Energie vervat in de ingewanden van de aarde. Geothermische energie van de aarde

Als de ontwikkeling en vorming van de samenlevingde mensheid begon te zoeken naar meer moderne en tegelijkertijd economische manieren om energie te verkrijgen. Daartoe worden vandaag verschillende stations gebouwd, maar tegelijkertijd wordt de energie in de ingewanden van de aarde op grote schaal gebruikt. Hoe ziet het eruit? Laten we proberen het te begrijpen.

Geothermische energie

Het is duidelijk uit de titel die het vertegenwoordigtde hitte van het binnenste van de aarde. Onder de aardkorst bevindt zich een laag magma, een vurig-vloeibare silicaatsmelt. Volgens onderzoek is het energiepotentieel van deze warmte veel hoger dan de energie van de aardgasreserves van de wereld, evenals van olie. Magma - lava vertrekt naar de oppervlakte. En de grootste activiteit wordt waargenomen in die lagen van de aarde waarop de grenzen van tektonische platen liggen, en ook waar de aardkorst wordt gekenmerkt door subtiliteit. De geothermische energie van de aarde wordt als volgt verkregen: de lava en waterbronnen van de planeet staan ​​in contact, waardoor het water sterk begint te verwarmen. Dit leidt tot de uitbarsting van de geiser, de vorming van zogenaamde warme meren en onderwaterstromen. Dat wil zeggen, het zijn juist die fenomenen van de natuur waarvan de eigenschappen actief worden gebruikt als een onuitputtelijke bron van energie.

Kunstmatige geothermische bronnen

De energie die zich in de ingewanden van de aarde bevindt, moetcompetent gebruikt. Er is bijvoorbeeld een idee om ondergrondse ketels te maken. Om dit te doen, moet u twee putjes van voldoende diepte boren, die hieronder worden verbonden. Dat wil zeggen, het blijkt dat praktisch in elke hoek van de aarde het mogelijk is om geothermische energie op een industriële manier te verkrijgen: via één put wordt koud water in het reservoir gepompt en door het tweede - heet water of stoom wordt geëxtraheerd. Kunstmatige warmtebronnen zijn nuttig en rationeel als de geproduceerde warmte meer energie geeft. Stoom kan naar turbogeneratoren worden geleid, die elektriciteit zullen opwekken.

Natuurlijk is de geselecteerde warmte slechts een fractiewat is beschikbaar in de algemene winkels. Maar er moet aan worden herinnerd dat diepe hitte voortdurend zal worden aangevuld als gevolg van de processen van radioactief verval, compressie van rotsen, gelaagdheid van het interieur. Zoals experts zeggen, verzamelt de aardkorst warmte, waarvan de totale hoeveelheid 5000 keer meer is dan de calorische waarde van alle minerale bronnen van de aarde als geheel. Het blijkt dat de bedrijfstijd van dergelijke kunstmatig gecreëerde geothermische stations onbeperkt kan zijn.

Functies van bronnen

Bronnen voor het verkrijgen van geothermiehet is bijna onmogelijk om het volledig te gebruiken. Ze bestaan ​​in meer dan 60 landen van de wereld, met de meeste van de aardse vulkanen in de vulkanische ring van vuur in de Stille Oceaan. Maar in de praktijk blijkt dat geothermische bronnen in verschillende delen van de wereld totaal verschillend zijn in hun eigenschappen, namelijk gemiddelde temperatuur, mineralisatie, gassamenstelling, zuurgraad enzovoort.

Geisers - met name energiebronnen op aardewat is dat ze regelmatig kokend water spuiten. Na de uitbarsting wordt het zwembad vrij van water, onderaan zie je een kanaal dat diep de grond in gaat. Geisers worden gebruikt als energiebronnen in regio's zoals Kamtsjatka, IJsland, Nieuw-Zeeland en Noord-Amerika, en enkele geisers zijn te vinden in sommige andere gebieden.

Waar komt energie vandaan?

Heel dicht bij het aardoppervlakniet-uitgehard magma. Er komen gassen en dampen uit, die omhoogkomen en door de spleten gaan. Ze vermengen zich met grondwater, ze verhitten, ze worden warm water, waarin veel stoffen worden opgelost. Dergelijk water wordt vrijgegeven aan het oppervlak van de aarde in de vorm van verschillende geothermische bronnen: warmwaterbronnen, minerale bronnen, geisers, enzovoort. Volgens wetenschappers zijn de hete darmen van de aarde grotten of kamers verbonden door gangen, scheuren en kanalen. Ze zijn gevuld met ondergronds water en de magmacentra zijn niet ver van hen verwijderd. Op deze natuurlijke manier wordt de thermische energie van de aarde gevormd.

Het elektrische veld van de aarde

Er is een andere alternatieve bron in de natuur.energie, die zich onderscheidt door hernieuwbaarheid, schone omgeving, gebruiksgemak. Toegegeven, tot nu toe wordt deze bron alleen bestudeerd en niet toegepast in de praktijk. Dus, de potentiële energie van de Aarde ligt in haar elektrisch veld. Energie kan op deze manier worden verkregen op basis van een onderzoek van de basiswetten van elektrostatica en de kenmerken van het elektrische veld van de aarde. In feite is onze planeet in termen van elektrisch een bolvormige condensator die tot 300.000 volt is opgeladen. De interne sfeer heeft een negatieve lading en de externe ionosfeer is positief. De atmosfeer van de aarde is een isolator. Hierdoor is er een constante stroom van ionische en convectieve stromen, die een kracht van vele duizenden ampères bereiken. Het potentiaalverschil tussen de platen is echter niet verminderd.

Dit suggereert dat er in de natuur een generator isde rol van die bestaat in de constante aanvulling van de lekkage van ladingen van de condensatorplaten. In de rol van zo'n generator en dient het magnetisch veld van de aarde, roterend met onze planeet in een stroom van zonnewind. energie magnetisch velden aarde kan worden verkregen door eenvoudigweg een stroomverbruiker op deze generator aan te sluiten. Om dit te doen, moet u een betrouwbaar terrein installeren.

Hernieuwbare bronnen

Sinds de bevolking van onze planeetgestaag groeien, hebben we meer en meer energie nodig om de bevolking te voorzien. De energie in de ingewanden van de aarde kan heel verschillend zijn. Er zijn bijvoorbeeld hernieuwbare bronnen: wind, zon en water. Ze zijn milieuvriendelijk en daarom kunt u ze gebruiken zonder angst voor schade aan het milieu.

Water energie

Deze methode is voor velen gebruikteeuwen. Tegenwoordig zijn er een groot aantal dammen en stuwmeren gebouwd, waarin water wordt gebruikt om elektrische energie op te wekken. De essentie van dit mechanisme is eenvoudig: onder invloed van de stroom van de rivier draaien de wielen van turbines respectievelijk de energie van water in elektriciteit.

Vandaag zijn er een groot aantalwaterkrachtcentrales die waterstroomenergie omzetten in elektriciteit. De eigenaardigheid van deze methode is dat de waterkrachtbronnen worden vernieuwd, respectievelijk, dergelijke structuren hebben lage kosten. Dat is de reden waarom, ondanks het feit dat de bouw van waterkrachtcentrales al geruime tijd aan de gang is, en het proces zelf erg duur is, toch profiteren deze faciliteiten enorm van elektriciteitsintensieve industrieën.

Zonne-energie: modern en veelbelovend

Zonne-energie wordt verkregen door zonne-energiebatterijen, maar moderne technologieën maken het mogelijk om voor dit doel nieuwe methoden te gebruiken. 'S Werelds grootste zonne-energiecentrale is een systeem gebouwd in de woestijn van Californië. Het levert volledig energie aan 2000 huizen. Het ontwerp werkt als volgt: vanuit de spiegels reflecteren de zonnestralen die met water naar de centrale ketel worden gestuurd. Ze kookt en wordt stoom en draait de turbine rond. Zij is op haar beurt verbonden met een elektrische generator. De wind kan ook worden gebruikt als de energie die de aarde ons geeft. De wind blaast de zeilen op, draait de molen. En nu kan het worden gebruikt om apparaten te maken die elektrische energie genereren. Hij roteert de bladen van de windmolen en drijft de turbine-as aan, die op zijn beurt is verbonden met de generator.

De interne energie van de aarde

Het bleek te wijten aan verschillende processende belangrijkste zijn aanwas en radioactiviteit. Volgens wetenschappers gebeurde de vorming van de aarde en zijn massa gedurende meerdere miljoenen jaren, en dit was te wijten aan de vorming van planetesimalen. Ze staken samen, respectievelijk, de massa van de aarde werd steeds meer. Nadat onze planeet een moderne mis begon te krijgen, maar nog steeds van de atmosfeer was beroofd, vielen meteoroïden en asteroïde lichamen er vrij op. Dit proces wordt accretie genoemd en dit heeft ertoe geleid dat er aanzienlijke zwaartekrachtenergie vrijkwam. En hoe groter de lichaamsgrootte op de planeet, hoe groter de hoeveelheid energie die zich in de ingewanden van de aarde bevindt.

