1. OP[TA DEFINICIJA ZA ENERGIJATA

Transcript

1 1. OP[TA DEFINICIJA ZA ENERGIJATA Za razlka od klas~nata mehanka koja masata ja smeta za konstantno svojstvo na teloto, sovremenata (relatvst~ka) mehanka zboruva za vkupnata masa koja zavs od brznata na teloto vo odnos na nabquduva~ot: m0 m (1) 2 1 ( v / c) kade {to: m o - masa na teloto vo mruvawe, c - unverzalna konstanta, v - brzna na teloto vo odnos na nabquduva~ot. Se gleda deka vkupnata masa na teloto te`nee kon zedna~uvawe so klas~nata masa na mruvawe, ako (v/c) 2 se prbl`uba kon nulata. Bdej} e spomnat prncpot na klas~nata mehanka (deka masata e konstantno svojstvo na teloto) koj e prozlezen od sekojdnevnte prakt~n skustva, sleduva deka konstantata c mora da bde mnogu golema vo odnos na brznata so koja ~ovekot ob~no se sretnuva vo svetot koj go okru`uva na koj samot prpa a. Za potrebte za op{uvawe na pojavte vo makrosvetot, nema merlv razlk (pa n kontradkc) pome u ravenkata (1) prncpot na konstantnata masa. Ako se zeme deka (v/c) 2 e mnogu pomalo vo odnos na ednca, od ravenkata (1) sleduva: m m m 0 0 m m ( v / c) ( v / c) 2 1 c m0 m v Se gleda deka teloto koe od sostojba na mruvawe zapo~uva da se dv` so brzna v, vkupnata masa porasnuva za m. Ovoj prrast na masa e prbl`no proporconalen na knet~kata energja na teloto koe se dv` so spomenatata brzna. Toa dava mo`nost za voop{tuvawe na pomot energja. Bdej} slata e defnrana so: d( mv) F dt toga{ elementarnata rabota e vo pravec na dejstvuvawe na slata: dx dw Fdx d( mv) vd( mv) dt So ogled deka ovaa rabota e potro{ena na zabrzuvawe na teloto, po zakonot za konzervacja na energjata, elementarnata rabota mora da bde ednakva so promeneta na vkupnata energja na teloto: 2 dw de v dm mvdv

2 So dferencrawe na ravenkata (1) se dobva: 2 de c dm 2 E E c ( m 0) 0 m 2 mvdv ( c 2 v ) dm od kade: Ako se vovede pomot vkupna energja na telo koe mruva vo odnos na nabquduva~ot: E c 2 0 m o, od kade: 2 E c m Ova ja pretstavuva pro~uenata Ajn{tajnova relacja od koja sled zaklu~okot deka masata na teloto treba da se sfat kako parametar na energetskata sostojba na teloto, proporcjalno na vkupnata energja na teloto. Vo soglasnost so sfa}aweto na materjalst~kata flozofja od sl~nost na materjata energjata, zna~ deka vkupnata energja na teloto e sto {to vkupnata kol~na na materjaln tela. Koga stablno telo so masa m o }e se razdel na n delov ~ mas }e bdat m (=1,2,3..., n), od skustvo se znae deka potrebno e da se potro{ energja Eex>Ev. Ravenkata so koja se ska`uva zakonot za konzervacja na energjata glas: E E ex E s kade e: od kade: E odnosno za: 2 0 moc E E v E s ex v n 1 2 mc 1 ( v 0 / c) 2 n m n n mv ( mc ) m0c ; 2 0 ( n 1 1 m c 2 ) m c m v n 2 2 c 2 m ( m ) m Golemnata Ev e energja na vrskata na telata, odnosno kol~na na materjata koja delovte g dr` razdvoen, pa m e prrast na masata na razbeno telo. Vo obraten slu~aj, pr soednuvawe (fzja) na dve l pove}e tela, doa a do osloboduvawe na spomenatata energja na vrskata vo vd na osetlva toplota l zra~ewe. Na toj na~n se objasnuva nastanuvaweto na toplnata pr hemsko soednuvawe na elementte, na prmer, pr sogoruvawe na hemsko gorvo (pr soednuvawe so koslorod) l pr fuzja na lesn atomsk jadra. Za razlka od stablnte tela, nestablnte tela se raspa aat spontano. Toa e slu~aj so radoaktvnte atomsk jadra, toga{ mame: n 1 0 E m 0 0 E c 2 s n 1 m c 1 ( v 2 / c) 2 n n 2 mc 1 1 m v 2 2

3 Se zabele`uva deka fragmentte na raspa awe, raspolagaat so energja: E k n 2 m0c m v 2 2 n 1 m c 2 kako deka pr spontan raspad doa a do defekt (zaguba) na masa : m m 0 Mnogu stabln tela (atomsk jadra) mo`at ve{ta~k da se dovedat vo nestablna sostojba ako m se ovozmo` da apsorbraat neutron (aktvacja). Toga{ posle kratok vremensk perod doa a do spontano raspa awe l, kako {to ob~no se vel, do emsja na elementarn ~estc. Posebno, atomskte jadra na te{kte element (kako {to e uranumot torumot ko se nao aat na granca na svojata stablnost pa zatoa se na kraj na tablcata na perodnot sstem na elementte - Mendeleev), posle aktvrawe mo`at da stanat nestabln da se raspadnat na dve lesn jadra so vsoka knet~ka energja na nekolku neutron. Ovaa pojava se narekuva nuklearna fuzja kako zvor na toplnska energja se korst vo sovremente nuklearn central. n 1 m 1.2. ENERGETIKA Energetka e tehn~ka dscplna koja se bav so prozvodstvo na nostelte na energja od energetskte zvor srovn, potoa so transformacja, prenosot dstrbucja na energjata kako za metodte za korsna raconalna upotreba na energjata. Osven toa, energetkata se bav so posledcte od prozvodstvoto upotrebata na nostelte na energjata vrz ~ovekovata okolna. Vdov (nostel) na energja se: elektr~na energja, toplotna koja e sodr`ana vo cvrst, te~n l gasovt nostel, potoa energjata od fosln nuklearn gorva najposle, mehan~ka zra~na energja EDINICI MERKI Vo energetkata, namesto op{tata defncja (to~ka 1), pod pomot energja se podrazbra golemnata na zvr{ena l potencjalno ostvarlva rabota. Na toj na~n so st merk mo`at da se ska`at rezervte na energetsk surovn kapactette na zvorte na energja, da se sled kvanttatvnoto pretvorawe na edna vrsta (nostel) na energja vo druga, evdentrawe na prozvodenata potra{enata energja da se vr{ balansrawe na op{tte tekov na energjata, kako da se utvrd korelacja pome u potro{ena energja op{testvenot razvoj da se planra optmalen razvoj na energetkata vo okvr na planovte na stopanskot razvoj.

4 Vo statst~kata praksa kako op{ta ednca za energja se korst energjata na eden ton ekvvalenten jaglen (1 teu), poretko eden ton ekvvalentna nafta (1 tep=1,43 teu), dodeka edncata klokalorja (1kcal) se korst vo toplotna energja, a klovat~as (1 kwh) za elektr~na energja. Kol~nte (rezerva) na energetsk surovn gorva, spored ska`uvaweto vo energetsk ekvvalent (vo kwh), po potreba se zrazuvaat vo prrodn ednc, kako vo ednca za masa (1t=1Mg), a kaj gasnte gorva ponekoga{ vo normaln kubn metr (1m 3 ). Se razbra, se korstat mnogu osnovn ednc so prmena na standardnte oznak: M, G, T, (mega, gga, tera), kako na prmer: 10 9 kwh = 10 MWh = GWh = 1 TWh., Za polesno presmetuvawe (prefrluvawe) na tradconalnte energetsk ednc vo edncte na me unarodnot sstem, prlo`ena e slednava tabela: Tabelte 1 2 sodr`at podatoc so pomo{ na ko rezervte energetsk surovn l gorva zrazen vo prrodn ednc mo`e lesno da se presmetuvaat vo ekvvalentn kol~n na energja. 2. OSOBINI NA TOPLOTNATA ENERGIJA Toplotna energja za korsna prmena se dobva neposredno od Sonceto l od prrodnte zvor na topla voda l para, ako mnogu ~esto so sogoruvawe na gorva, l preku elektr~na energja.

5 Presmetana toplotna mo} na nomnalnte gorva 1. Fosln gorva MWh/t Tabela 1 kwh/m Cvrst gorva Antract 8,0 Kamen jaglen - uvozen 8,0 - doma{en v. Tabela 2. Kafeav jaglen v. Tabela 2. Lgnt v. Tabela 2. Koks -od koksara 7,2 - od plnara 6,4 Brket jaglen 6,4 Su{en lgnt 4, Te~n gorva Srova nafta 12,0 Te~n gorva (benzn, petrolej), 12,4 Te~en gas 12,0 Maslo za lo`ewe 11, Gasn gorva Prrodn gas 9,6 Gas od plnara 4,48 Sntezen gas 4,48 2. Nuklearna gorva U Ruda na uranum (sredna sodr`na na uranum p %) 700.p Toplnata slu` za greewe na prostor, za zagrevawe na santarna tehn~ka voda, za prprema na hrana prozveduvawe na vodena para, toplewe, su{ewe sl~n postapk (t.n. tehnolo{k term~k proces). Toplnata ma golemo zna~ewe porad svote osobn deka mo`e da se transformra vo mehan~ka energja. Me utoa, ova mo`e da se ostvar samo pod uslov da samo del od upotrebenata toplna premnuva vo mehan~ka rabota, dodeka ostatokot mora da se predade na okolnata. No, toa ne va` vo obratna nasoka: mehan~kata rabota mo`e bez ostatok da se pretvor vo toplna.

6 Presmetana toplotna mo} na jaglen (MWh/t) Tabela 2 Pod toplna se podrazbra del od vnatre{nata energja na teloto. Taa e proporconalna na prozvodot od brojot na ~estc od ko se sosto teloto srednata knet~ka energja: 2 Q U kn c N ( mw / 2) k N T Spored toa, toplnata posto samo vo telo nostel na toplna, pa za toplnata ne mo`e da se zboruva nezavsno od nostelot. Golemnata 2 T ( c / k)( mw / 2) zvedena od gornot zraz se narekuva temperatura na telo. Ako nostelot na toplna e gas zatvoren vo sad so odredena zafatnna, toga{ me usebnte sudr pome u ~est~kte od gasot (koncentracja n) se manfestraat kako prtsok: 2 2 P n mw / 2 (2) 3 Na osnova na ovaa ravenka (2) emprskte zakon na Bojl- Marot Gej-Lsak (Boyle-Marotte, Gay-Lussac) se dobva slednata ravenka za sostojbata na gasot:

7 Pv ( R 0 / m) T (3) Za koj blo par prozvolno zbran vrednost, za dve od tr golemn na sostojba: P, v, T (prtsok, specf~en volumen, apsolutna temperatura) tretata e ednozna~no odredena so gornata ravenka. Me utoa, promena na sostojbata na gasot nastanuva ako na gasot se deluva na slednve na~n: 1) Razmena na odredena kol~na toplna pome u gasot okolnata, l 2) Promena na zafatnnata na gasot ako deluvaat nadvore{n sl KONVERZIJA NA TOPLOTNA VO MEHANI^KA ENERGIJA Transformacjata na toplotnata energja vo mehan~ka se ostvaruva vo ured vo koja se vr{ cklusna promena na sostojbata na gasot. Edna prop{ana cklusna promena na parametrte na sostojbata P v op{ana e vo djagramot (P,v) so zatvorena krva (slka 1). Na sekoja to~ka od krvata odgovara odredena temperature, sprema ravenkata (3). Po~nuvaj} od odredena to~ka, dv`eweto po dol`nata na krvata se vr{ vo odreden pravec. So vra}awe vo po~etnata to~ka, golemnte na sostojbata g dobvaat prvobtnte vrednost. Za da mo`e da dojde do vakva promena na sostojbata, dol` sekoj mal segment x vo okolna na to~kata x na zatvorenata krva (l vo sekoj mal vremensk nterval vo tekot na cklusot) se doveduva l odveduva kol~na toplna Q 0. Bdej} toplnata e prozvod od energjata, taa mora da bde zrazena kako prozvod na ntenzven (potencjalen) ekstenzven (kvanttatven) vr{tel. Vo termodnamkata elementarnata kol~na na toplna se zrazuva so prozvodot od temperaturata kako ntenzvna vel~na na sostojbata (potencjalna) promena na entropjata: Q T ds (4) Entropjata s e defnrana kako ekstenzvna golemna na sostojbata (kvanttet) koja, za razlka od osnovnat golemn na sostojba (prtsok, temperatura volumen) ne mo`e neposredno da se mer. So pomo{ na entropjata mo`e da se prka`e cklusna razmena na toplna pome u nabquduvanot gas (rabotno telo) okolnata za prop{ante promen na sostojbata, tako {to za temperaturata T prop{anata kol~na zmeneta toplna Q =P dv (segmentot x odgovara na promenata dv) so pomo{ na ravenkata (4) promenata na entropjata e s =Q /T. Ove vrednost za s se vnesuvaat vo djagramot (T,s) po~nuvaj} od neko usvoen vrednost s 1 (so konvencja l prozvolno). Od taka dobenata slka (slka 2) sled: Q ds T 0

8 Od kade se gleda deka entropjata e golemna na sostojbata. Od slka 2 sleduva deka dovedena odvedena toplna mo`e da se presmetaat so slednte ntegral: Q Q ( 12 2 s T21( s) ds T21( s2 s1 2 T s) ds T ( s ) (dovedena toplna) ) (odvedena toplna) Od slkata 1 sled deka rabotata na zbvawe na okolnata e dadena so zrazot: W ( 12 2 v1 1 P v) dv P ( v ) : a rabotata na zbvawe na gasot : 1 21 P21 v 2 W ( v) dv P21( v2 1) Od na~not na koj e konstrurana slkata 2, formalno e: W12 Q 12 W21 Q 21, odnosno, zbrot na mehan~kata rabota e: W W12 W21 Q12 Q21 Se gleda deka kru`not proces op{an so pomo{ na djagramte na slkte 1 2 ovozmo`uva pretvarawe na dovedenata toplna Q 12 vo zbr na mehan~kata rabota W, pod slednte uslov: 1) Eden del od dovedenata toplna Q 12 mora da se vrat na okolnata ( Q 21 ); 2) Mora da se raspolaga so zvor ponor na toplna, pr {to ponorot mora da ma ponska temperatura od zvorot. Stepenot na skorstenost po defncja e: W Q ; 12 Q Q Q 12 ( T T T 12 ( s 2 )( s s ) 1 s ) T T 12 {to zna~ deka delot na skorstenata toplnata }e bde pogolem ako odnosot na srednata temperatura na rabotnoto telo pr odveduvawe doveduvawe na toplna e pomal. Ako cklusot e zveden taka {to toplnata se doveduva pr Tmax const, a odveduva pr Tmn const, ekspanzjata kompresjata na rabotnoto telo se odvvaat po adjabata s1 const, s2 const.,toga{ o~gledno vo takvot cklus }e ja dostgne maksmalnata vrednost: Tmn max c 1. T Ova go pretstavuva taka nare~enot Carnot-ov cklus. max

9 Industrsk se razven ma{n za pretvarawe na toplnska vo mehan~ka energja (toplnsk motor) vo ko, porad uslovte na tehn~kata realzacja, se korstat cklus razl~n od Karnotovot, kade: P 12 ( v ) -zakon za zbvawe na okolnata P 21( v ) -zakon za zbvawe na rabotnoto telo T 12 ( s ) -zakon za doveduvawe na toplna na rabotnoto telo T ( ) -zakon za odveduvawe na toplna od rabotnoto telo 21 s Slka 1 Slka 2 termodnam~kot stepen na skorstenost t e pomal od c. Toplnata oslobodena vo okolnata e: Qkp Q 12 (1 t ) od kade konverzonata potro{uva~ka e: Qkp q 1t ; (6) Q12 Prakt~no, vo najdobrte turbo-ma{n motor op{tot stepen na skorstenost (g vklu-~uva mehan~kte toplnskte zagub) znesuva okolu 0,45, a vo srednte se dv` pod 0,3. Toa zna~ deka okolu 70% od dovedenata toplna se vra}a vo oklnata porad {to posto opasnost od prekumereno toplotno opteretuvawe na prrodnata voda vozduhot ( toplotno zagaduvawe na okolnata).

10 2.2 RASPROSTRANUVAWE NA TOPLINATA Teloto kako nostel na toplna, nezavsno na agregatnata sostojba, vo op{t slu~aj ne e mkroskopsk ramnomerno zagreano t.e. sodr`nata na toplnata po ednca zafatnna (volumen) e neramnomerno rasporedena. Vakvata sostojba e neramnote`na nestablna. Procesot na uramnote`uvawe e kolektvno udrawe na ~est~kte, pr {to doa a do zedna~uvawe na knet~kata energja na ~est~kte (termalzacja na sstemot). O~gledno e da vo tekot na termalzacjata v{okot na energja od edna zona dfuzno se prenesuva vo zona so pomalku energja, toplnata se naso~uva od zona so pogolema temperatura vo zona so pomala temperatura. Vo cvrsto telo ovoj proces mo`e da se nare~e sproveduvawe na toplnata, a op{an e so slednata formula na Fourer : T k T T T 2 ( ) D T c x y t Od druga strana, sekoe cvrsto telo koe e na temperatura razl~na od temperaturata na gasovte l te~nata okolna, razmenuva toplna so taa okolna se do zedna~uvawe na temperaturata. Delot na vaka predadenata toplna so konvekcja, op{an e so formulata na Wutn (Newton): q ( T z T f ) kade:, koefcent na preo awe na toplna so konvekcja; T z...t f, temperatura na povr{nata na teloto.. temperatura na fludot. Eden del od teloto prma toplna od okolnata (l ja predava na okolnata) so apsorpcja odnosno so emsja na toplotno zra~ewe dodeka posto temperaturna razlka. Ovoj proces se narekuva prenos na toplna so zra~ewe, a op{an e so prmena na zakonot na Stefan Bolcman (Boltzmann), so slednata ravenka : Q 4 4 q F12 ( T1 T2 ) A1 kade: F12, e faktor na oblkot na povr{nata A1 A2 ko me usebno zra~at;, konstanta na zra~eweto. 2.3 STEPEN NA ISKORISTENOST NA TOPLINSKI MOTOR Od op{ante proces vo to~kata 2.2 se gleda deka toplnata premnuva od potopla vo poladna sredna, odnosno potrebna e razlka pome u temperaturte na dvete sredn za da mo`e da dojde do premnuvawe na toplnata. Proceste op{an vo predhodnte podglavja ( ) doveduvaat do slednte posledc: Vo realen toplnsk motor se vr{ konverzja na toplnata vo mehan~kata rabota so stepen na skorstenost na referentnot cklus t t c, kade t 1, a ( 1 t ) e konverzona potro{uva~ka. Osven konverzonata potro{uva~ka doa a do zagub porad nepovratn transformac vo tekot na procesot. Taka, maksmalnata

11 temperatura na rabotnoto telo mora da bde pomala od temperturata od zvorot na toplna, a mnmalnata pogolema od temperaturata na ponorot. Porad toa se namaluva referentnot stepen na korsnost nastanuva e n t ( n 1). Osven toa, sekoja toplnska ma{na l objekt ~ja sredna rabotna temperatura e razl~na od temperaturata na okolnata trp paraztna razmena na toplna so nea srazmerno na razlkata vo temperaturte. Ovaa toplna pretstavuva nepovratno gubewe na energja. Najposle, nepovratno zgubena energja predstavuva onaa mehan~ka energja koja se tro{ za sovladuvawe na treweto vo sstemot na toplnskot motor. Spored toa, vkupnot stepen na korsnosta na ma{nte za konverzja na toplnata vo mehan~ka rabota e:, e c t n a vkupnot neskorsten del na toplnata e daden so zbrot: 1 q g g g q g, e n h m kade: q 1 t, konverzona potro{uva~ka, q n, konverzona zaguba (gubewe na rabotnata sposobnost), q h, zaguba od konvekcja zra~ewe,, mehan~ka zaguba (trewe). q m Taka vkupnte specf~n zagub daden se so: g 1e (1 t ) t e t (1 n), od kade sleduva: g n 1. t Od gruba procenka mo`e da se prmen : (1/ ) 1 ( T T ) /( T ), n n ` c 0 0 T kade T e temperaturnata razlka pome u temperaturata na zvorot na toplna srednata temperatura na rabotnoto telo pr doveduvawe na toplna, a T0 razlka pome u srednata temperatura na rabotnoto telo pr odveduvawe na toplna temperaturata na okolnata. So ova specf~nte zagub znesuvaat prbl`no: g n g g 1 `). h m t ( n Se gleda deka nepovratnata konverzacona zaguba mo`e da se namal samo so zgolemuvawe na povr{nata za prenos na toplna. Toa g q n

12 zgolemuva nvestcte, taka da ovoj na~n na namaluvawe na zagubte pretstavuva tp~en slu~aj koj bara ekonomsko-tehn~ka optmzacja. Zagubte so konvekcja zra~ewe mo`at da se namalat so prmena na toplotna zolacja na ma{nata, osobeno na cevnte vodov, dodeka mehan~kte zagub se namaluvaat so prmena na sovr{ena konstrukcja podobar kvaltet na obrabotkata. 2.4 ENERGIJA I STEPEN NA RABOTNI SPOSOBNOSTI Vo daden uslov vo ko se odvva konverzja na toplnata vo korsna rabota, treba da se utvrd maksmalnata mo`nost na zvorot na toplnata (teloto), bezogled na tehn~koto re{ene na samata ma{na za konverzja. Pod telo ob~no se podrazbra odredena masa na gas (na prmer, produkt na sogoruvawe) volumen (V), entalpja (), entropja (S), temperatura T prtsok P. Teloto e so razdelna povr{na odvoeno od okolnata, ~ja temperature T0 const. prtsok P0 const. Okolnata vo tehn~kot sstem ob~no predstavuva prrodna sredna. Vo po~etnata sostojba 1 teloto okolnata ne se vo ramnote`a, taka {to P1 P0 T1 T0. Promenata na sostojbata koja toga{ zapo~nuva, doveduva do sostojba 2. t.e. do ramnote`a so okolnata: P2 P0 T2 T0. Entropjata na sstemot vo sostojba 1 sostojba 2 e: S * 1 S1 S01 * S2 S2 S02, taka da, po drug zakon, promenata na entropjata na sstemot: S * S 0 ( S S ) Toplnata koja teloto ja predava na okolnata pr promena na sostojbata 1 do 2 e: * Q T S T S T S ), ( 1 S2 promenata na vnatre{nata energja na teloto e: U 2 U1 Q W W0. Sleduva zrazot za nadvore{na korsna rabota, t.e. rabota koja teloto ja vr{ nad okolnata: * W U 1 U2 T0 ( S1 S2) T0 S W0 Vo toplnska ma{na zvorot na toplna (rabotno telo) ob~no se nao a vo mehan~ka ramnote`a so nadvore{not objekt na rabota (na prmer, preku klp so soodveten mehanzam). Pr promena na sostojbata

13 na teloto (zvorot), nadvore{not objekt na rabota vr{ nad teloto rabota: 2 W 0 d( PV) PV 1 1 P2 V2 ( P2 P0 ) 1 Toga{ maksmalna korsna rabota se dobva za S * 0 t.e. za povratna promena na sostojbata. Vo ovoj slu~aj maksmalnata rabota, svedena na ednca masa na teloto, se narekuva (specf~na) rabotna sposobnost glas: W max 1 2 T0 s1 s2) ( e e, 1 2 kade {to e T0s e egzergja, edna korsna pomo{na golemna (Z. Rant). Stepenot na rabotna sposobnost na odredena toplnska ma{na vo daden sstem zvor-okolna mo`e da se zap{e so odnosot: W /W, RS max kade: W Q 12, vstnska korsna rabota na ma{nata (po cklus). e 3. OSOBINI NA ELEKTRI^NATA ENERGIJA Za razlka od ste dosega spomenat vdov energja, elektr~nata energja ne se nao a vo prrodata vo upotreblva forma. Sepak taa zazema posebno mesto vo energetkata porad svote posebn svojstva. Vo posebnte svojstva na prvo mesto treba da se spomne toa { to pretvoraweto na mehan~kata vo elektr~na energja ( obratno) teoretsk mo`e da se ostvar bez zagub. Na slka 4 e prka`ana {ema na takov sstem kade so E se obele`an dve dent~n elektr~n ma{n, od ko edna (povrzana so parna turbna) rabot kako elektr~en generator, a drugata rabot kako elektromotor koja dava pogonska energja za kompresorot (l za nekoja druga mehan~ka naprava). Blagodarene na toa svojstvo, elektr~nata energja, upotrebena na op{anot na~n, predstauva posredn~k vd na energja, bdejk ovozmo`uva ne samo lesno prenesuvawe na elektr~na energja na golem rastojanja, tuku prenos sî do ndvdualnte potro{uva~. Ova transmsono-posredn~ko svojstvo elektr~nata energja go zadr`uva vo slo`enata

14 sovremena mre`a na sstemot za prozvodstvo, prenos dstrbucja na elektr~na energja. Blagodarene na ostanatte svo posebn svojstva, elekt~nata energja sto taka prestavuva skoro dealen vd na fnalna energja za bezbroj prmen. Taka elekt~nata enegja lesno se pretvora vo toplna, svetlna, magnetna energja, zvuk ultrazvuk, elektromagnetn branov (rado ultra-kratk branov, gama kvantum), a osven toa se upotrebuva za elektrolza na rastvorte (vo hemskata ndustrja metalugja), potoa se korst vo elektronkata ~ja prmena e vo sstemot na telekomunkac, kompjuterska tehnka kako mnogu drug prmen. Najposle, elektr~nata energja mo`e da se akumulra vo ogran~en kol~n vo elektro-hemsk akumulator (za dopolntelno korstewe koga kade e potrebno). Prozvodstvoto na elektr~na energja go so~nuvaat ~etr prncp na konverzja na razl~n vdov na energja vo elektr~na. Toa se: 1) elektr~na ndukcja 2) termo-naponsk efekt 3) elektro-hemsk efekt 4) foto-naponsk efekt Prvot prncp opfa}a konverzja na mehan~kata vo elektr~na energja, vtorot toplotna vo elektr~na energja, tretot energjata na hemsk transformac se pretvora vo elektr~na energja na kraj ~etvrtot po red prncp opfa}a postapka na konverzja na energja na elektromagnetnoto zra~ewe vo elektr~na energja. Postapkte zaosnovan na prvot prncp do denes predstavuvaat prakt~no ednstven na~n za dobvawe na elektr~na energja vo taka nare~ena golema energetka, za zadovoluvawe blo na masovn potreb, blo za golem poedne~n potro{uva~. Ovde stanuva zbor za elektr~n rotacon ma{n taka nare~en generator l alternator vo ko mehan~kata energja potro{ena na nvno vrtewe konvertra vo elekt~na energja.

15 4. OSNOVNI IZVORI NA ENERGIJA Ste nescrpn scrpn zvor na energja na Zemjata g so~nuvaat energetskte resurs. Zna~eweto na edna energetska surovna se odreduva po obemot (golemnata) po brznata so koja mo`e da se stav vo eksploatacja. Na prmer, prrodnte fosln gorva se so ogran~en obem so ogran~ena sla (ogran~ena brzna na eksplatacja), dodeka pak Son~evata energja e nescrplva po obem, vo prncp, skoro so neogran~ena sla. Od druga strana, hdromehan~kata energja e nescrpen zvor, no slata e ogran~ena od kol~nata na voda konfguracjata na Zemjnata povr{na. 4.1 PRIMARNA MEHANI^KA SILA Prmarnata mehan~ka sla e posledca na dv`eweto na prrodnte vod vozduhot pod dejstvo na son~evata toplna, Zemjnata rotacja gravtaconata sla HIDROMEHANI^KA ENERGIJA Ovaa energja ja sodr`at re~nte tekov, brzte slvov krajbre`nata promena na nvoto na moreto kako {to se plmata osekata morskte barnov. Na tekovte na golemte rek, so relatvnoto mal sezonsk promen na protokot, se gradat takanare~en proto~n elektran, prmer HE \erdap 1. Malte rek pogolem brz slvov se regulraat taka {to se sobraat vo akumalacon ezera, od kade {to del od vodata se sproveduva do ponsko geodetsko nvo vo turbo-agregat, takov prmer e HE Vlasna. Opsante na~n prestavuvaat najrasprostranet vd na eksplatacja na hdromehan~kata energja. Nesporedlvo pomalo zna~ewe maat energjata na plmata energjata na morskte branov. Vkupnot potencjal na vodente tekov vo svetot se ocenuvaat na 4,5 TW. Samo ~etvrtna od ovoj potencjal, 1,1 TW, mo`e da se skorst za prozvodstvo na elektr~na energja. Vo 1975 godna, 15% od ovoj potencjal bl skorsten za prozvodstvo na elektr~na energja. ¾ Tr ~etvrtn od skorstlvot hdromehan~k potencjal se nao a vo nerazvente zemj l zemjte vo razvoj (Afrka Latnska Amerka), kade {to e skorsten samo 6%. Drugata ~etvrtna od hdropotencjalot se nao a vo razvente zemj kade {to 35% e skorsten. Vo tek e zabrzano prsposobuvawe na preostanatot potencjal za eksplatacja, osobeno vo razvente zemj. Energjata na plmata denes prakt~no se korst samo na nekolku mesta vo svetot. Toa se: elektranata La Rance od 240 MW vo kanalot Laman` vo Francja edna ekspermentalana elektrana vo Rusja od 400 KW. Vstnska retkost se lokacte na ko branovte od plmata predzvkuvaat branov so golema ampltuda, dokolku ne e taka te{ko mo`e da se najde ekonomskoto opravduvawe za zgradaba na takv postrojk. Prncpot na rabota e slednot. Vo faza na plma vodata ja dv` turbnata polnej} go akumalaconot bazen (slka 5). Vo faza na

16 oseka vodata od bazenot protekuva nz stata turbna koja e reverzblna, koja e taka konstrurana vo dvata slu~a da go vrt generatorot. Mo}nosta na turbnata e proporconalna na kvadratot na ampltudata na branovte na plmata (t.e. kvadrat od vsnata na bazenot), povr{nata na bazenot za~estenosta na plmata osekata. Sled deka specf~nte nvestc na dadena lokacja (t.e. za dadena ampltuda perod na branovte na plmata) se pomal, dokolku bazenot e pogolem, pa naj~esto se prmenuvaat samo nstalac so mnogu golema snaga, no vakvte lokac se retk. Vo Francja posto u{te edno mesto kade {to mo`e da se zgrad vakva elektrana, vo zalvot Mont St. Mchel. Elektranata na ova mesto b rabotela pome u dva bazena, sekoj so povr{na od 1100 km 2, a 300 turbn od 40 MW b ostvaruvale god{no prozvodstvo od 30 mljard KWh elektr~na energja, {to odgovara na god{no skorstuvawe na kapactetot od okolu 2500 ~asov. Pokraj odreden dobr osobn, vljaneto na okolnata cenata b bla pregolema, pa zasega nema zgled proektot da se realzra. Od ova se gleda deka energjata na plmata ma lokalno zna~ewe. Morskte branov od morskata {r do bregovte ja nosat energjata {to ja doble od vetrot. Slata {to doa a na bregot e mala, od redot 10 KW na metar dol`na na bregot (za ampltuda na branot od 1 m perod od 10 sekund). Slata se menlvo so tekot na vremeto. Da b se zafatle zna~aen del od slata na branovte potrebno e golema dol`na od bregot da se snabd so oprema, koja b trebalo da se za{tt od nevreme. Na prmer, studjata koja e rabotena za obala vo Kazablanka ( ) poka`uva deka nvestconte to{oc za edna elektrana so snaga od 250 MW se desetostruko pogolem od tradconalnte hdroelektran, a b zafatla okolu sto klometr od obalata. Idejata za elektrana koja }e rabot na morskte branov seu{te ne e napu{tena. Vo Velka Brtanja neodamna e rabotena studja za korstewe na energjata na branovte vo Severnoto more. Prmenata na energjata na branot e sosema specf~na lokalna.

