Способы получения энергии: Новый способ получения электроэнергии — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (155-156) август 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Содержание

Новый способ получения электроэнергии — Энергетика и промышленность России — № 15-16 (155-156) август 2010 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 15-16 (155-156) август 2010 года

При этом создаваемый магнитный импульс создает в обмотке с ферромагнитным элементом импульс электрического тока.

Известны следующие способы получения электроэнергии: химический, тепловой, с применением светочувствительных элементов и т. д., а также промышленные способы с применением генераторов переменного и постоянного тока, работающих на основе закона Ампера.

Наиболее близким к предлагаемому автором является способ получения электроэнергии от генератора постоянного или переменного тока, работающих на основе закона Ампера.

Недостатком выбранного в качестве прототипа способа является использование в качестве источника энергии механической силы. Получение этой силы сопровождается большими потерями, поэтому коэффициент полезного действия этого способа невысок. Кроме того, использование преобразователей химической (или другой) энергии в механическую, а затем в электрическую значительно усложняет систему и снижает эффективность ее работы.

Целью изобретения является прямое преобразование химической энергии, запасенной в веществе, в электрическую.

Цель достигается тем, что для получения электроэнергии используется энергия движения и рекомбинации свободных радикалов молекул газа в постоянном внешнем магнитном поле, образующейся при подаче активизирующегося импульса.

Для образования активных свободных радикалов используются высокоактивные горючие газы. В результате быстрого распространения волны горения образуются устойчивые соединения, и это (распространение волны) способствует, при движении объема свободных радикалов, изменению внешнего магнитного поля.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ получения электроэнергии отличается отсутствием промежуточных ступеней для ее получения.

Таким образом, предлагаемый способ получения электроэнергии вполне может считаться новым.

Способ заключается в следующем.

На круглый стержень из ферромагнитного материала намотан токопроводящий провод, причем на обмотку надеты полые немагнитные торроидальные кольца. Последние имеют два патрубка: впускной и выпускной, с управляемыми задвижками каждый. Между впускным и выпускным патрубками внутри торроидального кольца имеется плотная перегородка, в которую встроена запальная свеча, связанная с блоком управления. Ферромагнитный стержень усиливает создаваемые в объеме колец электромагнитные импульсы, а также может создавать вокруг себя постоянное магнитное поле.

Для получения электроэнергии открывают управляемый клапан и через впускной патрубок подают горючую газовую смесь в полое торроидальное кольцо. После заполнения кольца на запальную свечу подают короткий активизирующий импульс, при этом вокруг образовавшегося разряда возникает интенсивное образование свободных радикалов по мере движения волны горения по объему тора. Свободные радикалы, распространяясь от свечи до другой стороны перегородки, изменяют постоянный магнитный поток стержня. Образовавшийся в стержне переменный магнитный поток создает в обмотке импульс электродвижущей силы самоиндукции.

Использование предлагаемого способа получения электроэнергии обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
– позволяет упростить конструкцию машин, производящих электроэнергию;
– по сравнению с существующими способами экономичен, обладает более высоким коэффициентом полезного действия;
– позволяет использовать экологически чистые виды топлива для производства электроэнергии.

Это изобретение (патент РФ № 2091975) вполне может быть использовано для более качественного промышленного получения электроэнергии.

Дешевый, безопасный, экологичный, но редкий способ получения электричества в промышленных масштабах

После Чернобыля мир не испугался и не прекратил строительство атомных электростанций. Мир решил, наверное, что это сработал специфически советский человеческий фактор. После катастрофы на АЭС «Фукусима» в Японии человечество осознало, что атомная энергия опасна даже в руках осторожных, ответственных, и технически продвинутых цивилизаций. Германия и другие страны ЕС уже думают о полном прекращении использования АЭС. Поэтому поиск новых, менее опасных источников энергии сейчас актуален как никогда. Одним из таких источников может стать тепло земли.

Сидим на грелке

Под наружной оболочкой Земли — земной корой — находится разогретая мантия, где, возможно, зарождаются вулканы (по другим теориям, вулканы зарождаются во внешней, расплавленной оболочке ядра). Горячая магма поднимается вверх по тектоническим трещинам и вступает в контакт с океанической водой, которая инфильтрируется из придонных областей океана в околомагматические зоны. Там вода нагревается, вбирает часть растворенных в магме газов — таких как сероводород и углекислый газ — и других химических веществ, захватывая и элементы из пород, сквозь которые она фильтруется. Увеличение содержания СО2 вызывает образование сильного адсорбента — кальциевого силикагеля, что ведет к изменению проницаемости водовмещающих комплексов и, в конечном счете, к тепловой и геохимической самоизоляции геотермальной системы. Считается, что наличие силикагеля обусловливает высокие концентрации разных веществ в термальных водах.

На континентах земная кора обычно очень мощная — до 70, иногда до 100 километров. Более древние магматические породы обычно перекрыты толстым осадочным чехлом, и магме его просто не прорвать. Там же, где земная кора тоньше — например, в зонах перехода от континентальной коры к океанической — магме, раскаленным газам и перегретому водяному пару легче выбраться на поверхность. Именно в таких районах случаются самые интересные геологические события наших дней — извержения вулканов, землетрясения, именно там фыркают и плюются гейзеры, дымят фумаролы, и именно там сравнительно легок доступ к подземным источникам тепла. Вообще-то наиболее активные проявления вулканизма отмечаются в областях, где кора тоньше всего — на дне океанов, в зонах срединно-океанических хребтов, но ни видеть, ни толком изучать, ни тем более использовать этот вулканизм мы пока не научились.

Основная часть территории России расположена на двух древних, 2,5 — 3,5 млрд лет, платформах (Восточно-Европейской и Сибирской). Между ними лежит сравнительно молодая (всего 250-400 млн лет), но тоже надежная Западно-Сибирская плита. Поэтому в России районы с тонкой корой находятся только на дальних окраинах — на Камчатке и Курильских островах, которые входят в зону активных геологических процессов. «В областях современного вулканизма формируются и геотермальные месторождения, — говорит доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией тепломассопереноса ИВиС ДВО РАН Алексей Кирюхин. — Условия их формирования могут быть разными. Довольно часто работает правило: чем больше и активнее вулкан, тем меньше шансов найти в его окрестностях геотермальное месторождение (пример — вулкан Ключевский), чем крупнее геотермальное месторождение, тем меньше шансов увидеть в его пределах большой вулкан (пример — Долина гейзеров в Калифорнии)».

Окраины Тихого океана образуют Тихоокеанское огненное кольцо.

Огненное оно потому, что здесь сосредоточено большинство действующих вулканов. Здесь же происходит субдукция

Области современного активного вулканизма в основном сосредоточены в так называемом Тихоокеанском огненном кольце — это практически все окраины Тихого Океана, включая Камчатку, Курилы, Японию, Индонезию, Филиппины, Анды и Кордильеры, цепочку Алеутских островов и архипелаг Огненная Земля. Все эти территории относятся к зонам самой молодой, альпийской складчатости, и на окраинах материков подвержены процессу субдукции — поддвиганию океанической коры под континентальную. В процессе субдукции окраинные участки континентальной коры вздымаются, формируя горные хребты, а «ныряющая» фронтальная зона тонкой океанической коры плавится, давая «сырье» для современных вулканов.

К зонам альпийской складчатости относятся также Альпы и Пиренеи, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи. Многие вулканы здесь уже прошли активную стадию, и в породах, перекрывающих остывающую магму, происходят постмагматические процессы. В таких районах затухающего или «дремлющего» вулканизма — который проявляется не столько извержениями, сколько работой гейзеров, фумарол, грязевых вулканов — как раз и существует возможность получения электричества в промышленных масштабах. В других, менее активных, областях, впрочем, тоже можно использовать земное тепло. Даже в стабильных платформенных областях встречаются источники термальных вод, да и геотермический градиент может быть достаточно высоким.

Креативная, дешевая и чистая технология

Использовать геотермальное тепло можно по-разному. Во-первых, как древние римляне, можно непосредственно применять термальные воды для обогрева и ванн. Бесчисленные горячие источники в Европе ли, в Америке, на Филиппинах, — это проявления все тех же поствулканических процессов. В России тепло подземных вод используется для обогрева зданий и теплиц в Калининградской области, в Западной Сибири, в Краснодарском крае. Такое «прямое» использование тепла позволяет сэкономить и снизить нагрузку на окружающую среду.

Новозеландская геотермальная станция Ваиракеи открыта в 1958 году, первой после войны и второй в мире (самая первая построена в итальянском городе Лардерелло в 1904 году).

Фото: National Geographic/Getty Images/Fotobank

Можно использовать тепловые насосы, позволяющие обогревать или охлаждать жилые дома за счет разницы температур между воздухом и грунтом. А можно — в дополнение к простому обогреву — построить геотермальную электростанцию и получать очень дешевую электроэнергию. В зависимости от геологических условий, — то есть от температуры пород, наличия и состава воды в них — могут использоваться разные типы гидротермоэлектростанций.

В некоторых случаях геотермальная энергия позволяет убить сразу нескольких зайцев. Например, «Шеврон» использует для ее получения горячие воды, выкачиваемые из недр вместе с нефтью. На поверхности раскаленная смесь воды и пара отделяется от нефти, сепарируется, пар вращает турбины и дает электроэнергию, вода же закачивается обратно в породу. Это позволяет одновременно решить проблему токсичных сбросов и поддержать давление в нефтяном пласте, тем самым улучшая его нефтеотдачу и увеличивая срок использования скважины.

Геотермальная энергетика, новая отрасль на стыке нескольких наук и промышленности, привлекает внимание ученых и практиков разных специальностей. Одни задумываются, как добыть редкие и благородные металлы, растворенные в горячих подземных водах. Может быть, именно в фазе охлаждения этих вод когда-нибудь и удастся извлечь золото и платину.

Другие изобретают способы применения низкотемпературных вод. Главный инженер ОАО «Геотерм» Дмитрий Колесников считает, что вскоре будет разработана технология вторичного использования сепарата, то есть частично охлажденной воды: «Ее можно будет использовать на любых промышленных предприятиях, где есть горячие стоки. Больших мощностей ожидать не стоит, но, во-первых, горячая вода идет на второй цикл, то есть снижается непроизводственное использование энергии, а во-вторых, можно будет решать проблему энергоснабжения самого предприятия».

Россия отличается стабильностью

Геотермальная энергетика в России начала развиваться в 1960 годах. Тогда были построены первые — по сути, экспериментальные — электростанции. Паужетская ГеоЭС (11 МВт), на одноименном геотермальном месторождении была построена в 1967 году. «Эта электростанция служила как бы опытной площадкой, на ней опробовались технологии, испытывалась паро-водяная смесь», — рассказал Колесников. Неподалеку от нее расположены Мутновская ГеоЭС (50 МВт) и Верхне-Мутновская (12 МВт) ГеоЭС. На Курилах, на островах Кунашир и Итуруп, тоже работают две относительно небольшие ГеоЭС — 6 и 2,6 МВт. Собственно, этим недлинным списком и ограничивается действующая российская геотермальная энергетика.

Первая в России геотермальная электростанция — Паужетская — введена в эксплуатацию в 1966 году.

Фото: РИА НОВОСТИ

Не в силу политико-экономических или исторических причин, не потому, что за рубежом лучше головы или технологии, но исключительно из-за высокого уровня стабильности российского геологического устройства западные, восточные, юго-восточные и даже некоторые африканские страны оставили нас далеко позади в области геотермальной энергетики. В Исландии на геотермальных электростанциях получают 30% электроэнергии, на Филиппинах — более 25%, в Сальвадоре и Коста-Рике — около 15%, в Новой Зеландии и Никарагуа — 10%. В США доля «геотермального» электричества невелика, всего 0,3%, но по объемам выработки США опережают все остальные страны мира.

В США к широко известным геотермальным электростанциям в Калифорнии и Неваде в 2006 году добавилась маленькая, но необычная электростанция в самой что ни на есть глубокой американской глубинке — на Аляске, на курорте China Hot Springs. Хотя термальные источники там горячи для человека (74С), эта температура все же слишком низка для производства энергии по обычной технологии. Тем не менее, решение — применение бинарного цикла — было найдено: в теплообменнике природная вода отдает свое тепло специальному реагенту, который закипает даже при столь низкой температуре. Слегка охлажденная (примерно до 70 градусов) вода честно возвращается в исходный горизонт. За пять лет эксплуатации температура поступающей воды упала примерно на градус. Три генератора могут давать 650 кВт в час, что достаточно, например, для обслуживания целого поселка. Каждый генератор стоит около $800 000, и окупаемости за полгода ожидать не стоит. Но лет за 10 эти инвестиции окупятся даже при цене электричества в 6 центов за киловатт. Генератор, работающий на мазуте, «стоил» 30 центов за киловатт, так что разница очевидна.

А бинарная технология, использованная на Аляске, вообще-то изобретена в России еще в 1967 году, и использована на Паратунском геотермальном месторождении на Камчатке.

Экономика горячей воды

Как считает Дмитрий Колесников, преимущества геотермальной энергетики — в простоте процесса и дешевизне получаемой энергии. «Собственно, бурится скважина, из которой идет паро-водяная смесь, которая на станции сепарируется, пар вращает турбину, и дальше все работает как в обычной котельной», — объяснил он принцип работы.

Геотермальная энергия действительно обходится очень дешево, прежде всего за счет экономии на углеводородном сырье. Самое дорогое — это скважины и линии электропередач. Правда, там, где можно построить ГЭС, геотермальные электростанции будут не столь экономически привлекательными. Но в России мощнейшие ГЭС строились тогда, когда понятия частной собственности на землю не было. Сегодня, чтобы затопить гигантские территории, нужно будет их у кого-то выкупить, что сильно поднимет цену киловатт-часа. Да и землю жалко (поэтому современные ГЭС строятся в основном в горах, где площадь затопления минимальна). А вот при сравнении цены «геотермального» киловатт-часа с ценой электричества, вырабатываемого ТЭС, разница уже сегодня не в пользу углеводородной энергетики.

Экология соленой воды

Люди, которые занимаются геотермальной энергетикой, как-то с восхищением к ней относятся. Они понимают, что это сравнительно дешевый, сравнительно безопасный способ получения электроэнергии из возобновляемых источников. Тем не менее, как и во всех отраслях промышленности, здесь есть свои проблемы.

Да, углеводородного топлива на ГеоЭС нет, но проблема отходов существует. «Отходы» — это остывшая подземная вода, часто сильно соленая. Ее нельзя сбросить в ближайшую речку, она слишком токсична. Кроме того, при изъятии материала из недр обычно повышается сейсмическая активность, и из-за сейсмодислокаций приток пароводяной смеси на поверхность может вообще прекратиться. «Воды у нас (на Паужетской электростанции) — 1000 тонн в час, в идеале должен быть замкнутый цикл, на поверхность мы эту воду сливать не можем. Воду — сепарат — мы закачиваем обратно в пласт. Правда, не в то место, откуда мы ее берем, иначе мы быстро охладим «дающий» участок. Поэтому закачиваем не в него, а в соседние зоны», — объясняет Колесников.

В связи с высокой агрессивностью горячих подземных вод возникает проблема коррозии, износа оборудования. Но с коррозией, по мнению Колесникова, бороться можно — надо просто правильно подбирать материалы.

Геотермальную энергию добывать не всегда легко. Часто геотермальные месторождения находятся в труднодоступных местах или в зонах повышенной сейсмической активности. В сейсмически активных зонах постройка ГеоЭС не только сопряжена с угрозой для работников, но может оказаться экономически бессмысленной: при структурных подвижках геотермальное месторождение может просто исчезнуть или поменять режим так, что работа станции станет невыгодной.

Геотермы вообще недостаточно изучены. Поверхностные, более легкодоступные геотермы часто имеют довольно короткий срок жизни. Исследования же глубоко залегающих, более крупных геотермальных месторождений требуют больших средств. Пока российская экономика живет за счет высоких цен на углеводородное сырье, научные и практические работы по геотермам будут оставаться недофинансированными. Это приведет к тому, что Россия, некогда первой применившая бинарную технологию, вновь окажется в хвосте, как и со сланцевым газом.

«Хотим, не хотим, а развивать будем»

Вряд ли геотермальная энергия придет в каждый дом. В России, во всяком случае, не завтра. Низкотемпературные технологии получения электричества пока еще дороги, а самое главное — в платформенных областях, где проживает большая часть населения России, горячие напорные подземные воды редки. Поэтому в ближайшее время можно ожидать только развития применения тепловых насосов, которые позволяют напрямую использовать тепло земли.

Возможности для постройки ГеоТЭС, кроме Камчатки и Курил, существуют на Урале, в Краснодарском крае, на Ставрополье. Анализируются возможности строительства ГеоЭС в южных областях Западной Сибири. «А вообще, должна быть энергетическая стратегия по регионам, комплексный подход. Если есть возможность построить геотермальную электростанцию — надо строить: это и дешевая энергия, и отсутствие потребности в углеводородном сырье», — считает Колесников.

Алексей Кирюхин уверен, что геотермальную энергию можно получать всюду — вопрос в количестве и качестве. Но, конечно, для гидротермальных электростанций главным ограничивающим фактором еще долго будет служить строгая привязанность к источникам тепла.

Даже если экономия на геотермальной электроэнергии окажется меньше ожидаемой, выигрыш для природы очевиден. Валентина Свалова из Института геоэкологии РАН в работе «Геотермальные ресурсы России и их комплексное использование» показала, что если за счет геотермальной энергетики удастся достичь выработки электричества в 7800 ГВт. ч, то это позволит сэкономить 15,4 млн баррелей нефти, что исключит выброс приблизительно 7 млн тонн СО2.

Возобновляемость и дешевизна делают геотермальную энергию крайне привлекательной. «Хотя геотермальные электростанции имеют более низкий потенциал, дают меньшую мощность, они не требуют использования углеводородного сырья, — повторяет Колесников. — Ситуация с нефтью понятна, цены будут только расти, поэтому, хотим мы или не хотим, а геотермальную энергетику развивать будем».

Суммарная мощность геотермальных электростанций

Страна Установленная
мощность,
(МВт)
США 3,086
Филиппины 1,904
Индонезия 1,197
Мексика 958
Италия 843
Новая Зеландия 628
Исландия 575
Япония 536
Сальвадор 204
Кения 167
Коста-Рика 166
Никарагуа 88
Россия 82
Турция 82
Папуа — Новая Гвинея 56
Гватемала 52
Португалия 29
Китай 24
Франция 16
Эфиопия 7,3
Германия 6,6
Австрия 1,4
Австралия 1,1
Тайланд 0,3

Татьяна Крупина

Способы получения и использования электрической энергии и энергии магнитного поля

Электрическая энергия – энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока).

Электрическая энергия применяется для:

  • получения механической энергии с помощью электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дробления, измельчения, перемешивания;
  • для проведения электрохимических реакций;
  • получения тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах;
  • для непосредственной обработки материалов (электроэррозионная обработка).

Перечислим преимущества электрической энергии перед другими видами энергии:

  • Без электрической энергии невозможна нормальная жизнь современного общества.
  • Электрическая энергия является практически единственным видом энергии для искусственного освещения.
  • Электрическую энергию легко преобразовать в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую, химическую и др.), и наоборот, в электрическую энергию легко преобразуются любые другие виды энергии
  • Электрическую энергию можно передавать практически на любые расстояния. Электрическую энергию удобно дробить на любые части в электрических цепях (мощность приемников электроэнергии может быть различна)
  • Процессы получения, передачи и потребления электроэнергии легко поддаются автоматизации, благодаря точности и чувствительности электрических методов контроля и управления.
  • Процессы, в которых используется электрическая энергия, допускают простое управление (нажатие кнопки, выключателя и т.д.) Использование электрической энергии позволяет повысить производительность труда во всех областях деятельности человека, автоматизировать почти все технологические процессы.

К недостаткам электрической энергии можно отнести невозможность запасать ее в больших количествах и сохранять эти запасы длительное время.

Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом. Магнитная энергия – это энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом энергии, но плохо отдающих ее. Электрический ток создает вокруг себя протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной энергии.

Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия – это энергия излучения. Излучение переносит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его энергия преобразуется в другие формы, например в теплоту.

Современные методы получения энергии | Статья в сборнике международной научной конференции

Рассматривается солнечная космическая электростанция (СКЭС), как современный способ получения энергии. Приведен краткий исторический обзор разработок СКЭС. Рассмотрены оптимальные конструкции СКЭС. Предложена концепция солнечной космической электростанции, основывающаяся на СВЧ-передаче энергии с высокой орбиты.

 

С увеличением потребления энергии человечеством возрастает потребность в создании новых способов производства энергии. На настоящий момент ситуация в сфере энергетики такова, что 82 % всей вырабатываемой энергии получается за счет использования не возобновляемых источников энергии, в том числе углеродного сырья (нефть, природный газ, уголь). К тому же при извлечении полезных ископаемых происходят различного рода последствия, негативно сказывающиеся на экосистеме. Альтернативой такому подходу может служить развитие повсеместного использования возобновляемых источников энергии, таких, как ветровая или солнечная энергетика.

Солнце является неиссякаемым источником энергии, излучающим ежесекундно  ТДж [13, с. 40]. Количество энергии, получаемое Землей за год от Солнца, в  раз больше, чем использует человечество сейчас.

Данное направление активно развивается с середины прошлого века. Однако при использовании солнечной энергетики возникает ряд проблем, касающихся потери солнечного излучения в плотных слоях атмосферы Земли.

В связи с этим в конце 60-х годов была предложена новая концепция, согласно которой крупные панели солнечных батарей размещаются на геостационарной орбите и вырабатываемая ими энергия передается на Землю. Она получила название «Солнечная космическая электростанция».

В создании СКЭС принимают участие ведущие страны мира. Разработаны различные варианты конструкций орбитальных солнечных панелей, а также способы передачи энергии. Нами предложена собственная конструкция СКЭС.

Помимо разработки конструкции самого аппарата, существует необходимость создания координатно-временного обеспечения.

В данной работе приведен краткий исторический обзор, сделан анализ влияния возмущающих факторов на движение СКЭС, приведено описание собственной СКЭС.

Исторический очерк

Первый проект, предусматривающий крупномасштабное использование космической солнечной радиации с последующим преобразованием в электрическую энергию, была предложена и разработана Глушко еще в 1928–1929 годах для питания двигателей Гелиоракетоплана [7, с. 9].

Принципы работы солнечной космической электростанции в 1968 году предложил Питер Глейзер. Он выдвинул следующую концепцию. На геосинхронной орбите располагается конструкция, площадью 1–10 , собирающая поток солнечного излучения. Затем, с применением СВЧ-тракта, полученная энергия отправляется на Землю. В 1973 году Питер Глейзер получил патент на принципиально новый метод получения энергии.

Первые десятилетия после изобретения первой СКЭС характеризовались возрастающим интересом к данной концепции. Например, такая фирма, как «Boing», разработали все известные СКЭС с газотурбинными преобразователями (ГТП).

В 1978–1979 годах в США под руководством Министерства энергетики (Department of Energy — DOE) и НАСА (NASA) была выполнена первая государственная научно-исследовательская программа, направленная на определение перспектив СКЭС [14, с. 632].

В 1990 году исследовательским центром имени Келдыша была разработана концепция по обеспечению электроэнергией Земли за счет низкоорбитальных солнечных космических электростанций. Однако проект был закрыт. С 1994 года по настоящее время космическое агентство NASA проводит исследования в области космической солнечной энергетики. Проведены эксперименты с использованием фотоэлектрических спутников, разработана программа «Космическая солнечная энергия».

Основная задача их исследований заключается в следующем. Необходимость привлечь инвестиции, руководствуясь системными исследованиями NASA и за его пределами. Системные исследования архитектурной концепции, экологический анализ, изучение жизнеспособности самой концепции, исследование перспективных концепций системы и установление технической жизнеспособности «первого порядка», создание первоначально малых технологии СКЭС, демонстрационного характера, для изучения ключевых понятий [8, с. 9].

С 2000 года космическое агентство Японии также включилось в разработку по данной тематике. Было объявлено о создании экспериментального спутника мощностью 1 ГВт. Первый прототип планируется вывести на орбиту к 2030 году.

В 2013 году головное предприятие Роскосмоса — ЦНИИМаш выступило с инициативой о создании нескольких солнечных космических электростанций с передачей электроэнергии по беспроводному лазерному каналу.

Более 25 лет регулярно работает ежегодный японский симпозиум по космической энергетике. Активны в области СКЭС университет г. Киото, университет Хоккайдо, университет г. Кобе и др. В 2003 году университет г. Киото получил статус перспективного центра исследований в области возобновляемых источников энергии (Center of Excellence on Sustainable Energy System). В 2004 году в том же университете проф. Х. Матсумото организовал Научно-исследовательский институт возобновляемой среды обитания человека (Research Institute for Sustainable Humanosphere). Одним из крупных направлений работ этого института являются исследования по тематике СКЭС [14, с. 633].

Ряд ведущих стран, таких как Россия, США, Германия, уже не одно десятилетие проводят исследования по выявлению перспектив развития СКЭС.

Истощенность невозобновляемых энергоресурсов

Источники энергии делятся на возобновляемые и не возобновляемые. Возобновляемые источники энергии имеют свойство непрерывного естественного восполнения за короткий срок.

Не возобновляемые источники энергии — это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков [1, с. 1].

На данный момент стратегическими задачами многих стран, в том числе и России, являются:

—          сокращение потребления топливно-энергетических ресурсов, являющихся не возобновляемыми;

—          улучшение экологической ситуации в рамках постепенного отказа от топливно-энергетических комплексов;

—          снижение расходов, за счет отмены дальнепривозного топлива;

—          поставка энергии в удаленные районы и др.

В таблице 1 приведена классификация возобновляемых и не возобновляемых источников энергии, разработанная на основе [1, с. 2]

Таблица 1

Возобновляемые и не возобновляемые источники энергии














Вид энергии

Источник энергии

Тип преобразования

Тип электростанции

Невозобновляемые источники энергии

Горючие ископаемые (нефть, газ, руда, уголь)

Сгорание

ТЭС

Ядерное горючее (, , )

Сгорание

АЭС

Термоядерный синтез

Термоядерная реакция

Станция реакции синтеза

Возобновляемые источники энергии

Речные течения

Напорные и свободнопоточные

ГЭС

Геотермальное тепло Земли

Бурение скважин

ГеоТЭС

Движение воздуха в атмосфере

Вращение лопастей ветрогенератора

ВЭС

Морские течения

Морские течения

ЭС на морских приливах

Океанические волны

На основе кинетической энергии волны

Волновые ЭС

Приливы и отливы

Энергия приливов

Приливная ЭС

Фотосинтез

На основе биомассы

ЭС на биомассе

Ледники

Таяние ледников

Ледниковые ЭС

Солнечная энергия

Фотоэлектроды, Солнечный коллектор и СВЧ — антенна, ректенна

СЭС, СКЭС

 

Как видно из таблицы 1, использование не возобновляемых источников энергии, таких, как углеродное сырье и ядерное топливо ведет к ухудшению экологической ситуации. При сжигании углеродного топлива происходит загрязнение окружающей среды вредными продуктами горения. Использование ядерного топлива в качестве источника энергии приводит к тепловому загрязнению, связанному с повышенным расходованием технической воды, а также к загрязнению атмосферы вследствие захоронения отходов ядерного топлива.

На рисунке 1 изображено процентное соотношение основных видов энергетики.

Рис. 1. Энергетика России

 

Как видно из рисунка 1, наиболее широко используемыми, как в промышленности, так и в общем потреблении, являются ТЭС. Это связано с несколькими факторами. Во-первых, широкое применение ТЭС обусловлено низкими временными и трудовыми затратами. Во-вторых, независимостью от местоположения. Что касается гидродинамических станций, то для их использования необходимы подходящие территориальные условия, касающиеся полноводности и большого уклона рек. К тому же, требуются значительные затраты для строительства ГЭС, в том плане, что в районе строительства ставятся плотины, перекрываются реки и меняются тем самым экосистема. АЭС обладают наибольшим риском аварий и катастрофическими последствиями в результате неполадок.

Рассмотрим таблицу 2, в которой приведены данные о запасах не возобновляемых источников энергии.

Таблица 2

Ресурсы невозобновляемых источников энергии






Источник энергии

Запасы

Количество, лет

Нефть

1199.71 млрд. баррелей (на 2011г.) [15]

От 25 до 49

Природный газ

200. 363 трлн.  (на 2013г.)

250 [10]

Уголь

891.537 млрд. т. (на 2013г.)

190 [4]

Ядерное топливо

504.404 млн. т. (на 2011г.)

60 [4]

 

Можно сделать вывод о том, что углеродное и ядерное топливо в скором времени закончится. Это повлечет за собой кризис в мировой энергетике. На данный момент необходимо развивать альтернативные способы получения энергии, в том числе и космическую гелиоэнергетику.

Принцип работы солнечной космической электростанции

Типовая солнечная космическая электростанция состоит из двух сегментов: космического, представляющего собой спутник, и наземного приемного устройства (ректенны).

Создание космического сегмента СКЭС, отвечающего требованиям, является комплексной проблемой, вариант решения которой представлен и в нашей работе. Рассмотрим ранее созданные конструкции устройств. Первый патент на способ получения электроэнергии в области солнечной космической электростанции был получен П. Глейзером. По задумке Глейзера, солнечная космическая электростанция, расположенная на геосинхронной орбите, оказывается неподвижной относительно наземного сегмента, расположенного на земной поверхности. Благодаря наклону плоскости экватора к плоскости эклиптики на , солнечный коллектор электростанции будет постоянно получать непрерывный поток солнечной энергии.

Вследствие такого положения относительно Земли, солнечная космическая электростанция будет фактически лишена влияния тени Земли. Эффективность солнечной космической электростанции обусловлена ее конструкцией и техническими свойствами и интенсивностью солнечной радиации на геосинхронной орбите, которая в 10–15 раз выше, чем около поверхности Земли. Ретрансляция энергии, полученной на солнечной космической электростанции, сопровождается потерями.

Предложенный П. Глейзером патент описывает способ передачи солнечной энергии, но не особенности конструкции.

Ниже приведены некоторые достоинства и недостатки солнечной космической электростанции, позволяющие сделать априорную оценку ее эффективности. Рассмотрим преимущества солнечных космических электростанций по сравнению с другими наземными энергосистемами.

1.                  Солнечная космическая электростанция использует возобновляемый источник энергии [5, с. 99].

2.                  Солнце является экологически чистым источником энергии, поскольку не оставляет отходов, по сравнению с теплоэнергетикой, загрязняющей окружающую среду.

3.                  Эксплуатация СКЭС является абсолютно безопасной для населения, если учесть требования по применению СВЧ-энергетики;

4.                  Не способствует тепловому загрязнению, вследствие отсутствия процессов сжигания топлива.

5.                  Возможность подачи энергии в труднодоступные районы Земли.

6.                   Независимость от погодных условий.

Солнечная космическая электростанция представляет собой наиболее перспективный проект энергетики в целом, и гелиоэнергетики — в частности. Однако СКЭС обладает несколькими недостатками, приведенными ниже.

1.                   Высокая себестоимость проекта.

2.                   Низкая производительность составляющих системы (фотопреобразователей, СВЧ-генераторов и т. д.).

Лауреат Нобелевской премии, академик П. Л. Капица в научном труде по изучению электроники писал: «Вполне вероятно, что история повторится: теперь электроника используется главным образом для целей радиосвязи, но её будущее лежит в решении крупнейших проблем энергетики» [11, с. 182].

Еще один наш соотечественник, лауреат Нобелевской премии, академик Ж. И. Алферов считает альтернативную энергетику необходимой в рамках инновационного развития любой страны. В самой альтернативной энергетике важнейшее направление — преобразование солнечной энергии, наиболее мощного источника [16].

Первой в России является солнечная космическая электростанция, запатентованная в 1994г [12]. Предлагается использование порожних корпусов ракет в рамках построения СКЭС. Также используются автоматически расширяющиеся блоки.

Конструкция СКЭС, которая представляет собой панель фотопреобразователей размером 5х10 км, при этом передающая антенна диаметр которой составляет 1 км, соединяясь с ней с возможностью поворачиваться.

Однако площадь фотопреобразователей и передающей СВЧ-антенны напрямую зависит от их производительности. В 1968 году КПД преобразователей составляет 12 % на основе соединения GaAlAs [5, с. 100], в начало 21 века это значение составляло 30–40 %, на данный момент она составляет уже 60 % (в лабораторных условиях). Наиболее надежными материалами для создания фото преобразующих панелей СКЭС являются кремний Si, селенит меди, индия, галлия Cu(In,Ga)Se2 и арсенид галлия GaAs.

Современные конструкции полномасштабных СКЭС предполагают отказ от технически сложных и недостаточно надежных вращающихся узлов [5, с. 99].

На рисунке 2 изображена конструкция СКЭС с газотурбинными преобразователями.

Рис. 2. Конструкция СКЭС с газотурбинными преобразователями (размеры указаны в метрах) [7, с. 120]: 1 — концентратор, 2 — антенна, 3 — силовые электрошины, 4 — холодильник-излучатель.

 

Данный проект имеет 16 модулей с газотурбинными преобразователями и рассчитан на 10 ГВт электрической мощности, получаемой на Земле. Основой каждого модуля является фацетный концентратор размером 2057х2910 метров, представляющий собой симметричную вывеску параболоида. Также существуют конструкции с газотурбинными преобразователями, основные панели фотопреобразователей которых разделены на две части передающей антенны. При этом 16 модульная конструкция СКЭС имеет вес 7941 кг.

Рис. 3. Трехжелобная СКЭС [7, с. 137]

 

На рисунке 3 представлена трехжелобная, двухъярусная выдвижная конструкция длиной 21.3 км и шириной 3. 85 км с расположенной в центре вращающейся антенной диаметром 1.2 км. В схеме используются фотопреобразователи на основе AlGaAs. Общая площадь панелей солнечных элементов СКЭС составляет .

Еще один вариант — СКЭС с вращением конструкции (~1 об./ч), которая позволяет стабилизировать ее относительно потока солнечной радиации (рис. 4) [5, с. 101].

Рис.4. Вращающаяся СКЭС

 

Достаточно интересной конструкцией СКЭС является «сэндвич» (рис. 5). Особенность данного конструкторского решения заключается в том, что солнечная батарея объединена с антенной решеткой в единую конструкцию диаметром 1.8 м. Данная система требует постоянной ориентировки на Землю, что позволяет облучать фотоэлектронные преобразователи с использованием пленочных отражателей солнечным светом. При этом вторичные отражатели, связаные «сэндвич»-антенной, обеспечивают концентрацию солнечного излучения.

Конструкция, разработанная ФГУП НПО им. Лавочкина. Разработка представлена в работах [5, 17, 6]. Солнечная космическая электростанция работает следующим образом. В космосе разворачивается система, состоящая из спутника передатчика и фотоспутника, соединенных между собой магнитно-резонансной системой передачи энергии.

