Hablemos un poco sobre la energía. Le aseguro que será interesante, especialmente si desea comprender de dónde provienen todos los beneficios de nuestra civilización.
Entonces, comencemos:
RADIACIÓN SOLAR es la principal fuente de energía en la Tierra. Su potencia se caracteriza por una constante solar: la cantidad de energía que pasa a través de una unidad de área perpendicular a los rayos del sol. A una distancia de una unidad astronómica (es decir, en la órbita de la Tierra), esta constante es de aproximadamente 1,37 kW / m². Al atravesar la atmósfera de la Tierra, la radiación solar pierde aproximadamente 370 W / m² en energía, y solo 1000 W / m² alcanzan la superficie de la Tierra. ¡Esto sigue siendo una gran cantidad de energía!
Pero no hablemos del ecuador, veamos qué pasa en Moscú.
● Entonces, la energía solar promedio para Moscú (insolación) por año es de 297 MJ por metro cuadrado. El máximo en junio es 615, el mínimo en diciembre es 31 (¡20 veces menos!)
● Velocidad media cuadrática del viento: 2.5 m / s (datos meteorológicos)
● La velocidad cuadrática promedio de las aguas del río es de 1 m / s (datos sobre recursos hídricos)
Ahora, usando fórmulas bien conocidas, traduciremos estos valores en electricidad.
donde
- la energía media de la fuente (sol, agua, viento),
- Eficiencia de la instalación (panel solar, generador eólico promediado y central hidroeléctrica sin represas, respectivamente).
Entonces obtenemos:
● SOL - 44.55 MJ / m. sq / year (eficiencia de conversión directa 15% *)
● VIENTO - 0.07 MJ / m2 / año (eficiencia de conversión del orden del 35% *)
● AGUA - 2.65 MJ / m2 / año (eficiencia de conversión del orden del 40% *)
* Los datos de eficiencia se tomaron de diferentes fuentes de acuerdo con las características de los equipos en el mercado.Los valores parecen bastante dignos, pero, sin embargo, difíciles de evaluar. Probémoslo de manera diferente.
El consumo promedio de electricidad por adulto para proporcionarle alimentos, trabajo, vivienda, comodidad y todo lo que se incluye en él es de aproximadamente 1940 kWh de electricidad por año (datos de estadísticas sobre el consumo mundial de energía). No es difícil calcular que para que podamos vivir bien, necesitamos:
● 13,9 m2. PANELES SOLARES (eficiencia - 15%, 2kW - 160000r solo en el panel), pero si recordamos que en invierno la insolación es mucho menor, entonces en Moscú necesitaremos 26.6 metros cuadrados. Paneles solares. Y no debemos olvidar el problema del almacenamiento de energía, que también es muy grave.
● Si hablamos de AGUA, entonces este valor será similar a 2800 metros cuadrados. secciones transversales del río (sin represas)
● No quiero hablar de WIND: ¡11,29 hectáreas de área de molino de viento!
Este cálculo es aproximado, por supuesto, hay soluciones un poco más efectivas y un poco menos, pero en promedio, la lucha de los fabricantes de plantas va por porcentajes de eficiencia.
No es difícil imaginar lo difícil que es en el centro de Rusia cambiar a usar solo fuentes de energía alternativas. Mirando estos números, comienzas a preguntarte si se necesita energía alternativa.
Definitivamente necesario! ¿Pero qué? Para hacer esto, debe comprender en detalle cómo se distribuye la energía sobre la superficie de la tierra, cómo la usamos y cómo se acumula.
Entonces, veamos ahora la energía del sol desde una perspectiva ligeramente diferente.
Una cantidad colosal de energía está cayendo en la Tierra. Se distribuye de la siguiente manera:
1. Reflexión de la atmósfera y las nubes.
2. Calentamiento de la tierra
2.1. Calentar sushi
2.2. Calentamiento de agua
3. Disipación de energía en la atmósfera superior.
¿Qué podemos usar?
ENERGÍA SOLAR DE PRIMER ORDEN - conversión directa de luz en electricidad. La desventaja principal y obvia es la gran área de paneles solares. Pero vamos a los números:
● Un reactor nuclear promedio genera aproximadamente 1 GW de electricidad. ¿Cuántos paneles solares necesitas para generar la misma cantidad de energía? Traducimos el poder en energía, para que quede claro. 1 GW es 86400 GJ de energía por día o 31536000 GJ por año.
