Альтернативная энергетика использует возобновляемые потоки — воду, ветер, солнечный свет — и водород как носитель энергии.
Что нужно знать
- Возобновляемые источники: Солнце, ветер, текущая вода, приливы, геотермальное тепло, биомасса. Невозобновляемые: уголь, нефть, газ, уран.
- Мощность ГЭС: P = η·ρ·g·Q·h (Q — расход воды, м³/с; h — напор).
- Мощность ветра пропорциональна кубу скорости: ветер вдвое сильнее — мощность в 8 раз больше. Трёхлопастный ротор — компромисс скорости, КПД и вибраций.
- Солнечный элемент: напряжение и ток максимальны, когда лучи падают перпендикулярно; мощность растёт с освещённостью.
- Вольт-амперная характеристика: при нулевом напряжении — ток короткого замыкания, при нулевом токе — напряжение холостого хода; наибольшая мощность P = U·I — в «колене» кривой.
- Последовательное соединение элементов складывает напряжения, параллельное — токи.
- Водород получают электролизом воды; в топливном элементе 2H2 + O2 → 2H2O + электрическая энергия. Водород — носитель энергии, а не её источник.
- Минусы: непостоянство ветра и Солнца, нужны накопители; ГЭС затапливают земли; водород взрывоопасен и трудно хранится.
Где чаще всего ошибаются
- Считать мощность ветряка пропорциональной скорости ветра, а не её кубу.
- Путать: последовательно — растёт напряжение, параллельно — ток.
- Называть водород первичным источником энергии.
- Ставить солнечную панель «как удобно», не учитывая угол лучей.
Проверить себя
По этой же теме курса есть проверочная работа из 15 заданий на 30 минут. Проверка автоматическая, результат виден сразу — и по работе целиком, и по каждой теме.
Практикум по физике: энергетика · 9 класс · Альтернативная энергия: вода, ветер, Солнце, водород