Печь которая вырабатывает электричество: Техника: Наука и техника: Lenta.ru

Техника: Наука и техника: Lenta.ru

Наше время — это век универсализации технических устройств. Всё меньше людей хотят тратить время и деньги на покупку разных узкоспециализированных систем. Широкое распространение смартфонов — один из последних примеров соединения многих свойств и задач в одном гаджете. Но в электронике к такой универсальности давно уже привыкли. В «потребительской» же энергетике сопоставимый по многозадачности агрегат может считаться техническим чудом. И тем не менее, он существует в реальности.

Допустим, вы — экстремальный турист, отправившийся в поход в девственную тайгу. Или сотрудник МЧС на спасательной операции. Или охотник, вынужденный ночевать в землянке или полузаброшенном домике в глухом лесу. Или, наконец, садовод, у которого на участке не проведено электричество (до сих пор таких участков в России почти четверть). Чтобы обеспечить себя минимальными удобствами, нужно тащить на себе кучу вещей. Долго, тяжело, неудобно.

Электрогененрирующая печь «Индигирка» от сибирской компании «Термофор» для всех этих людей может стать шикарным подарком. По сути, это устройство способно выполнять все функции, необходимые человеку, оказавшемуся по каким-то причинам вдали от цивилизации.

В первую очередь, около нее можно греться, на ней можно готовить обед — ведь это же печь. Но это только начало. Работая практически на любом твердом топливе, «Индигирка» вырабатывает электричество, действуя как мини-генератор. Максимальная мощность тока, производимого агрегатом составляет 60 ватт. Возможно, это не слишком много для городской квартиры, но для человека в десятках или сотнях километров от ближайшей линии электропередач — это колоссальная цифра.

Вырабатываемого печью тока достаточно, в частности, для подключения двух-трех энергосберегающих лампочек. С ее помощью можно зарядить аккумулятора ноутбука, мобильного или спутникового телефона, рации, фото или видеокамеры, навигатора, подключения портативного телевизора, радиоприёмника, DVD-проигрывателя и других портативных энергосберегающих устройств.

При этом электроэнергия вырабатывается в то самое время, когда «Индигирка» выполняет свою основную функцию. Заправив печь топливом, вы можете спокойно поставить варить сосиски и одновременно зарядить мобильник — расходуемая энергия будет распределяться по обоим направлениям.

Кстати, о топливе. Для работы печи не нужно ничего экзотического — она готова работать практически на всем, что горит. Непригодным для печи твердым топливом является только каменный уголь. Все остальное — дрова, хворост, бумага, мусор, торфобрикеты — для нее прекрасно годятся. Таким образом, заправить эту печку не составит большого труда, где бы вы ни находились.

Мощность печи позволяет эффективно отапливать помещения площадью до 20 квадратных метров (или чуть больше, если в доме низкие потолки). Несмотря на это, размер самой печи невелик — глубина составляет 43 сантиметра, ширина — 44 сантиметра, а высота — 65,5 сантиметра. Масса агрегата не превышает 37 килограммов, так что с ее переносом на небольшие расстояния могут без проблем справиться два человека. Эти размеры делают «Индигирку» чрезвычайно удобной в транспортировке: она легко умещается в багажник любой машины.

Еще одним несомненным достоинством печи является ее простота в эксплуатации, а также устойчивость к поломкам. При всем разнообразии своих функций, печь «Индигирка» — в сущности, чрезвычайно простое устройство. Неисправную печь на твердом топливе представить себе также трудно, как, например, неисправный лом. Работать она может практически в любых условиях при температурах от -30 до +40 градусах Цельсия.

Из-за дешевизны используемого топлива расходы на работу печи практически ничтожны. В то же время используемые в конструкции электрогенераторы отличаются повышенной надежностью и долгим сроком службы.

Теплонагруженная топка печи выполнена из жаростойкой хромистой стали, толщиной 2 мм с температурой начала интенсивного окалинообразования не менее 750°С. Применение этого материала позволило значительно уменьшить массу печи и увеличить срок эксплуатации. Печь оснащена встроенным разборным дымоходом, позволяющем быстро смонтировать печь в любом помещении.

Принцип работы печи основан на эффекте Зеебека, который также называют термоэлектрическим эффектом. Горящее в печи топливо нагревает пары специальных соединенных разнородных проводников с одной стороны. С другой стороны пары проводников охлаждаются естественной конвекцией воздуха, проходящего через радиаторы.

По мере возникновения электродвижущей силы (ЭДС), благодаря эффекту Зеебека, автоматически включаются электрические вентиляторы и охлаждение радиаторов становится принудительным.

С началом принудительного охлаждения радиаторов разность температур на пластинах проводников резко возрастает и через несколько минут термоэлектрогенераторы печи начинают штатно выдавать заявленную электрическую мощность до 60 ватт. Электрогенератор выходит на стабильный режим работы через 12-15 минут. При отсутствии внешних потребителей и зараженном встроенном аккумуляторе контроллер переводит электрогенераторы печи в режим поддержания вращения вентиляторов, охлаждающих радиаторы.

Печь «Индигирка» — первый промышленный вариант твердотопливной печи, оснащённой термоэлектрическим генератором. Во многом это революционное изделие. Аналогов такого устройства как в России, так и за рубежом до сих пор не отмечено. Ее универсальность и удобство в применении дает возможность быстро освоить рынки многих государств мира. Стоит отметить, что устройства небольшой мощности (2-3 ватта) существуют в достаточном количестве и сейчас, а вот техника с мощностью в десятки ватт на данный момент является уникальной

Во многих развивающихся странах данное устройство может быть не вспомогательным, а основным источником электроэнергии. Достаточно вспомнить, что на Земле доступа к стационарным источникам энергии не имеют более полутора миллиардов людей. Печь, позволяющая обогревать и генерировать электричество в любых условиях, вызовет у таких потребителей огромный интерес.

Но это только начало. «Индигирка» является лишь первым продуктом в линейке. Проектировщики печи работают над повышением мощности термоэлектрогенераторов и повышением мобильности девайса за счет снижения веса. Прогресс в производстве таких систем может привести к тому, что нынешние модели через сравнительно короткое время станут анахронизмом.

Печи больших габаритов могут использоваться для генерации энергии для большего количества задач. В будущем такие агрегаты могут использоваться как замена ветрякам, солнечным батареям и дизельгенераторам — просто в силу своей неприхотливости. К сожалению, устройства, работающие на принципе Зеебека, сейчас достаточно дороги, но прогресс технологий на месте не стоит и, со временем, их доступность будет повышаться.

как дешево сделать систему электрообогрева своими руками

Давно уже прошли те времена, когда единственным способом обогрева частного дома была дровяная печь. Современные технологии и материалы позволяют выбирать способ отопления из множества существующих, но специалисты в один голос утверждают, что в будущем именно электрическое отопление частного дома будет в приоритете. Всем известно, что запасы полезных ископаемых далеко не бесконечны и наступит время, когда от газа придется полностью отказаться и перейти на более чистый энергоноситель – электричество.

Электрические отопительные системы имеют массу неоспоримых преимуществ, а зачастую это может быть просто единственный доступный способ обогрева.

Очень важно продумать проект электрического отопления еще на этапе постройки дома, так как в дальнейшем установка оборудования в уже готовое помещение может привести к необходимости переделки, и, как следствие, к дополнительным затратам. Точный тепловой расчет нужно делать с учетом норм СНиП. Несоблюдение этих требований приведет к повышенным расходам на электроэнергию.

Плюсы и минусы обогрева дома электричеством

Электроотопление частного дома обладает следующими преимуществами:

Простота и легкость установки

Для самостоятельного монтажа не потребуются дорогостоящий инструмент и специальные знания. Все оборудование имеет небольшие габариты, монтируется быстро и с минимальными затратами.

Все приборы легко транспортируются и переносятся в разные помещения. Отдельная котельная и дымоход также не потребуются.

Безопасность

Электрические системы не образуют угарных газов, продукты сгорания полностью отсутствуют. Вредные выбросы не выделяются даже при поломке или разборке системы.

Невысокие первоначальные затраты

Отсутствует необходимость подготовки проектной документации с приглашением специальных служб. Никакие разрешительные документы не нужны.

Надежность и бесшумность

Электрическое отопление не нуждается в регулярном сервисном обслуживании с привлечением специалистов. Все установки работают абсолютно бесшумно, так как в системе отсутствуют вентилятор и циркуляционный насос.

Простота эксплуатации

В системе нет элементов, которые могли бы быстро выйти из строя. Нет необходимости постоянно следить за датчиками и уровнем топлива.

Блок управления системой.

Высокий уровень КПД

Позволяет быстро обогреть частный дом даже в самые сильные морозы. Электрическое отопление всегда оборудуется специальной системой, дающей возможность регулировать температуру в каждой отдельной комнате, что позволяет значительно сэкономить финансовые затраты в отопительный сезон.

Минусы работы

Главным недостатком электрического отопления считается большой расход электроэнергии. В некоторых районах цена на энергоносители достаточно высокая, поэтому такой способ может быть просто невыгодным.

Вторым недостатком считается энергозависимость. Если электричество по какой -либо

Индукционная печь своими руками: схема, чертежи

Сам принцип работы индукционной печи состоит в том, что тепло для плавки получают из электричества, которое вырабатывается переменным магнитным полем. В таких печах происходит преобразование энергии от электромагнитной, далее в электрическую и в конечном итоге в тепло. Как же делается индукционная печь своими руками?

Такие печи делят на два типа:

1. Тигельные. В таких печах индуктор и сердечник находятся внутри металла. Такой тип печей используют в промышленных плавильнях, для плавки меди, алюминия, чугуна, стали, а также на ювелирных заводах для плавки драгоценных металлов.
2. Канальные. В таком виде печей индуктор и сердечник находятся вокруг металла.

По сравнению с котлами или же другими печками, индукционные печи имеют ряд преимуществ:

• моментально разогреваются;
• фокусируют энергию в заданном диапазоне;
• экологически чистое устройство и относительная безопасность;
• отсутствует угар;
• огромные возможности регулировки температуры и емкости;
• однородность металла, который плавится.

Индукционные печи также применяют для отопления. Это удобный и в то же время бесшумный метод отопления.

Не требует специального помещения для котла. На греющем элементе накипь не скапливается, а для циркуляции по отопительной системе можно использовать любую жидкость, будь то масло, вода и другие. Также печь долговечна, так как минимально изнашивается. Как и говорилось ранее, она очень экологична, ведь нет никаких вредных выбросов в воздух, а также отвечает всем требованиям пожарной безопасности.

Сбор информации

Человеку, который понимает, как прочитать и понять электрическую схему, будет не сложно разобраться, как сделать подобную индукционную печь. В сети Интернет вы увидите десятки, а то и сотни вариантов изготовления различных индукционных печей с использованием домашнего хлама, например, из старой микроволновки или сварочного инвертора.

Обязательно помните, что электрический ток – вещь опасная. И для изготовления индукционной печи нужно иметь представления о том, что такое нагрев с помощью индукции. Желательно, чтобы с вами был человек, который хорошо понимает хотя бы основы электротехники или имеет опыт работы с электрооборудованием.

Принцип работы

Основа работы такой печки – это извлечение тепла из электрического тока, которое вырабатывает переменное магнитное поле с помощью катушки индуктивности. Выходит, мы получаем тепло сначала из электромагнитной энергии, а потом с электрической. Замкнутость токов, которые текут по виткам индуктора (катушке индуктивности), выделяет тепло и прогревает металл изнутри.

Такая печь может работать иметь упрощенный вариант и работать от домашней сети 220В. Но для этого требуется выпрямитель, то есть адаптер.

Устройство печи

Конструкция индукционного прибора похоже на трансформатор. В нем первичная обмотка питается переменным током, а вторичная служит нагреваемым телом.

Самым простым индуктором считается изолированный проводник (имеющий вид спирали или сердечника), который расположен на поверхности металлической трубы или внутри нее.

Вот некоторые узлы, которые работают по индукции:

• индуктор;
• отсек для плавильной печи;
• нагревающий элемент для обогревательной печи;
• генератор;
• корпус.

Читайте также: Как сделать генератор дыма для холодного копчения

Система для отопления

Для того чтобы сделать индукционный нагреватель, понимающие мастера используют простой сварочный инвертор, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное. Для таких случаев используют кабель с поперечным сечением 6-8 мм, но не стандартный для сварочных аппаратов в 2,5 мм.

Подобные отопительные системы обязательно должны иметь закрытый тип, а управление происходит автоматически. Для прочей безопасности нужен насос, который обеспечит циркуляцию по системе, а также воздухоспускной клапан. Такой нагреватель необходимо ограждать от деревянной мебели, а также от пола и потолка минимум в 1 метр.

Безопасность

При работе с индукционной печью нужно быть очень осторожным, чтобы не получить термические ожоги, а также учитывать пожароопасность этого устройства. Работая с такими приборами, запрещается их перемещать с места на место. Особенно нужно заранее продумать месторасположение печи в доме или гараже, чтобы она не представляла опасности.

Сильное электромагнитное поле, которое излучает печка, может также воздействовать на окружающие предметы, например, металлические, а также на электронную технику. Мобильные телефоны, планшеты и подобные устройства могут ловить наводку, соответственно, некорректно при этом работать.

Что более энергоэффективно? Микроволновая печь против тостера против духовки

Выбор подходящего энергоэффективного кухонного оборудования для решения конкретной задачи — это один из простых способов сэкономить энергию и потенциально снизить затраты на электроэнергию дома. (Не знаете, с чего начать? Примите участие в викторине «Что более энергоэффективно?» По наиболее часто используемым приборам).

Мы уже писали об энергетическом противостоянии между светодиодными и CFL-лампами, мультиварками и духовками, газовыми и электрическими сушилками. Пришло время объявить победителя в битвах : микроволновая печь против духовки и тостер-печь против микроволновки .Победителем энергоэффективного приготовления пищи является… микроволновая печь!

По данным ENERGY STAR, если вы решите готовить в микроволновой печи, а не в духовке, вы можете потреблять от 30% до 80% меньше энергии. В качестве дополнительного бонуса микроволновая печь не нагревает кухню летом так сильно, как приготовление пищи в духовке, что может помочь с расходами на кондиционирование воздуха.

Это помогает понять, как эти устройства работают, когда решаете, использовать ли тостер или микроволновую печь или микроволновую печь против духовки.

Микроволны используют высокочастотные радиоволны для нагрева молекул воды внутри пищи.Еда по сути готовится изнутри, оставляя воздух вокруг еды, чтобы оставаться при комнатной температуре. По сути, микроволны нагревают всю пищу сразу. Этот метод сокращает время приготовления и потребление энергии, особенно при приготовлении небольшого количества пищи.

В отличие от этого, обычная духовка нагревается в основном за счет конвекции: горячий воздух окружает пищу, а тепло от горячих змеевиков возникает в результате разницы температур между горячим воздухом и пищей. Когда внешние части продукта становятся горячими, тепло перемещается внутрь, нагревая внутреннюю часть продукта.Духовки с тостером готовят пищу, сочетая горячий воздух с лучистым теплом.

Тостер и микроволновая печь

Тостеры и микроволновые печи обычно имеют разную мощность. Средняя микроволновая печь потребляет 925 Вт, а тостеры — 1225 Вт в США. Это означает, что с самого начала микроволновая печь опережает тостеры в области энергоэффективного приготовления пищи, поскольку она потребляет примерно на 20% меньше энергии.

Духовки с тостером

превосходят обычные духовки. По данным ENERGY STAR, при приготовлении небольших блюд они используют от до ½ количества энергии, потребляемой обычной электрической духовкой.Духовки с тостером в основном используются для поджаривания и выпечки и реже для размораживания, подогрева или жарки пищи. ENERGY STAR отмечает, что 27% семей используют свои тостеры только для тостов, а 7% используют их только для выпечки.

Микроволновая печь и духовка

Приготовление картофеля — один из способов понять потенциальные преимущества использования микроволновой печи по сравнению с духовкой. По данным журнала Home Energy, приготовление четырех средних картофелин занимает около 15 минут в микроволновой печи.На приготовление тех же четырех картофелин в обычной духовке уйдет около часа. Это, очевидно, сокращение как временных, так и энергетических затрат.

Тем не менее, иногда духовка является подходящим энергоэффективным прибором для приготовления пищи. Например, большие количества еды лучше помещать в духовку, чем в микроволновую печь.

Вы можете повысить энергоэффективность своей духовки, следуя нескольким советам:

• Установите духовку подальше от холодильника. Тепло от плиты заставит холодильник работать усиленно и повысит ваш счет за электричество.Если вам все же приходится ставить приборы рядом друг с другом, поместите между ними лист пенопласта.
• Духовки с самоочисткой имеют лучшую изоляцию и плотнее прилегают к дверцам, чем стандартные печи. Это более эффективно удерживает тепло.
• Не открывайте дверцу духовки во время готовки, чтобы проверить пищу. Каждый раз, когда вы открываете дверцу, температура духовки падает на 25 градусов. Вот почему в духовках есть внутреннее освещение или таймер.
• Предварительный разогрев духовки требует дополнительной энергии и обычно считается ненужным.
• Используйте подходящую посуду. Использование в духовке стеклянной или керамической посуды вместо металлической позволяет снизить температуру примерно на 25 градусов и так же быстро приготовить пищу.

Хотите узнать, какое место занимает другая кухонная техника в энергоэффективном приготовлении пищи? Вот разбивка примерной стоимости в киловатт-часах и стоимости эксплуатации различных кухонных приборов, любезно предоставленных Центром потребительской энергии.

Конечно, никакой прибор не будет эффективным, если он используется неправильно.Центр потребительской энергии предлагает несколько советов по обеспечению оптимальной эффективности использования микроволновой энергии:

• Микроволны наиболее эффективны для небольших порций или размораживания.
• Микроволновые печи подходят не для всех видов приготовления пищи; они могут готовить неравномерно и не подрумянивать пищу.
• Энергоэффективность СВЧ не сильно различается. Как правило, небольшая микроволновая печь, рассчитанная на 600-800 Вт, более энергоэффективна, чем более крупная, обычно на 850-1650 Вт. Не покупайте микроволновую печь большего размера, чем нужно вашей семье.
• Более новые модели могут повысить эффективность использования энергии микроволн за счет датчиков температуры, датчиков, определяющих содержание влаги, когда еда полностью приготовлена, и регулируемых настроек мощности.

Последний вынос? При выборе наиболее энергоэффективного кухонного оборудования размер имеет значение. То же самое относится и к готовке, которую вы хотите приготовить. Но если вы собираетесь немного и / или разогреваете, вы не сможете превзойти эффективность использования микроволновой печи.

Ученые создают новую технологию, которая генерирует электричество ночью

Радиационное охлаждение неба — это явление, при котором на земле образуется изморозь, когда температура все еще выше нуля.Это объясняет образование капель воды на лобовых стеклах автомобилей и инея на траве в ночное время.

Теперь она была использована для создания технологии, которая могла бы стать ночным двойником солнечной энергии.

СВЯЗАННЫЕ С: ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ПОГРУЗКИ ПРИРОДНОГО ГАЗА В США К 2035 ГОДУ, ГОВОРЯТ НОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Возобновляемая ночная энергия

Исследователи, возглавляемые специалистом по материалам Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, говорят, что они использовали принципы, лежащие в основе радиационного охлаждения неба, и создали инновационное решение для производства возобновляемой энергии в ночное время.

В статье, опубликованной в журнале Joule , они описывают недорогую технологию, которая, по данным Международного энергетического агентства, в конечном итоге может помочь более чем 1 миллиарду людей во всем мире, у которых отсутствует надежный доступ к электроэнергии.

Техническая концепция, описанная в документе под названием Генерация света из тьмы , может использоваться как автономное решение или может работать с солнечной энергией, позволяя генерировать электричество в любое время из одного и того же места.

Радиационное охлаждение неба

Явление, лежащее в основе новой технологии, радиационное охлаждение неба, является естественным явлением, когда обращенная к небу поверхность испускает тепло в воздух в виде теплового излучения. Часть этого тепла поднимается в верхние слои атмосферы и может даже уйти в космос.

«Этот эффект возникает естественным образом постоянно, особенно в ясные ночи», — сказал в пресс-релизе Аасват Раман, руководитель исследования и доцент кафедры материаловедения и инженерии инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

«В результате объект, излучающий тепло, будь то автомобиль, земля или здание, будет немного холоднее окружающей температуры».

Новая технология использует эту разницу температур для выработки электроэнергии. Ученые создали устройство, способное улавливать поднимающееся тепло из окружающего воздуха и преобразовывать его в электричество.

Экспериментальная установка генерирующего электричество устройства, использующего радиационное охлаждение неба для сбора энергии. Источник: Aaswath Raman / UCLA

Недорогое решение

Созданное устройство могло питать светодиодную лампу.

Все детали, использованные для экспериментального устройства, были куплены в магазинах бытовой техники и электроники по общей стоимости менее 30 долларов .

Установка включала алюминиевый диск, окрашенный в черный цвет с одной стороны, который был установлен лицом к небу. Диск использовался для излучения тепла из окружающего воздуха. Он также включал термоэлектрический генератор — устройство, которое вырабатывает электрическое напряжение в ответ на перепады температур.

Устройство генерировало примерно 25 милливатт на квадратный метр .Хотя это намного меньше, чем у солнечного элемента аналогичного размера, Раман сказал, что устройство можно легко использовать для выработки энергии в местах, удаленных от электросети.

Раман и его команда работают над улучшением технологии, создавая более мощные прототипы.

Микроволновые печи | Как они работают?

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 31 августа 2020 г.

Как любили бы наши предки
микроволновые печи! Вместо того, чтобы часами сидеть возле дымных дров, варить тушеное мясо буйвола для своих
Друзья каменного века, они могли бы просто выбросить все в
микроволновая печь, нажал несколько кнопок и уже через минуту или
два. Конечно, у них не было электричества, которое могло быть
что-то вроде проблемы…

Когда в 1970-х годах стали популярны микроволновые печи, они
домашнее удобство на новый уровень. Обычная духовка разогревает пищу
очень медленно снаружи внутрь, но в микроволновой печи используются крошечные,
мощные радиоволны для приготовления еды
более равномерно (грубо говоря, мы иногда говорим, что он готовится «изнутри» — хотя
это не совсем правильно).Вот почему микроволновая печь может приготовить мясо примерно в шесть раз быстрее, чем обычная духовка. Микроволновые печи также экономят энергию, потому что вы можете готовить сразу, не дожидаясь, пока духовка сначала нагреется до высокой температуры. Давай ближе
посмотрите как они работают!

