«Енергетика й екологія»
Мета: узагальнити й систематизувати знання учнів про різні ,види електростанцій, їх принцип дії, енергетичні перетворення; продовжити формувати вміння аналізувати, порівнювати, робити самостійно висновки, працювати з науковою літературою; виховувати економічне й екологічне мислення, вмінняпрацювати в колективі (групі), толерантність, прагнення до поповнення знань.
Тип уроку — урок узагальнення й систематизації знань.
Форми і методи навчання: бесіда, метод базово-перехресних груп, метод «дерево рішень».
Унаочнення: магнітофон, електричний чайник, плакати із схематичним зображенням електростанцій різних типів, таблиці для порівняльної характеристики різних типів ЕС, кольорові маркери, дидактичний матеріал з інформацією про певний тип електростанції, атласи «Економічна та соціальна географія світу», кольорові картки, на яких написані цифри від 1 до 4.
План уроку
І. Актуалізація опорних знань.
II. Мотивація навчальної діяльності.
III. Узагальнення й систематизація знань.
IV. Підсумок.
Хід уроку
(У класі тихо звучить музика, на демонстраційному столі стоїть електричний чайник, в якому гріється вода, над класною дошкою горить лампа, учнівські столи розставлені для роботи в групах.)
Учитель. Дорогі друзі, розпочнемо сьогодні наш урок нетрадиційно. Спочатку під музику вип'ємо трохи чаю, а потім будемо працювати. Наш лаборант уже давно ввімкнув електрочайник, і вода ось-ось закипить. (Несподівано гасне світло, затихає музика, вимикається чайник. Лаборант підходить до вчителя і тихо щось йому каже.)
Учитель. Що сталося?
Учні. Немає струму в мережі.
Учитель. Шкода... Не вдасться нам зараз випити чаю. А скажіть, будь-ласка, звідки береться струм в електричній мережі нашого класу, наших помешкань?
Учні. Виробляється на електростанціях.
Учитель. Правильно. А які ви знаєте електростанції?
Учні. ГЕС, ТЕС, АЕС, альтернативні (сонячні, вітряні, припливні, геотермальні, біогазові).
(Коли учні називають ЕС певного типу, вчитель чи асистент (можна з учнів) вивішує на дошці плакати зі схематичним зображенням ЕС цього типу.)
Учитель. Енергія є основою життя людського суспільства, і його прогресивний розвиток пов'язаний з безпосереднім зростанням енергоспоживання. Це споживання зросло протягом XX ст. більш ніж у 100 разів, при цьому органічного палива було спалено у багато разів більше, ніж за весь попередній час. Які ж перспективи очікують нас у XXI столітті?
На порозі третього тисячоліття людство все більше усвідомлює свою відповідальність за збереження довкілля, за чистоту нашої планети. Науково-технічний прогрес, підвищення комфортності життя і пов'язане з ним зростання енергоспоживання — об'єктивні речі. Але це зовсім не означає, що вони мають досягатися будь-якою ціною. Використання лише традиційних джерел енергії (нафти, газу, ядерного палива) руйнує і забруднює землю, водні ресурси й повітря. Разом з тим, понад 1 кВт на кожний квадратний метр щосекунди постійно забезпечує нам удень світло невичерпного, екологічно бездоганного і загальнодоступного природного джерела — Сонця. Досягнення світової технології вже зараз дають змогу використовувати його для вироблення електроенергії, вартість якої наближається до традиційної. Поряд інтенсивно розвиваються в багатьох країнах також вітроенергетика й енергетика біомаси, які споріднені сонячній. Сьогодні, без сумніву, основною економічною проблемою у світі є енергетична криза. Соціально-економічний розвиток кожної країни, зокрема України, залежить від теперішнього і майбутнього стану її енергетики.
Отже, існують традиційні методи вироблення електроенергії з органічного і ядерного палива (вугілля, нафти, природного газу, урану). І, нарешті, використання відновлюваних джерел енергії (гідравлічної, сонячної, вітрової, припливної, геотермальної та інших). Якому з них віддати перевагу? Тема нашого уроку — «Енергетика й екологія».
