Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Высотные струйные течения воздуха имеют энергетический потенциал в 200 раз меньше, чем предполагалось ранее
Похоже, что энергетические ресурсы будущего не столь впечатляющие, как хотелось бы думать. Исследователи из института Макса Планка по биогеохимии в Йене, Германия, провели расчеты, которые показали, что высотные струйные течения воздуха имеют энергетический потенциал в 200 раз меньше, чем предполагалось ранее. Действительно, сильные потоки ветра, которые создавались в верхних слоях атмосферы, считались потенциально богатым источником возобновляемой энергии. Однако, высокая скорость ветра на больших высотах образуется за счет почти полного отсутствия трения, а не больших затрат энергии на индуцирование и поддержание ветровых потоков, что необходимо для достижения высокой производительности ветровых турбин.
Более того, используя математическое моделирование изменения климата, исследователи обнаружили, что
вследствие масштабного использования высотных струйных течений может измениться вся климатическая система планеты.
Результаты этого исследования заставляют задуматься. Ведь на сегодняшний день в развитие технологий использования энергии ветра в верхних слоях атмосферы уже вложены довольно большие инвестиции. Тем не менее, энергия струйных течений ограничена. Как и другие погодные системы на Земле, струйные течения создаются за счет того, что солнечное излучение нагревает экваториальную область Земли больше, чем полярные области.
В результате разности температур в атмосфере происходит понижение давления воздуха от экватора к полюсам, и эта разность давлений является движущей силой ветра.
Следовательно, неравномерное нагревание Земли не только устанавливает верхний предел силы ветра, но и определяет максимальный объем энергии, который можно получить от этого возобновляемого источника.
По оценкам исследования, струйные течения имеют выход мощности всего 7,5 тераватт. Это означает, что они производят в 200 раз меньше полезной ветровой энергии, чем было указано в предыдущих исследованиях, и только около половины всей потребности человечества в обеспечении энергией, которая в 2010 году составила около 17 тераватт.
Что же касается возможных изменений климата, исследователи выяснили, что каждая ветровая турбина создает сопротивление для преобразования энергии ветра в электричество, при этом баланс сил в струйных течениях изменяется.
Если турбины соберут все 7,5 терраватт, то разность давлений на экваторе и полюсах исчезнет, что повлечет за собой резкое изменение температуры и погоды.