Что готовит?

Микроволновые печи такие быстрые и эффективные, потому что они отводят тепловую энергию
непосредственно к молекулам (крошечным частицам) внутри пищи. Микроволны нагревают пищу, как солнце нагревает ваше лицо — излучением.

Фото: «Рабочая камера» типичной микроволновой печи. Этот прочный металлический ящик предотвращает утечку вредных микроволн. Микроволны генерируются устройством, называемым
магнетрон, который находится за перфорированной металлической сеткой на
правая сторона (сразу за лампой, которая освещает духовку
внутри). Если вы посмотрите через сетку, вы можете просто увидеть горизонтальное охлаждение
плавники на магнетроне (которые выглядят как стопка параллельных горизонтальных
металлические пластины).Обратите внимание также на поворотный столик, который вращает пищу, чтобы микроволны готовили
это равномерно. Задняя часть двери покрыта защитным металлом.
марлю, чтобы не допустить утечки микроволн.

Микроволновая печь очень похожа на электромагнитные волны, которые пронизывают воздух от
Теле- и радиопередатчики. Это невидимый восходящий и нисходящий паттерн электричества.
и магнетизм, несущийся по воздуху со скоростью света (300 000
км или 186000 миль в секунду). Хотя радиоволны действительно могут быть очень длинными
(некоторые измеряют десятки километров или миль между гребнем волны и другим),
они также могут быть крошечными: микроволны — это, по сути, самые короткие радиоволны, а длина микроволн, которые готовят пищу в вашей духовке, составляет всего 12 см (примерно 5 дюймов).(Подробнее об электромагнитных волнах читайте в нашей статье
по электромагнитному спектру.)

Несмотря на небольшой размер, микроволновые печи переносят огромное количество
энергия. Одним из недостатков микроволн является то, что они могут повредить живые клетки и
ткань. Вот почему микроволновые печи могут быть вредными для людей — и почему микроволновые печи
окружены прочными металлическими ящиками, не дающими волнам уйти.
При нормальной работе микроволновые печи совершенно безопасны. Даже так,
микроволновые печи могут быть очень опасными, так что никогда не обманывайте
вокруг с микроволновой печью.Микроволны также используются в мобильных телефонах (мобильных телефонах), где они передают ваш голос взад и вперед по воздуху и на радарах.

Как микроволновая печь готовит пищу?

Как микроволновая печь превращает электричество в тепло? Как это!

1. Внутри прочного металлического ящика находится микроволновый генератор, называемый магнетроном. Когда ты начнешь
   во время приготовления пищи магнетрон забирает электричество из розетки и
   преобразует его в мощные радиоволны 12 см (4,7 дюйма).
2. Магнетрон направляет эти волны в отделение для пищевых продуктов через канал, называемый волной.
   руководство.
3. Блюдо стоит на вращающемся подносе и медленно вращается, поэтому микроволны готовят его равномерно.
4. Микроволны отражаются от отражающих металлических стенок отделения для пищевых продуктов,
   точно так же, как свет отражается от зеркала.
   Когда микроволны достигают самой пищи, они не просто отскакивают. Только
   как радиоволны могут проходить сквозь стены вашего дома, так
   микроволны проникают внутрь пищи.Путешествуя по нему, они
   заставляют молекулы внутри него вибрировать быстрее.
5. Вибрирующие молекулы имеют тепло, поэтому чем быстрее молекулы вибрируют, тем горячее.
   еда становится. Таким образом микроволны передают свою энергию
   молекулы пищи, быстро нагревая ее.

Готовят ли микроволны изнутри?

В обычной духовке тепло должно исходить от электрических нагревательных элементов.
(или газовые горелки), расположенные снизу и по бокам плиты, в еду, которая готовится в основном
проводимость снаружи внутрь — от внешних слоев к внутренним.Вот почему пирог, приготовленный в обычной духовке, можно обжечь по краям и вовсе не приготовить в середине.
Иногда говорят, что микроволновые печи готовят еду «изнутри», что немного похоже на блеск.
и не совсем правильно. Когда люди говорят это, на самом деле они имеют в виду, что микроволны
одновременно возбуждают молекулы прямо через пищу, поэтому обычно
готовить быстрее и равномернее, чем в противном случае.

Иллюстрация: Микроволны (оранжевые) готовят пищу в основном за счет «вибрации» молекул воды (красных и синих).
внутри него.

То, как еда готовится в микроволновой печи, во многом зависит от того, из чего она сделана. Микроволны сильнее возбуждают жидкости в продуктах, поэтому что-то вроде фруктового пирога (с более высоким содержанием жидкости в центре) действительно будет готовиться изнутри наружу, потому что внутри больше всего воды. С яблоком, приготовленным в микроволновке, нужно быть очень осторожным
пирог, потому что внутренняя часть может быть горячей, а внешняя корочка едва даже теплая. С другими продуктами, в которых содержание воды распределено более равномерно, вы, вероятно, обнаружите, что они готовятся снаружи, как в обычной духовке.Поскольку микроволны работают, заряжая молекулы воды, они сушат пищу больше, чем обычные печи.

Еще одним важным фактором является размер и форма того, что вы готовите. Микроволны не проникают больше, чем на сантиметр или два
(возможно, на дюйм или около того) в еду. Подобно пловцам, ныряющим в воду, они теряют энергию с того момента, как входят в корм, и после этого первого сантиметра или около того у них не остается достаточно энергии, чтобы проникнуть глубже. Если вы готовите что-нибудь большое (например, кусок мяса в большой микроволновой печи), только внешний слой «кожицы» будет приготовлен самими волнами; интерьер будет приготовлен снаружи внутри кондуктом.К счастью, большинство вещей, которые люди готовят в небольших микроволновых печах, не намного больше пары сантиметров в диаметре (подумайте о мясном или фруктовом пироге, пригодном для использования в микроволновой печи). К сожалению, поскольку еда внутри и снаружи готовится по-разному, с разной скоростью, легко получить что-то приготовленное снаружи и сырое посередине.
или пережаренный снаружи и приготовленный прямо в середине. Как и любой другой метод приготовления, микроволновая печь имеет свои недостатки и требует некоторого привыкания.

Вы заметите, что для ужинов, пригодных для использования в микроволновой печи, указано «время приготовления», равное такому количеству минут, за которым следует «время выдержки».
это часто так же долго (когда вы оставляете приготовленную пищу в покое перед тем, как ее съесть). В этот период еда
эффективно продолжает готовку: более горячие части блюда передают тепло путем теплопроводности более холодным частям,
Надеюсь, это даст единообразное приготовление во всем

То, как микроволновые печи распределяют свои микроволновые печи, также позволяет готовить блюда необычным образом, например
Зло Безумный
Ученые лаборатории выяснили это, когда попытались приготовить индийские закуски в различных микроволновых печах.

Кто изобрел микроволновую печь?

Как и многие великие изобретения, микроволновые печи возникли случайно.
открытие. Еще в 1950-х годах американский инженер-электрик Перси Спенсер (1894–1970) проводил эксперименты с магнетроном в компании Raytheon Manufacturing Company, где он работал. В то время
Основное применение магнетронов было в радарах: способ использования радиоволн для помощи
самолеты и корабли ориентируются в плохую погоду или темноту.

