Енергія вітру та води: механіка майбутнього

Енергія вітру та води: механіка майбутнього

Що таке Енергія?Енергія-це скалярна фізична величина, загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії. Енергія не виникає ні з чого і нікуди не зникає, вона може тільки переходити з одного стану в інший.

Енергія води та як її використовують. Гідроене́ргія або ене́ргія води́— енергія, зосереджена в потоках водних мас у руслових водоводах та припливних рухах. Для потреб людини найчастіше використовується енергія падаючої води. Величина цієї енергії перебуває у прямій залежності від висоти падіння. Для підвищення різниці рівнів води, особливо в нижніх течіях річок, споруджуються греблі. Енергія води є привабливою оскільки вона є дешевшою від енергії, яка отримується при спалюванні палива чи ядерної енергії.

Історичні факти використання гідроенегргії. Енергія рухомої води здавна використовувалась для приведення в обертання лопатевих (водяних) коліс та турбін. Вода була одним з перших джерел енергії, освоєних людиною, а першою машиною, за допомогою якої енергія спрямовувалась на потреби людини, було водяне колесо. Понад 2000 років тому на Близькому Сході вже користувалися водяним колесом у вигляді вала з лопатками: потік води, відведений зі струмка або річки, тиснув на лопатки, передаючи їм свою кінетичну енергію. Лопатки рухалися, а оскільки вони були жорстко скріплені з валом, то обертався вал. До останнього, у свою чергу прикріплювалося млинове жорно, яке разом з валом оберталося відносно нерухомого нижнього жорна. Саме так працювали перші «механізовані» млини для зерна. Але їх споруджували лише у гірських районах, де річки і струмки мали великі перепади висот та швидкості потоків.

Історичні факти використання гідроенегргії. Вода, яку ще у стародавні часи використовували для виконання механічної роботи, досі залишається ефективним джерелом енергії, тепер вже електричної. Енергія падаючої води, що обертає водяне колесо, спочатку служила безпосередньо джерелом енергії для розмелювання зерна, розпилювання деревини, урухомлення молотів у кузнях чи виробництва тканин. Однак такі млини і лісопильні на річках стали втрачати популярність, коли у середині XIX ст. почалося виробництво електричної енергії з використанням енергії водоспадів.

Енергія вітру та як її використовують. Вітроенерге́тика — галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру. Вітер як джерело енергії є непрямою формою сонячної енергії, і тому належить до відновлюваних джерел енергії. Використання енергії вітру є одним із найдавніших відомих способів використання енергії із навколишнього середовища, і було відоме ще в давні часи.

Історичні факти використання вітро енергії. Одним з найперших винаходів використання вітру було вітрило десь у п'ятому тисячолітті до н. е. У першому сторіччі до нашої ери давньогрецький вчений Герон Александрійський винайшов вітряк, що керував органом. В середньовіччі були винайдені вітряні млини для переробки зерна. Вважається, що перші вітряки були збудовані в Сістані, десь між сучасним Іраном та Афганістаном, між дев'ятим та сьомим сторіччями до н. е. Вони мали вертикальну вісь, від шести до дванадцяти крил з полотна або очерету та використовувались як млини та помпи для води.

Історичні факти використання вітро енергії. У будівництві феномен вітру у давнину також застосовували для природної вентиляції та охолодження повітря у сухих та жарких країнах Середньої Азії. В останні роки енергія вітру все ширше використовується для одержання електроенергії. Створюються вітряки великої потужності і встановлюються на місцевості, де дмуть часті й сильні вітри. Кількість і якість таких двигунів зростає щорічно, налагоджене серійне виробництво. Щоб найкраще використати вітряну енергію, важливо враховувати добові та сезонні зміни вітру, розподіл швидкості вітру в залежності від висоти над поверхнею землі, кількість поривів вітру за короткі відрізки часу. Сучасна технологія дозволяє використовувати тільки горизонтальні вітри, що розташовані близько до поверхні землі та мають швидкість від 12 до 65 км/год