Осмотическая сила

Плоский конденсатор.

Итак, простейший конденсатор представляет из себя две плоские проводящие пластины, расположенные параллельно друг другу и разделенные слоем диэлектрика. Причем расстояние между пластинами должно быть намного меньше, чем, собственно, размеры пластин:

Такое устройство называется плоским конденсатором, а пластины — обкладками конденсатора. Стоит уточнить, что здесь мы рассматриваем уже заряженный конденсатор (сам процесс зарядки мы изучим чуть позже), то есть на обкладках сосредоточен определенный заряд. Причем наибольший интерес представляет тот случай, когда заряды пластин конденсатора одинаковы по модулю и противоположны по знаку (как на рисунке).

А поскольку на обкладках сосредоточен заряд, между ними возникает электрическое поле. Поле плоского конденсатора, в основном, сосредоточено между пластинами, однако, в окружающем пространстве также возникает электрическое поле, которое называют полем рассеяния. Очень часто его влиянием в задачах пренебрегают, но забывать о нем не стоит.

Для определения величины этого поля рассмотрим еще одно схематическое изображение плоского конденсатора:

Каждая из обкладок конденсатора в отдельности создает электрическое поле:

• положительно заряженная пластина (+q) создает поле, напряженность которого равна E_{+}
• отрицательно заряженная пластина (-q) создает поле, напряженность которого равна E_{-}

Выражение для напряженности поля равномерно заряженной пластины выглядит следующим образом:

E = frac{sigma}{2varepsilon_0thinspacevarepsilon}

Здесь sigma— это поверхностная плотность заряда: sigma = frac{q}{S}, а varepsilon — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, расположенного между обкладками конденсатора. Поскольку площадь пластин конденсатора у нас одинаковая, как и величина заряда, то и модули напряженности электрического поля, равны между собой:

E_+ = E_- = frac{q}{2varepsilon_0thinspacevarepsilon S}

Но направления векторов разные — внутри конденсатора вектора направлены в одну сторону, а вне — в противоположные. Таким образом, внутри обкладок результирующее поле определяется следующим образом:

E = E_+ + E_- = frac{q}{2varepsilon_0thinspacevarepsilon S} + frac{q}{2varepsilon_0thinspacevarepsilon S} = frac{q}{varepsilon_0thinspacevarepsilon S}

А какая же будет величина напряженности вне конденсатора? А все просто — слева и справа от обкладок поля пластин компенсируют друг друга и результирующая напряженность равна 0

Мощность волны

По оценкам, в глобальном масштабе в настоящее время насчитывается более 1000 патентов на волновые устройства. Ключевым преимуществом генерации волны является то, что она значительно предсказуема с восьмичасовой уверенностью, так как когда-то были созданы волны, они продолжают передавать энергию на некоторое время и на расстояние.

Европейский морской энергетический центр (EMEC) определил восемь групп волновых устройств:

• Аттенюатор: сидит на воде и генерирует электричество через движение двух смежных рук по мере прохождения волн.
• Точечный поглотитель: плавает и подключается к основанию на морском дне. Движение моря заставляет поплавок подниматься и падать, что создает электрическую мощность в основании.
• Преобразователь осциллирующей волны: использует волновое движение для генерации энергии через движущееся плечо, соединенное с шарнирным соединением.
• Осциллирующая водяная колонка: закрытая и частично погруженная колонна воздуха, которая сжимается с восходом и падением волн. Это движение толкает захваченный воздух через турбину.
• Устройство перевернутости / терминатора: волны спешат в подводный резервуар, который проходит через турбину, прежде чем вернуться в море.
• Погруженный перепад давления: расположен на морском дне вблизи берега, создает энергию, используя перепад давления, возникающий в результате повышения и падения уровня моря.
• Волна выпуклости: швартованная резиновая трубка. Морская вода поступает в трубку по голове, и она толкается через турбину в конце, где она возвращается в море.
• Вращающаяся масса: использует волновое движение и раскачивание движения, чтобы вращать гироскоп или эксцентриковый вес, который, в свою очередь, связан с генератором электроэнергии.

Огромное количество глобальных патентов указывает на то, что волновая энергия — это незрелая технология, которая еще не достигла прорыва, поскольку нет доминирующего дизайна.

В 2015 году BVG Associates опубликовала отчет о планах развития волны и приливной цепи поставок. Они определили, что приборы с проверенной способностью включают Aquamarine Power (Oyster), Boosch-Rexroth, Fred Olsen (Bolt Lifesaver), Wello (Penguin) и Pelamis Wave Power. Они также определили потенциальные будущие технологии, такие как Albatem, AWS Ocean Energy и Seatricity.

Основные проблемы и ограничения для мощности волн в Великобритании включают:

Доступ к сетке (обратите внимание на то, что более крупные волны находятся дальше на шельфе).

Доступность и доступ к сайтам.

Отсутствие цепочки поставок.

Отсутствие связанной инфраструктуры.

Неопределенная экономика.

Незрелость технологии (отсутствие стандартизации и доминирующего дизайна).

Политическая нестабильность с нынешней политикой правительства меняется (в частности, в отношении субсидий).

Отсутствие доступа к капиталу.

Отсутствие квалифицированной рабочей силы.

Значительная конкуренция со стороны других источников энергии.

Необходимость финансовой поддержки со стороны правительства, чтобы сделать эти технологии коммерчески жизнеспособными.

(Изображение: турбина с вращающейся морской турбиной (CoRMaT)

Энергия поля конденсатора

При решении задач, связанных с определением энергии поля, важно помнить, что при отключении конденсатора от источника питания он сохраняет заряд, а если конденсатор остается подключенным к источнику, то напряжение будет постоянно. Задача 1

Расстояние между пластинами плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменятся: заряд на пластинах, напряжение между пластинами, напряженность поля между пластинами и энергия конденсатора. Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения

Задача 1. Расстояние между пластинами плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменятся: заряд на пластинах, напряжение между пластинами, напряженность поля между пластинами и энергия конденсатора. Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения.

а) Если конденсатор отключен от питания, то он сохраняет заряд. Следовательно, в этом случае заряд не изменится. Емкость же вырастет вдвое, так как

уменьшится вдвое (ведь емкость выросла).

Напряженность поля зависит только от заряда и поэтому тоже не изменится.

б) Если конденсатор подключен к источнику питания, то , и

– энергия увеличится вдвое. Так как емкость выросла вдвое, следовательно, вдвое вырос и заряд конденсатора. А это значит, что и напряженность поля также вдвое увеличится.

Задача 2. Заряженный конденсатор подключили параллельно к такому же, незаряженному. Во сколько раз изменилась энергия поля первого конденсатора?

При параллельном подключении заряд поделится между двумя конденсаторами поровну. Поэтому, так как

То энергия изменится в 4 раза:

Задача 3. Плотность энергии заряженного конденсатора Дж/м. С какой силой взаимодействуют обкладки конденсатора, если их площадь м?

Сила взаимодействия пластин:

Задача 4. Определить энергию заряженного плоского конденсатора с твердым диэлектриком по следующим данным: объем диэлектрика м, относительная диэлектрическая проницаемость , напряженность поля в диэлектрике В/м.

Ответ: мДж.

Задача 5. Определить энергию, перешедшую в тепло при соединении конденсаторов одноименно заряженными обкладками. Емкость первого конденсатора мкФ, второго мкФ. Напряжение на первом конденсаторе до соединения В, а на втором – В.

Энергия первого конденсатора:

А после соединения заряд перераспределится и поэтому энергия системы будет равна

Где . Заряд первого конденсатора

Виды возобновляемой энергии в России

Солнечная энергия

Используется и в промышленных масштабах, и у местного населения как резервный или основной источник тепла и электричества. Мощность всех солнечных установок – 400 МВт, из них самые крупные в Самарской, Астраханской, Оренбургской областях и Крыму. Самая мощная СЭС – «Владиславовка» (Крым). Ещё разрабатываются проекты для Сибири и Дальнего Востока.

Ветровая энергетика

Ветровая возобновляемая энергия в России представлена чуть хуже, чем солнечная, хотя и здесь есть промышленные установки. Общая мощность ветровых генераторов в нашей стране – 183,9 МВт (0,08 % от всей энергосистемы). Больше всего установок – в Крыму, а мощнейшая находится в Адыгее – «Адыгейская ВЭС».

Гидроэнергетика

Это самый популярный вариант альтернативного источника энергии в России. Около 200 речных ГЭС вырабатывают до 20% от всей энергии в стране. В заливе Кислая губа в Мурманской области с 1968 года есть приливная электростанция – «Кислогубская ПЭС». Самая крупная ГЭС стоит на реке Енисей – «Саяно-Шушенская».

Геотермальная энергетика

За счёт обилия вулканов этот вид энергетики распространён на Камчатке. Там 40% потребляемой энергии генерируется на геотермальных источниках. По данным учёных, потенциал Камчатки оценивается в 5000 МВт, а вырабатывается только 80 МВт энергии в год. Ещё геотермальные станции есть на Курилах, Ставропольском и Краснодарском крае.

Биотопливо

Наша страна входит в тройку экспортёров пеллет на европейском рынке. В России есть заводы, создающие из остатков древесины пеллеты и брикеты, которыми топят котлы и печки.

Сельскохозяйственные отходы преобразуют в жидкое топливо и биогаз для дизельных двигателей. А вот свалочный газ не используется вообще, его просто выбрасывают в атмосферу, нанося ущерб окружающей среде.

Приливной диапазон

Хотя использование подъема и падения приливов, возникающих в результате гравитационного притяжения Луны (и, в меньшей степени, солнца), в качестве потенциального источника энергии идет долгий путь, с несколькими примерами небольших приливных мельниц для измельчения кукурузы как в Англии, так и во Франции в средние века, использование приливной энергии в качестве источника электричества является гораздо более недавним.

Первой крупной современной схемой приливной энергии была 240-мегаваттная приливная заградительность, разработанная во Франции на лифте Rance в 1960-х годах. В Великобритании было несколько крупных предложений, в частности, потенциального Северного приливного заграждения, а в последнее время — залива Суонси-приливной силы, но до сих пор ни одна из них не была разработана.

Эта форма приливной силы зависит от суточного вертикального подъема и падения приливов. Как правило, приливные заграждения строятся через устье речного устья, которое используется для улавливания приходящего потока. Наиболее распространенной формой схемы приливного диапазона называется генерация ebb. На приливном (наводненном) потоке вода будет проходить через шлюзовые ворота в заграждении, а затем, при высокой воде, шлюзовые ворота могут быть закрыты, удерживая воду за заграждением.

По мере того, как приливные воды отступают, между уровнем воды выше заграждения и уровнем воды ниже по течению начинается вода. Затем эту головку воды можно использовать для выработки электроэнергии с использованием аналогичной технологии (например, турбогенераторов) для низковольтных гидротурбин.

Другие вариации схемы приливного диапазона включают в себя генерацию паводков (которая использует входящий поток для выработки электроэнергии), а также двухстороннюю генерацию, которая генерирует электричество как на потоках, так и на приливах.

Для схем приливных заграждений средняя выходная мощность пропорциональна площади удерживаемой воды и площади приливного диапазона. Это означает, что жизнеспособность потенциальной схемы приливного диапазона в значительной степени зависит от приливного диапазона и локальной топографии.

Как и в любой форме генерации электроэнергии, энергия приливного диапазона имеет как плюсы, так и минусы. Основными плюсами являются:

• Низкоуглеродистый: схемы приливного диапазона предлагают другую низкоуглеродную форму выработки энергии.
• Предсказуемость: диапазон приливов (и, следовательно, выходная мощность) может быть предсказан с высокой степенью определенности за годы вперед.
• Масштаб: Индивидуальные схемы приливного диапазона, такие как Северный приливной заградитель, могут генерировать мощность до 8 ГВт.

И наоборот, основными минусами являются:

• Реакция спроса: мощность от схем приливных диапазонов поступает в относительно короткие всплески примерно через 12 ч (что не всегда совпадает с пиковым спросом).
• Стоимость: мощность приливного диапазона — одна из наиболее дорогих форм выработки энергии.
• Окружающая среда: Строительство крупномасштабного заграждения в речном лимане имеет потенциал для значительного воздействия на местные экосистемы.

Что такое энергия градиента солености и «синяя энергия»?

«Синяя энергия» собирается из градиентов солености. Ионы диффундируют от более высокой солености к более низкой, создавая электрический потенциал через ионоселективную мембрану. Это похоже на генерацию потенциала через мембраны живых клеток», — объясняет Николас Котов, профессор химических наук и инженерии Мичиганского университета имени Ирвинга Ленгмюра. «Этот потенциал можно использовать для генерации внешнего тока».

Речная и морская вода смешиваются через «стек» мембран, генерируя полезную электроэнергию, которую из-за способа производства называют «синяя энергия». Объединенный поток солоноватой воды возвращается в океан — точно так же, как течет река, — в то время как полученная энергия подается непосредственно в сеть.

Энергия может быть «создана и собрана» из разницы в концентрации соли между морской и пресной водой с помощью так называемых «стеков» чередующихся анионных и катионообменных мембран. OEE добавляет, что по текущим оценкам, реальный годовой потенциал энергии градиента солености в мире составляет 5 177 ТВт-ч.

OEE заявляет, что самой передовой технологией в этой области является обратный электродиализ (RED), поэтому в местах, где «соленая вода встречается с пресной» — например, в устьях крупных рек – существует огромный потенциал для выработки энергии.
Однако есть проблемы, которые еще предстоит решить.

Профессор, ведущий исследователь совместного американско-австралийского проекта по разработке осмотической системы для выработки электроэнергии Николас Котов, говорит: «RED – это отличная концептуальная технология, …но ионоселективные мембраны должны быть намного эффективнее, чем те, которые доступны на данный момент».

Николас Котов совместно с профессором Вэйвэем Лэем из Университета Дикин разработал систему, воспроизводящую принцип биомембраны.

«Мы разработали биомиметические мембраны на основе арамидных нановолокон, которые максимизируют ионную селективность и механическую прочность при минимальной стоимости», — поясняет Николас Котов.

Арамидные нановолокна, полученные из кевлара, широкодоступны и относительно дешевы в производстве, поэтому коммерциализация подобных технологий имеет все шансы на широкое распространение.

Энергия накопленная в конденсаторе

«Физика — 10 класс»

Как и любая система заряженных тел, конденсатор обладает энергией. Вычислить энергию заряженного плоского конденсатора с однородным полем внутри него несложно.

Энергия заряженного конденсатора.

Для того чтобы зарядить конденсатор, нужно совершить работу по разделению положительных и отрицательных зарядов. Согласно закону сохранения энергии эта работа равна энергии конденсатора. В том, что заряженный конденсатор обладает энергией, можно убедиться, если разрядить его через цепь, содержащую лампу накаливания, рассчитанную на напряжение в несколько вольт (рис.14.37). При разрядке конденсатора лампа вспыхивает. Энергия конденсатора превращается в тепло и энергию света.

Выведем формулу для энергии плоского конденсатора.

Напряженность поля, созданного зарядом одной из пластин, равна Е/2, где Е — напряженность поля в конденсаторе. В однородном поле одной пластины находится заряд q, распределенный по поверхности другой пластины (рис.14.38).

Согласно формуле (14.14) для потенциальной энергии заряда в однородном поле энергия конденсатора равна:

где q — заряд конденсатора, а d — расстояние между пластинами.

Так как Ed=U, где U — разность потенциалов между обкладками конденсатора, то его энергия равна:

Эта энергия равна работе, которую совершит электрическое поле при сближении пластин вплотную.

Если заряд на пластинах остаётся постоянным, при сближении пластин поле совершает положительную работу:

При этом энергия электрического поля уменьшается.

Заменив в формуле (14.25) разность потенциалов или заряд с помощью выражения (14.22) для электроемкости конденсатора, получим:

Можно доказать, что эти формулы справедливы для любого конденсатора, а не только для плоского.

Энергия электрического поля.

Согласно теории близкодействия вся энергия взаимодействия заряженных тел сконцентрирована в электрическом поле этих тел. Значит, энергия может быть выражена через основную характеристику поля — напряженность.

Так как напряженность электрического поля прямо пропорциональна разности потенциалов (U=Ed), то согласно формуле

энергия конденсатора прямопропорциональна квадрату напряженности электрического поля внутри него:

.

Применение конденсаторов.

Зависимость электроемкости конденсатора от расстояния между его пластинами используется при создании одного из типов клавиатур компьютера. На тыльной стороне каждой клавиши располагается одна пластина конденсатора, а на плате, расположенной под клавишами, — другая. Нажатие клавиши изменяет емкость конденсатора. Электронная схема, подключенная к этому конденсатору, преобразует сигнал в соответствующий код, передаваемый в компьютер.

Энергия конденсатора обычно не очень велика — не более сотен джоулей. К тому же она не сохраняется долго из-за неизбежной утечки заряда. Поэтому заряженные конденсаторы не могут заменить, например, аккумуляторы в качестве источников электрической энергии.

Но это совсем не означает, что конденсаторы как накопители энергии не получили практического применения

Они имеют одно важное свойство: конденсаторы могут накапливать энергию более или менее длительное время, а при разрядке через цепь с малым сопротивлением они отдают энергию почти мгновенно. Именно это свойство широко используют на практике

Лампа-вспышка, применяемая в фотографии, питается электрическим током разряда конденсатора, заряжаемого предварительно специальной батареей. Возбуждение квантовых источников света — лазеров осуществляется с помощью газоразрядной трубки, вспышка которой происходит при разрядке батареи конденсаторов большой электроемкости.

Однако основное применение конденсаторы находят в радиотехнике.

Энергия конденсатора пропорциональна его электроемкости и квадрату напряжения между пластинами. Вся эта энергия сосредоточена в электрическом поле. Энергия поля пропорциональна квадрату напряженности поля.

Электростатика — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Внешние ссылки [ править ]

• Голландский план водоснабжения превратит зеленую энергию в синюю
• ClimateTechWiki: Энергия океана: градиент солености для выработки электроэнергии

vтеЭнергия океана
Мощность волны	Австралия Новая Зеландия Соединенные Штаты
Приливная сила	Новая Зеландия Королевская генерирующая станция Аннаполиса
Другой	Мощность морского тока Морское строительство Преобразование тепловой энергии океана Осмотическая сила Конвертер энергии волны Пеламиса SDE Sea Wave Ветроэнергетика (оффшорная) Волновая ферма
Энергетический портал  Портал возобновляемой энергии  Портал океанов Энергия океана

vтеТопливные элементы
Электролитом	Щелочной топливный элемент Топливный элемент с расплавленным карбонатом Топливный элемент на основе фосфорной кислоты Топливный элемент с протонообменной мембраной Твердооксидный топливный элемент
По топливу	Топливный элемент с прямым этанолом Топливный элемент с прямым метанолом Топливный элемент с муравьиной кислотой Реформированный метанольный топливный элемент Топливный элемент с прямым углеродом Цинково-воздушная батарея Металлогидридный топливный элемент Боргидридный топливный элемент прямого действия
Биотопливные элементы	Ферментативный биотопливный элемент Микробный топливный элемент
Другие	Голубая энергия Электро-гальванический топливный элемент Проточная батарея Фотоэлектрохимическая ячейка Регенеративный топливный элемент Твердооксидный электролизер Унифицированный регенеративный топливный элемент Протонообменная мембрана Мембранный электрод в сборе Безмембранные топливные элементы Протонно-керамический топливный элемент
Водород	Экономика Место хранения Станция Средство передвижения

Использование конденсаторов

Подученное соотношение величин характерно для всех типов конденсаторов. Его используют для того, чтобы определить накопленную энергию при подключении к источнику питания. Измерить напряжение на выводах можно с помощью мультиметра. Кроме емкости, на корпусе конденсатора указывают другие важные параметры:

• рабочий ток;
• номинальное напряжение;
• диэлектрический материал;
• тип элемента.

К сведению. На миниатюрных деталях места для размещения всех данных недостаточно. Применяют систему сокращенных кодировок. Необходимые сведения уточняют в сопроводительной документации либо на официальном сайте производителя.

В следующем перечне приведены примеры электротехнических схем и устройств, которые создают с применением конденсаторов:

• частотный (сглаживающий) фильтр;
• колебательный контур;
• накопитель энергии для формирования мощного импульса (лазер, фотовспышка);
• ограничитель силы тока (компенсатор подключаемой реактивной нагрузки);
• измерение перемещений (изменение емкости при сближении/ отдалении обкладок).

Для автоматизированного расчета типовой схемы можно использовать специализированный калькулятор онлайн. Следующий пример демонстрирует расчет корректного подключения электродвигателя:

• соединение обмоток – треугольник;
• мощность потребления – 1 200 Вт;
• напряжения сети – 220 В;
• cos ϕ – 0,9;
• КПД – 85%;
• емкость рабочего (пускового) конденсатора – 52 (130) мкФ.

Ссылки [ править ]

1. ↑ RE Pattle (2 октября 1954 г.). «Производство электроэнергии путем смешивания пресной и соленой воды в гидроэлектростанции». Природа . 174 (4431): 660. Bibcode : 1954Natur.174..660P . DOI : 10.1038 / 174660a0 .
2. ↑ S. Loeb (22 августа 1975 г.). «Осмотические электростанции» . Наука . 189 (4203): 654–655. Bibcode1975Sci … 189..654L . DOI10.1126 / science.189.4203.654 . PMID 17838753 .
3. ^ ^ Заявка на патент Израиля 42658 от 3 июля 1973 г. (см. Также US 3906250). Приоритет Израиля ошибочно указан как 1974 г., а не US 3906250 1973 г.
4. ^ ^ Вайнтрауб, Боб. «Сидни Леб», Бюллетень Израильского химического общества, декабрь 2001 г., выпуск 8, стр. 8-9. https://drive.google.com/file/d/1hpgY6dd0Qtb4M6xnNXhutP4pMxidq_jqG962VzWt_W7-hssGnSxSzjTY8RvW/edit
5. ^ Патент США US4171409 архивации 2016-04-06 в Wayback Machine
6. ^ История осмотической силы (PDF) на archive.org
7. ^ a b Броджиоли, Дориано (2009-07-29). «Извлечение возобновляемой энергии из разницы солености с помощью конденсатора». Письма с физическим обзором . Американское физическое общество (APS). 103 (5): 058501. Bibcode2009PhRvL.103e8501B . DOI10.1103 / physrevlett.103.058501 . ISSN 0031-9007 . PMID 19792539 .
8. ^ Olsson, M .; Wick, GL; Айзекс, Дж. Д. (1979-10-26). «Мощность градиента солености: использование разницы давления пара». Наука . Американская ассоциация развития науки (AAAS). 206 (4417): 452–454. Bibcode1979Sci … 206..452O . DOI10.1126 / science.206.4417.452 . ISSN 0036-8075 . PMID 17809370 .
9. ^ (Джонс, А. Т., У. Финли. «Последние разработки в области мощности градиента солености». Океаны. 2003. 2284-2287.)
10. ^ (Браунс, Э. «К всемирному устойчивому и одновременному крупномасштабному производству возобновляемой энергии и питьевой воды через градиент солености путем сочетания обратного электродиализа и солнечной энергии?» Environmental Process and Technology. Jan 2007. 312-323.)
11. ^ (Браунс, Э. «На пути к устойчивому и одновременному крупномасштабному производству возобновляемой энергии и питьевой воды во всем мире за счет мощности градиента солености путем сочетания обратного электродиализа и солнечной энергии?» Экологический процесс и технология . Январь 2007. 312-323.)
12. ^ Инь Ип, Нгаи; Элимелех, Менахем (2012). «Термодинамический и энергетический анализ выработки электроэнергии из естественных градиентов солености с помощью осмоса с замедленным давлением» . Наука об окружающей среде и технологии . 46 (9): 5230–5239. Bibcode2012EnST … 46.5230Y . DOI10.1021 / es300060m . PMID 22463483 .
13. ^ Мощность градиента солености: оценка осмоса с замедленным давлением и обратного электродиализа
14. ↑ Последние разработки в области мощности градиента солености, заархивированные 01.09.2011 на Wayback Machine
15. ^ «Первая в мире осмотическая электростанция от Statkraft» . Архивировано 12 августа 2011 года . Проверено 27 ноября 2009 . Статкрафт-осмотическая сила
16. ^ BBC News норвежская компания Statkraft открывает первую осмотическую электростанцию
17. ^ «Является ли PRO экономически целесообразным? Не согласно Statkraft | ForwardOsmosisTech» . Архивировано 18 января 2017 года . Проверено 18 января 2017 .
18. ^ Технология солнечного пруда с градиентом солености, применяемая для добычи калийных растворов
19. ^ «Нанотрубки повышают потенциал соленой энергии как возобновляемого источника энергии» . Gizmag.com. Архивировано 28 октября 2013 года . Проверено 15 марта 2013 .
20. ^ Сервис, Роберт Ф. (2019-12-04). «Реки могут генерировать энергию на тысячи атомных электростанций благодаря новой« голубой »мембране» . Наука | AAAS . Архивировано 6 декабря 2019 года . Проверено 6 декабря 2019 .
21. ^ «Сессии симпозиума | Осеннее собрание MRS 2019 | Бостон» . www.mrs.org . Архивировано 29 ноября 2019 года . Проверено 6 декабря 2019 .
22. ^ «Энергия из воды» . Архивировано 02 февраля 2017 года . Проверено 28 января 2017 .
23. ^ Монтегю, С., Лей, Дж. Возможное влияние колебаний солености на изобилие бентосной растительности и связанной с ней фауны в северо-восточной части Флоридского залива. Лиманы и побережья. 1993. Springer, Нью-Йорк. Том 15, № 4. Стр. 703-717

Биотопливо

Биоэнергетика получает электричество и тепло из топлива первого, второго и третьего поколений.

Первое поколение – твёрдое, жидкое и газообразное биотопливо (газ от переработки отходов). Например, дрова, биодизель и метан.

Второе поколение – топливо, полученное из биомассы (остатков растительного или животного материала, или специально выращенных культур).

Третье поколение – биотопливо из водорослей.

Биотопливо первого поколения легко получить. Сельские жители ставят биогазовые установки, где биомасса бродит под нужной температурой.

Самый традиционный способ и древнейшее топливо – дрова. Сейчас для их производства сажают энергетические леса из быстрорастущих деревьев, тополя или эвкалипта.

Использование энергии волн

Существуют четыре основных метода преобразования энергии волн в электричество (рис. 7):

• принцип «осциллирующей водяной колонны» (oscillating water column OWC);
• аттенюатор, ослабитель (attenuators);
• принцип «колеблющегося тела» (point absorber);
• принцип «перелива» (overtopping).

Рис. 7. Методы использования энергии волн

Метод «Осциллирующая водяная колонна (oscillating water column, OWC)» (рис. 8, 9). В полой, частично погруженной колонне из стали или бетона есть отверстие под водой. Внутренняя часть колонны содержит воздух над столбом воды. Волны, попадая в сооружение, вызывают подъем и уменьшение уровня воды. Движение воды то сжимает, то разжимает воздух в конструкции. Сжатый воздух образуется, когда вода входит в колонну, и передается турбине, прикрепленной к генератору. Волны заставляют воздух выходить через турбины и возвращаться обратно, когда давление падает. В колонне воды используется турбина Уэллса, уникальные лопасти которой позволяют ей вращаться вне зависимости от того, в каком направлении движется воздух.

Метод «Аттенюатор» (attenuators) (рис. 10). Колебательные движения рычажных механизмов, вызванные волновыми процессами, преобразуются во вращательное движение вала генератора электрической энергии.

Принцип «колеблющегося тела» (point absorber) (рис. 11). Колебательные движения, вызванные волновыми процессами, преобразуются во вращательное движение вала генератора или электромагнитного преобразователя.

Рис. 8. Схема использования метода «Осциллирующая водяная колонна, OWC»

Рис. 9. Общий вид оборудования для использования метода «Осциллирующая водяная колонна, OWC»

Рис. 10. Общий вид оборудования для использования метода «Аттенюатор».

Pelamis волновая электростанция (Scotland) 4 сегмента – 750 кВт, длина – 150 м, ширина – 3,5 м

Рис. 11. Схема реализации и общий вид оборудования для использования метода «колеблющееся тело»

Принцип «перелива» (overtopping) (рис. 12). Устройство содержит резервуар, который заполняется волновым движением. Вода с резервуара сливается на более низкий уровень и вращает турбину.

Рис. 12. Схема реализации и общий вид оборудования для использования метода перелива

Наряду с офшорными конструкциями разработаны и прибрежные переливные электростанции (рис. 13).

Рис. 13. Схема реализации прибрежных переливных электростанций