Artwork: Один из оригинальных патентных чертежей Перси Спенсера для микроволновой печи.
духовой шкаф.Я закрасил его здесь, чтобы вы могли видеть его более четко и понять, насколько он похож на микроволновую печь, которую я
описано выше. Слева (красный) — входящая электрическая мощность. Это заставляет пару магнетронов (синий) генерировать микроволны, которые направляются по линиям передачи (желтый) и волновод (оранжевый) к кулинарии.
отсек (зеленый). Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Однажды у Перси Спенсера была плитка шоколада.
карман при включении магнетрона.К его удивлению, в баре
быстро плавится из-за тепла, выделяемого магнетроном. Это дало
ему пришла в голову идея, что магнетрон можно использовать для приготовления пищи. После
успешно приготовив попкорн, он понял, что может развить
микроволновая печь для приготовления любых блюд. Он получил ряд патентов на
эта идея в начале 1950-х годов, включая идею приготовления кофе в микроволновой печи
пивовара (патент США 2,601,067, выдан 17 июня 1952 г.) и тот, который я проиллюстрировал здесь (патент США 2,495,429 «Метод обработки пищевых продуктов»
24 января 1950 г.), где показаны основные принципы работы микроволновой печи.В этом патенте вы можете найти собственное лаконичное резюме Спенсера о том, как работает его изобретение:

«… используя длины волн, попадающие в микроволновую область электромагнитного спектра … Таким образом,
длина волны энергии становится сопоставимой со средним размером готового продукта,
и в результате тепло, выделяемое в продуктах питания, становится интенсивным, расходуемая энергия становится равной
минимум, и весь процесс станет эффективным и коммерчески осуществимым ».

Раннее оборудование Спенсера было относительно примитивным по сравнению с современными чистыми микроволнами — его первая печь была примерно
1.5 метров (5 футов) в высоту! С тех пор микроволновые печи стали намного компактнее, и миллионы их были проданы по всему миру.

Легко назвать изобретение Спенсера «простой» счастливой случайностью, но это было еще не все: для этого нужно
правильный вид изобретательного ума, чтобы ухватиться за открытие и сделать что-нибудь из него. Как читательский
Журнал дайджест позже
Сообщается, что Спенсер «продемонстрировал, что ничто не выходит за пределы досягаемости человека, который хочет знать, что происходит, и который чувствует ответственность за то, что что-то с этим делает.»130 патентов, выданных ему при жизни, подтверждают это,
и его изобретательским способностям претворять научные идеи в жизнь.

Насколько эффективны микроволновые печи?

Вы можете ожидать, что микроволновая печь будет намного эффективнее других способов приготовления пищи: другими словами,
Вы ожидаете, что больше энергии, поступающей от кабеля питания, будет преобразовано в тепло в вашей пище и меньше будет потрачено впустую
другими способами. Вообще говоря, это правильно: готовить в микроволновой печи дешевле и быстрее, чем готовить в обычной печи.
духовку, потому что вам не нужно нагревать саму духовку перед приготовлением.

?

Но это еще не все. Если вы хотите разогреть только небольшое количество еды (или чашку горячей воды), используйте микроволновую печь.
духовка — не лучший вариант использования. Когда вы что-то готовите в микроволновой печи, вы не только вкладываете энергию в пищу, но и заряжаете ее
электродвигатель, который вращает относительно тяжелый стеклянный поворотный стол.
Хотя вам не нужно нагревать отделение для продуктов, чтобы духовка готовила, микроволновая печь, на самом деле, достаточно
теплый после того, как он был включен некоторое время, поэтому есть некоторые тепловые потери.Магнетрон не очень эффективен при преобразовании
электричество в микроволны: станет горячим. И вам также нужно запитать электронную схему, дисплей таймера и, возможно, охлаждающий вентилятор. В совокупности все это делает микроволновую печь менее эффективной, чем она могла бы быть.

Насколько менее эффективен? Физик Том Мерфи недавно
сравнил энергоэффективность различных методов кипячения воды и обнаружил (что, возможно, удивительно), что они были эффективны только около 40 процентов, что примерно вдвое меньше.
как с электрическим чайником.

Безопасны ли микроволновые печи?

Вы беспокоитесь о том, что стоите слишком близко к микроволновой печи, когда она гудит, жужжит и издает
замороженный блок в дымящийся вкусный обед? Не надо! Полости для приготовления пищи в микроволновых печах представляют собой герметичные металлические контейнеры: обычно используйте микроволновую печь, и волны не могут просочиться. Если вы внимательно посмотрите на внутреннюю часть стеклянной двери, вы обнаружите, что к ее задней части приклеена металлическая сетка; те отверстия, которые вы видите в нем, слишком малы, чтобы пропускать через них микроволны.Еще одна функция безопасности (называемая блокировкой) сохраняет вас в целости и сохранности: если вы попытаетесь открыть дверь, магнетрон немедленно перестанет гудеть; большинство микроволн фактически имеют две независимые блокировки на случай отказа одной из них. Конечно, все же стоит принять меры предосторожности. Вы не хотите, чтобы микроволны выходили из вашей духовки, поэтому, если дверца не закрывается должным образом (возможно, из-за того, что она забита пролитой пищей), если сетка на задней части стекла начала ржаветь и отслаиваться, если блокировки не работают, или машина дает вам повод думать, что она протекает, немедленно отремонтируйте или замените ее.

Фото: микроволновая печь имеет защитную металлическую решетку с внутренней стороны дверцы. Вы можете заглянуть в духовку, когда дверь закрыта, потому что свет может проникать через отверстия в марле.
Однако микроволны намного больше, чем световые волны, поэтому они слишком велики, чтобы пройти через отверстия и оставаться надежно «запертыми» внутри.

Даже если ваша микроволновая печь «протекает», это вряд ли причинит вам вред. Хотя микроволновые печи могут производить внутри очень большую мощность (до 1000 Вт в типичной большой духовке), по мере удаления от них мощность падает очень быстро.Вне кухонной камеры и на некотором расстоянии даже излучающая микроволновая печь будет производить лишь небольшое количество электромагнитного излучения — меньше, чем вы бы получили от мобильного телефона. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, на расстоянии около 5 см (2 дюйма) мощность утечки микроволновой печи составляет около 5 милливатт на квадратный сантиметр, что «намного ниже уровня, который, как известно, наносит вред людям», в то время как на расстоянии около 50 см (20 дюймов) это снова примерно на 1 процент больше. Даже стоя в непосредственной близости от протекающей микроволновки, вам придется подвергаться гораздо более высокому уровню радиации гораздо дольше, чтобы возник реальный риск для вашего здоровья.Всемирная организация здравоохранения обнадеживает по этому поводу: «тепловое повреждение может возникнуть только в результате длительного воздействия очень высоких уровней мощности, значительно превышающих те, которые измеряются вокруг микроволновых печей». Другими словами, просто слишком мало энергии, чтобы нагреть ткани вашего тела настолько, чтобы нанести ущерб.

И если вы когда-нибудь задумывались, почему нельзя приготовить обед с помощью мобильного телефона (который, как вы помните, использует волны аналогичного размера), объяснение одно и то же: недостаточно энергии. Даже если вы поставите свой мобильный телефон прямо на замороженный обед, он не будет выделять достаточно энергии для выработки тепла, необходимого для приготовления пищи, независимо от того, как долго вы его там оставляете.

Узнать больше

На сайте

Книги

• Что Эйнштейн сказал своему повару Роберт Вулке, Нортон, 2002. Это остроумное и очень удобочитаемое введение в кухню (в основном химию) включает длинный раздел о различных аспектах приготовления в микроволновой печи («Глава 8: Эти загадочные микроволновые печи»). Он также охватывает науку, лежащую в основе многих других тем, связанных с едой.