Рис. 5. Проект СКЭС «сэндвич» [7, с. 144]: 1 — солнечное излучение, 2 — первичный концентратор, 3 — вторичный концентратор, 4 — антенна, 5 — СВЧ — излучение, 6 — преобразователи типа «сэндвич»

 

Спутник передатчик обладает передающей СВЧ антенной, которая при помощи зеркальной системы отправляет полученную энергию на приемную фотоплощадку, расположенную на привязном аэростате, который в свою очередь по специальному тросу отправляет энергию на Землю потребителю.

Рис. 6. Схема построения кластерной фрагментарной солнечной космической электростанции [17, c. 194]

 

Автор этой статьи также разработала оригинальную конструкцию солнечной космической электростанции.

Для того, чтобы увеличить регионы потребителей необходимо сделать СКЭС высокоорбитальной. Это ведет за собой ряд дополнительных трудностей, связанных со стабилизацией и ориентацией, движущейся по орбите СКЭС. В этом случае необходимо иметь точное координатно-временное обеспечение, в которое входит определение орбиты СКЭС с заданной точностью, вычисление эфемерид, определение координат пунктов, на которых расположены ректенны. СКЭС Барковой может быть выведена на орбиту единственным запуском и автоматически развернута на заданной высоте. К тому же имеется возможность создать в качестве космического сегмента систему спутников наподобие ГЛОНАСС. СКЭС Барковой снабжена специальной системой СВЧ-передающих антенн, что позволяет снизить площадь ректенны на Земле и повысить мощность СВЧ-пучка. Преобразование солнечной энергии происходит таким образом, что малая доля энергии, полученной посредством солнечного коллектора, идет на работу самой СКЭС и на поддержание работы двигателей стабилизации. Основная часть полученной энергии преобразуется в СВЧ-излучение в корпусе СКЭС и отправляется на ректенны на Земле [2, с. 3].

Влияние возмущающих факторов

Проблема ориентации и стабилизации космического сегмента СКЭС на орбите осложняется влиянием возмущающих факторов различного рода. К ним относятся воздействия гравитационного и негравитационного характера, а также возмущения, связанные с работой СКЭС. Для компенсации негативного воздействия указанных факторов необходимо предусмотреть систему стабилизации. Также немаловажно разработать модель движения СКЭС, отвечающую следующим требованиям:

—          Точность, имеется в виду точность в рамках решаемой задачи,

—          Надежность, то есть устойчивость данной модели к изменению внешних факторов,

—          Простота в реализации.

Рассмотрим модифицированную модель движения солнечной космической стации. Она удовлетворяет следующему уравнению:

                                                               (1)

,где первый член правой части уравнения представляет собой закон всемирного тяготения,  — одна из координат космического аппарата,  — гравитационная постоянная Земли, r — радиус — вектор космического аппарата.  — гравитационное возмущающее ускорение,  — негравитационное возмущающее ускорение,  — возмущающее ускорение, вызванное работой станции,  — эмпирическое возмущающее ускорение.

Модель гравитационного возмущающего ускорения задается формулой:

                                                                                       (2)

В уравнении 1,  — влияние гравитационного потенциала Земли,  — возмущение, вызванное гравитацией других тел,  — влияние приливов твердой Земли и океанических приливов,  — релятивистская поправка.

Силовая функция, обусловленная гравитационным полем Земли имеет вид:

                                                                                                                                                   (3)

где  — универсальная гравитационная постоянная,

m — масса тела,  — радиус-вектор спутника,  — радиус Земли,  — зональные гармоники,  — полиномы Лежандра, z — аппликата,  и  — стоксовы постоянные.

Влияние гравитации других тел (Солнце, Луны и планет) описывается возмущающим ускорением в приближении Ньютона.

                                                                                    (4)

 — гравитационные постоянные Солнца, Луны и планет, которые находятся из простого соотношения , где  — масса притягивающего тела, . r — геоцентрический вектор спутника,  — геоцентрический вектор i-го притягивающего тела.

Приливные деформации оказывают значительное влияние на движение искусственных спутников Земли. Они возникают из-за влияния третьего возмущающего тела. Рассматриваются приливы твердой Земли, которые задаются формулой:

                                                                       (5)

где  — постоянные числа Лява, характеризуюшие свойства Земли, как упругого вязкого тела.

Во внешнем пространстве  характеризуется следующей формулой:

                                                           (6)

где r — радиус-вектор внешней точки.

Представление приливного потенциала с помощью Лява является наиболее широко используемой моделью, однако в настоящее время разработаны и более точные, например, модель Вара.

Релятивистская поправка возникает из-за движения космического аппарата в гравитационном поле Земли.

                                                                (7)

 — гравитационная постоянная Земли, r и  — вектор положения спутника и его радиальная скорость, с — скорость света.

Модель негравитационного возмущающего ускорения можно представить в виде:

                                                                   (8)

 — возмущение, вызванное давлением света и электромагнитным излучением,  — эффект торможения ИСЗ атмосферой Земли,  — влияние света отраженного от Земли,  — тепловое воздействие,  — влияние космических лучей.

Давление солнечного света для солнечной космической электростанции является важным фактором.

Допустим, мощность потока солнечной энергии является постоянной, при этом сила светового давления постоянно направлена по линии Земля-Солнце, орбита Земли — круговая, спутник имеет сферическую форму. Тогда для силы светового давления на спутник справедлива формула:

                                                                         (9)

где m — масса спутника, S — площадь спутника, — расстояние от Солнца до спутника, ,  — коэффициент, определяющий тип солнечного воздействия (поглощение, полное и диффузное отражение).

В данной формуле выражение  — функция тени, причем .

а — параметр, выбор которого определяет скорость возрастания функции тени при переходе ее границы (то есть длину участка полутени),  — угол между направлением солнечных лучей и направлением на спутник [9, с. 23, 3, с. 274].

 — солнечная постоянная, Е — освещенность.

Для солнечной космической электростанции чаще всего предлагают использовать геостационарный спутник, СКЭС, предложенная нами, обращается на высокой орбите и находится в разреженной атмосфере Земли. Поэтому эффект торможения атмосферой будет действовать на спутник в меньшей степени, но его необходимо учесть:

                                                                                          (10)

Причем выражение  называют парусностью космического аппарата, где  — плотность атмосферы Земли,  — плотность воздуха на высоте полета,  — скорость спутника относительно атмосферы.

Плотность воздуха  на высоте полета h определяется по формуле:

                                       (11)

где ,

 — плотность воздуха над уровнем моря, h — высота над уровнем перицентра, а параметр H имеет вид

                                                                                                                      (12)

 — постоянная Больцмана, Т — температура, К,  — средняя масса молекулы воздуха ,  — ускорение силы тяжести на высоте h.

Среди светового давления также выделяют давление излучения, отраженного от Земли. Это возмущающее ускорение можно определить как:

                             (13)

 — давление отраженного излучения,  — приблизительная площадь элемента поверхности Земли,  — площадь поперечного сечения спутника, m — масса спутника, с — скорость света,  — функция тени, а и е — альбедо и излучение j-го элемента,  — плотность солнечного потока импульса,  — зенитное расстояние Солнца,  — положение Земли, r — единичный вектор направления на спутник.

Для стабилизации солнечной космической электростанции важно знать также возмущающее ускорение, вызванное тепловым воздействием. Моделирование теплового воздействия может быть достаточно сложным. В нашем случае ограничимся следующим выражением:

                                                                                             (14)

 — длина волны теплового излучения, с — скорость света,  — плотность излучения, V — объем спутника.

Солнечная космическая электростанция также в некоторой степени испытывает влияние космических лучей, поскольку солнечный коллектор обладает большими размерами. Причем они имеют максимальное влияние на высоких широтах и минимальное — на низких [6].

                                                                                         (15)

где V — скорость СКЭС,  — импульс, задаваемый СКЭС космическими лучами, модель магнитного межпланетного поля имеет вид ,  — магнитное поле на орбите Земли, r — расстояние от Земли до СКЭС,  — гелиоцентрические координаты, u — постоянная скорость солнечного ветра.

 — суточная вариация космических лучей [8], где v — скорость движения частиц космических лучей,  — одиннадцатилетняя вариация космических лучей, — число групп солнечных пятен,  — постоянные, зависящие от различных интервалов космических лучей ,  — средняя широта гелиопятен.

В таблице 3 представлены следствия указанных возмущений, оцененных на основе полученных данных, а также на основании источника [7, с. 134].

Таблица 3

Следствия возмущений









Возмущающие ускорения

Следствия возмущений

Время коррекции, сут.

Неоднородность гравитационного поля Земли

Изменение высоты орбиты

Изменение наклонения орбиты

365

Непрерывно

Гравитационные потенциалы Солнца и Луны

Изменение наклонения орбиты

365

Возмущение, вызванное тем, что космический аппарат не является материальной точкой

Изменение высоты орбиты

Изменение ориентации аппарата

57

30

Приливы твердой Земли

Изменение высоты орбиты

57

Давление солнечного света

Изменение эксцентриситета

Изменение высоты

57

Непрерывно

Реактивная отдача СВЧ-излучения

Изменение высоты орбиты

57

Влияние космических лучей

Изменение высоты

Непрерывно

 

Наибольшее возмущение в движение СКЭС вносят неоднородность гравитационного поля Земли и гравитационные потенциалы Солнца и Луны. Также вследствие больших размеров СКЭС, достаточно сильное влияние оказывает световое давление и реактивная отдача СВЧ-излучения.

Заключение

На данный момент создание солнечные космические электростанции требует больших размеров космического сегмента (спутник с преобразующими фотопанелями), так и приемного устройства (ректенна). Для создания эффективной солнечной космической электростанции потребуется около 11 миллиардов долларов. Площадь преобразующих панелей должна составлять около 5–10 , площадь ректенны — около 100 . солнечные космические электростанции являются энергетикой будущего, поскольку человечество рано или поздно начнет освоение дальнего космического пространства. Эти энергетические установки могут служить источниками энергии для космических кораблей, лунных и марсианских колоний, а также для труднодоступных районов Земли.

 

Литература:

 

1.         Агеев В. А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций).

2.         Баркова М. Е. Заявка на патент РФ № 2015111954/20 от 02.04.2015. Солнечная космическая электростанция.

3.         Белецкий В. В. Очерки о движении космических тел. Изд. 3-е, М.: Издательство ЛКИ, 2009 г. — 432с.

4.         Большая Энциклопедия Нефти Газа. http://www.ngpedia.ru/id031331p1.html

5.         Ванке В. СВЧ — электроника — перспективы в космической энергетике. Журнал «ЭЛЕКТРОНИКА: наука, технология, бизнес» 2007 № 5.

6.         Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). Algorithm Theoretical Basis Document. Version 2.2. Precision orbit determination (POD). Prepared by: H. J. Rim, B. E. Schutz. Center for Space Research The University of Texas at Austin.

7.         Грилихес В. АВ. Солнечные космические электростанции. Л., Наука 1986г. -182стр.

8.         James O. McSpadden, John C. Mankins Space solar power programs and microwave wireless power transmission technology. IEEE magazine ISSN 1527–3342/02/$17. 00©2002 IEEE December 2002

9.         Захваткин М. В. Определение и прогнозирование параметров движения космического аппарата с учетом возмущений, вызванных работой бортовых систем. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Москва 2013г.

10.     IHS Cambridge Energy Research Associates и Всемирный экономический форум.

11.     Капица П. Л. Электроника больших мощностей — М: Изд. АН СССР, 1962.

12.     Ломанов А. А. Солнечная космическая электростанция. Патент RU 2094334

13.     Мейтин М. «Фотовольтаика — материалы, технология, перспективы» Электроника, 2000, № 6, с. 40–46

14.     Нагатомо М., Сасаки С., Наруо Й., Ванке В. А. Работы Института космических исследований Японии области космической энергетики. — Успехи физических наук, 1994, т. 164, с. 631.

15.     OPEC Share of World Crude Oil Reserves http://www.opec.org/opec_web/en/data_graphs/330.htm

16.     А. Полунин Жорес Алферов: Россию спасет альтернативная энергетика. Газета «Свободная правда». 2010г.

17.     Сысоев В. К., Полищук Г. М., Пичхадзе К. М. Солнечная космическая электростанция — выбор решения. ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина». Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/050.pdf

Основные термины (генерируются автоматически): солнечная космическая электростанция, возобновляемый источник энергии, NASA, Земля, солнечная энергия, космический аппарат, ядерное топливо, космический сегмент, световое давление, солнечное излучение.

Ученые поведали о новых способах получения энергии из органических отходов

На Менделеевском съезде рассказали про новые способы получения энергии из органических отходов.

На Менделеевском съезде рассказали про новые способы получения энергии из органических отходов.

Об этом сообщается 29 сентября 2016 г.

 

И. Казаринов утверждает, что сточные воды с территорий промышленных и сельскохозяйственных предприятий содержат большое количество энергии, больше, чем необходимо на их обезвреживание.

 

Используя биоэлектрохимические технологии конверсии органических отходов в электричество, можно обезвредить сточные воды и получить дополнительную энергию.

Существует 4 стратегии такой переработки, и ее проанализировал и представил в своем докладе заведующий кафедрой физической химии Саратовского национального исследовательского государственного университета (СГУ) И. Казаринов.
 

Сточные воды с территорий промышленных и сельскохозяйственных предприятий содержат не только органические вещества, но и большое количество энергии — больше, чем необходимо на их обезвреживание, уверен ученый.

В США на переработку сточных вод затрачивается 15 гВт мощностей электроэнергии, а это всего 3% от общего количества производимой.
 

Работать со сточными водами можно 4мя известными способами, известными в микробиологии:

— с помощью микробных топливных элементов; 

— с помощью метаногенеза; 

— с помощью получения метана, водорода и химических веществ;

— и с помощью ферментированного выделения водорода.

 

В мире это уже используется, однако в России этой теме уделяется недостаточное внимание.

Китай например, уже строит крупнейшую в мире электростанцию, работающую за счет сжигания отходов.

А в июле 2016 г сообщили вообще такой факт, что в Оренбургской области автомобили заправляют газом из турецких помидор и польской клубники. С начала этого года на биотопливо пошло 7 тонн продуктовой контрабанды.

 

«Для эффективного осуществления технологий очистки сточных вод все 4 стратегии должны использоваться совместно, а предпочтение нужно отдавать той или иной в зависимости от типа вод», — комментирует И. Казаринов.

 

Также известно, о таком чудном способе добычи электроэнергии, как биогазовая электростанция, работающая на навозе, расположена она в Мордовии.
 

Установки, производящие энергию подобным способом, могут стоять и на крыше дома, снабжая его электричеством, и на дне океана, обеспечивая работу наблюдательных систем под водой.
 

 

Найден новый способ получения энергии из ходьбы / Хабр

Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне придумали простой и недорогой способ преобразования ходьбы в полезную электроэнергию. Сюйдун Ван и его коллеги изобрели материал, который генерирует электричество, когда люди наступают на него.

Новый метод находит хорошее применение такому волокнистому полуфабрикату, как древесная масса. Перетертая древесина, которая уже находится в напольном покрытии, частично изготовлена из нановолокон целлюлозы. Они представляют собой крошечные волокна, которые после определенной химической обработки способны формировать электрический заряд, когда вступают в контакт с необработанными. Сюйдун Ван, доцент кафедры материаловедения и инженерии в Висконсинском университете в Мадисоне и его аспирант Чуньхуа Яо опубликовали свою работу в Nano Energy 24 сентября.

Когда нановолокна встроены в пол, они могут генерировать электроэнергию, которая включает фонари и заряжает аккумуляторы. Поскольку древесные массы – дешевые, широко распространенные и возобновляемые отходы многих отраслей промышленности, новая технология может быть так же доступна, как и обычные напольные материалы.

Чтобы сделать это, исследователи извлекли нановолокна целлюлозы из древесной массы и разделили их на два слоя, один из которых химически обрабатывали, чтобы сделать положительно заряженным. Затем они заключали оба слоя в картон и прессовали их, чтобы получить жесткую доску.

Под давлением ноги, два слоя целлюлозы вступают в контакт и обмениваются электронами. Когда нога поднимается, электроны возвращаются, но проходят через внешнюю цепь, вырабатывая энергию. Один шаг на такую поверхность генерирует от 10 до 30 вольт и способен зажигать 35 зеленых светодиодов.

Существуют и другие аналогичные материалы для генерации «шаговой» энергии – керамика и металлы. Но они либо дорогостоящи, либо непригодны для повторного использования, либо непрактичны для применения в крупных масштабах.

В течение многих лет научно-исследовательский центр Вана тестировал различные материалы, чтобы максимизировать достоинства технологии, названной трибоэлектрическим наногенератором (TENG). Именно вследствие трибоэлектрического эффекта вырабатывается статическое электричество на одежде. Химически обработанные нановолокна целлюлозы – простая, недорогая и эффективная альтернатива для использования этого широко распространенного механического источника энергии.

Ученый верит, что технология TENG может быть легко внедрена во все виды напольных покрытий, как только она будет готова к продаже. Команда Вана теперь планирует построить и протестировать прототип в кампусе Висконсинского университета в Мадисоне в местах с большим потоком людей. В конечном счете они собираются предложить использовать «зеленые» половицы на вокзалах и в торговых центрах, где они могли бы питать фонари и датчики.

Результат команды Висконсинского университета в Мадисоне является последним достижением в области исследования природосберегающей и возобновляемой энергии, названной «придорожным сбором энергии». В некоторых ситуациях он мог бы составить конкуренцию солнечной энергии, так как не зависит от ясной погоды. Исследователи, которые изучают «придорожные» методы сбора и преобразования побочной энергии, рассматривают землю в качестве богатого, возобновляемого источника энергии, несмотря на ограниченные запасы ископаемого топлива.

«Ученые много работали над сбором энергии от деятельности человека. Один из способов заключается в том, чтобы построить что-то, чтобы поместить туда людей. Другой способ состоит в том, чтобы построить что-то, к чему у людей есть постоянный доступ. Земля является наиболее подходящим местом» — рассуждает ученый.

Если использовать эту технологию в местах интенсивного движения людей, например, на стадионах или в торговых центрах, мы получим значительное количество энергии. Каждая функциональная часть внутри такого покрытия состоит из двух материалов с разным зарядом, в том числе и нановолокна целлюлозы толщиной в один миллиметр или еще тоньше. Пол может состоять из нескольких слоев для того, чтобы получить на выходе больше энергии.

«Первый тест в нашей лаборатории показал, что технология работает на миллионах циклов без каких-либо проблем, — говорит Ван. Мы не конвертировали эти цифры в сроки службы настила, но я думаю, что с надлежащей конструкцией TENG легко переживет его (настил)».

Несмотря на все явные преимущества экологичной технологии, некоторые ученые скептически отнеслись к разработке Вана. Алистер Спроул из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее считает, что по сравнению с другими источниками возобновляемой энергии новый материал дает на выходе совсем небольшое количество энергии. «Если вы хотите привести общество в действие и сделать вещи эффективными, отправляйтесь за солнечной или ветровой энергией» — заявляет он.

Ван считает, что энергия шагов может служить дополнением к солнечной. «Концепция заключается в генерации электроэнергии из энергии, которая могла быть потрачена впустую. Она работает внутри зданий или под землей, куда солнечные лучи не проникают или их слишком мало» — отмечает он.

Теперь команда во главе с Ваном попытается доказать, что новые доски долговечны и экономически эффективны. Стоимость производства «энергетических» досок практически не отличается от обычных. Однако необходимы дополнительные расходы на замену существующего покрытия и установку нового.

«Наша технология не может заменить сбор солнечной энергии. Но мы считаем, что ее использование в качестве дополнения будет наиболее рентабельным по сравнению с другими технологиями, получающими энергию из шагов».

5 необычных способов получения электрической энергии

  • Участник: Сытенко Мария Александровна
  • Руководитель: Жеребцова Анна Ивановна

Цель данной работы — исследование электрических свойств овощей и фруктов.

Моя работа посвящена необычным источникам энергии. В окружающем нас мире очень важную роль играют химические источники тока. Они используются в мобильных телефонах и космических кораблях, в крылатых ракетах и ноутбуках, в автомобилях, фонариках и обыкновенных игрушках. Мы каждый день сталкиваемся с батарейками, аккумуляторами, топливными элементами.

Слово «энергия» прочно вошло в обиходный словарь начала XXI в. человечество в последнее время сталкивается с дефицитом энергоресурсов. Грядущее истощение запасов нефти и газа побуждает ученых искать новые возобновляемые источники энергии

Возобновляемые источники сырья и способы получения из них энергии – магистральная тема многих университетских исследований. Лаборатория в Нидерландах изучает возможность получения электричества из растений, точнее, из корневой системы растений и из бактерий, находящихся в почве.1

Энергия солнца, энергия ветра, энергия приливов и отливов возобновляемым источникам энергии в последнее время всё чаще причисляют и растения. Ведь только зеленое растение является той единственной в мире лабораторией, которая усваивает солнечную энергию и сохраняет ее в виде потенциальной химической энергии органических соединений, образующихся в процессе фотосинтеза.

Один из альтернативных источников энергии – процесс фотосинтеза. Процесс фотосинтеза, протекающий в клетке растения, является одним из главных процессов.

В ходе него происходит не только разделение молекул воды на кислород и водород, но и сам водород в какой-то момент оказывается разделенным на составные части — отрицательно заряженные электроны и положительно заряженные ядра.

Так что, если в этот момент ученым удастся «растащить» положительно и отрицательно заряженные частицы в разные стороны, то, по идее, можно получить замечательный живой генератор, топливом для которого служили бы вода и солнечный свет, а кроме энергии, он бы еще производил и чистый кислород.

Возможно, в будущем такой генератор и будет создан. Но для осуществления этой мечты нужно отобрать наиболее подходящие растения, а может быть, даже научиться изготавливать хлорофилловые зерна искусственно, создать какие-то мембраны, которые бы позволили разделять заряды.

Данные исследований лаборатории молекулярной биологии и биофизической химии МФТУ по созданию таких мембран показали, что живая клетка, запасая электрическую энергию в митохондриях, использует ее для произведения очень многих работ: строительства новых молекул, затягивания внутрь клетки питательных веществ, регулирования собственной температуры. . С помощью электричества производит многие операции и само растение: дышит, движется (как это делают листочки всем известной мимозы-недотроги), растет.

Цель моей работы – исследование электрических свойств овощей и фруктов.

Задачи:

  1. Экспериментально измерить и проанализировать силу тока и напряжение таких батарей.
  2. Провести исследования с гальванических элементов, изменяя ширину пластин, глубину их погружений, и расстояний между электродами.
  3. Испытайте разные комбинации последовательно соединённых продуктов и проанализируйте полученные результаты.
  4. Собрать цепь, состоящую из нескольких таких батареек и постараться зажечь лампочку, запустить часы.
  5. Изготовить прибор гальванометр для определения напряжения.
  6. Исследовать электропроводность овощей и фруктов, разных сроков хранения, используя свой прибор.
  • Объект исследования: фрукты и овощи.
  • Предмет исследования: свойства овощных и фруктовых источников тока.
  • Гипотеза: Так как фрукты и овощи состоят из различных минеральных веществ (электролитов), то они могут стать природными источниками тока.
  • Методы исследования: изучение и анализ литературы, проведение эксперимента, анализ полученных данных.

II. Основная часть

2.1 История создания батарейки

Первый химический источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым ЛуиджиГальвани. На самом деле целью изысканий Гальвани был совсем не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия.

В частности, явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки. Теоретическое объяснение наблюдаемому процессу Гальвани дал неверное2 истолкование. Опыты Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого — Алессандро Вольта.

Он сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта создал нехитрое устройство. Оно состояло из цинковой и медной пластин погруженных в емкость с соляным раствором.

В результате цинковая пластина (катод) начинала растворяться, а на медной стали (аноде) появлялись пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Несколько позже ученый собрал целую батарею из последовательно соединенных элементов, благодаря чему удалось существенно увеличить выходное напряжение.

Именно это устройство стало первым в мире элементом питания и прародителем современных батарей. А батарейки в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами3.

2.2 Создание фруктовой батарейки

а) с использованием одного элемента

Для создания фруктовой батареи мы попробовали взять лимоны, яблоки, огурцы свежие и соленые, помидоры, картофель сырой и вареный. Положительным полюсом определили несколько блестящих медных пластин.

Для создания отрицательного полюса решили использовать оцинкованные пластины. Конечно же, понадобились провода, с зажимами на концах. Ножом сделала в фруктах небольшие надрезы, куда вставила пластины (электроды).

После соединения всех частей воедино у меня получилась фруктовая или овощная батарейка (рис. 1).

Рисунок 1

Название Напряжение, В Сила тока, А
Лимон 0,81 0,18
Яблоко 0,84 0,12
Огурец (свежий) 0,8 0,11
Огурец (соленый) 0,9 0,2
Картофель (сырой) 0,5 0,25
Картофель (вареный) 0,75 0,5

Вывод: Исследования показали, что наибольшее значение силы тока наблюдается у соленого огурца, сырого картофеля и лимона. Значения напряжения и силы тока в варёном картофеле в два раза больше, чем в сыром.

б) разные комбинации последовательного соединения элементов

Исследовала разные комбинации последовательного соединения элементов, фруктов и овощей (рис. 2).

Рисунок 2

Название Напряжение, В Сила тока, А
Лимон + огурец 1,68 0.7
Два лимона 1,4 0,5
Две картошки 1,62 0,5
Три картошки 2,2 0,5
2 огурца 1,01 0.6

Вывод: соединяя последовательно объекты исследования, выяснила, что вареный картофель, лимон-огурец, дают наибольшую разность потенциалов.

2.3. Исследования электропроводности овощей и фруктов во время хранения

Название Ноябрь I, мкА / m, г Январь I, мкА / m, г
картофель 50-45 /150 40-36/150
свекла 33-25 /208 23-20 /208

Давно известно, что все плоды растений представляют собой открытые системы биологического происхождения сложного физико-химического состава с характерными особенностями функционирования в течение всего их развития и хранения, а преобладающим компонентом является вода.

Следовательно в процессе хранения овощи и фрукты «усыхают», т.е. количество жидкости в них уменьшается, а содержание газов увеличивается, в результате чего электpопpоводность их тоже должна уменьшаться, в чем я убедилась проверяя в январе этого года. Считаю, что используя такие данные, легко отличить плоды нового урожая текущего года от плодов и овощей прошлого.

Вывод: Экспериментально было выявлено, что постепенно сила тока и напряжение уменьшаются. Оказалось, что величины силы тока и напряжения связаны с кислотностью продукта.

2.4. Возможность практического применения электрических свойств овощей

а) источник тока для часов

В ходе измерений попытались оценить возможность практического применения электрических свойств овощей.

От четырех последовательно соединенных вареных картофелин стали работать часы маленькие (рис. 3) и большие (рис. 4).

Рисунок 3 Рисунок 4

б) освещение

Зажглась лампочка (рис. 5).

Рисунок 5

в) зарядка телефона

Разряженный телефон я подключила к пяти, последовательно соединенным вареным картофелинам, телефон заработал (рис. 6).

Рисунок 6

г) подключение калькулятора

Вытаскивая медную и цинковую пластины из овощей и фруктов, мы обратили внимание на то, что они сильно окислились. Это значит, что кислота вступала в реакцию с цинком и медью. За счет этой химической реакции и протекал очень слабый электрический ток.

III. Создание прибора для определения свежести фруктов и овощей

а) самодельный гальванометр

Кусочек картона, обмотала 30 витками медного провода и расположила его таким образом, чтобы стрелка компаса находилась под витками, была им параллельна — это нулевое положение прибора. К концам проволоки я припаяла медную и цинковую пластину, их я буду погружать в исследуемый фрукт или овощ.

Если к ним подсоединить источник тока, то вокруг витков проволоки, по которым пойдет ток, возникнет магнитное поле, взаимодействующее с полем магнитной стрелки, в результате чего она будет отклонятся от своего положения. Поворот стрелки пропорционален силе тока.

Затем, шкалу этого прибора я проградуировала и в единицах напряжения, так как сила тока прямо пропорциональна напряжению, приложенному к выводам этого прибора. Поэтому для градуировки нашего прибора подсоединила новую батарейку с ЭДС = 1.

5 В, стрелка отклонилась на 80 град, на 8 делений нашего компаса, одному делению компаса соответствует напряжение 0,188 В (рис. 7)

Рисунок 7

б) использование самодельного прибора

С помощью прибора я дважды проверяла картофель, свеклу и лук в погребе.

Показания моего прибора уменьшились.

Разные сорта картофеля показали различные изменения. Прибор можно использовать для определения качества овощей и фруктов. Возможно на рынке (рис. 8).

Рисунок 8

IV. Об использовании фруктов и овощей для получения электричества

Недавно израильские ученые изобрели новый источник экологически чистого электричества.

В качестве источника энергии необычной батарейки исследователи предложили использовать вареный картофель, так как мощность устройства в этом случае по сравнению с сырым картофелем увеличится в 10 раз.

Такие необычные батареи способны работать несколько дней и даже недель, а вырабатываемое ими электричество в 5-50 раз дешевле получаемого от традиционных батареек и, по меньшей мере, вшестеро экономичнее керосиновой лампы при использовании для освещения.

Индийские ученые решили использовать фрукты, овощи и отходы от них для питания несложной бытовой техники. Батарейки содержат внутри пасту из переработанных бананов, апельсиновых корок и других овощей или фруктов, в которой размещены электроды из цинка и меди.

Новинка рассчитана, прежде всего, на жителей сельских районов, которые могут сами заготавливать фруктово-овощные ингредиенты для подзарядки необычных батареек. В Индии создали батарейку на пасте из фруктов и овощей.

В Австралии в 2003 году запущена электросиловая установка на ореховой скорлупе.4

Советы любознательным

Как добыть электричество из картошки?

У вас на даче нет электричества, но есть мешок картофеля. Из клубней картошки можно получить электричество бесплатно, все что нам понадобится, это соль, зубная паста, провода и картофелина.

Разрежьте её пополам ножом, через одну половинку проведите провода, в то время как в другой сделайте по центру углубление в форме ложки, после чего наполните её зубной пастой, смешанной с солью.

Соедините половинки картошки (к примеру зубочистками ), причем провода должны контачить с зубной пастой, а их самих лучше зачистить. Все! Теперь вы можете при помощи вашего генератора электричества устраивать пытки, зажигать костры от электрической искры и зажигать импровизированные лампочки с обугленными волокнами бамбука вместо нитей накаливания.

Как добыть электричество из фруктов?

Апельсины, лимоны и т.д., все это идеальный электролит для выработки электричества на халяву бесплатно, особенно если экстремальная ситуация застала вас недалеко от экватора. Помимо уже известных алюминия и меди, можно использовать более эффективные золото и серебро, доведя напряжение вашего электричества аж до целых 2 Вольт.

Если вы занимаетесь получением электроэнергии с целью освещения, то в качестве лампочки может служить стеклянная колба с кусочком обугленного бамбукового волокна в качестве нити накаливания. Эту кустарную нить накаливания использовал для первой лампочки в мире сам Эдиссон.

V. Выводы

Подводя итоги нашей работы можно с уверенностью сказать, что проведя эксперименты, мы, с одной стороны, убедились в том, что даже привычные нам предметы питания могут выступать в необычной роли. С другой стороны, мы убедились в выполнении законов физики.

  1. Фрукты и овощи могут служить источниками тока, если ввести в них медный и цинковый электроды.
  2. Экспериментально установлено, что величина тока в фрукте или овоще не зависит от его размера, а определяется наличием в нем растворов минеральных солей, видом электродов.
  3. Величины силы тока и напряжения связаны с кислотностью продукта и с разными комбинациями последовательно соединённых продуктов.
  4. В процессе хранения овощи и фрукты «усыхают», т. е. количество жидкости в них уменьшается, а содержание газов увеличивается, в результате чего электpопpоводность их тоже уменьшается.
  5. Фруктовые и овощные батарейки могут заменять карманные батарейки для освещения холодильника, погреба (банка с огурцами и электроды), а также в экстремальных ситуациях (отключение электричества).

1 http://ru.euronews.com/2013/04/29/heats-shoots-and-leaves-electricity-from-living-plants

2 Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике. 6–7 кл. – М.: Просвещение, 1978, с. 198

3 ru.wikipedia.org›Гальванический элемент

4 http://energetiku.jimdo.com/

5 необычных способов получения электрической энергии

За последнее десятилетие развитию альтернативных источников получения энергии уделялось особое внимание. Интерес к таким ресурсам присутствует как у энергетических компаний, так и у многих ученых.

Получению электроэнергии от Солнца, ветра, воды, геотермальных источников уже никого не удивишь, и такие технологии вполне можно применять для частных домов и небольших микрорайонов. Получение же новых источников электроэнергии за последние годы практически ничем не увенчалось.

Многие ученые выдвигают свои теории и разработки в области альтернативных источников электроэнергии. Наиболее интересные из них и попытаемся рассмотреть в данной статье.

Получение электрической энергии из соленой воды

Первопроходцами в получении электроэнергии из соленой воды являются норвежцы, а именно компания Statkraft. В основе получения энергии лежит физический эффект – осмос. Смешивание соленой и пресной воды приводит к энтропии жидкости (выделению тепла), используемой в дальнейшем для вращения гидротурбины.

Получение электрической энергии из топлива

Совсем недавно были разработана электростанция на базе топливных элементов с твердооксидным электролитом. За счет сжигания топлива и непосредственного превращения выделяемой тепловой энергии в электрическую, происходит существенное увеличение КПД установки при полном отсутствии вредных выбросов, шума и перегрева механизмов.

Установки по преобразованию тепловой энергии в электрическую

Получение электроэнергии из тепловой представляет собой давнюю технологию, ставшую актуальной в 21 веке за счет скачка в развитии техники. Примером такой установки может служить отопительно-варочная печь со встроенным термогенератором, позволяющая вырабатывать как тепловую, так и электрическую энергию.

Использование кинетической энергии

Эксперименты в получении электроэнергии из кинетической энергии весьма распространены в последние годы. В качестве источника энергии выступают пешеходные дорожки, танцпол, турникеты на вокзалах, тренажерные велосипеды на улицах городов. Основой таких систем служит пьезоэлектрические генераторы.

Использование энергии колебаний

Источником энергии в этом случае служит наногенератор, который преобразует микроколебания в теле человека в электроэнергию. Такие устройства уже сейчас могут использоваться для зарядки мобильных гаджетов. Особый интерес представляют взаимосвязанные системы наногенератора и солнечной батареи.

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.[ Регистрация | Вход ]

Новости сайта ukrelektrik.com

Последние статьи ukrelektrik.com

Последние ответы на форуме ukrelektrik.com

Заземление, зануление rashpilek1975 Alexzhuk / 37 Электроотопление IusCoin Multiki / 68 Всё обо всём — общение 2alpilip Наде4ка / 29

Дешевый, безопасный, экологичный, но редкий способ получения электричества в промышленных масштабах

После Чернобыля мир не испугался и не прекратил строительство атомных электростанций. Мир решил, наверное, что это сработал специфически советский человеческий фактор.

После катастрофы на АЭС «Фукусима» в Японии человечество осознало, что атомная энергия опасна даже в руках осторожных, ответственных, и технически продвинутых цивилизаций. Германия и другие страны ЕС уже думают о полном прекращении использования АЭС.

