Гелеэлектростнанция это комплекс устройств, перерабатывающих энергию солнца, в электрическую энергию.

Принцип действия: Сначала солнечные лучи фокусируют при помощи гелиоконцентратора, прибора, в котором параллельные солнечные лучи собираются с помощью вогнутого зеркала. Если в фокус зеркала поместить трубу с водой, то она нагреется. Таков принцип действия солнечных преобразователей прямого действия.
Наиболее эффективно их можно использовать в южных широтах, но и в средней полосе они находят применение.

Солнечная энергия может непосредственно преобразовываться в механическую. Для этого используется двигатель Стирлинга ( двиг. внешнего сгорания, пример-паровоз). Если в фокусе параболического зеркала диаметром 1,5 м установить динамический преобразователь, работающий по циклу Стирлинга, получаемой мощности достаточно, чтобы поднимать с глубины 20 метров 2 куб.м. воды в час.

В больших гелиоэлектростанциях в фокусе зеркальной системы можно установить большой паровой котел и подсоединить его к  паровой турбине и динамомашине, что сделает систему более экономичной.

Альтернативная конструкция  гелиоэлектростанции - установка в фокус параболического зеркала солнечных батарей, непосредственно преобразующих свет в электричество.

         Эффективность устройств наземного преобразования солнечной энергии в электрическую зависит от их КПД и числа солнечных дней в году. Если 20 лет назад КПД кремниевых солнечных элементов был равен 15%, то КПД современных арсенидгаллиевых элементов с тремя переходами составляет 34%, а перспективных приборов с четырьмя переходами – 42% (теоретическое значение КПД четырехслойного элемента достигает приблизительно 50%). Сегодня 1 кг солнечных батарей обеспечивают 300 Вт. Капитальные затраты на производство панелей солнечных элементов снизились по сравнению с 80-ми годами с 50 до 5 долл./Вт, а стоимость потребления энергии упала с 0,9 до 0,2 долл./кВт·ч .

          Преодолеть зависимость от погодных условий можно при помощи создания космической гелиоэлектростанции. На сегодняшний момент реально осуществимым является проект мощностью порядка 1,2 ГВт, что эквивалентно выходной мощности  атомной электростанций. Основной проблеммой, решаемой при разработке этого проекта явлется его большай себестоимость и проблемма доставки энергии на землю.

Для снижения себестоимости разработана новая концепция поднятия деталей станции на постоянную орбиту. Детали станции поднимаются сперва на низкую орбиту при помощи мощного самолета, а потом выводятся на высокую, геостационарную орбиту при помощи ионного двигателя, работающего от солнечных элементов.

Для передачи электрической энергии на землю пока предполагается использовать один из двух способов: Энергия передается на землю при помощи мощного высокочастотного электромагнитного излучения или при помощи мощного лазерного луча. Второй способ предпочтительней, т.к.  лазерный луч почти не рассеивается и его вредное воздействие значительно меньше.

 На станции отраженный от зеркал солнечный свет концентрируется на решетках солнечных батарей, благодаря чему их можно располагать вблизи передатчиков, направленной на Землю. В результате снижается масса компонентов электростанции и средств доставки. Предполетная масса спутника с гелиоэлектростанцией – около 22 тыс. т.

Для того, чтобы полностью покрыть потребности России нужно порядка 80 таких станций. Для Дальневосточного региона 20 станциями можно закрыть большую часть существующих потребностей. Срок службы станции  предполагается порядка 40 лет.

Недавно стало известно о создании углеродных волокон и лент (называемых карбоновыми) невероятной прочности — в тысячи раз прочнее стали.  Созданы они с помощью нанотехнологий в США и Австралии.

Если навить из этих сволокон маховик, мы получим чудо, способное буквально перевернуть всю мировую энергетику. Из-за огромной прочности, такой маховик можно раскрутить до огромных скоростей, таким образом накопив в нем огромную энергию. Эту энергию теперь можно использовать по мере надобности, превращая энергию вращательного движения в электричество при помощи динамомашины.

Удельная энергоемкость такого сверхнакопителя в 500—1000 кВт·ч/кг позволит, например, создать электромобиль, заряжаемый прямо на сборочном конвейере один раз на весь срок эксплуатации машины. Два-три десятка килограммов нового супермаховика обеспечат накопление дешевой ночной электроэнергии для огромного дома и расходование этой энергии днем. Целые энергетические системы солнечных или ветровых электростанций смогут накапливать и выдавать свою энергию когда надо, а не когда светит Солнце или дует ветер. Раскроются огромные перспективы для аварийных энергосистем целых городских районов и даже городов, размещаемых в небольших подвальных помещениях. Электрички и поезда метро, даже электровозы смогут работать без контактной сети, заряжая новый сверхнакопитель энергии, находящийся на их борту, на конечных станциях. Конечно же, с рекуперацией энергии торможения машин, что намного повысит их экономичность. Эти фантастические примеры можно продолжать и продолжать...

Пока главная загвоздка — стоимость такого материала. Но если вспомнить стоимость первых углеродных волокон, то и она была того же порядка. И в считанные годы она снизилась до вполне приемлемых величин — сейчас из таких материалов делают не только супермаховики, но и рамы для велосипедов, лыжные палки и другие вполне обыденные вещи. Ведь исходного материала — углерода — вокруг хоть отбавляй.

Специальность: "Иженер по ветрогенераторам". 

При существующем уровне научно-технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органических топлив (уголь, нефть, газ) и атомной энергии, относящихся к невозобновляемым источникам энергии. Однако, по результатам многочисленных исследований органическое топливо к 2020 г. может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии. Одним из наиболее используемых нетрадиционных источников энергии является ветровая энергия.   Потенциальные возможности ветровой энергии в год составляют 1% от годовой солнечной энергии. Для приземного слоя толщиной в 500 метров энергия ветра составляет примерно 82 триллиона киловатт-часов в год. Если даже использовать хотя бы 10% (что вполне реально и экономически оправдано) этой энергии, то это примерно равно количеству электроэнергии вырабатываемой на всем Земном шаре.

К стратегическим целям использования ветровых источников энергии и распространения ветрогенераторов являются:

• сокращение потребления невозобновляемых ресурсов
• снижение экологической нагрузки
• увеличение числа децентрализованных потребителей
• обеспечение децентрализованных потребителей
• снижение расходов на дальнепривозное

Необходимость развития ветровой  энергетики определяется ее ролью в решении следующих проблем:

• обеспечение устойчивого тепло- и электроснабжения населения и производства в зонах децентрализованного энергоснабжения
• обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения населения и производства в зонах централизованного энергоснабжения, испытывающих дефицит энергии, предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений
• снижение вредных выбросов от энергетических установок в городах и населенных пунктах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Известно, что основной причиной возникновения ветра является неравномерное нагревание солнцем земной поверхности. Земная поверхность неоднородна: суша, океаны, горы, леса обусловливают различное нагревание поверхности под одной и той же широтой. Вращение Земли также вызывает отклонения воздушных течений. Все эти причины осложняют общую циркуляцию атмосферы. Возникает ряд отдельных циркуляции, в той или иной степени связанных друг с другом. В северном полушарии постоянные ветры приходят с северо-востока, в южном с юго-востока. Средняя скорость юго-восточных пассатов северного полушария у поверхности земли достигает 6-8 м/сек. Большинство областей европейской части России относятся к зоне средней интенсивности ветра. В этих районах среднегодовая скорость ветра составляет от 3,5 до 6 м/сек. Среднегодовые скорости воздушных потоков на стометровой высоте превышают 7 м/с.
Для преобразования ветрового потока в электрическую энергию используют ветродвигатели в соединении с электрогенератором (ветроэнергетические установки, ветрогенераторы). Принцип действия всех ветрогенераторов (ветродвигателей) один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу ветрогенератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу или электрогенератору. Чем больше диаметр ветроколеса ветрогенератора, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает ветрогенератор.

На земле еще не мало мест, куда не дошла электроэнергия по столбам и подземным кабелям. Например, по площади такие места составляют примерно 70% всей территории России, где проживают примерно 30% населения. В таких местах обычно стоят дизельные или бензиновые двигатели и вырабатывают электроэнергию. Эти установки превращают в дым тысячи тонн дизельного топлива или бензина, а вырабатываемая ими электроэнергия получается разы и десятки разы дороже электроэнергии вырабатываемой крупными электростанциями. Большинство таких мест имеют довольно высокий ветровой потенциал, и применение автономных ВЭУ совместно с тепловыми двигателями дало бы существенную, достигающую до 90%, экономию углеводородного топлива.
Главным преимуществом автономных ветрогенераторов является возможность вырабатывания электроэнергии вне зависимости от сети. В этом смысле они сходны с дизель-электростанцими, только не сжигают топлива.

Морские порты

Классификация и технологические характеристики

С.Л. Баринов

Губернатор Дальневосточного региона

И.о. Министра иностранных дел РФ

Что такое вообще порт? Порт – это место на берегу моря или реки, устроенное для стоянки кораблей и судов, имеющее комплекс специальных сооружений для их обслуживания: причалы, вокзалы, краны, склады, терминалы, вспомогательный транспорт и т. д. В порту может быть несколько причалов, оборудованных для причаливания судов, посадки и высадки пассажиров, погрузки и выгрузки грузов, заправки топливом и др. работ.

Порты обычно устраивают в бухтах или гаванях, акватория которых защищена от волн естественными выступами берегов или искусственным оградительным сооружением – молом. Порты устраивают также в устьях рек. Вход в порт, как правило, обозначают маяками.

Порты бывают различных типов. Во-первых, они различаются по расположению на морские и речные. Нас в данном контексте будут интересовать именно морские., Во-вторых, порты классифицируются по назначению: пассажирские, торговые, рыбные и т. п.

Для обслуживания пассажиров используются морские и речные вокзалы. Для технического обслуживания и ремонта судов используются сухие и плавучие доки. В международных портах имеются обособленные места – карантины для изоляции прибывших судов в целях предотвращения распространения инфекций. Это тоже отдельный вид порта. Наконец, порты для военных кораблей называют военно-морскими базами.

Порт, который мы создаем на Дальнем Востоке, является морским грузовым. Однако порт не является единым образованием – как уже было сказано в начале, он состоит (или может состоять) из различных частей. Поэтому классификация портов по назначению часто бывает условной: один терминал может быть нефтеналивным, другой – угольным, третий – контейнерным, четвертый – для насыпных грузов и т.д.

Какие направления принципиально развивать нам? Разумеется, те, которые в наибольшей степени отвечают потребностям нашего бизнеса. На Дальнем Востоке он представлен преимущественно машиностроительными, в меньшей степени металлургическими предприятиями и заводами пищевой промышленности. Именно на них следует ориентировать базовые мощности порта.

Однако необходимо учесть в этом отношении два момента. Во-первых, нашим предприятиям могут понадобиться импортные ресурсы, комплектующие, полуфабриката. Для них тоже необходимо зарезервировать мощности.

Во-вторых, назначение порта не ограничивается территорией Дальнего Востока. Он имеет стратегическое значение для всей страны, являясь на сегодняшний день единственным морским выходом ее во внешний мир. Поэтому возможности его терминалов должны быть максимальными.

Кроме того, порт, помимо гражданского назначения, будет иметь еще и военное: в нем планируется разместить военно-морскую базу, которая будет важной составной частью единой системы обороны в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В свете не теряющей свою актуальность проблемы пиратства эта особенность строящегося порта кажется одной из ключевых.

Марикультура (от лат. marinus — морской), морская аквакультура — выращивание полезных водорослей, моллюсков, рыб и других организмов в морях, лагунах, лиманах, эстуариях или в искусственных условиях.
Разведение гидробионтов организуется в основном шельфовых морях. В настоящее время в прибрежной зоне Китая, Японии, Кореи, Филиппин, Индонезии и в других странах выращивают различные виды рыб и моллюсков: камбалу, желтохвоста, морских судаков, устрицы, мидии, гребешки и др. Также создаются плантации водорослей — порфиры, морской капусты и другие.