Некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода, ведь около трех четвертей поверхности планеты покрыты водой. Огромным аккумулятором энергии является Мировой океан - он поглощает большую часть энергии, поступающей от Солнца. Используют также приливы и отливы, океанские течения, мощные реки, которые несут огромные массы воды в моря и океаны. Раньше все люди научились использовать энергию рек.
Энергия воды (гидроэнергия)
Энергия воды, или биоэнергия, также является превращенной энергией Солнца. Падение воды издавна использовалось для вращения лопастные колес и турбин. Вода была первым источником энергии, а первой машиной, с помощью которой человек использовал энергию воды, была примитивная водяная турбина. Более 2000 лет назад горцы на Ближнем Востоке уже пользовались водяным колесом в виде вала с лопатками: поток воды, отведенный из ручья или реки, давил на лопатки, передавая им свою кинетическую энергию. Лопатки двигались, а поскольку они были жестко скреплены с валом, то вращался вал. К нему в свою очередь прикреплялось мельничный жернов, который вместе с валом вращалось относительно недвижимого нижнего жернова. Именно так работали первые "механизированные" мельницы для зерна. Но сооружали только в горных районах, где реки и ручьи были большие перепады и сильное давление.
Вода, которую еще в древние времена использовали для выполнения механической работы, до сих пор остается хорошим источником энергии, теперь уже электрической. Энергия падающей воды, вращает водяное колесо, служила непосредственно для размола зерна, распиловки древесины и производства тканей. Однако мельницы и лесопилки на реках стали исчезать, когда в 30-х годах XIX в. началось производство электроэнергии у водопадов.
На современной гидроэлектростанции (ГЭС) масса воды с большой скоростью устремляется на лопатки турбин. Вода течет через защитную сетку и регулируемый затвор стальным трубопроводом к турбине, над которой установлен генератор. Механическая энергия воды посредством турбины передается генератору и там превращается в электрическую. После этого вода стекает в реку через туннель, постепенно расширяется, теряя при этом свою скорость.
По мощности ГЭС делятся на мелкие (с установленной мощностью до 0,2 МВт), малые (до 2 МВт), средние (до 20 МВт) и крупные (более 20 МВт); за давлением - на низконапорные (напор до 10 м), среднего напора (до 100 м) и высоконапорные (более 100 м). В отдельных случаях дамбы высоконапорных ГЭС достигают высоты 240 м. Они сосредотачивают перед турбинами водную энергию, накапливая воду и поднимая ее уровень. Турбина - энергетически очень выгодна машина, потому что в ней вода легко меняет поступательное движение во вращательное. Тот же принцип часто используют и в машинах, которые внешне совсем не похожи на водяное колесо (если на лопатки воздействует пар, то речь идет о паровые турбины). На типовых ГЭС КПД нередко составляет 60-70%, то есть 60-70% энергии нисходящей воды превращается в электрическую.
Сооружение гидростанций стоит дорого, и они требуют значительных эксплуатационных затрат, зато их "топливо" бесплатное и ему не грозит никакая инфляция. Первоисточником энергии является Солнце, испаряет воду из океанов, морей и рек. Водяной пар конденсируется в виде дождя выпадает в возвышенных местностях и стекает вниз к морю. Гидростанции строят на пути этого стока для перехвата энергии движения воды - энергии, которая в противном случае была бы израсходована на перенос отложений к морю.
Поэтому гидроэнергетика не совсем безвредной для окружающей среды.
Рассмотрим некоторые негативные последствия для природы, связанные с сооружением плотин на реках. Когда течение реки замедляется, как это обычно происходит при попадании ее вод в водоем, зависший осадок начинает опускаться на дно. Ниже водохранилища чистая вода, попадая в реку, гораздо быстрее размывает речные берега, будто восстанавливая тот объем осадков, который был утрачен в водохранилище. Итак, усиление эрозии и абразии берегов ниже по течению от водохранилища - обычное явление.
Дно водоема постепенно покрывается слоем осадков, который периодически выступает на поверхность или снова затопляется, когда уровень воды падает и поднимается в результате сброса воды или прилива. Со временем осадков накапливается столько, что они начинают занимать значительную часть полезного объема водохранилища. Это означает, что водохранилище, сооруженное для хранения запасов воды или контроля за наводнениями, постепенно теряет свою эффективность. Накоплению большого количества осадков в водохранилище можно частично предотвратить, если осуществлять регулярный контроль за количеством обломочного материала, снесенного потоками воды.
Невидимые до поры до времени кучи осадков, которые становятся видимыми только при низкого стояния воды в водоеме, - не единственная причина, по которой многие выступают против строительства плотин. Есть и другая, более важная: после заполнения водохранилища под водой оказываются ценные земли, без возможности восстановления. Исчезают также ценные животные и растения, причем не только сухопутные; рыбы, населяющие перегороженную плотиной реку, тоже могут исчезнуть, поскольку плотина преграждает путь к местам их нереста.
Есть и другие проблемы, связанные со строительством плотин и водохранилищ. В определенные периоды качество воды в водоеме и, соответственно, качество воды, выпускаемой из него, может быть очень низкой. В течение лета и осени нижние слои воды в водоеме збидниються кислородом, что обусловлено одновременным действием двух процессов: неполным перемешиванием воды и бактериальным расписанию отмерших растений в донных слоях, требует большого количества кислорода. Когда эта бедная кислородом вода выпускается из водохранилища, прежде всего страдают рыбы и другие водные организмы ниже по течению.
Несмотря на все это, преимущества ГЭС очевидны - постоянно восстановительный самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды.
Сегодня для работы ГЭС на реках созданы водохранилища, часто даже каскады водохранилищ. Реальный гидроэнергетический потенциал всех рек мира оценивается в 2 900 ГВт, а практически для производства гидроэлектроэнергии используется менее 1000 ГВт. В мире сейчас работают десятки тысяч ГЭС. То есть пока людям служит лишь небольшая часть гидроэнергетического потенциала Земли. Ежегодно огромные потоки воды, образующиеся от дождей и таяния снегов, стекают в моря неиспользованными. В случае задержания их с помощью дамб, человечество получило бы дополнительно огромное количество энергии.