Deze gravitationele differentiatie heeft geleid totdie stoffen begonnen te stratificeren: de zware stoffen zakten eenvoudig weg, en de lichte en vluchtige kwamen naar boven. Differentiatie had ook invloed op de extra afgifte van zwaartekrachtenergie.

Atoomenergie

Het gebruik van aardse energie kan voorkomenanders. Bijvoorbeeld door de bouw van kerncentrales, wanneer thermische energie vrijkomt als gevolg van het verval van de kleinste deeltjes materie van atomen. De belangrijkste brandstof is uranium, dat zich in de aardkorst bevindt. Veel mensen geloven dat deze methode om energie te verkrijgen de meest veelbelovende is, maar het gebruik ervan gaat gepaard met een aantal problemen. Ten eerste zendt uranium straling uit die alle levende organismen doodt. Als deze stof de bodem of de atmosfeer binnenkomt, ontstaat er bovendien een echte door de mens veroorzaakte ramp. We voelen de trieste gevolgen van het ongeluk in de kerncentrale van Tsjernobyl vandaag. Het gevaar schuilt in het feit dat radioactief afval al heel lang, duizenden jaren lang een bedreiging kan vormen voor alle leven.

Nieuwe tijd - nieuwe ideeën

Natuurlijk stoppen mensen daar nieten elk jaar worden er steeds meer pogingen ondernomen om nieuwe manieren te vinden om energie te krijgen. Als de energie van de warmte van de aarde eenvoudig wordt verkregen, zijn sommige methoden niet zo eenvoudig. Het is bijvoorbeeld heel goed mogelijk om biologisch gas te gebruiken als een energiebron, die wordt verkregen door afval te rotten. Het kan worden gebruikt voor het verwarmen van huizen en het verwarmen van water.

Steeds meer getijdencentrales worden gebouwdwanneer dammen en turbines zijn geïnstalleerd langs de monding van reservoirs, die respectievelijk worden aangedreven door eb en vloed, wordt elektrische stroom geproduceerd.

Door afval te verbranden, krijgen we energie.

Een andere manier die al is toegepast inJapan, is de oprichting van verbrandingsovens. Tegenwoordig worden ze gebouwd in Engeland, Italië, Denemarken, Duitsland, Frankrijk, Nederland en de Verenigde Staten, maar alleen in Japan werden deze bedrijven niet alleen gebruikt voor het beoogde doel, maar ook voor het opwekken van elektriciteit. In lokale fabrieken wordt 2/3 van alle afval verbrand, terwijl de installaties zijn uitgerust met stoomturbines. Dienovereenkomstig leveren ze met warmte en elektriciteit nabijgelegen gebieden. Tegelijkertijd is het veel rendabeler om een ​​dergelijke onderneming in termen van kosten op te bouwen dan om een ​​WKK-installatie te bouwen.

Perspectief ziet er aantrekkelijker uitgebruik de hitte van de aarde waar vulkanen zijn geconcentreerd. In dit geval hoeft u de aarde niet te diep te boren, want al op een diepte van 300-500 meter zal de temperatuur minstens twee keer zo hoog zijn als het kookpunt van water.

Er is ook een manier om te krijgenelektriciteit, als waterstofenergie. Waterstof - het eenvoudigste en eenvoudigste chemische element - kan worden beschouwd als een ideale brandstof, omdat het daar is waar water is. Als je waterstof verbrandt, kun je water krijgen dat ontleedt in zuurstof en waterstof. De waterstofvlam zelf is onschadelijk, dat wil zeggen dat er geen schade aan het milieu zal zijn. De eigenaardigheid van dit element is dat het een hoge calorische waarde heeft.

Wat is in de toekomst?

Natuurlijk, de energie van het magnetisch veld van de aarde ofdie wordt verkregen bij kerncentrales, kan niet volledig voldoen aan alle behoeften van de mensheid, die elk jaar groeien. Deskundigen zeggen echter dat er geen reden is om zich zorgen te maken, omdat de brandstofvoorraden van de planeet nog steeds voldoende zijn. Bovendien worden er steeds meer nieuwe bronnen gebruikt, die milieuvriendelijk en hernieuwbaar zijn.

Het probleem van milieuvervuiling blijften het groeit catastrofaal snel. De hoeveelheid schadelijke uitstoot overtreft, respectievelijk, de lucht die we inademen is schadelijk, het water heeft gevaarlijke onzuiverheden en de bodem raakt geleidelijk uitgeput. Daarom is het zo belangrijk om op tijd het fenomeen energie in de ingewanden van de aarde te bestuderen om manieren te vinden om de behoefte aan fossiele brandstoffen te verminderen en actiever gebruik te maken van onconventionele energiebronnen.