4.1. ВВЕДЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Проблема поиска источников энергии всегда стояла на первом месте в обеспечении жизнедеятельности человека. Добывая пищу, защищаясь от холода, строя жилище, человек все более совершенствовал орудия труда. Долгое время основным источником энергии служила сила его собственных рук и ног. Даже научившись добывать огонь, человек еще не умел пользоваться силами природы.

Можно назвать ряд изобретений: водяное колесо, ветряная мельница, паровая машина – которые на протяжении всей истории человеческой цивилизации играли важную роль в техническом прогрессе и стали основой современного машиностроения. Основным принципом, лежащим в основе этих изобретений, является закон сохранения энергии, согласно которому энергия воды, ветра и пара (тепла) превращается в механическую энергию, способную совершать работу.

На протяжении тысячелетий химическая энергия древесины, энергия воды, ветра, солнца были основными видами используемой человеком энергии. В XIX веке главными источниками энергии стали ископаемые топлива: каменный уголь, нефть, природный газ.

С развитием технического прогресса в XX веке стал все заметнее ощущаться дефицит энергии, особенно в результате многократного роста энергопотребления развивающихся странах Азиатского региона, составляющих около 80 % мирового населения.

В настоящее время на добычу нефти приходится около 40 % коммерческого энергопотребления, и в течение многих десятилетий нефть будет являться одним из главных источников энергии, однако следует иметь в виду, что на базе имеющихся технологий вряд ли возможно увеличить годовой объем добычи нефти.

Кроме того, увеличивающееся загрязнение окружающей среды и нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводят к глобальным изменениям климата.

Таким образом, дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.

Для понимания предмета рассматриваемой нами темы необходимо ввести основные термины и определения.

ЭНЕРГИЯ (от греческого energeia – действие, деятельность) – общая количественная мера различных форм движения и видов взаимодействия материи. В физике различным физическим процессам соответствует тот или иной вид энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т.д. Вследствие существования закона сохранения энергии, понятие энергии связывает воедино все явления природы.

ЭНЕРГЕТИКА – 1) энергетическая наука – наука о закономерностях процессов и явлений, прямо или косвенно связанных с получением, преобразованием, передачей, распределением и использованием различных видов энергии, о совершенствовании методов прогнозирования и эксплуатации энергетических систем, повышении кпд энергетических установок и уменьшении их экологического влияния на природу; 2) энергосистема – топливно-энергетический комплекс страны, область народного хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии. Ведущая область энергетики – электроэнергетика. В энергосистему входят системы электроэнергетические, снабжения различными видами топлива (продукцией нефтедобывающей, газовой, угольной, торфяной и сланцевой промышленности), ядерной энергетики, обычно объединяемые в масштабах страны в Единую энергетическую систему.

ВИДЫ ЭНЕРГИИ – в физике различным физическим процессам соответствует тот или иной вид энергии: механическая, тепловая, электромагнитная, гравитационная, ядерная и т.д. Каждый вид энергии соответствует определенному типу взаимодействия: гравитационному, электромагнитному, сильному и слабому.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ определяет взаимопревращение видов энергии и таким образом связывает воедино все явления природы.

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ – альтернативные источники энергии, существующие за счет природных процессов и явлений: ветра, солнца, воды, растительного и животного мира.

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ НЕВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ – природные ископаемые источники энергии (нефть, газ, уголь, уран), образованные за счет геологических процессов за сотни миллионов лет, запасы которых постоянно сокращаются за счет все возрастающего потребления человеком.