● Instalaremos paneles en la soleada Chita (la ciudad más soleada de Rusia), la insolación total en Chita para el año es -4363 MJ. Resulta que necesita instalar (con una eficiencia del 20%) 36 kilómetros cuadrados de paneles.
● Para que Rusia abandone la energía nuclear, tomará alrededor de 1152 km2. Paneles solares o aproximadamente 11 billones de rublos (solo en el panel). De acuerdo, demasiado. Hay otro punto: ¿qué pasará con estos 1.152 kilómetros cuadrados de área? ¿Cuál es la huella ecológica de un número similar de paneles? Y no olvides que en 15 años perderán el 30% de su capacidad.
ENERGÍA SOLAR DE SEGUNDA MANO: se utiliza en todas partes, es una central hidroeléctrica. Es decir el sol evapora agua, más allá del río, más lejos la central hidroeléctrica. Aquí todo está claro: para concentrar la energía a un máximo efectivo, se construyen presas altas que alteran el equilibrio del agua, inundan los territorios, alteran los ecosistemas.
ENERGÍA SOLAR DEL TERCER ORDEN - el sol calienta la superficie del planeta - la superficie transfiere calor al aire - aire a las plantas de energía eólica (turbinas eólicas). No es difícil adivinar que tantos intermediarios difunden aún más la energía del sol. Y no en muchos lugares de la Tierra, está lo suficientemente concentrado como para ser atrapado. Y las consecuencias del uso de turbinas eólicas siguen siendo las mismas: violación de los ecosistemas, infrasonidos, etc.
Es decir Resulta que la energía en la naturaleza está muy dispersa. Parece ser mucho (como el aluminio), pero no es fácil conseguirlo. Y tan pronto como una persona trata de concentrar energía, viola el estado natural de la naturaleza, lo que conduce a desastres ecológicos.
Por lo tanto, incluso el uso de fuentes de energía alternativas conducirá a la interrupción de los ecosistemas locales y, como resultado, a la interrupción de los ecosistemas globales. Incluso la energía alternativa no es natural para la naturaleza, ya que hace lo mismo que otros tipos de energía, crea una concentración local y, por lo tanto, una mayor carga sobre el ecosistema. Entonces que hacer? ¿Volviendo a la edad de piedra?
Tratemos de descubrir por qué necesitamos energía.
Las necesidades de todas las personas son diferentes. Algunos se contentan con poco, otros anhelan el lujo. Pero el hombre, como especie biológica, generalmente está sujeto a todas las leyes de la ecología. La única diferencia es que nuestra barra de supervivencia tiene una gran difusión. Esta dispersión se debe al hecho de que somos capaces de producir y explotar energía. ¿Cómo define la energía nuestra vida?
Supongamos que el nivel de nuestras necesidades energéticas se mide fácilmente. Y como guía, tomamos la canasta de consumo rusa y traducimos todo lo que está incluido en ella (calor, electricidad, alimentos, transporte) en energía. Vamos a designarlo N. Entonces, si de repente comenzamos a comer exclusivamente alimentos vegetales que hemos cultivado nosotros mismos, no vayamos a ninguna parte, no usemos tecnología moderna y, en general, vivamos la vida de una aldea rusa del siglo XVI, gastaremos alrededor de 0.05N. Y si decidimos comer langostas, volar en un avión, vivir en una casa elegante, nos costará 10-100N.
Todo lo nuevo que nos rodea, todo el entretenimiento y una jornada laboral de 8 horas, todo esto fue posible solo por la abundancia de energía. En la naturaleza, existe una ley universal: "si se suministra energía a un sistema cerrado, la estructura del sistema se vuelve más complicada y el grado de caos (entropía) disminuye". Toda civilización humana es prueba de esto.
Es cierto que hemos pervertido algo la ley al crear el equivalente de energía: el dinero. Y quien dice que los billetes no están confirmados, de hecho, están confirmados por la energía. Es decir, la piedra angular del nivel de vida (seguridad) de la humanidad es la extracción y distribución de energía. La regulación de los flujos de energía se lleva a cabo a expensas del mercado, el equivalente del sistema energético de la civilización.
Es por eso que las fuentes individuales de energía son extremadamente desventajosas desde un punto de vista político. Pero hay una necesidad de ellos. Entonces, ¿cómo obtener energía para ti?
Entonces, con base en las leyes de los ecologistas y la distribución de energía en los ecosistemas, se pueden sacar las siguientes conclusiones:
1. La diversidad de especies y el desarrollo del ecosistema depende directamente del aporte de energía, pero de acuerdo con la ley del mínimo, puede no ser un factor limitante en el desarrollo de los ecosistemas. Es decir Un ecosistema puede tomar tanta energía como otras condiciones le permiten. Un buen ejemplo es un campo: para un campo, la limitación es la presencia de oligoelementos en el suelo, por lo que los fertilizantes o la composición adecuada de especies aumentan significativamente la biomasa.
2. Una persona puede extraer parte de la energía del ecosistema sin dañarlo.
3. Lo más perjudicial para el ecosistema es una disminución en la composición de las especies, ya que esto conduce a una pérdida de estabilidad.
Por lo tanto, la tarea del hombre es una: no hacer daño. Es decir solo puede usar eso que no viole la energía, la información y el equilibrio material de los ecosistemas. Estas son conclusiones muy generales. Ahora de vuelta a la energía.
Los rusos consumen alrededor de 5,000 kg de petróleo equivalente de energía. Si cuenta con biomasa (valor promedio de 10MJ versus 41MJ para el petróleo), obtiene 20500 kg. ¿Es mucho o poco? Según las estadísticas, en el carril central recolectan (si se cultivan especialmente, por ejemplo, arbustos), alrededor de 5000-7000 kg / ha de biomasa. Por lo tanto, una persona necesitará 3-4 hectáreas de área. O (dado que somos 143 millones). Necesitamos 572 millones de hectáreas, o 5720000 km2. O el 33% por ciento del territorio. Está absolutamente claro que esto no es una opción. Sin embargo, si piensas un poco, entonces no todo es tan triste:
1. Las pérdidas de energía representan el 11.5%
2.19% de la energía proviene de hidro
3. 15% de la energía producida por las centrales nucleares.
4. El 20% de la energía se gasta de manera ineficiente (para calentar edificios con poca protección térmica, iluminación, etc.)
Es decir Esto ya es el 15% del área. Pero, sin embargo, no iremos a los extremos y dejaremos solo lo que una persona gasta (transporte, comida, vivienda), y esto es solo el 20-25% del consumo total de energía. Es decir El 10% del territorio es suficiente para que podamos almacenar la energía del sol en la masa verde. Al mismo tiempo, está absolutamente claro que es estúpido construir una central eléctrica a leña. Pero, ¿qué pasa si haces una mini-instalación que funciona con madera y da calor y luz?
¿Por qué todo esto? Para vivir en armonía con el planeta necesitamos:
1. Use solo la energía que se almacena todos los años en biomasa, y no use la energía que ha estado almacenada durante millones de años (petróleo, gas, carbón).
2. Use solo esa biomasa que puede implementarse como parte de un aumento en la productividad del ecosistema (riego por goteo en el desierto, el uso de fertilizantes de cenizas volantes - manteniendo el equilibrio de oligoelementos, etc.).
3. Promover el desarrollo de ecosistemas para aumentar su productividad.
4. Utilice fuentes de energía alternativas donde sea más efectivo, pero no dañe los ecosistemas.
5. Espere hasta que se resuelva el problema de la fusión termonuclear.
Y si es completamente práctico: la productividad promedio del trigo en la biomasa aérea: 13000 kg, es decir dos hectáreas son suficientes para proporcionarnos calor y electricidad, solo tenemos que trabajar duro para recolectar este bien y luego recordar devolver las cenizas a la naturaleza.
Por supuesto, esto no es una solución a los problemas de toda la industria energética en su conjunto, pero la actitud correcta hacia la materia biológica, como batería universal y fuente de energía, permite a una persona no solo gastar lo que se ha almacenado durante años, sino también cultivar y fortalecer lo que se le está dando ahora.