На цьому етапі уроку ми працюватимемо таким чином. (Можливі два варіанти проведення цього етапу уроку.)
І варіант. На попередньому уроці ми з вами утворили групи, кожна з яких отримала домашнє завдання: підготувати повідомлення про певний тип електростанцій. Отже, прошу зараз сісти групами за відповідні столи (на столах стоять таблички різного кольору). До повідомлень, які ви підготували вдома, ви отримаєте ще додаткову інформацію (див. додаток). Ваше завдання — опрацювати цей матеріал, обговорити його і дати відповідь на такі запитання (запитання написані на дошці або у вигляді плаката; див. варіант II).
II варіант. Зараз кожен із вас отримає картку певного кольору. (Вчитель і асистент роздають картки.) А тепер прошу учнів, які отримали картки зеленого кольору сісти за стіл, на якому стоїть зелена табличка, червоного кольору — із червоною табличкою і т.д. Кожна утворена в такий спосіб група отримає матеріал, в якому подана інформація про певний тип ЕС. Ваше завдання — опрацювати цей матеріал, обговорити його і дати відповіді на такі запитання (запитання написані на дошці або у вигляді плаката):
1) Який принцип дії електростанції?
2) Які енергетичні перетворення відбуваються на ' даній ЕС?
3) Який її вплив на екологію?
4) В яких місцях переважно розташовані електростанції даного типу?
На виконання цієї роботи відводиться 8 хв.
(Поки учні працюють, учитель стежить за їх роботою і за потреби надає допомогу.)
Учитель (через 8 хв.). Прошу припинити обговорення. Подальшу нашу роботу проводимо таким чином. На ваших кольорових картках написані різні цифри. Отож попрошу учнів, у яких написана цифра «1», сісти за стіл з відповідним номером і т.д.
Тепер ви маєте розповісти один одному про той тип ЕС, який вивчили в попередній групі. Потім заповнити таблицю, яку ви отримаєте, і прийняти рішення: яка із станцій є найбільш економічною та екологічною? На виконання цього завдання відводиться 15хв.
(Через 15 хв. групи вивішують на дошці свої таблиці із заклеєним рішенням.)
Учитель. Прошу когось із членів групи представити свою таблицю, не зачитуючи вашого рішення.
(Групи по черзі представляють таблиці. Коли всі групи відзвітували, вчитель відкриває усі рішення і зачитує їх. На основі цих рішень учні роблять узагальнення, яка ж електростанція є найбільш економічною та екологічною.)
Учитель. Отже, електрична енергія — це наслідок розвитку цивілізації. Вона дає нам можливість дивитися телебачення, слухати радіо, користуватися багатьма пристроями. Але скажіть, про що завжди треба пам'ятати, користуючись якимось досягненням цивілізації?
Учні. Про вплив цих досягнень на навколишнє середовище.
Учитель. Зараз я хочу запропонувати один цікавий експеримент. Давайте з'ясуємо, хто з вас може відмовитися від благ цивілізації заради збереження довкілля. Прошу всіх закрити очі і підняти руку, хто готовий це зробити. Дякую.
(Учитель оцінює й коментує роботу учнів, їх уміння працювати з науковим матеріалом, аналізувати, робити висновки, активну роботу на уроці, цікаві й змістовні повідомлення. Задає домашнє завдання.)
Методичні поради
Поділ на групи, доцільно зробити на поперед ньому уроці, а кожній групі дати домашнє завдання знайти й опрацювати матеріали про певний тип електростанції. ,,
Метод базово-перехресних груп. Учитель проводить поділ на базові групи, в яких учні опрацьовують матеріал певного типу (кожна група — інший). Після цього вчитель формує нові перехресні групи таким чином, щоб до їх складу входили представники з кожної попередньої базової групи. У цих групах учні навчають один одного, передаючи їм знання, здобуті в базових групах.
