον πλανήτη, τόσο περισσότερη ενέργεια απελευθερώθηκε στο εσωτερικό της Γης.

Αυτή η βαρυτική διαφοροποίηση οδήγησε στο γεγονός ότι οι ουσίες άρχισαν να διαχωρίζονται: οι βαριές ουσίες πνίγονται απλά και οι πνεύμονες και οι πτητικές επιπλέουν. Η διαφοροποίηση επηρέασε επίσης την πρόσθετη κατανομή της βαρυτικής ενέργειας.

Ατομική ενέργεια

Η χρήση της ενέργειας εδάφους μπορεί να συμβεί με πολλούς τρόπους. Για παράδειγμα, με την κατασκευή πυρηνικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, όταν η θερμική ενέργεια απελευθερώνεται λόγω της αποσύνθεσης των μικρότερων σωματιδίων της ύλης των ατόμων. Καθώς το κύριο καύσιμο είναι το ουράνιο, το οποίο περιέχεται στο φλοιό της γης. Πολλοί πιστεύουν ότι αυτός είναι ο πιο ελπιδοφόρος τρόπος απόκτησης ενέργειας, αλλά η εφαρμογή του είναι γεμάτη με πολλά προβλήματα. Πρώτον, το ουράνιο ακτινοβολεί την ακτινοβολία, η οποία σκοτώνει όλους τους ζώντες οργανισμούς. Επιπλέον, αν αυτή η ουσία πέσει στο έδαφος ή στην ατμόσφαιρα, τότε θα συμβεί μια πραγματική ανθρωπογενής καταστροφή. Οι θλιβερές συνέπειες της καταστροφής του Τσερνομπίλ που βιώνουμε σήμερα. Ο κίνδυνος έγκειται στο γεγονός ότι τα ραδιενεργά απόβλητα μπορούν να απειλήσουν όλη τη ζωή για πολύ, πολύ καιρό, για χιλιάδες χρόνια.

Νέος χρόνος - νέες ιδέες

Φυσικά, οι άνθρωποι δεν σταματούν εκεί και κάθε χρόνο όλο και περισσότερες προσπάθειες γίνονται για να βρουν νέους τρόπους απόκτησης ενέργειας. Εάν η ενέργεια της θερμότητας της γης αποκτάται απλά, τότε μερικές μέθοδοι δεν είναι τόσο απλές. Για παράδειγμα, ως πηγή ενέργειας, είναι απολύτως εφικτό να χρησιμοποιηθεί το βιολογικό αέριο, το οποίο λαμβάνεται όταν διοχετεύεται απόβλητα. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση οικιών και θέρμανσης νερού.

Όλο και περισσότερο, κατασκευάζονται παλιρροιακές μονάδες παραγωγής ενέργειας, όταν φράγματα και στρόβιλοι εγκαθίστανται στα στόμια των δεξαμενών, τα οποία ενεργοποιούνται από παλίρροιες και ροές, αντίστοιχα, με αποτέλεσμα την ηλεκτρική ενέργεια.

Κάνοντας τα σκουπίδια, παίρνουμε ενέργεια

Ένας άλλος τρόπος που χρησιμοποιείται ήδη στην Ιαπωνία είναι η δημιουργία μονάδων αποτέφρωσης. Τώρα κατασκευάζονται στην Αγγλία, την Ιταλία, τη Δανία, τη Γερμανία, τη Γαλλία, τις Κάτω Χώρες και τις ΗΠΑ, αλλά μόνο στην Ιαπωνία, οι επιχειρήσεις αυτές χρησιμοποιήθηκαν όχι μόνο για τον προορισμό τους αλλά και για την ηλεκτρική ενέργεια. Τοπικές εγκαταστάσεις καίνε τα 2/3 όλων των σκουπιδιών, ενώ τα εργοστάσια είναι εξοπλισμένα με ατμοστρόβιλους. Κατά συνέπεια, τροφοδοτούν τις γύρω περιοχές με θερμότητα και ηλεκτρισμό. Ταυτόχρονα, είναι πολύ πιο αποδοτικό να κατασκευαστεί μια τέτοια εγκατάσταση από ό, τι για την κατασκευή μιας μονάδας ΣΗΘ.

Πιο ελκυστική είναι η προοπτική της χρήσης της θερμότητας της Γης όπου συγκεντρώνονται τα ηφαίστεια. Σε αυτή την περίπτωση, δεν θα είναι απαραίτητο να γυρίσετε τη Γη πολύ βαθιά, αφού ήδη σε βάθος 300-500 μέτρων η θερμοκρασία θα είναι τουλάχιστον διπλάσια από το σημείο βρασμού του νερού.

Υπάρχει επίσης μια τέτοια μέθοδος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ως ενέργειας υδρογόνου. Το υδρογόνο - το απλούστερο και ελαφρύτερο χημικό στοιχείο - μπορεί να θεωρηθεί ένα ιδανικό καύσιμο, επειδή υπάρχει εκεί όπου υπάρχει νερό. Εάν καίτε υδρογόνο, μπορείτε να πάρετε νερό που αποσυντίθεται σε οξυγόνο και υδρογόνο. Η ίδια η φλόγα υδρογόνου είναι αβλαβής, δηλαδή δεν θα βλάψει το περιβάλλον. Η ιδιαιτερότητα αυτού του στοιχείου είναι ότι έχει υψηλή θερμαντική αξία.

Τι στο μέλλον;

Φυσικά, η ενέργεια του μαγνητικού πεδίου της Γης ή η ενέργεια που λαμβάνεται σε πυρηνικούς σταθμούς δεν μπορεί να ικανοποιήσει πλήρως όλες τις ανάγκες της ανθρωπότητας, οι οποίες αυξάνονται με κάθε παρελθόν έτος. Ωστόσο, οι ειδικοί λένε ότι δεν υπάρχει λόγος να ζήσουμε, επειδή οι πόροι των καυσίμων του πλανήτη εξακολουθούν να λείπουν. Επιπλέον, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερες νέες πηγές, φιλικές προς το περιβάλλον και ανανεώσιμες.

Το πρόβλημα της περιβαλλοντικής ρύπανσης παραμένει και αναπτύσσεται καταστροφικά γρήγορα. Η ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών είναι εκτός κλίμακας, συνεπώς, ο αέρας που αναπνέουμε είναι επιβλαβής, το νερό έχει επικίνδυνες ακαθαρσίες και το χώμα εξαντλείται σταδιακά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο σημαντικό να μελετήσουμε εγκαίρως το φαινόμενο όπως η ενέργεια στα έγκατα της Γης, προκειμένου να βρούμε τρόπους για να μειώσουμε τις απαιτήσεις για τα βιολογικά καύσιμα και να κάνουμε πιο ενεργά τη χρήση μη παραδοσιακών πηγών ενέργειας.