Muchas declaraciones bien conocidas del gran químico ruso Dmitry Ivanovich Mendeleev: "Quemar aceite es lo mismo que ahogarse con personas".Es necesario desarrollar fuentes de energía alternativas.
El petróleo es la fuente más valiosa de hidrocarburos, la principal materia prima para la producción de polímeros, y los polímeros son plástico, fibra de carbono, plásticos, telas sintéticas, líquidos orgánicos.Mira a tu alrededor, todo lo que te rodea, con la excepción de algunas inclusiones de madera, metal y vidrio, hechas de petróleo y carbón.Sin embargo, el petróleo, el carbón y el gas continúan quemándose, literalmente fluyendo hacia la tubería acumulada durante miles de millones de años de reservas insustituibles de hidrocarburos.
Centrales eléctricas mareales a lo largo de la costa
Por supuesto, esta situación no puede terminar indefinidamente, es más fácil encontrar fuentes alternativas de energía hoy que mañana (cuando la "garrapata del gallo frito") para buscar fuentes alternativas de polímeros.Una de las fuentes de medidas humanas inagotables (complementarias, voluntarias) de energía es la energía de las mareas y las mareas.
Qué son las mareas y las inundaciones
La razón de las mareas y las mareas es la gravedad de los vecinos celestiales de la Tierra: la luna y (en menor medida) el Sol. Más bien, no la gravedad en sí misma, sino el llamado gradiente gravitacional, la diferencia en la atracción de la Luna y el Sol, que siente el centro de la Tierra y su superficie.Como saben, la gravedad disminuye en proporción al cuadrado de la distancia, y el radio de la Tierra es de aproximadamente 6000 km, por lo tanto, diferentes profundidades del suelo sienten la atracción de diferentes fuerzas.Y aunque las diferencias en gravedad son pequeñas partículas.Por ciento cuando se trata de las masas en billones de toneladas, las fuerzas nacidas son verdaderamente colosales.
De acuerdo con una de las teorías, un hipotético planeta Phaeton, cuya órbita estaba en la órbita de Júpiter, fue simplemente desgarrado por las fuerzas de marea generadas por la gravedad del gigante de Júpiter.Afortunadamente, nuestra Luna vecina es incomparablemente menos que la cabeza del Olimpo planetario, y Júpiter, como el Sol, está lo suficientemente lejos de nosotros, por lo que tales terremotos no están amenazados.
La influencia de la luna y el sol en la Tierra
Debe notarse que la afluencia se siente no solo por el Océano Mundial, sino por la "solidez terrenal": la litosfera, yEl "Océano oceánico" es la capa de gas de la Tierra.Las fuerzas de marea causadas por las fluctuaciones de la superficie de la tierra solo pueden ser vistas por instrumentos de precisión armados por sismólogos, pero las mareas del aire del océano alcanzan decenas de alturas y, a veces, cientos de kilómetros.Así que la órbita de la estación orbital estadounidense Skylab fue desestabilizada por una marea atmosférica anormal, lo que llevó a la evacuación de los astronautas, la cancelación de las misiones programadas y la temprana salida de la estación de la órbita.
Pero como estamos en el mismo día del océano aéreo, el único uso visible y práctico para nosotros del tipo de actividad de las mareas es la marea y la marea.La amplitud de las mareas y las mareas depende de muchos factores, incluidos los causados por la rotación de las fuerzas de coriolis de la Tierra, pero los factores que influyen significativamente en la gravedad de la Luna, la atracción del Sol y el alivio de la costa.RegularLos cambios cíclicos en la altura de las mareas y las mareas ocurren debido a cambios en la posición relativa del Sol, la Luna y la Tierra.
Para comprender mejor el mecanismo de estas interacciones, imagine el mecanismo de las horas gigantes, donde el eje es la Tierra, una flecha es la Tierra-Luna y la otra es la línea Tierra-Sol..Cuando las flechas se superponen entre sí (al mediodía, las seis y media y así sucesivamente), el influjo máximo, la Luna y el Sol "tiran de la barba del antiguo Neptuno" en una dirección.Tal marea se llama sizigine.
A primera vista, puede parecer que el influjo mínimo debe ser cuando las flechas de nuestros relojes imaginarios están en antifase (seis horas, la una y media, etc.) y las luces "funcionan" una contra otra, pero de hechono es asiHay simultáneamente una marea solar y la marea lunar (o viceversa) entran en resonancia mutua, reforzándose mutuamente.
De hecho, las mareas y las inundaciones mínimas ocurren cuando las flechas espaciales están en ángulo recto (tres horas, sexto, etc.).Tales mareas se llaman cuadraturas.
El principio de la aparición de mareas y mareas
Por supuesto, este modelo se simplifica, para completar la imagen, agregue el volumen del modelo: imagine que las flechas giran en diferentes planos, y el plano de su rotación se desplaza constantemente entre sí.Cuando las flechas se encuentran en la misma línea, también convergen en la intersección de los planos, y luego están los picos más notables de la amplitud de la marea y la descarga, rodados a la orilla y elevados porLas desembocaduras de los ríos son las olas de marea más altas, que se discuten más a fondo.
Otro de los factores principales mencionados anteriormente que influyen en la amplitud de las mareas y las mareas, es el alivio de la costa. La amplitud de la marea se multiplica varias veces cuando la costa tiene la forma de un embudo con forma de cuello ancho.En este caso, la orilla sirve como lente para concentrar la energía de la marea.Si el cuello entrante de un embudo de este tipo tiene un ancho de cientos de kilómetros, y en la costa se está reduciendo a docenas o incluso a unos pocos kilómetros, e incluso desde la parte inferior de la masa de agua que fluye por el puntal, se forman enormes olas de marea a una altura de 10-20, yEn algún lugar en 30 o más metros.El mecanismo de formación de las mareas es en gran parte similar a la formación de las ondas sísmicas del tsunami, por lo que a estas últimas también se las llama mareas, pero esto obviamente es erróneo.
Si en el "truco" de la lente de la marea está la boca del río, y usualmente tales bahías (estuarios) similares a embudos se forman en la desembocadura de los ríos, entonces la ola de marea puede ascender hasta cientos de kilómetros río arriba contra el curso del río.Tal onda en el canal del río se llama "boro".La altura de los máximos históricos (hasta 9 m) alcanza el lado del río chino Fuchunjiang, su velocidad supera los 40 km /h.
Cómo usar la energía de las mareas
Las personas han estado pensando acerca del uso de cantidades tan enormes de energía durante bastante tiempo.La referencia al uso útil de las mareas y las mareas se encuentra en las obras de Julio Verne, Herbert Wells y Alexander Belyaev.En la práctica, usarLa energía de los afluentes se lleva a cabo mediante la conversión de la energía cinética del movimiento del agua en energía eléctrica por medio de centrales eléctricas de marea.
Central eléctrica de mareas (o central hidroeléctrica de mareas): un tipo de centrales eléctricas, la construcción está cerca de las centrales eléctricas instaladas en los ríos. Dado que la gravedad de la Luna y el Sol es constante, las características del relieve costero, que contribuyen a la formación de la mayor amplitud de marea y marea, están influenciadas por la elección del sitio para la construcción de la central eléctrica. Durante la construcción, la presa se bloquea por las desembocaduras del río o, más bien, de la bahía estrecha, y configura turbinas hidráulicas que generan electricidad debido a la energía del flujo de agua en movimiento.
Esquema de operación de la planta de energía de las mareas
En la URSS y Rusia, la construcción de centrales eléctricas de marea no estuvo seriamente involucrada, el método principal de uso de la energía del flujo de agua fue la central hidroeléctrica en los ríos. En 1967, se construyó una planta de energía de mareas experimental en el Mar de Barents con una capacidad de 1,7 MW. La potencia de las centrales hidroeléctricas fluviales suele ser de un orden de magnitud mayor, y las centrales hidroeléctricas fluviales más grandes tienen potencia, calculada por docenas de gigavatios.
Hubo una serie de proyectos para la construcción de una red de plantas de energía de las mareas gigantes con una capacidad planificada de 1.000 MW, uno de los cuales se suponía que la planta de energía de las mareas de Penzhinskaya se convertiría en la planta de energía más poderosa del mundo (no solo entre las hidráulicas); su potencia era alcanzar los 90 GW. Desafortunadamente, la crisis de la última URSS y su posterior desintegraciónobstaculizado la ejecución de estos proyectos.
En el extranjero, la construcción de centrales eléctricas de marea es más activa. Por eso, la planta de energía de las mareas más poderosa de Europa, "La Frans" (240 MW) es notable por el remo más largo del mundo. La longitud de la presa del PFM "La Frans", que es simultáneamente un puente que conecta la línea de alta velocidad entre las dos orillas del río Rans, es de más de 800 metros. Y la planta de energía de las mareas más grande del mundo se encuentra en Corea del Sur, en el golfo artificial de Sikh-ho (Lago Sikhva). Su capacidad es de 253 MW.
La principal desventaja de las centrales eléctricas de marea es la imposibilidad de su funcionamiento continuo, que está relacionado con la naturaleza cíclica de las mareas y las mareas.La aplicación de plantas de energía de las mareas se considera principalmente en el marco de la red general como las centrales de energía acumulativa o de reserva que llevan a cabo la acumulación y liberación de energía en el pico de consumo.
Las plantas de energía de las mareas son una de las formas más demandadas de utilizar fuentes de energía renovables y tienen amplias perspectivas de desarrollo.