Статьи

• Факты о микроволновых печах Джона Р.Free, Popular Science, февраль 1973 г. Это может быть старая статья, но это отличное введение в микроволновые печи — и насколько они революционны, когда впервые появились.

Здоровье и безопасность

Эти официальные источники должны убедить вас, что микроволновые печи действительно безопасны:

Патенты

Если вы более технически подкованы, возможно, вам стоит прочитать патенты Перси Спенсера. Их довольно много — и вот
трое, чтобы начать вас:

• Патент США 2 495 429: Способ обработки пищевых продуктов Перси Спенсером, выдан 24 января 1950 г.Оригинальный патент Спенсера на микроволновую печь, показанный выше.
• Патент США 2 601 067: Варка кофе Перси Спенсером, выданный 17 июня 1952 года. Микроволновая печь, которая может варить кофе!
• Патент США 2408 235: Высокоэффективный магнетрон Перси Спенсера, 24 сентября 1946 г. Типичный резонаторный магнетрон военного времени.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2006/2020) Микроволновые печи. Получено с https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как вырабатывается электроэнергия из воды? (с иллюстрациями)

Есть два основных метода производства электроэнергии из воды. Один метод использует энергетический потенциал воды, захваченной в плотинах, в более сложной версии водяного колеса, а другой захватывает энергию океанских волн. Электроэнергия, вырабатываемая из воды, является полностью возобновляемой, поскольку вода является богатым природным ресурсом, и в процессе производства электроэнергии вода не расходуется. По этой причине многие страны сильно полагаются на гидроэнергетику, потому что они хотят способствовать устойчивому производству энергии.

Плотина гидроэлектростанции.

Когда плотина используется для выработки энергии, туннели устанавливаются в плотине при ее строительстве. Эти туннели оборудованы турбинами, которые вращаются, когда вода течет через туннели. Когда турбины вращаются, они вырабатывают электричество, которое можно подавать в сеть или хранить.Операторы плотин могут определять количество произведенной энергии, регулируя поток воды; большинство плотин способны вырабатывать гораздо больше энергии, чем они производят ежедневно, что может быть полезно при возникновении проблем на других электростанциях и объектах.

Корабль проходит через шлюз на плотине Три ущелья, крупнейшей в мире плотине гидроэлектростанции.

Электроэнергия, вырабатываемая из воды в океане, известна как энергия волн или энергия волн. Этот метод выработки электроэнергии использует изменения уровня воздуха в герметичных камерах для питания турбин. Эти камеры плавают в частях океана с высокой волновой активностью, что обеспечивает возможность производства большого количества электроэнергии.Не все районы океана подходят для генерации энергии волн, но некоторые приморские общины воспользовались этой технологией для получения энергии.

Плотина Гувера используется для производства гидроэлектроэнергии.

Производство электроэнергии является серьезной проблемой для большей части мира, поскольку спрос только растет с ростом населения. Преимущество гидроэнергетики заключается в том, что после того, как генерирующие объекты построены, их легко обслуживать и эксплуатировать. Электроэнергия, вырабатываемая из воды, также является чистой, поскольку не требует сжигания ископаемого топлива для выработки электроэнергии.Люди также могут сами вырабатывать гидроэлектроэнергию, если у них есть доступ к быстро движущемуся водоему, чтобы они могли установить водяные колеса.

Использование энергетического потенциала воды, захваченной плотиной, — это один из способов выработки электроэнергии из воды.

Электроэнергия, вырабатываемая из воды, имеет некоторые недостатки.Например, плотины могут быть весьма разрушительными при их установке, поскольку вода затопит районы за плотинами. Это было причиной споров в прошлом, особенно когда плотины затопляли долины, используемые коренными народами для погребений и религиозных церемоний. Если плотина выходит из строя, это также вызывает катастрофическое наводнение, и люди, живущие ниже по течению от плотины, обычно испытывают сокращение доступной воды после ее установки. Также были высказаны опасения по поводу мощности волн, поскольку они могут быть довольно шумными и могут нанести ущерб морской жизни.

Электроэнергия, вырабатываемая в океане, известна как «энергия волн».

Почему важно электричество? — Р Тернер Электрик

Каждый день нас окружает одно из самых важных достижений всех времен — электричество.Хотя это сила энергии, используемая во всем мире, до ее открытия люди веками жили без нее, что, как вы можете себе представить, внесло свой вклад в один темный мир ночью, за исключением свечей здесь и там.

Тем не менее, даже несмотря на то, что люди выжили без него, шансы человечества на процветание без него очень маловероятны.

Это связано с развитием и ростом, который стал возможен в результате производства электроэнергии.В тот момент, когда миру была представлена ​​идея о том, что электричество можно создать и оживить мир, все изменилось.

Он не только используется для включения света в вашем доме и позволяет вам удобно готовить, убирать и вести свой день или работу, как обычно, но он также включает поддержку множества различных отраслей, одна из которых самый большой включает в себя технологии. Если бы не возникла идея электричества и процесс его создания, не было бы никаких технологий, и жизнь осталась бы прежней.

Важность электричества в нашей повседневной жизни

Начиная с вашего дома, электричество важно для работы всех приборов, развлечений, освещения и, конечно же, всей техники.

Когда дело доходит до путешествий, электричество важно для использования электропоездов, самолетов и даже некоторых автомобилей.

Если вы думаете о таких объектах, как школы, медицинские учреждения, такие как больницы и магазины, всем для эффективной работы требуется электричество.Когда дело доходит до медицины, электричество позволяет получать рентгеновские снимки, ЭКГ и мгновенные результаты анализов крови, а также что-либо еще. Это позволяет вести более эффективную медицинскую практику в этих учреждениях. Электричество также важно для целей и работы машин, таких как компьютеры или мониторы, которые отображают данные для улучшения медицины. Без электричества больницы и медицина не смогли бы развиваться и лечить болезни, что также привело бы к большему количеству жертв.

Откуда берется электричество?

Мало кто знает, как вырабатывается электричество, что кажется нереальным, поскольку это один из самых важных компонентов, которые мы используем каждый день. Фактически он получен из следующих источников:

Энергия ветра с использованием ветряных мельниц.

Энергия водопадов, помогающая в производстве гидроэлектроэнергии.

Уголь, сжигаемый для производства электроэнергии.

Фотоэлектрическая энергия, вырабатываемая солнечными лучами.

Принимая во внимание все, что конкретно касается того, почему нам нужно электричество для поддержания нашего нынешнего образа жизни и достижений в жизни, это то, что нельзя принимать как должное. До сих пор есть люди, которые живут без электричества в слаборазвитых бедных странах, но те, кто полагается на него каждый день, скорее всего, не смогут обойтись без него.

Powering A Generation: Производство электроэнергии

Генерация
Электроны

Есть много способов производить электричество.Электроны
может течь между некоторыми различными материалами, обеспечивая ток, как в
обычная батарея. Будучи надежными и портативными, химические батареи работают
вниз быстро. Для обеспечения большого количества стабильной мощности, необходимой для
построены современные общества, большие электростанции. Большинство электростанций
производить электричество с помощью машины, называемой генератором.

Ротор турбины 1925 г. для генератора Westinghouse, Изображение № 21.035,
Коллекция исторических изображений Science Service, Национальный музей американской истории

Генераторы

состоят из двух важных частей:
ротор (который вращается) и статор (который остается неподвижным).Генераторы
использовать принцип электромагнитной индукции, который использует соотношение
между магнетизмом и электричеством. В больших генераторах переменного тока внешняя оболочка
с мощными магнитами вращается вокруг неподвижной «арматуры»
который обмотан тяжелой проволокой. При движении магниты вызывают электрический разряд.
ток в проводе.

Важно понимать, что электричество
не добывается и не заготавливается, его нужно производить. И поскольку это не так
легко хранится в большом количестве, он должен изготавливаться по мере необходимости.Электричество
это форма энергии, но не источник энергии. Различные электростанции
использовать различные источники энергии для производства электроэнергии. Два самых распространенных
типы — «Тепловые растения» и «Кинетические растения».

Тепловой
Генерирующие установки

Тепловые станции используют энергию тепла для производства электроэнергии.
Вода нагревается в бойлере до состояния высокотемпературного пара. Этот
затем пар проходит через турбину, к которой прикреплено множество лопастей вентилятора.
к валу.Когда пар движется по лопастям, он заставляет вал
вращение. Этот вращающийся вал соединен с ротором генератора, и
генератор производит электричество.

Схема термического (масляного
сжигание) в системе Hydro-Québec
Copyright, Hydro-Québec

На ископаемом топливе
растения

Ископаемое топливо — остатки растений
и животный мир, который жил очень давно.Подвержены воздействию высоких температур и давлений
за миллионы лет под землей эти останки были преобразованы
в формы углерода: уголь, нефть и природный газ. В отличие от самого электричества,
ископаемое топливо можно хранить в больших количествах. После 100 лет исследований
и развития, установки, работающие на ископаемом топливе, в целом надежны, а проблемы
которые действительно происходят, обычно ограничиваются определенной территорией. Многие электрические сети
на протяжении десятилетий эксплуатировали установки, работающие на ископаемом топливе, и эти установки (теперь полностью
оплачено) очень выгодно запускать.Это не только увеличивает прибыль
утилита, но снижает прямые затраты для пользователей.

Однако станции, работающие на ископаемом топливе, могут создавать
серьезные экологические проблемы. При сжигании этих видов топлива образуется диоксид серы.
и загрязнение воздуха оксидом азота, требующее дорогих скрубберов. Сточные Воды
из отработанного пара может уносить загрязняющие вещества в водосборники. Даже с очень
хороший контроль загрязнения, все еще образуются отходы. Углекислый газ
газ и зола являются текущими проблемами.

Кроме того, ископаемое топливо не возобновляемо.На их создание ушли миллионы лет, и в какой-то момент они закончатся.
Их извлечение и транспортировка для использования создало экологические проблемы.
Открытая добыча угля и разливы нефти в море могут иметь катастрофические последствия
по экосистемам.

Когенерация

Нефть стала слишком дорогой для большинства
электростанции. Уголь и природный газ в настоящее время дешевы в США и стоят
используется чаще. Эти два вида топлива используются более эффективно
в «когенерационных» установках.Когенерация — это не новая идея, и
использует преимущества того, как работают многие крупные потребители электроэнергии. Многие фабрики
в производственном процессе используют пар. Коммунальные предприятия часто производят и продают пар
для этих клиентов, а также для запуска собственных генераторов.

Вместо того, чтобы просто сгущать и истощать
отработанный пар после его прохождения через турбину, «верхний цикл»
когенераторы подают этот полезный товар ближайшим потребителям. «Нижний цикл»
когенераторы работают в обратном направлении и используют отработанный пар из промышленных
обработка для привода турбин.За счет повторного использования пара тепловой КПД при когенерации
растения могут превышать 50%.

Недавно разработанные когенерационные установки
использовать новые материалы и конструкции для повышения надежности и контролировать оба
термическое и атмосферное загрязнение. Поскольку эти новые технологии разработаны
в растения с самого начала, они дешевле в установке. Экономика
а возможности когенерационной технологии позволяют многим станциям возвращаться
сжигать уголь без превышения стандартов качества воздуха. «Циркулирующий
Котлы с псевдоожиженным слоем, селективно-каталитические (и некаталитические)
«Редукция» и «Без сброса» систем очистки воды.
являются примерами технологий, используемых для контроля различных экологических
проблемы.

Комбинированный цикл
и биомассы

Некоторые газовые установки могут производить электроэнергию без
пар. Они используют турбины, очень похожие на турбины на реактивных самолетах. Вместо
сжигания реактивного топлива и создания тяги, однако эти агрегаты сжигают естественные
газ и мощность генератора. Газотурбинные генераторы были популярны для
много лет, потому что их можно быстро запустить в ответ на временные
скачки спроса на электроэнергию.Более новый поворот — «Комбинированный цикл».
завод, который использует газовые турбины таким образом, но затем направляет горячие
выхлопной газ в котел, который заставляет пар вращать другой ротор. Этот
существенно повышает общую эффективность электростанции.

В дополнение к этим нововведениям некоторые тепловые станции проектируются для
сжечь «биомассу». (Показан завод по производству биомассы во Флориде,
авторское право на изображение US Generating). Термин применяется к древесным отходам
или какой-либо другой возобновляемый растительный материал.Например, Okeelanta Cogenration.
Завод во Флориде сжигает жмыхи от переработки сахарного тростника
операций в течение одной части года, а древесные отходы во время выращивания
сезон.

Атомная
Растения

Хотя есть некоторые важные технические (и социальные)
отличия, атомные электростанции — это тепловые станции, которые производят электричество
во многом так же, как и на заводах, работающих на ископаемом топливе. Разница в том, что они
генерировать пар, используя тепло ядерного деления, а не сжигая
уголь, нефть или газ.Затем пар вращает генератор, как и в других тепловых
растения.

Схема атомной станции в Гидро-Квебеке
система
, авторское право, Hydro-Québec

Атомные станции не используют большое количество топлива и не часто заправляются топливом, в отличие от угольной электростанции, которая должна иметь железнодорожные составы.
топлива, поставляемого регулярно. Тот факт, что парниковые газы и взвешенные в воздухе частицы
минимальны при нормальной эксплуатации, что делает атомную энергетику привлекательной для многих, кто обеспокоен качеством воздуха.Сточные Воды
горячее, чем на ископаемом заводе, и большие градирни предназначены для решения этой проблемы.

Однако стремление к полевой ядерной
власть в США пошатнулась перед лицом озабоченности общественности вопросами безопасности, окружающей среды и экономики.
Поскольку было указано больше механизмов безопасности, стоимость строительства и система
сложности росли. Кроме того, заводы показали некоторые неожиданные особенности, например преждевременный износ котельных труб. Инженеры-ядерщики утверждают, что ранние проблемы с ядерной
заводов подлежат техническим исправлениям и работают над новыми «по своей сути
безопасные »конструкции заводов.Противники утверждают, что простое использование урана и
плутоний в качестве топлива создает слишком много проблем и рисков, не стоящих никакой пользы от технологии
должно быть.

Пока одна проблема, которая не
решена проблема утилизации отработавших ядер топлива и загрязненных принадлежностей.
которые могут оставаться опасными в течение тысяч лет. Постоянное захоронение в
геологически стабильные местоположения — это план, который реализуется в настоящее время, хотя
это все еще очень спорный.

Крупные аварии на Три-Майл
Остров в 1979 г. и Чернобыль в 1986 г.
атомная промышленность, общественные катастрофы.Сохраняющиеся экономические проблемы сделали атомные станции менее привлекательными для инвестиций. Несмотря на то, что он произвел 22% электроэнергии Америки
в 1996 г. будущее ядерной энергетики в этой стране было неопределенным и горячо обсуждаемым.

кинетическая
Генерирующие установки

Гидроэлектростанции и ветряные мельницы
также преобразовывать энергию в электричество. Вместо тепловой энергии используют
кинетическая энергия или энергия движения. Движущийся ветер или вода (иногда
называемый «белый уголь») вращает турбину, которая, в свою очередь, вращает
ротор генератора.Поскольку топливо не сжигается, не происходит загрязнения воздуха.
произведено. Ветер и вода — возобновляемые ресурсы, и, хотя есть
было много последних технических инноваций, у нас есть долгая история использования
эти источники энергии. Однако проблемы существуют даже с этими технологиями.

Гидроэлектрический
Растения

В эксплуатации находятся два основных типа гидроэлектростанций.
Один тип, завод «русла реки», потребляет энергию от быстро движущихся
ток, чтобы раскрутить турбину.Расход воды в большинстве рек может быть разным.
широко в зависимости от количества осадков. Следовательно, есть несколько подходящих
участки для русловых растений.

Мост гидроэлектрический
растения используют резервуар для компенсации периодов засухи и для
повысить давление воды в турбинах. Эти искусственные озера покрывают большие
территории, часто создавая живописные спортивные и развлекательные объекты. Массивные плотины
также необходимы для борьбы с наводнениями. В прошлом мало кто задавал вопросы
распространенное предположение, что выгоды перевешивают затраты.

Эти расходы связаны с потерей земли.
затоплен водохранилищем. Плотины вытеснили людей и уничтожили дикую природу
среда обитания и археологические памятники. Прорыв дамбы может иметь катастрофические последствия. Некоторые экологические
затрат можно избежать за счет продуманного дизайна; использование рыболовных трапов для разрешения
Одним из хороших примеров является перемещение рыбы вокруг плотины. Однако остаются другие расходы,
и протесты против некоторых недавних гидроэнергетических проектов стали столь же злыми
как антиядерные протесты.

Особый вид гидроэнергетики называется
«ГАЗ».Некоторые негидравлические станции могут использовать
периоды низкой потребности (и низких затрат) за счет откачки воды в резервуар.
Когда спрос растет, часть этой воды проходит через гидротурбину.
для выработки электроэнергии. Поскольку энергоблоки «пиковой нагрузки» (б / у
для удовлетворения временных скачков спроса), как правило, дороже в эксплуатации, чем
блоки «базовой нагрузки» (которые работают большую часть времени), гидроаккумулирующие установки
это один из способов повысить эффективность системы.

Ветер
Мощность

Ветропаркам не нужны резервуары и
не создают загрязнения воздуха.Небольшие ветряные мельницы могут обеспечить энергией отдельные
дома. Воздух несет гораздо меньше энергии, чем вода, однако, гораздо больше
это нужно для вращения роторов. Нужны либо несколько очень больших ветряных мельниц
или много маленьких, чтобы управлять коммерческой ветроэлектростанцией. В любом случае конструкция
затраты могут быть высокими.

Как и русловые ГЭС, там
ограниченное количество подходящих мест, где ветер дует предсказуемо.
Даже на таких объектах часто приходится проектировать турбины со специальной зубчатой ​​передачей, чтобы ротор вращался с постоянной скоростью в
несмотря на переменную скорость ветра.Некоторые находят меньше технических проблем
с инсталляциями, способными превратить живописный хребет или перейти в некрасивую сталь
лес, или это может сказаться на птицах.

Альтернатива
Поколение

Электростанции других типов не
использовать традиционное оборудование для производства электроэнергии. Геотермальные установки заменяют
котлы с самой Землей. Фотогальваника (PV) и топливо
Ячейки идут дальше, полностью отказываясь от турбогенераторов. Эти альтернативные
энергетические технологии разрабатываются уже несколько десятилетий, и
сторонники считают, что техническая и политическая ситуация принесет
их на рынок.

Геотермальная энергия
Растения

Давление, радиоактивный распад и подстилающая
Расплавленная порода действительно разогревает глубины земной коры. Яркий
Пример тепла, доступного под землей, наблюдается при извержении гейзеров,
пар и горячая вода витают высоко в воздухе. Природные источники пара и горячей воды
привлекали внимание энергетиков с начала нынешнего века.

При нажатии на эту естественную тепловую
энергии, геотермальные электростанции обеспечивают электричество с низким уровнем загрязнения.Есть несколько разных сортов растений, и продукт из
геотермальная площадка используется как для отопления, так и для производства электроэнергии.
Найти подходящие сайты может быть сложно, хотя из-за технических новшеств
происходят, больше сайтов становятся практичными. Использование геотермальных источников также может
имеют эффект «выключения» природных гейзеров, и эта возможность
необходимо учитывать на этапе планирования.

Солнечная
Мощность

Солнечные батареи или «фотоэлектрические батареи»
не используйте генератор; они генератор.Обычно собираются панелями,
эти устройства используют способность света вызывать ток
течь в некоторых веществах. Ряд ячеек соединены вместе, и
ток течет от панели, когда на нее попадает солнечный свет. Они не производят
загрязнение во время работы, и большинство ученых предсказывают, что запас топлива
прослужит не менее 4 миллиардов лет.

Солнечные панели были относительно дорогими
сделать, а ночью и в непогоду они конечно работать не будут. Некоторые
процессы, необходимые для их производства, недавно были поставлены под сомнение с точки зрения экологии.Не весь солнечный свет, падающий на солнечный элемент, превращается в
электричество, и повышение эффективности было медленной работой. Тем не менее, идея
использования всего этого свободного солнечного света остается мощным двигателем солнечной энергии.
сила.

Топливо
Ячейки

Ценится за их полезность на космических кораблях,
топливные элементы химически объединяют вещества для выработки электроэнергии. Пока
это может звучать очень похоже на батарею, топливные элементы питаются от
непрерывный поток топлива.Например, в американском Space Shuttle топливные элементы
объединить водород и кислород для производства воды и электричества.

Топливные элементы обычно были дорогими
для изготовления и не очень подходят для больших установок. Однако они представляют
«модульная» технология в этой способности может быть добавлена ​​в небольшие
приращения (5-20 МВт) по мере необходимости, позволяя коммунальным предприятиям сократить капитальные
расходы и сроки строительства. Исследования кажутся многообещающими; одна испытательная установка в Йонкерсе, штат Нью-Йорк, может производить 200 кВт с использованием газа, образующегося при работе станции очистки сточных вод.Кроме того, в Японии в качестве центрального источника энергии используются установки на топливных элементах.

Децентрализованная генерация

Максимальная полезность топливных элементов или фотоэлектрических элементов
не может находиться в крупных центральных электростанциях. В эпоху до великих
сети проводов, охватывающие весь континент, небольшая генерирующая станция на
помещения имели экономический смысл для многих деловых и промышленных потребителей.
Поскольку двигатели и оборудование были усовершенствованы и разработаны с учетом
новое энергоснабжение, больше клиентов электрифицировали свой бизнес и
дома.

В начале 20-х годов ^-го века,
объединены малые генерирующие компании и независимая
растения медленно исчезли. Просто стало экономнее покупать
электроэнергию от централизованного энергоснабжения, а не на месте.
Крупные региональные энергетические пулы выросли, поскольку компании объединили свои передачи
системы и разделяемые резервные мощности. «Экономия масштаба» стала
часы-слова.

Это может измениться в 21 ^st
Века.Поскольку технология производства электроэнергии улучшается, а экология
растут опасения, сама концепция крупных централизованных генерирующих станций
ставится под сомнение. Например, в большинстве случаев это неэкономично.
для обогрева домов и предприятий из центра. Индивидуальные печи
обеспечивать теплом отдельные здания за счет топлива
системы транспортировки и распределения.