Поэтому поиск новых, менее опасных источников энергии сейчас актуален как никогда. Одним из таких источников может стать тепло земли.

Сидим на грелке

Под наружной оболочкой Земли — земной корой — находится разогретая мантия, где, возможно, зарождаются вулканы (по другим теориям, вулканы зарождаются во внешней, расплавленной оболочке ядра).

Горячая магма поднимается вверх по тектоническим трещинам и вступает в контакт с океанической водой, которая инфильтрируется из придонных областей океана в околомагматические зоны.

Там вода нагревается, вбирает часть растворенных в магме газов — таких как сероводород и углекислый газ — и других химических веществ, захватывая и элементы из пород, сквозь которые она фильтруется.

Увеличение содержания СО2 вызывает образование сильного адсорбента — кальциевого силикагеля, что ведет к изменению проницаемости водовмещающих комплексов и, в конечном счете, к тепловой и геохимической самоизоляции геотермальной системы. Считается, что наличие силикагеля обусловливает высокие концентрации разных веществ в термальных водах.

На континентах земная кора обычно очень мощная — до 70, иногда до 100 километров. Более древние магматические породы обычно перекрыты толстым осадочным чехлом, и магме его просто не прорвать.

Там же, где земная кора тоньше — например, в зонах перехода от континентальной коры к океанической — магме, раскаленным газам и перегретому водяному пару легче выбраться на поверхность.

Именно в таких районах случаются самые интересные геологические события наших дней — извержения вулканов, землетрясения, именно там фыркают и плюются гейзеры, дымят фумаролы, и именно там сравнительно легок доступ к подземным источникам тепла.

Вообще-то наиболее активные проявления вулканизма отмечаются в областях, где кора тоньше всего — на дне океанов, в зонах срединно-океанических хребтов, но ни видеть, ни толком изучать, ни тем более использовать этот вулканизм мы пока не научились.

Основная часть территории России расположена на двух древних, 2,5 — 3,5 млрд лет, платформах (Восточно-Европейской и Сибирской). Между ними лежит сравнительно молодая (всего 250-400 млн лет), но тоже надежная Западно-Сибирская плита.

Поэтому в России районы с тонкой корой находятся только на дальних окраинах — на Камчатке и Курильских островах, которые входят в зону активных геологических процессов.

«В областях современного вулканизма формируются и геотермальные месторождения, — говорит доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией тепломассопереноса ИВиС ДВО РАН Алексей Кирюхин. — Условия их формирования могут быть разными.

Довольно часто работает правило: чем больше и активнее вулкан, тем меньше шансов найти в его окрестностях геотермальное месторождение (пример — вулкан Ключевский), чем крупнее геотермальное месторождение, тем меньше шансов увидеть в его пределах большой вулкан (пример — Долина гейзеров в Калифорнии)».

Области современного активного вулканизма в основном сосредоточены в так называемом Тихоокеанском огненном кольце — это практически все окраины Тихого Океана, включая Камчатку, Курилы, Японию, Индонезию, Филиппины, Анды и Кордильеры, цепочку Алеутских островов и архипелаг Огненная Земля.

Все эти территории относятся к зонам самой молодой, альпийской складчатости, и на окраинах материков подвержены процессу субдукции — поддвиганию океанической коры под континентальную.

В процессе субдукции окраинные участки континентальной коры вздымаются, формируя горные хребты, а «ныряющая» фронтальная зона тонкой океанической коры плавится, давая «сырье» для современных вулканов.

К зонам альпийской складчатости относятся также Альпы и Пиренеи, Крым, Кавказ, Памир, Гималаи. Многие вулканы здесь уже прошли активную стадию, и в породах, перекрывающих остывающую магму, происходят постмагматические процессы.

В таких районах затухающего или «дремлющего» вулканизма — который проявляется не столько извержениями, сколько работой гейзеров, фумарол, грязевых вулканов — как раз и существует возможность получения электричества в промышленных масштабах. В других, менее активных, областях, впрочем, тоже можно использовать земное тепло.

Даже в стабильных платформенных областях встречаются источники термальных вод, да и геотермический градиент может быть достаточно высоким.

Креативная, дешевая и чистая технология

Использовать геотермальное тепло можно по-разному. Во-первых, как древние римляне, можно непосредственно применять термальные воды для обогрева и ванн.

Бесчисленные горячие источники в Европе ли, в Америке, на Филиппинах, — это проявления все тех же поствулканических процессов.

В России тепло подземных вод используется для обогрева зданий и теплиц в Калининградской области, в Западной Сибири, в Краснодарском крае. Такое «прямое» использование тепла позволяет сэкономить и снизить нагрузку на окружающую среду.

National Geographic/Getty Images/Fotobank

Можно использовать тепловые насосы, позволяющие обогревать или охлаждать жилые дома за счет разницы температур между воздухом и грунтом.

А можно — в дополнение к простому обогреву — построить геотермальную электростанцию и получать очень дешевую электроэнергию.

В зависимости от геологических условий, — то есть от температуры пород, наличия и состава воды в них — могут использоваться разные типы гидротермоэлектростанций.

В некоторых случаях геотермальная энергия позволяет убить сразу нескольких зайцев. Например, «Шеврон» использует для ее получения горячие воды, выкачиваемые из недр вместе с нефтью.

На поверхности раскаленная смесь воды и пара отделяется от нефти, сепарируется, пар вращает турбины и дает электроэнергию, вода же закачивается обратно в породу.

Это позволяет одновременно решить проблему токсичных сбросов и поддержать давление в нефтяном пласте, тем самым улучшая его нефтеотдачу и увеличивая срок использования скважины.

Геотермальная энергетика, новая отрасль на стыке нескольких наук и промышленности, привлекает внимание ученых и практиков разных специальностей. Одни задумываются, как добыть редкие и благородные металлы, растворенные в горячих подземных водах. Может быть, именно в фазе охлаждения этих вод когда-нибудь и удастся извлечь золото и платину.

Другие изобретают способы применения низкотемпературных вод.

Главный инженер ОАО «Геотерм» Дмитрий Колесников считает, что вскоре будет разработана технология вторичного использования сепарата, то есть частично охлажденной воды: «Ее можно будет использовать на любых промышленных предприятиях, где есть горячие стоки.

Больших мощностей ожидать не стоит, но, во-первых, горячая вода идет на второй цикл, то есть снижается непроизводственное использование энергии, а во-вторых, можно будет решать проблему энергоснабжения самого предприятия».

Россия отличается стабильностью

Геотермальная энергетика в России начала развиваться в 1960 годах. Тогда были построены первые — по сути, экспериментальные — электростанции. Паужетская ГеоЭС (11 МВт), на одноименном геотермальном месторождении была построена в 1967 году.

«Эта электростанция служила как бы опытной площадкой, на ней опробовались технологии, испытывалась паро-водяная смесь», — рассказал Колесников. Неподалеку от нее расположены Мутновская ГеоЭС (50 МВт) и Верхне-Мутновская (12 МВт) ГеоЭС. На Курилах, на островах Кунашир и Итуруп, тоже работают две относительно небольшие ГеоЭС — 6 и 2,6 МВт.

Собственно, этим недлинным списком и ограничивается действующая российская геотермальная энергетика.

РИА НОВОСТИ

Не в силу политико-экономических или исторических причин, не потому, что за рубежом лучше головы или технологии, но исключительно из-за высокого уровня стабильности российского геологического устройства западные, восточные, юго-восточные и даже некоторые африканские страны оставили нас далеко позади в области геотермальной энергетики. В Исландии на геотермальных электростанциях получают 30% электроэнергии, на Филиппинах — более 25%, в Сальвадоре и Коста-Рике — около 15%, в Новой Зеландии и Никарагуа — 10%. В США доля «геотермального» электричества невелика, всего 0,3%, но по объемам выработки США опережают все остальные страны мира.

В США к широко известным геотермальным электростанциям в Калифорнии и Неваде в 2006 году добавилась маленькая, но необычная электростанция в самой что ни на есть глубокой американской глубинке — на Аляске, на курорте China Hot Springs.

Хотя термальные источники там горячи для человека (74С), эта температура все же слишком низка для производства энергии по обычной технологии. Тем не менее, решение — применение бинарного цикла — было найдено: в теплообменнике природная вода отдает свое тепло специальному реагенту, который закипает даже при столь низкой температуре.

Слегка охлажденная (примерно до 70 градусов) вода честно возвращается в исходный горизонт. За пять лет эксплуатации температура поступающей воды упала примерно на градус. Три генератора могут давать 650 кВт в час, что достаточно, например, для обслуживания целого поселка. Каждый генератор стоит около $800 000, и окупаемости за полгода ожидать не стоит.

Но лет за 10 эти инвестиции окупятся даже при цене электричества в 6 центов за киловатт. Генератор, работающий на мазуте, «стоил» 30 центов за киловатт, так что разница очевидна.

А бинарная технология, использованная на Аляске, вообще-то изобретена в России еще в 1967 году, и использована на Паратунском геотермальном месторождении на Камчатке.

Экономика горячей воды

Как считает Дмитрий Колесников, преимущества геотермальной энергетики — в простоте процесса и дешевизне получаемой энергии. «Собственно, бурится скважина, из которой идет паро-водяная смесь, которая на станции сепарируется, пар вращает турбину, и дальше все работает как в обычной котельной», — объяснил он принцип работы.

Геотермальная энергия действительно обходится очень дешево, прежде всего за счет экономии на углеводородном сырье. Самое дорогое — это скважины и линии электропередач. Правда, там, где можно построить ГЭС, геотермальные электростанции будут не столь экономически привлекательными. Но в России мощнейшие ГЭС строились тогда, когда понятия частной собственности на землю не было.

Сегодня, чтобы затопить гигантские территории, нужно будет их у кого-то выкупить, что сильно поднимет цену киловатт-часа. Да и землю жалко (поэтому современные ГЭС строятся в основном в горах, где площадь затопления минимальна).

А вот при сравнении цены «геотермального» киловатт-часа с ценой электричества, вырабатываемого ТЭС, разница уже сегодня не в пользу углеводородной энергетики.

Экология соленой воды

Люди, которые занимаются геотермальной энергетикой, как-то с восхищением к ней относятся. Они понимают, что это сравнительно дешевый, сравнительно безопасный способ получения электроэнергии из возобновляемых источников. Тем не менее, как и во всех отраслях промышленности, здесь есть свои проблемы.

Да, углеводородного топлива на ГеоЭС нет, но проблема отходов существует. «Отходы» — это остывшая подземная вода, часто сильно соленая. Ее нельзя сбросить в ближайшую речку, она слишком токсична.

Кроме того, при изъятии материала из недр обычно повышается сейсмическая активность, и из-за сейсмодислокаций приток пароводяной смеси на поверхность может вообще прекратиться. «Воды у нас (на Паужетской электростанции) — 1000 тонн в час, в идеале должен быть замкнутый цикл, на поверхность мы эту воду сливать не можем.

Воду — сепарат — мы закачиваем обратно в пласт. Правда, не в то место, откуда мы ее берем, иначе мы быстро охладим «дающий» участок. Поэтому закачиваем не в него, а в соседние зоны», — объясняет Колесников.

В связи с высокой агрессивностью горячих подземных вод возникает проблема коррозии, износа оборудования. Но с коррозией, по мнению Колесникова, бороться можно — надо просто правильно подбирать материалы.

Геотермальную энергию добывать не всегда легко. Часто геотермальные месторождения находятся в труднодоступных местах или в зонах повышенной сейсмической активности.

В сейсмически активных зонах постройка ГеоЭС не только сопряжена с угрозой для работников, но может оказаться экономически бессмысленной: при структурных подвижках геотермальное месторождение может просто исчезнуть или поменять режим так, что работа станции станет невыгодной.

Геотермы вообще недостаточно изучены. Поверхностные, более легкодоступные геотермы часто имеют довольно короткий срок жизни. Исследования же глубоко залегающих, более крупных геотермальных месторождений требуют больших средств.

Пока российская экономика живет за счет высоких цен на углеводородное сырье, научные и практические работы по геотермам будут оставаться недофинансированными.

Это приведет к тому, что Россия, некогда первой применившая бинарную технологию, вновь окажется в хвосте, как и со сланцевым газом.

«Хотим, не хотим, а развивать будем»

Вряд ли геотермальная энергия придет в каждый дом. В России, во всяком случае, не завтра.

Низкотемпературные технологии получения электричества пока еще дороги, а самое главное — в платформенных областях, где проживает большая часть населения России, горячие напорные подземные воды редки.

Поэтому в ближайшее время можно ожидать только развития применения тепловых насосов, которые позволяют напрямую использовать тепло земли.

Возможности для постройки ГеоТЭС, кроме Камчатки и Курил, существуют на Урале, в Краснодарском крае, на Ставрополье. Анализируются возможности строительства ГеоЭС в южных областях Западной Сибири.

«А вообще, должна быть энергетическая стратегия по регионам, комплексный подход.

Если есть возможность построить геотермальную электростанцию — надо строить: это и дешевая энергия, и отсутствие потребности в углеводородном сырье», — считает Колесников.

Алексей Кирюхин уверен, что геотермальную энергию можно получать всюду — вопрос в количестве и качестве. Но, конечно, для гидротермальных электростанций главным ограничивающим фактором еще долго будет служить строгая привязанность к источникам тепла.

Даже если экономия на геотермальной электроэнергии окажется меньше ожидаемой, выигрыш для природы очевиден.

Валентина Свалова из Института геоэкологии РАН в работе «Геотермальные ресурсы России и их комплексное использование» показала, что если за счет геотермальной энергетики удастся достичь выработки электричества в 7800 ГВт. ч, то это позволит сэкономить 15,4 млн баррелей нефти, что исключит выброс приблизительно 7 млн тонн СО2.

Возобновляемость и дешевизна делают геотермальную энергию крайне привлекательной. «Хотя геотермальные электростанции имеют более низкий потенциал, дают меньшую мощность, они не требуют использования углеводородного сырья, — повторяет Колесников. — Ситуация с нефтью понятна, цены будут только расти, поэтому, хотим мы или не хотим, а геотермальную энергетику развивать будем».

Суммарная мощность геотермальных электростанций

СтранаУстановленная мощность,(МВт)
США 3,086
Филиппины 1,904
Индонезия 1,197
Мексика 958
Италия 843
Новая Зеландия 628
Исландия 575
Япония 536
Сальвадор 204
Кения 167
Коста-Рика 166
Никарагуа 88
Россия 82
Турция 82
Папуа — Новая Гвинея 56
Гватемала 52
Португалия 29
Китай 24
Франция 16
Эфиопия 7,3
Германия 6,6
Австрия 1,4
Австралия 1,1
Тайланд 0,3

Татьяна Крупина

5 альтернативных способов получения электроэнергии

Сегодня все больше внимания уделяется вопросу получения электрической энергии альтернативными способами. Как получить электричество? Скоро человечество столкнется с проблемой дефицита нефти, газа и угля.

Также возможны сокращения добычи урана, который используется на атомных электростанциях.

Поэтому у нас возникает логичный вопрос: что мы будем делать дальше? Ведь без электричества в мире начнется полный хаос, так как все глобальные сети работают за счет потребления электричества. К чему может привести конец эры углеводородов?

Решением данной проблемы ученые занимаются уже несколько десятилетий. Появляется все больше разработок, связанных с получением электрического тока из альтернативных источников. Некоторые из них используются человеком довольно успешно.

Многие страны мира стали задействовать силы природы для преобразования их энергии в электричество.

В новостях часто сообщается об открытии новых электростанций, которые работают с использованием силы ветра, отлива и прилива морей, солнечной энергии и других.

Но чтобы сократить потребление электричества и создать благоприятные условия для работы оборудования, человек использует трехфазный стабилизатор напряжения или бытовые стабилизирующие устройства.

Это позволяет частично решать вопросы с перепадами напряжения в быту и на производстве, а также создает экономически выгодные условия его потребления.

Мы начали уделять больше внимания экономии энергоресурсов и улучшению качества их потребления.

Наука не стоит на месте

Сегодня человечество разработало множество способов, как получить электрический ток за счет природных явлений.

Мы решили рассказать сегодня про 5 способов вырабатывания электроэнергии, которые считаем необычными по той причине, что они не набрали достаточной популярности.

Может, некоторые из вас скажут, что они являются экономически затратными и неэффективными, но это не говорит о том, что человечество от них откажется.

Эти инновационные способы в ближайшее время смогут использоваться человеком, как новые источники получения электрического тока. Даже с появлением нефти человечество считало этот природный ресурс неэффективным и неизвестным, но сегодня она используется во многих областях нашей деятельности.

Сегодня мы еще точно не можем сказать, чем человечество заменит привычные электрические источники. Возможно, один из способов, который мы опишем ниже, станет альтернативным.

Морская вода

Запасы соленой воды на планете просто огромны, поэтому ученые решили разработать электростанцию, которая будет работать на данном ресурсе. Единственная электрическая станция была построена в Европе фирмой Starkraft.

Электрическая энергия добывается по технологии использования осмоса. Если говорить простым языком, происходит смешивание соленой и пресной воды, что приводит к образованию энергии из-за увеличения энтропии жидкостей.

Данная энергия необходима для приведения в действие гидротурбин электрогенераторов.

Этот способ не такой эффективный, как атомные электростанции, но он не наносит большого вреда окружающей среде.

Топливные элементы

Сегодня также разработана электростанция, которая работает на элементах топливного типа, имеющая мощность до 0,5 ГВт. Работает она за счет горения топлива в элементе, который перерабатывает энергию тепла в электрический ток.

По сути, это дизельный генератор, в котором не используется дизельное топливо и генератор. Электростанция не загрязняет окружающую среду, так как не выбрасывает в атмосферу продукты горения.