17 4.1.2 ENERGIJA NA VETEROT Edrata veterncte pretstavuvaat najstar na~n za skorstuvawe na energjata na veterot. Se smeta deka veterncte nastanale vo Persja, a dur vo tekot na 11 vek se pojavle vo Evropa. Veterncte do neodamna se korstele za pumpawe na voda lokalno prozvodstvo na elektr~na energja. Pred godn ovaa tehnologja bla prakt~no napu{tena, za vo posledno vreme nteresraweto za skorstuvaweto na energjata na veterot po~ne da raste. Vo zmnatte 60 godn malo neuspe{n obd za zgradba na xnovsk veternc (Velka Brtanja, SSSR, SAD), no po zbuvnuvaweto na energetskata krza vo 1974, golemte zemj, nau~nte, vojnte ndustrskte nsttuc povtorno prevzemaat ncjatva, no do denes seu{te nkade ne se zapazen zna~ajn rezultat, osven za specf~na lokalna prmena. 4.2 FOSILNI ENERGETSKI SUROVINI Vo fosln energetsk surovn se vbrojuvaat: jaglenot, surovata nafta prrodnot gas. Foslnte gorva maat organsko poteklo nastanale kako rezultat na toplnskoto, mehan~koto bolo{koto vljane, vo dolg vremensk perod na rasttelnot `votnsk svet, natalo`en vo razl~n geolo{k formac. Jaglenot e najrasprostraneto foslno gorvo. Poteknuva od palezotskot perod koga xnovskte karbonsk {um ble potopen od golemte morwa. Se nao a vo sloevte na zemjnata kora. Osnovn vdov na jaglen, po geolo{ka klasfkacja se: antractot, kamenot jaglen, kafeavot jaglen, lgntot tresetot. Procentualnata sodr`na na jaglerod se zgolemuva so starosta na jaglenot se dv` od 50% vo drvoto, 58% vo tresetot, 75% vo lgntot do 90% vo antractot. So zgolemuvawe na procentualnata sodr`na na jaglerodot se zgolemuva toplnskata mo} na jaglenot. Vremeto na korstewe na jaglenot znesuva pove}e od 1000 godn, no perodot na negovo ntenzvno korstewe vo golem razmer znesuva okolu 200 godn. Surovata nafta prestavuva smesa na pogolem broj jaglevodorod so razl~na molekulska masa na~n na nvno vrzuvawe so prsustvo na sulfur, kslorod azot vo prmeste. Surovata nafta se dobva od zemjata preku dupnatn ko specjalno za toa se dup~at na mestata kade ma nao al{ta na nafta, a ko se nao aat na dlabo~na vo zemjata od 5000 metr pa pove}e. Naftata vo surova sostojba kako prrodno gorvo ne na{la {roka prmena, no so nejzna prerabotka mo`at da se dobjat sklu~telno cenet prozvod t.n. naften dervat ko g zadovoluvaat sovremente tehn~k uslov. Naftente dervat vo najgolem broj slu~a se korstat kako gorva no kako mazva za podma~kuvawe surovn vo hemskata ndustrja. Najgolem nao al{ta na nafta se nao aat na: Blskot stok, Rusja, Severna Afrka, Venecuela, Meksko SAD.

18 Prrodnot gas se javuva ob~no na mestata kade {to ma nao al{ta na nafta l samostojno. Nastanal po stot proces na transformacja od stte parametr kako naftata. Prrodnot gas se nao a kako sloboden nad naftata, l kako vrzan, rastvoren vo naftata. Vo sostavot na prrodnot gas se nao aat gasn jaglevodorod, od koj najmnogu metan so prmes na vodorod negorvn gasov. Najgolem prrodn nao alsta na prroden gas se nao aat vo Rusja, SAD, Blskot Istok, Al`r, Venecuela dr. 4.4 REZERVI NA FOSILNI I NUKLEARNI SUROVINI Vo to~kata 4.2 e spomnato pra{aweto za utvrduvaweto na rezervte na neko surovn deka e vo tesna vrska so tro{kovte za ekspolotacja. Bdej} pr ekstrakcja na surovnata se tro{ odredena energja porad tehnolo{kot proces, mo`e da se postav tehnolo{ka granca na mo`nost za eksploatacja. Koja se postgnuva koga kol~nata na potro{ena energja za ekstrakcja na ednca energetska surovna }e stane ednakva na kol~nata neto energja koja od nea mo`e da se dobe. Ottuka stanuva jasno: 1) deka vkupnte vstsk rezerv ne se ona so {to ~ovekot mo`e da raspolaga; 2) deka tehnolo{kata granca ja odreduva maksmalnata skorstlva rezerva, no taa e promenlva bdej} zavs od napredokot na tehnologjata. Iskorstlvte rezerv se opredeluvaat so drug uslov, kako {to se: dostapnost zarad objekt na terenot (gradov, rek, ezera, kulturno-storsk spomenc), potoa vljaneto na ekstrakcjata na rudata vrz okolnata (zagaduvawe na terenot, vodata vozduhot, promena na mkro klmata, `votnte navk uslov sl.) Deneska na me unarodno nvo e usvoeno tpzacja na razl~n kategor na resurs prka`ana vo tabela 3. Tpzacja na razl~n kategor na resurs Tabela 3 Kategorja Stepen na poznavawe na skorst. kol~. Predvden tro{kov pr eksploatacja Prmeneta tehnologja pr ekstrakcja Doka`an rezerv A+B Dobro poznat (80-95%) Ekonomsk opravdan Poznat raspolo`lv Verojatn rezerv C 1 Te{ko rezerv C 2 dostrapn Delumno poznata Nedovolno poznato (procenet) Oceneto e deka mo`e da bdat ekonomsk opravdan Verojatno mnogu vsok Poznato raspolo`lvo Bara usovr{uvawe nov razvoj Samot pom ekonomsk splatlva eksploatacja pretstavuva mnogu promenlv uslov. Na prmer, vo tabelte 4 5 se prka`an rezervte na uranum. Se gleda deka te vo najgolem broj slu~a zavsat od pretpostavente tro{oc za dobvawe (cena). Dodeka tro{okot za

19 prozvodstvo na elektr~na energja od nuklerante elektran }e se presmetuva na baza na cenata na uranumot od otprlka 80 USD po klogram, nteresot na prozvodtelot na uranum ne b postoel za nepovolnte nao al{ta. Ottuka e verojatno deka vkupnte rezerv se pogolem od one {to se znaat. (Tabelte 4 5 ne mo`at da se sporeduvaat me u sebe, bdej} ednata se odnesuva na cenata za U 3 O 8 od 1973 god., a drugata na cenata na metalen uranum od 1978 god.) I kaj jaglenot naftata cenata zavs od rezervte. Maksmalnte skorstlv rezerv na jaglenot se mnogu pogolem od rezervte na naftata gasot. Me utoa, brojkte mnogu se razl~n vo zavsnost od toa dal stanuva zbor za doka`an, verojatn l samo ocenet rezerv. Rezerv na uranum (U 3 O 8 ) vo SAD Tabela 4 Koncetracja na ruda Cena do USD/kg Vkupno rezerv t pogolema od (ppm) pove}e stotn Rezerv na uranum (U) vo svetot Tabela 5 Cena USD/kg Razumno doka`an Verojatn Vkupno rezerv rezerv rezerv Do Do Verojatnte rezerv se pome u TWgodna. [to se odnesuva na maksmalnte skorstlv rezerv, msleweto na ekspertte se razlkuva, voglavnom vo procenkata {to e skorstlvo. Svetsk doka`an rezerv na nafta znesuvaat pome u mljard ton, odnosno TWgodna. Pr ovaa procenka zemen se vo predvd samo 15% od maksmalno skorstlvte rezerv (okolu 700 TWgodna). Maksmalno skorstlvte rezerv se procenet na okolu 300 mljard ton nafta, l okolu 420 TWgodn. Me utoa, naftata ja ma vo dlabokte morwa, vo polarnte oblast vo btumenskte mneral. Doka`ante rezerv na prroden gas znesuvaat okolu 80 TW godna, no ovaa procenka e nepreczna bdej} eksploatacjata na gasot e mnogu nesgurna zarad golemata dlabo~na na koja naj~esto gasot se nao a. Maksmalnte rezerv znesuvaat okolu 800 TW godna, od ko najgolem del se na golema dlabo~na. Za eksplatacja na ove rezerv potreben e nov tehnolo{k razvoj, a tro{octe za dobvawe }e bdat verojatno mnogu vsok, taka da realno e da se smeta so mal rezerv prroden gas.

20 4.5 GEOTERMALNA ENERGIJA Toplnata sodr`ana vo vnatre{nosta na zemjata se narekuva geotermalna energja. Zgolemuvaweto na temperaturata na zemjata se zgolemuva so zgolemuvawe na dlabo~nata. Temeraturen gradent e razl~en za razl~n predel se dv` od 10 do nad 80 (c/km). Spored dosega{nte soznanja vnatre{nata toplna na zemjata poteknuva od radoaktvnoto raspa awe na te{kte element vo zemjnata kora, a eden del doa a od nejznata vnatre{nost t.e. od centarot, kade se smeta deka temperaturta dostgnuva do 6000 ( o C ). Osven so radoaktvo raspa awe toplnata vo zemjnata kora se sozdava na drug na~n toa so: egzoenergetsk hemsk reakc, krstalzacja vcvrstuvawe na rastopente karp, trewe na povr{nskte mas pr tektonsk pomestuvawa dr. Izvorte na geotermalna energja mo`e da se grupraat vo dve grup toa: -geotermalna energja na podzemn flud, -geotermalna energja na suvte karp. Korsteweto na energjata na podzemnte flud se do po~etokot na 20 vek blo ogran~eno sklu~vo na topla voda za kapewe terapsko lekuvawe, a od 1904 godna za prozvodsvo na elektr~na energja koga na zvorte so vodena para na mestoto Larderelo vo Italja e zgradena prvata eksperemntalna geotermalna centrala. Izvorte {to ja korstat energjata na suvte karp se najgolem potencjalen zvor na geotermalna energja me utoa za da mo`e da se korst toplnata na suvte karp mora vo nv da se vnese voda kako sredstvo za ladewe. Vodata ja odzema toplnata na suvte karp, se zagreva kako topla voda l vodena para se vra}a na povr{nata na zemjata. Zarad zgolemuvaweto na doprnata povr{na pome u vodata suvte karp potrebno e da se zvr{ razdrobuvawe na karpte. Razdrobuvaweto mo`e da se zvr{ so: hdrostat~k prtsok, konvekconaln l nuklearn eksploz. Spored temeraturnot gradent suvte karp mo`at da se podelat na: -hpertermaln podra~ja, -termaln podra~ja, -normaln podra~ja. Blo koja procenka da se naprav na rezervte na geotermalna energja, nema da bde to~na. Vkupnte svetsk rezerv na geotermalna energja na dlabo~na od 19 klometr se procenuva na 4*10 22 [J], ako samo 1% od ovaa energja se transformra vo elektr~na pr koefcent na transformacja od 25. Vkupnoto prozvodstvo b znesuvalo [J] {to dava mo`nost da se zgradat geotermaln central so mo}nost od 60 [GW]. Denes vo svetot rabotat pove}e central za prozvodstvo na elektr~na energja od geotermalna energja toa vo: Italja, SAD, Nov Zeland, Meksko, Japonja, Rusja dr.

21 4.6 SON^EVA ENERGIJA Energjata na sonceto e najoblen, nescrpen, besplaten obnovlv zvor na energja, koja ne ja zagadva okolnata sredna, no ma dva osnovn nedostatoc toa: mala gustna na energetskot fluks e nepostojana. Zarad toa nejznoto korstewe e povrzano so re{avawe na problemot na koncetracja na protokot na son~evoto zra~ewe akumulacjata na son~evata energja. Sonceto e osnoven zvor na energja. Porad svojata ogromna povr{na, koja e zagreana na vsoka temperatura, sonceto zra~ energja. Protokot na son~evoto zra~ewe daden so vkupnot spektar na elektromagnetn branov znesnesuva 3,8 * Osnovata na negovoto zra~ewe se bazra na ultravoletovot, vdlvot nfracrvenot del od spektarot. Vkupnata energja koja do a kon zemjata znesuva 1,73*10 17 (W) l samo prbl`no 4,5*10 10 del od energjata {to ja zrac sonceto. Od vkupnata energja {to ja zra~ sonceto {to doa a kon zemjata okolu 30% se reflektra od oblacte ~est~kte vo atmosferata povtorno se vra}a vo vselenata, 46,8% se pretvora vo toplna, 23% se tro{ za sparuvawe na vodata za sozdavawe vrne`, samo 0,2% se tro{ za sozdavawe na vetrovte, morskte branov morskte stru, a samo 0,02% od vkupnata energja so procesot na fotosnteza se tro{ za sozdavawe na organsk mater. Samo mnogu mal del od organskte mater prozveden so procesot na fotosnteza, vo uslov na nedostatok na kslorod pokren so golem kol~estva pesok varovnk, vo tekot na ljadnc godn nastanale foslnte gorva. Procesot na fotosnteza na zemjata zapo~nal u{te pred 3 mljard godn od nego nastanal kslorod {to posto vo zemjnata atmosfera. 4.7 SEKUNDARNI ENERGETSKI SUROVINI Vo ovaa grupa spa aat recklrante surovn t.e. nepotpolno skorstente l otpadn supstanc ko povtorno mo`at da bdat skorsten. Prmer: skorsteno maslo od ma{nte, otpadnte gasov od rafnerte, skorsteno nuklearno gorvo od nuklernte reaktorkonvertor, osroma{en uranum sl. Posebna kategorja ja so~nuvaat sekundarnte bomas: stopanstven {umsk otpadoc, gradsk smet vegetatvn otpadoc. Ove supstanc mo`at da se korstat neposredno kako gorvo (posle ob~na prprema), blo da e tehnolo{ka prerabotka za cel dobvawe na metan, menanol etanol. 5. GORIVO I ZBOGATUVAWE NA GORIVATA Foslnte energetsk surovn op{an vo to~ka 4.2 se vkaat u{te prmarn gorva. Prmarnte gorva podle`at na prmarno pre~stuvawe posle {to mo`at neposredno da se korstat. Pod prmarno pre~stuvawe na jaglenot se podrazbra grubo ostranuvawe na ne~stot, kamen glna (po mehan~k pat). Sl~no surovata nafta najprvn se smestuva vo separator kade se vr{ zdvojuvawe na

22 dsperzvnot prroden gas, natalo`enata voda cvrstte prmes (pesok). Na sl~en na~n prmarnoto pre~stvuvawe se vr{ na drugte energetsk surovn. Me utoa, za podobruvawe na osobnte, prrodnte gorva podle`at na prerabotka l zbogatuvawe. ^esto, zbogatente gorva se narekuvaat u{te sekundarn gorva. 5.1 OSNOVNI OSOBINI NA GORIVATA Gorvata se delat sprema upotreblvosta. Najva`n osobn vo pogled na prmenata se: toplnskata mo}, sodr`na na vlaga, sodr`na na paraztn {tetn prmes osobn pr sogoruvaweto (zapallvost, odnesuvawe na {qakata dr.). Voo~ena e karakterst~na zavsnost pome u odnosot na brojot na atom na vodorod jaglerod (H/C) brojot na atom na jaglerod (C) vo (makro) molekulata na gorvoto (slka 6). Na slka 7 e prka`ana karakterst~na povrzanost pome u H/C toplotnata mo} na gorvoto. Od dvete slk se zaklu~uva deka ~ovekot baraj} gorvo so pogolema toplotna mo}, vsu{nost bara gorvo so pogolem odnos H/C, odnosno storsk, od upotrebata na cvrstte gorva, postepeno se premnuva na sé pogolema prmena na te~nte gasovt gorva. Taka slkata 6 go op{uva dosega{not razvoj na prmenata na gorvata, kako sovremente tehnolog vo procesot na oplemenuvawe. Toa uka`uva na krajnata cel, odnosno, korstewe na vodorodot. Po svote osobn vodorodot }e bde gorvo na dnnata, ne samo porad svojata toplotna mo}, tuku pred se toj prestavuva klu~ za ostvaruvawe na vodorodnot energetsk cklus vo prrodata (slka 8): bez naru{uvawe na ramnote`ata na cklusot na fotosnteza, bez zagaduvawe na okolnata bez opasnost od scrpuvawe na rezervte na energja (regeneracja). 5.2 PRERABOTKA NA JAGLEN BRIKETIRAWE NA JAGLEN Brketraweto na jaglenot (od francusk: brquette) e proces na vkrupnuvawe na stnot l pra{kast jaglen pod dejstvo na sla odnosno na prtsok, so l bez dodavawe na svrzuva~k materjal. Najpogodn za brketrawe se lgntot kafeavot jaglen, ako mo`e da se brketra kamenot jaglen.

23 Celta e brketraweto e da se pretvor nekvaltetnot jaglen vo gorvo so pogolema kalor~na vrednost. ^esto pat so procesot na brketrawe mo`e da se ovozmo` ekonomsk opravdana upotreba na stnot l lo{ot jaglen.

24 5.2.2 DLABOKO SU[EWE NA LIGNITOT Dlabokoto su{ewe na lgntot e proces so koj se otstranuva najgolem del od vlagata. Zarad vsokata sodr`nata na vlaga od 40-60%, lgntot ma pomala toplnska mo}. So procesot na dlaboko su{ewe se menuva strukturata na lgntot, pr {to se dobva pokvaltetno gorvo. Najpoznat proces na su{ewe na lgntot e Flajnsnerovot metod (Flessner), koj se sosto od zlo`uvawe na jaglenot na topla voda vodena para vo avtoklav so zafatnna od m 3 na prtsok od bar. Poslednata faza e vakumraweto na avtoklavata, pr {to se ostranuvaat ste flud ostanuva suvot jaglen.

25 5.2.3 KOKSIRAWE So suva destlacja jaglenot se raspa a na nza od cvrst, te~n gasovt supstanc od koj koksot e najdragocen. Postapkata na suva destlacja se del vo tr grup: - prmarna (nskotemperaturna: o C); se narekuva {velovawe pr {to se dobva prozvod polukoks, - srednotemperaturna ( o C), - vsokotemperaturna ( odnosno o C); se narekuva koksrawe se dobva koks. Pr zagrevawe na jaglenot bez prsustvo na vozduh doa a prvo do su{ewe na jaglenot, potoa do odvojuvawe na kslorodot (CO 2 CO) sulfurot (H 2 S I SO 2 ). Vo temeraturen nterval od o C po~nuvaat da se zdvojuvaat jaglevodorodnte destlacon gasov. So poka~uvawe na temperaturata, vo destlaconte gasov preovladuva vodorodot, za da posle o C od jaglenot se zdvojat ste gasovt gorvn mater. Cvrstot ostatok, vo zavsnost od vdot na jaglenot, e koks l polukoks. Te~nte produkt na suvata destlacja se terot ternata voda. Polukoksot se odlkuva so dobr svojstva na sogoruvawe otsustvo na sulfur vo produktte na sogoruvaweto, no so zna~telna sodr`na na pepel kako so mala mehan~ka otpornost, pa zatoa se korst vo ndustrjata kako vo {rokata potro{uva~ka. Za razlka od nego koksot e mehan~k otporen kako gorvo ma mala sodr`na na pepel, pa se korst vo prozvodstvo na leano `elezo kako gorvo kako redukcono sredstvo. Pr taa prlka vsokte pe~k g napu{ta

26 takanare~en koksen gas (voglavno CO). Ovoj gas se korst za zagrevawe na vleznot vozduh vo vsokata pe~ka. Vo kupolnte pe~k koksot slu` sklu~vo za topewe na leano `elezo, zarad {to se korst koks so nska reaktvnost (pomalku porozen), bdej} vo sprotvno b do{lo do prozvodstvo na {teten jaglen monoksd (zagaduvawe na okolnata). 5.3 PRERABOTKA NA NAFTA Osnovnata prerabotka na srovata nafata e fz~ko razdeluvawe na prrodnata smesa na razl~n jaglevodorod na nza komponent (frakcja) od ko sekoja se odlkuva so druga temperatura na sparuvawe. So postepeno zagrevawe na naftata kondezacjata na parata na odreden nvoa na temperaturata, doa a do fz~ko zdvojuvawe na oddeln komponent-frakc (frakcona l atmosferska destlacja). Deneska namesto atmosferska destlacja naj~esto se korst frakcona kondenzacja, pr koja najgolem del od naftata najprvo se pretvora vo para, pa potoa se zdvojuva so postepena kondezacja. Od naftata se dobvaat: -gasovt gorva -benzn -petroleum -dzel-motorn gorva -mazut (maslo za lo`ewe). So ponatamo{na obrabotka odnosno so vakumska destlacja na mazutot, se dobvaat: -te{k dzel-motorn gorva -mazva (masla) -ostatoc kako btumen te{k masla za gorewe. Ste prozvod doben na ovoj na~n, spa aat vo grupata na prmarna obrabotka. Ako neposredno se spra}aat do potro{uva~te, mora prethodno da se pro~stat. Pogolem del od ove prozvod ponatamu se prerabotuvaat so cel podobruvawe na kvaltetot l za dobvawe na odredren (proektran) kvaltet. [to pretstavuva sekundarna obrabotka. Za razlka od frakconata kondenzacja koja e fz~k proces, postapkte na sekundarnata obrabotka se hemsk proces ko se delat na slednve grup: 1. Krekovawe (razdeluvawe na jaglevodorodte) 2. Polmerzacja alklacja (spojuvawe na n` molekul so v{ molekul) 3. Konverzja (pretvorawe na jaglevodorodot od edna vo druga forma) 4. Hdrogenzacja (zgolemuvawe na kol~nata na odnosot H/C). 5.4 SINTETI^KI GORIVA Sntet~kte gorva se dobvaat so specjaln postapk na prerabotka na ponsk vdov na gorva l gorva doben so snteza vo prava smsla na zborot. Najgolemata grupa ja so~nuvaat te~nte gasovt gorva ko se dobvaat od jaglenot, bdej} rezervte na jaglen

27 vo svetot se najgolem, a potrebte za kvaltetno gorvo koe vo prrodata e pomalku zastapeno e mnogu pogolema od potrebata na jaglen vo cvrsta sostojba. Glavnoto objasnuvawe za relatvno sporoto prodrawe na ovaa tehnologja vo praksa e vsokata cena na sntet~kte gorva. Pokraj jaglenot kako surovna za sntet~k gorva se korst drvoto, tresetot, te{kte frakc na naftata, zemjodelskte gradskte otpadoc GENERATORSKI GASOVI Generatorskte gasov se dobvaaat vo gasogeneratorte so procesot na gasfkacja na jaglenot. Osven jaglen, mo`e da se korstat btumensk {krlc vo specjaln gasogenerator. Gasfkacjata vo osnova pretstavuva nepotpolno sogoruvawe pr {to se dobva gas koj pokraj produkt na nepotplno sogoruvawe sodr` produkt na term~ko razlo`uvawe (proloza) na cvrsto gorvo. Procesot na pretvorawe na cvrstoto gorvo vo gasovto se odvva vo ~etr faz odnosno pet osnovn varjant: 1. Varjanta 1. Zona. Oksdacja (sogoruvawe) na koksot so pomo{ na vozduh so osloboduvawe na toplna (Q): C+0 2 +N=CO 2 +N 2 + (Q) 2. Zona. Redukcja na jaglen doksd so tro{ewe na toplna (Q 1 ): CO 2 + C (Q 1 )=2CO 3. Zona. Sozdavaweto na koksot odnosno polukoksot, kako posledca na term~ko razlo`uvawe na jaglenot, so sozdavawe na gorvn gasov tro{ewe na toplna (Q 2 ). 4. Zona. Su{ewe na jaglenot so tro{ewe na toplna (Q 3 ). Vkupen toploten blans na procesot e: Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4, kade Q 4 e zaguba na toplna. 2. Varjanta - so vduvuvawe na me{avna na vozduh vodena para namesto ~st vozduh (vo 1 zona), so osloboduvaweto na toplna (Q ): 3C+O 2 +N 2 +H 2 0=3C0+H 2 +N 2 +(Q ) 3. Varjanta - so vduvuvawe na me{avna na kslorod vodena para so osloboduvaweto na toplna (Q ): 3C+O 2 +H 2 O=3CO+H 2 +(Q ) 4. Varjanta - kako prethodnata varjanta, samo pod prtsok od bar. 5. Varjanta - metanzacja: 3CO+ H 2 +H 2 O=CH 4 +2CO 2

28 Op{ante varjant g davaat pette osnovn tpov sntet~k gasov od jaglenot (vo zagrada: toplotna mo} vo MJ/m 3 ): 1. Vozdu{en gas (3,7-4,7) 2. Voden (sntezran) gas (do 7,5) 3. Nskokalor~en gas (do 11,2) 4. Vskokokalor~en gas (do 18,6) 5. Sntet~k prroden gas (okolu 37,3) Ovaa klasfkacja treba da se zeme samo uslovno, bdej} ova e obd vo voop{tena forma da se prka`at mnogute varjant ko se sretnuvaat vo praksa l se vo proces na ntenzven razvoj. Poblska klasfkacja b barala da se zeme vo predvd vdot na jaglenot tpot na postrojkata, {to ne spa a vo ovoj kurs. Se gleda deka eden del od koksot sogoruva vo zona 1, samo so cel da se dobe toplna Q koja e potrebna na samot proces na gasfkacja vo potesna smsla (zonte 2, 3 4). Ovaa toplna mo`e vo procesot da se dovede od nekoj drug zvor, dokolku e toa tehn~k vozmo`no ekonomsk opravdano. Denes vo svetot ntenzvno se rabot na razvoj na postapkata vo koja ovaa toplna b se doveduvala od vsokotemperaturnte nuklearn reaktor. Ekonomskoto opravduvawe se gleda vo toa {to {to nuklearnata toplna e poeftna od toplnata dobena od sogoruvawe, a so ova b se za{tedle golem kol~estva na jaglen DESTILACISKI GASOVI Destlacskte gasov (v. to~ka 5.2.3) se dobvaat so suva destlacja na drva, treset, kafeav kamen jaglen. Suvata destlacja mo`e da bde prmarna l vsokotemperaturna, vo zavsnost od prmenetot proces odnosno redewe. Destlacskte gasov glavno nao aat prmena vo krugot na ndustrskot pogon vo koj {to se prozveduvaat. Se razlkuvaat 4 osnovn vrst na destlacsk gasov od jaglen: (vo zagrada: toplotna mo} vo MJ/m 3 ): 1. Destlacskte gasov na kafeavot jaglen 1.1. Prmarna destlacja (5,8-8,8) 1.2. Vsokotemperaturna destlacja (10,5-15,5) 2. Destlacskte gasov na kamen jaglen 2.1. Prmarna destlacja (12,5-30,5) 2.1. Vsokotemperaturna destlacja (16,7-23,8) RAFINERISKI GASOVI Rafnerskte gasov nastanuvaat vo procesot na prerabotka na naftata (v. to~ka 5.3) sto taka se korstat vo rafnerte (na pr., za zagrevawe na cevnte pe~k). Od surovot rafnersk gas pred upotreba se zdvojuvaat frakc so 3 4 atom na jaglerod po molekul. Te~n gasov (ko mnogu lesno kondenzraat) se jalevodorod so 3 4 atom na jaglen po molekul: propan (C 3 H 8 ), proplen (C 3 H 6 ), butan (C 4 H 10 ), butlen (C 4 H 8 ), zobutan. Bdej} mnogu lesno kondenzraat na temperaturata na okolnata (na prtsok okolu 2-8 bar), se narekuvaat te~n gasov. Se dobvaat so zdvojuvawe od prrodnot gas l od rafnerskte gasov. Se prodavaat pod meto butan gas.