Поділ на групи можна проводити різними способами. Наприклад, роздати учням картки різного кольору, на яких написані цифри 1, 2, 3,4, 5, 6. Базові групи формуються за кольорами карток, перехресні — за цифрами (такий спосіб формування груп запропонований на даному уроці). Можна на невеликих аркушах паперу написати символи А1, А2, АЗ, А4, А5, А6, Б1, Б2,... і т.д. до Е6. Базові групи формуються за буквами, перехресні — за цифрами. Кількість учасників групи не повинна перевищувати 6 осіб.

Метод «дерево рішень». Кожна група отримує для заповнення таблицю (великого формату із намальованим «деревом рішень» проблеми, яка розглядається) і фломастери. Під час роботи учасники групи занотовують вади і переваги кожного варіанта, а потім приймають рішення про шляхи вирішення проблеми. Після завершення роботи представники кожної групи повідомляють результати роботи своїх груп.
ДОДАТОК
ГІДРОЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ (ГЕС)
Енергетика - галузь господарства, яка виробляє енергію, має важливе значення для розвитку економіки, науки й культури нашої країни. Зараз значну питому вагу з вироблення електроенергії мають механічні джерела енергії — ГЕС.
Вода була першим джерелом енергії, і, мабуть, першою машиною, в якій людина використала енергію води, була примітивна водяна турбіна.
У сучасній ГЕС маса води з великою швидкістю спрямовується на лопасті турбін. Вода через захисну сітку і регульований затвор тече стальним трубопроводом до турбіни, над якою встановлено генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам, в яких перетворюється в електричну. Після виконання роботи (обертання турбіни) вода витікає в річку тунелем, що поступово розширюється, втрачаючи при цьому свою швидкість.
Затрати на будівництво ГЕС великі, але вони компенсуються тим, що не доводиться платити (принаймні, в явній формі) \ за джерело енергії - воду. Потужність сучасних ГЕС перевищує 100 МВт, а ККД становить 95 %. Така потужність досягається за досить малих швидкостей обертання ротора, тому сучасні гідротурбіни вражають своїми розмірами. Турбіна — енергетичне дуже вигідна машина, оскільки вода легко і просто змінює поступальний рух на обертальний.
Будівництво греблі на річці дає змогу створити значну різницю рівнів води нижче і вище від ГЕС уздовж течії річки, тобто між верхнім і нижнім б'єфами. Інколи ця різниця рівнів сягає понад 100 м. Вода верхнього б'єфа падає із значної висоти на ло-пасті гідротурбіни, обертає її, а разом з нею обертає генератор електроенергії, який жорстко з'єднаний з турбіною. Потужність будь-якої ГЕС залежить від різниці рівнів води верхнього і нижнього б'єфів та від кількості кубометрів води; що проходить за 1 с через лопасті турбін станції: чим вона більша, тим потужніша ГЕС.
Одним із принципів гідроелектробудування є максимальне використання гідроенергії річок. Згідно з цим принципом, на річках будуються не окремі ГЕС, а каскади таких станцій і створюються водосховища для регулювання річного, а іноді й багаторічного стоку вод. Стік більшості річок дуже нерівномірний протягом року. Так, у Дніпрі в період весняного паводку, тобто приблизно протягом одного місяця, у море стікала половина всіх водних запасів річки, у літні місяці рівень води різко знижувався. Внаслідок цього ГЕС влітку працювала з половинною потужністю. Створення великого водосховища біля ГЕС різко змінило становище. Тепер весняні води Дніпра вже не стікають без усілякої користі в море, а зберігаються у водосховищі, а потім планомірно використовуються протягом року гідростанціями, розташованими нижче ГЕС. Це дало змогу не лише збільшити річний виробіток електроенергії, а й знімати пікові навантаження в енергосистемі району розміщення ГЕС. Сучасні ГЕС будують з таким розрахунком, щоб за їх допомогою комплексно розв'язувалися задачі вироблення електроенергії, зрошення земель, водопостачання промислових підприємств тощо. Зазначимо, що ГЕС мають принаймні дві переваги перед ТЕС і АЕС:
1) відсутність під час роботи витрат на паливо, внаслідок чого їх електроенергія в 4 — 8 разів дешевша від електроенергії, виробленої на ТЕС і АЕС;
2) гідроенергія річок, що використовується на ГЕС, відтворюється природно, а викопні енергоресурси не відтворюються.
Гідроенергетичні технології мають багато переваг, але є й значні недоліки. Приміром, дощові сезони, низькі водні ресурси під час засухи можуть серйозно впливати на кількість виробленої енергії. Це може стати значною проблемою там, де гідроенергія складає значну частину в енергетичному комплексі країни; будівництво гребель є причиною багатьох проблем: переселення мешканців, пересихання природних русел річок, замулення водосховищ, водних суперечок між сусідніми країнами, значної вартості цих проектів. Будівництво ГЕС на рівнинних річках призводить до затоплення великих територій. Значна частина площі водойм, що утворюються, — мілководдя. У літній час за рахунок сонячної радіації в них активно розвивається водяна рослинність, відбувається так зване «цвітіння» води.
Зміна рівня води, яка подекуди доходить до повного висушування, призводить до загибелі рослинності. Греблі перешкоджають міграції риб. Багатокаскадні ГЕС уже зараз перетворили річки на низку озер, де виникають болота. У цих річках гине риба, а навколо них змінюється мікроклімат, ще більше руйнуючи природні екосистеми.
ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦШ (ТЕС)
Енергія людини здавна була спрямована на пошуки засобів полегшення виконання необхідних для її існування робіт. Для цього використовувалися різні інструменти й прості механізми, приручені тварини, але лише теплова машина різко розширила можливості людини, прискорила технічний прогрес.
Теплова машина - це система, яка дає змогу перетворити теплову енергію в інші форми енергії -механічну, електричну.
На теплових ЕС енергія, яка виділяється під час згоряння різних видів палива: вугілля, газу, нафти, торфу, горючих сланців, за допомогою електрогенераторів, що приводяться в обертання паровими і газовими турбінами або двигунами внутрішнього згоряння, перетворюється в електричну енергію. Більшість сучасних потужних ТЕС є паротурбінними. У паровій турбіні нагріта (до 500—560 °С) і стиснена (до 2,4 • 107 Па) пара виходить із сопла (труби), • що розширюється. Об'єм пари зростає, а тиск відповідно падає, при цьому потенціальна енергія стиснутої пари перетворюється в кінетичну. Пара виходить із сопла з великою швидкістю, вдаряється в лопатки диска турбіни, закріпленого на валу, і швидко обертає їх, при цьому кінетична енергія пари передається ротору турбіни. Вал турбіни жорстко зв'язаний з валом електрогенератора, і тому турбіна приводить в обертання ротор генератора, внаслідок чого і виробляється електрична енергія.
Більша частина енергії палива втрачається разом з гарячою (відпрацьованою) парою. Цю відпрацьовану на турбінах гарячу пароводяну суміш використовують для опалення житлових приміщень і виробничих потреб, що підвищує коефіцієнт корисної дії теплових електроцентралей (ТЕЦ). Слід зауважити, що на ТЕЦ 80 % енергії згоряння палива використовують за прямим призначенням. Під час згоряння палива в теплових двигунах виділяються шкідливі речовини: закис вуглецю, сполуки азоту, сполуки свинцю, а також виділяється в атмосферу значна кількість теплоти. Крім того, застосування парових турбін на ТЕС потребує відведення великих площ під ставки, в яких охолоджується відпрацьована пара. Щорічно у світі спалюється 5 млрд. тонн вугілля і 3,2 млрд. тонн нафти, це супроводжується викидом в атмосферу 2-10'°Дж теплоти. Запаси органічного палива на Землі розподілені вкрай нерівномірно, і за теперішніх темпів споживання вугілля вистачить на 150—200 років, нафти - на 40—50 років, а газу приблизно на 60 років. Весь цикл робіт, пов'язаних з видобутком, перевезенням і спалюванням органічного палива (головним чином вугілля), а також утворенням відходів, супроводжується виділенням великої кількості хімічних забруднювачів. Видобуток вугілля пов'язаний із чималим засоленням водних резервуарів куди скидаються води із шахт. Крім цього, у воді, що відкачується, містяться ізотопи радію і радон. ТЕС, хоча й має сучасні системи очищення продуктів спалювання вугілля, викидає за один рік в атмосферу за різними оцінками від 10 до 120 тис. тонн оксидів сірки, 2—20 тис. тонн оксидів азоту, /700—1500 тонн попелу (без очищення — в 2т-3 рази більше) і виділяє 3—7 млн. тонн оксиду вуглецю. Крім того, утворюється понад-300 тис. тонн золи, яка містить близько 400-т токсичних металів (Арсену, кадмію, свинцю, ртуті).
Можна відзначити, що ТЕС, яка працює на вугіллі, викидає в атмосферу більше радіоактивних речовин, ніж АЕС такої самої потужності. Це пов'язано з викидом різних радіоактивних елементів, що містяться у вугіллі у вигляді вкраплень (радій, торій, полоній та ін.). Для кількісної оцінки дії радіації вводиться поняття «колективна доза», тобто добуток значення дози на кількість населення, що зазнало впливу радіації (він виражається у людино-зівертах). Виявилося, що на початку 90-х років минулого століття щорічна колективна доза опромінення населення України за рахунок теплової енергетики становила 767 люд/зв і за рахунок атомної— 188 люд/зв.
У наш час в атмосферу щорічно викидається 20—30 млрд. тонн оксиду вуглецю. Прогнози свідчать, що при збереженні таких темпів у майбутньому до середини століття середня температура на Землі може підвищитися на декілька градусів, що призведе до непередбачених глобальних кліматичних змін. Порівнюючи екологічну дію різних енергоджерел, необхідно врахувати їх вплив на здоров'я людини. Високий ризик для працівників у випадку використання вугілля пов'язаний із його видобутком у шахтах і транспортуванням і з екологічним впливом продуктів його спалювання. Останні дві причини стосуються нафти й газу та впливають на все населення. Встановлено, що глобальний вплив викидів від спалювання вугілля й нафти на здоров'я людей діє приблизно так само, як аварія типу Чорнобильської, що повторюється раз на рік. Це - «тихий Чорнобиль», наслідки якого безпосередньо невидимі, але постійно впливають на екологію. Концентрація токсичних домішок у хімічних відходах стабільна, і врешті-решт усі вони перейдуть у екосферу, на відміну від радіоактивних відходів АЕС, що розпадаються.
АТОМНА ЕЛЕКТРОСТАНЦІЯ (АЕС)
Основа атомної енергетики — атомні електростанції, які перетворюють ядерну енергію в електричну. АЕС використовують теплоту, що виділяється в ядерному реакторі внаслідок ланцюгової реакції поділу ядер важких елементів, переважно 2330, ЇК13, изРи. Потім, як і на звичайних ТЕС, теплова енергія перетворюється в електричну. При остаточному поділі 1 г ізотопу урану чи плутонію вивільняється - 22,5 Метод енергії, що рівноцінно енергії 2,8 т умовного палива.
Принцип роботи АЕС такий: ядерний реактор, захищений бетоном, містить циліндри (стержні), всередині яких міститься уран. Уранові стержні-блоки знаходяться у воді, яка одночасно є і сповільнювачем, і теплоносієм. Вода перебуває під великим тиском і тому може бути нагріта до дуже високої температури (порядку 300 °С). Така гаряча вода з верхньої частини активної зони реактора надходить трубопроводами в парогенератор (в якому також знаходиться вода, яка випаровується), охолоджується і повертається трубопроводом у реактор. Насичена пара із парогенератора через трубопровід надходить у парову турбіну і після відпрацювання повертається назад іншим трубопроводом. Турбіна обертає електричний генератор, струм від якого надходить у розподільний пристрій і потім у зовнішнє електричне коло. Хід ланцюгової реакції регулюється стержнями з речовин, які добре поглинають нейтрони.