Также такой источник получения электрической энергии имеет высокий КПД.

Термические генераторы

Для того чтобы получить электрический ток можно использовать энергию тепла. Этой теории уже больше 100 лет, но сегодня она стала популярной из-за большого применения технологий по энергетической экономии. Сегодня данный способ используют и в промышленных масштабах. Например, в коммунально-отопительных системах получают тепло и электроэнергию для своих нужд.

Пьезоэлектрические генераторы

Закон сохранения кинетической энергии стал основой работ для получения электричества в экспериментальных установках — пьезоэлектрических генераторах.

Их применяют в качестве эксперимента в зонах большого передвижения людей, танцполах, на железнодорожных вокзалах и в метро.

Есть даже идея создавать «зеленые» фитнес-центры и спортзалы, в которых посетители смогут своими действиями производить до 3,6 мегават электричества в год.

Наногенераторы

Вы знаете, что в организме человека происходят микроколебания, которые можно преобразовать в электрическую энергию? Для преобразования небольших колебаний в организме человека в электрический ток используются наногенераторы.

Такие технологии можно применять для зарядки мобильных устройств. Любое движение человека можно использовать для получения электрической энергии.

Сегодня существует много разработок, которые объединяют использование наногенераторов и солнечных батарей.

5 необычных способов получения электрической энергии

Где брать энергию? Не секрет, что люди рано или поздно исчерпают запасы нефти, газа, угля и даже урана, которые ещё остались на планете. Возникает вполне резонный вопрос: «Что же делать дальше? Где брать энергию?». Ведь вся наша жизнь базируется на использовании энергии. Получается, что после того как закончатся запасы углеводородов закончится и существование цивилизации?

Выход есть! Это так называемые альтернативные источники энергии. Кстати многие из них применяются, причем успешно, уже в настоящее время. Энергия ветра, приливов, солнца и геотермальные источники ─ успешно используется и преобразовывается людьми в электроэнергию. Но это так сказать «официальные альтернативные источники».

В настоящее время, существуют сотни теорий и разработок по созданию и использованию необычных альтернативных источников энергии. Описанные в этой статье альтернативные источники энергии являются необычными только в том смысле, что они пока не стали популярными, массово не используются, непрактичны, убыточны и т.д.

Но это совсем не значит, что они не смогут эффективно применятся возможно уже в самом ближайшем будущем. Ведь та же нефть, как источник энергии была известна с древнейших времен, но только с конца времени промышленной революции, нефть смогли получить и обработать в пригодную для использования форму.

  • Неизвестно, что мы в будущем будем использовать для получения энергии, но традиционным источникам энергии наверняка есть альтернативы, и вполне возможно, хотя бы один из перечисленных ниже способов получения электрической энергии сможет стать распространенным и популярным.
  • Вот 5 необычных альтернативных источников энергии, которые вызывают реальную надежду на эффективное использование их в будущем:
  • Получение электроэнергии из соленой воды

Первая экспериментальная электростанция, получающая энергию из соленой воды создана компанией Statkraft в Норвегии. Электростанция для получения электроэнергии использует физический эффект — осмос.

С помощью этого эффекта в результате смешивания солёной и пресной воды извлекается энергия из увеличивающейся энтропии жидкостей.

затем эта энергия используется для вращения гидротурбины электрогенератора.

Топливные элементы — получение электроэнергии из топлива

Разработаны демонстрационные электростанции на топливных элементах с твердооксидным электролитом мощностью до 500 кВт. Фактически в элементе происходит сжигание топлива и непосредственное превращение выделяющейся энергии в электричество. Это все равно что дизельный электрогенератор, только без дизеля и генератора. А также без дыма, шума, перегрева и с намного более высоким КПД.

Термогенераторы — преобразование тепловой энергии в электрическую

Для получения электрической энергии используется термоэлектрический эффект.

Это довольно старая технология, опять ставшая актуальной в наше время за счет массового использования энергосберегающих источников света и различных переносных электроприемников.

Уже существуют и с успехом используются промышленные разработки, например отопительно-варочные печи, со встроенными термогенераторами, которые в процессе своей работы позволяют получать не только тепло, но и электроэнергию.

Пьезоэлектрические генераторы — использование кинетической энергии

Созданы экспериментальные установки, которые позволяют получать электроэнергию за счет использования кинетической энергии — пешеходные дорожки, турникеты на железнодорожных вокзалах, специальный танцпол со встроенными в него пьезоэлектрическими генераторами. Есть идеи в ближайшем будущем создать специальные «зеленые тренажерные залы», в которых группа спортивных тренажерных велосипедов сможет, по словам производителей, генерировать до 3,6 мегаватт возобновляемой электроэнергии в год.

Наногенераторы — использование энергии колебаний

В данном источником энергии является специальный наногенератор, преобразующий в электрическую энергию микроколебания в человеческом теле.

Устройству довольно малейших вибраций, чтобы вырабатывать электический ток, позволяющий поддерживать работоспособность мобильных устройств. Современные наногенераторы превращают любые движения и перемещения в источник энергии. Очень перспективны и интересны варианты совместного использования наногенераторов и солнечных батарей.

А что вы думаете по этому поводу? Может быть вам известны другие новые альтернативные источники электроэнергии. Поделитесь в х!

Другие интерсные электротехнические новинки: Открытия и изобретения на Электрик Инфо

Андрей Повный

9 советов, как зарядиться энергией — естественно

Неожиданные способы получить больше энергии, включая снятие стресса и здоровое питание

Сходите в магазин, и вы увидите множество витаминов, трав и других добавок, рекламируемых как усилители энергии. Некоторые даже добавляют в безалкогольные напитки и другие продукты. Но научных доказательств того, что такие усилители энергии, как женьшень, гуарана и пиколинат хрома, действительно работают, практически нет. К счастью, есть вещи, которые вы можете сделать, чтобы повысить свой собственный естественный энергетический уровень.Вот девять советов:

1. Контрольное напряжение

Эмоции, вызванные стрессом, потребляют огромное количество энергии. Разговор с другом или родственником, присоединение к группе поддержки или посещение психотерапевта — все это может помочь снять стресс. Расслабляющие методы лечения, такие как медитация, самогипноз, йога и тай-чи, также являются эффективными инструментами для снижения стресса.

2. Облегчите свой груз

Одна из основных причин переутомления — переутомление. Переутомление может включать в себя профессиональные, семейные и социальные обязательства.Попытайтесь упростить список дел, которые необходимо сделать. Расставьте приоритеты в отношении самых важных задач. Избавьтесь от менее важных. При необходимости подумайте о том, чтобы попросить дополнительную помощь на работе.

3. Задание

Физические упражнения почти гарантируют более крепкий сон. Это также дает вашим клеткам больше энергии для сжигания и обеспечивает циркуляцию кислорода. А упражнения могут привести к повышению уровня дофамина в мозгу, что помогает поднять настроение. Во время ходьбы периодически увеличивайте темп, чтобы получить дополнительную пользу для здоровья.

4. Не курить

Вы знаете, что курение опасно для вашего здоровья. Но вы можете не знать, что курение на самом деле отводит вашу энергию, вызывая бессонницу. Никотин в табаке является стимулятором, поэтому он ускоряет частоту сердечных сокращений, повышает кровяное давление и стимулирует мозговую волновую активность, связанную с бодрствованием, что затрудняет засыпание. И как только вы заснете, его захватывающая сила может пробудить вас от тяги.

5. Ограничьте свой сон

Если вы считаете, что недосыпаете, попробуйте меньше спать.Этот совет может показаться странным, но определение того, сколько вам действительно нужно спать, может сократить время, которое вы проводите в постели, не спите. Этот процесс облегчает засыпание и в долгосрочной перспективе способствует более спокойному сну. Вот как это сделать:

  • Избегайте дневного сна.
  • В первую ночь ложитесь спать позже обычного и выспитесь всего четыре часа.
  • Если вы чувствуете, что хорошо выспались в течение этого четырехчасового периода, добавьте еще 15–30 минут на следующую ночь.
  • Пока вы крепко спите все время в постели, постепенно добавляйте сон в следующие ночи подряд.

6. Ешьте, чтобы получить энергию

Употребление в пищу продуктов с низким гликемическим индексом, сахара в которых всасываются медленно, может помочь вам избежать отставания в энергии, которое обычно возникает после употребления в пищу быстро усваиваемых сахаров или рафинированных крахмалов. Продукты с низким гликемическим индексом включают цельнозерновые, овощи с высоким содержанием клетчатки, орехи и полезные масла, такие как оливковое масло.В целом, продукты с высоким содержанием углеводов имеют самый высокий гликемический индекс. Белки и жиры имеют гликемический индекс, близкий к нулю.

7. Используйте кофеин в ваших интересах

Кофеин действительно помогает повысить бдительность, поэтому чашка кофе поможет обострить ваш ум. Но чтобы получить бодрящий эффект кофеина, вы должны использовать его с умом. Это может вызвать бессонницу, особенно при употреблении в больших количествах или после 14:00.

8. Лимит алкоголя

Одна из лучших преград против дневного спада — воздерживаться от употребления алкоголя во время обеда.Седативный эффект алкоголя особенно силен в полдень. Точно так же избегайте пятичасового коктейля, если хотите получить энергию вечером. Если вы собираетесь пить, делайте это умеренно в то время, когда вы не против, чтобы ваша энергия снизилась.

9. Питьевая вода

Какое единственное питательное вещество повышает производительность для всех, кроме самых требовательных видов деятельности на выносливость? Это не какой-то дорогой спортивный напиток. Это вода. Если вашему организму не хватает жидкости, одним из первых признаков является чувство усталости.

Для получения дополнительной информации о многих вещах, которые вы можете сделать для увеличения своей естественной энергии, закажите наш Специальный отчет о состоянии здоровья, Повышение вашей энергии .

Изображение: © Gilaxia | GettyImages

Поделиться страницей:

Заявление об ограничении ответственности:
В качестве услуги для наших читателей Harvard Health Publishing предоставляет доступ к нашей библиотеке заархивированного контента. Обратите внимание на дату последнего обзора или обновления всех статей.Никакой контент на этом сайте, независимо от даты, никогда не должен использоваться вместо прямого медицинского совета вашего врача или другого квалифицированного клинициста.

10 способов повысить вашу энергию за 10 минут

Ваши веки провисают после полудня? Когда низкий уровень энергии тянет вас вниз, не смотрите на шоколадный батончик, чашку кофе или энергетический напиток для подъема. Сахар и кофеин могут сразу же поднять настроение, но после того, как этот быстрый кайф утихнет, вы упадете и почувствуете себя еще более истощенным.

Что вам нужно: надежное решение для сдерживания вялости.Вот 10 борцов с усталостью, которые помогут вам освежиться и восстановить силы.

1. Съешьте свой завтрак. Люди, которые завтракают каждое утро, сообщают о меньшей усталости и стрессе, чем люди, которые его пропускают. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как горячая овсянка, остаются с вами дольше, чем сладкие булочки или печенье. По прошествии дня они будут препятствовать тому, чтобы вы проголодались (голод может привести к снижению энергии).

2. Сделайте собаку вниз. Некоторые исследования показали, что йога, в которой используются различные позы и глубокое дыхание для упражнений и медитации, может быть отличным средством борьбы с усталостью.

3. Произнесите свою любимую мелодию. Пение дает вам своего рода эмоциональный подъем и снижает уровень гормонов стресса в вашем теле. Так что возьмите расческу, поставьте свою любимую песню и пойте. Если вы на работе и не хотите встречаться с озадаченными взглядами коллег, вы можете сохранить свои вокальные стили для машины.

Продолжение

4. Выпейте воды. Обезвоживание может вызывать у вас чувство истощения и утомления. Вам не обязательно следовать правилу «восемь стаканов в день», но вам нужно пить достаточно воды, чтобы поддерживать организм в хорошем состоянии.Вы можете сказать, что у вас достаточно жидкости, если не чувствуете жажды и у вас светлая моча. Постарайтесь добираться до холодильника или кулера для пополнения запасов каждые несколько часов. Прогулка по нему тоже поможет вам проснуться.

5. Сойти с ума. Съешьте горсть миндаля или арахиса с высоким содержанием магния и фолиевой кислоты (фолиевой кислоты). Эти питательные вещества необходимы для производства энергии и клеток. Недостаток этих питательных веществ в организме может вызывать у вас усталость.

6. Возьмите палочку корицы. Некоторые люди говорят, что даже запах этой ароматной специи может снизить усталость и повысить бодрость. Нет под рукой корицы? Возьмите мяту из сумки. Сладкий аромат мяты перечной — еще один способ избавиться от усталости для некоторых людей. Необходимы дополнительные исследования, чтобы увидеть, действительно ли эти ароматы влияют на уровень энергии человека и как это им удается.

Продолжение

7. Двигайтесь. Упражнения — это естественный источник энергии, потому что всякий раз, когда вы их делаете, богатая кислородом кровь приливает по всему телу к сердцу, мышцам и мозгу.Регулярно втискивая тренировку в свой день — даже если вы можете уделять только 10 минут за раз, — вы сможете поддерживать свой уровень энергии на пике. Двигайтесь при каждом удобном случае, даже если вы просто ходите по кругу, пока разговариваете по телефону.

8. Впустите солнечный свет. Исследования показывают, что всего несколько минут прогулки на улице в теплый ясный день могут улучшить настроение, память и способность воспринимать новую информацию. Выход на улицу может даже улучшить вашу самооценку. Если совсем не получается выбраться, хотя бы откройте шторы.

9. Перекусите. Вашему мозгу нужно топливо, чтобы функционировать наилучшим образом. Когда уровень сахара в крови упадет, ваш разум начнет работать в парах, и в результате вы почувствуете себя нечетко. Так что, если ваша голова начинает опускаться, съешьте перекус, который даст вам достаточно энергии, чтобы провести остаток дня. Закуски, в которых белок сочетается с медленно сжигающимися углеводами, например ломтики банана с арахисовым маслом или мюсли со свежими ягодами, лучше всего подходят для поддержания уровня сахара в крови в течение длительного времени.

10. Проведите время с веселыми друзьями. Эмоции на удивление заразительны. Люди, которые постоянно настроены негативно и подавлены, могут истощить вашу энергию, в то время как те, кто всегда возбужден и возбуждены, могут поднять вам настроение.

28 способов мгновенно увеличить энергию — Здоровый образ жизни

Положите этот энергетический заряд! Нет необходимости запивать сумасшедшие консервы или ведра кофе, чтобы прожить день. И, что еще лучше, это не означает, что нужно соглашаться на 15:00. сонливость неизбежна.Мы нашли 28 простых и быстрых советов, как поднять уровень энергии — никаких труднопроизносимых химикатов не требуется.

1. Работа в полдень. Когда наступит этот полуденный энергетический спад, займитесь тренажерным залом, а не мешком. Исследования показывают, что тренировки на самом деле могут повысить продуктивность настолько, чтобы сократить время, проведенное вне офиса.

2. Ешьте шоколад. Конечно, в шоколаде есть кофеин, но это не единственная причина, по которой он помогает быстро взбодриться. Было доказано, что флавоноиды, содержащиеся в какао, улучшают когнитивные навыки и настроение.

3. Сон. Не поддавайтесь искушению дернуть «Рип Ван Винкль» и вздремнуть в полдень. Исследования показывают, что оптимальное количество сна — от 10 до 20 минут в течение дня, не нарушая ночной сон.

4. Выпейте немного кофе. По опыту мы можем сказать, что шесть чашек кофе, поставленных одна за другой, — это рецепт мгновенного аварийного режима. Но одна чашка обычно в самый раз. Одно исследование показало, что одной чашки кофе было достаточно, чтобы сонные водители в дальних поездках были более внимательными за рулем.

5. Выйдите на улицу. Отправляйтесь на природу — даже если поблизости нет леса, подойдет зеленый парк. Всего 20 минут на свежем воздухе достаточно, чтобы почувствовать живее Как вам заряд энергии?

6. Ешьте регулярно. Тело нуждается в топливе (также известном как еда), чтобы функционировать, и без него наша энергия и настроение могут упасть по спирали. Но регулярные здоровые блюда и закуски могут улучшить когнитивные функции. Но имейте в виду, что недосыпание также может привести к тому, что мы будем есть, когда мы на самом деле не голодны, поэтому проверьте этот животик, прежде чем есть.

7. Перейдите на сложные углеводы. Не знаете, что есть, чтобы заправиться? Сложные углеводы (например, цельнозерновые) — хороший выбор. Доза глюкозы, которую они обеспечивают, служит пищей для мозга, и одно исследование показало, что прием сложных углеводов заставляет испытуемых чувствовать себя более энергичными. Исследования также показали, что люди, сидящие на низкоуглеводной диете, более капризны и более забывчивы, чем те, кто ест углеводы.

8. Выбирайте напитки без сахара. Исследования показывают, что сладкие энергетические напитки могут привести к сбою уже через час.Шокирует — эффекты такие же, даже без кофеина! Да, сладкие напитки без кофеина тоже могут вызвать сбой.

9. Смейтесь. Смех — доказанное средство против стресса, но исследования показывают, что смех также может повысить уровень энергии. (Не стесняйтесь использовать это как разрешение выйти на YouTube в течение следующих 30 минут.)

10. Растяните его. Всего нескольких разминок на столе может хватить , но исследования показали, что небольшая йога может помочь в борьбе с депрессией, тревогой или другими расстройствами, связанными со стрессом.

11. Откройте шторы. Экологические сигналы играют огромную роль в энергетических каналах нашего тела (они же циркадные ритмы), а солнечный свет также может помочь облегчить сезонное аффективное расстройство. Но нет необходимости вкладывать средства в светотерапевтический бокс, если доступно солнечное окно.

