Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

20.2: Отримання енергетичних ресурсів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    56614

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Ви перетворилися на компактні люмінесцентні лампочки у вашому будинку?

    Компактні люмінесцентні лампочки більш ефективні, ніж лампочки розжарювання. Подивіться на діаграму і спробуйте побачити, наскільки ефективніше. Відповідь полягає в тому, що вони можуть бути цілих шість разів ефективніше. Так чому ж не всі люди постійно використовують компактні люмінесцентні лампи? Ранні були великими і дорогими, і багатьом не подобається колір світла. Але вони набагато більш екологічні.

    Чиста енергія

    Чиста енергія - це кількість корисної енергії, доступної з ресурсу після віднімання кількості енергії, необхідної для того, щоб енергія з цього ресурсу була доступною. Наприклад, кожні 5 барелів нафти, які надаються для використання, вимагають 1 барель для видобутку та переробки нафти. Яка чиста енергія від цього процесу? Близько 4 бочки (5 бочок мінус 1 бочка).

    Що станеться, якщо енергія, необхідна для видобутку та очищення олії, збільшується? Чому це може статися? Вартість енергії енергетичного ресурсу збільшується, коли легкі депозити цього ресурсу вже витрачені. Наприклад, якщо вся прибережна нафта в регіоні була видобута, більш дороге буріння повинно відбуватися далі на шельфі (рисунок нижче). Якщо енерговитрати на отримання енергії зростуть, ресурс буде використовуватися ще швидше.

    Зображення морської бурової нафтової платформи

    Морське буріння відбувається в більш глибокій воді, ніж раніше. Для побудови глибокої бурової платформи і її запуску потрібно багато енергії.

    Чистий енергетичний коефіцієнт

    Коефіцієнт чистої енергії демонструє різницю між кількістю енергії, наявної в ресурсі, і кількістю енергії, яка використовується для його отримання. Якщо потрібно 8 одиниць енергії, щоб зробити доступними 10 одиниць енергії, то коефіцієнт чистої енергії становить 10/8 або 1,25. Що означає коефіцієнт чистої енергії більше 1? Що робити, якщо коефіцієнт чистої енергії менше 1? Коефіцієнт чистої енергії більше 1 означає, що існує чистий приріст корисної енергії; коефіцієнт чистої енергії, менший за одиницю, означає загальну втрату енергії.

    У таблиці нижче наведені коефіцієнти чистої енергії для деяких поширених джерел енергії.

    Нетто-енергетичні коефіцієнти для загальних джерел енергії
    Джерело енергії Чистий коефіцієнт енергії
    Сонячна енергія 5.8
    Природний газ 4.9
    Нафта 4.5
    Електроенергія на вугіллі 2.5-5.1

    Зверніть увагу з таблиці, що сонячна енергія дає набагато більше чистої енергії, ніж інші джерела. Це тому, що для отримання корисної сонячної енергії потрібно дуже мало енергії. Сонячне світло рясне, і його не потрібно знаходити, видобувати або транспортувати дуже далеко. Діапазон для вугільної електроенергії обумовлений різними витратами на транспортування вугілля. Що це говорить про використання вугілля для виробництва електроенергії? Ефективність більша в районах, де вугілля видобувається локально і не потрібно транспортувати на великі відстані (рисунок нижче).

    Зображення поїзда, що тягне вугілля

    Отримання вугілля для отримання енергії забирає багато енергії. Вугілля необхідно розташовувати, видобувати, очищати та транспортувати.

    Це не означає, що сонячна енергія коштує дешевше, ніж інші види енергії. Вартість енергії залежить від безлічі різних факторів, таких як вартість обладнання, необхідного для використання енергії. Якби сонячна енергія коштувала менше у використанні, вона була б більш поширеною.

    Енергоефективність

    Енергоефективність описує, скільки корисної роботи витягується з однієї одиниці енергії. Пам'ятайте, що хоча енергія не створюється і не руйнується, вона просто передається з однієї форми в іншу, деяка енергія майже завжди втрачається при передачі як тепло. Говорячи про те, що робота повинна бути корисною, можна врахувати енергію, яка втрачається на некорисну роботу. Наприклад, деяка енергія може не виконувати корисну роботу, якщо обладнання працює погано (можливо, поршень трохи рухається вбік, а не просто вгору і вниз).

    Більш висока енергоефективність бажана, оскільки:

    • Менше енергії витрачається даремно.
    • Невідновлювані ресурси прослужать довше.
    • Вартість тримається нижче.

    Оскільки велика частина енергії, яку ми використовуємо, відбувається з викопного палива, нам потрібно особливо турбуватися про їх ефективне використання. Іноді наш вибір впливає на енергоефективність. Наприклад, перевезення автомобілями і літаками менш енергоефективні, ніж перевезення на катерах і поїздах.

    Резюме

    • Чиста енергія - це кількість, яка фактично корисна з енергетичного ресурсу. Коефіцієнт чистої енергії - це співвідношення кількості корисної енергії з ресурсу та кількості, необхідної для того, щоб зробити цю енергію корисною.
    • Багато факторів, крім коефіцієнта чистої енергії, йдуть на визначення того, чи буде використовуватися тип енергії.
    • Джерело енергії з високою енергоефективністю забезпечує велику роботу на кількість використовуваної енергії.

    Рецензія

    1. Порівняйте та порівняйте чисту енергію, коефіцієнт чистої енергії та енергоефективність.
    2. Оскільки коефіцієнт чистої енергії для сонячної енергії вище, ніж інші види енергії, чому б нам не використовувати сонячну енергію для електрики майже виключно?
    3. Чому енергія, необхідна для того, щоб зробити тип енергії корисним збільшуватися або зменшуватися? Іншими словами, чому зміниться коефіцієнт чистої енергії?

    Дізнатися більше

    Використовуйте цей ресурс, щоб відповісти на наступні питання.

    1. Крім енергії, що втрачається, коли енергія стікає?
    2. Чому варто замінити лампи розжарювання на КЛЛ?
    3. Чому добре підключити електроніку в удлинитель?
    4. Чому варто використовувати програмований термостат?
    5. Для чого призначено утеплення?
    6. Чому старий прилад є енергетичним раковиною?
    7. Якби ви зробили ці речі, скільки грошей ви б заощадили за десятиліття в середньому (у Міннесоті)?