29 Imaat {roka prmena vo doma}nstvata ndustrjata pa za pogonsko gorvo kaj avtomoblte, se karakterzraat so nza dobr osobn. Prozvodstvoto e ogran~eno, bdej} naj~esto se javuva kako nuzprodukt VODOROD Denes {roko se rasprostranet samo dva procesa vo ndustrskoto prozvodstvo na vodorod. Po ednot, so vodena parea se dejstvuva na v`aren koks, pr {to se odvva slednava operacja: C+H 2 0+=C0+H 2 Jaglerodnot monoksd so pomo{ na Ca(0H) 2 se pretvora vo talog (kreda) pr {to se dobva u{te eden atom na vodorod: C0+Ca(0H) 2 =CaCo 3 +H 2 Po drugot process, se vr{ reformrawe na metanot doben od prrodnot gas, po ravenkata: CH 4 +H 2 O=CO+3H 2 Dobenot vodorod so neposredno razlo`uvawe na vodata (so elektrolza l katalt~ko razlo`uvawe) denes e l mnogu skapo (elektrolza) l seu{te tehnolo{k nerazveno. Prmenata na elektrolzata e ogran~ena samo na specjaln uslov, koga se raspolaga so eftna elektr~na energja l koga vodorodot slu` za akumulrawe na energja TE^NI SINTETI^KI GORIVA Se dobvaat od jaglen so snteza na vodorod jaglerod monoksd doben so gasfkacja: CO+2H 2 =CH 2 +H 2 0 Potoa, so polmerzacja na radkalot CH 2 se dobva maslo po sostav sl~no na naftata. Ova maslo potoa se prerabotuva sto kako nafatata se dobvaat benzn l dzel gorva so razl~en kvaltet. Na ovoj na~n se dobvaat mnogu ~st gorva. Vaka dobente benzn se so polo{ kvaltet, a dzel-gorvoto so podobar kvaltet vo odnos na gorvata doben od prrodna nafta. Tehnologjata za dobvawe na sntet~k te~n gorva e poznata u{te odamna, no porad vsokte prozvodn tro{oc se korst samo po potreba. Vo posledno vreme, so nagloto porasnuvawe na cenata na naftata, povtorno se projavuva nteres za ovaa tehnologja, a posebno tehnologjata za dobvawe na alkohol. Taka pod prtsok od 300 bar na 200 o C vo prsustvo na cnk hrom, l pod prtsok od 50 bar na 250 o C vo prsustvo na vsoko selektven katalzator na baza na bakar, l na u{te nekolku na~n se odvva snteza pome u vodorod jaglerod monoksdot:

30 CO+2H 2 H 2 CO 2 H 2 CH 3 OH t.e. kako dva molekula na vodorod da premnuvaat vo te~na faza svrzan preku molekulot CO. Na toj na~n nastanuva metl alkoholot, te~no gorvo koe vo tehnkata se narekuva metanol. Metanolot mo`e da se prozvede na mnogu na~n od razl~n surovn. Metanolot ma golema perspektva koga stanuva zbor za {tedewe na benzn, bdej} ne e mnogu poskap od nego, no so dodavawe na 15% metanol vo benznot se dobva mnogu kvaltetno ekonom~no gorvo za avtomoblte. Na metanolot mu se pretska`uva {roka prmena. 5.5 BIOENERGETSKI PROCESI Fzlo{kte proces na `votot (na rastenjata `votnte) se d{eweto, fermentacjata fotosntezata. Dodeka fotosntezata se odvva pod dejstvo na sonceto vo prsustvo na kslorod prestavuva proces na sozdavawe organska materja, fermentacjata zapo~nuva bez prsustvo na kslorod, koga }e prestane d{eweto prestavuva oblk za pre`vuvawe vo nov uslov. Toga{ organzmot tro{ eden del od sopstvenata materja za odr`uvawe na `votnte fukc. Najpoznat proces na fermentacja se: 1. Transformacja na {e}erot vo alkohol (etanol): C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH+2CO 2 2. Bakterolo{ka transformacja na glkozata, celulozata azotnte soednenja vo ponsk supstanc metan. Proceste na fotosnteza se korstat za prozvodstvo na razn rastenja ~j prrast e vsok. Ove rastenja l delov od ove rastenja neposredno mo`at (posle su{eweto) da se korstat kako gorvo (celuloza). Proceste na fermentacja se korstat za prozvodstvo na alkohol od razl~n rastenja vo koj spa aat {e}ernata trska, repa, p~enka dr. Posebna prmena na fermentaconte proces prestavuva transformacjata na vegetatvnte otpadoc od {to se dobvaat ubrva metan. Na slka 9 prka`ana e {ema na sstematka na sntet~kte gorva.

31

32 6. SISTEMI I UREDI ZA KONVERZIJA I TRANSFORMACIJA NA ENERGIJATA Vo ovaa glava }e bde daden pregled na sstemte uredte za konverzja transformacja na energjata. Sekoj }e bde objasnet so nekolku blsk objasnuvawa so toa kolku se zna~ajn vo praktkata poednte ured vo stepen vo koj se po{roko poznat vo tehnkata, so toa {to dobro poznatte sstem pomalku }e se op{uvaat HIDRAULI^NI TURBINI Slu`at za pretvorawe na potencjalnata odnosno knet~kata energja na vodata vo mehan~ka rabota. Se korst vo hdroelektrante. Postojat ~etr osnovn tpov so brojn varjant. Osnovn tpov se slednve: - Peltonova turbna so lopat~no kolo na horzontalno vratlo so edna l pove}e mlaznc. Se prmenuvaat za relatvno golem geodetsk padov mal protok na voda. - Francsova turbna so radjalen vlez (preku regulacon sprovodn aparat) aksjalen zlez nz lopatnoto kolo na vertkalnoto vratlo. Se prmenuva za sredn geodetsk padov golem protoc na voda. - Kaplanova aksjalna turbna so promenlv ~ekor (so podv`n lopatk). Slu`at za mal geodetsk padov golem protoc na voda. - Reverzbln turbn se turbn so specjaln konstrukc so promenlv ~ekor. Za razlka od predhodnte tpov kade {to vodata pomnuva nz rabotnoto kolo samo vo edna nasoka, kaj reverzblnte nasokata e prozvolna. Se upotrebuvaat vo hdroenergetskte postrojk ko ja korstat energjata na plmata VETERNICI Slu`at za pretvorawe na energjata na veterot vo mehan~ka rabota. Se korstat za dobvawe na elektr~na energja. Iako prestavuvaat najstar tp na ma{na za skorstuvawe na prrodnata sla, do denes u{te ne ja dostgnale konstruktvna zrelost. Zakonte na fzkata nametnuvaat mnogu organ~uvawa. Mo`e teoretsk da se poka`e deka e mo}nosta na dealnata veternca 2 (2/3) 3 =0,59 od mo}nosta na veterot koj stru nz povr{nata na krlata na veterncata: nd²w W ² P 0, Dobro konstruran veternc korstat maksmalno 3/4 od dealnata sla, t.e.: n P 0,75N 0,05 D²W³

33 kade W e brzna na veterot, gustna na vozduhot, D {ro~na na krlata. Maksmalnata sla spored toa }e ja maat veterncte ~ja {ro~nata na krljata odgovaraat na maksmalnata mo`na obemna brzna so obzr na upotrebuvanot materjal, pr {to treba da se vod smetka na slnte vetrov. Denes ovaa granca dostgnuva do 60 m, maj} vo predvd deka zarad frekvencjata na strujata vo elektr~na mre`a (50 Hz) brznata na rotacjata na krljata treba da bde {to pogolema za da b se zbegnale golem skap zap~est reduktor. Prakt~no, elsata zatoa ma 2 l najve}e 3 krlja. Poznato e deka veterot e jak ramnomeren, dokolku vsnata nad zemjata e golema. Me utoa, so vsnata na stolbovte na veterncte rastat nvestconte tro{oc. So optmzacja se doa a do vsna pome u m za regon so povolen veter. Porad potrebte na rabota vo optmalen re`m, odr`uvaweto na frekvencjata dr., brznata na vrteweto na veterncata treba da e konstantna, toa zna~ deka elsata treba da bde so promenlv ~ekor. Na ova treba da se dodadat problemte vo vrska so nepostojan veter. Navedente uslov prestavuvaat te{k problem pred konstruktorte na veterncte, pa porad toa {rnata na krljata mora da se reducraat pod 60 m. Veterncte, najdobro se korstat kako dopolntelen agregat, pokraj postojan zvor na energja. Dokolku ova treba da bde osnoven snabduva~, mora da se obezbed akumulacja na energjata, {to ja zgolemuva nvestcjata. Optmalnata sla na veterncte deneska e okolu 1 MW so elsa so {rna okolu 35 m. Vakva veternca, na povolna lokacja, god{no mo`e da prozveduva energja okolu 1000 MWh, toa e okolu 12% skorstuvawe na kapactetot. Zatoa prmena na veternc ma samo lokalno zna~ewe za ndvdualno doma}nstvo, so mala perspektva za {roka prmena vo golemata energetka PRETVORUVA^I NA HEMISKATA ENERGIJA VO TOPLOTNA Tuka spa aat razn tpov lo`{ta, pe~k komor za sogoruvawe na hemsk (fosln sntet~k) gorva so naj{roka prmena. Gledano od energetkata zna~ajno e deka ove ured delumno go skorstuvaat gorvoto. Eden del od energjata na gorvoto e zguben so produktte na sogoruvawe ko odat vo atmosfera. Drugot del se gub so nesogorenoto gorvo vo pepel, a tret vo vd toplnsk zagub so konvencja zra~ewe preku toplte povr{n na samot ured. Vkupno, neskorsten del na energjata na gorvoto znesuva 5-30% vo ndustrjata 50-70% vo doma{nte pe~k, vo zavsnost od tpot na pe~kata gorvoto. Produktte na sogoruvawe, vo zavsnost od prmenetoto gorvo mo`at da sodr`at {tetn gasov. So zakon e prop{ana grancata na zagaduvawe na vozduhot so produktte od sogoruvawe na foslnte gorva.

34 6.4. PRETVORUVA^I NA NUKLEARNATA ENERGIJA VO TOPLINA Nuklearnte reaktor se ured za pretvorawe na nuklearnata energja vo toplna. Vo nuklearnot reaktor se obezbeden uslov na postepena reakcja na fsja na atomskoto jadro od nuklearno gorvo za zlez na oslobodenata toplna. Toplnata se nos vo ured vo koj se pretvara vo mehan~ka rabota. Porad toa vo reaktorot so mal l golem stepen se vr{ konverzja na nuklearnoto gorvo vo ~sto. Sekoj nuklearen reaktor e bezbeden vo normalna rabota, a obezbeden e protv ste nesre} pr ko mo`e da dojde do prekumerno ozra~uvawe na rabotncte l do raspuvawe na radoaktvnot materjal vo okolnata, ko b mo`elo da go zagroz zdravjeto l `votot na lu eto. Nuklearnot reaktor negovata rabota se povrzan so prozvodstvo, skorstuvawe skladrawe na skorstenoto nuklearnoto gorvo, so eden sstem na tehnolo{ka operacja koja se narekuva gorven cklus. Nuklearnte reaktor se delat vo tr osnovn grup: konvertor, napredn konvertor oplodn reaktor, vo zavsnost od toa kolku vo poedn tp na reaktor atomot od oplodenoto gorvo se konvergra vo ~sto gorvo po eden potro{en atom od ~stoto gorvo. Ako ovoj odnos epomal od ednca, stanuva zbor za konvertor. Denes se takv ste nuklearn reaktor vo komercjaln nuklearn elektran vo pogon. Ako ovoj odnos e blsku do ednca, stanuva zbor za napredn konvertor. Ove reaktor ne se nao aat vo komercjalna upotreba, a zaedn~ko m e toa {to korstat torum kako oploden materjal. Ako gornot odnos e pogolem od ednca, t.e ako reaktorot vrz osnova na potro{enot oploden materjal prozveduva pove}e od ~stoto gorvo, otkolku {to tro{ za sopstvenot pogon, toga{ stanuva zbor za oploden reaktor. Ove reaktor se nao aat vo zavr{na faza na razvoj, a se o~ekuva da vlezat vo normalna eksploatacja okolu 1990 godna NUKLEAREN REAKTOR KONVERTOR Kaj ste reaktor od ovaa grupa nosa~ot na toplnata e pod vsok prtsok, a spored konstruktvnte karakterstk se delat na reaktor vo sad pod vsok prtsok kanaln reaktor (so cevk pod prtsok). Postojat pove}e tpov na reaktor pod prtsok. Najstar koncept e so jaglen doksd laden so graft moderran reaktor na prroden metalen uranum. Reaktorte od ovoj tp ve}e ne se gradat. Namesto nv, se obduvalo so edna graftno-gasna varjanta obogatena so UO 2, so zna~ajna zlezna temperatura na jaglerod doksd, ama ovaa koncepcja za sega ne se potvrdla vo praksa. Denes najve}e se gradat so voda laden moderran reaktor (t.n. vodovodn reaktor) vo dve varjant: vrel vre~k. Kaj prvata varjanta (PWR) odveduvaweto na generrana toplna se vr{ so konvektven prenos na voda koja pod prtsok crkulra nz jadroto na reaktorot. Vo drugata varjanta generranata toplna se tro{ na sparuvawe na vodata vo sadot, toga{ nz jadroto na reaktorot

35 crkulra me{ovna na voda parea. Dvete varjant korstat do 3% obogaten uranum vo vd na snterovan UO 2 spakuvan vo dolg tenkozdn cevk f10-15 mm od legur na crkonum berlum (zyrcaloy). Te se stapov na gorva l gorvn element ko se gusto zvrzan vo snopov. Pome u stapovte e ostaven prostor dovolen za protok na voda (odnosno protok na me{avna na voda parea). Kasette se potopen vo voda koja go popolnuva sadot pod prtsok. Vo slu~ajot na reaktor (PWR) vrelata voda od prmarnoto kolo od reaktorskot sad od vo parageneratorot kade ja predava svojata toplna, a oladena se vra}a vo reaktorskot sad. Crkulacjata na nosa~ot na toplna se vr{ so pomo{ na crkulacona pumpa. Vo drugot slu~aj (BWR) reaktorskot sad ne e potpolno spolnet so voda, a na vodenoto ogledalo se odvojuva parea koja ponatamu, ob~no neposredno, se korst kako rabotno telo. Obrabotenata parea se kondezra, a kondenzatot se vra}a vo reaktorskot sad (slka 15 16). Prtsokot vo sadot PWR znesuva okolu 160 bar pr temperatura od 315 o C, dodeka prtsokot vo sadot na BWR e okolu bar na temperatura od 285 o C. Slka 15. Vodovoden vrel reaktor (PWR) Slka 16. Vodovoden vre~k reaktor (BWR) Posebnata varjanta na vre~kot reaktor e graftno voden kanalen reaktor (GVK). Moderator e graft vo vd na masven clndr~en del snabden so pravlno rasporedenlen dup~wa paraleln so osnovata na clnderot. Vo ove dupk se smesten kanal (cevk od ner osuva~k ~elk), a vo nv snopov na stapov na gorvo na baza UO 2 obogaten do 5%. Kanalte pod nad reaktorot se spoen na po eden kolektor od ko gornot e spoen so separatorot na parea, a dolnot so napojna pumpa (slka 17). Koloto e spolneto so voda pod prtsok od okolu 65 bar do nvo na separatorot. Pr rabota, vodata vo kanalte delumno sparuva, pareata se odvojuva vo separatorot ottamu od na korstewe, a kondenzatot od pareata se vra}a vo dolnot kolektor. Posebna varjanta na vrel reaktor e te{ko voden kanalen reaktor (CANDI). Moderatorot e te{ka voda vo sad pod atmosfersk prtsok,

36 kalandrja. Nz kalandrjata pomnuvaat suv cevk vo ko se smesten kanal (cevk pod prtsok) povrzan na kolektor, sl~no na predhodnata varjanta. Za razlka, kolektorte se povrzan vo kolo so parageneratorot. Koloto e spolneto so te{ka voda kako nostel na toplna na prtsok od okolu 90 bar na temperatura okolu 290 o C (slka 18). Gorvoto e uranum so prroden zotopen sostav vo forma na snter~en UO 2 spakuvan vo cevk od crkaloja, ko se povrzan vo snopov od po stapov NUKLEARNI REAKTORI UNAPREDENI KONVERTORI Najzna~aen pretstavnk od ovaa vrsta e vsoko temperaturen graftno-hemsk reaktor (HTR). Ovaa vrsta na reaktor e vo razvoj nema proverena konstrukcja. Glavno svojstvo e vsoka temperatura na nostelot na toplnata (helum pod prtsok od bar koj na zlez mo`e da dostgne od o C l pove}e). Teloto e od graft, a gorvoto e obogateno so uranum (93%) vo vd na zrnca UC l UO 2 (f 0,8 mm) vo masa od graft, taka da vo jadroto nema metal, {to ovozmo`uva vsok temperatur. Ako stoto se zvede od me{avna na zrnca UO 2 ThO 2, se dobva svojstvo na unapreden konvertor. Togo{ vo reaktorot so konverzja na torum nastanuvaat skoro sto tolku U 233 kolku {to se tro{ U 235. Na toj na~n nastanuva mo`no (posredno) sogoruvawe na torumot. HTR reaktorte se zvor na vsokopotencjalna toplna ~ja prmena ne e ve}e ogran~ena samo na prozvodstvo na elektr~na energja (kako {to e slu~aj kaj konvertorot), tuku mo`e da se korst za tehnolo{k proces (gasfkacja na jaglerod, sderurgja, petrohemja dr.). [roka prmena na ove reaktor za sega ne se predvduva pred krajot na ovoj mlenum, no mo`e da se o~ekuva znenaduvawe vo vrska so se pogolem te{kot vo snabduvawe so nafta. Slka 17. Graftno-voden vrja~k reaktor(gvk) Slka 18. Te{kovoden kanalen reaktor(candu)

37 Spored HTR, vred da se spomne MSR (Molten Salt Reaktor), edna koncepcja koja e pogodna za prmena na torumot, koj prpa a vo grupata na unapreden konvertor. Me utoa, ovoj reaktor u{te ne e vo tehnolo{k razvoj, a toa se o~ekuva vo dnnata. Teoretsk, posto mo`nost za prmena na torumovot cklus vo te{kovodn reaktor (CANDU), no tehno-ekonomskte opravduvawa za ovaa prmena za sega seu{te nema OPLODNI NUKLEARNI REAKTORI (BRZI BRIDERI) Ove reaktor nemaat moderator, a kako nostel na toplna se korst (te~en) natrum {to denes pretstavuva najdobro kompromsno re{ene. Se stra`uvaat povoln na~n za ladewe, na prmer so helum. Se sptuva mo`nosta za prmena na sosema neob~en, ama potencjalno prvle~en na~n na ladewe, ladewe so dsocjalen azot kvadroksd (N 2 O 4 ). Zna~eweto na brzte brder e vo toa {to vo nv pr rabota konvertra U 238 vo Pu 219 vo pogolema kol~na od potro{uva~kata na U 235. So toa se ovozmo`uva skoro potpolno skorstuvawe na rezervata na uranumot t. e pat pove}e nego {to mo`e da se ostvar so pomo{ na nuklearnot reaktor-konvertor na sega{nata generacja. Pokraj toa svojstvo, zna~ajno e toa {to e nostel na toplna na vsok temperatur na atmosfersk prtsok (te~en metal). Tehnologjata na brzte brder kre neko nepovoln svojstva, taka da pred razvojot postavuvaat brojn problem ~e {to re{avawe e vo tek. Prv so prozvodstvo na brzte brder po~nale SSSR, Francja Brtanja PRETVORUVA^I NA SON^EVATA ENERGIJA Vo poglavjata stanuva{e zbor za bolo{kte proces preku ko son~evata energja posredno se korst vo energetkata. Ovde }e bdat objasnet prncpte na ko se zaosnova razvojot na razl~n sstem za neposredno skorstuvawe na son~evata energja STATI^KI PRIEMNICI NA TOPLINATA (NISKOTEMPERATURNI) Ove premnc pretstavuvaat usovr{en varjant na pove}e od ljada godn starata praksa neposredno skorstuvawe na son~evata energja: za destlacja na te~nostte (mrs voda), rasoluvawe na vodata, su{ewe na blnte hran gorva, greewe na voda prostor dr. Denes se pro{ruva prmenata na ovaa toplna vo oblasta na ladewe klmatzacja (so prncp na apsorpcja). Uredte za ovaa prmena se relatvno ednostavn rabotat so vsok stepen na skorstuvawe (50%), te prestavuvaat najrazven sstem za neposredno skorstuvawe na energjata na sonceto. Zatoa vo pogled na tro{octe na upotreba maat mo`nost da konkurraat na tradconalnte vdov na energja. Denes pogolem broj od ovaa vrsta na ured se prozveduvaat ra~no, a vo posledno vreme ndustrjata poka`uva pove}e

38 nteres za masovno prozvodstvo, so {to }e prdonese za pogolem kvaltet pomal cen. Ove ured se zasnovaat na neposredna apsorpcja na zra~ewe na crna rapava povr{na. Ponekoga{ ovaa povr{na e pokrena so staklo, so koe se spre~uva reflekcja na eden del na zra~eweto so toa se zgolemuva kol~nata na apsorbranata energja. Sepak na ovoj na~n ne mo`at da se dostgnat temperaturte na nostelot na toplna (voda) pove}e od nekolku desetna stepen {to e dovolno za mnogu upotreb vo doma}nstvoto, ndustrjata zemjodelstvoto. Prvle~na e prmenata za prpremawe na topla voda greewe na hotel stamben zgrad na more l nadvor od urbanata sredna. Razven e sstem za akumulacja na toplna koja mo`e da se korst vo tekot na no}ta l za vreme na obla~n denov. Najpoznat se sstemte na betonsk yd l naj~esto voden rezervoar. Prenosot na toplnata se vr{ so vozduhot za ventlacja l so crkulacja na vodata za centralno greewe. Ponekoga{ se korst toplotna pumpa za podobra regulacja na temperaturata. Voop{to, kaj ove prmen na son~evte premnc potrebno e da se raspolaga so pomo{n elektr~n l drug greewa. Ste ove sstem se podlo`n na razvojot. Se postavuvaat te{k problem od arhtektonska gledna to~ka od gledna to~ka na za{tta na okolnata HELIOSTATSKI PRIEMNICI NA TOPLINA ( VISOKOTEMPERATURNI) Se zveduvaat so prncpot na opt~ka koncentracja na son~evoto zra~ewe so sverno staklo l so krvo ogledalo. Na ovoj na~n mo`at da se ostvarat golem temperatur. Sovremenata varjanta na ovaa postapka korst helostat~k mehanzam koj kontnurano go dv` ogledaloto, taka da vo tek na celot den ja menuva svojata polo`ba sprema sonceto. Va`no e da se ma vo predvd deka so ova se ostvaruva toplna proporconalno na golemnata na ogledaloto. Ova ovozmo`uva prmena na termodnam~k cklus na konverzja na toplnata vo mehan~ka (elektr~na) energja so vsok stepen na skorstuvawe, l neposredna prmena na vsok temperatur vo tehnolo{kte proces (metalurgja). Potrebata od pogolem broj na ogledala za da se dobe potrebnata mo}, helostatskot mehanzam, postrojkte za akumulacja na energjata postrojkte na vodnte turbn, go pravat ovoj vd na prmena mnogu slo`en, skap mnogu {teten za okolnata. Ednstvena presmetka poka`uva da pr sredna nsulacja od 0,2 kw/m 2 stepen na skorstuvawe od 20%, po sekoj megavat na potro{ena energja treba da se obezbedat 1/11 kvadratn klometr zemja, dodeka nstalranata mo} na elektrante mora da bde 4,3 MW, na vodnte turbn 2 MW na pumpte 300 kw. Pokraj toa mora da se presmeta nvestcjata za okolu 2000 helostatsk ogledala so povr{na od po 36 m 2 pumpnata akumulacja od 24 MWh. Realzacjata na vakvata nstalacja predzvkuva golem broj na problem od mehan~ka, regulacona termodnam~ka prroda. Cenata na vakva dobena elektr~na energja e deset pat pogolema od tradconalnata.

39 FOTONAPONSKI PRETVORUVA^I Vo prncp posto mo`nost za korstewe na takanare~enot fotonaponsk efekt ostvaren vo foto}el vo ko neposredno se pretvara son~evoto zra~ewe vo elektrctet. Prozvotstvoto na elektr~na energja so pomo{ na foto}el zasega se prmenuva samo za specjaln cel (kosm~ka navgacja l drug zolran efekt, kako {to se svetlncte na osamen ostrov vo okeanot). U{te ne e pronajden na~n kako radkalno da se smal cenata na foto}elte so {to te }e stanat dostapn za {roka prmena. Na prmer, osnovnte materjal so ko se ostvaruva prfatlv stepen na skorstenost ( kako {to e slcumot) se mnogu skap, a potro{enata energja za sopstvenoto prozvotstvo, foto}eljata mo`e da ja prozvede vo tekot na nejzna neprekdna eksploatacja od pove}e decen. Porad seto ova, za {roka prmena na fotonaponskot efekt ne e dovolen samo tehnolo{k razvoj tuk fundamentalen protok kon nov re{enja. Prncpelnata prednost na foto}eljata e vo toa {to e zvonredno ednostavna ne zskuva prostor (samo povr{na), taka {to dealno se prlagoduva na dsperzvnot oblk na son~evata energja koj dostgnuva na zemjata, a mo`e da se postav na sekoe mesto kade {to e potrebna energja, pod uslov da se obezbed akumulacja na energjata l da se korst dopolntelno snabduvawe od tradconalnte zvor za vreme koga nema nsolacja DRUGI METODI Zasega toa se pove}e de otkolku tehn~k proekt, kako {to e na prmer predlogot za zgraduvawe na sateltska stanca so fotonaponsk }el so vkupna povr{na od 32 km 2. Dobenata elektr~na energja b bla konvertrana vo snop od mkrobranovo zra~ewe naso~en kon premna antena na zemjata. Na ovoj na~n b se dobvala korsna mo}nost od MW. Prednost na ova re{ene e {to mo}ta }e zra~ nepreknato vo tekot na 24 h, taka da ne b malo potreba od akumulrawe na energja TOPLOTNI PUMPI Toplotnte pump slu`at za transformacja na toplnata so nska temperatura vo toplna so vsoka temperatura pr {to se tro{ mehan~ka energja. Prmenata na ove ured e osobeno opravdana vo slu~aj koga kako zvor na toplna za greewe l prprema na topla voda, se korst nepostojan zvor na nskotemperaturna toplna (son~ev kolektor), a kako dodolntelen sstem slu` elektr~nata energja. Na slka 19 e prka`ana toplotna {ema cklus vo -s djagram za sstem za skorstuvawe na akumulranata toplna na sonceto so prmena na toplnska pumpa. Stepenot na skorstuvawe na sstemot e:

40 Q Q Q W Q 2 3 ; ) ( ) / 0 c ( 0 W Q0 W e e e Slka 19 SK KSK VAT ES KNT CP KA GP KO Son~ev kolektor Kolo na son~evot kolektor Voden akumulator na toplna Ekspanzonen sad Kolo na nostelte na toplna Crkulacona pumpa Kolo na amonjakot Generator na para na amonjakot Kompresor

41 C CD NP KKT Kondenzator Dopolntelen kondenzator Napojna pumpa Kolo na nostelte na toplna kade: n e, stepen na skorstuvawe pr konverzja na toplnata vo mehan~ka rabota (od termoelektranata do elektomotorot za pogon). Gornot zraz mo`e da se nap{e na slednov na~n: Q 1 0 Qc W W ; Q e 1 ( 0 ) W e Ako e na prmer Q o /W=3, Q c /W=0,2 n e =0,25, se dobva n/n e =2,2, zna~ so pomo{ na toplotnte pump se ostvaruva pogolemo skorstuvawe na toplnata otkolku vo slu~aj na elektr~no greewe. Sepak toplotnata pumpa mo`e da se prmenuva pod uslov ako e ekonomsk opravdana. Prose~na cena na skorstenata energja vo sstemot e: Q0C C Q 0 0 WC W e ( Q0 / W ) C0 C 1 Q / W 0 e ; kade C o e cena na toplnata od kolektorot-akumulator; C e e cena na elektr~nata energja. Stepenot na za{teda e: C e C C e ( Q 0 / W )(1 C 1 Q 0 0 / W / Ce ) ; Cenata na energjata od kolektorot-akumulatorot e: C k K C Q 0 ^ p 0 kade: K e momentalnata vrednost na nvestcjata vo kopletnata postrojka za akumulacja na toplnata, n L e faktor na opteretuvawe; Q^ maksmalna mo} na kolektorot na toplna; C p tro{kov za odr`uvawe. Se gleda deka za mal vrednost na C o /C e za{tedata }e bde tolku pogolema dokolku e pogolema kol~nata na nskotemperaturnata toplna skorstena po ednca mo} na kompresorot. So zgolemuvawe na C o /C e za{tedata ramnomerno opa a. Odnos Q o /W zavs od vstnskata prmena se dobva vrz osnova na toplnskata {ema proektot na nstalacja. Vo praksa se zapazuva da osnovnot problem za prmena na toplnskte pump e vsokata nvestcja vo postrojkata koja ma nzok faktor na opteretuvawe, pr {to e te{ko da se ostvar nzok odnos C o /. C e L ;

42 6.7. PRETVORUVA^I NA TOPLINATA VO MEHANI^KA RABOTA Tuka spa aat parnte ma{n turbn, gasn turbn, mlazn motor motor so vnatre{no sogoruvawe TRADICIONALNI POSTROJKI ZA PROIZVODSTVO NA ENERGIJA Tuka spa aat hdroelektran, termoelektran, nuklearn elektran, toplan kotlarnc OSTANATI PRETVORUVA^I NA ENERGIJATA Spored radozotopsk generator ko na{le svoja prmena, tukase naveden u{te nekolku energetsk konvertor ko prpa aat na dnata tehnologja. Za nv mo`e da se zboruva op{to ne mo`e da se davaat nkakv procenk za rokot koga }e stanat tehn~k prmenlv RADIOIZOTOPSKI GENERATORI Ovoj energetsk zvor nema perspektva vo elektrotehnkata. Prmenata mu e ogran~ena na specf~n oblast potreb: za vselensk brodov nedostapn l osamen sgnal l posmatra~k stanc. Postojat dva osnovn vda na radozotopsk generator: termoelektr~n termojonsk. Termoelektr~n generator vo po~etokot se graden od termoparov od `c ko se povrzan paralelno za da se ostvar optmalen efekt. Denes se prozveduvaat od poluprovodn~k krstal so ko se postgnuva stepen na skorstuvawe od 10%, koj za razlka od `~ante kade stepenot na skorstuvawe be{e pod 1%. Izvorot na toplna e supstancja koja sodr` radoaktvn ~esttk (zotopsko gorvo). Isptan se okolu 1300 radozotop za da se dojde do najpogodnoto zotopsko gorvo, koe spored radjaconata sgurnost tehn~ka prmena mora da spoln brojn uslov: dolg sreden `vot, slabo gama zra~ewe, mo} pogolema od 0,1 W/g, nska cena, lesna ekranzacja potrebn fz~ko-hemsk svojstva. Najdeno e deka ste 9 gorva spolnuvaat pove}e uslov, od ko do denes se korst platnum Pu 238 ( vo forma PuO 2 ), no najpogoden e stroncum Sr 90 vo forma SrTo 3 (stroncum tnat), so obzr deka ne e rastvorlv vo voda, mehan~k otporen ma vsoka to~ka na topewe. Na slka 20 e prka`ana {ematska slka termoelektr~n zotopsk generator. Plutonum 238 ma vreme na poluraspa awe od 86 godn, a PuO 2 specf~na mo} od 0,4 W/g. stroncum 90 ma vreme na poluraspa awe od 27,7 godn, dodeka specf~nata mo} na stroncum ttanat e 0,223 W/g. Termojonsk konvertor se sosto od dve tenk plo~: emter kolektor, na rastojane od okolu 0,2 mm. Toplnskot zvor na stranata

43 na emterot predzvkuva zra~ewe na elektron ko g apsorbra kolektorot. Taka nastanuva jonzacja na atmosferata me u plo~te se vospostavuva jonska struja. Za da termojonskot konvertor rabot, potrebna e vsoka temperatura na emterot. Brojnte sekundarn pojav (konduktven radjaconen prenos na toplnata, kontamnacja na kolektorot dr.) ne dozvoluvaat konverzonot stepen na skorstuvawe pogolem od 1/3 od maksmalnata vrednost. No sepak stepenot na skorstuvawe mo`e da bde pogolem od termoelektr~nte konvertor. Ovoj tp na konvertor e vo po~etena faza na razvojot, no se zapazuvaat nza delkatnte detal ko moraat da bdat tehnolo{k re{en pred korstewe na ovoj konvertor GORIVNI ]ELII Vo ove elektrohemsk ured se ostvaruva reakcja 2H 2 +O 2 =2H 2 O pr neposredno pretvarawe na hemskata energja vo elektr~na energja. Gorvnte }el se skap so kratok vek, a stepenot na skorstuvawe e okolu 40%. Se o~ekuva stepenot na skorstuvawe vo dnna da se zgolem do 65%, pr prmena na ~st vodorod. Se veruva deka gorvnte }el }e se korstat vo energetkata, toa vo kombnacja so deata da se korst vodorodot kako medum za akumulacja na v{okot na energja. Slka MAGNETNO-HIDRODINAMI^KI GENERATOR (MHD GENERATOR) Razvojot na ovoj ured e vo toa da se skorst del od spektarot na produktot na sogoruvawe na najgolemata energja, ko vo sovremente toplotn motor voglavno ostanuva neskorsten porad toa vo start drast~no se namaluva maksmalnata rabota na gorvata (egzergja). Vo produktte na sogoruvawe na vsokte temperatur zna~aen del od molekulte e dsocran. Ovoj efekt mo`e da se zgolem so dodavawe na pogoden katalzator, kako {to e cezum vo parna sostojba. Ako jonzranot gas se pu{t da ekspanzra vo relatvno mal pravoagolen

44 presek, so gasot so golema brzna }e se prdv`at jonte ko ostvaruvaat efekt na elektr~na struja. Ako vo pravecot na strujata se postav magnetno pole, toga{ na strante na cevkata }e se jav elektr~en napon, zatoa {to vo magnetnoto pole se razdvojuvaat poztvnte od negatvnte jon, strujata na poztvnte jon te~e pokraj ednata strana na cevkata, a strujata na negatvnte jon vo sprotvnata strana na cevkata. Ako cevkata e od neprovoden materjal, a na strante se vgradat kontakt (kolektor), toga{ pome u kolektorte }e pote~e struja koga preku nv }e se zatvor elektr~noto kolo (slka 21). Dobenata elektr~na energja }e bde vo razmer so gubtokot na knet~kata energja na gasot koga pomnuva nz magnetnoto pole. Stepenot na skorstuvawe na ovaa konverzja mo`e da bde mnogu golem. Vo pogled na te{kotte od tehn~ka prroda, postojat pove}e prototpov na ove ured za ko e potrebno skustvo za da premnat vo prakt~na prmena. Se veruva deka prvata prmena na ove ured }e bde vo kombnacja so klas~nte termoelektran (slka 22). Slka 21 Na T-s djagramot gornata slka e cklusot na MHD-generator, a dolu cklusot na parna turbna. Od 1-2 e ekspanzjata na produktot sogoren vo mlaznkot. Od 3-4, zbvawe na vozduhot vo kompresorot. Od 4-5, regeneratvno zagrevawe na vozduhot (so pomo{ na toplna 6-7). Od 5-1, sogoruvawe na gorvo, a od 2-6 od 7-3 toplnata e predadena na

45 parageneratorskte klas~n termoelektran. Se o~ekuva na ovoj na~n da se dobe termodnam~k stepen na skorstuvawe na celata postrojka da bde pogolem od 60% FUZIONI REAKTORI (TERMONUKLEARNI REAKTORI) Ove generator na energja mo`at da se korstat vo 21 vek. Prncpot po~nuva so fuzja na dve lesn atomsk jadra od ko se osloboduva energja. Po ednca masa, ovaa energja e mnogu pogolema od energjata oslobodena pr fsja na U 235. Porad naelektrzruvawe na jadrata, kulonovata sla se sprotstavuva pr prbl`uvawe na jadrata. Za da se sovlada ovaa sla potreben e gas so dovolna gustna da se zagree

46 Slka 22. do temperatura od K. Po Lozonovot (Lawson) krterum gasot na ove temperatur mora da se zadr` nekoe vreme, porad {to gustnata na jonte vremeto mora da bde pogolem od cm -3 s. No ovoj krterum ne e ekspermentalno ostvaren, mnogu te{ko mo`e da se o~ekuva uspeh. Preostanuva da se re{at ogromn problem od tehn~kotehnolo{ka prroda, pred da se demonstrra prva termonuklearna elektrana. 7. POTRO[UVA^KA NA ENERGIJA Pod pomot potro{uva~ka na energja se podrazbra upotreba na energjata vo korsn cel. Ne b mo`ela da se zamsl nedna ~ove~ka aktvnost bez da bde propratena so poto{uva~ka na energja. Za da nekoja aktvnost se zvr{ samo so sopstvenata sla, ~ovekot mora eden nejzn del da potro{ na prozvodstvo, prprema snabduvawe na hrana kako smestuvawe na otpadokot. Lesno mo`e da se uo~ da vo napomenatte aktvnost nastanuvaat kru`n proces (cklus) ko delov maat naj~esto povratno dejstvo na neko drug delov na cklusot. Toa predzvkuva l porast l opa awe na vkupnte aktvnost na cklusot, a retko ove kru`n proces se staconarn (nepromenet vo vremeto). Prrastot na doma}nstvata ma potreba od pove}e hrana druga roba. So toa raste materjalnata baza za prozvodstvo potro{uva~kata na surovn energja, a se zgolemuva zagaduvaweto na okolnata. Najposle, ogran~uvaweto so rezerv na surovn l na nvestconot kaptal zagaduvaweto na okolnata po~nuvaat da vljaat na poka~uvaweto na prozvodstvoto na prrastot na doma}nstvata. Poznato e na prmer neko drevn cvlzac se zguben porad un{tuvawe na {umte vo okolnte golem gradov, ko za gradb greewe g korstele samo {umte. Energjata za ostvaruvawe na neko cel se korst vo posredstvo na orudja ko odgovaraat: so dzalca se podgnuva tovar, vo kotel se prozveduva vodena para. Se gleda deka za ostvaruvawe na neko proces se potrebn: ured (sstem l orudja ko ovozmo`uvaat odvvawe na procesot) energja. Energjata se doveduva vo uredot vo nekoj oblk kako {to se: elektr~na energja, koks, gas, benzn l dr SPECIFI^NA POTRO[UVA^KA Po ednc na zvr{ena rabota, vo uredte se tro{ odredeno kol~estvo na energja ~ energetsk ekvvalent se narekuva specf~na potro{uva~ka: E = E + E k + E o Kade {to: E- dealna komponenta na specf~nata potro{uva~ka. Na

47 prmer, za sparuvawe na vodata E=r, toplna na sparuvawe; za podgnuvawe na tovar G na vsna H, E =G H; E k -konverzona komponenta na specf~nata potro{uva~ka. Vo uredte se tro{ energja Ek: na greewe, na toplotn konverzon gubtoc na konverzona potro{uva~ka (ako toplotnot motor e vo sostav na uredot); E o operatvna komponenta na specf~nata potro{uva~ka. Ovaa e potro{uva~ka na energja zedno so prpremata (na pr., za zagrevawe na uredot na rabotna temperatura) drug pomo{n operac neophodn za korstewe na uredot vo pogonsk uslov (na pr., prazen od). ^esto pat ne e mo`no da se odred dealnata komponenta na potro{uva~kata l nejznoto odreduvawe nema prakt~na smsla. Na prmer, dealna potro{uva~ka na toplna za greewe na prostor mo`e da se defnra samo za dealna zolrana prostorja vo koj se korst samo vozduhot koj e potreben za odvvawe na procesot lu eto koj vo nea `veat. Sl~na e na prmer poto{uva~kata na energja vo soobra}ajot. Ob~no, voob~aeno e da vo ste slu~ a so proekt se utvrduva, normrana specf~na potro{uva~ka na energja: E N = E T + (E O ) mn Kade {to: E T = E + (E k ) mn e tehn~ka mnmalna komponenta na specf~nata potro{uva~ka. (E o ) mn e operatvna komponenta koja se odreduva za najpovoln uslov na eksploatacja. Vo slu~aj koga e poznata tehn~k mnmalnata komponenta na potro{uva~ka, normranot stepen na korsnost e; N E E N ( EK ) mn E N E E T N ; Vo tekot na eksploatacja doa a do mnogu otstapuvawa od normalnte uslov: konverzonata komponenta raste porad dotraenost na uredot, a operatvnata komponenta e sekoga{ (E k >(E o ) mn ) pa stvarnata specf~na potro{uva~ka e E>E n. So ova se odreduva stepenot na ~newe na eksploatacjata na uredot: E N E ; Vkupnot stepen na skorstuvawe na energjata e odreden so prozvodot na normalnot stepen na skorstuvawe stepenot na ~newe na eksploatacja:

48 e N E T E ; 7.2. FINALNA I KORISNA ENERGIJA Pod fnalna potro{uva~ka (FIPO) se podrazbra vkupnata stvarna potro{uva~ka na energja na ste mesta za korsna rabota (j), a pod korsna potro{uva~ka (KOPO) se podrazbra vkupna tehn~ka mnmalna potro{uva~ka (srednte vrednost se so crta nad nv): _ KOPO FIPO FIPO ; e Imaj} vo predvd deka vrednostte na normrante stepen na skorstuvawe( N ) j naj~esto ne se poznat naj~esto se zema deka N1 = N2 = =1 pa taka zleguva: _ KOPO FIPO; Srednata vrednost na stepenot na ~newe na eksploatacja e: _ j G j E Kade: j= 1,2,3, e reden broj na krajn korsnc na energja; Gj broj na ednc na zvr{ena rabota; FIPO j vkupna potro{ena energja kaj krajnot korsnk j. Bdej} FIP O j FIPO, vo energetkata pod korsna potro{uva~ka naj~esto se j Nj / j N FIPO podrazbra vkupnata normrana potro{uva~ka: KOPO G j E Nj ; j No, ne e bez zna~ewe poznavaweto na normatvnot stepen na skorstuvawe N. Za razlka od stepenot na ~newe na eksploatacja koj zboruva za kvaltetot vo slu`ba na pogonot odr`uvaweto, sto taka za kvaltetot na samot ured, normranot stepen na skorstuvawe N zboruva za ekonom~nosta na uredte uka`uvawe za mo`nost za eventualno zgolemuvawe na ekonomjata zanmavaj} se so zamena na uredte PRAKTI^NO OPREDELUVAWE NA STEPENOT NA ISKORISTUVAWE NA EKSPLOATACIJA Od gled{te na potreba na po{roka potro{uva~ka vo pogolem podra~ja (gradov,republk dr.), od nteres e poznavaweto na srednte vrednost na stepenot na skorstuvawe na eksploatacja na poedne~n grup na potro{uva~ formoran na prmer po geografska prpadnost, po etnografsk karakterstk l sl~no. Vo oblasta na sekoja grupa b mo`elo da se odredat srednte vrednost na stepenot na skorstuvawe na eksploatacja po vdovte na potro{uva~ po oblkot na fnalnata energja, pa od tuka mo`eme da g zvle~eme op{tte stepen na j ;

49 skorstuvawe za vkupnata fnalna potro{uva~ka po oblkot na fnalnata energja l sl~no. Edno vakvo razgraduvawe na potro{uva~te na fnalnata energja prka`ano e na slka 23. O~gledno e deka razgraduvaweto mo`e da bde podolgo po{roko, spored potrebata spored mo`nostte. Ove mo`nost za razdvoena analza naduvaat na neko nere{ lv problem vo prakt~nata prmena, pred se za problemte ko nastanuvaat pr obdot organzrano sobrawe na potpoln sgurn vlezn podatoc, a osobeno ako se ma vo predvd da odgovornata slu`ba mora perod~no da go povtoruva sobraweto na st podatoc za da b se pratela vremenskata promena. Navedenot problem za sobrawe na podatoc e glavna pr~na {to analzata na potro{nata energja e najmalku razveno podra~je za statstka, energetsko balansrawe optmzacja. Kako prmer dadena e tabela 6. Se gleda deka vo ndustrskte pe~k so ndrektno zagrevawe se gub od 36 do 58 % toplna. Vo pogolem del na ovaa toplna e mo`no da se skorst rekuperacja vo razn faz na procesot (na prmer za zagrevawe na vozduhot, so ko mo`e da se za{ted gorvo). VIDOVI NA FINALNA ENERGIJA FE 1, elektr~na energja FE 3, fnalno gorvo A FE 2, toplna FE 4, fnalno gorvo B POTRO[UVA^I PO 1, osvetluvawe PO 9, vnatre{en transport PO 2, aparat za doma~nstvo PO 10, `eleznc PO 3, ndvdualno greewe PO 11, kamon PO 4, ku}n kotlarnc PO 12, avtobus PO 5, toplan PO 13, avtomobl PO 6, termoelektran TE/TO PO 14, avon PO 7, procesna toplna PO 15, brodov (re~n) PO 8, motoren pogon PO 16, brodov (morsk) PO 17, ostanato OBLASTI Gradsk podra~ja Vongradsk podra~ja OB 1, soobra}aj transport OB 4, soobra}aj transport OB 2, greewe OB 5, greewe OB 3, zaedn~ka potro{uva~ka OB 6, zaedn~ka potro{uva~ka OB 7, ndustrja OB 8, zemjodelstvo

50 OB 9, op{ta potro{uva~ka Slka 23 Iskorstuvawe na toplnata razl~n tpov ndustrsk pe~k Tabela 6 Temperatura na Na~n na % Industrja proces procesot o C greewe E E k Eo E E E N N N ^elk legur Otpu{tawe ID Normalzrawe D Kalewe ID Temperrawe D Cementrawe ID Azotrawe( jaglen) ID Azotrawe( gas) ID Zagrevawe ( so parea) D Alumnum Zagrevawe 610 ID Otpu{tawe 450 ID Term~ka rabota ID Zagrevawe na traka 560 ID Bakar bronza Zagrevawe 950 D Otpu{tawe ID Term~ka rabota 930 ID Zagrevawe na traka Staklo 700 D Otpu{tawe D, ID Temperrawe 670 D Ukrasuvawe 650 D, ID Svtkuvaw e 670 D Prozvods tvo D KLASIFIKACIJA NA DEJNOSTI So cel za nabquduvawe na tekot na energjata od eksploatacja na resurste, preku sekundarnte vdov na energja do fnalna

51 potro{uva~ka, vospostavena e evdencja na prozvodstvoto, prenosot korsnata upotreba na energjata koja se vod po odreden zakon l po odreden posebn props l dogovor. Nabquduvaweto na ove tekov bara gruprawe na energetskte tekov po razl~n krterum. Vo oblasta na prozvodstvoto klasfkacjata e dadeno po vdov na energja. Potro{nata energja bara druga grupacja, ob~no po op{ta klasfkacja na dejnostte potp{ana od organot zadol`en za statstka planrawe. Taka ste dejnost se podelen vo 15 sektor: 1. Industrja 2. Zemjodelstvo 3. [umarstvo 4. Vodostopanstvo 5. Grade`n{tvo 6. Soobra}aj 7. Trgovja 8. Ugosttelstvo turzam 9. Zanaetstvo l~n uslug 10. Stambena-komunalna dejnost 11. Intelektualn uslug 12. Nauka, kultura obrazovane 13. Zdravstvo socjalna za{tta 14. Dru{tveno-polt~k zaednc organzac 15. Ostanat dejnost Sekoj sektor na dejnost podelen e na grup. Taka da Sektorot na ndustrja se del na slednte grank: 101. Elektrostopanstvo 102. Prozvodstvo na jaglen 103. Prerabotka na jaglenot 104. Prozvodstvo na nafta gas 105. Prerabotka na naftata gasot 106. Rudnc za ruda 107. Crna metalurgja 108. Rudnc na oboen metal 109. Prozvodstvo na oboen metal 110. Prerabotka na oboente metal 111. Prozvodstvo na nemetal 112. Prerabotka na nemetalte 113. Metaloprerabotuva~ka dejnost 114. Ma{nogradba 115. Prozvodstvo na soobra}ajn sredstva 116. Brodogradba 117. Prozvodstvo na elektr~ n ma{n aparat 118. Bazna hemska ndustrja 119. Prerabotuva~ka na hemskata undustrja 120. Prozvodstvo na kamen pesok 121. Prozvodstvo na grade`n materjal 122. Prozvodstvo na gradb

52 123. Prerabotka na gradb Za potrebata na voop{tena analza na potro{enata energja ne e n pregledno, n potrebno, a naj~esto ne e n mo`no, da se sprovede analza po sekoj od ove sektor grank na dejnost. Zato se prbegnuva kon posebno gruprawe. Na~not na gruprawe na ova nvo zavs od raspolo`lvte podatocte od statst~kata evdencja od potrebata na analzata. Slednata podelba na glavnte oblast na potro{uva~ka g zadovoluva najgolem broj na potrebte vo energetskte analz: Red. Glavn oblast na potro{u va~ka Opfaten sektor na Broj dejnost 1 Industrja 01 2 Zemjodelstvo {umarstvo Grade`n{tvo 05 4 Soobra}aj 06 5 Trgovja, turzam ugosttelstvo 07, 08 6 Prestojuvawe, komunal uslug 09, 10 7 Op{ta javna potro{uva~ka ^esto, zarad nedostatokot na podatoc, doa a do smaluvawe na brojot na oblast na potro{uva~ka (na pr.: ndustrja, soobra}aj, doma}nstvo ostanato). Se razbra deka sekoe smaluvawe na brojot na oblast na potro{uva~ka neposredno ja o{tetuva upotrebnata vrednost na analzata, pa treba da se te`nee kon podelba na pogolem broj na oblast, do nekoj optmum. Dostgnuvawe na optmum, vo najgolema mera zavs od razvenosta na statst~kata evdencja.

53 8. ЕНЕРГЕТСКИ БИЛАНС Сите текови на примарни носители на енергија, целовкупната енергија во процесот на трансформација или конверзија, заедно со количината на купената енергија (увоз); потоа сите текови на изгубена енергија заедно со количината на продадена енергија (извоз) и енергијата која е вградена во структурата на материјалот и производот, го создаваат единствениот енергетски систем за кој важи општиот (природен) закон на конзервација (оддржување) на енергијата. За следење на овие енергетски текови и утврдување на ефикасноста со која енергијата се користи во системот, неопходно е да се располага со билансот на целовкупната енергија кој во одреден временски интервал на една страна содржи производство и увоз, а на друго корисното трошење, загуба и извоз на енергија. Разликата помеѓу едната и другата страна ја претставува промената на резервите на енергија во одреден временски интервал: Производство + Увоз (Потрошувачка + Извоз + Загуба) = Промена на резерва (13) Најпрво треба да се одреди структурата на билансот и дефиницијата на величината која е вклучена во билансот ОСНОВНИ БИЛАНСНИ ГРУПИ Енергетските текови се делат на три основни билансни групи: примарна, секундарна и финална група. Оваа поделба е формална, и најчесто произволна, т.е. произлезена од пракса или договор. Подолu се дадени дефинициите на овие групи. Во книгата понатаму се гледа дека оваа поделба ne e potrebna ПРИМАРНА ЕНЕРГИЈА Под поимот примарна енергија се подразбира производство односно, потрошувачка на енергија добиена непосредно преку природните ресурси, без разлика на нејзиното потекло (дали е домашна или увозна). Истата се изразува во единици за енергија, преку конверзиски фактори за пресметување на натуралните единици. Се дели на 4 категории: 1. Примарната механичка енергија се пресметува претежно преку капацитетот на постројките за експлоатација на природните извори на механичка сила: каде PRMH PRMV 8760 ( P / ), (MWh) L P, e номиналната сила на хидроцентрала или централа на ветер (MW), L, е степен на искористен капацитет,, е степен на корисност, а ε, е фактор на губиток при преработката и транспортот (триење во цевоводите, ε = 1; додека за пумпи и пумпни акумулации ε = 0.7.

54 2. Примарната енергија на фосилните горива претставува енергетски еквивалент на примарно создадените фосилни горива, што вклучува екстракција и припрема за складирање или транспорт. Тука се вклучени сурова нафтена маса од која механички се отстрануваат грубите елементи, потоа суровата нафта од сепараторот во збирната станица и подземниот гас добиен непосредно од лежиштето на гасовите, од гасната капа над нафтеното лежиште или од сепараторот во збирната станица. 3. Примарна енергија на нуклеарни горива претставува енергетски еквивалент на следните производи: - tехнички оксид на ураниум (U ) колач (амониум диуранат) - Hексафлуорид на природен ураниум (UF 6 ) - Oсиромашен ураниум (понекогаш во комерцијална употреба нарекуван како ураниум 238.) 4. Примарна топлотна енергија (геотермална) која се пресметува според капацитетот на постројката за искористување на изворот на геотермална енергија: PRGT 8760 ( P L / ), (MWh) kаде: P, е номиналната сила на постројката (MW), L, е степен на искористеност на капацитетот,, е степен на корисност, а ε, e фактор на загуби при преработка и транспорт. Сончевата енергија би можела да се квалификува во пеtтата категорија на примарна енергија но, поради својата природа и засега ограничената употреба, не се квалификува ниту во примарна ниту во секундарна енергија, додека се евидентира единствено во финалната потрошувачка СЕКУНДАРНА ЕНЕРГИЈА Под поимот секундарна енергија се подразбира годишното производство односно потрошувачката (без разлика на нејзиното потекло дали е домашна или увезена): 1. Фосилни горива 2. Нуклеарни горива 3. Топлотна енергија 4. Електрична енергија Во табелата 7 е дадена класификација на секундарни фосилни и нуклеарни горива. Што се однесува на електричната енергија, таа во целина се подразбира како секундарна енергија (бидејќи не постојат природни извори на електрична енергија), без разлика на начинот на кој таа се добива и нејзиното потекло. Еден дел од електричната енергија се произведува од хидромеханичка, еден дел од примарна топлина, додека остатокот се добива преку примарните и секундарните горива. Токму поради оваа причина, од корист е балансирањето за

55 Класификација на секундарни фосилни и нуклеарни горива Цврсти Класиран јаглен Брикет Длабоко сушен лигнит Полукокс (швелован јаглен) Кокс Синтетичко цврсто гориво Tabela 7 Течни Гасовити Нуклеарен Моторен бензин Kерозин (за млазни мотори) Петролеум Дизел моторно гориво Лесно уље за ложење (EL, L, LS) Средно и тешко уље за ложење (SR, I) Металуршко уље за ложење (TH1, TH2) Синтетички бензин Алкохол (етанол, метанол) Сурово уље за битуменски минерали Сув земјен гас Рафинериски гас Дестилиран гас Течен гас Воздушен гас Синтезен гас Ниско температурен гас Високо температурен гас Синтетички природен гас (SNG) Збогатен UF6 Ураниум диоксид (NO2) Запалливи елементи вкупното производство односно, потрошувачката на електрична енергија, да се подели на овие групи и да се специфицираат количините и видовите на потрошената енергија. Меѓутоа, доколку некаде би постоеле две преносни мрежи, каде едната е за наизменична а другата за едносмерна струја, во тој случај производството (односно потрошувачката) на овие два вида на електрична енергија би морале да се искажат одвоено.

56 На крај, под секундарна топлотна енергија се подразбира секое организирано производство на топлина која со посредство на носителот на топлината може да се транспортира до местото на употреба. Земајќи ја во предвид нејзнината природа, постои потреба топлотната енергија да се квалификува не по количината на топлината туку според работната способност на носителот на топлината, но за сега квалификацијата од овој тип се уште не е возможнo да се спроведе поради недостатокот на статистичка евиденција за температурата на носителот како примарна, така и како секундарна топлотна енергија како и поради неразвиеноста на методологијата на класификацијата од овој тип ФИНАЛНА ЕНЕРГИЈА Под поимот на финална енергија се подразбира енергетски еквивалент на секундарните горива и централизираното производство на топлината како и на електричната енергија, доставено до местото за финална потрошувачка. Опишаните три групи на енергетски текови (примарен, секундарен и финален тек) се поврзани меѓусебно во систем кој е основан врз принцип на конвертирање на енергијата, прикажан на слика 24. Од оваа слика може да се види дека примарната механичка сила се конвертира во електрична енергија (секундарна енергија), додека таа се доставува на крајниот потрошувач (финална енергија). Губtocte кое се javuvaat pr vakvot тек на енергијата se odnesuvaat samo na механичко и електрично триење при движењето на водата и при преносот и дистрибуцијата на електричната енергија. Фосилните горива кои се добиваат од земјата, при соодветните губtoc, се преобработуваат и во еден дел се пренесуваат до постројките за секундарна преработка. Тука, при конвертираните губtoc, се добиваат секундарни фосилни и нуклеарни горива кои понатаму се користат на три начина: за производство на електрична енергија, за централизирање на производството на топлината или за непосредно испраќање кон крајниот корисни преку губитокот при нејзиниот пренос и дистрибуција. Другиот дел го сочинуваат фосилните горива кои се пренесуваат во термоцентралите, термоцентралните-топлани и топланите, каде преку конверзирана потрошувачка и губиток, произведуваат електрична енергија и топлина, додека остатокот од фосилните горива непосредно се пренесуваат на крајниот корисник (преку губитокот при преносот и дистрибуцијата). На крај, централизирано произведената топлина и електрична енергија се доставуваат на крајниот корисник, повторно преку согласниот губиток на енергија при преносот и дистрибуцијата.

57 Slka ОСНОВНИ БИЛАНСНИ ГОЛЕМИНИ Основната билансна единица (13) (точка 8) мора да биде задоволена при секоја трансформација на енергија, т.е. во секој пресек на вертикален тек на енергијата, почнувајќи од производството на примарната енергија па се до финалната потрошувачка. Така со ред, за период од 1 јануари до 31 декември, секоја година, се евидентираат основните билансни големини, дадени во табелите подолu:

58 Механичка енергија (М): Знак PRMH PRMV POEH PRHA POHA Име Производство на примарна хидромеханичка енергија Производство на примарна енергија на ветерот Потрошувачка за електрична енергија за пумпање во хидроакумулација Производство на хидроакумулација Потрошувачка на хидроакумулација Фосилни горива (FG): Знак PRPF (1 6) GPPF ( 1 6) UPFG IPFG POPF (1 6) FPPF PRSF (1 3) USFG ISFG POSF IPSF Име Производство на примарни фосилни горива Губиток при примарна преработка Увоз на примарни фосилни горива Извоз на примарни фосилни горива Потрошувачка на примарни фосилни горива Финална потрошувачка на примарни фосилни горива Производство на секундарни фосилни горива Увоз на секундарни фосилни горива Извоз на секундарни фосилни горива Потрошувачка на секундарни фосилни горива Финална потроѓувачка на секундарни фосилни горива Нуклеарни горива (NG): Знак PRPN GPPN UPNG IPNG POPN PRSN USNG ISNG POSN (1 2) Име Производство на примарни нуклеарни горива Губиток при нуклеарна преработка Увоз на примарни нуклеарни горива Извоз на примарни нуклеарни горива Потрошувачка на примарни нуклеарни горива Производство на секундарни нуклеарни горива Увоз на секундарни нуклеарни горива Извоз на секундарни нуклеарни горива Потрошувачка на секундарни нуклеарни горива

59 Геотермална енергија (GT): Знак PRGT (1 2) GPPG (1 2) TOGT Име Производство на примарна топлина од GT Губиток при примарна преработка Производство на секундарна топлина од GT Eлектрична енергија (EE): Знак ЕЕМH EEMV EEPF EESF EENG EEGT UVEE IZEE EPEE Име Oд хидромеханичка енергија Од енергија на ветерот Од примарни фосилни горива Од секундарни фосилни горива Од нуклеарни горива Од геотермална енергија Увоз на електрична енергија Извоз на електрична енергија Финална потрошувачка на електрична енергија Секундарна топлина (TO): Знак TOPF TOSF TONG TOGT FPTO Име Од примарни фосилни горива Од секундарни фосилни горива Од нуклеарни горива Од геотермална енергија Финална потрошувачка на секундарна топлина

60 8. 3. ИЗВЕДЕНИ БИЛАНСНИ ГОЛЕМИНИ Во следните табели дадени се изведените големини кои се добиваат од билансните единици, под претпоставка дека величините наведени во точка 8.2 се статистички евидентирани. Промена на резервите на горива Тип на гориво Знак Се добива од: Фосилно гориво Примарно Секундарно Нуклеарно гориво Примарно Секундарно PZPF PZSF PZPH PZSH PRPF (1 6) POPF (1 6) + UPFG - IPEG PRSF POSF (1 3) + USFG ISFG PRPN POPH + UPNG IPNG PRSN POSN + USNG - ISNG Конвертирана потрошувачка и губиток Од изворот Знак Се добива од: Фосилно гориво Примарно Секундарно Нуклеарно гориво Геотермална енергија Механичка енергија Хидроенергија Енергија на ветерот KPPF KPSF KPNG KPGT KPOH KPOV PRPF (4) GPPF (4) - EEPF POSF (1) EESF POSN (1) EENG PRGT (1) GPPG (1) EEGT PRMH EEMH PRMV - EEMV

61 Губиток при секундарна преработка При производство Знак Се добива од: Секундарно гориво фосилно нуклеарно секундарна топлина од примарно фосилно гориво секундарно фосилно гориво нуклеарно гориво геотермална енергија GPFG (1 3) GPNG GPFP (5) GPFS (2) GPNT GPGT PRPF (1 3) GPPF (1 3) PRSF (1 3) PRPN GPPN PRSN PRPF (5) GPPF (5) TOPF PSF (2) IOSF POSN (2) IONG PRGT (2) GPPG (2) Губиток при пренос и дистрибуција Вид на енергија Знак Се добива од: Фосилно гориво примарно секундарно електрична енергија секундарна топлина GPUP GPUS GPDE GPDT PRPF (6) - GPPF (6) FPPF PSF (3) EPSE POEE FPEE PTO FPTO Вкупен губиток GPDU GPDP + GPDS + GPDE + GPDT

62 Вкупна енергија Производство на енергија Име Знак Се добива од: Електрична Топлина Гориво Примарна Секундарна Потрошувачка на енергија Електрична Гориво Финална потрошувачка Увоз на енергија Извоз на енергија PREE PRTO PRGO PRPR PRSE POEE POGO FIPO UVOE IZVE EEMH + EEMV + EEPF + EESF + EENG + EEGT TOPF + TOSF + TONG + TOGT PRPE (1 6) + PRNG PRMH + PRMV + PRPF (1 6) + PRPN + PRGT (1 2) PREE + PRTO +PRSF (3) PREE + UVEE + IZEE EZPA 1) PRGO + UVOE IZVE (UVEE IZEE) PZGO 2) FPEE + FPTO + FPPF + FPSF UVEE + UPFG + USFG + UPNG + USNG IZEE + IPFG + ISFG + IPNG + ISNG 1) EZPA, Potro{. na elektr~na energja za pumpna akumulacja, 2) PZGO=PZPF+PZSF+PZPN+PZSN, Vkupna promena na zalha

63 9. РЕПРОДУКЦИОНИ ЦИКЛУС НА СИСТЕМОТ МАТЕРИЈАЛНО ПРОИЗВОДСТВО Човекот со својата творечка работа ги искористува природните сили и ресурси претворувајќи ги во употребна енергија, храна и материјални добра. Така може да се земе дека одредена количина на некоја супстанца (материјал), која сама по себе не мора да има употребна вредност, туку ќе биде опфатена со идеи (технолошки) процес на преработка и со трошење на одредена количина на енергија, ќе ја добие својата вредност ВРЕДНОСТ КОЈА СЕ ТРОШИ ЗА РЕПРОДУКЦИЈА Материјалната база (производствениот систем) го град човекот за да во тој систем живее и создава. Материјалната база со употреба постепено се разложува, поради што постојано мора да се обновува (репродуцира), и понатаму да се развива по обем и содржина (растење). Така се воспоставува циклусот на репродукција. Шемата на репродукциониот циклус на одреден систем (заедница) прикажано е на слика 25. Овој систем е опкружен со други репродукциони системи (општествени заедници) различни по суштината на репродукциониот механизам. Со нив набљудуваниот систем разменува стока и вредности преку увозно извозниот механизам. Еден дел од вредноста во вид Слика 25. на неискористена енергија и отпадн supstanc излeгuvaat од системот во околина, а во системот влегува supstanc од материјалните ресурси. Составен дел на системот е човекот кој со својата работа делува како насочувачка и креативна снага.

64 Влезот во системот и излезот од системот се дадени во следните суми (во вредносни единици): Значење на ознаките: ULZ = (1-) NRE + VIZ + NDP IZL = VUV + NDR + NOV NRE, нето вредност на вложенaтa човечкa rabota и потрошена енергија (1-), фракција NRE наменета за потрошувачката во системот VIZ, девизниот приход остварен од извозот на стоката NDP, нематеријален девизен приход VUV, девизен расход остварен од увоз на стока NDR, нематеријален девизен расход NOV, нето отпадна вредност (види точка 9.5). Позитивната разлика помеѓу излезната и влезната вредност претставува вредност која се троши во репродукцијата: REP = ULZ IZL = (1-) NRE + (VIZ+NDP VUV NDR) NOV Pлатниот биланс со околните системи треба да е урамнотежен, што значи збирот на увозниот и нематеријалниот расход треба да е еднаков или помал од збирот на извозниот и нематеријалниот приход: VUV + NDR < VIZ +NDP Во случај кога не e остварена оваква (не)рамнотежа, се појавува дефицит на платниот биланс: DPB = VUV + NDR (VIZ + NDP) 9.2. ВРЕДНУВАЊЕ НА ЧОВЕЧКАТА РАБОТА Вредноста на посматраниот предмет (стока) маса М одредена е од производството на почетната маса на М материјалот (супстанци) од кој е предметот направен, факторoт k единечнata пазарнa вредност на тој предмет: V k M каде е: k = M' / M, фактор за искористување на материјалот. Единечната пазарна вредност се состои од вреноста на потрошената енергија (E = e α ) и вредноста на вложенaтa rabota (W = w ß) во процесот на производство. E W e W (17)

65 Овде е: е, специфичната потрошувачка на (финална) енергија (по единица маса на готовите стоки) α, цената на енергијата w = 1/p p, продуктивност на rabotata (маса на произведена стока по работник час). Од (17) следува изразот за специфична вредност на rabotata (во денари по работник час): E ( E ) p ( 1 ) p Односот E по дефиниција е помал од единица и се вика енргетски интензитет на стоката. Ако одбележеме: E EI тогаш изразот за вредноста на рabotata гласи: ( 1 EI ) p Ako se zeme vo predvd deka specf~nata vrednost na rabotata se sosto od ~st l~en dohod v{ok na rabota po rabotnk-~as, a deka ~stot l~en dohod po uslovot rabotnk-~as e ednakov na op{testveno dogovorenata konstanta L, toga{ se dobva slednot zraz za specf~nata vrednost na v{okot na rabota: ( 1 EI) p (18) L Ovaa vel~na mo`e da se smeta kako merlo na kvaltetot pr op{testvenoto vrednuvawe na rabotata vo oblasta na materjalnoto prozvodstvo. Od zrazot (18) sleduva deka op{testveno ocenetot kvaltet na rabotata }e bde tolku povsok dokolku e: - edne~nata proda`na vrednost na zbranot prozvod (stoka) pogolema; - energetskot ntenztet na stokata mal; - produktvnosta na trudot pogolema; - dogovorenata vsna na ~stot l~en dohod po uslovot rabotnk-~as to~no odmerena: ne smee da predzvkuva prekumerna l~na potro{uva~ka l da ja destmulra produktvnosta. Se gleda deka prvte dva zaklu~oc se odnesuvaat na pra{aweto za zbor na predmet za prozvodstvo (prozvodna programa), a drugte dva na pra{aweto za organzranost na rabotata. Vo su{tna, dvete pra{awa voglavno zavsat od nvoto na op{testvenata svest znaewe (moralno-polt~k ntelektualen potencjal), ako na toa mo`e da vljae u{te geopolt~kata storskata realnost.

66 Овде треба веднаш да се укаже на суштинското значење на овој заклучок. Имено, енергијата во суштина не се наоѓа нити во групата на трајни вредности нити во групата на потрошен материјал, туку се наоѓа во структурата на добрата и стоката. За разлика од стоката и останатите добра чиј обем и вредност претставуваат материјално богатство на општеството, вредноста на производството односно потрошената енергија, под одредени околности може дури и да ја намали вредноста на вишокот на rabota. Заради тоа, во такви околности рационалното произведување бара минимизирање на бруто потрошувачката на енергија ВРЕДНОСТ НА ПРЕРАБОТКА И СТЕПЕН НА ПРЕРАБОТКА НА СТОКАТА Сушината на поимите за нивото на преработка и вредноста на стоката ќе биде опишано на еден поедноставен модел кој се основа на претпоставката дека процесот на производство се состои од низа на сукцесивни технолошки операции на кои се подложува материјалот (супстанцата) почнувајќи од примарната преработка на ресурсите (на пример копањето и сортирањето на рудата), па со изработка на материјалот и полuпроизводите, се до завршната обработка и транспортот на готовата стока до местото на потрошувачката. Циклусот се затвoра со потрошувачката на стоката, затоа што, во начело и за процесот на потрошувачката потребни се и rabota и енергија. Така се добиваat низa континуирани операции како што е на пример прикажано во табелaта брoj 8. Во оваа табeла континуираните вредности на нивото на преработка дадени se sо следнaтa низa: V0 M 0 0 V1 ( k0m 0 M1 ) 1 V2 ( k1( k0m 0 M1 )M 2 ) 2... V [ k 1( k2...( k1( k0m 0 M1 ) M 2 )... M 1 ) M ] Тука М, е масата на супстанцата или стоката. So ндексот = 0 означена е примарната домашна суровина. So ндексите = 1,2,3,...n е означена увезената стока na - тиот степен на преработка. Ако сумата во заградата се означи со: S k 1 ( k2...( k1( k0m 0 M1) M 2)... M 1) M тогаш вредноста на rabotata и енергијата na -тото ниво на преработка: V S S E S W (19) Сумата на горната низа претставува вредноста на стоката od n-тиот степен на преработка:

67 BRE n n 0 V n 0 S E n 0 S W (20) Оваа сума може да се прикаже и на следниот начин: BRE n M [ k k k... k k...k k n m2 m3 1 m1 0 односно ако сумата во заградата се означи со B : ] BRE n n 0 M B M B 0 0 n 1 M B M B 0 0 M n 1 B (21) Каде средната маса на увезената стока на едно ниво изнесува: M n 1 n 1 M B B Вредност на nvoto na преработка и стока 0 1 Опис на преработката Вадење на руда Редукција Вредност на rabota и енергија на -тото ниво на преработка 2 Топење V 2 Вид на стоката Tabela 8 Вредност на стоката на -тиот степен на преработка V 0 Суровина BRE 0 = V 0 V 1 Железо BRE 1 = V 0 + V 1 Старо железо BRE 2 = V 0 + V 1 + V 2 3 Легирање 1 V 3 Челик 1 BRE 3 = V V 4 Легирање 2 V 4 Челик 2 BRE 4 = V V n V n BRE n = V 0 + n 1 V

68 Потрошувачката може да се свати како (n+1)-ниво на преработka. Тогаш е: V n+1 = S n+1 v n+1, па изразот за бруто вредност на rabota и енергија во циклусот: n1 n1 0 n1 BRE BRE V S v V (22) n Нето вредност на rabotata и енергијата во циклусот се добиваat со помош на степенот на искористување на циклусот ( R <1). 0 NRE BRE (23) So sтепенот на искористување на циклусот се зема во predvd вредноста на материјалот и стоката која после неефикасното производство и користење оди во отпад. R 9.4. ВРЕДНОСТ И КОЛИЧИНА НА ПОТРОШЕНАТА ЕНЕРГИЈА Од изразот за бруто вредноста на rabotata и енергијата на циклусот (ravenka 22) може, со примена на ravenkata (17), да се најде израз за вредноста на потрошувачката на енергија: n1 n1 VFIP S E S e a (24) како и за физичкиот обим на финалната потрошувачка (по циклус): 0 0 n 1 FIPO S e (25) За покривање на овие потреби, енергијата може да се произведе дел од домашни ресурси, а остатокот мора да се обезбеди непосредно од увоз. Под предпоставка (со цел за упростување) промената на залихата на енергија да е еднаква на нула, финалната потрошувачка е еднаква на збирот на производство на секундарната енергија и нето увезената енергија, намалена за загубата на енергија при преносот и дистрибуцијаta: FIPO=PRSE-GPDE+UVOE-IZVE=PRSE+NUVE-GRPE GPDE Ako se vovede faktor na zaguba pr prenos dstrbucja: PD PRSE }e se dobe slednot zraz za neto uvoz na energja po cklus: n 1 o 0 NUVE S e (1 ) PRSE (26) So pomo{ na u ( prose~n cen na uvozna zvozna energja) se dobva vrednosta za neto uvozna energja: PD '

69 VNUE=UVOE u -IZVE (27) Me utoa, lesno mo`e da se uo~ (ako e d prose~na cena na prozvodstvoto na doma{na energja) deka e: n VNUE 1 S E ( 1 ) PRSE o Имајќи ја во вид дефиницијата за среден степен на исправноста на експлоатација на уредите (точка 7.2) и ravenkata (25), го добиваме следниот израз за корисна потрошувачка: KOPO PD n 1 0 S e Бидејќи вредностите на корисната и финалната потрошувачка по дефиниција се еднакви, произлегува дека изгубената вредност на енергијата поради неефикасност на уредите за експлоатација во финалната потрошувачка, еднаква е: d n 1 ( 1 )VFIP ( 1 ) S E (28) ОТПАДНА ВРЕДНОСТ НА РЕПРОДУКЦИОНИОТ ЦИКЛУС Имајќи г во predвиd ravenkte (23 ) и (28) се добива бруто отпадната вредност на репродукциониот циклус: BOV ( 1 R ) BRE (1 ) VFIP BOV m каде се: m=1,2,3,... групи на отпадни загуби, како на пример: - конверзиони загуби при претварање на топлотната во механичка односно електрична енергија; - отпад при обработка и шкарт во произвотство; - вишокот на потрошувачка на енергија над нармалната потрошувачка поради неефикасноста на есплоатацијата на уредите; - загуби во топлина поради недоволна изолација; - загуби во цевоводите и покретните механички делови на уредите; и др. Меѓутоа, овде спаѓаат и дотраените, истрошени и застарени добра (објекти, машини, апарати, облека и др.) што претставува вид на обезвреднување на материјалната база. Високиот степен на обезвреднување е како последица на иработката на стоката со лош квалитет. Обично оваа стока во голем дел е сеуште употреблива или сразмерно многу лесно би можело да се направи употреблива (со попраvка или преработка). Обезвреднувањето на материјалната база, барem еден дел може да се препише на расипливоста, на посебната одлика на т.н. потрошувачко општество. m

70 Секоја отпадна вредност иразена преку zaguba на одреден вид на енергија, материјал или стока, во поголема или помала мера може да се намали на два начина: подобрување на процесот и враќање на еден дел во репродукциониот циклус. Така се доаѓа до рециклирана вредност која е дадена sо изразот: RCV m BOV каде е : m 1, степенот на рециклажа. Одовде вкупната рециклирана вредност: RCV RCVm mbovm BOV m m m m m m BOV kаде: e средна вредност на степенот на рециклирање. Овде се добива изразот за нето отпадната вредност (неповратна загуба): NOV ( 1 )BOV ( 1 )( 1 R )BRE ( 1 )VFIP (29) 9.6. ЕНЕРГЕТСКИ ИНТЕНЗИТЕТ И ПРОДУКТИВНОСТ НА RABOTATA Од равенката (22) за бруто вредост на rabotata и енергијата на репродукциониот циклус се има: BRE n1 0 S v n1 0 S E n1 0 S W Ако средниот енергетски интензитет на циклусот го дефинираме со односот (в.точка 11.2) n 1 SE 0 SEI BRE (30) тогаш вкупната вредност на rabotata по циклус е даденa sо: n1 0 S W n1 0 S W ( 1 SEI ) BRE Sредна продуктивност на rabotata во циклус даденa е sо: 1 1 p (31) n1 n 1 S w S / p 0 Tака се доаѓа до изразот за средна вредност на rabotata по условен работниk - час: BRE ( 1 SEI ) p 0

71 и средна вредност на вишокот на rabota по работник час: BRE( 1 SEI v ) p L каде L претходно е дефинирана (точка 9.2) општествено договорена вредност на чистиот личен доход по работен час на условен работник. Треба да се има во вид дека степенот на енергетскиот интензитет (SEI) и специфичната бруто вредност на стоката (BRE/M) во голема мера зависи од степенот на преработка (n) што е очигледно од изразот (19) и (22). Оваа зависност е (квалитативно) прикажана на слика 26. Се гледа дека стоката со низок степен на преработка по правило претставува стока со ниска специфична вредност и висок енергетски интензитет, за разлика од стоката со висок степен на преработка (машини, инструменти и др.) која ја претставува стоката со високи специфични вредности и низок енергетски интензитет. Треба да се има во predвид дека степенот на преработка e во директна зависност sо обемот на учество на непосреднa и минатa интелектуалнa rabota во процесот на производство. Слика 26 Одовде произлегува дека zborot na структурата на производството во циклусot, треба да се врши по критериум, што поголем степен на преработка СТЕПЕН НА РЕПРОДУКЦИОНИОТ ЦИКЛУС Од равенките (14) и (15) лесно се доаѓа до следниот израз за вредноста на репродукцијата со која се обезбедува пораст на материјалната база на производство: REP = (1 ) NRE DPB NOV Под степен на репродуктивност на циклусот се подразбира односот: REP r = (32) BRE Со примена на ravenkte (23) и (29) се добива изразот: VFIP r R( 1 ) (1 )(1 R) (1 )(1 ) BRE DPB BRE

72 n На крај, со замена VFIP = 1 S E (равенка 24) и со помош на дефиницијата за 0 среден енергетски интензитет (ravenka 30) се добива: DPB r R( 1 ) (1 )(1 R) (1 )(1 ) SEI BRE Oвој израз би можел да не наведе на погрешен закључок во врска со улогата на извозот, ако не се води сметка дека помеѓу извозната фракција ( ) и специф~ниот дефицит на платниот биланс (DPB/BRE) постои поврзаност. Оваа поврзаност е таква што DPB/BRE се намалува со зголемување на извозот. За да квалитативно се оцени овој ефект, претпоставена е следната линеарна зависност на специфичниот дефицит на платниот биланс од извозот: DPB = 0,1 R, BRE на таа основа максималниот дефицит настапува при = 0 DPBmax 0. 1 RBRE 0. 1 NRE а стабилно преработување при 0, 1 R. Sо ова изразот за репродукција станува: r 0,9 (1 ) (1 )(1 ) (1 )(1 SEI (33) R R R ) Одовде се гледа дека репродуктивноста на системот ќе биде поголема доколку е: - R, степен на искористување на BRE поголем; -, поголема фракција на извозот; -, поголем среден степен на рециклажа; и - SEI, помал среден енергетски интензитет. Понатаму е покажана анализата на зависноста r = f(sei) за = 0,03 и промената на следните параметри во распони: = 0,1.0,5 R = 0,9 0,95 = 0,3 0,6 Резултатот е прикажан на слика 27. Правците на сликата обелажани се од 1 до 8, со тоа што на секој правец одговара одреден збир на параметри: N 0 R 1 0,1 0,3 0,9 2 0,1 0,3 0,95 3 0,1 0,6 0,9 4 0,1 0,6 0,95 5 0,5 0,3 0,9 6 0,5 0,3 0,95 7 0,5 0,6 0,9 8 0,5 0,6 0,95

73 Се гледа дека степенот на репродуктивност многу малку зависи од фракцијата извоз (), додека поосетлив на промена е степенот на искористување на циклусот ( R ). Релативното значење на овие зависности дотолку е помал доколку е помал средниот енергетски интензитет (SEI). Од друга страна, со намалување на средниот енергетски интензитет степенот на репродуктивноста расте. Степенот на репродуктивност расте и со порастот на степенот на pravlno искористување на финалната енергија ( ). Релативното значење на овој ефект е дотолку помал, доколку е средниот енергетски интензитет помал. Од овие анализи може да се заклучи дека степенот на репродуктивност на циклусот најефикасно може да се зголемuva so измена на структурата на производствоto која ќе доведе до намалување на средниот енергетски интензитет, потоа so зголемување на степенот на pravlnoto искористување на финалната енергија и Слика 27 зголемување на општиот степен на искористување на циклусот, што значи со рационализација и смалување на отпадот. На степенот на репродуктивност најмалку влијае промената на обемот на извозот, со обзир дека таа непосредно влијае на платниот биланс, што значи на економската а не на техничката стабилност на stopansuvaweto.

74 10. STOPANSKIOT PORAST I ENERGETIKATA Srednot energetsk ntenztet (SEI) stepen na reproduktvnost na stopanskot sstem (r), defnran vo prethodnata to~ka 9, mo`at da poslu`at za donesuvawe zana~ajn zaklu~oc za stopanskot porast negovata povrzanost so potro{uva~kata na energja. Vo spomenatata to~ka e poso~eno na teoretskte mo`n vljanja na reproduktvnoto menuvawe na srednot energetsk ntenztet. Na ovaa golemna samo vo ogran~ena mera mo`e da se vljae, kako {to podolu pove}e }e bde objasneto. n Ako namesto 1 S E ja zememe vrednosta na bruto potro{enata 0 energja (BRPO) vo poedn dr`av, a namesto BRE vrednosta na bruto op{testvenot prozvod (BDP, vo ekvvalenten znos na dolarot) potoa ove vrednost g vnesuvame vo djagramot (slka 28), doa ame do zaklu~ok deka srednot energetsk ntenztet SEI se menuva vo srazmerno tesen raspon (pome u kwh bruto potro{ena energja po eden dolar op{testven prozvod) bez ogled na golemnata geogravskata polo`ba na zemjata, nejznata razvenost op{testvenot sstem. Negolemte odstapuvawa ko se zapazuvaat, odrazuvaat razl~n prozvodn struktur, no struktur ko mo`at samo sporo te{ko da se menuvaat, zatoa {to najgolemot del od dadente prrodn rabot, zavsat od storskte faktor. Ottamu se se gleda deka [vajcarja Zapadna Germanja maat zna~telno pomala SEI vrednost vo odnos na srednata (SEI=20kWh/$) za razlka od Kanada, Meksko SAD ~ SEI-vrednost se daleku pogolem. Fakt e deka SEIvrednosta prbl`no e konstanta e nedofatlvo pozna~ajna voop{to, a osobeno za procenka proektrawe za razvojot na energetkata kako za svetot vo celna, taka za poedne~nte zemj. Imaj} vo predvd deka denes vo svetot, bruto op{testvenot prozvod po `tel (BDP\ST) prfaten kako edno od najva`nte merla na op{tot stepen na razvenost, naporte na pove}eto zemj vo svetot se usmeren na {to pobrzo zgolemuvawe na ovoj pokazatel. Od energetsk aspekt ova zna~ deka so

75 srazmernoto zgolemuvawe na BDP/ST mora da raste potro{uva~kata na energjata po `tel. Brznata na zgolemuvaweto na bruto op{testvenot prozvod e srazmerna brzna so koja raste bruto vrednosta na rabotata energjata na prozvodnot cklus. Mo`e da se zeme vo predvd prrastot na BRE proporconalna vrednost na reproduktvnot sstem BRE=c REP. Ako e na krajot na prvata godna bruto vrednosta na rabotata energjata toga{ vo narednata godna }e bde: Golemnata (c r 1 ) se narekuva stapka na porast na op{testvenot prozvod. Vo st vremensk perod stapkte na zgolemuvawe na op{testvenot prozvod vo razl~n zemj mo`at zna~ajno da se razlkuvaat. Po pravlo, koga bruto op{testvenot prozvod po `tel (BDP/ST) e pogolem od odredenot mnmum odnosno pragot (slka 29), stapkata na porastot e tolku mala kolku {to e BDP/ST pogolem, {to odr`uva uspe{n napor vo poedn dr`av da stanat bogat. Nasprot zemjte ~ BDP/ST e pod pragot, poka`uvaat nedovolna stopanska razvenost (nsufencja) maat mnogu nska (pa negatvna) stapka na porastot BDP/ST porad {to pa aat vo relatvno pogolema sroma{tja. Vo prethodnata to~ka 9, e poka`ano na kakov se na~n mo`e da se vljae na zgolemuvawe na stepenot na reproduktvnosta r, pa porad toa na stapkata na porastot na op{testvenot prozvod. Podolu }e bde prka`ano deka zgolemuvaweto e op{t prroden fenomen deka e posledca na deluvaweto na poztvnte negatvnte povratn spoev vo `vot sstem. Ova dejstvo mo`e formalno da se defnra, a zaklu~octe da se prenesat na razl~nte proces na porastot vo energetkata, stopanstvoto vo op{testvoto voop{to.

76 10.1. EKSPONENCIJALEN RAST Ako kvanttatvnata promena na nekoj sstem Y e uslovena so pojavte ko so tekot na vremeto se odgruvaat vo samot sstem, toga{ brznata na ove promen e proporconalna golemna na sstemot: Y/t= Y, kade e = (x 1,x 2 ) faktor na proporconalnosta, vo op{t slu~aj funkconalnata nza na faktorot x (=1,2,3.) pr koja naj~esto sekoj od nv ma vremenska funkcja. Zatoa promenata l porastot na sstemot mo`e da se prka`e so slednata ravenka: d(lny ) / dt ( t), odnosno: Y o Y e o t ( t ) dt Y o e t (34) Vakvot porast se narekuva eksponencjalen porast, a mehanzmot koj go uslovuva se narekuva povraten spoj. Funkcjata (t) se narekuva stapka na porast. Taa ja odreduva karakterstkata na zgolemuvaweto (slka 30). Vo sostojbata koga funkcjata na stapkata na porast e>0, a prvot zvod d/dt>0 (del od krvata 0-1) preovladuva poztven povraten spoj. Vakvot porast se narekuva eksplozvno eksponencjalno zgolemuvawe l kratko eksplozven porast. Koga e d/dt=0, a const (to~ka 1), toga{ toa e slu~aj na ob~en eksponenconalen porast. Koga e d/dt<0 (del od krvata 1-2) po~nuva da raste vljaneto na negatven povraten spoj, pa nastanuva slu~aj na usporen eksponencjalen porast. Usporenot porast se zavr{uva so ramnote`nata sostojba Y=const. Toga{ =0 (to~kata 2), {to zna~ deka poztvnot negatvnot povraten spoj se vo ramnote`a.

77 Vo sostojbata koga e <0 preovladuva dejstvoto na negatvnte povratn spoev. Vakvata sostojba se narekuva negatven porast l raspad na sstemot (del od krvata 2-3). Op{ante proces na porastot poremetuvaweto na sstemot se posledca na faktot deka vo tekot na razvojot se menuvaat kako organzacjata (strukturata) na sstemot taka uslovte na rastot (me udejstvo sstem-okolna). Vremenskte promen na brojot na `telte, prozvodstvoto poto{uva~kata na prenosuva~ot na energjata l razvoj na stopanstvoto voop{to, vo su{tna se kvaz-bolo{k proces mo`at da se analzraat na op{anot na~n. Vo toj slu~aj najprvn se utvrduvaat pr~nte za porastot pr~nte za opa awe na sstem. Na prmer, ra aweto e pr~na za zgolemuvawe na brojot na `telte, a umraweto e pr~na na opa awe na brojot na `telte. Pod vljane na prvata pr~na, blagodarej} na mehanzmot poztvn povratn spoev, doa a do porast na sstemot, a pod vljane na drugata pr~na, blagodarej} na mehanzmot na negatvnte povratn spoev, doa a od opa awe na sstemot. Funkcjata na stapkata na porastot na poztvnte vljanja go obele`uvame so a negatvnte so Sprema ravenkata (34) ako na sstemot deluvaat samo poztvn vljanja, sstemot so tekot na vreme } e raste po znakot: Y Y o t e dt Y o e t o 1 a, vo slu~aj da deluvaat samo negatvn vljanja, sstemot }e opa a spored zakonot: Bdej} ove dve pojav se pojavuvaat stovremeno vo st sstem, stvarnata golemna na sstemot }e bde defnrana so: Y Y o e t 1 e Y e 2t ( 1 2 ) t o Y o e t (35) Sstemot } e raste koga e >0, a }e opa a <0, a vo ramnote`a }e bde koga =0. Za voqa na vstnata, so sredn vrednost na stapkata na porastot + (t) - (t) e opravdano da se rabot samo ako ove funkc se menuvaat sporo. Vo takv slu~a analzte proektrawe se rabotat taka {to analzranot perod (l perodot na proektrawa) se podel na po nekolku ednc (n) za sekoj odsek se odreduva sredna vrednost na stapkata na porastot. Bdej} vremenskata ednca pr ove analz

78 ob~no e edna godna, a stapkata na porastot (zrazen so odnosot me u god{nte promen golemnte na sstemte: Y/Y) mnogu pomalku od ednca, poprakt~no e da se prmenuvaat geometrsk redov otkolku eksponencjaln funkc:.. (36) Na toj na~n srednot faktor na progresja p srednata stepka na porastot se odreduvaat od golemnata na sstemot na po~etokot (Y o ) na krajot na vremenskot perod od n godna (Y n ), so pomo{ od slednot zraz: p = 1+ = (1/n) ln (Yn/Yo) Mo`e da se slu~ da funkcte na stapkata na porastot ne zavsat samo od vremeto, tuku od drug nezavsn promenlv. Vo toj slu~aj mo`e da se postap na soodveten na~n, kako {to }e bde objasneto vo prmerot na porastot na `telte. Ovdeka se uka`uva na u{te edna prakt~na golemna koja se korst pr rabota so funkcte na porastot. Ako vo ravenkata (35) se za men Y=2Y o, pa ravenkata se re{ po vrame, se dobva dvojno vreme (za >0), odnosno vreme na poluraspa awe na sstemot (za <0):, (vd tabela 9) t.e. brojot na godnte vo tekot na ko sstemot }e se duplra, odnosno svede na polovna.

79 Tabela 9 Stopans k porast ( ) ±% godn t * godn 1) 1) zaokru`eno I POTRO[UVA^KATA NA ENERGIJA Naseleneto e tp~en prmer za sstemte so poztven negatven povraten spoj, no ovoj sstem e karakterst~en po rasprostranetosta na `telte sprema porastot. Ako funkcjata na rasprostranetosta e po porastot: R (x), kade {to x porastot (godna na starost) po eden `tel vo grupa, ako e vkupnot broj na `telte vo ovaa grupa S; toga{ brojot na starte `tel e pome u x 1 x 2 godna: S x 2 x 2 ) x1 x S R ( x dx (38) 1 So ndeksot =1,2,3, se ozna~uvaat po red: `telte po tertorjalnopolt~ka ednca, prpadnc na naconaln grup l grup na `tel so odreden profes, l obrazovane, l grupte `tel na odreden nvoa spored dohodot, l sl. Poztvnot l negovot porast na `telte zavs od stapkata na ra aweto smrtnosta. Stapkata na ra aweto r(t) se menuva so tekot na vremeto vo zavsnost od brojn socjalno ekonomsk uslov. Stapkata na smrtnosta s (x,t) e funkcja na porastot, a se menuva so tekot na vremeto (t), od sl~nata pr~na kako kaj stapkata na ra aweto. Vo kratkte nterval od nabquduvawata mo`e da se zeme vo predvd stapkata na ra aweto r =const., a stapkata na zumraweto s (x), bdej} dvete sporo se menuvaat so tek na vreme. Tp~na funkcja na prrastot R(x) tp~nata funkcja na stapkata na smrtnosta s (x) prka`an na slka 32.

80 So ova {to dosega go ka`avme, porastot na `telte vo tekot na edna godna (so prmena na ravenkte (35) (38)) daden e so slednot zraz: S S 0 R( x) e ( r s( x)) (39) Do oblkot na prrastot R (x) se doa a vrz baza na pops na `telte sleden vo godn t o, a do stapkata na ra aweto p krvata s (x) so analzraweto na podatocte za ra aweto smrtnosta na `telte vo tekot na nza neparn godn: t 1,t 2,t 3.t n. Vkupnot broj `tel na krajot na sekoja godna se utvrduva vrz osnova na stte analz taka se dobva neformalna nza: So, S 1, S 2.S n. Poa aj} od poznatte l o~ekuvante slu~uvawa l pojav ko mo`e da vljaat, sega e mo`no da se pretpostav promenata na stapkata na ra aweto za m godn odnapred: t n+1, t n+2, t n+m, sto kako soodvetnte promen spored oblkot na prrastot R(x) krvata s (x). So prmena na zrazot (39) mo`e da se odredat zgolemuvawata pa so toa neformalnata nza S n+ 1, S n+2,.s n+m. Golemnata S o e vstnska vrednost, dx

81 golemnte (S 1,S 2..S n+m ) se procenet vrednost, a (S n+1,s n+2, S n+m ) proektrante vrednost na `telte. Na dobente vrednost od nzte mo`e da se prmen postapkata op{ana vo to~kata da se dobe l nza od srednata stapka na porastot, l funkcja od stapkata na porast na `telte, {to so prmena na zrazte (35) (36) ovozmo`uvaat premnogu ednostavn ekstropolac, korelac sporeduvawa na brojot na `telte so drugte tekovn razvo. Prmer, na slkata 33 e poka`ano svetskoto dv`ewe na `telte po~nuvaj} od 1650 do 1900, po procenkata Carr- Sanders-Wlcox, od 1900 do 1950, po podatocte na UN od po proekcja na UN. Ovoj djagram poka`uva deka okolu 1650 godna na svetot ble okolu polovna mljarda lu e, a prose~nata stapka na god{not porast znesuvala okolu 0,3% (toa odgovara na vremenskot perod na udvojuvawata okolu 250 god.) Ponatamu stapkata na porastot nepreknato rastela, taka da vo 1970 godna dostgnala vrednost od 2,1% god{no, {to odgovara na vremenskoto udvojuvawe od 33 godn. Me utoa, brojot na `telte te godn dostgnalo 3,6 mljard, {to e pove}e od ona {to prka`uva proekcjata na slka 33 koja e zrabotena 1958 god. O~gledno e deka planot vo 1958 godna ne ble vo sostojba pravlno da g predvdat pojavte ko vljaele na vaka nagl porast na brojot na `telte. Spored defncjata od to~kata ovoj porast e vo faza na eksplozven porast. Me utoa ve}e e zapazeno ne{to posporo zgolemuvawe na stapkata na porastot prbl`uvaweto do fazata na ~sto eksponencjalen porast posle koj verojatno }e se napu{t fazata na usporen porast. Ove promen na brznata na porastot na brojot na `telte mo`e da se objasnat so promente na stapkata na ra aweto na umraweto vo prethodnot perod (slka 34).

82 Slka 34. Blagodarej} na se podobrte uslov na `votot stapkata na umrawe pobrgu opa ala vo odnos na stapkata na ra awe. So ovaa tendencja se prodol`uva do zedna~uvaweto na ove stapk, koga b trebalo da dojde do ramnote`na sostojba. No, na stapkata na umraweto deluva negatven spoj: ~ovekovoto dejstvuvawe na okolnata koja e negov zvor na surovna hrana, toj vo sto vreme se pove}e ja menuva scrpuvaj} ja zagaduvaj} ja. Porad toa mo`e da se slu~ stapkata na smrtnosta da po~ne da raste, a voedno stapkata na porastot na brojot na `telte da stane negatvna. ^ovekot }e mora {to pobrgu da se prlagod na novte uslov za opstanok na zemjata ko mu se nametnuvaat: postojanata op{tata gr`a za resurste, l~nata potro{uva~ka, porastot na brojot po `tel zagaduvaweto na okolnata, za razlka od odnesuvaweto vo tekot na dolgata storja na `votot na zemjata koga za ove rabot voop{to ne se vodelo smetka. Ako ~ovekot ne uspee vo ova, zasega ne e mo`no da se predvd n{to drugo osven katastrofalno opa awe na brojot na `telte sroma{tja. Do vakv zaklu~oc se doa a ako se ma vo predvd deka se poznat neobnovlvte resursn surovn zvorte na slatkte vod na zemjata g ma vo ogran~en obem, a posebno orabotlvata povr{na. Me utoa mora da se veruva vo ~ovekovata magnacja vtalnost nade` deka blagovremeno }e bdat otkren na~n na eksploatacja na resurste ko na sovremenata nova tehnologja ne se dostapn, kako da se najdat na~nte za korstewe na ove surovn ko denes seu{te ne g korstme. Na slkata 35 n e poka`ano deka bruto op{testvenot prozvod vo celot svet raste porad poztvnte povratn napon ko preovladuvaat pome u ovoj porast sstemskte usmeruvawa na op{testvata da prozveduvaat se pove}e, srazmerno so dostgnatoto nvo materjaln baz. (Spored: stepen na reproduktvnosta, ravenkata (32)). Kaj zemjte so nzok BDP/ST ova usmeruvawe e motvrano od `elbata da

83 se podgne nskot `voten standard, a kaj zemjte so vsok BDP/ST nastojuvaat da bdat {to pobogat. Za `al, del porad nskot BDP/ST vo neko zemj, a del porad stapkata na ra aweto koja vo ove zamj e vsoka (slka 31), stapkata na porastot BDP/ST e naj~esto nedovolna da ove zamj mo`at da ostvarat napredok (slka 29), te razlk se pome u vsoko razvente eden del zemj vo razvoj na eksponencjalnoto prodlabo~uvawe. Bdejk bruto op{testvente prozvod drektno se proporconalno potro{uva~k neobnovlv, mneralnte surovn bruto potro{enata energja, potro{enata energja neobnovlvte surovn vo svetot mora da rastat eksponencjalno. Pr~nata le` vo povratnata vrska koja preovladuva pome u vkupnot porast na potro{uva~kata porastot na brojot na `telte, a posebno zarad zabrzanot porast na potro{uva~kte dobra po `tel (porast na standardot). Bdej} energetskte resurs se vo najgolem del scrplv, prozleguva deka prvostepente op{testven gr` treba da nastojuvaat da brznata so koja resurste se scrpuvaat stojat vo razumn odnos so brznata so koja novte zvor se otkrvaat osposobuvaat za eksploatacja.

84 O~gledno, odr`uvaweto na ovoj odnos zna~ upravuvawe so dol`nata na traeweto na resurste, taka da toa e edno od pra{awata na globalnot opstanok. Me utoa, so ogled na brznata na scrpuvawe na resurste raste eksponencjalno, novte resurs sto taka b morale da se osposobat so eksponencjalen porast na brznata. Takvot tek na rabotte mora da ma svoj defntven kraj, koj sgurno se prbl`uva sto taka do eksponencjalnot porast na brznata. Vakvoto rasuduvawe neposredno se stava na spt na koncepcjata na postojan op{t rast kako trajn op{testven opredeluvawa ENERGIJATA sredna e ~etvorofazen sstem koj go so~nuvaat atmosverata (vozdu{nata obvvka na Zemjata), hdrosverata (vodenata obvvka), ltosverata (Zemjenata povr{na korata) bosverata (`votnskot rasttelnot svet). Prozvodstvoto korsteweto na energjata vljaat na `votnata sredna. Taka so prozvodstvoto sogoruvaweto na foslte nuklearnte gorva se menuvaat sostavot ~stotata na prrodnte vod, se scrpuvaat mneralnte resurs, ja o{tetuvaat l namaluvaat kultvranata povr{na, a preku navedente dejstvja negatvno se vljae na rasttelnot `votnskot svet predzvkuvaat zaboluvawa l genetsk promen. So ove problem naukata se bav vo posledno vreme, a novte nau~n dscpln (ekologja, dr.) seu{te se na po~etokot. No, sepak te se zanmavaat so daleku po{roka grupa pra{awa od oblastte na op{toto vljane na tehnologjata na `votnata sredna, od koj samo eden del se odnesuva na energjata. Do denes nema cvrst osnov na ko b mo`ele da se zvr{uvaat preczn analz na obemot, a osobeno na raznte {tetn vljanja. Za sega vnmane pove}e se obrnuva da se doznae za obemot raznte efekt prozlezen od tehnologjata, se vr{ sporeduvawe so ~stata prroda. Me utoa, kvanttatvnte zaklu~oc za stepenot na utvrdente {tetn promen po ~ovekovoto zdravje zasega se vo odredena mera {pekulatvn, bez cvrst nau~n doka`uvawa, so sklu~ok na neko dejstva za ko posto dolgo skustvo l efektte se o~gledn ATMOSFERA Pod pomot ~st prroden vozduh se podrazbra smesa (volumen) 78,09% azot, 20,94% kslorod, 0,93% aron 0,03% jagleroden doksd, dodeka ostanatte 0,01% go soo~uvaaat zaedno: neon, helum, metan, krpton, vodorod, ksenon, azot-doksd ozon. Vo vozduhot ob~no ma vodna parea ~ja sodr`na varra. Sekoj vozduh koj odstapuva od ovoj sostav pretstavuva zagaden vozduh, a delovte od vozduhot l gasovte ko predzvkuvaat otstapuvawe se narekuvaat zagaduva~. Spored defncjata na svetskata zdravstvena organzacja (WHO) vozduhot e {tetno zagaden koga eden l pove}e zagaduva~ se nao aat vo kol~na

85 koja za dobroto zdravje na lu eto, `votnte rastenjata e {tetna l predzvkuva {tet. Po oblkot, aerozagaduvaweto mo`e da bde fz~ko, hemsko, radoaktvno. Fz~koto aerozagaduvawe predzvkuva pra{na pepel nastanat pr sogoruvaweto na foslnte gorva. Samata po sebe, pra{nata vo vsoka koncetracja mo`e da predzvka zaboluvawe na plu}ata sl~no na slkoza. Vo pomala koncetracja pra{nata doprnesuva zgolemuvawe na koncentracjata na bakterte vo vozduhot. Hemskoto aerozagaduvawe go predzvkuvaat gasovnte produkt na sogorente fosln gorva. Jaglen monoksd vo koncetracjata pogolema od 30 ppm 2) mo`e da bde kako {teten taka fatalen za ~ovekot rastenjata. Sulfur doksd e {teten predzvkuva trajn o{tetuvawa na zdravjeto. Koncetracjata vo vozduhot zavs od vozdu{not prtsok atmosverskata prlka. Azotnte gasov se nao aat vo zduvnte gasov na avtomoblskte motor premnogu se {tetn za zdravjeto. Amonjak nastanuva pr rabota na gasogeneratorot koksarata. Kaj lu eto `votnte predzvkuva opasno o{tetuvawe na d{nte pat{ta. Sulfur vodorod nastanuva vo koksarte, gasogeneratorte, destlrana stalacja vo rafnerte. Kaj lu eto predzvkuva o{tetuvawe na mozokot. Pareata od katranot btumenot se {tetn za zdravjeto, osobeno predzvkuvaat rak. Posebn oblc na aerozagaduvaweto vo energjata se golemte kol~n jagleroden doksd koj nastanuva so sogoruvaweto na foslnte gorva. Brznata so koja ovoj gas nastanuva potpomognata e od okeante rasttelnot svet koj go apsorbraat l go asmlraat, taka da koncetracjata vo vozduhot mu se zgolemuva za okolu 1.5ppm god{no, {to zna~ deka vo 2000 godna koncetracjata CO 2 vo vozduhot }e dostgne 380ppm (denes 300ppm). Denes seu{te e nezvesno kakv promen ponatamu }e predzvka, no se predupreduva na posledcte do ko b mo`elo da dojde ako koncetracjata b se udvola. Zarad efektte na staklena gradna mo`e da dojde do zgolemuvawe na temperaturata na vozduhot povr{nata na zemjata do delm~no topewe na lednte karp na polovte, {to b predzvkalo zgolemuvawe na nvoto na moreto potopuvawe na golemte povr{n na kopnoto. Radoaktvnoto aerozagaduvawe nastanuva vo rudncte pr rabotata na nuklearnte reaktor, vo fabrkte za prerabotka na ozra~ette nuklearn gorva, kako pr sogoruvawe neko oblc na jaglen vo termoelektrante. Posto potencjalna opasnost od radoaktvnoto zagaduvawe pr eventualnte o{tetuvawa na nuklearnata nstalacja, pr transportot na radoaktvnte materjal l na nstalacjata za trajnoto smestuvawe na radoaktvnot otpadok. Vo slu~ajot na normalnot pogon na nuklearnata ndustrja, emsjata na radoaktvnte zagaduva~ e svedena na zakonsk mnmum sto pod stroga tehn~ka admnstratvna kontrola. Vo slu~aj eventualno o{tetuvawe, ste nuklearn ndustr se snabden so za{tten ured fltr, {to onevozmo`uva probv na pogolem kol~n na radoaktvnosta vo okolnata. Za efkasnosta na prethodno ka`anoto svedo~ podatokot od dosega{noto skustvo na nuklearnte elektran drug nuklearn ndustr. Brojot na o{tetenoto zdravje po rabotnk na 1 ~as vo ove

86 nstalac e od pat pomala otkolku vo fabrkte drugte tehn~k pogon od tredconalen tp. Da b se steknala zvesna predstava za na~not na nastanuvaweto golemnata na radoaktvnoto zagaduvawe, treba da se ma vo predvd deka sekoja nuklearna elektrana vo normalano rabotewe spu{ta nz ventlacjata vo atmosferata okolu Bq vo vd na nekakva te~nost na radoaktvnot krpton vo vreme na poluraspad pome u nekolku ~asa 9,4 godn. Ako se po~uvstvuva deka srednata stapka na raspadnuvaweto na krptonot k =0,01, a predpostavkata deka so vklu~uvaweto na nuklearnte elektran vo svetsk elektroured }e od po stapkata N =0,11 ({to odgovara na dvojnata sla sekoja 7 -ma godna), prozleguva deka koncentracjata na radoaktvnot krpton vo atmosverata }e se zgolem eksponencjalno, soglasno ravenkata: dk dt K ) ( N K K = K e 0 t ( - ) N K Za Ko Bq (vo 1980 god.), se dobva: K=10 17 e 0,10( q (, kalendarska godna) so pomo{ na koja mo`e da se presmeta deka do krajot na mlenumot (=2000) kol~nata na radoaktvnot krpton vo atmosferata }e dostgne do 8, Bq. Denes se smeta deka efektot od ova zagaduvawe ne e krt~no. Za potkrepuvawe na ovoj podatok se naveduva slednot podatok. Denes od rak predzvkan od prrodnata radoaktvnost 20 do 1000 vkupno umren od rak. Do 2000 godna prrodnata radoaktvnost }e bde zgolemena od radoaktvnte zagaduva~. Presmetuvawata poka`uvaat deka toj broj zumren od rak }e se zgolem od 20 na 21,5 na sekoj 1000 smrtn slu~a od rak. No, sepak ostanuva faktot deka nvoto na radoaktvnoto zagaduvawe eksponencjalno raste. [to se odnesuva na obemot na radoaktvnoto aerozagaduvawe, koe vo atmosferata zleguva od ~adot na neko termoelektran nema va`n podatoc, no se znae deka e prl~no golemo HIDROSFERA ^ovekovot opstanok drektno zavs od vodata. Iako, 2/3 od povr{nata na na{ata planeta ja so~nuva vodata, najgolemot del (97,39%) e solena voda koja vo glavno nemo`e da se korst vo zemjodelstvoto, ndustrjata vo prozvodstvoto na elektr~na energja. Ostanatte 2,01% e slatka voda zamrznata na severnot pol. Prakt~no od vkupnata kol~na voda na zemjata, na ~ovekot mu ostanuva na raspolagawe slatka voda samo 0,61%. Najgolemot del od ove vod (93%)

87 ja so~nuvaat pozemnata voda, okolu 4,5% voda vo rekte ezerata, a ostatokot od 2,5% e atmosferskata voda. Spored podatocte na svetskata zdravstvena organzacja denes okolu 130 mlon lu e stradaat za voda za pewe prnuden se da pjat zagadena voda. Ovoj broj brzo se zgolemuva. Istoto ova va` za gusto naselente ndustrsk regon vo Evropa. Ne postojat merla za merewe na zagadenosta na vodata. Zagaduvaweto mo`e da bde mehan~ko, hemsko, organsko, toplotno mkrobaktersko. Mehan~koto e posledca na cvrstte otpadoc od ndustrjata rudncte. Glavnot efekt od ova zagaduvawe e namaluvaweto na son~evata energja, {to doveduva do zagrozuvawe na florata faunata. Osven toa, doa a do ~sto mehan~ko o{tetuvawe na tkvoto na rbata. Hemskoto zagaduvawe go predzvkuva ndustrjata koja sfrla mneraln organsk kseln nvnte sol, alkal, metl, amonjak negovte soednenja, fenol, krezol cjand. Organskte zagaduva~ ne se javuvaat kaj energetskte postrojk. Toplotnoto zagaduvawe nastanuva pr raboteta na termoelektrante na fosln nuklearn gorva. Konzumranata potro{uva~ka na ove ured pretstavuva zvor na toplotn opteretuvawa na rekte ezerata l na vozduhot, koga slu`at kako toploten ponor. Ova mo`e da dovede do lesn naru{uvawa na `votnte uslov vo vodata, toplnata prenesena vo vozduhot na tertorjata na golemte gradov mo`e da predzvka meterolo{k anomal. So ogled da toplotnoto opteretuvawe eksponencjalnosta raste, toa mo`e da predzvka ozbln klmatsk poremetuvawa vo svetsk razmer, bdej} sgurno porano l podocna }e dostgne obem koj mo`e da se spored so vkupnata energja koja zemjata ja prma od sonceto. Ova go potvrduva prmerot: vo Los Anxeles (SAD) vo koja snagata na otpadnata toplna koja se predava na tertorjata na ovoj grad od term{k postrojk ve}e denes e na nvo od 5% od prmeneta energja od sonceto. Porad ova ve}e se ~uvstvuva poremetuvaweto na lokalnata klma. Se o~ekuva vo 2000 godna da otpadnata toplna dostgne 15% od son~eva energja LITOSFERA Promente ko ~ovekot mo`e da g po~uvstvuva od ltosverata mo`at da bdat od: fz~ka, hemska bohemska prroda. Pove}eto od ove promen pravat da zemj{teto stanuva pomalku upotreblvo. Fz~kte promen kako posledca od energetkata opfa}aat: eroz, obrabotka na zemj{teto, urbanzacja, zgraduvaat nfrastruktura, zgolemuvawe na otpadocte lzgawe na zemj{teto. O{tetuvawe na povr{nskot sloj na zemjata so razn tehn~k zafat (gradeweto pat{ta, se~eweto na {umte dr.) doveduva do erozja (pomestuvawe, ogoluvawe potresuvawe na terente) o{tetuvawe na kvalteten povr{nsk sloj. Najzna~ajn promen se predzvkan od urbanzacjata zgradbata na nustrsk objekt (fabrk, rudnc so povr{nska eksloatacja, elektran, pat{ta, aerodrom, depon, osobeno: son~ev geotrmaln energetsk nstalac elektran na veter l branov). So toa se pokrva pogolem del od plodnoto zemj{te taka se namaluva raspolo`lvoto zemj{te za prozvodstvo na hrana. Ove dve vljanja

88 predzvkuvaat promena na zemj{teto koja se {r eksponencjalno. Edna{ na takov na~n un{tena plodna zemja mora pokasno da se nadoknad, {to predzvkuva ogromna dolgotrajn kaptaln vlo`uvawa. Ovoj proces za zagr`uva~koto namaluvawe na raspolo`lvata zemja za potreba na zemjodelstvoto prka`an e na sl. 36. Pod predpostavka deka po `tel potrebno e 0, m 2 obrabotlva zemja, porastot na potrebnata povr{na na zemja za zemjodelstvoto prosleduva krva so eksponencjalen porast na `telte. Od druga strana, vkupno obrabotlvo zemj{te se namaluva zarad urbanzacjata nfrastrukturata, ~ potreb rastat sto taka eksonencjalno. Rezultatot e: totalno s~eznuvawe na obrabotlvata zemja. Sosema e sgurno deka mora da se menuvaat neko tehnolo{k kako svetsk ekonomsk predpostavk da b mo`ele da opstaneme na zemjata. Poseben problem predzvkan od nfrastrukturata na zemjata pretstavuva talo`eweto na {qaka jalovna un{tuvaweto na povr{nskot sloj na najkvaltetnata zemja na dnevnoto kopawe na jaglen 4,0 Vkupna povr{na obrabotlvo zemj{te na svetot Mljard hektar 3,0 2,0 1,0 Povr{na potrebna za obrabotuvawe Povr{na na raspolagawe Godna Sl.36 Slka 36. potoa deponte na gradskte ndustrskte otpadoc najposle pojavata na lzgawe na zemj{tveto koe nastanuva od otstranuvaweto na rudnata masa, naftata, gasot l podzemnata voda od dlabokte sloev od zemjnata kora. Sepak, potrebno e da se napomene deka pogolem del od navedente pojav zagaduva~ mo`e radakalno da se stavat pod kontrola, pod uslov da se prfat soodvetna materjalna kazna sproveduvawe strog merk za za{tta na okolnata. Samo tr vda: jagleroden doksd, toplotnoto opteretuvawe radoaktvnoto zagaduvawe se zdvojuvaat kako najgolem zagaduva~ ko ~ovekot g predzvkuva vo `votnata sredna, blagodarej} na eksponencjalnot poras {to seu{te ne se sogleduvaat pat{tata za nvno radkalno smaluvawe.

89 11. РАЦИОНАЛНА УПОТРЕБА НА ЕНЕРГИЈАТА Во glava 9 опишан е производниот циклус како репродукционен систем. Ако степенот на репродукција на системот е поголем, еднаков или помал од единица, системот расте, се наоѓа во стационарна состојба l opa a (деградира). Од аспект на односот спрема околината, системот може да биде во рамнотежа (DPB=0) или во нерамнотежна состојба(dpb > <0). Системот е стабилен кога имаме дефицит на платниот биланс DPB0, или е дестабилизиран кога DPB>0. Докажано е дека степенот на репродукција зависи од енергетската структура на системот (енергетски интензитет на производство). Тука ќе биде покажано како од енергетската структура зависи рамнотежната состојба на системот. n ПЛАТЕН БИЛАНС КАКО КРИТЕРИУМ НА СТАБИЛНОСТ Вкупната маса на увезените суровини, материјаl и roba dadena e so сума M, а nejznata вредност е: n M m 1 каде што m е цена на единечна маса. Покрај овој увоз, se увezuva и одредена нето количина енергија (ravenka 26). ~ија вредност е: NUVE=UVOE-IZVE VNUE=UVOE e n -IZVE e Вкупната вредност на увозот е: n VUV= M m +VNUE 1 Вредноста на вкупниот извоз е даdenа со: VIZ = ( v / v ) NRE r = ( v / v ) n R BRE n kаде e: - фракција на извозот, просечна извозна цена - просечна вредност на производство Od ravenkata 10 со ова се добива изразот за дефицит на платниот биланс: n v DPB M m VNUE R BREn ( NDP NDR) 1

90 Се гледа дека дефицитот на платниот биланс ќе биде толку помал колку што е: - вредноста нa увезените суровини, материјал roba ниска; - мала вредноста на нето увезената енергија; - поголема фракција на извозот; - поголем степен на искористеност на производниот циклус; - односот на продажната цена и производните трошоци на извезената роба е поголем; - поголеми девизни приходи ОБЕЗБЕДУВАЊЕ НА СТАБИЛЕН POРАСТ Ако почетната состојба на посматраниот систем е дестабилизирана, тогаш прво ќе мора да се утврди мерка која ќе го доведе системот во стабилна состојба, а потоа треба да се дефинира режим кој ќе го одржува во динамичка рамнотежа. За прав избор на мерка која ќе го доведе системот во стабилна состојба потребно е да се познаваат причините кои го довеле до дестабилизација. Познавањето на промената на поедините параметри во тековниот период, паралелно со промената на платниот биланс и нето увозната енергија, во основа може да dade обилни информации од кои може да се утврдат spomenatte pr~n. Поаѓајќи од ова, може да се изведат повеќе варијанти на стабилизација, а so меѓусебните споредbeни ефекти, може да се изврши избор на најпогодните. Vakvo sporeduvawe mo`e da se zvede samo na matemat~k modelran sstem. Под претпоставка дека непрекинатиот раст, од горе изведените формули (to~ka 11.1.) може да се утврди потребниот тренд на промени на поедините параметри. Podolu se sstemsk zlo`en merkte so ko mo`e da se obezbed stablen rast. Економските мерки опфаќаат поголемо учество на домашните суровини во процесот на производство, и поголем извоз. Техничките и инвестиционо-планските мерки опфаќаат минимален нето увоз на енергија ZГОЛЕМENО УЧЕСТВО НА ДОМАШНИТЕ СУРОВИНИ So dиференциrawe na изразot за вкупната вредност на робата (ravenka 21) се добива: dbren dm o dm ( 1 ), BREn M o M kаде што e: M obo 1, BRE n oднос на вредноста на производството од домашни суровини и вкупното производство.

91 Се гледа дека za dadena stapka na репродукција dbre n / BRE n =r stapkata na poраст на производството од домашни суровини: увозниот раст тече споро: dm o /M o > r, dm/m< r, така што поголемата ориентираност на домашните суровини само по себе делува во насока на стабилнo stopansuvawe. Меѓутоа, со обзир да процесот na preorentrawe бара soodvetn инвестициони вложувања, poрастот на увозот vo tekot na toj proces mора да биде сразмерно брз, што првремено може да ја смали позитивната последица на прeориентација ЗГОЛЕМУВАЊЕ НА ИЗВОЗОТ Под зголемување на извозот ( zgolemuvawe na frakcjata na zvozot ) се подразбира одбирање на погодни извозни артикли и нивно комерцијално насочување кон извоз. Под погодни артикли се подразбираат артикли за кои производните трошоци v ќе бидат помали од продажната цена v na svetskot pazar. Оваа мерка radkalno непосредно делува на смалување на платниот дефицит НАМАЛУВАЊЕ НА НЕТО УВОЗНА ЕНЕРГИЈА Смалувањето на вкупната нето увозна енергија може да се оствари со зголемување на учеството на домашните енергетски ресурси и смалување на вкупната потрошувачка. Смалувањето на вкупната потрошувачка се остварува со примена на следниве технички мерки: (a) Zголемување на степенот на искористување на уредите; Се остварува со усовршување на уредите во сите процеси на производство, преноси и дитрибуција на енергијата. (b) Sмалување на специфичната потрошена енергија; Се остварува со усовршување на производниот процес и процесната опрема vo prozvodstvoto, транспортот и so трајнa употребa na суровини, материјаl и роба. Mеркиte naveden pod (a) (b) се од техничка природа и се однесуваат на систем кој што е недостапен за какви било централизирани акции. Покренувањето на локални иницијативи за примена на овие мерки може да се стимулира само преку цената на енергетскиот систем, доприносот, техничките регулативи so propaganda.

92 (c) Pромена на структурата на произвидните програми; Смалување на вкупната потрошена енергија може да се постигне со измена на производната структура која ќе доведе до зголемување на производните процеси. Имајќи ja во предвид ravenkata 20 и дефиницијаta на срeдниот енергетски интензитет се добива: n1 S W 1 SEI S E 0 n1 0 Се гледа дека при избор на производствената програма ориентацијата треба да биде на roba so што понизок енергетски интензитет. По правило, prozvodte so ниzоk енергетски интензитет sе производ на високо ниво на преработка и високо технолошко ниво. (d) Избор на оптимални видови на енергија; Процесот на произведената и потрошената енергија во состав на производниот циклус, се состои од: - повисоки енергетски ресурси; - производство на неколку видови примарна енергија, so примена на повеќе постапки; - конверзија на примарната енергија во повe}e секундарни видови, so примена на повеќе постапки; - пренос и дистрибуција на разни видови енергија до местото на потрошувачка, so razl~t sretstva pat{ta; - многубројни и разнolи~n места на корисна употреба од кои секое поседува одредена слобода и избор на вид на енергија; Очигледно е дека овој процес, поради својата сложеност во целина може да биде реализиран на многу различни начини со комбинација на многубројни патишта. Секој поединечен пат so koj mo`e da se ostvar sta cel е карактеристичен по potro{uva~kata na одреден вид примарна енергија и по одредени трошоци. Затоа иста вкупна цел може да се оствари со различни количини и видови енергија и во различни вкупни трошоци. Спрема тоа, вкупната производна и потрошна енергија е подложна на одредени комбинации на поедини процеси на производство и потрошувачка која оптимално ги задоволува однапред поставените критериуми. Историски, овој процес до неодамна не бил предмет ни на рационална анализа, n na optmzacja usmeruvawe. Дури во поново време, под притисок на настанатите проблеми поради се потешките услови за снабдување со eftna енергија, овој процес интензивно се проучувал со цел да се внесе ред во системот на производство и потрошувачка so toa da se otklonat, или бар да се одложат, тешките последици до кои може да се дојде, со обзир да енергетските ресурси брзо 1

93 се исцрпуваат во реоните за кои се смета дека се најбогати и во кои експлотацијата е најразвиена. Математичкиот модел во комлексната енергетика служи за избор на оптималните kombnac na prmarnte ресурси и за одредени видови на финална енергија со цел да се задоволат корисниците. Тие се почесто служат како помошни инструменти при анализа или при проекциониот развој. Te se zasnvaat na podolu op{anot mehanzam na blansrawe optmzacja, so prmena na metodot na lnearno programrawe. На слика 37 е прикажана шема на tekov na енергијaта од различни ресурси (к=1,2,3...k), преку разни видови секундарна енергија (m=1,2,3 M), до korsna potro~uva~ka vo различните групи на потрошувачи (n=1,2,3 N). Поаѓајќи од корисната потрошена енергија за секоја карактеристична група на потрошувачи Dn, се доаѓа до zbrna потреба на секундарна енергија pо видov (m): Dn S n m, d односно до zbrна вредност на енергијата pо видov (m): nm mn C mn C n Dn m nm dmn Vo sekoj zbr m sекоја група на потрошувачи n може да се идентификува со минимална количина односно минимална вредност на потребната секундарна енергија: (S nm ) mn odnosno (C nm ) mn Од овие величини се формираат две матрици со колони m и редови n и се врши собирање на колоните. Така за секој вид на секундарна енергија се добиваат вкупните потреби (по количина, односно po вредност): N S m = (Snm) mn odnosno C m = (C n1 N n1 nm) mn

94 Сlka 37 P k, Примарна енергија (по ресурси к=1,2,3...к) S m, Секундарна енергија (по видови m=1,2,3...м) D n, Корисна потрошувачка (по групи на потрошувачите n=1,2,3...n) e km, Цена на секундарната енергија e mn, Цена на финалната енергија d km, Степен на искористување при производство и конверзија d mn, Степен на искористување при пренос и дистрибуција n nm, Степен на корисност на финалната потрошувачка

95 Сега со помош на S m односно C m како влезни величини, за секој вид енергија (m) се одредува zbrna потреба на примарната енергија по ресурси к: S m km P m k odnosno T m Sm k dkm dkm C Во секoj zbr (к) секој вид енергија (m) се идентификува so минимална величина (по количина, односно по вредности): (P mk ) mn odnosno (T mk ) mn После формираwe матрица со редови m и колони к, со собирање на колон за секој ресурс се добива вкупната потребна примарна енергија (по количина, односно по вредности): M P ( ) odnosno k P mk m1 mn M T k ( T mk ) m1 mn Однапред мора да се поставat fz~k (lи drug) ограничување за S m и P k (минимални и максимални можни или договорени големини). Ваквиот модел овозможува да se, при proektrawe na razvojot l pr voveduvawe na нови видови енергија, во моделот да се vnese инвестицијаta која go prat vakvot potfat, taka da optmzacjata mo`e da se sprovede po krterum na mnmalna nvestcja НЕКОИ МЕТОДИ НА ШТЕДЕЊЕ РАБОТА И ЕНЕРГИЈА Под штедење се подразбира помали работни трошоци и енергија за исти корисни ефекти. Тука ќе бидат опишани неколку основни методи за смалување на губитоците на енергија и трошоците na prozvodstvoto (sfaten kako ekvvalent vrednost na rabota energja) vo процесот на производство СМАЛУВАЊЕ НА ТРОШОЦИТЕ НА ПРОИЗВОДСТВО НА ЕЛЕКТРО- ЕНЕРГЕТСКИОТ СИСТЕМ Во врска со сезонската промена на климата и периодичната промена ден и ноќ, потрошувачката на електрична енергија е нерамномерна. Оваа нерамномерност е квази-периодична и за секоја област се утврдува среден дијаграм на потрошувачка (дневен, месечен и годишен) врз база на повеќегодишна анализа на потрошувачката. Овие дијаграми се подложни на спора промена поради вкупниот пораст на потрошувачката koj e praten so zmena na strukturata na

96 potro{uva~te. На сликите 38 и 39 се прикaжани типични дневни и годишни графикони на потрошувачка. Ако енергетскиот систем се снабдува претежно од хидроелектраните, значајно е тоа што графикот на расположливата хидро механичка енергија во tekot na годинata најчесто ќе нема подеднаков тек со графикот на потрошувачка: oбично потошувачката е најголема кога има најмалку вода. Поради тоа снагата на хидроелектраните се бира спрема средниот водостој, а вишокот вода се акумулира во хидроакумулација да би се искористил во периодот на самалениот водостој. Разликата помеѓу потребната и произведената energja od хидроелектрана се покрива од други извори на енергија, најчесто од термоелектрана и нулеарна електрана. Struktura na potro{uva~kata: 1.Сопствена потрошувачка на електранаta 2.Домаќинства и комунална потрошувачка 3.Потрошувачка од една смена 4.Електрифициран транспорт 5.Потрошувачка од две смени 6.Потрошувачка од три смени Сlka 38 Grafkon na dnevna potro{uva~ka na elektr~na energja

97 l k a С Slka 39 Секоја електрана што во периодот на експлоатацијата работи со променлива снага, во зависност од потребата и техничките можности, во текот на извесен период ќе биде надвор од погон. Тоа е период na planran zastoj кој е предвиден за вршење на некој технички промени (ремонт, реконструкција), или neplanran zastoj поради дефект. Под поимот расположлива електрана се подразбира односот:

98 pr {to mo`e da se vr{ podelba na planrana neplanrana raspolo`vost. Од друга страна, вкупната потрошувачка во текот на цела година е: N P( ) d P d 8760 P 0 0 каде што P(Ө), е снага на електраната во тек на времето. Односот помеѓу средната снага P и номиналната снага на електраната P се нарекува фактор на оптеретување: P L P Мора да биде L < A. Во изразот za vkupno prozvodstvo se заменува P = L P се добива: N 8760 L P P Golemnata 8760 се нарекува годишна искористеност на електраната. L Трошоците за производство на 1киловат час се : k K' TR Cg C L 8760 B e dn ( ) kwh Kade {to e: к-повратен капитал K dn -висина на инвестиција по единица номинална снага на електраната ( ) kw dn TR-годишни трошоци ( ) kw dn C g -единечна цена на гориво ( ) kg ne-степен на корисност kwh B-топлинска моќ на горивото ( ) kg Се гледа дека трошоците на еден киловат час зависат од факторот на оптеретување на електраната L (слика 40). Затоа треба годишното оптеретување na elektranata да биде што поголемо. Меѓутоа, ова не е секогаш оправдано vo sstem od pove}e elektran ko snabduvaat odredena oblast. Ова ќе биде објаснето на следниов пример. Група електрани снабдува област чија што крива на потрошувачка е прикажана на слика 39 а.

99 Оваа крива на потрошувачка најнапред треба да се трансформира vo karakterstka na snagata na potro{uva~kata po traewe, prka`ana na сликата 39 б. Оваа карактеристика се добива така што графикот на потрошувачкаta се дели на правоаголници со еднакви основи, па се редат по висина почнувајќи од највисокиот. Површината под карактеристиката на потрошената снага е еднаква со површината под графикот на потрошувачка и одговара на вкупната годишна потрошувачка (=prozvodstvo) N. Хоризонталната права во дијаграмот на потрошувачката која поминува низ точката P 1, ја дели годишната потрошувачка на два нееднакви дела N 1 N 2 : N=N 1 +N 2 Слика 40 Потрошувачката N 1 овозможува производство на група електрани кои носат основно оптеретување и чи средни ( L ) max се бираat на горна граница на техничките можности. Номиналната снага кај овие osnovn електрани е: N1 P1 8760( L ) max Потрошувачката N 2 овозможува производство на преостаната група на електрани vo sstemot. Овие електрани неможат да работат со максимално оптеретување затоа што тие се вклучени само кога потрошувачката во системот е поголема од номиналната моќ на основнтe електран. Номиналната моќ на оваа група vr{n електрани мора да биде: P 2 = P- P 1

100 Каде што P е максимална моќност (koja se odreduva od karakterstkata na snagata na potro{uva~kata za =0), srедниот фактор на оптеретување е: L N ( L ) max P2 Корист од ваквата поделба може да се оствари само ако е задоволено ravenstvoto: N 1 C 1 +N 2 C 2 <N C, L Каде што C 1 се отчитува од сликата 40 кај ( L ) max, C 2 кај, a C kaj: N L, 8760 P Tука е претпоставено дека секоја електрана во системот е од ист тип и има иста моќност. Ако тие се различни може да се оствари понатамошна корист. За анализа на оваа ситуација, која одговара на она што стварно се случува во пракса, потребно е да се дефинираат карактеристиките на електраната. Вкупните годишни трошоци на производство се daden so slednot zraz: cg C ( k K' TR) (8760 ) L B e Изразот F= к К +ТR претставува фиксен трошок, а V=8760 (c g / e B) L =V o L, promenlv tro{oc. Со ова за секоја електрана може да се прикаже карактеристична права во дијаграмот (C, L ) на слика 41. Карактеристиките на електраната покажуваат дека сите типови на електрани може да се svrstat во две основни групи: (1) Електрани со високо F и ниско V o (хидро и нуклеарни електрани); (2) Електрани со ниско F и високо V o (термоелектрани, посебно термоелектрани на течни и гасовити горива, а нарочно термоелектрани со гасни турбини). Претпоставуваме дека моќноста на системот сме ја поделиле на два еднакви дела (N 1 = N 2 ) од кој едниот држи електрани од прва група, а другиот од втора група. Ако секоја група електрани повремено покрива 50% вкупна потрошувачка, годишните трошоци на производните sstem ќе бидат C R (слика 41).

101 Сlka 41 Ако првата група електрани прифаќа 85%, а другата 15% оптеретување, годишните трошоци ќе бидат C N <C R. Се гледа дека во интерес е двете електрани да работат со нееднакво оптеретување, а доходот да се presmetuva према вкупните ефекти. Доколку секоја електрана за себе пресметува доход на основа сопствен фактор оптеретувања може да настапат два случаи: нерамномерно оптеретување на едната електрана ќе ја доведе во неповолна положба во однос на другата, или со рамномерно оптеретување двете ќе имаат подеднаков доход. Меѓутоа, овој доход ќе биде понизок otkolku во случај на пресметување sпрема вкупните ефекти, pr rabota so neednakv opteretuvawa. Рационално вклопување во системот во пракса е далеку посложен problem од тоа што е прикажано во овој uprosten пример. За решавање на овој проблем во пракса постои диспечерски центар во кој со помош на симулаторен систем од час во час се утврдува оптималното оптеретување со кое секоја поединечна електрана треба да работи, да се намалат производните трошоци. Ако пресметkаta na доходот на поединечна електрана во системот нe e nа база на вкупниот ефект на системот, ваквите диспечерски центри

102 имаат далеку поскромна улога: tие вршат само тенички управувања, да би производството во целост одговара на потрошувачката во настојување да сите електрано во текот на годината по можност да остварат подеднаков фактор на оптеретување. Економскиот ефект мора да биде понизок во однос на вкупниот ефект, на штета на потрошувачte ИЗРАМНУВАЊЕ НА ГРАФИКОТ НА ПОТРОШУВАЧКА Структурата на електраните во системот често не одговараат на оптималните услови опишани во претходната точка. Затоа so regulrawe na prozvodstvoto na energjata неизбежно mora да се врши смалување на god{noto opteretuvawe и оние типови нa електрани во системот чии што трошоци на производство поради тоа стануваат релативно високи (hdroelektran, nuklearn elektran), a so toa srednte tro{oc za prozvodstvo na energjata vo sstemot rastat. За да се отстрани оваа {tetna појава се preo a kon израмнување на дијаграмот на потрошувачката tакa што острите врвови се сузбиваат со organzacon стимулативни мерки. Такa сo помош нa системиte на различни продажни цени на електричната енергија и со примена на двотарифни броила se стимулира што порамномерна моќ на потрошувачка во тeкot na денot (дневна и ноќна цена) и во тekot na годинata (зимска и летна цена), poтоа се бенифицира однапред договорена потрошувачка so големиte потрошувачи како би можело оптимално да се планира работата на поедини електрани vo sstemot, poтоа se stmulra rabotnot cklus vo ndustrjata da e vo dve tr smen sl АКУМУЛИРАЊЕ НА ЕНЕРГИЈА So зрамнување на графикот на потрошената електрична енергија може да се naмалat само osobeno zrazente краткотрајн врvov. Osnovnte varjac na pотрошувачката помеѓу денот и ноќта, односно помеѓу летниот и зимскиот период сo мерkиte od претходнaтa точкa неможат потполно да се otstranat. Тука треба да се додаде и тоа да временскиот тек на потрошувачката најчесто не се поклопува со тековната расположлива хидромеханичка енергија и други временски променливи природни извори: вода, сонце и ветер. Ob~no ma koga potrebte za elektr~na energja se najgolem (zma). Поради тоа се prибегнува kon акумулирање на енеrgja so {to b trebalo, za razlka od zramnuvawe na grафикот на потрошувачката, да се оствари израмнување на графикот на производството. O~gledno sо успешните решенија за акумулирање на енергијата на големите капацитети графикот na prozvodstvoto може идеално да биде израмнет, додека за возврат потрошувачката dealno може да биде задоволена без потребните нејзини принудни израмнувања. Од ова се гледа дека акумулирањето на енергија е проблем од првостепено значење во енергетиката. За жал овој проблем до денес сеуште не е решен на задоволувачки начин. Постојат многу идеи за акумулирање на енергијата.

103 Хидроакумулација. Денес хидро и pumpnte акумулации се економски оправдани и технички остварливи за акумулирање на енергијата во големите енергетски системи. Хидроакумулацијата е вештачко езеро vо високa речнa коtlna, направенa со помош на брана која спречува природно течење на водата. Максималната геодетска висина на површината на езерото H g е одредена со геодетската висина на дното H d и висината на браната h o. H g = H d + h o Моменталната количина на вода во езерото зависи од неговата длабочина h и конфигурацијата на теренот: V ( h) 0 h S( h) dh Според тоа капацитетот на езерото е: Vo S( h) dh Sh o каде што S(h) е површина на езерото во функција od длабочината. Од нивото Hd спроведена е цевка до пониското ниво Ho каде што е поставена турбината. Re~not tek (zvor) go menuva protokot vo tekot na godnata soglasno na funkcjata Q(), taka da sредниот проток е: 1 o Q ( ) Q( ) d o o каде што Өо=8760 часови. Номиналната моќ на електраната P n е еднаква на максимум расположливата моќ на електраната P s (Ө) во текот на годината. Функцијата P s се одредува од следниот систем: dv/dө=q(ө)-q o Ps=(h+H d -H o ) e Q o (kv+δh) e Q o, Каде што: V=V(Ө), volumen na вода во акумулацијата, vo funkcja od vremeto; _ Qo= Q, проток на вода низ турбината; _ h=v/s =k V, длабочина на езерото vo fnkcja od vremeto. За почетна количина на вода во езерото Vo имаме: Ө V(Ө)= V o + Q(Ө)dӨ-Q o Ө o Ө P s (Ө)=[k(V o + Q(Ө)dӨ-Q o Ө)+ ΔH] e Q o o h o o

104 е: Od dp s /dө=q(ө m )-Q o =0,se dobva m, па номиналната моќ на електранта Ө m Pn=[k(V o + Q(Ө)dӨ - Q o Ө m )+ ΔH] e Q o, o а средната моќ: _ Ө o _ P=( 1/ Ө o ) Pn dө, однosno L = P/P n o Во случај на посматраниот водотек ако не се користи хидроакумулацијаta, номиналната моќ na elektranata ќе биде: P * n=q ma x(h d -H o ), _ а средна P * =Q(H d -H o ), odnosno L =Q/Q max. So zamena na brojn vrednost se * gleda deka sekoga{ e P n L > * n >P L, na osnova na {to se zaklu~uva potrebata od prmena na akumulacja. Горе наведениот статистчkи податок за протокот во функција од време Q(), на кој се темели цела анализа, секогаш не одговара на стварниот проток ниту пак стварната потрошувачка не одговара на расположливата моќ P s (Ө), така да во пракса доаѓа до помало производство поради недостаток на вода во езерото или до губитоци на вода (prelvawa) кога езерото е полно, протокот е голем, а потрошувачката мала. Пумпна акумулација - претставува независен систем за акумулација на енергијата. Тоа може да биде чекор кон зголемување на степенот на искористеност на хидромеханичката моќ, а исто така како и акумулатор за произведената електрична енергија во термоелектраната, son~evata elektrana l dr. Овој систем овозможува ефикасно да се покријат наглите vrvov na потрошува~kata, благодарејќи на акумулираната енергија во време кога потрошувачката била ниска. За таа цел сите расположливи производни капацитети во периодот на ниска потрошувачка se користат za пумпwe вода во вештачко езеро кое се наоѓа на високо геодетско ниво. Во време кога потрошувачката го надминува капацитетот на производството, се уклучува резервната турбина која работи со акумулација на вода од езерото. Корисниот степен на ваквата а кумулација е so snaga од , што значи на секои 3 kwh потрошената електрична енергија за пумпање, дополнително добива околу 2 kwh при празнење на езерото. Многу често цената на вака добиената електрична енергија е пониска од цената која би се добила од гасните турбински електрани или термоелектраните на течно гориво. Овој начин на акумулација може да биде оправдан во доста случаи, меѓутоа е ограничен бројот на локации погодни за негова примена, и тоа не само во поглед на конфигурацијата на теренот туку и во поглед на заштита на vodostopanskot re`m, сигурноста sl. Од овие причани корисниците на акумулираната енергија понекогаш се многу оддалечени од местото на акумулацијата и поради тоа се потребни големи инвестиции за пренос на енергијата. Ovoj na~n na akumulacja

105 na energjata e sostaven kako od vsok nvestc taka od dolgo vreme za zgradba. Акумулација на компримиран воздух - За сега претставува само технолошка можност, а првата практична демонстрација на овој систем е реализирана од неодамна. Гасно-турбинските електрани во електроенергетскиот систем обично служат за покривање на површинските оптеретувања. Кај стандардните гасни турбини воздухот се компримира и заедно со горивоto се внесува во комора за согорување, а продуктte на согорувањето ekspandraat vo gasnata turbna прozveduvaj} механичка snaga. Околу 2/3 од оваа snaga се троши за погон на компресорот. Vо случај системот да акумулира збиен воздух замислено е да заедничкото вратило на компресорот гасната турбина наизменично да се спојува со електричниот генератор односно со електромоторот. Така, за време на ниска потрошувачка на системот, се прекинува доводот на гориво, вратилото се спојува со електромоторот кој погонска енергија добива од мрежа, а компримиранot воздух go испумпува vо подзeмни rezervoar. За време на висока потрошувачка на системот, турбината се активира со pomo{ na компримиранot воздух od rezervoarte и спојува со електрогенераторот. На овој начин целокупната snaga на турбината (odnosno na generatorot) се предава во мрежа, bdej}i vozduhot prethodno e komprmran. Пресметките покажуваат дека на овој начин може да се произведе повеќе енергија po ednca potro{eno kvaltetno gorvo отколку при работа без акумулација. За сега стручните мислења околу корисноста на овој систем се разиденуваат во проценката околу производните трошоци поради високата цена на подземните rezervoar со компримиран воздух. Po edn, pоекономично е ако можат podzemnte rezervoar да бидат природни, po drugte меѓутоа постои sosema sprotvno мислење, дека економично може да б иде и ако тие podzemn rezervoar специјално се градат. Vozduhot b moral da bde na prtsok od bar, a rezervoarot na dlabo~na preku 300m. Електрична батерија (акумулатор) - до денес сеуште не постои ни еден тип на батерија која би можела po osobn cena да конкурира на пумпната акумулација. Кога батериите би биле технички совршени би имале значајна предност во однос на хидроакмулацијата, затоа што произведуваат во модуларни единици па со монтажа во блокови може едноставно да се прилагодат за секаков капацитет sekoga{ mo`at da se postavat neposredno do potro{uva~te. Се верува да следниве особини на батериите (±10%) од техничка гледна точка биле применувани во пракса: Специфична енерг ија 200 kwh/t Специфична моќ 50 kwh/t Век на траење 4 години Број на полнења и празнење 1000 Корисен степен на полнење 70% Со ваква акумулаторска станица со капацитет од 100 mwh би се заземал мал простор. За жал, оловните батерии кои денеска се употребуваат (пред се за автомобилите) ги немаат горните особини, а особено бројот на полнења и празнења им е помал па од таму помал е и нивниот век на траење. Високотемпературните батерии се одликуваат со: ниска цена и подобри особини, a za zrabotka za stte se korstat суровините кои ги има во

106 изобилство. Името го добиле поради тоа што мора да се загреат, за да можат да работат. Два типа на овој вид батерии наскоро можат да ги достигнат потребните особини: литиум-суlfурна и натриум-суlfурна. Втораtа работи со течен натриум elektroda od sulfur. Клучниот дел на оваа батерија е електролит, познат по името беta-алуминиум (Na 2 O 11A1 2 03) ко ј е фабрички патентиран. На температура помеѓу C електролитот станува проводен за јоните на натриум, а неговата snteruvana керамичка структура ја прави ovaa baterja konstruktvno ednostavna, bdej} e samonose~ka, механички отпорна и без губитоци. Развојот е толку унапреден да останале само уште неколку технички прашања (hermetzacja, dolgotrajnost prfatlva cena) па овој тип на батерии да биде способен за индустриска примена. Литиум-сulfurnата батерија се разликува од претходната по тоа што електролитот е некоја растопена литиумска сол и што работи на високи температури ( C), а теоретски има и подобри особини. Problemte ko preostanuvaat da se re{at se sadot za elektrodata, korozja hermetzacja. Електричниот погон на автомобилите во една варијанта се заснова на батеријата, ako сеуште не е развиен ниеден тип на батерија која одговара за оваа примена. Денеска за таа цел сеушт е се користат оловни батерии кои се краткотрајни, тешки и скапи и се применуваат само за специјална намена so ogran~en radus na dejstvuvawe. Ima obd za prmena na natrumsulfurnata baterja za pogon na {nskte vozla, no do denes bez pogolem uspeh. Се работи на развој на високо температурните литиумски батерии со позитивни електроди од telur-tetrahlord (TeCl 4 ) за поlon на вилушкарите за дигање, kako razvoj na cnk-hlorna baterja so elektrolt vo voden rastvor na cnk hlord. Клучна технологија на овие батерии е тоа што хлорот кој настанува при полнење на батеријата се задржува во цврст хлор-хидрат (Cl 2 6H 2 O), така да нема проблем со слободниот хлор. Во експерименталната фаза, оваа батерија е намената за погон на двотонски камиони. Нејзина негативна особина е тоа што неможе да се полни додека е во возилото. Акумулирање на топлина. Топлината може да се акумулира на два начина: акумулирање на осетлива топлина и акумулирање на латентна топлина при промена на супстанците. Во првиот случај материјалот (akumulacona sredna), tehn~k е изолиран од околината, so doveduvawe na toplnata }e se zagree, а акумулираната топлина покасно се користи како што загреаната материја се доведува во допир со некој флуид кој топлината ја пренесува до местото на употреба. На овој начин топлината може да се акумулира без поголеми губитоци само ако температурата на акумулаторот не е многу повисока од temperaturata na околината. Ova bara materjal so vsok toplnsk kapactet so golem volumen, a prmena na akumulranata toplna e ogran~ena na nskotemperaturnte proces. Најчесто за акумулатор na тoplna се користи вода, podzemn kamewa и течни метали (natrum). Доста расположливи топлотни акумулатори со мал капацитет се користат како електро-акумулациони печки за греење на станови. Akumulatorte se so prfatlva golemna za smestuvawe vo stanben prostor. Основен недостаток на топлотните акумулатори е golemata zafatnna нивното брзо ладење. За таа цел нека послужи податокот од една проектантска студија на сончева електрана во Калифорнија. Се гледа дека

107 за десеточасовна акумулација на енергија потребно е m 3 течен натриум. Поради тоа што за долг период на акумулирање овој начин е неприфатлив, сончевата електрана може да се користи само за дневно дополнување. Другиот начин на топлотно акумулирање се заснова на користење на латентна топлина. Со помош на сончева топлина се топи одредена супстанца и се акумулира енергија. За поново да се добие осетлива топлина растопената супстанца се остава да се стврдне. Zafatnnata na ovoj akumulator e po ednca akumulrana energja e pove}epat pomal od zafatnnata na akumulatorot za osetlva toplna. До сега највеќе се работело на примена на Глауберова сол (Na 2 So 4 10H 2 O) како акумулациона супстанца, а во последно време и на еутектична смеса на соли натриум нитрат/ natrum hlord. Во стручната литература се охрабрува и обидот за примена на полупроводник како акумулациона супстанцjа. Во однос на водените акумулатори, зафатнината на акумулаторите на база на Глауберова сол е околу осум пати помала. Полнењето и празнењето на овие акумулатори се одвива на речиси константна температура, za razlka od {rokot raspon na temperatur kaj akumulatorte na osetlva toplna. Сепак, преостануваат да се решат уште доста проблеми пред да се применат: акумулационите супстанци се скапи и корозивни, baraat smestuvawe vo specjaln kontejner, а посебен проблем претставува непостојност при термичко циклирање како и појава на висок степен на разладување. Треба да се укаже и на проблемите поврзани со преносот на топлината на работниот флуид. Поради сето ова не се очекува скора примена на овие системи. Меѓутоа, за примена во системите на греење на куќи се испитуваат илјада супстанци кои акумулираат топлина. Покрај Глауберовата сол, се пробува со натриум - тиосуфлат - пентахидрат (Na 2 S 2 O 3 5H 2 O), или со органските материи како што е парафинскиот восок. И покрај тоа што на ова прашање се работи долго време сеуште не се соопштени резултатите кои би vetuvale негова практична примена. Акумулација на пареа. Постојат brojnи други идеи за акумулација на топлотна енергија, од кои внимание привлекува предлогот да во периодите на ниска потрошувачка, пареата од котелot од термоелектранаta да се акумулира под висок притисок во посебен воден резервоар или подземен котел. Во периодот на в исока потрошувачка, од овој акумулатор би се, so namaluvawe na prtsokot, добила пара за погон на турбините. Акумулација на синтетички гасови. Тука континуирана работа може да се оствари само под услов да производениот гас во периодот на ниска потрошувачка се акумулира под притисок во подземни стојалишта. За жал, ниеден начин на акумулација на енергијата кој се темели на подземни стојалишта, а посебно под поголем притисок, до денес не е технолошки реализиран и економски оправдан. Водоrod. Тој претставува светла визија за во иднина. За него се зборува како за универзален и идеален носител на енергија, со обзир да водоrodниот циклус не ја загадува природната средина, а транспортот на енергијата на големи растојанија е поефтин. Тој може да биде произведен со електролиза на водата и

108 poтоа се транспортира со цевки до потрошувачите l da se akumulra. При користење би служел како извор на топлина или за производство на електрицитет. При согорување настанува вода, што значи дека нема загадување на околината. Тој денес се применува за ограничени потреби за акумулација на енергија. Тој може да се чува во метал. Ако под притисок дојде во допир со метална површина лесно продира во структурата на металите и гради метални хидриди. Испитани се бројни метали и за сега најдобра е легурата железо-титан (50/50%). Настанувањето на хидрати е егзотермна реакција, така да во фазата на akumulrawe легурата мора да се лади. Кога се сака тој да биде слободен vodorod, металниот хидрид треба да се загрее. Температурата при која се одвиваат овие реакции е блиска со температурата на околината и лесно се остварува. Потешкотија е тоа што неговото претварање во електрицитет се остварува под неповолни услови т.е со степен на корисност под 40%. Затоа се работи на зголемување на степенот на корисно дејство за да може да достигне до 65%. Паралелно се работи на гасна ( parna ) турбина na vodorod како гориво. Замаец. Ќе бидат споменати уште dве можности за акумулација на енергијата: акумулација на механичка енергија во замаецот и акумулација на електрична енергија во магнетски полиња. Принципот на акумулација на енергијата во замаецот одамна е применета во машинството. Примена на замаецот: кај клипни топлотни машини за извршување работа на компресија, кај главните циркулациони пумпи кај водоводните нуклеарни реактори за краткотрајно одржување на циркулацијата во случај на прекин при снабдување со енергија, за кочење кај тешките возила и за совладување на нагорнини, за погон на градските автобуси на одредени кратки релации и друго. Во последно време е зголемен интересот и се истражува можноста за изградба на суперзамаец кој би се одликувал со висок степен на кориснос од (80-90%), so mala specf~na zafatnna, so можност за поставување непосредно до потрошувачите, лесно се прилагодува за секој капацитет и голема брзина на полнење. Тој исто така не делува штетно и на околината. Неговата иднина зависи од развојот на композитните материјали со висока отпорност. Акумулационата енергија на замаецот е: E=(1/2)Iω2 (I-моментна инерција, ω-аголна frekfenција), а напрегањето на материјалите е пропорционално на оваа енергија. Некои нови материјали, пред се влакнести композитни материјали се одликуваат со изузетно високи механички својства и може да послужат за изработка на суперзамаец. Најголемо внимание привлекува замаецот кој би бил изработен од повеќе илјади тенки стапови (f12 mm) долги околу 8 метри изработени од влакнести композитни материјали. Стаповите се радијално поставени во централното тело на замаецот во вид на кружни цилиндрични цевки со пречник 8m и висина околу 4 метри. На овој начин може максимално да се искористи nadol`nata јачина на овие стапови. До денес сеуште не е направен ниту еден суперзамаец. Се верува дека тоа е поради високата цена на композитните материјали и проблемот со сигурноста кој сеуште не е решен на задоволително ниво. Магнетно поле. Енергијата може да биде магационирана во магнетно поле. Во традиционалниот електромагнет електричниот отпор предизвикува загуби поради Џулова топлина. Поради тоа намотките мора да се ладат, а изгyбената топлина се надокнадува со непрекинато трошење на електрична енергија. Кога

109 намотката не би пружила отпор na протекувањето на електричната струја т.е кога би бил супер проводен, тогаш еднаш внесената енергија б произвела одредено магнетно поле, а одредена количина на електрицитетот секогаш би кружела низ намотките ne b malo potreba od negovo nadopolnuvawe. На овој начин енергијата во магнетното поле е пропорционална со квадратот на електричната струја во намотката. За корисtewe, доволно е кратко да се спојат индукционите секундарни намотки поставени околу суперпроводен акумулационен намотај: акумулираната енергија постепено ќе се троши. Степенот на корисност na ovoj akumulator би бил околу 95%. Главен технички проблем се суперпроводните намотки кои денес се прават од композитни материјали врз база на титан и заради одржување на температура од 1,8 К (околу -271,2 C). Сигурносен проблем претставува опасноста од нагло ослободување на акумулираната енергија во случај да откаже механизмот кој што ја остварува суперпроводноста. Постојат предлози за решавање на овој проблем, но сепак останува да се решат и низа други проблеми. Во заклучокот на ова излагање може да се каже дека акумулирањето на големи количини енергија за сега е решено само на хидроакумулационен принцип и делумично на принцип на електрична батерија. Затоа може да се смета дека акумулирањето на електричната енергија, иако е еден од основните проблеми на енергетиката сеуште не е решено на задоволителен начин. Иако постојат голем број на идеи повеќето од нив сеуште не се ни одблизу остварени иако нудат идеално решение. Сепак се очекува до крајот на векот до 25% произведената електрична енергија да биде секогаш акумулирана и искористена подоцна. Затоа поедини капиталисти сметаат дека вложувањето во развој на технологијата за акумулирање на енергијата денес претставува една од најпогодните инвестиции во областа на енергетиката, бидејќи ризикот е многу мал во однос на можноста за профит.

110 12.Termnologja tpov na turbn Termnologja Va`no vo razbraweto na osnovnte prncp koncept od n`enerstvoto za hdroenergja e razvojot na dobr defnc, ko mo`at da bdat pro{ren vo vzueln matemat~k zraz. Zborovte kako rabota, energja, mo}nost, barawe, teret, udar otpu{tawe maat specjalno zna~ewe vo prozvodstvoto na hdroenergja. Rabotata e prenesena energja e produkt od slata vremenskoto pomestuvawe. Energja e kapacetot za zvr{uvawe na nekoja rabota. Vodata e flud koj e dosta podv`en, pod dejstvo na gravtacjata ma energja. Rabotata zvr{ena od vodata vo prozveduvaweto na elektr~na energja se vr{ vo klovat ~asov (KWh). Vodnata energja mo`e da bde l potencjalna energja porad pozcjata, energja na prtsok {to prpa a na vodnot prtsok l knet~ka energja porad dv`eweto na vodata. Mo}nost e vrednosta na prenesenata energja l rabota zvr{ena vo ednca vreme. Presmetana e so zvr{enata rabota podelena so vremeto. Voob~aeno se mer vo klovat (KW), l se zrazuva vo kowsk sl (hp). Kapactetot na mo}nosta ~esto se korst vo odnos na vrednosta na prozvodstvo na energja od hdro-postrojkata. Prozvodtelte na hdraul~n turbn ~esto baraat da m se navedat podatoc za kapactetot na turbnata nvnte mern ednc, seedno dal toa }e bdat klovat (KW), l kowsk sl (hp). Barawe se odnesuva na znosot na mo}nosta koja{to n bla potrebna l bla pobaruvana, t.e. barana/mo}nost. Teret se odnesuva na vrednosta na elektr~nata energja koja {to e spora~ana do sstemot. Tuka teretot mo`e da pretstavuva elektr~na energja prozvedena od pove}e hdro-postrojk. Treba da se naglas deka teretot baraweto se povrzan me u sebe vo odnos na skorstuvaweto na elektr~nata energja. Najva`no za n`werot e da naprav plan pome u parot kapactet na mo}nosta hdro-postrojkte so teretot barawata na energja. Sekoga{ e potrebno prozvodstvoto na struja od vodenata energja da se ntegrra so prozvodstvoto na struja od drugte vdov energ. Kapactetot na mo}nosta od hdroenergjata na postrojkata e funkcja od dve glavn razlk na vodata: otpu{taweto na vodata hdraul~not l vodnot udar.

111 Otpu{tawe na vodata e vrednosta na volumenot V voda koja {to te~e nz postrojkata vo zavsnost od vremeto. Celosno otpu{tawe e sostojba na te~ewe koja se postgnuva koga vlezot na turbnata l ventlte se celosno otvoren. Pr maksmalnoto otpu{tawe, koga vodata protekuva nz turbnata, mame udar so maksmalna vrednost. Golemnata na otpu{taweto zavs od otvorenosta na vlezot na turbnata so cel na dobvawe oddredena vrednost na udarot za prozvodstvo na elektr~na energja. Hdraul~en udar e vsnskata razlka koga vodata po~nuva da pa a do nejznoto pomnuvawe nz postrojkata. Celosnot udar na hdroenergjata e razlka pome u gornata dolnata vsna na vodata. Gornata vsna e nvoto koga vodata se vteruva vo turbnata, a dolnata vsna e vsnata na zleguvawe na zlezot od turbnata. Mre`not udar efektvnot udar na turbnata, ednakov na celosnot udar mnus hdraul~nte zagub pred vlezot vo turbnata zagubte na zlezot od turbnata. Doland (1954) go defnral baranot udar na vodata kako efektven udar, za koj turbnata e konstrurana za najdobra brzna sposobnost za deluvawe. Vrednosnot udar e onoj za koj turbnata b prozvela oddreden kapactet elektr~na energja so pomo{ na generatorot. Defnran e kako vrednost na efektvnot udar, e garantran od strana na prozveduva~ot. In`werot Monograf go defnral krt~not udar koj se javuva pr celosno vnesuvawe na vodata vo turbnata. Zna~ koga najgolemoto mo`no kol~estvo voda protekuva nz turbnata, mame mnogu golem efektven udar. Krt~not udar so pomo{ na turbnata generatorot prozveduva najgolemo mo`no kol~estvo energja. Pr toa treba da se vnmava pr rabotata na turbnata da ne se nadmne ovoj krt~en udar kako ne b male preoptovaruvawe na turbnata generatorot, so {to b do{lo do nvno o{tetuvawe. Tpov na turbn Kako {to vodata pomnuva nz postrojkata, nejznata energja se pretvora vo elektr~na preku teloto {to se dv` poznato kako hdraul~na turbna l vodno l voden~no trkalo. Turbnata ma lopatk rezov, ko{to rotraat okolu nejznata oska pod dejstvo na vodata. Rotaconot del na turbnata l voden~koto trkalo ~esto e poznat kako rotor. Rotaconoto dejstvo na turbnata go zadv`uva elektr~not generator so kogo se povrzan. Generatorot prozveduva elektr~na energja. Hdraul~nte turbn se ma{n razven od osnova na dnam~koto dejstvo na vodata, kako od prtsnoto dejstvo na vodata. Podelen se vo dve grup. Prvata grupa se mpulsnte turbn ko ja skorstuvaat knet~kata energja od vsnsko brznskte mlazev na voda, transformraj} ja vodenata energja (energjata na vodata) vo mehan~ka. Vtorata grupa se reakconte turbn, ko prozveduvaat energja preku kombnranoto dejstvo od energjata na prtsok knet~kata energja na vodata. Reakconte turbn b mo`ele da se razvvaat (da bdat podelen)

112 ponatamu vo razl~n tpov, od ko najpoznat se Francsovata turbna propelerot. Impulsn turbn Razven se od strana na Lester Pelton. Potencjalnata energja na vodata, pomnuvaj} nz kanalte za vnesuvawe se pretvora vo knet~ka energja vo vd na voden mlazev, ko {to ponatamu udraat vo lopatkte na turbnata. Mlazevte od vodata g udraat lopatkte tangencjalno po kru`na lnja so djametar vo vsna na lopatkte vo sredna na (l pr) atmosfersk prtsok. Udraweto na vodata vo lopatkte e regulrano so upotreba na zadebelena gla na otvorot na turbnata, prka`ano na slka 12.2 So nejznata polo`ba se oddreduva kol~estvoto na voda koe{to b udralo vo lopatkte. Vo porazvente model na turbn se upotrebuva upravuva~ na mlazot so cel da se regulra vodenot mlaz koj udra vo lopatkte na turbnata. Slkata 12.3 e mpulsna turbna so vdlabnatna na rabot od lopatkata. Vdlabnatnata slu` da go za~uva udarot od mlazot na lopatkata t.e. na prethodnata lopatka dodeka mlazot e su{tnsk tangenta so zaobkolnot del (l proflot) na lopatkata. Potoa mlazot udra na nadvore{not rab na lopatkata pred toj del da bde premnat od rabot na slednata lopatka koja se dv` l vrt kon ovoj mlaz. Impulsnte turbn maat mnogukratn mlazev mo`at da bdat montran vo horzontalen l vertkalen pravec vo odnos na oskata. Impulsnte turbn ob~no se upotrebuvaat za vsok udar na vodata, se upotrebuvaat za lokac kade udarot l vsnata e 1000 ft l pove}e. Isto taka se korstat za postrojk so prozvodstvo so pomal kapactet. Odnosot na djametarot na trkaloto brznata na struewe na vodata ja oddreduva prmenlvosta na mpulsnata turbna. Peltonovte turbn maat prednost za vsoko hedarnte postrojk, za nstalac so abrazvn mater vo vodata za dolg vlezn nstalac vo turbnata, kade vodenot udar e krt~en. Neko mpulsn turbn se praven so posebno zaklnet lopatk na kolceto, a neko so celosno zleno kolce. Dvojno napregnatte nstalac se napraven so generator vo centarot na oskata, a turbnte se na dvata kraja od oskata na koja e generatorot. Turgo mpulsnata turbna e konstrurana taka {to da vodnot mlaz udra vo lopatkte pod agol. Vodata pomnuva nz lopatkte vo aksjalen pravec pred da bde zlezena od sprotvnata strana. Lopatkte se konstruran vo zavsnost od zgledot na rabot, t.e. nvnot zgled na rabot na stranata na spu{tawe na vodata. Prednosnte barawa na ove turbn se deka mo`at da rabotat so pogolem l po{rok mlazev {to rezultra so dobvawe na pogolema brzna vo sporedba so pomal ma{n. Drug tp na mpulsn turbn se strujnopremnskte turbn, poznat kako Bank l M~el turbn. Imeto strujnopremnsk doa a od faktot deka vodata premnuva nz lopatkte pr sozdavaweto na rotacja. Slkata 12.5 g prka`uva komponentte na turbnata. Nejznte prednost se toa {to standardnte golemn se dostapn, dur se dobva povsoka brzna na

113 rotacja vo sporedba so drugte vdov na mpulsn turbn. Regulaconot ventl na vlezot od turbnata go konrolra strueweto na razl~n delov od kolceto, so {to ove turbn mo`at da rabotat so po{rok krug na struewa. Slka 12.1 [ematsk prkaz na nstalacja na mpulsna turbna Slka 12.2 Impulsna turbna

114 Slka 12.3 Impulsna turbna so vdlabnatna na rabot na lopatkata Slka 12.4 Razlka pome u Peltonova turbna Turbo mpulsna turbna

115 Slka 12.5 Karakterstk na strujno premnska turbna Me{ano-strujn radjalno-strujn reakcon turbn Pr rabotata na reakconte turbn rabotnata komora e celosno napolneta so voda, a komandnata komora se korst za nadomestuvawe na hdraul~not udar kolku {to e mo`no. Slka 12.6 go prka`uva {ematskot prkaz na ovaa turbna. Pr uslov na te~ewe go odreduvaat zgledot na reakconoto trkalo. Ako tekot e vertkalen vo odnos na oskata na rotacja stanuva zbor za radjalno-strujna turbna. Vakov tp e Fournerovata turbna, kade vodata te~e radjalno nadvore{no. Mnogu porano reakconte turbn ble radjalno vnatre{no-strujn turbn. Ako tekot na vodata e delumno radjalno, delumno aksjalen, stanuva zbor za me{ano - strujn turbn. Najpoznata me{ano-strujna turbna e Francsovata turbna. Ovaa turbna ma venec vrska zatvoraj} g gornte dolnte delov na lopatkte, dodeka kaj propeler turbnata ma samo rezov. Slka 12.7 e presek na Francsova turbna, a slka 12.8 e zgled na Francsova turbna. Drug tp na me{ano-strujn reakcon turbn e djagonalnata turbna l Deraz turbnata. Turbnskte rezov se vo

116 pravec pod agol okolu rabot na eden konus. Okolu rezovte nema nkakva vrska. Na slka 12.9 mame presek na Deraz turbnata. Rezovte se regulran mo`at da bdat nareden okolu oskata navednat za 45 o kon oskata na vratloto. Delovte se napraven za upotreba kako reverzbln pumpn turbn. Te maat napredok vo oddr`uvaweto, sposobnost za deluvawe preku {rok rang na struewa, povsoka mo} na predavawe od rabotnte rezov na turbnskoto vratlo, raspredelba koja dozvoluva rabotewe so dopustlv golemn na hdraul~n udar. Slka 12.6 [ematsk prkaz na nstalacja na reakcona turbna Slka 12.7 Presek na Francsova turbna

117 Slka 12.8 Francsova turbna Slka 12.9 Presek na Deraz turbna

118 Aksjalno-strujn reakcon turbn Propeler turbna. Pravecot na te~ewe za pove}eto propeler turbn e aksjalen paralelno so oskata na rotacja, pa spored toa se nare~en aksjalno-strujn turbn. Nvnte korsnc skorstuvaat propelersk turbn so vertkalno vratlo. Pove}eto korsnc korstat horzontaln vratla. Propeler turbnte maat perk na rabotnoto kolce ko se cvrsto povrzan so nego, zatoa ove se vkaat fksno-perkast kolca. Perkte na kolceto mo`e da bdat zraboten za regulrawe, so {to turbnata mo`e da rabot so po{rok rang od tekov podobra sposobnost za deluvawe. Slka n prka`uva presek na tp~na propelerska turbna. Tp na propelerska turbna so koordnatvn regulacon perk otvor e nare~ena Kaplanova turbna po nejznot pronao a~ Vktor Kaplan. Propeler turbna so regulacon perk fksn otvor se odnesuva na sem-kaplan. Avtomatskoto prdv`uvawe na perkte regulrawe na polo`bata na otvorte, ovozmo`uva optmaln hdraul~n odlk so {to prav pove}e parametr da bdat zvodlv za razl~n tekov na vodata. Slkata ja prka`uva klasfkacjata karakterstkte na reakconte turbn. Novte nau~nc skorstuvaj} g aksjalnostrujnte turbn zaklu~le deka podreduvaj} g delovte vo specjaln kombnac nekoga{ se dobva cevna turbna. Delovte vo osnova se podreden da ja mnmzraat promenata na pravecot na te~ewe, da ja uprostat monta`ata na generatorot da sozdadat najdobr hdraul~n karakterstk za vodata koja {to mnuva nz postrojkata. Imame tp na cevna turbna kade {to generatorot e montran nadvor od protokot na voda, e povrzan so turbnata. Vakov tp na turbn prka`an se na no drektno slka Kapsularnata hdroenergetska postrojka sodr` propeler turbna koja rabot so generatorot vo mesto kade {to stovremeno protekuva vodata. Izgledot na generatorot e takov {to celot negov mehanzam e prtsnat vo mehanzam na djametar koj e prbl`no ednakov na djametarot na propelerot. Mnogu kompaktnata prroda ma cel da naprav neko prednost vo zgledot energetskte postrojk model vo protokot na vodata. Pr rabotata na ovaa postrojka, bara specjalno ladewe na generatorot so vozdu{na crkulacja, t.e. vozdu{ no ladewe. Ove tpov na turbn se prozveduvaat od razl~n kompan. Slka e presek na zbena turbna. Drug tp na turbn se rabno-generatorskte turbn. Tuka rotorot na generatorot e naglaven na perferjata na propelernata turbna, a statorot e montran so dodatna ntervencja. Treba da se napomene deka ste ove komponent se natopen vo voda. Ovoj raspored ja smaluva postrojkata. Za oddr`uvawe e potreben samo eden kran, so {to se smaluvaat drugte pobaruvawa vo odnos na odr`uvawe na edna postrojka. Relatvno golemot djametar na rotorot prozveduva golema nercja, {to e sostaven del na ove tpov turbn, prednost vo stablnosta pr rabotata. Slka ja prka`uva {emata na edna rabno-generatorska turbna.

119 Slka Presek na propelerska turbna

120 Slka Cevn turbn

121 Slka Presek na zbena turbna Slka Slka na rabno-generatorska turbna

122 Prenesuva~ na energja Kako {to e prka`ano na slkata so te~eweto na vodata nz pregradte, doa a do predavawe na energjata od vodata na rabotnoto vratlo, za prozvodstvo na elektr~na energja. Slka [ema na [najderov hdrodnam~k generator na mo}

123 13. Hdrolo{ka analza na hdropotencjalot Hdrolo{k parametr za analza na hdropotencjalot Na po~etokot e uka`ano deka prncpeln parametr ko se neophodn za pravewe na hdrolo{k stud se vodnoto prostranstvo hdrul~noto upravuvawe. Mereweto analzata na ove parametr se prmarn hdrolo{k problem. Zapomnuvaj} deka hdrologjata e studja za pojavata, dv`eweto, dstrbucjata na vodata, na, nad vo zemjnata povr{na pr {to lesno mo`e da se uvd deka e del od hdrolo{kot problem da se dentfkuva vertkalnoto rastojane pome u nvoto na vodata na dolnte l voda na hdroelektranata, pr pu{tawe na vodata od zlezot na cevnata nstalacja vo turbnata. Spored toa, determnraweto na potencjalnata pr~na za znesuvawe na predlog za hdroelektrana e sogleduvawe na problem {to go dentfkuvaat vsnte na vodnte povr{n {to se o~ekuva da postojat za vreme na postoewe na hdroelektranata. Ova vklu~uva pravewe na planov kade vodata }e bde dovedena od zvorot na voda, kade vodata }e bde osloboduvavna od hdroelektranata. Vo neko stud, dobrte konturn map mo`e da bdat dovoln za determnrawe na vrednosta na hdroul~noto vodewe. Zatoa gornoto nvo na vodata dolnoto nvo so zatvorawe mo`e da se menuva so prote~uvawe, e potrebno da se razvjat djagram so krv ko }e ja poka`uvaat promenata na gornoto dolnoto nvo so tekot na vremeto, nvoto na vodata vo rekata l dnte potreb za rabota na hdroproektot. Raspolagaweto so vodata e mnogu pogolem problem so koj treba da se soo~ zatoa {to prlvot vo tekot e normalna. Promenlva po dol`nata na tekot kako {to ste prtok se vklu~uvaat vo tekot l neko skr{nuvawa na vodata go namaluvaat prlvot. Sl~no prlvot se menuva so tek na vreme so {to ja obvrzuva hdrolo{kata promena {to e pr~nata so menuvaweto na talo`eweto, sparuvaweto, topeweto na snegot {to vljae na golemnata na re~not tok. Tpov na hdrolo{k stud Vo hdrolo{kte stud stepenot na prefnetost so ko se napraven analzte ovozmo`uva tpov na stud. Napraven se tr ednostavn stud: 1. Pojdovna studja - studja na zvduvawe, 2. Studja na prakt~nost zvodlvost, 3. Studja na odreden, jasen plan l prmerok. Pojdovnte stud se pravat da g otkrjat potencjalnte energetsk resurs da ja ocenat mo`nata energja vo rekte da ne bde gradbata tolku specf~na. Studte na zvodlvost se napraven da go formulraat specf~not proekt l proektte da se procenat razvojot po`elnosta so snabduvawe na hdro energja. Ova normalno

124 bara so tek na vreme da dava vremensko menuvawe na vodostojot za da se ovozmo` dovolno to~no da se odred mo`not kapactet na elektranata. Studjata na odreden jasen plan l prmerok se stud ko se napraven so prethodna postapka so vklu~uvawe na krajnot plan zapo~natata konstrukcja. Ove stud normalno baraat dnevna l mese~na sostojba na vodnot tek ob~no baraat operacsk stud za da se defnra otpu{taweto na energjata ekonom~nosta vo krt~nte perod koga mame nzok vodotek na rekata vo nejznoto snabduvawe. Слика 13.1 Типична крива на траење Za da se dobjat adekvatn podatoc vrz osnova na ko mo`e da se zrabot studja na prakt~nost l studja na jasen plan prmerok, potrebno e da se napravat merewa na terenot da se nstalraat mern stanc. Dobr preporak za vodewe na vakv merewa program za sobrawe na podatoc se nao aat vo svetskata meterolo{ka organzacja Buchanen&Sommers Obemot na merewata sofstcranata presmetka na hdrolo{kte podatoc sepak zavs od vremeto na raspolagawe kol~nata na par za hdrolo{kte anlz. Mnogu pat zapste na prrodnot dotok se necelosn l se doben od lokac ko {to se nao at pogore l podolu na mestoto so specf~en hdropotencjal. Tokmu porad toa e potrebno da se napravat korekc. Zapste mo`at da bdat kratkotrajan. Neophodno mo`e da bde vrednuvaweto korelacjata so zmerente podatoc vo blznata. Tehnk za pravewe ekstrapolacja se objasnet vo tekstovte delata na Lnsley, Kohler, Paulhus (1975) Vsseman, Harbaugh, Knapp (1972). Vo neko slu~a mo`e e potrebno da se naprav presmetka na protokot odlvnata magntuda korstej} g podatocte od vrne`te

125 presmetkte od odlvnte koefcent. Prmer za toa kako podatocte od vrne`te mo`e efektvno da se upotrebat vo presmetkata na anlz za vreme traewe na protok }e bdat prezentran vo prmer 13.1 Analz za krv na traewe Korsen na~n za tretrawe na vremenoto varrawe na podatocte za prazneweto na vodata vo studte za hdropotencjalot pretstavuvaat krvte za traewe na protokot. Krvte na traewe se djagram vo koj se daden protokot vo odnos na vremeto, a protokot {to poedna~no mo`e Слика Крива на траење од мерни станици во хомоген слив da protekva mo`e da se nadmne. Krvata na traewe na protok samo g podreduva dotocte po red na golemna, vel~na pred vstnsko vremensko redewe na dotocte vo sprotvnot vremensk del. Krva na traewe na protok ovozmo`uva karakerstkte na dotokot na dolg vremensk perod da se predstav vo edna krva. Dva metod na presmetuvawe na ordnatte za krv na traewe na protok se: tehnka na redno klasfcrawe tehnka na klasfcrawe vo nterval. Tehnka na redno klasfcrawe g zema vo obzr celosnte vremensk ser na protokot {to predstavuva st prrast na vremeto za sekoja zmerena vrednost, kako dnevna, nedelna mese~na go red protokot spored golemna. Redno klasfcrawe se ozna~uva so ndvdualn redn broev pr {to najgolemoto po~nuva so red eden. Toga{ rednte broev se delat so cel broj, taka {to dobent broj se mo` so 100 za da se dobe stot del od vremeto za koe dadenot protok e ednakov l nadmnat nz perod na merewe {to bl zemen vo predvd.

126 Ekstrapolacja na podatoc za traewe na protokot kon nemerlvte mesta Mnogu ~esto podatocte za protokot ko se dostapn od mern stanc, ne se doben od lokacjata, od koja analzte vsu{nost treba da se napraven. Od metodte potrebno e da se razvjat ekstrapolac od podatocte za traeweto na protokot ko }e bdat stovremeno reprezentatvn za soodvetnata strana na strujata. Sleden metod za zrabotuvawe sntet~k krv za traeweto na protokot vo blo koja to~ka na vodenata struja se bazra na tehnk razven vo severozapadnte regon vo SAD. Ove analz se korsn vo regon kade strujnot protok nevarra drekno so mestoto na drena`a l praznewe. Procedurata e da se napravat djagram na krvte za traeweto na protokot za ste zmeren vodn stru vo opsek na homogente bazen na drena`a, kako {to e proka`ano na sl Od ove krv e razvena famlja na parametr~n krv na traewe kade protokot Q e nacrtan nasprot prose~not god{en odlv R l prose~noto god{no praznewe Q, za karakterst~nte merewa zgolemen za nekolku procent. Za sekoj nterval na zgolemuvawe koj prtoa e korsten e razvena odelna krva potoa se zvr{en korelacon analz za da se prka`e najsoodvetnata krva za podatocte doben od zmerente zaps na protokot na vodnata struja. Rezultat e parametr~na krva na traewe na protokot prka`an na sl Слика Параметарска крива на траење на протокот (Clearwater Rver, Idaho) Drug metod e razven od strana na ~lenovte na unverztetot vo Va{ngton korstej} go slednot prstap (Hetz, 1981). Vrednostte na protokot za sekoe traewe na protokot pr opredelena to~ka na zgolemuvawe se podelen spored prose~noto god{no praznewe so cel da se dobe dmenzonanten termn za protokot. Potoa stte se nacrtan

127 nasprot poedne~not nterval na zgolemuvawe na logortm~na hartja na verojatnost (sl. 13.4) za na kraj da se dobe bezdmenzonalna krva na traeweto na protokot. Toga{ najsoodvetna krva e razvena za poedne~noto mesto so homogena hdrologja taka {to edne~nata krva g povrzuva karakterstkte na bezdmenzonalnot protok so procentot na zgolemuvawe. Porad brojot na mnmalnte vrednost nadvore{nte vrednost od nenadejnte poplav l ekstremno nskte protoc, verodostojnost na krvata vo grancte e dovedena vo pra{awe. Слика Бездимензионална крива на траење на протокот Za korstewe na parametr~kte krv na traewe na protokot, potrebo e da se opredel Q vo to~ka l mesta na vodnata sruja kade hdrolo{kte analz }e bdat napraven. Vo prodol`ene e objasneta procedurata na determnraweto. Najprvn mora da bde razvena to~na zohetna mapa na normaln S god{n vrne` na re~not bazen. Izohetnte map sodr`at ln ko predstavuvaat ednakv vrne` za geografskot regon. Treba da se obrne vnmane deka kartata go predstavuva stot perod kako podatokot za protokot za vodnata struja. Bazenot na praznewe dava voda vo polo`bata koja se sptuva graf~k e defnrana na zohetnata karta. Iskorstuvaj} g zapste od prose~nte god{n vrne` vo koefcentot na odlv e presmetan za bazenot na drena`a ko se zu~uva. Ovaa vrednost mo`e da bde subjektvna vo opredeluvaweto porad toa predstavuva mesto za pravewe na zna~ajn gre{k, zatoa pove}e vnmane treba da se obrne vo procenuvaweto na god{not koefcent na odlv. Prozvodot od ovoj koefcent mo`e da se skorst vo presmetuvawe na prose~noto god{no praznewe korstej} ja slednata formula: KPA Q= (31,536,000) _ Q prose~en god{en odlv ft 3 sekunda