12. Пососи что-нибудь. Вместо того, чтобы клевать носом во время бесконечной встречи , съешьте небольшой леденец или пожуйте жевательную резинку. Одно исследование показало, что жевательная резинка может повысить бдительность и улучшить настроение.

13. Думай быстро. Может показаться, что это не так просто, когда эти веки опущены, но заставить мозг работать немного быстрее, может помочь организму последовать их примеру! Более быстрое мышление (то есть более быстрое чтение, мозговой штурм в группе или изучение новой концепции) заставляло одну группу испытуемых чувствовать себя более энергичной.

14. Примите холодный душ. Все дело в плавании с белым медведем. Исследователи даже предположили, что трехминутного холодного душа может быть достаточно, чтобы противодействовать некоторым последствиям хронической усталости.

15. Сделайте несколько глубоких вдохов. Нет, это не просто ключ к сопротивлению желанию кричать на этого глупого водителя. Глубокое йога-дыхание через диафрагму способствует перекачиванию крови, что также повышает энергию в течение всего дня.

16. Добавьте комнатное растение. В душном офисе комнатное растение может помочь отфильтровать такие загрязнители, как летучие органические соединения (или сокращенно ЛОС) и озон. И эти химические вещества могут иметь как долгосрочные, так и краткосрочные эффекты, включая истощающие энергию аллергии и головные боли.Однако добавьте растение, и эти угрозы уменьшатся.

17. Пейте воду. Будь то в спортзале или просто повседневная рутина, бывает сложно не забыть пить достаточно воды. Но даже легкое обезвоживание может вызвать сонливость, поэтому попробуйте выпить стакан или два, когда наступает усталость. Или, еще лучше, оставайтесь гидратированными в течение всего дня!

18. Пойте вслух. Даже чайники знают, что пение требует контроля дыхания. Закрепите его для полноценной песни, и вы получите много дополнительной перекачки кислорода, чтобы почувствовать себя бодрым, не говоря уже о адреналине, связанном с выходом на сцену (караоке).Кроме того, одно исследование показало, что пение значительно повышает уровень энергии среди студентов колледжа (больше, чем просто тихое слушание).

19. Включите свет. Циркадные ритмы могут иметь большое влияние на то, насколько мы чувствуем бодрость, но одно исследование показало, что ощущение бодрствования (в любое время дня) может быть таким же легким, как включение некоторых лампочек. Извините, до сих пор нет рекомендаций, как не заснуть во время того дерьмового фильма , который выбрал кто-то — кашель, кашель.

20. Общайтесь. Исследования показали, что менее общительные люди обычно менее счастливы. и также не спят. И по сравнению с сидячей или тихой офисной работой, болтовня заставляла испытуемых чувствовать себя бодрее.

21. Увеличьте громкость. Не слушайте музыку, чтобы расслабиться. Прослушивание музыки и постукивание пальцами ног значительно повысили внимательность студентов колледжа.

22. Измените температуру. Переохлаждение может вызвать снижение температуры тела, что говорит о том, что «пора спать!».Наденьте свитер или увеличьте температуру, чтобы избавиться от сонливости.

23. Выберите место у окна. Постоянно дремлет на уроках или собраниях? Подойдите ближе к окну. Дневной свет, свежий воздух или даже просто естественный вид могут помочь повысить бдительность. С другой стороны, безумный вид на улицу может затруднить фокусировку.

24. Понюхайте лимон. По слухам, вдыхание определенных запахов (также известных как ароматерапия) улучшает настроение, но лимонное масло — одно из немногих эфирных масел с доказанной поддержкой.Лимон считается стимулирующим запахом, и одно исследование показало, что он действительно улучшает настроение испытуемых.

25. Окружите себя красным. Исследования показали, что красный цвет ассоциируется с победой и уверенностью в себе. Попробуйте взглянуть на красные или фиолетовые оттенки (или надеть их), чтобы почувствовать себя более бодрым.

26. Сядьте прямо. Если сутулиться за компьютером, это может вызвать утомление в начале дня. Однако сядьте прямо — это плечи отведены назад, взгляд направлен вперед, а нижняя часть спины слегка выгнута — чтобы почувствовать себя более энергичным и, возможно, даже повысить уверенность в себе.

27. Сделайте что-нибудь интересное. Планируйте выполнение самого увлекательного или интересного дела дня в самое сонное время дня (обычно около 15:00). Одно исследование показало, что интерес к задаче значительно облегчает бодрствование (несмотря на энергетическое затишье).

28. Выйдите из-за стола. Переедание перед компьютером делает переедание еще более вероятным. Но уход из-за стола в обеденное время тоже может помочь восстановить силы и сосредоточиться. Будь то быстрая прогулка или долгий обед, найдите время, чтобы проснуться вдали от компьютера.

Еще от Greatist:

Это может звучать как прекрасное оправдание, но может ли быть оправдано пропуск страшной мили Phys Ed Mile или уклонение от бега с клюшками? Вот несколько хороших (или плохих) новостей — в зависимости от уровня любви. На самом деле люди могут испытывать аллергическую реакцию на аэробные упражнения, хотя обычно это случается довольно редко. Читать статью полностью.

Другие статьи от Greatist:

Могут ли упражнения вызывать привыкание?

Технический обзор: Nike FuelBand

Какой лучший источник протеина после тренировки?

11 способов быстро получить больше энергии

Я не собираюсь приукрашивать это: лучший способ прожить весь день без опущенных век — это выспаться ночью.

Серьезно: «Ничто не заменит сон, чтобы дать вам энергию», — говорит Элисон Коле, доктор медицины, директор службы сна в Summit Medical Group. «Большинству людей требуется от семи до девяти часов сна в сутки, чтобы чувствовать себя лучше».

Тем не менее, это не всегда возможно (еще одна серия The Great British Baking Show не повредит, верно?). Но хорошая новость в том, что есть несколько быстрых советов по повышению энергии, которые вы можете попробовать и которые хорошо работают в данный момент. Вот как получить больше энергии, например, прямо сейчас .

1. Следуйте этой сверхспецифической формуле гидратации.

    Признайтесь: вы не пьете столько воды, сколько могли бы, а обезвоживание — одна из основных причин, по которым уровень энергии падает.

    «Большинство из нас ежедневно ходят в состоянии обезвоживания, и когда ваше тело обезвожено, вы чувствуете усталость и вялость», — говорит диетолог и диетолог Эллисон Чайлдресс, доктор философии.

    К счастью, Чайлдресс также говорит, что практически любой напиток (кроме алкоголя) учитывается в вашем ежедневном потреблении, поэтому, если вы не большой поклонник простой воды, смешайте ее с соком, чаем или даже бульоном из суп.

    Не знаете, сколько вам нужно? Коле говорит, что это во многом зависит от размера вашего тела, и рекомендует умножать свой вес на 0,67 унции, чтобы рассчитать, какой должна быть ваша ежедневная цель (например, если вы весите 140 фунтов, вы должны стремиться к 94 унциям в день).

    2. Лучше кофе вместо энергетических напитков.

    Да, небольшая порция жидкого кофеина определенно может подбодрить вас, но вот в чем дело, не весь кофеин одинаково хорош.

    «Держитесь подальше от энергетических напитков…. они могут дать вам временный импульс, но они являются стимуляторами и могут привести к сбою в будущем », — говорит Чилдресс, поскольку энергетические напитки часто содержат кофеин, а также смесь других стимуляторов, таких как гуарана и мате.

    Она говорит, что от восьми до двенадцати унций кофе — гораздо лучший выбор, когда вам нужна жидкая энергия (т. Е. Без сбоев). Просто помните о сроках; Коле предупреждает, что употребление кофеина слишком поздно в течение дня (скажем, после 16:00) может нарушить сон и, возможно, вынудить вас потребовать еще больше кофеина на следующий день.

    3. Перекусите углеводами и белками.

    Энергия вашего тела поступает из потребляемых вами калорий, говорит Чайлдресс, поэтому, если вы чувствуете себя вялым, вам может потребоваться зарядиться энергией. Но не идите к торговому автомату в коридоре; есть простая формула, чтобы получить идеально заряжающую (и здоровую) закуску.

    «Выбирайте углеводы и белок для максимального удовольствия», — объясняет она, — углеводы обеспечат ваше тело топливом, а белок поможет вам дольше оставаться сытым (и более удовлетворенным).«Попробуйте яблоко с кусочком нити сыра, крекер с ореховым маслом или половину протеинового батончика», — говорит Чилдресс.

    4. Сделайте несколько кругов в офисе (или просто встаньте для воды).

    Если вы обнаружите, что киваете за своим столом, есть простое решение: прогуляйтесь — это автоматический источник энергии, который улучшает кровообращение и поддерживает активность ваших мышц, — говорит Коле.

    И прежде чем вы будете жаловаться на то, что негде погулять за пределами вашего офисного здания, знайте, что свежий воздух , а не , обязателен для работы этого совета.Регулярно ходите к кулеру с водой, пройдите несколько кругов вокруг кабинок вашего отдела или несколько раз поднимайтесь и спускайтесь по лестнице. Чайлдресс предлагает установить будильник на вашем телефоне, чтобы напоминать себе вставать из-за стола каждый час, и двигайтесь .

    «Делайте это регулярно, чтобы не допускать усталости и сохранять концентрацию ума — перерыв в движении так же хорош для вашего ума, как и для вашего тела», — объясняет она.

    5. Как только вы проснетесь, составьте план, как сделать день незабываемым.

    Вам знакомо это чувство, когда вы просыпаетесь и у вас так много дел, что вам просто хочется лечь спать? Этот совет может помочь справиться с чувством «я так подавлен».

    Коле предлагает начинать каждый день с положительной мысли или цели (например, «Я собираюсь потратить 20 минут на мысленную репетицию своей презентации сегодня за чашкой кофе»). Это поможет вам управлять своим отношением к повседневным занятиям — и сэкономить часть вашей драгоценной энергии, потому что волноваться о всем — это супер истощает.«Лично я стараюсь сосредоточиться на одной вещи, за которую я благодарна, — говорит она, — что создает позитивный настрой на будущее».

    6. Вдохните что-нибудь освежающее.


    Работаете ли вы в офисе или дома, воздух вокруг вас может стать … несвежим, что определенно не сулит ничего хорошего для бдительности.

    Поднимитесь, распространив эфирные масла (они оживят вашу среду. и поднимут ваш уровень энергии).Чайлдресс говорит, что масла эвкалипта и цитрусовых могут освежить уставшее тело и разум, и что если простой запах пикантного лимона не совсем помогает, вы также можете попробовать снизить давление на некоторые точки давления (например, внутреннюю часть запястий). за дополнительный удар. Просто не забудьте прочитать инструкции; некоторые эфирные масла могут раздражать кожу.

    7. В обеденный перерыв выйдите на улицу.

    Солнечные дни полезны не только для настроения, но и для психического и физического здоровья.

    «Солнце может быть очень бодрящим [и может также] стимулировать выработку витамина D, который улучшает настроение», — говорит Чилдресс. Каждому нужен витамин D для здоровья костей, но многие не получают его в достаточном количестве из продуктов питания, пищевых добавок и старого доброго солнечного света.

    К вашему сведению: немного побыть на солнце без солнцезащитного крема — это нормально, но не переусердствуйте. Вам не нужно загорать или обжигать кожу, чтобы впитать в себя эти богатые витаминами лучи ; вам нужно всего около 10-15 минут воздействия.

    8. Держите шторы открытыми и просыпайтесь при дневном свете.

    Pro совет: идеальная продолжительность для энергетического сна — около 20 минут.

    Если вам нужна еще одна еще причина считать солнце своим другом, обратите внимание: распахнув шторы и впустить дневной свет в спальню, как только вы проснетесь утром, вы сможете зарядиться энергией на весь день.

    Коле говорит, что первым делом нужно подвергать себя воздействию яркого света.м. помогает регулировать ваши внутренние биологические часы сна и бодрствования и может даже улучшить ваше настроение , особенно если вы страдаете от сезонного аффективного расстройства (SAD).

    9. Давай, вздремни (силовой).

    Если у вас есть постоянная работа (или у вас есть дети), о том, чтобы хорошо вздремнуть, когда вы чувствуете сонливость, вероятно, не может быть и речи. Но есть и хорошие новости: вам не нужно долго спать, чтобы воспользоваться преимуществами дневного сна.

    «Идеальная продолжительность сна обычно составляет около 20 минут», — говорит Коле.«Чем дольше вы спите, тем больше у вас сонливость, отчасти потому, что чем дальше вы погружаетесь в цикл сна, тем больше вероятность, что вы попадете в глубокий сон, а при пробуждении во время этой стадии люди часто чувствуют себя вялыми». В общем, подумайте об этом разрешении, чтобы быстро вздремнуть в полдень.

    10. Постарайтесь немного попотеть перед завтраком.

    Помимо того, что вы чувствуете себя супер- продуктивным еще до начала дня, утренние тренировки могут повысить вашу энергию, а также контролировать тревогу и снизить стресс — два основных источника энергии, говорит Коле.

    Но есть еще одна причина сделать ежедневную пробежку первым делом в вашем ежедневном списке дел: по словам Коле, утренняя тренировка задает позитивный и энергичный тон на весь оставшийся день, а тренировки в конце дня. днем или вечером, скорее всего, вам не удастся заснуть ночью, добавляет она.

    11.

    Освободите силы мозга, фактически записывая вещи.

      Если бы я заглянул в ваш мозг прямо сейчас, я бы, вероятно, увидел длинный список встреч, изменений расписания и других вещей, о которых вы определенно не можете забыть — и это рецепт сокрушительной усталости, — говорит Коле.

      На самом деле вы тратите много энергии, пытаясь мысленно отслеживать все, что вам нужно сделать, поэтому Коле рекомендует сесть, чтобы действительно кое-что из этого сделать — или, по крайней мере, лучше организовать себя, записав все эти вещи. Она говорит, что устранение этих отвлекающих моментов может высвободить массу умственных способностей и заставить вас почувствовать себя более подготовленным к решению следующей задачи в вашем списке, чем бы она ни была.


      Нужна дополнительная информация? Это Неделя преобразований на WomensHealthMag.ком! Чтобы узнать больше о красоте, фитнесе и похудании, ознакомьтесь с остальной частью нашей коллекции Transformations Week.

      Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

      Советы по самопомощи для борьбы с усталостью

      Многие случаи усталости вызваны стрессом, недостатком сна, неправильным питанием и другими факторами образа жизни.Воспользуйтесь этими советами по самопомощи, чтобы восстановить уровень энергии.

      Если вы чувствуете, что страдаете от усталости, то есть непреодолимой усталости, которая не снимается отдыхом и сном, возможно, у вас есть основное заболевание. Проконсультируйтесь с терапевтом.

      Подробнее о 10 медицинских причинах усталости

      Ешьте часто, чтобы избавиться от усталости

      Хороший способ сохранить энергию в течение дня — это регулярно есть и перекусывать каждые 3-4 часа, а не реже обильно перекусить.

      Подробнее о здоровом питании.

      Двигайтесь

      Вам может казаться, что упражнения — это последнее, о чем вы думаете. Но, на самом деле, регулярные упражнения в конечном итоге позволят вам меньше уставать, а значит, у вас будет больше энергии.

      Даже одна 15-минутная прогулка может дать вам заряд энергии, а польза от этого возрастет при более частой физической активности.

      Начните с небольшого количества упражнений. Постепенно наращивайте его в течение недель и месяцев, пока не достигнете рекомендованной цели — 2.5 часов аэробных упражнений средней интенсивности, таких как езда на велосипеде или быстрая ходьба, каждую неделю.

      Подробнее о начале упражнения.

      Ознакомьтесь с рекомендациями по физической активности для взрослых.

      Худей, чтобы набраться энергии

      Если ваше тело несет лишний вес, это может быть утомительно. Это также создает дополнительную нагрузку на ваше сердце, что может утомить вас. Похудейте, и вы почувствуете себя намного бодрее.

      Помимо здорового питания, лучший способ похудеть и сохранить его — это быть более активным и больше заниматься спортом.

      Подробнее о том, как похудеть.

      Спи спокойно

      Многие люди не высыпаются, чтобы оставаться начеку в течение дня.

      Королевский колледж психиатров советует:

      • ложиться спать и вставать утром в одно и то же время каждый день
      • как избежать дневного сна
      • Найдите время, чтобы расслабиться перед сном

      Узнайте больше о том, как хорошо выспаться.

      Снижение стресса для повышения энергии

      Стресс требует много энергии.Попробуйте ввести в свой день расслабляющие занятия. Это может быть:

      • тренировка в спортзале
      • йога или тай-чи
      • слушать музыку или читать
      • проводить время с друзьями

      Что бы ни расслабляло, вы улучшаете свою энергию.

      Узнайте больше о том, как снять стресс.

      Говорящая терапия победит усталость

      Есть некоторые свидетельства того, что разговорные методы лечения, такие как консультирование или когнитивно-поведенческая терапия (КПТ), могут помочь бороться с усталостью или усталостью, вызванной стрессом, тревогой или плохим настроением.

      Обратитесь к своему терапевту, чтобы получить направление для разговора о лечении в NHS или совет о посещении частного терапевта.

      Отказаться от кофеина

      Королевский колледж психиатров рекомендует всем, кто чувствует усталость, отказаться от кофеина. В нем говорится, что лучший способ сделать это — постепенно прекратить употребление всех напитков с кофеином в течение 3-недельного периода.

      Кофеин находится в:

      • кофе
      • чай
      • кола
      • энергетические напитки
      • некоторые обезболивающие и лечебные травы

      Постарайтесь полностью отказаться от кофеина в течение месяца, чтобы увидеть, не чувствуете ли вы себя менее уставшим без него.

      Вы можете обнаружить, что отказ от кофеина вызывает головную боль. Если это произойдет, уменьшите количество потребляемого кофеина медленнее.

      Напиток меньше алкоголя

      Хотя пара бокалов вина вечером может помочь вам заснуть, вы спите хуже после употребления алкоголя. На следующий день вы устанете, даже если проспите целых 8 часов.

      Снизьте употребление алкоголя перед сном. Вы лучше отдохнете и получите больше энергии.

      Национальная служба здравоохранения рекомендует мужчинам и женщинам не пить более 14 единиц в неделю, что эквивалентно 6 пинтам пива средней крепости или 10 небольшим стаканам вина низкой крепости.

      Постарайтесь проводить несколько дней без алкоголя в неделю.

      Узнайте больше о том, как сократить употребление алкоголя.

      Пейте больше воды для большей энергии

      Иногда вы чувствуете усталость просто из-за легкого обезвоживания. Стакан воды поможет, особенно после тренировки.

      Читайте о полезных напитках.

      Последняя проверка страницы: 9 марта 2018 г.
      Срок следующей проверки: 9 марта 2021 г.

      Еда, напитки и другие полезные советы

      Положите этот энергетический выстрел! Нет необходимости глотать сомнительные консервы или ведра кофе, чтобы прожить день без 15:00. спад.

      Мы нашли 24 простых и быстрых способа поднять уровень энергии — никаких сложных химикатов не требуется.

      1.Выпейте * немного * joe

      По опыту мы можем сказать, что шесть чашек кофе, поставленных одна за другой, — это рецепт энергетического краха. Но одна чашка обычно в самый раз.

      Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что одной чашки кофе было достаточно, чтобы сонные водители в долгой поездке были более внимательными за рулем. Mets M, et al. (2012). Влияние кофе на ходовые качества при длительной имитации движения по шоссе. DOI: 10.1007 / s00213-012-2647-7

      2. Попадите в шоколад

      Конечно, в шоколаде есть кофеин, но это не единственная причина, по которой он быстро взбодрит.Исследования показали, что флаванолы, содержащиеся в какао, могут повышать когнитивные способности Socci V, et al. (2017). Улучшение познания человека с помощью флавоноидов какао. DOI: 10.3389 / fnut.2017.00019 и улучшить настроение. Scholey A, et al. (2013). Влияние шоколада на когнитивные функции и настроение: систематический обзор. DOI: 10.1111 / nure.12065

      И да, этих полезных флаванолов в темном шоколаде намного больше, чем в молочном шоколаде. Горький вкус шоколаду придают флаванолы.

      3. Жуйте с умом

      Чтобы не клевать носом во время бесконечной встречи, лопните жевательную резинку. Исследования показали, что жевательная резинка повышает бдительность и улучшает настроение. Allen AP, et al. (2015). Жевательная резинка: когнитивные способности, настроение, самочувствие и связанная с этим физиология. DOI: 10.1155 / 2015/654806

      4. Выпейте

      Если вы в тренажерном зале или просто занимаетесь повседневной рутиной, может быть трудно вспомнить, чтобы пить достаточно воды. Но даже легкое обезвоживание может вызвать сонливость, поэтому попробуйте выпить стакан или два, когда наступит усталость. Liska D, et al. (2019). Описательный обзор гидратации и отдельных показателей здоровья населения в целом. DOI: 10.3390 / nu11010070

      5. Регулярно ешьте

      Вашему телу для функционирования требуется топливо (или еда), и без него ваша энергия и настроение могут резко упасть. Исследование, опубликованное в 2000 году, показало, что регулярное питание может повысить энергию, улучшить память и мотивацию. Ломбард, CB. (2000). Какова роль еды в предотвращении депрессии и улучшении настроения, работоспособности и когнитивных функций? https: // www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11149371

      Но имейте в виду, что недосыпание может привести к тому, что вы будете чаще перекусывать и даже есть больше ненужной еды. Dashti HS, et al. (2015). Короткая продолжительность сна и диетическое питание: эпидемиологические данные, механизмы и последствия для здоровья. DOI: 10.3945 / an.115.008623 Проверяйте животом, чтобы предотвратить бездумное жевание.

      6. Откройте занавески

      Экологические сигналы играют огромную роль в энергетических каналах вашего тела (они же циркадные ритмы), а солнечный свет может помочь облегчить сезонное аффективное расстройство.Нет необходимости вкладывать средства в светотерапевтический бокс, если рядом есть солнечное окно.

      7. Зажгите его

      Лучше всего подходит солнечный свет, а циркадные ритмы могут иметь большое влияние на то, насколько мы бодрствуем, но один обзор исследований показал, что ощущение бодрствования в любое время дня может быть таким же простым, как и огни. Souman JL, et al. (2018). Острые предупреждающие эффекты света: систематический обзор литературы. DOI: 10.1016 / j.bbr.2017.09.016

      8. Добавьте зеленый цвет

      Хотя это и не полностью подтверждено наукой, в душном офисе комнатное растение может помочь сделать ваш воздух немного чище.

      Загрязнители воздуха в помещениях могут иметь как долгосрочные, так и краткосрочные последствия для здоровья, включая истощающие энергию аллергии и головные боли. Однако добавьте растение, и оно может поглотить для вас некоторые из этих вредных выбросов.

      9. Поищите лимонную помощь.

      По слухам, вдыхание определенных запахов (привет, ароматерапия) улучшает настроение, но лимонное масло — одно из эфирных масел с доказанным эффектом. Лимон — это стимулирующий аромат, и по крайней мере одно исследование, проведенное еще в 2008 году, показало, что он улучшает настроение участников. Kiecolt-Glaser JK, et al. (2008). Обонятельные воздействия на настроение, вегетативную, эндокринную и иммунную функции. DOI: 10.1016 / j.psyneuen.2007.11.015

      10. См. Красный

      Исследования показали, что красный цвет ассоциируется с победой и уверенностью в себе. Эллиот А.Дж. и др. (2011). Восприятие красного цвета увеличивает мощность и скорость двигателя. DOI: 10.1037 / a0022599 Попробуйте взглянуть на красные или фиолетовые оттенки (или надеть их!), Чтобы почувствовать себя более бодрым.

      11.Выйдите на улицу.

      Выйдите на улицу — если поблизости нет леса, подойдет зеленый парк. Согласно исследованию 2010 года, всего 20 минут на свежем воздухе достаточно, чтобы почувствовать себя более живым. Райан Р.М. и др. (2010). Бодрящий эффект пребывания на природе и на природе. DOI: 10.1016 / j.jenvp.2009.10.009

      Как это для увеличения энергии?

      12. Растягивайтесь

      Может быть достаточно нескольких растяжек на столе, но исследования показали, что небольшая йога может сделать людей более энергичными и уверенными. Golec de Zavala A, et al. (2017). Позы йоги увеличивают субъективную энергию и повышают самооценку по сравнению с «позами силы». DOI: 10.3389 / fpsyg.2017.00752

      Если вы хотите посвятить весь свой офис «оммм», сообщите своему боссу, что йога, как было доказано, повышает устойчивость, позитивный настрой и повышает удовлетворенность работой. Трент Н.Л. и др. (2019). Улучшение психологического и профессионального благополучия в прагматическом контролируемом исследовании основанной на йоге программы для профессионалов. DOI: 10.1089 / acm.2018.0526

      13. Думай быстро

      Может показаться, что это не так просто, когда эти веки опущены, но заставляя свой мозг работать немного быстрее, может помочь вашему телу последовать его примеру. В исследовании 2006 года быстрое мышление (то есть более быстрое чтение, мозговой штурм в группе или изучение новой концепции) заставляло одну группу людей чувствовать себя более энергичной. Pronin E, et al. (2006). Маниакальное мышление: независимое влияние скорости мысли и содержания мысли на настроение. DOI: 10.1111 / j.1467-9280.2006.01786.x

      14. Сделайте несколько глубоких вдохов

      Нет, это не просто ключ к сопротивлению желанию кричать на водителя, который вас подрезал. Исследование, проведенное в 2006 году, показало, что дыхание через диафрагму при йоге стимулирует кровообращение, что также может повысить вашу энергию в течение всего дня. Jerath R, et al. (2006). Физиология длительного пранаямического дыхания: нервные респираторные элементы могут обеспечивать механизм, объясняющий, как медленное глубокое дыхание сдвигает вегетативную нервную систему. DOI: 10.1016 / j.mehy.2006.02.042

      15. Сделайте что-нибудь интересное

      Запланируйте выполнение самого увлекательного или интересного дела вашего дня в самое сонное время дня (обычно около 15:00). Исследование 1994 года показало, что интерес к задаче значительно облегчает бдительность. Mavjee V, et al. (1994). Влияние скуки на сонливость / бдительность ранним днем ​​по сравнению с ранним вечером и взаимодействие с теплой окружающей температурой. DOI: 10.1111 / j.2044-8295.1994.tb02527.x

      16. Будьте социальными

      Исследования показали, что люди, у которых есть прочные социальные связи, более счастливы и здоровы и больше спят. Nieminen T, et al. (2013). Социальный капитал, поведение в отношении здоровья и здоровье: ассоциативное исследование на уровне населения. DOI: 10.1186 / 1471-2458-13-613 В исследовании 2006 года болтовня заставляла людей чувствовать себя бодрее, чем тихая офисная работа. Eriksen CA, et al. (2006). Прокомментируйте краткосрочные вариации субъективной сонливости. DOI: 10,2466 / мс.101.3.943-948

      17. Выпрямление

      Сутанность может вызвать усталость. Исследования показали, что сидение прямо — плечи назад, глаза вперед и нижняя часть спины слегка изогнута — может повысить бодрость Peper E, et al. (2012). Увеличение или уменьшение депрессии: как позы тела влияют на ваш уровень энергии. DOI: 10.5298 / 1081-5937-40.3.01 и, возможно, даже придаст вам уверенности. Briñol P, et al. (2009). Влияние положения тела на самооценку: подход к самооценке.DOI: 10.1002 / ejsp.607

      18. Тренировка в полдень

      Когда у вас возникает послеобеденное желание подремать, отправляйтесь в спортзал, а не в мешок.

      Исследование, проведенное в 2011 году, показало, что тренировки в течение рабочего дня могут действительно повысить продуктивность настолько, чтобы уравновесить время, проведенное вне рабочего места. von Thiele Schwarz U, et al. (2011). Самостоятельная оценка производительности сотрудниками и объективные уровни производства в организации: влияние мероприятий по охране здоровья на рабочем месте, включающих сокращение рабочего времени и физические упражнения.DOI: 10.1097 / JOM.0b013e31822589c2

      19. Кратковременный сон

      Избегайте соблазна дернуть Рип Ван Винкль — вместо этого вздремните в полдень. Считается, что сон достаточно оживляет вас, чтобы продолжать концентрироваться или работать, и редко мешает ночному сну. Джордж PT. (2018). Психо-сенсорный привод пробуждения — источник энергии для быстрого сна и других распространенных явлений сна и бодрствования: гипотеза. DOI: 10.1007 / s11325-017-1505-6

      20. Смех

      Смех — доказанное средство от стресса, но исследования показывают, что он имеет ряд других преимуществ для здоровья, включая повышение уровня энергии. Йим Дж. (2016). Терапевтические преимущества смеха для психического здоровья: теоретический обзор. DOI: 10.1620 / tjem.239.243

      (Не стесняйтесь использовать это как разрешение на посещение YouTube в течение следующих получаса.)

      21. Примите холодный душ

      Окунитесь в плавание с белым медведем! Исследование 2007 года показало, что даже трехминутного холодного душа может быть достаточно, чтобы противодействовать некоторым последствиям хронической усталости. Шевчук Н. (2007). Возможное использование повторяющегося холодового стресса для снижения утомляемости при синдроме хронической усталости: гипотеза.DOI: 10.1186 / 1744-9081-3-55

      22. Увеличьте громкость

      Не включайте музыку только для того, чтобы расслабиться. Исследования показали, что расслабляющая музыка может улучшить бдительность, внимание и память. Риби LM. (2013). Весенние радости: изменения в умственной активности и работе мозга. DOI: 10.1027 / 1618-3169 / a000166

      Планируете поездку? Одно исследование показало, что музыка в среднем темпе лучше всего подходит для повышения бдительности и снижения утомляемости при поездках на дальние расстояния. Li R, et al. (2019). Влияние темпа музыки на вождение на дальние расстояния: какой темп наиболее эффективен для снижения утомляемости? DOI: 10.1177 / 2041669519861982

      23. И подпевайте

      Пение требует контроля дыхания. Произнесите песню целиком, и вы получите много дополнительного кислорода, не говоря уже о адреналине от выступления на сцене (караоке). Кроме того, одно исследование 2008 года показало, что пение повышает уровень энергии у студентов колледжей. Lim HA. (2008). Влияние типа личности и музыкального задания на самооценку возбуждения.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18563971

      24. Оставьте свой рабочий стол

      Пропустите грустный обед за столом. Согласно исследованию 2016 года, настоящий психологический перерыв в работе в обеденное время может со временем улучшить ваш уровень энергии. Sianoja M, et al. (2016). Восстановление во время обеденных перерывов: проверка долгосрочных отношений с уровнем энергии на работе. DOI: 10.16993 / sjwop.13

      Будь то быстрая прогулка или обед вне офиса, найдите время, чтобы проснуться вдали от светящегося экрана.Эти письма могут подождать несколько минут. Действительно.

      Естественные способы получить больше энергии

      В этом лишенном сна, перенапряженном и скоростном мире обычно чувствуется истощение и недостаток энергии. Вы можете выпить энергетический напиток или налить третью чашку кофе, когда чувствуете усталость, но есть и другие, естественные способы получить прилив энергии — все они также имеют другие преимущества для здоровья и хорошего самочувствия.

      Коллекция Хишама Ибрагима / Фотодиск / Getty Images

      Вот шесть стратегий, которые помогут вам почувствовать себя более энергичным как в данный момент, так и в долгосрочной перспективе.

      Пейте больше воды

      Исследования показывают, что даже простое обезвоживание может повысить усталость и настроение, а также затруднить концентрацию внимания.

      Хотя количество воды, которое вам нужно каждый день, зависит от многих факторов, в том числе от вашего возраста, веса, вашей активности и климата, в котором вы живете, Институт медицины рекомендует женщинам потреблять в среднем 2,7 литра воды из всех напитков и продукты питания каждый день, тогда как мужчинам следует потреблять в среднем 3,7 литра в день.

      Как показывает практика, большая часть потребляемой вами воды должна поступать с несладкими напитками; около 20% могут поступать из продуктов, которые вы едите.

      Взбодрись

      Чувство недостатка энергии, вероятно, является признаком того, что вам нужно больше спать. И хотя вы, возможно, не сможете изменить свои привычки сна за ночь, поиск времени для отдыха в течение дня может творить чудеса с вашим уровнем энергии.

      Исследования показывают, что даже 10-минутного сна достаточно, чтобы повысить энергию и когнитивные способности, не вызывая при этом ощущения сонливости, которое может возникнуть при пробуждении после долгого сна или ночного сна.

      Одно исследование показало, что дневной сон даже более эффективен, чем кофеин, для улучшения вербальной памяти, моторики и восприятия.

      Регулярные тренировки

      Когда вы чувствуете себя истощенным, упражнения могут быть последним делом, о котором вы думаете, но как только вы зашнуруете кроссовки и выйдете за дверь, вы, вероятно, почувствуете себя более бодрым.

      Исследования показывают, что количество физической активности, о которой люди сообщают каждую неделю, напрямую связано с тем, насколько часто они чувствуют себя энергичными.

      Для максимальной пользы для здоровья Министерство здравоохранения и социальных служб США (HHS) рекомендует взрослым выполнять не менее 150-300 минут упражнений средней интенсивности, 75-150 минут аэробных физических нагрузок высокой интенсивности или эквивалентную комбинацию упражнений. каждую неделю.

      Приоритет времени в одиночестве

      Время, проведенное за общением в группе, может сделать вас счастливыми в данный момент, но, как показывают исследования, экстравертные занятия могут вызвать утомление постфактум.

      Это не значит, что вы не должны отдавать приоритет отношениям в своей жизни. Но если вы чувствуете, что вам нужно нажать кнопку сброса, возможно, лучше посвятить немного времени соло. Подумайте о создании ежедневного ритуала, в котором вы выделяете себе 20–30 минут, чтобы просто расслабиться. Возьмите книгу, послушайте музыку, помедитируйте, выпейте чашку чая или попробуйте новую позу йоги.

      Избегайте сахара

      Употребление сладкой закуски, когда вам нужно зарядиться энергией, может показаться быстрым решением, но энергия будет недолгой.В одном исследовании ученые обнаружили, что у людей было больше энергии и меньше усталости сразу после сладкой закуски, но еще меньше энергии через час. Те, кто пошел на прогулку, будучи вялым, вместо этого имели повышенную энергию без аварии.

      Ешьте свои витамины

      Если вы постоянно чувствуете усталость или упадок сил, возможно, в вашем рационе не хватает некоторых питательных веществ, которые имеют ключевое значение для бодрости. У людей с низким уровнем энергии обычно не хватает витамина D, витамина B12 и железа.Убедитесь, что вы получаете достаточно этих питательных веществ из пищевых источников или добавок. Если вы не знаете, на что обратить внимание, врач может назначить анализы для определения уровня этих и других витаминов в вашей крови.

      Слово Verywell

      Поиск естественных вариантов, которые принесут вам больше энергии в течение дня, может улучшить качество вашей жизни. Если вы хронически истощены и вам ничего не помогает, поговорите с врачом. Постоянное чувство усталости может быть признаком болезни или психического расстройства.

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *