Все о датчиках температуры.
Первый универсальный русскоязычный портал

Символ нового года

Можно ли использовать энергию вращения Земли?

10.08.2011 | Температура XXI века | Количество просмотров: 11777 | Комментарии (5)

Ответ на этот вопрос, очевидно, отрицательный. Земля вращается вместе со всеми предметами, которые на ней находятся. Мы этого вращения не чувствуем и значит использовать не можем.

Однако существует явление на Земле, которое напрямую связано с вращением нашей планеты вокруг своей оси и это явление пытаются использовать люди для получения возобновляемого источника энергии. Это явление морских приливов и отливов.

Бытует мнение, что приливы – это результат притяжения воды океанов и морей к Луне. Это очень упрощенное толкование. Ключевыми моментами в объяснении приливо-отливных явлений являются:

• суточное вращение Земного шара;
• деформация покрывающей земную поверхность водной оболочки, превращающей её в эллипсоид;
• несовпадение большой оси эллипсоида с осью вращения Земли.

Отсутствие одного из этих факторов исключает возможность появления приливов и отливов. Так, в случае совпадения упомянутых выше осей, приливно—отливные явления наблюдаться, как периодическое явление, не будут, сколь бы велики ни были силы притяжения. Приливная волна, имеющая форму упомянутого выше эллипсоида, представляет собой суперпозицию двух «двугорбых» волн, образовавшихся в результате гравитационного взаимодействия планетной пары Земля — Луна и гравитационного взаимодействия этой пары с центральным светилом — Солнцем. Кроме того, фактором, определяющим образование этой волны, выступают силы инерции, имеющие место при обращении небесных тел вокруг общих для них центров масс.

луна

Ежегодно повторяющийся приливо-отливной цикл остаётся неизменным вследствие точной компенсации сил притяжения между Солнцем и центром масс планетной пары и силами инерции, приложенными к этому центру. Поскольку положение Луны и Солнца по отношению к Земле периодически меняется, меняется и интенсивность результирующих приливо-отливных явлений.

На Европейском континенте самые высокие приливы (до 13.5 м)наблюдаются в Бретани у города Сен-Мало. Здесь приливная волна фокусируется береговой чертой полуостровов Корнуолл (Англия) и Котантен (Франция))

Для того, чтобы использовать энергию приливных волн строят особый вид гидроэлектростанций - Приливные электростанции (ПЭС).

Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли влияние приливных электростанций пренебрежимо мало. Кинетическая энергия вращения Земли (~1029 Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10-14 секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2 10 -5 с в год).

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция.

В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляет 1,7 МВт. На этапе проектирования находится Северная ПЭС мощностью 12 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.

Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии р. Ранс (Северная Бретань) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт.

Другие известные станции: Канадская — ПЭС Аннаполис и Норвежская — ПЭС Хаммерфест.

ПЭС

На рисунке: Крупнейшая в мире приливная электростанция Ля Ранс, Франция.

Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью электростанций других типов .

Источники:

Более подробно о физике возникновения приливов можно прочитать на странице Википедии «Прилив и отлив».

О приливных электростанциях смотрите публикацию Усачев И. Н., Шполянский Ю. Б., Историк Б. Л. и др. Приливные электростанции (ПЭС) — источник энергии, запасаемый в водороде / 2-й международный форум «Водородные технологии для развивающегося мира». Тезисы докладов. — 2008.

Другие статьи раздела

Все статьи раздела "Температура XXI века"

Комментарии:

Никита,

А если использовать энергию вращения из космоса?Дистанционально...И перенаправлять по необходимости

андрей, | мфти

Можно ли использовать энергию вращения Земли? Ответ на этот вопрос, очевидно, ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ. Земля ВРАЩАЕТСЯ вместе со всеми предметами, которые на ней находятся. Мы это вращение ЧУВСТВУЕМ. ( неинерциальная система) Возьмём, например, маятник ФУКО (желательно на геополюсах). Отбираем энергию движения маятника в "горизонтальной" плоскости, возвращаем часть энергии для компенсации потерь(трение, сопротивление...), остальное используем.>0 Можно и по-другому использовать работу силы Кориолиса (соответствующий полушарию берег реки)... Это, правда, в теории(хотя и реально), на практике едва ли целесообразно.

Wunderwund,

Видимо автору статьи совершенно ничего неизвестно о гироскопических явления широко используемых в гирокомпасах еще с позапрошлого века!

Наталия М.,

В статье рассматривается вопрос, можно ли использовать энергию вращения Земли для получения возобновляемого источника энергии. Гироскопические явления используют в основном для навигации, стабилизации автомобилей, смартфонов, но не как источник энергии.

Пётр,

Луна и Венера наглядно демонстрируют, чем опасно замедление вращения Земли вокруг своей оси. Я считаю, недопустимо использование приливных электростанций, не смотря на их незначительный вклад в торможение Земли. Нельзя рубить сук на котором сидишь, рассчитывая, что его прочности хватит надолго. (

Добавить комментарий: