2009-01-21

Как решить энергетические проблемы человечества?

Тут все говорят про мировые проблемы, про то что нефть скоро кончится, про экологию, про глобальное потепление, хочется и мне внести свою лепту. И хочу рассказать я про энергетическую проблему - все остальные проблемы в той или иной степени в конечном итоге сводятся к ней. Но даже если немного пораскинуть мозгами то даже и эта проблема на самом дела не проблема, все проблемы у нас в башке, не верите? Давайте посчитаем вместе:

Что имеем на сегодня: Потребность человечества в энергии: 8 трлн. Вт

Сама по себе цифра впечатляет, откуда сейчас берется такая энергия Основным источником получения энергии в мире дающим 97% её количества является ископаемое топливо, в том числе 38% составляет уголь, 19% - природный газ и 10%- нефть. 2% электроэнергии вырабатывается на ГЭС, а другие источники, такие как ядерный распад, древесина и прочие вырабатывают 1% энергии.

Что такое ископаемое топливо? Согласно современным представлением, это остатки живых организмов, которые под действием солнечной энергии сначала переработали весь метан из атмосферы древней земли в углекислый газ и кислород, а затем с использованием той же самой солнечной энергии переработали углекислый газ в кислород, забрав себе углерод как основу своих тел, которые за много лет превратились в уголь и нефть - т.е. сжигая ископаемое топливо мы потребляем солнечную энергию, которая тысячелетиями откладывалась земной биосферой.

Теперь возьмем гидроэлектростанции - что такое энергия падающей с высоты плотины воды? Все в школе учили про круговорот воды в природе - солнышко нагревает воду - испаряет ее, ветер, которые также возникает из-за конвекции при нагревании солнцем земной поверхности, переносит в влагу в другое место где она выпадает в виде дождя, собирается в ручейки, реки и крутит турбины гидроэлектростаций.

Ветряные электростанции - преобразуют энергию ветра в электрическую - а энергия ветра как я уже писал есть тоже солнечная энергия.

Есть еще атомные электростанции - эту энергию пожалуй нельзя назвать солнечной, хотя постойте, а на солнце разве энергия не атомная? Ну и что что она возникает не при распаде тяжелых ядер на легкие а наоборот, все равно это ядерная энергия - суть тоже самое что и солнечная, в конечном счете, согласно современным представлением Земля и Солнце образовались из одного и того же вещества.

Ладно хватит демагогии, задача:
Дано: мощность энергии падающей на квадратный метр поверхности земли на уровне моря: 1020 Вт/кв. метр
мощность Саяно-Шушенской гидроэлектростанции: 6400 МВт

Найти площадь солнечных батарей необходимую для вырабатывания такой же мощности как и на Саяно-Шушенсой ГЭС. КПД преобразования солнечной энергии с учетом смены дня и ночи принять за 30%

Решение: мощность вырабатываемая солнечной батареей: 1020*0.3 = 306 Вт./м кв. Площадь поверхности составит: 20915032 м кв. или 21 квадратный километр.

Да, размер впечатляет, теперь другая задача:

Дано: пустыня Гоби занимает приблизительно треть площади Монголии.
Площадь Монголии 165300 кв. км.
Найти какую часть пустыни Гоби нужно покрыть солнечными элементами чтобы полностью обеспечить человечество электроэнергией?

Решение:
Площадь солнечных элементов для выработки 8 000 000 000 000 Вт энергии = 26143790847 кв. метров или 26144 кв км.
Площадь пустыни Гоби приблизительно: 55100 кв. км.
Ответ: 0.47 площади пустыни Гоби полностью обеспечивает всю потребность человечества в электроэнергии.

Конечно это очень грубо и стоить такое будет довольно дорого, а экологи начнут меня упрекать за призыв к уничтожению уникальной экосистемы пустыни Гоби. В следующий раз попробую прикинуть стоимость такого проекта и сравнить эту стоимость со стоимостью международной термоядерной станции что строят в Европе, сравнить площадь пустыни Гоби с площадью затопленных территорий для гидроэлектростанций, продолжение следует.

 

комментарии:

 
Атиух (анонимный пользователь) | 2009-01-21
Я тоже об этом думал.
Белоногов Алексей (анонимный пользователь) | 2009-01-24

Мощно задвинул. Но, во-первых монголы (или жители др. страны, где построят это чудо) запросят нехилые отчисления за использвания своей территории и страны-потребители окажутся в еще худшей зависимости от солнечной энергии, нежели сайчас от нефти и газа. Во-вторых в полный рост встает проблема воровства. Уследить за рукастыми монгольскими крестьянами на такой большой полщади будет очень не просто:)

А еще в пустыни бывают песчанные бури, которые портят солнечные батареи.

Если серьезно, то солнечную энегрию видимо будут использовать, но пока более локально. Солнечные батареи на крыши телефонной будке или дома, или отеля - реальность уже сегоднешнего дня.

Белоногов Алексей (анонимный пользователь) | 2009-01-24

Блин, Макс, у тебя в капчи какая-то палка выводится непонятная - то ли "I", то ли слэш, то ли единица в каком-то особом шрифте. Ну в общем будет ты хоть трижды Немашина угадать что там за буковка (цифорка) нереально.

max | 2009-01-26

 

А еще в пустыни бывают песчанные бури, которые портят солнечные батареи.

 

Прибежали мышки к Филину, говорят - о Мудрый Филин, ты самый мудрый в лесу, скажи как нам быть - мы такие маленькие все нас обижают - как сделать так чтобы нас никто не обижал? Подумал Филин и говорит, - если бы у вас были колючки вы бы стали ёжиками и вас бы никто не трогал - станьте ёжиками! Обрадовались мышки, побежали радостные, но пока бежали, погрустнели, остановились, потом вернулись к Филину и говорят, спасибо Мудрый Филин, отличный ты нам дал совет, только вот скажи нам как стать ежиками? Мудрый Филин подумал, подумал и говорит - инженерные задачи - не моя область.

 

max | 2009-01-26
Блин, Макс, у тебя в капчи какая-то палка выводится непонятная - то ли "I", то ли слэш, то ли единица в каком-то особом шрифте. Ну в общем будет ты хоть трижды Немашина угадать что там за буковка (цифорка) нереально.

Вот я и думаю, может убрать цифры?

Белоногов Алексей (анонимный пользователь) | 2009-01-27

>Мудрый Филин подумал, подумал и говорит - инженерные задачи не моя область.

Ну при такой постановке вопроса я тоже за мир во всем мире:) Но дьявол кроется в деталях.

>Вот я и думаю, может убрать цифры?

Не, капчу надо. Просто как-то надо намекнуть людям, что там только цифорки;)

Speakus (анонимный пользователь) | 2016-04-12

0.3 это довольно резво. 0.5 - лучший КПД для солнечных батарей * 0.5 день/ночь * 0.5 на облака * ? аккумуляторы чтобы ночью работали минимальные приборы - 0.1 в лучшем случае выйдет.

Для того чтобы каждый раз не представляться можно войти как зарегистрированный пользователь.

Имя*

разрешены только теги br, font, span, p, strong, u, p, blockquote, a, div, img - остальные будут безжалостно удаляться