Вода это энергия или ресурс

Определение термина Энергетический ресурс

Энергетический ресурс (или энергоресурс) — это носитель энергии, энергия которого используется или может быть использована при осуществлении хозяйственной и иной деятельности, а также вид энергии (атомная, тепловая, электрическая, электромагнитная энергия или другой вид энергии).

Источник: Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ
«Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

Классификация энергоресурсов:

1. Первичные энергетические ресурсы — это энергия природного происхождения (природное топливо, энергия водных ресурсов, энергия солнца и ветра и др. виды)

2. Вторичные энергетические ресурсы — это энергия, образующаяся в результате переработки или преобразования различных видов топлива, а так же в результате производственных процессов (продукты нефтепереработки, отработанный пар, отходы тепла, сбереженная энергия и др. виды)

3. Топливные энергетические ресурсы — это энергия различных видов топлива (каменный и бурый уголь, нефть, горючие газы, горючие сланцы, торф, дрова и др. виды)

4. Нетопливный энергетический ресурс — это энергия энергия, образующаяся без участия топлива (электрическая энергия, электромагнитная энергия, энергия солнца и др. виды)

5. Возобновляемый энергетический ресурс — это ресурс, запас которого непрерывно возобновляется природой (энергия солнца, энергия вод, энергия приливов, геотермальная энергия, тепловая энергия земли, воздуха, воды, биомасса и др. виды)

6. Невозобновляемый энергетический ресурс — это ресурс, запас которого принципиально исчерпаем (минеральное топливо, уран и др. виды)

Источник: неофициальный источник

Источник

Энергия воды

Людям повезло, что на нашей планете находятся достаточно большие залежи полезных ископаемых, способных стать источниками энергии. Но запасы эти не безграничны и постепенно истощаются. Очевидно, что когда-то месторождения природного газа, угля и нефти могут иссякнуть.

Поэтому к самым значительным изобретениям в области энергетики относятся те, которые связаны с открытием новых источников энергии, позволяющих экономить запасы природного сырья. За это их и называют альтернативными источниками энергии. В наши дни такими источниками могут послужить как известные ранее — энергия солнца, текущей воды, ветра, приливов и отливов, подземного тепла (геотермальная энергия), так и открытые сравнительно недавно — энергия плазмы, химических процессов, атома.

Использование энергии движущейся воды — древнейшее открытие

Трудно точно сказать, когда люди научились использовать энергию движущейся воды. Считается, что более 2 тыс. лет вода была фактически единственным источником постоянной энергии вплоть до изобретения в XII в. ветряных мельниц. Еще в древние времена человек заметил, что если до половины погрузить в реку колесо с лопастями, то оно начнет вращаться. Тем самым энергия текущей воды даже в примитивной гидроустановке (от греч. «hydor» — «вода») превращалась в механическую энергию. Так, например, существует исторический документ, который утверждает, что на реке Сене (Франция) в 1682 г. была возведена крупнейшая по тем временам гидроустановка. Она состояла из 13 колес диаметром по 8 м и обеспечивала работу более 200 насосов, которые приводили в действие фонтаны в дворцовых парках.

Как работает водяная мельница

Несмотря на то, что эффективность древних гидроустановок была низкой, она все равно была несопоставимо большей по сравнению с тем, на что были способны люди или животные. Кроме того, эта энергия являлась бесплатной и была подарена самой природой.

Одним из самых древних примеров использования человеком энергии воды является водяная мельница. Водяное колесо в ней насажено на вал жернова. Вода вращает колесо — вращается и жернов, мелет зерно.

По мере развития технологии область применения водяных колес расширилась: их стали использовать не только для помола зерна, но и для приведения в действие станков или насосов. До изобретения парового двигателя число гидроустановок неуклонно росло, но затем наступило затишье. Однако в начале XX в. начался период бурного строительства гидростанций, но уже для выработки с помощью движущейся воды электроэнергии.

Эволюция водяного колеса

Главной деталью древней гидроустановки являлось водяное колесо. Струя воды увлекала за собой лопасти колеса. Оно могло быть расположено как вертикально, так и горизонтально. Водяные колеса, вращающиеся только за счет силы, создаваемой потоком воды, получили название подливных.

В результате множества технических усовершенствований в Средние века появились более эффективные верхненаливные колеса, которые вращались за счет действия веса падающей на них воды. Диаметр таких колес мог достигать 10 м, но даже при этом КПД водяного двигателя оставался низким. Вращаясь со скоростью чуть более 10 об/мин, колеса использовали менее двух третей энергии воды, и их мощность редко превышала 10 кВт.

Струйные и радиальные турбины

В современных гидроустановках водяное колесо заменено более скоростной водяной турбиной. За почти двухсотлетнюю историю эксплуатации было изобретено множество подобных устройств, имевших различные конструкции и принципы действия. Наиболее эффективными оказались так называемые струйные и радиальные турбины. По принципу действия струйные турбины схожи с верхненаливными колесами — струя воды под сильным напором ударяла в лопасти турбины и заставляла ее вращаться.

Радиальные турбины чаще используются тогда, когда напор воды невелик, но есть возможность построить плотину и создать перепад по высоте в 10—15 м. В XX в. такие турбины получили широкое распространение в связи с развитием гидроэлектростанций.

Первую гидротурбину подобной конструкции, которая имеет практическое применение, создал французский инженер Бенуа Фурнейрон (1802—1867). В 1832 г. он получил патент на свое изобретение.

В турбине Фурнейрона вода подается в спиральный кожух, по форме напоминающий раковину улитки. Поток воды из кожуха поступает на вогнутые лопатки ротора, расположенного в центре «улитки», и вращает его. Ротором в такой конструкции является рабочее колесо, соединенное с валом турбины. Это колесо и является рабочим органом турбины, преобразующим энергию потока в механическую. Кстати, турбины Фурнейрона были установлены на первой в мире крупной гидроэлектростанции на Ниагарском водопаде в Канаде.

Энергия приливов и отливов

Еще одним способом извлечения энергии из водных ресурсов планеты являются приливно-отливные станции. Оказалось, что вода морей и океанов, поднимающаяся более чем на десять метров во время приливов, несет с собой практически неограниченный запас энергии. Для ее использования в узких береговых проходах ставят преграду — плотину. Проникая через отверстия в такой плотине, вода вращает колеса или турбины, причем как во время прилива, так и во время отлива.

Существуют также такие гидростанции, на которых во время прилива вода перетекает в закрытый бассейн через шлюзы в дамбе или плотине. Затем шлюзы закрывают, уровень воды в море падает, а задержанная вода, вытекая из бассейна, вращает водяные колеса или гидротурбины.

Это интересно!

Энергию приливов впервые в заметных количествах стали использовать уже во второй половине XVI в. Так, например, жители Лондона (Англия) столкнувшись с перебоями водоснабжения, установили водяные колеса на реке Темзе. Вращаемые то в одну, то в другую сторону приливами, они заставляли работать насосы, закачивающие воду в трубы, по которым она текла в город.

Самая первая и крупнейшая приливно-отливная станция «Ля Ране» была построена в 1966 г. в устье реки Ране (Франция). Протяженность плотины станции составляет 800 м. Благодаря тому, что перепад высот прилива и отлива в этом месте составляет от 12 до 18 м, мощность «Ля Ране» доходит до 240 МВт.

Источник

Вода как важнейший природный ресурс: проблемы ее качества и перспективы

Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку головы, для РИА Новости

Простая пресная вода стала одним из самых ценных ресурсов в мире, вокруг которого в будущем могут разразиться региональные или даже глобальные войны.

С фразы о том, что человек на 70% состоит из воды, начинается чуть ли не каждая статья о водных ресурсах, но что нам дает эта информация? Гораздо важнее знать, что организм постоянно обменивается водой с окружающей средой. Ежедневно человек теряет жидкость с потом, выдыхаемым воздухом, выделяемыми продуктами жизнедеятельности, и каждый день восполняет эти потери питьевой водой.

Несоблюдение питьевого режима в течение дня чревато обезвоживанием организма. При водопотере 15-25% от общей массы тела начинаются необратимые процессы, ведущие к гибели человека.

Вот почему вопрос употребления питьевой воды столь актуален. Не менее важны и показатели ее качества, а также уровень запасов воды в мире. Что станет с планетой в случае ее «обезвоживания» и каковы прогнозы?

Существует ли в природе чистая вода

Чистой питьевую воду, строго говоря, называть нельзя. С точки зрения химика чистая вода — это дистиллят, свободный от всех примесей и микроорганизмов. Для микробиолога чистая вода — идеальная среда для бактерий. Для нас чистая вода — жидкость, обогащенная минералами, которую можно без риска для здоровья пить ежедневно.

Кристально чистой воды в природе не существует, разве что в виде формулы в школьных учебниках химии. Объясняется это просто — вода является универсальным растворителем. В ней с легкостью растворяется большинство примесей, минералов и веществ.

В старых публикациях можно было встретить информацию, что относительно чистой считается родниковая, дождевая вода и роса. Сегодня же можно говорить, что это не совсем так. Родниковая вода содержит в своем составе частицы пород, через которые она пробивалась, а дождевая, в том числе и роса, загрязнена примесями из атмосферы конкретного региона.

Запасы пресной воды на Земле: видно ли дно?

Удобно думать, сидя у себя в квартире, в стране, где никоим образом не ощущается дефицит воды, что конфликты вокруг воды в принципе не возможны. Сложно представить, что в современном мире на самом деле есть целые селения, в которых женщинам и детям приходятся преодолевать десятки километров, чтобы набрать воды.

Это удивляет, учитывая то, что Земля на две трети покрыта водой. Общий ее объем составляет 1386 миллионов кубических километров С другой стороны, не менее очевидно и то, что проблема заключается не в количестве, а в качестве воды.

Пресной воды на Земле примерно в 40 раз меньше — ее запасы составляют всего порядка 35 миллионов кубических километров. И только сотая часть этих запасов находится в «шаговой» доступности для человечества. Добыча остального требует серьезных материальных, трудовых и временных затрат. Но и не это является основной проблемой: рациональное использование даже существующих запасов воды надолго гарантировало бы их неисчерпаемость.

Вся проблема в том, что пресная питьевая вода на планете распределена неравномерно: ее резервы расходуются, тогда, как население Земли растет. Последние исследования Международного института управления водными ресурсами показали, что на сегодняшний день треть мирового населения уже испытывает острый дефицит пресной питьевой воды.

Как распределены водные ресурсы мира

Наибольшими же потребителями пресной воды считается Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Россия. При этом особо остро дефицит питьевой воды наблюдается в Китае, Индии и на всей территории Африки.

Помимо нехватки пресной воды, есть еще одна актуальная проблема — ее качество. Его ухудшение напрямую зависит от повышенного уровня загрязнения окружающей среды. В большинстве случаев причиной этому становится человеческая деятельность и перенаселение.

Источник

Энергия воды — энергия плюс, вода минус

Энергия воды … многие знают или догадываются, что вода это источник энергии 🙂

Энергия и энергоносители

Чистая вода придает нам бодрость, дарит энергию душе и телу, в гидроэлектростанциях и паровых турбинах энергия воды трансформируется в электрический ток, в воде зарождается жизнь.

Энергия – двигатель прогресса. Стоимость энергоносителей, как правило, неуклонно растет. С каждым годом это вопрос становится все более горячим. И не только ввиду прогнозируемого дефицита и дороговизны, используемых ныне, источников энергии, но и по причине огромного урона, наносимого современными «машинами», экосистеме планеты, которая в любой момент может активизировать механизмы самосохранения и перегрузиться как во времена Всемирного потопа.

Вода — источник чистой энергии

В контексте этой проблемы человек уже давно обратил свой взгляд на воду – H2O. Как мы видим, вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, по своей «химической» сути вода — это оксид водорода.

Водород высокоэффективное экологически чистое горючее и получить его из воды «ресурсно малозатратным методом» является мечтой каждого ученого. Под «ресурсно малозатратным методом» понимается технология, которая позволит получить водород из воды, затратив при этом энергии и других ресурсов меньше, чем способен произвести полученный в результате этого процесса сам водород.

Всем хорошо известна эпопея под названием «Автомобиль на воде». Было представлено и запатентовано много различных машин, которые якобы используют воду как источник энергии, но, к нашему большому сожалению пока революции в автомобилестроении и энергетике так и произошло.

Отличные результаты показывает сочетание Водородной и Солнечной энергетики. Солнце — всем хорошо известный постоянно действующий, а главное экологически чистый условно-бесплатный источник энергии. Солнце может давать необходимую энергию для выделения водорода из воды, с целью его дальнейшего использования в Водородной энергетике.

Загвоздка состоит в том, что существующие ныне технологии получения водорода из воды слишком дорогие. Водород из воды получают с помощью электролиза. Достаточно простая и хорошо известная методика, но на данный момент для получения водорода с помощью этой технологии требуются катализаторы из драгоценных металлов, что и делает ее экономически нецелесообразной.

Энергия воды — эффективный метод электролиза воды

С каждым годом наука шаг за шагом приближается к решению этого ребуса. Вот и ученые австралийского университета University of New South Wales внесли свой вклад в это направление, а волне и возможно сделали качественный прорыв.

Они разработали эффективную и недорогую технологию электролиза, которая базируется на использовании электродов созданных из двух не драгоценных металлов – никеля и железа. Электрод покрывается вспененным высокоактивным железо-никелевым композитом или катализатором. Вспененный катализатор имеет 3D структуру с отверстиями в диаметре 200 мкм или два диаметра человеческого волоса. Именно это решение с одной стороны во много раз увеличивает площадь реакции, а с другой, позволяет отделившимся пузырькам кислорода покинуть жидкость, электрод же остается «влажным» и процесс продолжается.

Эта технология обеспечивает высокую продуктивность. Профессор Чжао утверждает, что новые электроды … имеют большой промышленный потенциал в производстве водорода.

Развитие Водородной энергетики является архиважным вопросом для всей нашей планеты, поскольку она экологически чистая и открывает совершенно новые горизонты для экономического развития Земли.

Заключение

В заключение добавим. Мы надеемся, что в данном случае не получится как в знаменито выражении … хотели как лучше а получилось как всегда … энергии станет больше, а воды меньше.

Источник