З часу введення в дію першої АЕС минуло понад 40 років. За цей час у техніці АЕС сталися великі зміни різко зросли потужності ядерних реакторів, підвищилися техніко-економічні показники АЕС. Зараз для районів, віддалених від ресурсів хімічного палива, собівартість 1 кВт • год. для АЕС менша, ніж для теплових електростанцій. Тому, незважаючи на дещо вищу вартість обладнання для АЕС, їх загальні економічні показники в цих умовах кращі, ніж для теплових електростанцій. Запасів ядерного палива в енергетичному еквіваленті у. сотні разів більше, ніж органічного. АЕС практично не виділяють в атмосферу хімічних забруднювачів. Якщо під їхньою нормальною роботою розуміти такий режим експлуатації, за якого додаткова доза опромінення від станції не перевищує значень флуктуацій природного фону, то, як правило, ця умова дотримується! У цілому реальний радіаційний вплив АЕС на природне середовище є набагато (у 10 і більше разів) меншим припустимого. Якщо врахувати екологічну дію різноманітних енергоджерел на здоров'я людей, то серед не відновлюваних джерел енергії ризик від нормально працюючих АЕС мінімальний як для працівників, діяльність яких пов'язана з різними етапами ядерного паливного циклу, так і для населення. Глобальний радіаційний внесок атомної енергетики на всіх етапах ядерного паливного циклу нині становить близько 0,1 % природного фону і не перевищить 1 % навіть при найінтенсивнішому її розвитку в майбутньому.
Видобуток і переробка уранових руд також пов'язані з несприятливою екологічною дією. Колективна доза, отримана персоналом установки і населенням на всіх етапах видобутку урану й виготовлення палива для реакторів, становить 14 % повної дози ядерного паливного циклу. Але головною проблемою залишається поховання високоактивних відходів. Обсяг особливо небезпечних радіоактивних відходів становить приблизно одну стотисячну частину загальної кількості відходів, серед яких є високотоксичні хімічні елементи та їх стійкі сполуки. Розробляються методи їх концентрації, надійного зв'язування й розміщення у тривких геологічних формаціях, де за розрахунками фахівців, вони можуть утримуватися протягом тисячоліть Серйозним недоліком атомної енергетики є радіоактивність використовуваного палива і продуктів його поділу. Це вимагає створення захисту від різного типу радіоактивного випромінювання, що значно підвищує вартість енергії, яку виробляють АЕС. Крім цього, ще одним недоліком АЕС є теплове забруднення води, тобто її нагрівання.
Цікаво відзначити, що за даними групи англійських медиків, особи, що працювали протягом 1946— 1988 рр. на підприємствах британської ядерної промисловості, живуть у середньому довше, а рівень смертності серед них від усіх причин, включаючи рак, значно нижчий. Якщо враховувати реальні рівні радіації та концентрації хімічних речовин в атмосфері, то можна сказати, що вплив останніх на флору в цілому досить значний порівняно із впливом радіації.
Наведені дані свідчать, що за нормальної роботи енергетичних установок екологічний вплив атомної енергетики у десятки разів нижчий, ніж теплової.
Невиправним лихом для України залишається Чорнобильська трагедія. Але вона більше стосується того соціального строю, що її породив, ніж атомної енергетики. Адже ні на одній АЕС у світі, крім Чорнобильської, не було аварій, що безпосередньо призвели до загибелі людей.
Імовірнісний метод розрахунку безпеки АЕС у цілому свідчить, що при виробленні однієї й тієї самої одиниці електроенергії, імовірність великої аварії на АЕС у 100 разів нижча, ніж у випадку вугільної енергетики. Висновки з такого порівняння очевидні.
АЛЬТЕРНАТИВНІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ
Зростання масштабів використання електричної енергії, загострення проблем охорони навколишнього середовища значно активізували пошуки екологічно чистіших способів вироблення електричної енергії. Інтенсивно розробляються способи використання непаливної відновлюваної енергії — сонячної, вітряної, геотермальної, енергії хвиль, припливів і відпливів, енергії біогазу тощо. Джерела цих видів енергії — невичерпні, але потрібно розумно оцінити, чи зможуть вони задовольнити усі потреби людства.
ВІТРОВІ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ (ВЕС)
За оцінками різних авторів, загальний вітроенергетичний потенціал Землі становить 1200 ТВт, однак можливості використання цього виду енергії в різних районах Землі неоднакові. Новітні дослідження направлені переважно на вироблення електричної енергії за рахунок енергії вітру. Споруджуються ВЕС переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить у рух динамо-машину — генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно з'єднані акумулятори.
Сьогодні вітроелектричні агрегати надійно забезпечують струмом нафтовиків; вони успішно працюють у важкодоступних районах, на далеких островах, в Арктиці, на тисячах \сільськогосподарських ферм, де немає поблизу великих населених пунктів і електростанцій загального користування. Широкому застосуванню вітроелектричних. Агрегатів у звичайних умовах поки що перешкоджає їх висока собівартість. При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії у вітряну погоду і нестача її в період безвітря. Використання енергії вітру ускладнюється тим, що вітер має малу густину енергії, а також змінюється його сила і напрям. Вітроустановки здебільшого використовують у тих місцях, де добрий вітровий режим. Для створення вітроустановок великої потужності необхідно, щоб вітродвигун мав великі розміри, крім того, повітряний гвинт треба підняти на достатню висоту, оскільки на більшій висоті вітер більш сталий і має більшу швидкість. Лише одна електростанція, що працює на органічному паливі, може замінити (за кількістю виробленої енергії) тисячі вітрових турбін.
ЕНЕРГІЯ ПРИПЛИВІВ І ВІДПЛИВІВ
Віками люди роздумували над причиною морських припливів і відпливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище — ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. Енергія припливів величезна, її сумарна потужність на Землі становить близько 1 млрд. кВт, що більше за сумарну потужність усіх річок світу.
Принцип дії припливних електростанцій дуже простий. Під час припливу вода, обертаючи ротор гідротурбіни, заповнює водоймище, а після відпливу вона з водоймища виходить в океан, знову обертаючи ротор турбіни. Головне — знайти зручне місце для встановлення греблі, в якому висота припливу була б значною. Будівництво й експлуатація електростанцій на морі - складне завдання. Морська вода спричиняє корозію більшості металів, деталі установок обростають водоростями.
ЕНЕРГІЯ СОНЦЯ
Тепловий потік сонячного випромінювання, який сягає Землі, дуже великий. Він більш як у 5000 разів перевищує сумарне використання всіх видів паливно-енергетичних ресурсів у світі.
Серед переваг сонячної енергії — її вічність і виняткова екологічна чистота. Сонячна енергія надходить на всю поверхню Землі, лише полярні райони планети страждають від її нестачі. Тобто, практично на всій земній кулі лише хмари та ніч заважають користуватися нею постійно. Така загальнодоступність робить цей вид енергії неможливим для монополізації, на відміну від нафти і газу. Звичайно, вартість 1 кВт • год. сонячної енергії значно вища, ніж отримана традиційним методом. Лише п'ята частина сонячного світла перетворюється в електричний струм, але ця частка дедалі зростає завдяки зусиллям учених та інженерів світу.
Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена по великій площі (іншими словами, має низьку густину), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій з достатньою поверхнею. Найпростіший пристрій такого роду — плоский колектор; в принципі це чорна плита, добре ізольована знизу.