Река источник энергии это

Реки — источник энергии

Велико энергетическое значение рек. Энергия рек — даровая сила природы, возникающая в процессе круговорота влаги на Земле. Используя ее в своих интересах, человек помещает создан­ные им орудия труда в поток влаги на Земле и делает даровую силу падения воды одной из важнейших своих производительных -сил.

Энергия реки с давних пор используется человеком. В XI— XIV вв. водяное колесо — энергетическая база для мукомольного производства; далее — суконного, позже — металлургии, бумажно­го и хлопчатобумажного.

В эпоху водяного колеса промышленные (мануфактурные) предприятия располагались у водопадов — естественных или искусственных, образованных перепадом воды у больших плотин, •создававших значительный подпор. Например, на Урале плотины создавали подпор до 7—8 м, длина некоторых плотин на реках Урала в XVIII в. превышала 1 км, они имели ширину до 60 м по основанию и до 30 м по гребню. В XVIII же веке русский изобре­татель И. Ползунов на Алтае соорудил крупную деривационную силовую установку. Несколько позднее там же К. Фролов создал каскад водных силовых установок на одной и той же реке.

В Англии до использования каменного угля и изобретения •паровой машины широко пользовались речками, берущими начало в Пенниках. На эти речки ориентировались старые металлургиче­ские заводы, текстильные мануфактуры и мельницы. До сих пор некоторые из старых водяных колес действуют для рекламы пред­приятий (от водяного колеса — до автоматизированного производ­ства!) и для привлечения туристов.

В Соединенных Штатах Америки в XVIII в. Аппалачи с их многочисленными водопадами и порогами притянули разнообраз­ную промышленность, в том числе металлургию.

Паровая машина разрушила зависимость промышленности от водяного колеса, сделала географическое размещение промышлен­ности более свободным: она стала ориентироваться на местные источники топлива, а также снабжаться привозным топливом.

Еще более свободным сделала географическое размещение промышленности электрическая энергия, причем очень важным ее источником стала река, приводящая в движение турбины гидро­электростанций.

Гидроэнергетика достигла очень больших успехов: построено много плотин и водохранилищ, сильно увеличились диаметры тур­бин и возросла мощность электрических станций. Дальность пере­дачи энергии по проводам уже составляет тысячи километров.

Успехи техники строительства гидроэлектростанций и строи­тельства линий высоковольтных электропередач привели к тому, что гидроэлектростанции стали создаваться, с одной стороны, в местах, наиболее благоприятных по природным условиям, с пере­дачей энергии в районы потребления, и, с другой — непосредствен­но в районах потребления энергии — на тех реках с широкими долинами и небольшим падением, которые еще совсем недавно считались непригодными для гидростроительства.

Современные крупные гидроэлектростанции дают дешевую энергию. Она потребляется электроемкими промышленными про­изводствами (электрометаллургия черных и цветных металлов и электрохимия), электрифицированными железными дорогами, городами и сельским хозяйством. Гидроэнергетика является одной из основ современной техники.

Создание каскада взаимосвязанных гидроэлектростанций требует планирования всего хозяйства экономиче­ского района, что в полной мере возможно лишь при социа­листической экономике.

По современным подсчетам, потенциальные энергетические ресурсы речного стока земного шара оцениваются в 3700— 3750 млн. кет, со следующим распределением по частям света 9 искусствен­ных водохранилищ всего мира составляла не менее 300 тыс. км 2 _г с полезным объемом примерно 2,3 тыс. км 3 . На первом месте стоит Братское водохранилище (СССР), объем около 180 км 3 , далее сле­дуют водохранилища Кариба на р. Замбези —150 км 3 , Акосомбо на р. Вольта — 140 км 3 , Сад-эль-Али на р. Нил — около 140 км 3 . Оптимум получается при большом объеме и сравнительно неболь­шой площади. Слишком большие по площади, но небольшие по объему водохранилища затопляют много земли, испаряют много влаги, ветры вызывают на них большие волны. Объем водохрани-^ лища состоит из неиспользуемого («мертвого») объема и полезно* го, составляющего от ! Д до ! /2 всего объема водохранилища. Коли­чество энергии, вырабатываемой гидростанцией, достигает наи­большей величины не при полном напоре, а при некотором его уменьшении, дальше которого при последующем уменьшении напо­ра происходит и-уменьшение выработки энергии. Избыток воды в реке (при низконапорных и средненапорных гидроузлах) не уве­личивает, а уменьшает выработку энергии.

Во время половодья, когда вода сбрасывается через водослив­ную плотину или через отверстия в водосборной плотине и уровень реки в нижнем бьефе сильно повышается, мощность гидроэлектро­станции несколько уменьшается.

На горных гидроэлектростанциях с напором в сотни метров колебания уровней верхнего и нижнего бьефов во время половодий и паводков не имеют практического значения.

Даже крупные водохранилища не могут полностью устранить зависимость работы отдельных гидроэлектростанций от режима реки, в известной степени она сохраняется. Поэтому большое эко­номическое значение имеет совмещение в одной энергетической •системе гидроэлектростанций и тепловых электростанций, рабо­тающих на угле, мазуте, горючих газах и других видах топлива. В относительно маловодные периоды (или, наоборот, в чрезмерно многоводные), Когда гидроэлектростанции дают меньше энергии, больше загружаются тепловые станции и наоборот — тепловые электростанции сокращают потребление топлива, когда гидро­электростанции работают на полную мощность.

Водохранилища служат для регулирования не только нерав­номерного во времени природного режима реки, но и для регули­рования той неравномерности во времени потребления электриче­ской энергии, которая целиком связана с характером хозяйства в районе действия гидроэлектростанций. Особенно сильны суточ­ные колебания Потребности в энергии, что вызывает необходимость в течение нескольких часов (а иногда даже минут!) резко менять •количество воды, направляемой из водохранилища к турбинам гидроэлектростанции, что вызывает различия в уровне водохрани­лища на разных расстояниях от плотины.

Наилучшие условия для работы гидроэлектростанций созда­ются каскадом станций на реке, где каждая следующая гидроэлектростанция создается в том месте, где выклинивается (сходит на нет) подпор от нижележащего гидроузла. В результате фека превращается в лестницу искусственных озер-водохранилищ, а у каждой сту_пеньки этой лестницы располагается гидроэлектро­станция. Каскад гидроэлектростанций позволяет многократно ис­пользовать силу падающей воды: каждая нижележащая станция использует дл*) своей работы сток реки, который был собран и » использован на гидроузлах, расположенных выше по течению реки. Самая верхняя _Из станций еще не регулирует полностью стока, следующие — Делают это во все большей степени, наконец, самая нижняя получает сток, зарегулированный верхними гидроузлами и гидроузлами _на притоках, исходя из хозяйственных задач тех экономических районов, через которые протекает река.

Для правильного использования каскада гидроэлектростан­ций надо, чтобы, они работали по единому плану, чтобы бы­ли согласованы периоды максимального и минимального поступле­ния воды из водохранилища верхней гидроэлектростанции в ниж­ний бьеф, который является водохранилищем нижерасположенной гидроэлектростанции. При этом должно учитываться время, кото­рое требуется н_а то, чтобы вода, прошедшая через турбины, верх­ней гидростанции, дошла бы до турбин нижележащей. Иначе может получиться, что как раз тогда, когда нижняя станция нуждается в максимальном количестве воды, верхняя ее не дает или дала, но она еще находится в пути. Так как на реках гидроэлект­ростанции каскада расположены друг от друга на расстоянии многих десятков, а иногда и сотен километров, то единому плану регулирования стока реки, сработки водохранилищ, про­изводства и потребления электроэнергии подлежит огромная ‘тер­ритория речного бассейна.

Каскад гидроэлектростанций — грандиозная территориальная система, которая в полном виде может осуществиться только при плановом хозяйстве. В капиталистических странах создаются каскады гидроэлектростанций, в частности в США, где ‘ гидро-энергостроительство главным образом связано с развитием воен­ной промышленности. Каскад электростанций на р. Теннесси стал базой алюминиевой и магниевой промышленности и производства боеприпасов; на энергии гидростанций Теннесси работает про­мышленность Окриджа — крупного центра производства атомных бомб. На энергию каскада гидростанций р. Колумбия опирается крупная алюминиевая промышленность и другой центр атомной промышленности США — Хэнфорд. Таким образом, в обоих слу­чаях каскады гидроэлектростанций в США были созданы .в рас­чете на колоссальные прибыли, которые получают капиталистиче­ские монополии от военного производства.

В Советском Союзе метод каскадного строительства гидро­электростанций является не исключением, а основным принципом гидроэнергостроительства. Уже созданы и создаются каскады гидроэлектростанций на многих реках, прежде всего на Волге, Днепре, Ангаре. На Волге построен последовательный ряд гидро­электростанций — Иваньковская, Угличская, Рыбинская, Горьков-ская, Куйбышевская, Саратовская (Балаковская), Волгоградская. Волжский каскад охватывает не только Волгу, но и Каму: вошли в строй Камская ГЭС у г. Перми и Боткинская у г. Воткинска, строится Нижнекамская ГЭС у Набережных Челнов.

Водохранилища на Волге и Каме в сумме имеют объем около 165 км 3 , при годовом стоке Волги (в ее устье) в 243 км 3 . Полезный объем этих водохранилищ — около 85 км г , емкость волжских водо­хранилищ невелика по сравнению с объемом всей поступающей в них воды и поэтому большая ее часть проходит через водохра­нилища «транзитом».

При освоении человеком реки нельзя упускать из виду водо­сборы, где формируется из мельчайших струек дождевых и талых вод мощный речной поток. Поэтому регулирование реки важно для водоснабжения водного транспорта и гидроэнергетики. Оно не мо­жет ограничиваться лишь одним гидротехническим строительством в долине реки и должно обязательно включать и регулирование стока на водосборах. Последнее заключается в создании правиль­ного соотношения между пашней, лугами и лесами, в насаждении влагорегулирующих лесных полос, в правильной пахоте и других агротехнических приемах, в устройстве прудов и водоемов и т. д.

Задача заключается в переводе значительной части поверхностно­го стока в подземный сток, т. е. реки должны в возможно большей степени получать невидимые, подземные воды и как можно мень­ше воды из оврагов и балок. одной эпохи к другой. Еще в рабовладельческую эпоху были со­зданы крупные оросительные системы, хорошо приспособленные к режиму рек. Типичным примером таких систем надо считать орошение в Древнем Египте.

Технический прогресс в развитии промышленности привел к изменению ее структуры, технологии. Все большую долю занимают отрасли химической промышленности, а в технологии ряда других отраслей — химические технологические процессы. Все это приве­ло к тому, что уже очень многие промышленные производства предъявляют спрос на чистую пресную воду, на пар. В результате промышленность в целом становится все более водоемкой. Вода нужна для технологических нужд (безвозвратные расходы воды), для охлаждения тех или иных установок (оборотная вода). При использовании воды для технологических целей важно ее качест­во — чистота, мягкость и т. д. Потребность в воде (куб. м) на 1 т промышленной продукции различна:

— 25 — 800—850 — 1500 — 800—1000 — до 800 — от 100 до 400 — 1200 — 2500

Поэтому современные промышленные предприятия, особенно металлургические и химические заводы и комбинаты, размещают­ся у мощных источников воды. Помимо приближения промышлен­ности к источникам сырья, приобретает все большее значение при­ближение промышленности к водным источникам. В ряде случаев химические заводы, например целлюлозные, создаются у источни­ков наиболее чистой воды.

Дата добавления: 2014-05-19 ; просмотров: 672 ; Нарушение авторских прав

Источник

Реки — источник энергии.

Реки — источник энергии.

Реки — источник энергии. Рожденная в небольшой заболоченной местности, река обычно начинает вытекать из ручья из пруда, с холодным ключом на его дне или шумом, идущим из-под ледника, сползающего вниз по горному ущелью. Сливаясь друг с другом, избегая препятствий или прокладывая собственные каналы через препятствия, они становятся шире и текуче, впадая в моря и океаны. Река-мощный и неисчерпаемый источник энергии. Мы знаем, что тело, поднятое на высоту, хранит определенное количество энергии. Если вы спуститесь с высоты и растратите эту энергию, тело сможет выполнить некоторую работу. Эта работа тем больше, чем тяжелее тело, и тем выше body. So маленькая гиря медленно опускается и двигает стрелки часов. Лавины, которые прорываются через горные вершины, сметают всю скалу на своем пути.

Речная вода стекает с холмов в низины. Поэтому они также имеют запас энергии и могут выполнять определенные задачи. Но вам нужно поднять вес часов, чтобы попасть в беспорядок. Людмила Фирмаль

• И как восполняется энергия реки, и какие силы тянут воду из низин в высокогорье? Эта сила-тепло солнца. Солнце постоянно посылает мощный поток энергии на Землю. Количество солнечного тепла, которое падает на 1 квадратный километр земной поверхности каждые 1 минуту (если лучи попадают вертикально), достаточно, чтобы нагреть 190 тонн воды от нуля до точки кипения. Четыре Часть энергии солнечных лучей, падающих на поверхность морей и океанов расходуется на нагрев и испарение воды. Солнце также испаряет листья растения и воду, содержащуюся в почве. Водяной пар с полученным воздушным потоком транспортируется на большое расстояние и падает на Землю в виде дождя или снега. Каждый континент и остров на поверхности Земли ежегодно пропускает около 100 000 кубических километров воды.

• Из этого количества воды можно создать 100 водохранилищ размером с Аральское море! Большая часть этих отложений испаряется растительностью или открытой поверхностью рек, озер и болот. Около 40 000 кубических километров речной воды выносится в моря и океаны. Поэтому река не пересыхает уже тысячи лет, потому что Солнце, как огромный насос, постоянно посылает большое количество воды из морей и океанов к истокам рек, к вершинам гор и в центральную часть континента.

Белый уголь-это энергия реки. Запасы этого «угля» на планете не становятся бедностью. Людмила Фирмаль

• С помощью солнца, они постоянно обновляются. Река, протекающая по территории нашей страны, может «генерировать» более 2500 миллиардов киловатт-часов электрической энергии в год. Именно отсюда становится ясно, насколько важно для людей овладеть энергией, находящейся в воде реки, и заставить эту мощную силу работать на себя.

Смотрите также:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник