Η ενέργεια που προέρχεται από τα ηλεκτροφόρα καλώδια δεν χρησιμοποιείται πάντα στην καθαρή της μορφή. Για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών, μετατρέπεται από ηλεκτρικές συσκευές που αλλάζουν μία ή περισσότερες παραμέτρους - τον τύπο της τάσης, τη συχνότητα και άλλες.
Μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας: ταξινόμηση
Αυτές οι συσκευές ταξινομούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια:
- Είδος μεταμόρφωσης.
- Τύπος κατασκευής.
- Ευχείριστο.
Παράμετροι που αλλάζουν
Οι ακόλουθες παράμετροι υπόκεινται σε μετασχηματισμό:
- Τύπος τάσης - από AC σε DC και αντίστροφα.
- Τιμές πλάτους ρεύματος και τάσης.
- Συχνότητα.
Τύποι κατασκευής
Αυτές οι συσκευές χωρίζονται σε ηλεκτρικές και ημιαγωγικές.
Η ηλεκτρομηχανή (περιστροφική) αποτελείται από δύο μηχανές, η μία είναι κίνηση και η άλλη είναι ενεργοποιητής. Για παράδειγμα, για τη μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος σε συνεχές ρεύμα, χρησιμοποιείται ένας επαγωγικός κινητήρας AC (οδήγηση) και μια γεννήτρια DC (εκτελεστής). Το μειονέκτημά τους είναι το μεγάλο τους μέγεθος και βάρος. Επιπλέον, η συνολική απόδοση της τεχνολογικής δέσμης είναι χαμηλότερη από αυτή μιας μεμονωμένης ηλεκτρικής μηχανής.
Οι μετατροπείς ημιαγωγών (στατικοί) κατασκευάζονται με βάση ηλεκτρικά κυκλώματα που αποτελούνται από στοιχεία ημιαγωγών ή λαμπτήρων. Η απόδοσή τους είναι υψηλότερη, το μέγεθος και το βάρος είναι μικρά, αλλά η ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας στην έξοδο είναι χαμηλή.
Διαχειριζόμενη και μη διαχείριση
Εάν το μέγεθος της μεταβολής της παραμέτρου ηλεκτρικής ενέργειας είναι σταθερό, τότε χρησιμοποιείται ένας μη ελεγχόμενος μετατροπέας. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται στα πρώτα στάδια των τροφοδοτικών. Ένα παράδειγμα είναι ένας μετασχηματιστής ισχύος που μειώνει την τάση του δικτύου από 220 σε 12 βολτ.
Οι μετατροπείς με μεταβλητές παραμέτρους είναι ενεργοποιητές σε ελεγχόμενα ηλεκτρικά κυκλώματα. Για παράδειγμα, αλλάζοντας τη συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας, ρυθμίζεται η ταχύτητα περιστροφής των ασύγχρονων κινητήρων.
Μετατροπείς ισχύος: παραδείγματα συσκευών
Οι μετατροπείς μπορούν να εκτελέσουν είτε μία λειτουργία είτε περισσότερες.
Αλλαγή τύπου τάσης
Οι συσκευές που μετατρέπουν το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές ονομάζονται ανορθωτές. Ενεργώντας αντίθετα - μετατροπείς.
Εάν πρόκειται για συσκευή ηλεκτρικής μηχανής, τότε ο ανορθωτής αποτελείται από έναν ασύγχρονο κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος που περιστρέφει τον ρότορα μιας γεννήτριας DC. Οι γραμμές εισόδου και εξόδου δεν έχουν ηλεκτρική επαφή.
Ο πιο συνηθισμένος τύπος στατικού κυκλώματος ανορθωτή είναι η γέφυρα διόδου. Διαθέτει τέσσερα στοιχεία (δίοδοι) με μονόδρομη αγωγιμότητα, συνδεδεμένα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Μετά από αυτό, τοποθετείται απαραίτητα ένας ηλεκτρολυτικός πυκνωτής, ο οποίος εξομαλύνει την παλμική τάση.
Υπάρχει ένα υβριδικό σχέδιο που συνδυάζει μια ηλεκτρική μηχανή και έναν στατικό ανορθωτή. Πρόκειται για μια γεννήτρια αυτοκινήτου, η οποία είναι μια μηχανή εναλλασσόμενου ρεύματος, οι περιελίξεις του στάτορα της οποίας συνδέονται με μια γέφυρα ανορθωτή με έναν πυκνωτή.
Τα κυκλώματα μετατροπέα χρησιμοποιούνται για την εκκίνηση μιας γεννήτριας συνεχούς ταλάντωσης (πολυδονωτή) που βασίζεται σε θυρίστορ ή τρανζίστορ. Αποτελούν τη βάση των μετατροπέων συχνότητας.
Αλλαγή των τιμών πλάτους
Αυτοί είναι όλοι οι τύποι μετασχηματιστών - step-down, step-up, ballast.
Οι ελεγχόμενοι μετασχηματιστές ονομάζονται ρεοστάτες. Αν συνδεθούν παράλληλα με την πηγή ηλεκτρισμού, αλλάζουν τάση. Σε σειρά - τρέχον.
Για την απορρόφηση της θερμότητας που απελευθερώνεται κατά τη λειτουργία ισχυρών μετασχηματιστών δικτύου υψηλής τάσης, χρησιμοποιούνται συστήματα ψύξης υγρού (ελαίου).
Αλλαγή συχνότητας
Οι μετατροπείς συχνότητας είναι τόσο ηλεκτρικοί (περιστροφικοί) όσο και στατικοί.
Ο ενεργοποιητής των περιστροφικών μετατροπέων συχνότητας είναι μια ασύγχρονη τριφασική γεννήτρια υψηλής συχνότητας. Ο ρότορας του περιστρέφει έναν ηλεκτροκινητήρα συνεχούς ή εναλλασσόμενου ρεύματος. Όπως ένας περιστροφικός ανορθωτής, οι γραμμές εισόδου και εξόδου του δεν έχουν ηλεκτρική επαφή.
Τα κυκλώματα μετατροπέα που χρησιμοποιούνται στους μετατροπείς συχνότητας στατικού τύπου είναι ελεγχόμενα και μη. Η αύξηση της συχνότητας σάς επιτρέπει να μειώσετε το μέγεθος των συσκευών. Ένας μετασχηματιστής που λειτουργεί στα 400 Hz είναι οκτώ φορές μικρότερος από έναν μετασχηματιστή που λειτουργεί στα 50 Hz. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για την κατασκευή μετατροπέων συμπαγούς συγκόλλησης.
Υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι μετατροπής της ενέργειας. Η πρώτη από αυτές είναι η λήψη θερμικής ενέργειας με καύση καυσίμων (ορυκτών ή φυτικής προέλευσης) και η κατανάλωση της για άμεση θέρμανση κτιρίων κατοικιών, σχολείων, επιχειρήσεων κ.λπ. Η δεύτερη μέθοδος είναι η μετατροπή της θερμικής ενέργειας που περιέχεται στο καύσιμο σε μηχανική εργασία. , για παράδειγμα, όταν η χρήση προϊόντων απόσταξης πετρελαίου για τη διασφάλιση της κίνησης διάφορου εξοπλισμού, αυτοκινήτων, τρακτέρ, τρένων, αεροσκαφών κ.λπ. ακολουθούμενη από την κατανάλωσή του είτε για παραγωγή θερμότητας είτε για εκτέλεση μηχανικών εργασιών.
Η ηλεκτρική ενέργεια λαμβάνεται επίσης με τη μετατροπή της ενέργειας του νερού που πέφτει. Η ηλεκτρική ενέργεια παίζει έτσι το ρόλο ενός είδους ενδιάμεσου μεταξύ των πηγών ενέργειας και των καταναλωτών της (Εικ. 9.1). Όπως ένας μεσάζων στην αγορά οδηγεί σε υψηλότερες τιμές, έτσι και η κατανάλωση ενέργειας με τη μορφή ηλεκτρικής ενέργειας οδηγεί σε υψηλότερες τιμές λόγω απωλειών στη μετατροπή ενός τύπου ενέργειας σε άλλο. Ταυτόχρονα, η μετατροπή διαφόρων μορφών ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια είναι βολική, πρακτική και μερικές φορές αυτός είναι ο μόνος δυνατός τρόπος πραγματικής κατανάλωσης ενέργειας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι απλώς αδύνατο να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά η ενέργεια χωρίς να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια. Πριν από την ανακάλυψη της ηλεκτρικής ενέργειας, η ενέργεια του νερού που πέφτει (υδροηλεκτρική ενέργεια) χρησιμοποιήθηκε για να εξασφαλιστεί η κίνηση μηχανικών συσκευών: κλωστήρια, μύλοι, πριονιστήρια κ.λπ. Μετά τη μετατροπή της υδροηλεκτρικής ενέργειας σε ηλεκτρική ενέργεια, το πεδίο εφαρμογής επεκτάθηκε σημαντικά και κατέστη δυνατή η κατανάλωση του σε σημαντικές αποστάσεις από την πηγή. Η ενέργεια σχάσης των πυρήνων ουρανίου, για παράδειγμα, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας χωρίς να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια.
Τα ορυκτά καύσιμα, σε αντίθεση με τις υδροηλεκτρικές πηγές, χρησιμοποιούνται εδώ και πολύ καιρό μόνο για θέρμανση και φωτισμό, και όχι για τη λειτουργία διαφόρων μηχανισμών. Καυσόξυλα και άνθρακας, και συχνά αποξηραμένη τύρφη, καίγονταν για να θερμάνουν κτίρια κατοικιών, δημόσια και βιομηχανικά κτίρια. Ο άνθρακας, επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε και χρησιμοποιείται για την τήξη μετάλλων. Το ανθρακέλαιο, που λαμβάνεται με απόσταξη άνθρακα, χύνεται σε λαμπτήρες. Μόνο μετά την εφεύρεση της ατμομηχανής τον XVIII αιώνα. αποκαλύφθηκε πραγματικά το δυναμικό αυτού του ορυκτού καυσίμου, το οποίο έγινε πηγή όχι μόνο θερμότητας και φωτός, αλλά και κίνησης διαφόρων μηχανισμών και μηχανών. Υπήρχαν ατμομηχανές, ατμόπλοια με ατμομηχανές που λειτουργούσαν με κάρβουνο. Στις αρχές του ΧΧ αιώνα. κάρβουνο άρχισε να καίγεται στους φούρνους των λεβήτων των σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Επί του παρόντος, τα ορυκτά καύσιμα διαδραματίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο. Παρέχει θερμότητα και φως, είναι μια από τις κύριες πηγές ηλεκτρικής και μηχανικής ενέργειας για την παροχή ενός τεράστιου στόλου πολυάριθμων αυτοκινήτων και διαφόρων τρόπων μεταφοράς. Δεν πρέπει να λησμονείται ότι οι ορυκτές οργανικές πρώτες ύλες καταναλώνονται σε τεράστιες ποσότητες από τη χημική βιομηχανία για την παραγωγή μεγάλης ποικιλίας χρήσιμων και πολύτιμων προϊόντων.
Εργασία για το σπίτι γ. 15-17, 83-97. ντο. 308-310.
Η ενέργεια, από την ελληνική λέξη ενέργεια - δραστηριότητα ή δράση, είναι ένα γενικό μέτρο διαφόρων τύπων κίνησης και αλληλεπίδρασης.
Στη φυσική επιστήμη διακρίνονται τα ακόλουθα είδη ενέργειας: μηχανική, θερμική, ηλεκτρική, χημική, μαγνητική, ηλεκτρομαγνητική, πυρηνική, βαρυτική. Η σύγχρονη επιστήμη δεν αποκλείει την ύπαρξη άλλων τύπων ενέργειας.
Η ενέργεια είναι ο καρπός της ανθρώπινης σκέψης, που δημιουργήθηκε για να περιγράφει διάφορα φυσικά φαινόμενα.
Η ενέργεια μετριέται σε Joules (J). Οι θερμίδες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της θερμικής ενέργειας, 1 cal = 4,18 J, η ηλεκτρική ενέργεια μετράται σε kW * h = 3,6 * 10 6 J = 3,6 MJ, η μηχανική ενέργεια μετράται σε kg * m, 1 kg * m = 9,8 J.
Διακρίνετε την ενέργεια του μακρόκοσμου, τον μικρόκοσμο και την εσωτερική ενέργεια.
Κινητική ενέργεια- το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στην κατάσταση κίνησης των υλικών σωμάτων.
Δυναμική ενέργεια- το αποτέλεσμα μιας αλλαγής στη θέση των τμημάτων αυτού του συστήματος.
Μέθοδοι μετατροπής ενέργειας:
Ο νόμος διατήρησης της ενέργειας - ενέργεια ούτε δημιουργείται ούτε καταστρέφεται, περνά από τη μια μορφή στην άλλη. Διακρίνετε την ενέργεια διατεταγμένης κίνησης (ελεύθερη - μηχανική, χημική, ηλεκτρική, ηλεκτρομαγνητική, πυρηνική) και την ενέργεια της χαοτικής κίνησης - θερμότητα.
Προς το παρόν, δεν υπάρχουν μέθοδοι άμεσης μετατροπής της πυρηνικής ενέργειας σε ηλεκτρική και μηχανική ενέργεια· πρέπει πρώτα να περάσει κανείς από το στάδιο της μετατροπής της ενέργειας σε θερμική ενέργεια και στη συνέχεια σε μηχανική και ηλεκτρική ενέργεια.
Η σύγχρονη επιστήμη προσδιορίζει 4 δυνάμεις που καθορίζουν ολόκληρη την ποικιλομορφία του κόσμου: βαρύτητα, ηλεκτρομαγνητική και πυρηνική - ισχυρή και ασθενής. Κάθε μία από αυτές τις δυνάμεις χαρακτηρίζεται από μια παγκόσμια σταθερά:
Βαρυτική δύναμη - g \u003d 6 * 10 -39.
Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις - e \u003d 1/137.
Ισχυρές πυρηνικές αλληλεπιδράσεις - S =1.
Ασθενείς πυρηνικές αλληλεπιδράσεις - w =3*10 -12 .
Όλες οι άλλες φυσικές σταθερές προέρχονται από αυτές τις σταθερές.
Πριν από περισσότερα από 20 δισεκατομμύρια χρόνια, σχηματίστηκε το Σύμπαν, η ενέργεια της «μεγάλης έκρηξης» - «γέννησε» την ενέργεια που αποτελεί τη βάση της ζωής μας, «γέννησε» τον Ήλιο και τη Γη. Η ενέργεια του Ήλιου οδήγησε στο σχηματισμό αποθεμάτων καυσίμων στη Γη, αναγκάζει τις μάζες νερού και αέρα να κινούνται συνεχώς στη Γη. Η θερμική ενέργεια του θερμού πυρήνα της Γης εμπλέκεται επίσης στην κυκλοφορία της ύλης και στη μετατροπή της ενέργειας.
Η ανθρωπότητα επιδίωξε από την αρχή της ιστορίας της να κυριαρχήσει στην ενέργεια για τα δικά της συμφέροντα. Στάδια «κατακτήσεως» ενέργειας:
μυϊκή δύναμη των ζώων
η δύναμη του ανέμου, του νερού,
ενέργεια ατμού
ηλεκτρική ενέργεια
πυρηνική δύναμη.
Στο Σύμπαν, υπάρχουν διαδικασίες μετατροπής ενέργειας από τον έναν τύπο στον άλλο σε τεράστια κλίμακα. Η ανθρωπότητα βρίσκεται στην αρχή του μονοπατιού της κατανόησης αυτών των διαδικασιών.
Η μηχανική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα - με τριβή, σε χημική - καταστρέφοντας τη δομή της ύλης, συμπίεση, σε ηλεκτρική - αλλάζοντας το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο της γεννήτριας.
Η θερμική ενέργεια μετατρέπεται σε χημική, σε κινητική ενέργεια κίνησης, και αυτή η ενέργεια μετατρέπεται σε μηχανική (τουρμπίνα), σε ηλεκτρική (θερμο emf)
Η χημική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε μηχανική (έκρηξη), θερμική (θερμότητα αντίδρασης), ηλεκτρική (μπαταρίες).
Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε μηχανική (ηλεκτρικός κινητήρας), χημική (ηλεκτρόλυση), ηλεκτρομαγνητική (ηλεκτρομαγνήτης).
Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια - η ενέργεια του Ήλιου - σε θερμική (θέρμανση του νερού), σε ηλεκτρική (φωτοηλεκτρικό φαινόμενο → ηλιακή ενέργεια), σε μηχανική (κουδούνισμα τηλεφώνου).
Πυρηνική ενέργεια → σε χημική, θερμική, μηχανική (έκρηξη), ελεγχόμενη σχάση (αντιδραστήρας) → χημική + θερμική.
Ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με μία τιμή παραμέτρου και (ή) δείκτες ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές παραμέτρων και (ή) δείκτες ποιότητας. Σημείωση.… …
Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας- 4. Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας Μετατροπέας Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας Ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με τις ίδιες τιμές παραμέτρων και (ή) δεικτών ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με ... ...
μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας,- 2 μετατροπείς ηλεκτρικής ενέργειας, μετατροπέας ισχύος: Ηλεκτρική συσκευή που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με μία τιμή παραμέτρου ή/και δείκτες ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές ... ... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης
Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας- - ένα ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με μία τιμή παραμέτρου και (ή) δείκτες ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές παραμέτρων και (ή) δείκτες ποιότητας. GOST 18311 80 ... Εμπορική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας. Λεξικό-αναφορά
Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας- 1. Ένα ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με μία τιμή παραμέτρου και (ή) δείκτες ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές παραμέτρων και (ή) δείκτες ποιότητας Χρησιμοποιείται σε ... ... Λεξικό τηλεπικοινωνιών
Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας (Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας)- Αγγλικά: Μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας Ένα ηλεκτρικό προϊόν (συσκευή) που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με μία τιμή παραμέτρου και (ή) δείκτες ποιότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με άλλες τιμές παραμέτρων και (ή) δείκτες ... ... Λεξικό κατασκευής
GOST R 54130-2010: Ποιότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Οροι και ορισμοί- Ορολογία GOST R 54130 2010: Ποιότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Όροι και ορισμοί πρωτότυπο έγγραφο: Amplitude die schnelle VergroRerung der Spannung 87 Ορισμοί όρων από διάφορα έγγραφα: Amplitude die schnelle VergroRerung der… … Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης
Μετατροπείς θερμικής ενέργειας πλάσματος σε ηλεκτρική ενέργεια. ενέργεια. Υπάρχουν δύο τύποι P. και. μι. μι. μαγνητοϋδροδυναμική γεννήτρια και θερμιονικός μετατροπέας. Φυσικό Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό. Μόσχα: Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια. Αρχισυντάκτης … Φυσική Εγκυκλοπαίδεια
Μετατροπείς της θερμικής ενέργειας του πλάσματος (Βλ. Πλάσμα) σε ηλεκτρική ενέργεια. Υπάρχουν 2 τύποι P. και. μι. μι. Μαγνητοϋδροδυναμική γεννήτρια και Θερμιονικός μετατροπέας… Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια
μετατροπέας συχνότητας- μετατροπέας συχνότητας Ένας μετατροπέας ηλεκτρικής ενέργειας εναλλασσόμενου ρεύματος που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια με αλλαγή συχνότητας [OST 45.55 99] EN μετατροπέας συχνότητας ηλεκτρικής ενέργειας ... ... Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή
Ενέργεια (γρ. ενέργεια-δραστηριότητα) είναι η πηγή της ζωής, η βάση και το μέσο ελέγχου όλων των φυσικών και κοινωνικών συστημάτων. Ενέργεια - μία από τις βασικές ιδιότητες της ύλης - η ικανότητα παραγωγής έργου. με μια ευρεία έννοια - εξουσία.
Προφανώς, οι νόμοι του ενεργειακού μετασχηματισμού εκδηλώνονται σε όλες τις διαδικασίες που συμβαίνουν στη φύση και την κοινωνία, συμπεριλαμβανομένης της οικονομίας, του πολιτισμού, της επιστήμης και της τέχνης. Η ενέργεια είναι η κινητήρια δύναμη του σύμπαντος. Το ενεργειακό συστατικό βρίσκεται σε όλα: στην ύλη, τις πληροφορίες, τα έργα τέχνης και το ανθρώπινο πνεύμα.
Οι θεμελιώδεις νόμοι της θερμοδυναμικής έχουν παγκόσμια σημασία στη φύση. Κάθε φυσικό ή τεχνητό σύστημα που δεν υπακούει σε αυτούς τους νόμους είναι καταδικασμένο σε αποτυχία. Αλλά για τη διαχείριση των ενεργειακών διαδικασιών, πρώτα απ 'όλα, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε τον ρόλο της ενέργειας στα οικολογικά συστήματα. Η γνώση των προτύπων των ενεργειακών ροών στα φυσικά οικοσυστήματα θα βοηθήσει στην πρόβλεψη του μέλλοντος των ανθρωπογενών συστημάτων.
Είναι σαφές ότι το μέλλον εξαρτάται από την ενσωμάτωση της ενέργειας, της οικονομίας και της οικολογίας (τρία «ε») σε ένα ενιαίο σύστημα αλληλένδετων φαινομένων και διαδικασιών. Η μελέτη τέτοιων συστημάτων απαιτεί συστηματική και ενεργειακή προσέγγιση, αφού η ενέργεια είναι το θεμέλιο που επιτρέπει τη μεταφορά των φυσικών αξιών στην κατηγορία των οικονομικών αξιών και την αξιολόγηση των οικονομικών αξιών από την άποψη της οικολογίας.
Τα φυσικά οικολογικά συστήματα μπορούν να χρησιμεύσουν ως πρότυπο για τις γενικές αρχές διαχείρισης που βασίζονται στις ενεργειακές διαδικασίες. Αυτά τα συστήματα υπάρχουν στη Γη για πολλά εκατομμύρια χρόνια. Έχοντας μελετήσει τα φυσικά συστήματα, μπορεί κανείς να μάθει πολλούς νόμους που ισχύουν για τα ανθρωπογενή οικοσυστήματα.
Η τροφή που δημιουργείται ως αποτέλεσμα της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των πράσινων φυτών περιέχει τη δυναμική ενέργεια των χημικών δεσμών, η οποία, όταν καταναλώνεται από ζωικούς οργανισμούς, μετατρέπεται σε άλλες μορφές ενέργειας.
Τα ζώα, απορροφώντας την ενέργεια της τροφής, μετατρέπουν το μεγαλύτερο μέρος της σε θερμότητα και το μικρότερο σε χημική δυναμική ενέργεια.
Η ενέργεια υπάρχει σε πολλές μορφές και τύπους: ηλιακή, θερμική, χημική, ηλεκτρική, πυρηνική, αιολική, υδάτινη κ.λπ. . Οι μορφές ενέργειας διαφέρουν ως προς την ικανότητά τους να παράγουν χρήσιμο έργο. Η ενέργεια ενός αδύναμου ανέμου, του σερφ, των γεωθερμικών πηγών χαμηλής ισχύος μπορεί να παράγει μικρή ποσότητα εργασίας. Οι συμπυκνωμένες μορφές ενέργειας (πετρέλαιο, άνθρακας κ.λπ.) έχουν υψηλή δυνατότητα εργασίας. Η ενέργεια του ηλιακού φωτός, σε σύγκριση με την ενέργεια των ορυκτών καυσίμων, έχει χαμηλή απόδοση και σε σύγκριση με τη θερμότητα που διαχέεται σε χαμηλή θερμοκρασία, έχει υψηλή απόδοση. Η ποιότητα της ενέργειας που συγκεντρώνεται στη βιομάζα των φυτών, των ζώων, των καυσίμων διαφέρει από την ποιότητα της διαλυμένης θερμικής ενέργειας.
Ποιότητα ενέργειας χαρακτηρίζει την ικανότητά του να κάνει δουλειά, δηλ. η εξεργία του (γρ. πρώην-υψηλοτερος ΒΑΘΜΟΣ, όθεν-Δουλειά).
Εξεργία - αυτό είναι το μέγιστο έργο που εκτελεί ένα θερμοδυναμικό σύστημα κατά τη μετάβαση από μια δεδομένη κατάσταση σε μια κατάσταση φυσικής ισορροπίας με το περιβάλλον. Η εξεργία είναι το χρήσιμο μερίδιο της ενέργειας που εμπλέκεται σε κάποια διαδικασία, η τιμή της οποίας καθορίζεται από το βαθμό διαφοράς κάποιας παραμέτρου του συστήματος από την τιμή της στο περιβάλλον.
Για να δημιουργηθεί ενέργεια υψηλότερης ποιότητας, απαιτείται ενέργεια χαμηλότερης ποιότητας.
Η ροή της ηλιακής ενέργειας που εμπλέκεται στην αλυσίδα των μετασχηματισμών στη βιόσφαιρα σχηματίζει μια τάξη και αυξάνει την εξέργεια ενός συγκεκριμένου μέρους της ενέργειας.
Για να σχηματιστεί 1 kcal φυτικής βιομάζας, απαιτούνται περίπου 10 φορές λιγότερες θερμίδες ηλιακού φωτός από ό,τι για να σχηματιστεί 1 kcal φυτοφάγων βιομάζας. Μια μονάδα ζωικής βιομάζας είναι ικανή να κάνει εργασία αντίστοιχο αριθμό φορές υψηλότερη από την ίδια φυτική βιομάζα.
Στην πραγματικότητα, η ποιότητα της ενέργειας μετριέται από το μήκος της διαδρομής που έχει διανύσει από τον ήλιο . Η ενέργεια της υψηλής συγκέντρωσης κάνει μεγαλύτερη ποσότητα εργασίας, ελέγχει μεγαλύτερο αριθμό διεργασιών. Για να συγκεντρωθεί η ενέργεια, πρέπει να αλληλεπιδρούν διαφορετικοί τύποι της.
Κατά την ανάπτυξη μιας μελλοντικής στρατηγικής στη χώρα και στον κόσμο συνολικά, είναι απαραίτητο να καθοδηγείται από την πιο σημαντική αρχή - χρησιμοποιούν ενέργεια κατάλληλης ποιότητας για την εργασία που εκτελείται . Τα περισσότερα οικονομικά επιτεύγματα βασίζονται στη χρήση πολλών κρυφών έμμεσων έξυπνων ή συμπληρωματικών μορφών ενέργειας, οι οποίες συχνά δεν λαμβάνονται υπόψη στις εκτιμήσεις κόστους προϊόντων.
Είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν μέτρα για τη διατήρηση τόσο της ποσότητας όσο και της ποιότητας της ενέργειας.
Διατήρηση της ποιότητας ενέργειας είναι το καθήκον της εξάλειψης της περιττής υποβάθμισης της ενέργειας, των απωλειών της. Η ανάκτηση θερμότητας με τη χρήση αντλιών θερμότητας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα παράδειγμα τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας που αποτρέπουν τη διασπορά και την απώλεια ενέργειας. Πτώση θερμοκρασίας είναι μια ενεργειακά καταστροφική διαδικασία και ανακύκλωση θερμότητας - εξοικονόμησης ενέργειας.
Η ενέργεια είναι η πιο βολική βάση για την ταξινόμηση των οικοσυστημάτων. Υπάρχουν τέσσερις βασικοί τύποι οικοσυστημάτων:
1) οδηγείται από τον Ήλιο, ελάχιστα επιδοτούμενο.
2) οδηγείται από τον Ήλιο, επιδοτούμενο από άλλες φυσικές πηγές.
3) οδηγείται από τον Ήλιο και επιδοτείται από τον άνθρωπο.
4) οδηγείται με καύσιμο.
Καθώς η ενεργειακή κρίση βαθαίνει και οι τιμές των καυσίμων αυξάνονται, οι άνθρωποι είναι πιθανό να ενδιαφερθούν περισσότερο για τη χρήση της ηλιακής ενέργειας και την ανάπτυξη τεχνολογιών για τη συγκέντρωσή της. Ίσως στο μέλλον να προκύψει ένας νέος τύπος οικοσυστημάτων - μια πόλη που οδηγείται από την ενέργεια όχι μόνο των καυσίμων, αλλά και του Ήλιου.
Στην ανάπτυξή της, η ανθρώπινη κοινωνία έχει περάσει και από τους τέσσερις τύπους οικοσυστημάτων που περιγράφονται παραπάνω.
Καθαρή ενέργεια – είναι η ενέργεια στην έξοδο του συστήματος με τη μορφή προϊόντων μετά την αφαίρεση όλων των ενεργειακών δαπανών για τον μετασχηματισμό του.
Η ενέργεια ανάδρασης (Esh) που απαιτείται για τη διατήρηση της εξόδου αναφέρεται μερικές φορές ως ενεργειακή ποινή .
Οι βιομηχανικές επιχειρήσεις, η ενέργεια, οι επικοινωνίες και τα trans-yurt είναι οι κύριες πηγές ενεργειακής ρύπανσης των βιομηχανικών περιοχών, του αστικού περιβάλλοντος, των κατοικιών και των φυσικών περιοχών.
Στην ενεργειακή ρύπανση περιλαμβάνω:
ü κραδασμοί και ακουστικά εφέ.
ü ηλεκτρομαγνητικά πεδία και ακτινοβολία.
ü έκθεση σε ραδιονουκλεΐδια και ιονίζουσα ακτινοβολία.