Секрет мощности моря заключается не только в огромном объеме воды, оно также вбирает в себя солнечную энергию. Волны, приливы, течения и разница температур воды и у ее поверхности – перспективный источник возобновляемой энергии, которая может служить человечеству. Море проявляет себя и на микроуровне, в отношении конкретного человека. И если бы результат его воздействия не был положительным, отдых у моря не был бы самым популярным способом проведения отпуска.
Размеренные движения волн, звук ударов воды о камни, солнечные блики, запутавшиеся в водной ряби, всегда помогают расслабиться и почувствовать умиротворение. Море внушает спокойствие еще и из-за того, что, как правило, вызывает приятные, положительные ассоциации. Воспоминания из детства, когда вы бегали по песку или гальке, смеялись вместе с родителями и чувство беззаботности и защищенности даже не осознавалось. Теперь, также бессознательно, эти ощущения прорываются сквозь время, когда вы оказываетесь у моря.
Пребывание у моря чаще связано с отдыхом, чем с работой, что позволяет выбросить из головы все накопившиеся проблемы, «перезагрузиться». Это процесс накопления энергии, а есть и обратный, но тоже положительный.
Никому не нужно рассказывать о пользе плавания. Но вы, наверное, замечали, какая сильная усталость появляется после целого дня, проведенного в воде. Это происходит не только из-за физических нагрузок – температура моря всегда ниже температуры тела, поэтому оно забирает энергию, и сил расходуется больше. Зато как приятно потом отдохнуть.
Море живет по собственным биоритмам и в течение дня оказывает разное воздействие на человека. Считается, что до шести утра оно «заряжает», с шести до полудня и с шести до девяти вечера - нейтрально, а с двенадцати дня до шести вечера забирает энергию. Стоит оговориться, вернее, уточнить, что в этом случае оно руководит потоками энергии совместно с солнцем. И выбирать время для купания надо с учетом этих особенностей.
Каким образом море заряжает организм? Морская вода за счет содержания в ней соли обладает заживляющими и целебными свойствами. Йод, входящий в ее состав, способствует регуляции обмена веществ, омолаживает клетки, кальций укрепляет костную ткань, заживляет, борется с депрессией, как и магний, бром обладает успокаивающими свойствами. Железо поставляет кислород, хлор полезен в борьбе с грибковыми заболеваниями, цинк повышает иммунитет. И это далеко не весь перечень минералов морской воды. Все эти элементы нужны нам, чтобы быть здоровыми, а здоровый организм – значит сильный, полный энергии.
Воды разных морей отличаются по составу. В первую очередь, по концентрации солей. После Мертвого моря (270 ‰, промилле), с которым никакое другое не сравнится, самым насыщенным признается Красное – 42 ‰. Соленость Средиземного моря – 38 ‰, Черного – 18, Каспийского – 14, Азовского – 11, Балтийского – 7.
Страны, которые находятся в акватории насыщенных по составу морей, активно этим пользуются. Многие израильские косметические компании включают соль Мертвого моря в состав своих продуктов.
У компании DeSheli , которая известна своими инновационными разработками в области косметики, есть целая серия продуктов , обогащенных минералами Мертвого моря – Sea Illusion Sense of Perfection . Это комплекс антивозрастных средств для кожи и волос . Шампунь, кондиционер, дизайн-крем обладают восстанавливающими свойствами. Они подходят для всех типов волос, снижают риск их выпадения и борются с последствиями ежедневных стрессов. Минералы Мертвого моря оказывают глубокое действие, питая кожу головы и волосы изнутри. Специалисты компании добавили в состав средств масло Арганы из Марокко и лаванду, которые также защищают от негативного воздействия окружающей среды.
Косметические средства от компании DeSheli , содержащие в составе морскую соль, можно использовать как на море, так и в повседневной жизни. Шампунь с солью придает волосам объем, ее частицы входят в состав многих скрабов.
Так море присутствует в нашей жизни каждый день! Но время от времени все же стоит оставлять все дела и улетать, чтобы окунуться в настоящее море и зарядится его энергией.
Сегодня в моей статье я хочу затронуть довольно интересную и актуальную тему на данную пору года: “Женщина, солнце, море и песок…” Мы поговорим с Вами о том, как женщине оставаться красивой, здоровой, уровновешенной и спокойной в суетной обыденности нашего мира,как уметь накапливать женскую энергию и дарить ее своим близким людям, а так же как научиться ей пользоваться и уметь баловать себя, и как делать это правильно. У каждой из Женщин бывают периоды энергетического спада.
Для меня, как и для многих деувушек, одним из самых приятных моментов в жизни является посещение морского курорта, или, просто, хотя бы поход на пляж после лютых холодов суровой зимы и скверных сюрпризов долгожданной весны. Когда я приезжаю на море, я восстанавливаюсь и душой, и телом.Когда организм истощен, душа настолько сильно требует гармонии, а мозг просто хочет отдыха- женщинам просто не обходимо посещение берегов моря как часть антистрессовой программы, которая призвана успокоить нервы, восстановить нервную систему, устранить утомление и снизить напряжение.
Летом,находясь на берегу, можно почувствовать все 4 стихии: Вода - море, Земля - песок, Огонь - Солнце, Воздух - ветер. Это своего рода медитация - наполнить себя лучами и энергией солнца. Пойти поплавать, или, просто полежать на песке у подножья морских волн, ведь вода успокаивает и заряжает!Необходимо напомнить, что каждый из основных элементов, которые содержатся в морской воде, оказывает на человеческий организм целительное воздействие. Так магний способствует укреплению иммунитета, кальций – костной ткани, калий влияет на нормализацию кровяного давления, йод отвечает за регулирование обмена веществ, бром успокаивающе действует на нервную систему, сосуды сами собой сужаются, по мере же нахождения в воде снова расширяются. Тем самым укрепляется кровеносная система. Ритмичные движения при плавании укрепляют все без исключения мышцы, начиная от сердечной и заканчивая икроножными. Плавание в море является отличным средством для развития легких, а также для профилактики патологий осанки.
Но все же вернемся к женской силе и воздействию моря на нее. Когда женщина слышит шум морских волн, она должна концентрироваться на организации своих мыслей, стараясь привести их в порядок. Необходимо настроить себя на “волну” внутреннего спокойствия.На самом деле, женщине необходимо находиться в таком состоянии, только так она сможет гасить чрезмерные свои эмоции, cвоего мужа, своих детей и так далее. Когда женщина спокойна, спокойно и все вокруг,а как мы знаем,в спокойный, гармоничный дом и хочеться возвращаться… Почему так важно женщине быть на море или находиться возле воды? «Все гениальное - просто» - любила повторять амеба, нежась в луче солнца.
Шутка? Конечно! Но как часто, находя изящный и оригинальный выход из затруднительного положения, мы произносим эту крылатую фразу. Она стала столь привычной, что мы уже не задумываемся ни над ее глубоким смыслом, ни над тем, кому принадлежит это высказывание. На самом деле,вода-это женская стихия, хотя ведические писания больше твердят, что женская стихия-это речная вода,но можно смело утверждать, что море по-настоящему мужского рода, ведь оно такое сильное, активное, бурлящее и соотвественно может подарить женщине массу незабываемых и ни с чем не сравнимых впечатлений. Море очень позитивно влияет на женщин, у которых не все в порядке с личной жизнью… И в данном случае я не говорю о курортных романах, хотя море полностью способствует этому, я говорю о более тонких вещах, море действительно несет в себе очень сильную мужскую энергию, купаясь в его волнах женщина получает недостающие ей все эмоциальные посылы. И чем больше женщина извлекает энергии из моря, тем больше она гармонизируется и вершит баланс в своей жизни,чем больше у вас женской силы, тем больше ее становиться и в последующем. Так вы научитесь накапливать силы,что поспособствует преумножению умению освобождать сознание от омрачений, душу от зажатости через очищение – избавляться от негативных состояний души и качеств
характера, таких как категоричность, осуждение, обиды, гнев, непринятие, раздражительность, ревность, зависть, страхи, депрессии и. Иначе энергия застаивается, давит на тело изнутри и вызывает как физические, так и душевные недуги. Поэтому обязательно приезжайте на море, балуйте себя такими”волнами” и вы увидете насколько будут меняться ваши внутренние состояния, как вы становитесь еще более привлекательной и здоровой как для себя, так и для окружающих!Скажу более, это не баловство, а необходимость! Подарив такую малость своему телу, Вы удивитесь собственному сиянию и отличному настроению. Приятного Вам отдыха!
Моря и океаны являются огромными аккумуляторами и трансформаторами солнечной энергии, которая преобразуется в энергию волн, течений, тепла и ветра. Энергетические ресурсы океана восстановительные и практически неисчерпаемы. Опыт эксплуатации уже действующих систем океанской и морской энергетики показывает, что она почти не наносит вреда окружающей среде. Мировой океан содержит огромный энергетический потенциал. Это, во-первых, солнечная энергия, поглощенная океанской водой, оказывается в энергии морских течений, волн, прибоя, разности температур различных слоев морской воды и, во-вторых, энергия притяжения Луны и Солнца, которая вызывает морские приливы и отливы. Используется этот огромный и экологически чистый потенциал пока недостаточно.
Энергия приливов
Под влиянием Луны и Солнца в океанах и морях возбуждаются приливы, которые вызывают периодические колебания уровня воды при ее горизонтальном перемещении. Согласно энергия приливов состоит из потенциальной энергии воды и кинетической энергии волн. По расчетам, вся энергия приливов Мирового океана оценивается в 1 млрд кВт, тогда как суммарная энергия всех рек земного шара равна 850 млн кВт. Итак, огромная энергетическая мощность морей и океанов очень ценна для человека.
Веками загадкой была причина морских приливов и отливов. Сегодня достоверно известно, что ритмическое движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Приливы - результат гравитационного притяжения больших масс воды океанов Луной и в меньшей степени, Солнцем. При вращении Земли часть воды океана поднимается и некоторое время удерживается в этом положении гравитационным притяжением. Во время прилива максимальный уровень подъема воды достигает суши. Дальнейшее вращение
Земли ослабляет влияние Луны на эту часть океана, и прилив спадает. Приливы и отливы повторяются дважды в сутки, хотя точное время их наступления меняется в зависимости от сезона и положения Луны.
Если Луна, Солнце и Земля находятся на одной прямой, то Солнце своим притяжением усиливает воздействие Луны, - происходит сильный приток. Когда же Солнце стоит под прямым углом к отрезку Земля-Луна (квадратура), то наступает слабый приток (малая вода). Период изменения сильного и слабого приливов - семь дней. Однако на движение приливов и отливов влияют особенности движения небесных тел, характер береговой линии, глубина воды, морские течения и ветер. Средняя высота прилива составляет всего 0,5 м, за исключением тех случаев, когда водные массы перемещаются в относительно узких пределах. Тогда высота волны может в 10-20 раз превышать нормальную высоту приливного подъема.
Самые высокие и сильные приливные волны возникают в небольших и узких заливах или устьях рек, впадающих в моря и океаны. Например, приливная волна Индийского океана идет против течения Ганга на расстояние 250 км от его устья. Приливная волна Атлантического океана поднимается на 900 км вверх по Амазонке. В закрытых морях, например, Черном или Средиземном, возникают малые приливные волны. Наиболее пригодными для использования энергетического потенциала те участки морского побережья, где приливы имеют большую амплитуду, а контур и рельеф берега позволяют устроить большие замкнутые "бассейны".
Издавна люди пытались использовать энергию приливов. Уже в Средние века она была применена для практических целей. Первыми сооружениями, механизмы которых приводились в действие приточной энергией, были мельницы и лесопилки, появившиеся в X-XI вв. на берегах Англии и Франции. Ритм работы этих мельниц был прерывистым, что допустимо для примитивных сооружений, которые выполняли простые, но полезные для своего времени функции. Для современного промышленного производства он мало пригоден, так энергию приливов попытались использовать для получения более удобной электрической энергии. Но для этого необходимо было создать на берегах океанов и морей приливные электростанции (ПЭС). Первая морская ПЭС мощностью 635 кВт была построена в 1913 г. В бухте Ливерпуля (Англия).
Сооружение ПЭС связано с большими трудностями. Прежде всего энергия зависят от характера приливов, на которые невозможно влиять, поскольку они определяются астрономическими факторами. Несмотря на это, работа по разработке планов ПЭС продолжается - сегодня предложено около 300 различных технических проектов их строительства. Однако далеко не в каждом регионе земного шара есть условия для такого строительства. Исследования показали, что передача приливной электроэнергии из прибрежной зоны в центральные части материков будет оправдана только для некоторых районов Западной Европы, США, Канады, Южной Америки. Итак, в приливах и отливах, сменяющих друг друга дважды в день, содержится огромная энергия, которую теоретически можно использовать без технических проблем, однако такие масштабные проекты связаны с большими затратами капитала, а также импульсным характером получения большого количества электроэнергии в отдаленных от потребителей районах.
Простой энергетической установкой является плотина с турбинами поперек устья залива, но она может привести к деградации окружающей среды. Как уже отмечалось, электростанции, использующие энергию морских приливов, выгодно строить на участках побережья Мирового океана, где приливы высокие. К таким участкам относятся, например, канадская залив Фанди (высота прилива составляет 17 м), пролив Ла-Манш (15 м), Пенжинська залив Охотского моря (13 м) и др. Вся мощность океанских приливов на планете оценивается в 3000 ГВт. Из них примерно 1000 ГВт рассеивается в мелководных прибрежных районах, где возможно возведение инженерных сооружений. Общее количество приливной энергии в Мировом океане - 3,9 o 10м кДж.
Сейчас ПЭС построены и уже лет 20-25 успешно работают на трех континентах: промышленная Ране на побережье Ла-Манша (Франция) мощностью 240 МВт, опытные - Кислогубская в Кольском заливе (Россия) мощностью 400 кВт, Цзянсян мощностью 3,2 МВт (Китай) и Аннаполис мощностью 20 МВт (Канада).
В Японии, например, ПЭС работает по следующей схеме: ночью, когда потребление электроэнергии низкое, приток поднимает морскую воду в специальное водохранилище, а днем эта вода сливается обратно, генерируя электричество. Для Японии с ее протяженной береговой линией найти подходящие места для строительства таких ПЭС легко. В этой стране на сегодня действуют 53 атомных (т.е. потенциально опасные) электростанции, а ископаемое топливо она вынуждена импортировать. Поэтому строительство ПЭС для Японии и экономически выгодно, и экологически очень важно. В процессе строительства приливной электростанции большое внимание уделяется именно экологичности сооружения. Для этого форма дна каналов, по которым протекает морская вода, выбирается так, чтобы животные, случайно попали в канал могли выбраться из него.
Как же работает ПЭС? На реке строится плотина для задержки вод высокого прилива. Когда приливные воды отступают, задержанная плотиной вода выпускается в океан через грушевидные турбины под плотиной, и вырабатывается электроэнергия. Электроэнергию можно производить как при отливе, так и при приливе. Приливная волна задерживается за плотиной в результате открытия ряда донных затворов, что позволяет ей двигаться вверх по реке в направлении источника. Затворы закрывают тогда, когда прилив достигает наивысшего уровня, а затем, по мере оттока, воде, запертой за плотиной, позволяют стекать к морю через турбины. При низком уровне воды, то есть при отливе, большая часть этой воды спускается. Когда приливные воды снова поступают, то останавливаются перед закрытыми затворами, уровень воды со стороны моря превышает ее уровень на стороне плотины, обращенной к суше. После того, как будет достигнут достаточный напор, воде позволяют течь вверх по реке, проходя через турбины, и снова вырабатывать электричество. Таким образом, энергия производится и за счет оттока, и за счет прилива.
На некоторых ПЭС применяется новая технология. В последней фазе прилива разница в уровнях воды в резервуаре за плотиной и в океане может быть около двух метров. В это время электроэнергия из какого-либо другого источника может быть использована для перекачки океанской воды (с помощью турбин) в приливной бассейн. Вода закачивается на высоту лишь нескольких десятков сантиметров, поэтому много энергии не требуется. Когда приливная волна отступает, эта дополнительная вода падает с высоты 6-10 м, производя намного больше электроэнергии, чем ее было потрачено. Та же идея реализуется и при отливе, но в этом случае вода откачивается из приливного бассейна в океан.
Пока за большой стоимости этих сооружений правительства стран не настроены вкладывать средства в приточную энергию, ведь такие станции стоят в 2-2,5 раза больше, чем речные ГЭС с таким же средним объемом произведенной энергии (прежде всего через дополнительные затраты на защитные перемычки перед и за объектом). Но если первоначальные инвестиции сделаны, выработка энергии уже не требует никакого топлива; необходимо только техническое обслуживание системы, поэтому стоимость энергии остается низкой. Кроме стоимости сооружения станции, в приливной энергии есть и другие негативные аспекты "Если ПЭС находится далеко от ближайшего крупного потребителя энергии, то потребуются долгие и дорогие линии электропередачи, но такая передача на большие расстояния становится все более привычным по мере создания новых эффективных линий.
И наконец, стоит упомянуть еще одну отрицательную черту приливной энергии - ее непостоянство. При обычной эксплуатации приливной энергии электричество вырабатывается только в начале отлива, то есть тогда, когда уровень воды, запасенной в бассейне, в достаточной степени превышает ее уровень в море. По мере снижения уровня воды в бассейне выработка электроэнергии уменьшается и около нижней точки отлива падает до нуля, поскольку разность уровней исчезает. Если ПЭС оборудована реверсивными турбинами, то энергия может вырабатываться и за счет наступающего прилива, но только после того, как уровень притока достаточно превысит уровень воды за плотиной. Когда прилив достигает максимальной высоты, выработка энергии снова приближается к нулю. Таким образом, кривая выработки энергии то поднимается, то падает дважды в сутки в соответствии с двумя приливными циклами.
Такое циклическое производство энергии вряд ли будет соответствовать суточным потребностям в ней. Пиковая потребность и пиковая выработка могут иногда совпадать, так как время обоих приливов сдвигается по мере изменения времени года, но чаще всего такого совпадения не будет. Поэтому поступление энергии в сеть должно каким-то образом регулироваться. Это означает, что выработка энергии другими станциями должно конечно снижаться, когда темп приточного выработки достигает максимума, и, наоборот, расти, когда он падает. Фактически энергия от ПЭС достаточно регулярно замещает энергию, производимую с помощью других средств, экономя таким образом уголь и др.
Стоит упомянуть также некоторые физические и биологические последствия строительства ПЭС. Физические последствия проявляются после воздействия на природную среду приливных бассейнов, когда со стороны моря на ПЭС происходят определенные физические изменения. Даже если амплитуда прилива увеличивается всего на С см, это может привести к вторжению морской воды в прибрежные колодцы и создать угрозу для зданий, расположенных вблизи верхней отметки прилива. Возможно также ускорение береговой эрозии, а низинные участки, включая дороги, будут затапливаться, когда штормы и приливы будут действовать одновременно. Береговая полоса станет почти непригодной для использования из-за более высокие приливы.
Конечно, потери площади береговой полосы, которая может быть уничтожена через приточный затопления (по оценкам, от 15 до 40 км2), зависят от крутизны склона и характера береговой линии. Отлив, ниже на 15 см, способен затруднить доступ к лодкам и к воде с причалов. Увеличенная высота прилива может вызвать поступление более соленой воды в устье рек и этим изменить условия проживания водных организмов. С увеличением амплитуды приливов возникнут усиленные приливные течения, что может привести к размыванию песчаных отмелей и заполнения песком существующих судоходных рукавов. Это усложнит проход судов.
Биологические последствия
Строительство большой ПЭС будет влиять на важный биологический пространство вдоль побережья океана. Эта полоса называется приточной зоной и простирается от точки наивысшего прилива к нижней точки, обнажается при отливе (обе эти пределы немного смещаются с изменением времени года). В этой зоне на песчаных берегах живут разные организмы - крабы, креветки, черви и некоторые двустворчатые моллюски, а на скалистых - организмы, прикрепленные к скалам (мидии, устрицы, морские желуди, крупные водоросли). В воде приливной зоны проживает фитопланктон - диатомовые водоросли, которые перемещаются с водой приливов. Приточная энергия способна изменить устойчивый баланс между видами, формируют группировки приливной зоны.
Появление ПЭС может не только повлиять на местные группировки, но и нанести вред мигрирующим видам, которые будут проходить через турбины электростанции. Для препятствования этому могут быть использованы сетки, под вопросом остается пригодность лестничных рыбоходов. Перелетные птицы, кормящиеся на соленых маршах, такие как побережники и ржанки, вероятно, будут находить меньше пищи в приливном бассейне за электростанцией, поскольку организмы гибнуть при проходе через турбину. Пока остается много неизученных вопросов, связанных с биологическими последствиями влияния ПЭС на природу.
Итак, несмотря на то, что места, где приливы могли бы быть использованы для выработки электроэнергии, является во всем мире, преобразования энергии на ПЭС имеет существенные недостатки:
Несовпадение основных периодов возникновения приливов, связанных с движением Луны, с обычным для человека периодом солнечных суток;
Изменение высоты прилива и мощности приливного течения с периодом в две недели, что приводит к колебанию производства энергии;
Необходимость создания потоков воды с большим расходом при сравнительно малом перепаде высот, заставляет использовать большое количество турбин, работающих параллельно;
Большие затраты капитала на строительство ПЭС;
Потенциальные экологические нарушения, изменения режимов эстуариев и морских районов.
Энергия морских волн
Ветер возбуждает волновое движение поверхности океанов и морей. Волны и береговой прибой имеют очень большой запас энергии. Энергия морских волн - это кинетическая энергия, которую несет колебания поверхности моря под действием ветра. С помощью волновых преобразователей энергия волн реализуется в электрическую или другую подходящую для использования. По оценкам исследователей США, общая энергетическая мощность Мирового океана равна 90 млрд кВт. А средняя волна высотой 3 м несет около 100 кВт энергии на 1 м2 побережья. С давних времен человека привлекала идея практического использования огромных запасов волновой энергии океана, однако это очень сложная задача и в значительных масштабах пока не решен.
Идея получения электроэнергии от морских волн была разработана еще в 1935 советским ученым К.Э. Циолковским. Одна из первых электростанций, использующий энергию морских волн, был построен в 1970г. Вблизи норвежского города Берген. Она имеет мощность 350 кВт и обеспечивает энергией поселок из сотни домов. Возможности создания более мощных волновых станций исследуются учеными Великобритании, США и Японии.
Пока удалось достичь определенных успехов в области использования энергии морских волн для производства электроэнергии. Волновые энергетические установки применяются для питания маяков, буев, сигнальных морских огней, стационарных океанологических приборов, расположенных далеко от берега. По сравнению с обычными электроаккумуляторами, батареями и другими источниками тока они дешевле, надежнее и реже нуждаются в обслуживании. В экспериментальных электростанциях даже небольшие волны высотой 35 см заставляют турбину развивать скорость более 2 тыс. Оборотов в минуту.
В Японии с 1978 г.. Работает плавучая электростанция, использующая энергию морских волн. Станция позволяет получать и преобразовывать энергию волн в камерах компрессорного типа на энергию сжатого воздуха. Затем лопатки турбины вращают электрогенератор. Сегодня в мире уже около 400 маяков и навигационных буев получают питание от волновых энергетических установок. Волновой электрогенератор успешно эксплуатируется на плавучем маяке порта Мадрас в Индию. В Норвегии с 1985 г.. Действует первая в мире промышленная волновая станция мощностью 850 кВт. Энергоустановки такого типа экономически эффективные для малых населенных пунктов на побережье океана.
В течение последних лет появилось много различных технических проектов. Так, в Великобритании энергетиками спроектирован агрегат, вырабатывающий электроэнергию с ударов волн. По мнению проектировщиков, 10 таких агрегатов, установленных на глубине 10 м у западных берегов Великобритании, позволят обеспечить электроэнергией город с населением 300 тыс. Человек. Британские острова имеют длинную береговую линию, а во многих местах море остается бурным длительное время. Один из проектов использования морских волн основан на принципе водяного столба, колеблется. В гигантских "коробах" без дна и с отверстиями вверху под влиянием волн уровень воды то поднимается, то опускается. Столб воды действует наподобие поршня; засасывает воздух и нагнетает его в лопатки турбин. Главную сложность составляет согласования инерции рабочих колес турбин с количеством воздуха в коробах, чтобы за счет инерции сохранялась постоянной скорость вращения турбинных валов в широком диапазоне условий на поверхности моря.
Сегодня Великобритания строит самую большую в мире волновую электростанцию, где планируется испытать сразу несколько технологий преобразования энергии волн в электрический ток. Несмотря на статус демонстрационной, станция будет иметь мощность 20 МВт. Многомиллионный проект Wave Hub, финансируемого за счет правительства Великобритании, европейских фондов и промышленных компаний, предусматривает необычную схему: участки моря размером 1x2 км будут переданы в аренду промышленным компаниям. На этих участках установят комплексы волновых генераторов различных схем, которые будут объединены с берегом (рис. 6.9).
Широк круг возможностей волновых энергетических комплексов (ХЕК). ХЕК разных мощностей могут быть использованы для энергообеспечения прибрежных и островных поселений, а также морских судов. На базе маломощных ХЕК возможно создание метеосистем, глобальных и региональных систем связи и навигации, систем телекоммуникации, а также установки аппаратуры аварийного индивидуального жизнеобеспечения и тому подобное. Мощные многомодульные ХЕК могут быть надежной энергетической базой для создания экологически чистых объектов перерабатывающей промышленности морского и прибрежного базирования. Такие объекты дают возможность осуществлять переработку морепродуктов, опреснять воду, организовать химическое производство на
рис. 6.9.
основе электролиза морской воды, а также с помощью электросинтеза получать мономеры и полимеры.
Энергия, которую производит ХЕК, может применяться не только непосредственно объектами переработки и производства, а И накопленная с помощью различных аккумуляционных устройств. Очень перспективным является использование мощных многомодульных ХЕК для масштабного электролизного производства водорода, кислорода и озона. Использование электролизеров морской воды для водорода гораздо перспективнее от распространенной сейчас технологии, основанной на конверсии углеводородов или нефтепродуктов, запасы которых стремительно сокращаются.
ХЕК мощностью несколько мегаватт эксплуатируются во многих странах, при этом они многофункциональны, поскольку производят:
Электрическую энергию;
Тепловую энергию;
Чистую питьевую воду;
Сжатый воздух;
Водород;
Кислород
Разнообразные химические вещества.
Для многих предприятий перерабатывающей промышленности (сельскохозяйственной продукции, морепродуктов) ХЕК играют большое значение. Особенно заинтересованы сельскохозяйственные предприятия и зоны отдыха, ведь ХЕК имеют значительные преимущества:
Возможность размещения ХЕК близко к потребителю;
Оперативная возможность потребления и реализации произведенного энергетического товара (электроэнергия, тепло, кислород, водород и т.п.);
Высокое качество электроэнергии (стабильность частоты, напряжения и формы синусоиды)
Стабильность технологического процесса на производстве, где используется энергия;
Независимость потребителя от централизованного поставщика энергии.
Пока волновая энергетика развивается не очень интенсивно; энергию волн трудно осваивать по сравнению с ветром. Серьезную работу в этом направлении проводят только последние лет 20, и понадобится еще лет 10, чтобы конкурировать с ветряными генераторами. Волны можно использовать вдоль густонаселенного западного побережья Европы, Соединенных Штатов, Чили, Австралии, Новой Зеландии. То есть за счет локального использования такой энергии можно покрыть почти половину мировой потребности в электричестве. Дальше от берега ее можно производить в больших количествах, хотя создание генераторной сети будет в этом случае дороже. Но потенциал энергии океана может превзойти все другие ресурсы, вместе взятые.
Волновые электростанции (Хвесь) - это морские инженерные сооружения, в основе работы которых лежит воздействие волн на рабочие органы - поплавки, маятники, лопасти и гидротурбины. Механическая энергия их перемещений с помощью электрогенераторов преобразуется в электрическую и передается потребителям (как правило, на берег) с помощью кабеля. Главными особенностями работы Хвесь, которые требуют соответствующих условий проектирования, являются:
Работа в изменяющихся условиях в широких пределах параметров морского волнения;
Необходимость максимально эффективного преобразования энергии морских волн в электромеханическую энергию;
Необходимость принятия организационно-конструктивных мер против разрушения Хвесь при энергетических характеристиках волн, превышающих проектные значения.
Преимущества волновой энергетики в том, что она достаточно сконцентрирована, доступная для преобразования и на любой промежуток времени может прогнозироваться в зависимости от погодных условий. Образующийся под действием ветра, волны хорошо сохраняют свой энергетический потенциал, распространяясь на значительные расстояния. На современном уровне научно-технического развития, а тем более в перспективе, внимание к проблеме использования энергии морских волн, несомненно, позволит сделать ее важной составляющей энергетического потенциала морских стран.
"Соленая" энергия
Соленая вода океанов и морей имеет огромные неразведанные запасы энергии, которая может быть эффективно преобразована в другие формы энергии в районах с большими градиентами солености.
Осмотическое давление, возникающее при смешении пресных речных вод с солеными, пропорционален разности в концентрациях солей этих вод. В качестве источника осмотической энергии предлагают использовать соляные купола в толще океанского дна. Расчеты показали, что энергии при растворении соли среднего по запасам нефти соляного купола можно получить не меньше, чем при использовании нефти, содержащейся в этом куполе. Проекты по преобразованию "соленой" энергии в электрическую пока разрабатываются.
Биохимическая энергия
Биомасса водорослей океанов и морей также содержит большое количество энергии. В будущем для переработки в топливо предполагается использовать как прибрежные водоросли, так и фитопланктон. Основными способами такой переработки должны быть, во-первых, брожение углеводов водорослей к спиртам; во-вторых, ферментация большого количества водорослей без доступа воздуха для производства метана. Разрабатывается также технология переработки фитопланктона для производства жидкого топлива. Эту технологию можно сочетать с эксплуатацией океанских термальных электростанций, подогретые глубинные воды которых будут обеспечивать процесс размножения фитопланктона благодаря наличию тепла и питательных веществ.
Тепловая энергия
Мировой океан - огромный природный коллектор солнечного излучения. Разница температур между его теплыми поверхностными водами, которые поглощают солнечное излучение, и более холодными придонными, составляет до 20-25 ° С. Это обеспечивает запас тепловой энергии, непрерывно пополняется и теоретически может быть преобразована в другие виды. Срок преобразования тепловой энергии океана - ОТЕС (ocean Thermal energy conversion) - означает превращение некоторой части этого тепловой энергии в работу и далее - в электрическую энергию. На рис. 6.10 изображена схема такого преобразовательного устройства. Это тепловая машина, приводимая в действие разницей температур между холодной водой, поднятой с глубины, и горячей водой Jf, собранной с поверхности. Рабочая жидкость (рабочее тело), циркулируя замкнутой схеме, отбирает тепло от горячей воды в теплообменнике 2, в паровой фазе приводит в действие турбину С, связанную с генератором 4, а затем конденсируется в конденсаторе 5, который охлаждается холодной водой 6 *. На этом цикл завершается.
Рис. 6.10.
В 1979 г.. Вблизи Гавайских островов начала работать первая теплоэнергетическая установка мини-ОТЕС. Пробная эксплуатация установки в течение 3,5 месяцев показала ее достаточную надежность, ее полная мощность составляла в среднем 48,7 кВт, максимальная - 53 кВт. Установка отдавала 12-15 кВт энергии во внешнюю сеть для зарядки аккумуляторов, а остальные расходовалась на собственные нужды. То есть впервые в истории техники установка мини-ОТЕС смогла отдать во внешнюю среду полезную мощность, одновременно покрыв и собственные нужды. Опыт, полученный при эксплуатации мини-ОТЕС, дал толчок для проектирования более мощных систем подобного типа.
В океане иногда довольно близко расположены слои воды с разной температурой. Наибольшей (до 20-25 ° С) разница температуры у тропической зоне Мирового океана. На этом и основан принцип получения электроэнергии. В специальный теплообменник закачивается насосами холодная глубинная вода и нагретая Солнцем поверхностная. Рабочий агент (фреон), как в домашнем холодильнике, поочередно испаряется и переходит в жидкое состояние в различных частях теплообменника. Пара фреона движет турбину генератора. Сейчас такая установка мощностью 100 кВт действует на тихоокеанском острове Науру, обеспечивая энергетические потребности населения этого острова. На Гавайях начато испытание смонтированной на судне установки мощностью 50 кВт. Если эффективность использования энергии разности температур равна хотя 1 июня%, потенциал термальной энергии океана превысит потенциал всех топливных полезных ископаемых.
Кроме этого, неисчерпаемые также запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, которую можно превращать в механическую и электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду (подобно ветряных мельниц, "погруженных" в атмосферу).
Таким образом, энергия морей и океанов охватывает энергию течений на всей акватории Мирового океана, энергию приливов, волн, смешивания пресной и соленой морской воды, энергию градиентов (разностей) температур между поверхностными и глубинными слоями воды в тропических районах океана и тому подобное. Техническая реализация использования этих источников возможна при следующих условиях:
Освоение только наиболее мощных течений;
Наличие приливов с увеличенной амплитудой;
Наличие энергии волн, достаточной для использования;
Наличие участков океана со значительной разницей солености между речным стоком и морской водой с температурным перепадом не менее 20 ° С.
Таким образом, использование энергии Мирового океана для получения электроэнергии с помощью приточных, волновых и других станций вряд ли сможет заметно негативно повлиять на режим вод и береговой полосы. Кроме того, они дадут положительный, хотя и локальный, эффект снижения механического (ударного) воздействия океана на береговую полосу, а также ослабят тенденцию к повышению температуры в приземном слое атмосферы. Разнообразие форм жизни в море создает проблему биологического обрастания. Это же создает возможность разведения рыбы на фермах при ОТЕС. Морская вода из глубин богата нитратами. ее можно распределить вокруг станции и таким образом интенсифицировать рост водорослей, что, в свою очередь, привлечет других морских обитателей с более высоких трофических уровней. За счет этого можно создать основу для коммерческого разведения рыбы.
На море сейчас бархатный сезон... Солнце светит, но не обжигает. Воздух и вода одинаково теплы: переход из одной среды в другую практически не ощутим. Галька похрустывает под ногами и шуршит от набегающих волн. После прогулки по берегу на губах остается солоноватый привкус... И как жаль, что мы сейчас не лежим на пляже, а в шумном континентальном городе «разгребаем» дела и проблемы!
Море - колыбель всего живого - настойчиво зовет к себе, обещая исцеление, обретение душевной гармонии, восстановление сил и энергии. Веками люди интуитивно стремились приобщиться к стихии, если чувствовали себя разбитыми, больными, ослабленными, стареющими. И море всегда оправдывало их надежды. Не будем отчаиваться и мы. Ведь сегодня, даже находясь за тысячи километров от моря и за тысячи часов от лета, можно мгновенно очутиться в атмосфере морского курорта.
Все началось в XIX веке, когда «лечение морем» (на латинский манер «талассотерапия») получило научное обоснование. Ученые разложили «море»- воду и водоросли на мельчайшие частицы. Выяснилось, что в них есть все необходимое для активной, долгой и здоровой жизни: полный набор макро- и микроэлементов, аминокислот, белков... Мало того, морская вода по составу оказалась удивительно похожей на плазму крови. Этим и объясняется ее способность взаимодействовать с человеческим организмом, восполняя в нем дефицит жизненно важных веществ. С тех пор морскую воду, водоросли, морские лечебные грязи, песок и морской климат врачи-талассотерапевты целенаправленно используют для лечения и профилактики многих заболеваний. Частые простуды, переутомление, стрессы и бессонница, избыток веса и целлюлит, перенесенные травмы, тяжелые болезни и роды, проблемы с кожей и волосами и многие другие недомогания - сигнал к тому, что пора подпитать организм энергией моря. К счастью, «лечебный отдых» теперь организуется не только на прибрежных курортах, но и в удаленных от моря клиниках и косметологических центрах, в том числе и в Челябинске.
Конечно, создать для этого подходящие условия у нас не так-то просто. Всем известно, что полноценную - «живую» - морскую воду невозможно получить в лабораторных условиях, да и довезти натуральные морепродукты с берегов Бретани до Урала непросто. Потому так важно, на какой косметике и препаратах работают наши салоны, позиционирующие свои услуги, как талассотерапевтические. Только дорогие и престижные брэнды могут гарантировать «натуральность» и биологическую ценность своей продукции. Чтобы не быть голословными, рассмотрим проблему на примере одной из самых авторитетных марок Thal"Ion.
В распоряжении производителя продукции Thal"Ion - целый флот, предназначенный для сбора водорослей и морской воды. Поскольку мировой океан сегодня не отличается экологической чистотой, «сырье» добывается в заповедных акваториях, где природный баланс не нарушен вмешательством человека. На промысел суда отправляются не каждый день: учитывается и время года, и погода, и лунный календарь- все должно благоприятствовать сбору «морепродуктов»! Как только водоросли подняты на корабль, их тщательно промывают. Если этого не сделать, то «посторонние» органические включения, типа планктона, мелких рыбешек и рачков, начнут разлагаться, что, конечно, не пойдет на пользу будущим препаратам для талассотерапии.
Следующий этап - просушивание водорослей. Их развешивают в специальных помещениях, защищенных от солнца, перепадов температуры и сырости. Это наиболее щадящий метод подготовки сырья, сохраняющий аминокислоты и белки, препятствующий потере микро- и макроэлементов. Далее - под действием высокого давления и вибрации водоросли микронизируются, т.е измельчаются до частиц, не превышающих по размеру живую клетку. На этой основе и готовят лечебные и косметологические препараты. Что касается морской воды, то ее подготавливают к употреблению, очищая от избытка NaCL, а также производят из нее концентрированную целебную морскую соль. Специальные технологии хранения и транспортировки позволяют обойтись без использования консервантов, в полной сохранности доставляя продукцию Thal"Ion до самых отдаленных уголков планеты. Уже здесь на основе этих препаратов готовят морские ванны и обертывания, маски и аппликации из водорослей. Все это, вкупе с общей атмосферой салона, массажами, ароматерапией и подбором музыки, обеспечивает «курортный» эффект процедур.
Так, например, горячие обертывания на основе микронизированных водорослей и натуральной морской грязи в сочетании с аромамаслами рекомендуются для моделирования фигуры и решения проблем избыточного веса. Эта процедура активизирует обменные процессы в организме, обеспечивает его интенсивное насыщение минеральными веществами, при одновременном выведении токсинов и имеет ярко выраженный «жиросжигающий» эффект. Холодные обертывания - эффективное средство для выведения «лишней» жидкости из организма, а также для профилактики и лечения варикозного расширения вен. Чередование горячего и холодного обертываний в сочетании с массажем восстанавливает структуру кожи, уменьшает объем подкожно-жировой клетчатки, улучшает контуры тела. Кожа становится гладкой и бархатистой, повышается ее тонус и упругость. И, хотя многих пациентов эти «внешние» результаты несказанно радуют, действие талассопроцедур гораздо более значительно и масштабно.
Микронизированные водоросли во время талассотерапии легко проникают в клетки человека. Медицина доказала, что наш организм обладает способностью избирательно усваивать те элементы и вещества, которых ему недостает. Это похоже на игру в «пазлы»: если не хватает пары-тройки сегментов, мы не можем увидеть картинку во всей красе. Но стоит заполнить «пробелы»- и рисунок обретет законченность. То же самое происходит и с человеком: если ни в чем нет дефицита, прерванная цепочка обменных процессов восстанавливается и прекращаются «сбои» в работе организма, которые мы воспринимаем как недомогания. Все внутренние органы и системы начинают нормально функционировать, а значит, появляются предпосылки для излечения от хронических заболеваний. В частности, талассотерапия помогает при эндокринных нарушениях, бесплодии, ограничениях двигательной активности, остеохондрозах, травмах, болезнях сердечно-сосудистой системы. Организм выводит накопленные шлаки и токсины, обновляется и омолаживается.
Тело и душа приходят в состояние гармонии, словно вдруг у человека «включается» механизм понимания своих истинных потребностей. К примеру, обжора с удивле-нием начинает понимать, что его больше не тянет к «вредной» пище - жирному, острому, сладкому. Зато ему хочется овощей или фруктов... Организм быстро насыщается, а желание «заедать» проблемы сходит на нет. Не удивительно, что у многих людей к концу курса процедур нормализуется вес! Также заметно повышается иммунитет и стойкость к стрессам. Человек находится в хорошем расположении духа, чувствует себя энергичным и работоспособным.
При этом процедуры талассотерапии не вызывают передозировки микроэле-ментов, а также аллергии. Все «излишки» организм выводит естественным образом. Противопоказаний к талассотерапии так мало, что даже «сердечники», гипертони-ки и беременные женщины могут получать процедуры. Ведь ни один врач не запретит им, к примеру, купаться в море или дышать морским бризом!
Чтобы отдохнуть, оздоровиться и по-ухаживать за собой, оказывается, вовсе не нужно бросать все дела и обязанности. Не нужно мчаться за тридевять земель, под-вергая себя болезненной акклиматизации. Нужно всего лишь найти для себя «морс-кой курорт» в пределах досягаемости и погрузиться в теплые зеленые волны, вдох-нуть солоноватую свежесть, вслушаться б плеск набегающих волн и похрустывание гальки... Просто ощутите энергию моря - здесь и сейчас!
Врач-невролог, талассотерапевт, иглотерапевт Центра «Кия» Ю.В. Шалунова:
Завоевывающие вое большую популярность препараты французской косметической компании Thai"Ion готовятся из морских трав, добываемых в экологически чистой акватории у побережья Бретани. Уникальность сохранения всех их замечательных косметических и лечебных свойств заключается не только в том, что сбор водорослей ведется специалистами компании и с ее кораблей, но и в особой системе сушки этих растений. Она позволяет максимально сохранить все содержащиеся в морских травах микроэлементы и минеральные соли, что гарантирует высочайший эффект их применения в талассо-, альго- и бальнеотерапии.
Кроме того, что препараты Thai"Ion способны дарить женщинам восхитительную красоту, они очень помогают в профилактике и лечении заболеваний внутренних органов и опорно-двигательного аппарата. Их также рекомендуют при дряблой коже, целлюлите, подготовке к пластическим операциям и восстановлению после них.
А. Колесникова. Журнал "Стиль"