Использование энергии движущейся воды и ветра

Вода может обладать как кинетической, так и потенциальной энергией. Поднимая уровень воды в реке с помощью плотины, мы увеличиваем ее потенциальную энергию. Например, высота Красноярской ГЭС на Енисее 124 м. На такой высоте даже 1 м3 воды обладает потенциальной энергией, превышающей миллион джоулей!

При падении воды ее потенциальная энергия переходит в кинетическую. Кинетическую энергию движущейся воды используют для приведения в движение лопастей водяной турбины. Эта турбина заставляет вращаться вал электрического генератора, вырабатывающего электрический ток.

Ветряной двигатель
Кинетической энергией обладает и движущийся воздух — ветер. Его энергия используется в ветряных двигателях (рис. 29). Движущийся воздух оказывает давление на крылья или лопасти воздушного винта (ветроколеса) и приводит их в движение. Вращательное движение крыльев передается механизмам, выполняющим ту или иную работу. Это может быть добыча воды на горных пастбищах и в пустынях, подъем воды в водонапорные башни, получение электрической энергии и т. д. В средние века широкое распространение имели ветряные мельницы.

Ветер не всегда дует с одной стороны. Когда его направление меняется, ветроколесо поворачивается. Это обеспечивается хвостовой пластиной, называемой флюгером. В современных ветряных двигателях удается регулировать даже частоту вращения винта. Скорость ветра, как известно, непостоянна. Чтобы иметь возможность учитывать ее изменения, лопасти ветроколеса делают поворотными. Когда ветер усиливается, лопасти поворачиваются к нему почти ребром, когда ослабевает — всей плоскостью.

В то время как плотины ГЭС создают на реках искусственные моря, нарушая природное равновесие (изменяется микроклимат прибрежных территорий, затрудняется миграция рыбы, затопляются берега реки перед плотиной и др ), ветроэнергетические станции гармонически вписываются в окружающую среду.

В отличие от тепловых и атомных электростанций ветровые станции, после того как они построены, уже не требуют затрат топлива. Энергия ветра, используемая в них, поставляется самой природой (возобновляется). Кроме того, работа ветряных двигателей не сопровождается выделением вредных отходов (таких, как газы, образующиеся при сгорании топлива, или радиоактивные вещества). Поэтому ветряные двигатели являются экологически чистыми источниками энергии.

Экологически чистыми являются и приливные электростанции (ПЭС), использующие энергию приливов и отливов воды в морях и океанах. Несколько таких станций уже действует в нашей стране. Самая мощная из них — Мезенская ПЭС, расположенная на побережье Белого моря. Высота ее плотины б м, длина 93 м. На ней установлено 80 гидротурбин. Мощность этой станции 15 200 МВт.

1. Где применяется энергия движущейся воды? 2. Какая энергия используется в ветряных двигателях? 3. В чем заключается преимущество ветровых станций по сравнению с ГЭС, ТЭС и АЭС? 4. Что такое ПЭС?

Физика: