1. OP[TA DEFINICIJA ZA ENERGIJATA

1. OP[TA DEFINICIJA ZA ENERGIJATAZa razlika od klasi~nata mehanika koja masata ja smeta zakonstantno svojstvo na teloto, sovremenata (relativisti~ka) mehanikazboruva za vkupnata masa koja zavisi od brzinata na teloto vo odnos nanabquduva~ot:m0m (1)21( v / c)kade {to:m o - masa na teloto vo miruvawe,c - univerzalna konstanta,v - brzina na teloto vo odnos na nabquduva~ot.Se gleda deka vkupnata masa na teloto te`nee kon izedna~uvawe so“klasi~nata” masa na miruvawe, ako (v/c) 2 se pribliùba kon nulata.Bidej}i e spomnat principot na klasi~nata mehanika (deka masata ekonstantno svojstvo na teloto) koj e proizlezen od sekojdnevniteprakti~ni iskustva, sleduva deka konstantata c mora da bide mnogugolema vo odnos na brzinata so koja ~ovekot obi~no se sretnuva vo svetotkoj go okruùva i na koj i samiot pripa|a. Za potrebite za opi{uvawe napojavite vo makrosvetot, nema merlivi razliki (pa ni kontradikcii)pome|u ravenkata (1) i principot na konstantnata masa. Ako se zeme deka(v/c) 2 e mnogu pomalo vo odnos na edinica, od ravenkata (1) sleduva:m mm00mm01 21( v / c)211 1( v / c)21cm0 m222 vSe gleda deka teloto koe od sostojba na miruvawe zapo~uva da sedviì so brzina v, vkupnata masa porasnuva za m. Ovoj prirast na masa epribli`no proporcionalen na kineti~kata energija na teloto koe sedviì so spomenatata brzina.Toa dava mo`nost za voop{tuvawe na poimot energija. Bidej}isilata e definirana so:d(mv)F dttoga{ elementarnata rabota e vo pravec na dejstvuvawe na silata:dxdW Fdx d( mv) vd(mv)dtSo ogled deka ovaa rabota e potro{ena na zabrzuvawe na teloto, pozakonot za konzervacija na energijata, elementarnata rabota mora da bideednakva so promeneta na vkupnata energija na teloto:2dW dE v dm mvdv

So diferencirawe na ravenkata (1) se dobiva:2dE c dm2E E c ( m 0)0m2mvdv ( c2 v ) dmod kade:Ako se vovede poimot vkupna energija na telo koe miruva vo odnos nanabquduva~ot: E c20m o, od kade:2E c mOva ja pretstavuva pro~uenata Ajn{tajnova relacija od koja sledizaklu~okot deka masata na teloto treba da se sfati kako parametar naenergetskata sostojba na teloto, proporcijalno na vkupnata energija nateloto.Vo soglasnost so sfa}aweto na materijalisti~kata filozofija odsli~nost na materijata i energijata, zna~i deka vkupnata energija nateloto e isto {to i vkupnata koli~ina na materijalni tela.Koga stabilno telo so masa m o }e se razdeli na n delovi ~ii masi}e bidat m i (i=1,2,3..., n), od iskustvo se znae deka potrebno e da se potro{ienergija Eex>Ev . Ravenkata so koja se iskaùva zakonot za konzervacija naenergijata glasi:E E ex E skade e:od kade:Eodnosno za:20 mocEEviEsexvn12mic1( vi0/ c)2nimnn 222 mivi ( mic) m0c ;2 0 (n11m ci2 ) m c021m vn 22i ic i i 2i m ( mi ) mGoleminata Ev e energija na vrskata na telata, odnosno koli~inana materijata koja delovite gi drì razdvoeni, pa m e prirast na masatana razbieno telo.Vo obraten slu~aj, pri soedinuvawe (fizija) na dve ili pove}etela, doa|a do osloboduvawe na spomenatata energija na vrskata vo vid naosetliva toplota ili zra~ewe. Na toj na~in se objasnuva nastanuvawetona toplinata pri hemisko soedinuvawe na elementite, na primer, prisogoruvawe na hemisko gorivo (pri soedinuvawe so koslorod) ili prifuzija na lesni atomski jadra.Za razlika od stabilnite tela, nestabilnite tela se raspa|aatspontano. Toa e slu~aj so radioaktivnite atomski jadra, toga{ imame:n10Em00 Ec2sn1m ci1( vi2/ c)2nn2mic1 1m vi22i

Se zabeleùva deka fragmentite na raspa|awe, raspolagaat so energija:Ekni i2 m0c im v22n1m ci2kako i deka pri spontan raspad doa|a do defekt (zaguba) na masa : mm0Mnogu stabilni tela (atomski jadra) moàt ve{ta~ki da se dovedat vonestabilna sostojba ako im se ovozmoì da apsorbiraat neutron(aktivacija). Toga{ posle kratok vremenski period doa|a do spontanoraspa|awe ili, kako {to obi~no se veli, do emisija na elementarni~estici. Posebno, atomskite jadra na te{kite elementi (kako {to euraniumot i toriumot koi se nao|aat na granica na svojata stabilnost pazatoa se na kraj na tablicata na periodniot sistem na elementite -Mendeleev), posle aktivirawe moàt da stanat nestabilni i da seraspadnat na dve lesni jadra so visoka kineti~ka energija i na nekolkuneutroni. Ovaa pojava se narekuva nuklearna fuzija i kako izvor natoplinska energija se koristi vo sovremenite nuklearni centrali.n1m i1.2. ENERGETIKAEnergetika e tehni~ka disciplina koja se bavi so proizvodstvo nanositelite na energija od energetskite izvori i sirovini, potoa sotransformacija, prenosot i distribucija na energijata kako i zametodite za korisna i racionalna upotreba na energijata. Osven toa,energetikata se bavi i so posledicite od proizvodstvoto i upotrebata nanositelite na energijata vrz ~ovekovata okolina.Vidovi (nositeli) na energija se: elektri~na energija, toplotnakoja e sodràna vo cvrsti, te~ni ili gasoviti nositeli, potoa energijataod fosilni i nuklearni goriva i najposle, mehani~ka i zra~na energija.1.3. EDINICI MERKIVo energetikata, namesto op{tata definicija (to~ka 1), podpoimot energija se podrazbira goleminata na izvr{ena ili potencijalnoostvarliva rabota. Na toj na~in so isti merki moàt da se iskaàtrezervite na energetski surovini i kapacitetite na izvorite na energija,da se sledi kvantitativnoto pretvorawe na edna vrsta (nositeli) naenergija vo druga, evidentirawe na proizvodenata i potra{enata energijai da se vr{i balansirawe na op{tite tekovi na energijata, kako i da seutvrdi korelacija pome|u potro{ena energija i op{testveniot razvoj ida se planira optimalen razvoj na energetikata vo okvir na planovite nastopanskiot razvoj.

Vo statisti~kata praksa kako op{ta edinica za energija se koristienergijata na eden ton ekvivalenten jaglen (1 tEU), poretko eden tonekvivalentna nafta (1 tEP=1,43 tEU), dodeka edinicata kilokalorija(1kcal) se koristi vo toplotna energija, a kilovat~as (1 kWh) zaelektri~na energija.Koli~inite (rezerva) na energetski surovini i goriva, sporediskaùvaweto vo energetski ekvivalenti (vo kWh), po potreba seizrazuvaat i vo prirodni edinici, kako vo edinca za masa (1t=1Mg), a kajgasnite goriva ponekoga{ i vo normalni kubni metri (1m 3 ).Se razbira, se koristat i mnogu osnovni edinici so primena nastandardnite oznaki: M, G, T, (mega, giga, tera), kako na primer:10 9 kWh = 10 MWh = 106 3GWh = 1 TWh.,Za polesno presmetuvawe (prefrluvawe) na tradicionalniteenergetski edinici vo edinicite na me|unarodniot sistem, priloèna eslednava tabela:Tabelite 1 i 2sodràt podatoci sopomo{ na koi rezerviteenergetski surovini iligoriva izrazeni voprirodni edinici moèlesno da se presmetuvaat voekvivalentni koli~ini naenergija.2. OSOBINI NA TOPLOTNATA ENERGIJAToplotna energija za korisna primena se dobiva neposredno odSonceto ili od prirodnite izvori na topla voda ili para, iako mnogu~esto so sogoruvawe na goriva, ili preku elektri~na energija.

Presmetana toplotna mo} na nominalnite goriva1. Fosilni gorivaMWh/tTabela 1kWh/m31.1. Cvrsti gorivaAntracit 8,0Kamen jaglen- uvozen 8,0- doma{eni v. Tabela 2.Kafeav jaglen v. Tabela 2.Lignit v. Tabela 2.Koks-od koksara 7,2- od plinara 6,4Briket jaglen 6,4Su{en lignit 4,01.2. Te~ni gorivaSirova nafta 12,0Te~ni goriva (benzin, petrolej), 12,4Te~en gas 12,0Maslo za loèwe 11,61.3. Gasni gorvaPrirodni gas 9,6Gas od plinara 4,48Sintezen gas 4,482. Nuklearna gorivaU 3 0 8 60000Ruda na uranium (srednasodrìna na uranium p %) 700.pToplinata sluì za greewe na prostorii, za zagrevawe nasanitarna i tehni~ka voda, za priprema na hrana i prozveduvawe navodena para, toplewe, su{ewe i sli~ni postapki (t.n. tehnolo{kitermi~ki procesi). Toplinata ima golemo zna~ewe poradi svoiteosobini deka moè da se transformira vo mehani~ka energija. Me|utoa,ova moè da se ostvari samo pod uslov da samo del od upotrebenatatoplina preminuva vo mehani~ka rabota, dodeka ostatokot mora da sepredade na okolinata. No, toa ne vaì vo obratna nasoka: mehani~katarabota moè bez ostatok da se pretvori vo toplina.

Presmetana toplotna mo} na jaglen(MWh/t)Tabela 2Pod toplina se podrazbira del od vnatre{nata energija na teloto.Taa e proporcionalna na proizvodot od brojot na ~estici od koi sesostoi teloto i srednata kineti~ka energija:2Q Ukin c N ( mW / 2) k N TSpored toa, “toplinata” postoi samo vo telo “nositel na toplina”, pa zatoplinata ne moè da se zboruva nezavisno od nositelot. Goleminata2T ( c / k)(mW / 2) izvedena od gorniot izraz se narekuva temperatura natelo.Ako nositelot na toplina e gas zatvoren vo sad so odredenazafatnina, toga{ me|usebnite sudiri pome|u ~esti~kite od gasot(koncentracija n) se manifestiraat kako pritisok:2 2P n mW / 2(2)3Na osnova na ovaa ravenka (2) i empiriskite zakoni na Bojl-Mariot i Gej-Lisak (Boyle-Mariotte, Gay-Lussac) se dobiva slednata ravenkaza sostojbata na gasot:

Od kade se gleda deka entropijata e golemina na sostojbata. Od slika 2sleduva deka dovedena i odvedena toplina moè da se presmetaat soslednite integrali:QQ212 12(12 2s11121T21( s)ds T21(s2 s12 T s)ds T ( s ) (dovedena toplina) ) (odvedena toplina)Od slikata 1 sledi deka rabotata na zbivawe na okolinata e dadena soizrazot:W212 12( 12 2v11 P v)dv P ( v ) :a rabotata na zbivawe na gasot :121 P21v2W( v)dv P21(v21)Od na~inot na koj e konstruirana slikata 2, formalno e: W12 Q 12iW21 Q 21, odnosno, zbirot na mehani~kata rabota e:W W12 W21 Q12 Q21Se gleda deka kru`niot proces opi{an so pomo{ na dijagramite naslikite 1 i 2 ovozmoùva pretvarawe na dovedenata toplina Q 12vo zbirna mehani~kata rabota W , pod slednite uslovi:1) Eden del od dovedenata toplina Q 12mora da se vrati na okolinata( Q 21); i2) Mora da se raspolaga so izvor i ponor na toplina, pri {to ponorotmora da ima poniska temperatura od izvorot.Stepenot na iskoristenost po definicija e:WQ12 21 12 21 2 121 1;12Q QQ12( T TT12( s2)( s s )1s)TT12{to zna~i deka delot na iskoristenata toplinata }e bide pogolem akoodnosot na srednata temperatura na rabotnoto telo pri odveduvawe idoveduvawe na toplina e pomal.Ako ciklusot e izveden taka {to toplinata se doveduva priTmax const , a odveduva pri Tmin const , i ekspanzijata i kompresijata narabotnoto telo se odvivaat po adijabata s1 const , i s2 const .,toga{o~igledno vo takviot ciklus }e ja dostigne maksimalnata vrednost:Tminmax c 1. TOva go pretstavuva taka nare~eniot Carnot-ov ciklus.max

Industriski se razvieni ma{ini za pretvarawe na toplinska vomehani~ka energija (toplinski motori) vo koi, poradi uslovite natehni~kata realizacija, se koristat ciklusi razli~ni od Karnotoviot,kade:P 12( v ) -zakon za zbivawe na okolinataP 21(v ) -zakon za zbivawe na rabotnoto teloT 12( s ) -zakon za doveduvawe na toplina na rabotnoto teloT ( ) -zakon za odveduvawe na toplina od rabotnoto telo21 sSlika 1 Slika 2termodinami~kiotstepen na iskoristenostte pomal od c.Toplinata oslobodena vookolinata e:Qkp Q 12(1 t) od kadekonverzionata potro{uva~kae:Qkpq 1t; (6)Q12Prakti~no, vonajdobrite turbo-ma{inii motori op{tiot stepenna iskoristenost (givklu-~uva mehani~kite itoplinskite zagubi)iznesuva okolu 0,45, a vo srednite se dviì pod 0,3. Toa zna~i deka okolu70% od dovedenata toplina se vra}a vo oklinata poradi {to postoiopasnost od prekumereno toplotno opteretuvawe na prirodnata voda ivozduhot (“toplotno zagaduvawe” na okolinata).

2.2 RASPROSTRANUVAWE NA TOPLINATATeloto kako nositel na toplina, nezavisno na agregatnata sostojba,vo op{t slu~aj ne e mikroskopski ramnomerno zagreano t.e. sodrìnatana toplinata po edinica zafatnina (volumen) e neramnomernorasporedena. Vakvata sostojba e neramnote`na i nestabilna. Procesot nauramnoteùvawe e kolektivno udirawe na ~esti~kite, pri {to doa|a doizedna~uvawe na kineti~kata energija na ~esti~kite (termalizacija nasistemot). O~igledno e da vo tekot na termalizacijata vi{okot naenergija od edna zona difuzno se prenesuva vo zona so pomalku energija,toplinata se naso~uva od zona so pogolema temperatura vo zona so pomalatemperatura. Vo cvrsto telo ovoj proces moè da se nare~e sproveduvawena toplinata, a opi{an e so slednata formula na Fourier :2 2 2Tk T T T2 ( ) D T2 2 2cxytOd druga strana, sekoe cvrsto telo koe e na temperatura razli~naod temperaturata na gasovite ili te~nata okolina, razmenuva toplina sotaa okolina se do izedna~uvawe na temperaturata. Delot na vakapredadenata toplina so konvekcija, opi{an e so formulata na Wutn(Newton):q ( T z Tf)kade: , koeficient na preo|awe na toplina so konvekcija;T z...........T f, temperatura na povr{inata na teloto ….. temperaturana fluidot.Eden del od teloto prima toplina od okolinata (ili ja predava naokolinata) so apsorpcija odnosno so emisija na toplotno zra~ewe dodekapostoi temperaturna razlika. Ovoj proces se narekuva prenos na toplinaso zra~ewe, a opi{an e so primena na zakonot na Stefan i Bolcman(Boltzmann), so slednata ravenka :Q4 4q F12( T1 T2)A1kade: F12, e faktor na oblikot na povr{inata A1i A2koi me|usebnozra~at; , konstanta na zra~eweto.2.3 STEPEN NA ISKORISTENOST NA TOPLINSKI MOTOROd opi{anite procesi vo to~kata 2.2 se gleda deka toplinatapreminuva od potopla vo poladna sredina, odnosno potrebna e razlikapome|u temperaturite na dvete sredini za da moè da dojde dopreminuvawe na toplinata. Procesite opi{ani vo predhodnitepodglavija (2.1 i 2.2) doveduvaat do slednite posledici:Vo realen toplinski motor se vr{i konverzija na toplinata vomehani~kata rabota so stepen na iskoristenost na referentniot ciklust tc, kade t 1, a ( 1 t) e konverziona potro{uva~ka.Osven konverzionata potro{uva~ka doa|a i do zagubi i poradinepovratni transformacii vo tekot na procesot. Taka, maksimalnata

temperatura na rabotnoto telo mora da bide pomala od temperturata odizvorot na toplina, a minimalnata pogolema od temperaturata naponorot. Poradi toa se namaluva referentniot stepen na korisnost inastanuva e nt( n 1). Osven toa, sekoja toplinska ma{ina iliobjekt ~ija sredna rabotna temperatura e razli~na od temperaturata naokolinata trpi parazitna razmena na toplina so nea srazmerno narazlikata vo temperaturite. Ovaa toplina pretstavuva nepovratnogubewe na energija. Najposle, nepovratno izgubena energija predstavuva ionaa mehani~ka energija koja se tro{i za sovladuvawe na trieweto vosistemot na toplinskiot motor.Spored toa, vkupniot stepen na korisnosta na ma{inite zakonverzija na toplinata vo mehani~ka rabota e: ,ectna vkupniot neiskoristen del na toplinata e daden so zbirot:1 q g g g q g ,enhmkade:q 1 t, konverziona potro{uva~ka,q n, konverziona zaguba (gubewe na rabotnata sposobnost),qh, zaguba od konvekcija i zra~ewe,, mehani~ka zaguba (triewe).q mTaka vkupnite specifi~ni zagubi dadeni se so:g 1e (1 t) tet(1 n),od kade sleduva:gn 1 .tOd gruba procenka moè dase primeni i: (1/ ) 1( T T) /( T ) ,nn`c 0 0Tkade T e temperaturnata razlika pome|u temperaturata na izvorot natoplinai srednata temperatura na rabotnoto telo pri doveduvawe natoplina, a T0razlika pome|u srednata temperatura na rabotnoto telopri odveduvawe na toplina i temperaturata na okolinata. So ovaspecifi~nite zagubi iznesuvaat pribli`no:gn g g 1 `) .hmt(nSe gleda deka nepovratnata konverzaciona zaguba moè da senamali samo so zgolemuvawe na povr{inata za prenos na toplina. Toa giq n

zgolemuva investiciite, taka da ovoj na~in na namaluvawe na zagubitepretstavuva tipi~en slu~aj koj bara ekonomsko-tehni~ka optimizacija.Zagubite so konvekcija i zra~ewe moàt da se namalat so primenana toplotna izolacija na ma{inata, osobeno na cevnite vodovi, dodekamehani~kite zagubi se namaluvaat so primena na sovr{ena konstrukcija ipodobar kvalitet na obrabotkata.2.4 ENERGIJA I STEPEN NA RABOTNI SPOSOBNOSTIVo dadeni uslovi vo koi se odviva konverzija na toplinata vokorisna rabota, treba da se utvrdi maksimalnata mo`nost na izvorot natoplinata (teloto), bezogled na tehni~koto re{enie na samata ma{ina zakonverzija. Pod telo obi~no se podrazbira odredena masa na gas (naprimer, produkt na sogoruvawe) volumen (V), entalpija (i), entropija (S),temperatura T i pritisok P. Teloto e so razdelna povr{ina odvoeno odokolinata, ~ija temperature T0 const . i pritisok P0 const . Okolinatavo tehni~kiot sistem obi~no predstavuva prirodna sredina.Vo po~etnata sostojba 1 teloto i okolinata ne se vo ramnoteà,taka {to P1 P0i T1 T0. Promenata na sostojbata koja toga{ zapo~nuva,doveduva do sostojba 2. t.e. do ramnoteà so okolinata: P2 P0i T2 T0.Entropijata na sistemotvo sostojba 1 i sostojba 2 e:S*1S1 S01* i S2 S2 S02,taka da, po drug zakon, promenata na entropijata na sistemot:S* S0 ( S S ) 1 02Toplinata koja teloto ja predava na okolinata pri promena nasostojbata 1 do 2 e:*Q T S T STS ) ,0 0 00(1S2promenata na vnatre{nata energija na teloto e:U2U1 Q WW0 .Sleduva izrazot za nadvore{na korisna rabota, t.e. rabota koja teloto javr{i nad okolinata:*W U 1 U2 T0( S1 S2)T0SW0Vo toplinska ma{ina izvorot na toplina (rabotno telo) obi~no senao|a vo mehani~ka ramnoteà so nadvore{niot objekt na rabota (naprimer, preku klip so soodveten mehanizam). Pri promena na sostojbata

na teloto (izvorot), nadvore{niot objekt na rabota vr{i nad telotorabota:2W0 d( PV) PV1 1 P2V2( P2 P0)1Toga{ maksimalna korisna rabota se dobiva za S * 0 t.e. zapovratna promena na sostojbata. Vo ovoj slu~aj maksimalnata rabota,svedena na edinica masa na teloto, se narekuva (specifi~na) rabotnasposobnost i glasi:Wmaxi1 i2T0s1 s2) ( e e ,12kade {to e i T0se egzergija, edna korisna pomo{na golemina (Z. Rant).Stepenot na rabotna sposobnost na odredena toplinska ma{ina vodaden sistem izvor-okolina moè da se zapi{e so odnosot: W /W ,RS maxkade: W Q 12, vistinska korisna rabota na ma{inata (po ciklus).e3. OSOBINI NA ELEKTRI^NATA ENERGIJAZa razlika od site dosega spomenati vidovi energija, elektri~nataenergija ne se nao|a vo prirodata vo upotrebliva forma. Sepak taazazema posebno mesto vo energetikata poradi svoite posebni svojstva.Vo posebnite svojstva na prvo mesto treba da se spomne toa { topretvoraweto na mehani~kata vo elektri~na energija (i obratno)teoretski moè da se ostvari bez zagubi. Na slika 4 e prikaàna {ema natakov sistem kade so Ese obeleàni dveidenti~ni elektri~nima{ini, od koi edna(povrzana so parnaturbina) raboti kakoelektri~en generator,a drugata rabotikako elektromotorkoja dava pogonska energijaza kompresorot(ili za nekoja drugamehani~ka naprava).Blagodarenie na toasvojstvo, elektri~nata energija, upotrebena na opi{aniot na~in,predstauva posredni~ki vid na energija, bidejki ovozmoùva ne samolesno prenesuvawe na elektri~na energija na golemi rastojanija, tuku iprenos sî do individualnite potro{uva~i. Ova transmisiono-posredni~kosvojstvo elektri~nata energija go zadrùva i vo sloènata

sovremena mreà na sistemot za proizvodstvo, prenos i distribucija naelektri~na energija.Blagodarenie na ostanatite svoi posebni svojstva, elekti~nataenergija isto taka prestavuva skoro idealen vid na finalna energija zabezbroj primeni. Taka elekti~nata enegija lesno se pretvora vo toplina,svetlina, magnetna energija, zvuk i ultrazvuk, elektromagnetni branovi(radio i ultra-kratki branovi, gama kvantumi), a osven toa se upotrebuvaza elektroliza na rastvorite (vo hemiskata industrija i metalugija),potoa se koristi vo elektronikata ~ija primena e vo sistemot natelekomunikacii, kompjuterska tehnika kako i mnogu drugi primeni.Najposle, elektri~nata energija moè da se akumulira voograni~eni koli~ini vo elektro-hemiski akumulatori (za dopolnitelnokoristewe koga i kade e potrebno).Proizvodstvoto na elektri~na energija go so~inuvaat ~etiriprincipi na konverzija na razli~ni vidovi na energija vo elektri~na.Toa se:1) elektri~na indukcija2) termo-naponski efekt3) elektro-hemiski efekt4) foto-naponski efektPrviot princip opfa}a konverzija na mehani~kata vo elektri~naenergija, vtoriot toplotna vo elektri~na energija, tretiot energijata nahemiski transformacii se pretvora vo elektri~na energija i na kraj~etvrtiot po red princip opfa}a postapka na konverzija na energija naelektromagnetnoto zra~ewe vo elektri~na energija.Postapkite zaosnovani na prviot princip do denes predstavuvaatprakti~no edinstven na~in za dobivawe na elektri~na energija vo takanare~ena golema energetika, za zadovoluvawe bilo na masovni potrebi,bilo za golemi poedine~ni potro{uva~i. Ovde stanuva zbor zaelektri~ni rotacioni ma{ini taka nare~eni generatori ilialternatori vo koi mehani~kata energija potro{ena na nivno vrtewekonvertira vo elekti~na energija.

oseka vodata od bazenot protekuva niz istata turbina koja ereverzibilna, koja e taka konstruirana i vo dvata slu~ai da go vrtigeneratorot. Mo}nosta na turbinata e proporcionalna na kvadratot naamplitudata na branovite na plimata (t.e. kvadrat od visinata nabazenot), povr{inata na bazenot i za~estenosta na plimata i osekata.Sledi deka specifi~nite investicii na dadena lokacija (t.e. za dadenaamplituda i period na branovite na plimata) se pomali, dokolku bazenote pogolem, pa naj~esto se primenuvaat samo instalacii so mnogu golemasnaga, no vakvite lokacii se retki. Vo Francija postoi u{te edno mestokade {to moè da se izgradi vakva elektrana, vo zalivot Mont St. Michel.Elektranata na ova mesto bi rabotela pome|u dva bazena, sekoj sopovr{ina od 1100 km 2 , a 300 turbini od 40 MW bi ostvaruvale godi{noproizvodstvo od 30 milijardi KWh elektri~na energija, {to odgovara nagodi{no iskoristuvawe na kapacitetot od okolu 2500 ~asovi. Pokrajodredeni dobri osobini, vlijanieto na okolinata i cenata bi bilapregolema, pa zasega nema izgledi proektot da se realizira. Od ova segleda deka energijata na plimata ima lokalno zna~ewe.Morskite branovi od morskata {ir do bregovite ja nosatenergijata {to ja dobile od vetrot. Silata {to doa|a na bregot e mala, odredot 10 KW na metar dolìna na bregot (za amplituda na branot od 1 m iperiod od 10 sekundi). Silata se menlivo so tekot na vremeto. Da bi sezafatile zna~aen del od silata na branovite potrebno e golema dolìnaod bregot da se snabdi so oprema, koja bi trebalo da se za{titi odnevreme. Na primer, studijata koja e rabotena za obala vo Kazablanka(1944-1948) pokaùva deka investicionite to{oci za edna elektrana sosnaga od 250 MW se desetostruko pogolemi od tradicionalnitehidroelektrani, a bi zafatila okolu sto kilometri od obalata. Idejataza elektrana koja }e raboti na morskite branovi seu{te ne e napu{tena.Vo Velika Britanija neodamna e rabotena studija za koristewe naenergijata na branovite vo Severnoto more. Primenata na energijata nabranot e sosema specifi~na i lokalna.

4.1.2 ENERGIJA NA VETEROTEdrata i veternicite pretstavuvaat najstar na~in zaiskoristuvawe na energijata na veterot. Se smeta deka veternicitenastanale vo Persija, a duri vo tekot na 11 vek se pojavile vo Evropa.Veternicite do neodamna se koristele za pumpawe na voda i lokalnoproizvodstvo na elektri~na energija. Pred 25-30 godini ovaa tehnologijabila prakti~no napu{tena, za vo posledno vreme interesiraweto zaiskoristuvaweto na energijata na veterot po~ne da raste. Vo izminatite60 godini imalo neuspe{ni obidi za izgradba na xinovski veternici(Velika Britanija, SSSR, SAD), no po izbuvnuvaweto na energetskatakriza vo 1974, golemite zemji, nau~nite, vojnite i industriskiteinstitucii povtorno prevzemaat inicijativa, no do denes seu{te nikadene se zapazeni zna~ajni rezultati, osven za specifi~na i lokalnaprimena.4.2 FOSILNI ENERGETSKI SUROVINIVo fosilni energetski surovini se vbrojuvaat: jagleniot, surovatanafta i prirodniot gas. Fosilnite goriva imaat organsko poteklo inastanale kako rezultat na toplinskoto, mehani~koto i biolo{kotovlijanie, vo dolg vremenski period na rastitelniot i ìvotinski svet,nataloèni vo razli~ni geolo{ki formacii.Jaglenot e najrasprostraneto fosilno gorivo. Poteknuva odpalezoitskiot period koga xinovskite karbonski {umi bile potopeni odgolemite moriwa. Se nao|a vo sloevite na zemjinata kora.Osnovni vidovi na jaglen, po geolo{ka klasifikacija se:antracitot, kameniot jaglen, kafeaviot jaglen, lignitot i tresetot.Procentualnata sodrìna na jaglerod se zgolemuva so starosta najaglenot i se dviì od 50% vo drvoto, 58% vo tresetot, 75% vo lignitotdo 90% vo antracitot. So zgolemuvawe na procentualnata sodrìna najaglerodot se zgolemuva i toplinskata mo} na jaglenot. Vremeto nakoristewe na jaglenot iznesuva pove}e od 1000 godini, no periodot nanegovo intenzivno koristewe vo golemi razmeri iznesuva okolu 200godini.Surovata nafta prestavuva smesa na pogolem broj jaglevodorodi sorazli~na molekulska masa i na~in na nivno vrzuvawe so prisustvo nasulfur, kislorod i azot vo primesite. Surovata nafta se dobiva odzemjata preku dupnatini koi specijalno za toa se dup~at na mestata kadeima nao|ali{ta na nafta, a koi se nao|aat na dlabo~ina vo zemjata od5000 metri pa i pove}e. Naftata vo surova sostojba kako prirodno gorivone na{la {iroka primena, no so nejzina prerabotka moàt da se dobijatisklu~itelno ceneti proizvodi t.n. nafteni derivati koi gizadovoluvaat sovremenite tehni~ki uslovi. Naftenite derivati vonajgolem broj slu~ai se koristat kako goriva no kako i maziva zapodma~kuvawe i surovini vo hemiskata industrija. Najgolemi nao|ali{tana nafta se nao|aat na: Bliskiot istok, Rusija, Severna Afrika,Venecuela, Meksiko i SAD.

Prirodniot gas se javuva obi~no na mestata kade {to imanao|ali{ta na nafta ili samostojno. Nastanal po istiot proces natransformacija od istite parametri kako i naftata. Prirodniot gas senao|a kako sloboden nad naftata, ili kako vrzan, rastvoren vo naftata.Vo sostavot na prirodniot gas se nao|aat gasni jaglevodorodi, od kojnajmnogu metan so primesi na vodorod i negorivni gasovi. Najgolemiprirodni nao|alista na priroden gas se nao|aat vo Rusija, SAD, BliskiotIstok, Alìr, Venecuela i dr.4.4 REZERVI NA FOSILNI I NUKLEARNI SUROVINIVo to~kata 4.2 e spomnato pra{aweto za utvrduvaweto na rezervitena nekoi surovini deka e vo tesna vrska so tro{kovite za ekspolotacija.Bidej}i pri ekstrakcija na surovinata se tro{i i odredena energijaporadi tehnolo{kiot proces, moè da se postavi i tehnolo{ka granicana mo`nosti za eksploatacija. Koja se postignuva koga koli~inata napotro{ena energija za ekstrakcija na edinica energetska surovina }estane ednakva na koli~inata neto energija koja od nea moè da se dobie.Ottuka stanuva jasno: 1) deka vkupnite vistiski rezervi ne se ona so {to~ovekot moè da raspolaga; i 2) deka tehnolo{kata granica ja odreduvamaksimalnata iskoristliva rezerva, no taa e promenliva bidej}i zavisiod napredokot na tehnologijata. Iskoristlivite rezervi se opredeluvaati so drugi uslovi, kako {to se: dostapnost zaradi objekti na terenot(gradovi, reki, ezera, kulturno-istoriski spomenici), potoa vlijanietona ekstrakcijata na rudata vrz okolinata (zagaduvawe na terenot, vodatai vozduhot, promena na mikro klimata, ìvotnite naviki i uslovi i sl.)Deneska na me|unarodno nivo e usvoeno tipizacija na razli~nikategorii na resursi prikaàna vo tabela 3.Tipizacija na razli~ni kategorii na resursi Tabela 3KategorijaStepen na poznavawena iskorist.koli~.Predvidenitro{kovi prieksploatacijaPrimenetatehnologija priekstrakcijaDokaàni rezerviA+BDobro poznati(80-95%)EkonomskiopravdaniPoznati iraspolo`liviVerojatni rezerviC 1Te{korezerviC 2dostrapniDelumnopoznataNedovolnopoznato(proceneti)Oceneto e dekamoè da bidatekonomskiopravdaniVerojatnomnogu visokiPoznato iraspolo`livoBarausovr{uvawe inov razvojSamiot poim “ekonomski isplatliva eksploatacija” pretstavuvamnogu promenliv uslov. Na primer, vo tabelite 4 i 5 se prikaànirezervite na uranium. Se gleda deka tie vo najgolem broj slu~ai zavisatod pretpostavenite tro{oci za dobivawe (cena). Dodeka tro{okot za

proizvodstvo na elektri~na energija od nukleranite elektrani }e sepresmetuva na baza na cenata na uraniumot od otprilika 80 USD pokilogram, interesot na proizvoditelot na uranium ne bi postoel zanepovolnite nao|ali{ta. Ottuka e verojatno deka vkupnite rezervi sepogolemi od onie {to se znaat. (Tabelite 4 i 5 ne moàt da se sporeduvaatme|u sebe, bidej}i ednata se odnesuva na cenata za U 3 O 8 od 1973 god., adrugata na cenata na metalen uranium od 1978 god.)I kaj jaglenot i naftata cenata zavisi od rezervite. Maksimalniteiskoristlivi rezervi na jaglenot se mnogu pogolemi od rezervite nanaftata i gasot. Me|utoa, brojkite mnogu se razli~ni vo zavisnost od toadali stanuva zbor za dokaàni, verojatni ili samo oceneti rezervi.Rezervi na uranium (U 3 O 8 ) vo SAD Tabela 4Koncetracija na ruda Cena do USD/kg Vkupno rezervi 10000 tpogolema od (ppm)1600100020060253223570110220pove}e stotini11271630240084001740010 6 - 10 7Rezervi na uranium (U) vo svetot Tabela 5Cena USD/kg Razumno dokaàni Verojatni Vkupnorezervirezervi rezerviDo 8080-1301650540151059031601130Do 130 2190 2100 4290Verojatnite rezervi se pome|u 1300 i 2000 TWgodina. [to seodnesuva na maksimalnite iskoristlivi rezervi, misleweto naekspertite se razlikuva, voglavnom vo procenkata {to e iskoristlivo.Svetski dokaàni rezervi na nafta iznesuvaat pome|u 90 i 100miljardi toni, odnosno 130-140 TWgodina. Pri ovaa procenka zemeni sevo predvid samo 15% od maksimalno iskoristlivite rezervi (okolu 700TWgodina). Maksimalno iskoristlivite rezervi se proceneti na okolu300 milijardi toni nafta, ili okolu 420 TWgodini.Me|utoa, naftata ja ima vo dlabokite moriwa, vo polarniteoblasti i vo bitumenskite minerali.Dokaànite rezervi na priroden gas iznesuvaat okolu 80 TWgodina, no i ovaa procenka e neprecizna bidej}i eksploatacijata na gasote mnogu nesigurna zaradi golemata dlabo~ina na koja naj~esto gasot senao|a. Maksimalnite rezervi iznesuvaat okolu 800 TW godina, od koinajgolem del se na golema dlabo~ina. Za eksplatacija na ovie rezervipotreben e nov tehnolo{ki razvoj, a tro{ocite za dobivawe }e bidatverojatno mnogu visoki, taka da realno e da se smeta so mali rezervipriroden gas.

4.5 GEOTERMALNA ENERGIJAToplinata sodràna vo vnatre{nosta na zemjata se narekuvageotermalna energija. Zgolemuvaweto na temperaturata na zemjata sezgolemuva so zgolemuvawe na dlabo~inata. Temeraturen gradient erazli~en za razli~ni predeli i se dviì od 10 do nad 80 (c/km). Sporeddosega{nite soznanija vnatre{nata toplina na zemjata poteknuva odradioaktivnoto raspa|awe na te{kite elementi vo zemjinata kora, a edendel doa|a od nejzinata vnatre{nost t.e. od centarot, kade se smeta dekatemperaturta dostignuva do 6000 ( o C ). Osven so radioaktivo raspa|awetoplinata vo zemjinata kora se sozdava i na drugi na~ini i toa so:egzoenergetski hemiski reakcii, kristalizacija i vcvrstuvawe narastopenite karpi, triewe na povr{inskite masi pri tektonskipomestuvawa i dr.Izvorite na geotermalna energija moè da se grupiraat vo dvegrupi i toa:-geotermalna energija na podzemni fluidi,-geotermalna energija na suvite karpi.Koristeweto na energijata na podzemnite fluidi se do po~etokotna 20 vek bilo ograni~eno isklu~ivo na topla voda za kapewe i terapiskolekuvawe, a od 1904 godina i za proizvodsvo na elektri~na energija kogana izvorite so vodena para na mestoto Larderelo vo Italija e izgradenaprvata eksperemintalna geotermalna centrala.Izvorite {to ja koristat energijata na suvite karpi se najgolempotencijalen izvor na geotermalna energija me|utoa za da moè da sekoristi toplinata na suvite karpi mora vo niv da se vnese voda kakosredstvo za ladewe. Vodata ja odzema toplinata na suvite karpi, sezagreva i kako topla voda ili vodena para se vra}a na povr{inata nazemjata. Zaradi zgolemuvaweto na dopirnata povr{ina pome|u vodata isuvite karpi potrebno e da se izvr{i razdrobuvawe na karpite.Razdrobuvaweto moè da se izvr{i so: hidrostati~ki pritisok,konvekcionalni ili nuklearni eksplozii.Spored temeraturniot gradient suvite karpi moàt da se podelatna:-hipertermalni podra~ja,-termalni podra~ja,-normalni podra~ja.Bilo koja procenka da se napravi na rezervite na geotermalnaenergija, nema da bide to~na. Vkupnite svetski rezervi na geotermalnaenergija na dlabo~ina od 19 kilometri se procenuva na 4*10 22 [J], ako samo1% od ovaa energija se transformira vo elektri~na pri koeficient natransformacija od 25. Vkupnoto proizvodstvo bi iznesuvalo 10 20 [J] {todava mo`nost da se izgradat geotermalni centrali so mo}nost od 60[GW].Denes vo svetot rabotat pove}e centrali za proizvodstvo naelektri~na energija od geotermalna energija i toa vo: Italija, SAD, NovZeland, Meksiko, Japonija, Rusija i dr.

4.6 SONÊVA ENERGIJAEnergijata na sonceto e najobilen, neiscrpen, besplaten iobnovliv izvor na energija, koja ne ja zagadiva okolnata sredina, no imadva osnovni nedostatoci i toa: mala gustina na energetskiot fluks i enepostojana. Zaradi toa nejzinoto koristewe e povrzano so re{avawe naproblemot na koncetracija na protokot na son~evoto zra~ewe iakumulacijata na son~evata energija.Sonceto e osnoven izvor na energija. Poradi svojata ogromnapovr{ina, koja e zagreana na visoka temperatura, sonceto zra~i energija.Protokot na son~evoto zra~ewe daden so vkupniot spektar naelektromagnetni branovi iznesnesuva 3,8 *10 26 .Osnovata na negovoto zra~ewe se bazira na ultravioletoviot,vidliviot i infracrveniot del od spektarot. Vkupnata energija koja do|akon zemjata iznesuva 1,73*10 17 (W) ili samo pribli`no 4,5*10 10 del odenergijata {to ja zraci sonceto. Od vkupnata energija {to ja zra~isonceto {to doa|a kon zemjata okolu 30% se reflektira od oblacite i~esti~kite vo atmosferata i povtorno se vra}a vo vselenata, 46,8% sepretvora vo toplina, 23% se tro{i za isparuvawe na vodata i zasozdavawe vrneì, samo 0,2% se tro{i za sozdavawe na vetrovite,morskite branovi i morskite strui, a samo 0,02% od vkupnata energija soprocesot na fotosinteza se tro{i za sozdavawe na organski materii.Samo mnogu mal del od organskite materii proizvedeni soprocesot na fotosinteza, vo uslovi na nedostatok na kislorod pokrieniso golemi koli~estva pesok i varovnik, vo tekot na iljadnici godininastanale fosilnite goriva. Procesot na fotosinteza na zemjatazapo~nal u{te pred 3 milijardi godini i od nego nastanal kislorod {topostoi vo zemjinata atmosfera.4.7 SEKUNDARNI ENERGETSKI SUROVINIVo ovaa grupa spa|aat recikliranite surovini t.e. nepotpolnoiskoristenite ili otpadni supstancii koi povtorno moàt da bidatiskoristeni. Primer: iskoristeno maslo od ma{inite, otpadnite gasoviod rafineriite, iskoristeno nuklearno gorivo od nuklernite reaktorikonvertori,osiroma{en uranium i sl. Posebna kategorija ja so~inuvaatsekundarnite biomasi: stopanstveni i {umski otpadoci, gradski smet ivegetativni otpadoci. Ovie supstancii moàt da se koristat neposrednokako gorivo (posle obi~na priprema), bilo da e tehnolo{ka prerabotkaza cel dobivawe na metan, menanol i etanol.5. GORIVO I ZBOGATUVAWE NA GORIVATAFosilnite energetski surovini opi{ani vo to~ka 4.2 se vikaatu{te i primarni goriva. Primarnite goriva podleàt na primarnopre~istuvawe posle {to moàt neposredno da se koristat. Pod primarnopre~istuvawe na jaglenot se podrazbira grubo ostranuvawe nane~istotii, kamen i glina (po mehani~ki pat). Sli~no i surovata naftanajprvin se smestuva vo separatori kade se vr{i izdvojuvawe na

disperzivniot priroden gas, nataloènata voda i cvrstite primesi(pesok). Na sli~en na~in primarnoto pre~istvuvawe se vr{i i na drugiteenergetski surovini. Me|utoa, za podobruvawe na osobinite, prirodnitegoriva podleàt na prerabotka ili zbogatuvawe. êsto, zbogatenitegoriva se narekuvaat i u{te sekundarni goriva.5.1 OSNOVNI OSOBINI NA GORIVATAGorivata se delat sprema upotreblivosta. Najva`ni osobini vopogled na primenata se: toplinskata mo}, sodrìna na vlaga, sodrìna naparazitni i {tetni primesi i osobini pri sogoruvaweto (zapallivost,odnesuvawe na {qakata i dr.). Voo~ena e karakteristi~na zavisnostpome|u odnosot na brojot na atomi na vodorod i jaglerod (H/C) i brojot naatomi na jaglerod (C) vo (makro) molekulata na gorivoto (slika 6). Naslika 7 e prikaàna karakteristi~na povrzanost pome|u H/C itoplotnata mo} na gorivoto. Od dvete sliki se zaklu~uva deka ~ovekotbaraj}i gorivo so pogolema toplotna mo}, vsu{nost bara gorivo sopogolem odnos H/C, odnosno istoriski, od upotrebata na cvrstite goriva,postepeno se preminuva na sé pogolema primena na te~nite i gasovitigoriva. Taka slikata 6 go opi{uva dosega{niot razvoj na primenata nagorivata, kako i sovremenite tehnologii vo procesot na oplemenuvawe.Toa ukaùva na krajnata cel, odnosno, koristewe na vodorodot. Posvoite osobini vodorodot }e bide gorivo na idninata, ne samo poradisvojata toplotna mo}, tuku pred se toj prestavuva klu~ za ostvaruvawe navodorodniot energetski ciklus vo prirodata (slika 8): bez naru{uvawena ramnoteàta na ciklusot na fotosinteza, bez zagaduvawe na okolinatai bez opasnost od iscrpuvawe na rezervite na energija (regeneracija).5.2 PRERABOTKA NA JAGLEN5.2.1 BRIKETIRAWE NA JAGLENBriketiraweto na jaglenot (od francuski: briquette) e proces navkrupnuvawe na sitniot ili pra{kast jaglen pod dejstvo na sila odnosnona pritisok, so ili bez dodavawe na svrzuva~ki materijal. Najpogodni zabriketirawe se lignitot i kafeaviot jaglen, iako moè da se briketirai kameniot jaglen.

Celta e briketiraweto e da se pretvori nekvalitetniot jaglen vogorivo so pogolema kalori~na vrednost. êsto pati so procesot nabriketirawe moè da se ovozmoì ekonomski opravdana upotreba nasitniot ili lo{iot jaglen.

5.2.2 DLABOKO SU[EWE NA LIGNITOTDlabokoto su{ewe na lignitot e proces so koj se otstranuvanajgolem del od vlagata. Zaradi visokata sodrìnata na vlaga od 40-60%,lignitot ima pomala toplinska mo}. So procesot na dlaboko su{ewe semenuva i strukturata na lignitot, pri {to se dobiva pokvalitetnogorivo. Najpoznat proces na su{ewe na lignitot e Flajnsneroviot metod(Fleissner), koj se sostoi od izloùvawe na jaglenot na topla voda i vodenapara vo avtoklavi so zafatnina od 20-40 m 3 na pritisok od 200-300 bari.Poslednata faza e vakumiraweto na avtoklavata, pri {to se ostranuvaatsite fluidi i ostanuva suviot jaglen.

5.2.3 KOKSIRAWESo suva destilacija jaglenot se raspa|a na niza od cvrsti, te~ni igasoviti supstancii od koj koksot e najdragocen. Postapkata na suvadestilacija se deli vo tri grupi:- primarna (niskotemperaturna: 450-550 o C); se narekuva {velovawepri {to se dobiva proizvod polukoks,- srednotemperaturna (600-800 o C), i- visokotemperaturna (900-1000 odnosno 1300-1350 o C); se narekuvakoksirawe i se dobiva koks.Pri zagrevawe na jaglenot bez prisustvo na vozduh doa|a prvo dosu{ewe na jaglenot, potoa do odvojuvawe na kislorodot (CO 2 i CO) isulfurot (H 2 S I SO 2 ). Vo temeraturen interval od 350-450 o C po~nuvaatda se izdvojuvaat jaglevodorodnite destilacioni gasovi. So poka~uvawena temperaturata, vo destilacionite gasovi preovladuva vodorodot, za daposle 800-1000 o C od jaglenot se izdvojat site gasoviti gorivni materii.Cvrstiot ostatok, vo zavisnost od vidot na jaglenot, e koks ili polukoks.Te~nite produkti na suvata destilacija se terot i ternata voda.Polukoksot se odlikuva so dobri svojstva na sogoruvawe iotsustvo na sulfur vo produktite na sogoruvaweto, no i so zna~itelnasodrìna na pepel kako i so mala mehani~ka otpornost, pa zatoa sekoristi vo industrijata kako i vo {irokata potro{uva~ka. Za razlika odnego koksot e mehani~ki otporen kako gorivo i ima mala sodrìna napepel, pa se koristi vo proizvodstvo na leano èlezo kako gorivo i kakoredukciono sredstvo. Pri taa prilika visokite pe~ki gi napu{ta

takanare~en koksen gas (voglavno CO). Ovoj gas se koristi za zagrevawe navlezniot vozduh vo visokata pe~ka.Vo kupolnite pe~ki koksot sluì isklu~ivo za topewe na leanoèlezo, zaradi {to se koristi koks so “niska reaktivnost” (pomalkuporozen), bidej}i vo sprotivno bi do{lo do proizvodstvo na {tetenjaglen monoksid (zagaduvawe na okolinata).5.3 PRERABOTKA NA NAFTAOsnovnata prerabotka na sirovata nafata e fizi~ko razdeluvawena prirodnata smesa na razli~ni jaglevodorodi na niza komponenti(frakcija) od koi sekoja se odlikuva so druga temperatura na isparuvawe.So postepeno zagrevawe na naftata i kondezacijata na parata na odredeninivoa na temperaturata, doa|a do fizi~ko izdvojuvawe na oddelnikomponenti-frakcii (frakciona ili atmosferska destilacija). Deneskanamesto atmosferska destilacija naj~esto se koristi frakcionakondenzacija, pri koja najgolem del od naftata najprvo se pretvora vopara, pa potoa se izdvojuva so postepena kondezacija.Od naftata se dobivaat:-gasoviti goriva-benzini-petroleum-dizel-motorni goriva i-mazut (maslo za loèwe).So ponatamo{na obrabotka odnosno so vakumska destilacija namazutot, se dobivaat:-te{ki dizel-motorni goriva-maziva (masla) i-ostatoci kako bitumen i te{ki masla za gorewe.Site proizvodi dobieni na ovoj na~in, spa|aat vo grupata naprimarna obrabotka. Ako neposredno se ispra}aat do potro{uva~ite,mora prethodno da se pro~istat.Pogolem del od ovie proizvodi ponatamu se prerabotuvaat so celpodobruvawe na kvalitetot ili za dobivawe na odredren (proektiran)kvalitet. [to pretstavuva sekundarna obrabotka.Za razlika od frakcionata kondenzacija koja e fizi~ki proces,postapkite na sekundarnata obrabotka se hemiski procesi koi se delat naslednive grupi:1. Krekovawe (razdeluvawe na jaglevodorodite)2. Polimerizacija i alkilacija (spojuvawe na niì molekuli so vi{imolekuli)3. Konverzija (pretvorawe na jaglevodorodot od edna vo druga forma)4. Hidrogenizacija (zgolemuvawe na koli~inata na odnosot H/C).5.4 SINTETI^KI GORIVASinteti~kite goriva se dobivaat so specijalni postapki naprerabotka na poniski vidovi na goriva ili goriva dobieni so sinteza voprava smisla na zborot. Najgolemata grupa ja so~inuvaat te~nite igasoviti goriva koi se dobivaat od jaglenot, bidej}i rezervite na jaglen

vo svetot se najgolemi, a potrebite za kvalitetno gorivo koe voprirodata e pomalku zastapeno e mnogu pogolema od potrebata na jaglenvo cvrsta sostojba. Glavnoto objasnuvawe za relativno sporotoprodirawe na ovaa tehnologija vo praksa e visokata cena na sinteti~kitegoriva. Pokraj jaglenot kako surovina za sinteti~ki goriva se koristi idrvoto, tresetot, te{kite frakcii na naftata, zemjodelskite i gradskiteotpadoci.5.4.1 GENERATORSKI GASOVIGeneratorskite gasovi se dobivaaat vo gasogeneratorite soprocesot na gasifikacija na jaglenot. Osven jaglen, moè da se koristat ibitumenski {krilci vo specijalni gasogeneratori. Gasifikacijata voosnova pretstavuva nepotpolno sogoruvawe pri {to se dobiva gas kojpokraj produkt na nepotplno sogoruvawe sodrì i produkt na termi~korazloùvawe (piroloza) na cvrsto gorivo. Procesot na pretvorawe nacvrstoto gorivo vo gasovito se odviva vo ~etri fazi odnosno pet osnovnivarijanti:1. Varijanta1. Zona. Oksidacija (sogoruvawe) na koksot so pomo{ na vozduh soosloboduvawe na toplina (Q):C+0 2 +N=CO 2 +N 2 + (Q)2. Zona. Redukcija na jaglen dioksid so tro{ewe na toplina (Q 1 ):CO 2 + C (Q 1 )=2CO3. Zona. Sozdavaweto na koksot odnosno polukoksot, kakoposledica na termi~ko razloùvawe na jaglenot, so sozdavawe na gorivnigasovi i tro{ewe na toplina (Q 2 ).4. Zona. Su{ewe na jaglenot so tro{ewe na toplina (Q 3 ). Vkupentoploten bilans na procesot e:Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 , kade Q 4 e zaguba na toplina.2. Varijanta- so vduvuvawe na me{avina na vozduh i vodena para namesto ~istvozduh (vo 1 zona), so osloboduvaweto na toplina (Q ’ ):3C+O 2 +N 2 +H 2 0=3C0+H 2 +N 2 +(Q’)3. Varijanta- so vduvuvawe na me{avina na kislorod i vodena para soosloboduvaweto na toplina (Q ’’ ):3C+O 2 +H 2 O=3CO+H 2 +(Q’’)4. Varijanta- kako prethodnata varijanta, samo pod pritisok od 35-100 bari.5. Varijanta- metanizacija: 3CO+ H 2 +H 2 O=CH 4 +2CO 2

Opi{anite varijanti gi davaat pette osnovni tipovi sinteti~kigasovi od jaglenot (vo zagrada: toplotna mo} vo MJ/m 3 ):1. Vozdu{en gas (3,7-4,7)2. Voden (sinteziran) gas (do 7,5)3. Niskokalori~en gas (do 11,2)4. Viskokokalori~en gas (do 18,6)5. Sinteti~ki priroden gas (okolu 37,3)Ovaa klasifikacija treba da se zeme samo uslovno, bidej}i ova eobid vo voop{tena forma da se prikaàt mnogute varijanti koi sesretnuvaat vo praksa ili se vo proces na intenziven razvoj. Pobliskaklasifikacija bi barala da se zeme vo predvid vidot na jaglenot i tipotna postrojkata, {to ne spa|a vo ovoj kurs.Se gleda deka eden del od koksot sogoruva vo zona 1, samo so cel dase dobie toplina Q koja e potrebna na samiot proces na gasifikacija vopotesna smisla (zonite 2, 3 i 4). Ovaa toplina moè vo procesot da sedovede i od nekoj drug izvor, dokolku e toa tehni~ki vozmo`no iekonomski opravdano. Denes vo svetot intenzivno se raboti na razvoj napostapkata vo koja ovaa toplina bi se doveduvala od visokotemperaturnitenuklearni reaktori. Ekonomskoto opravduvawe se gledavo toa {to {to nuklearnata toplina e poeftina od toplinata dobiena odsogoruvawe, a so ova bi se za{tedile golemi koli~estva na jaglen.5.4.2 DESTILACISKI GASOVIDestilaciskite gasovi (v. to~ka 5.2.3) se dobivaat so suvadestilacija na drva, treset, kafeav i kamen jaglen. Suvata destilacijamoè da bide primarna ili visokotemperaturna, vo zavisnost odprimenetiot proces odnosno redewe. Destilaciskite gasovi glavnonao|aat primena vo krugot na industriskiot pogon vo koj {to seproizveduvaat. Se razlikuvaat 4 osnovni vrsti na destilaciski gasovi odjaglen: (vo zagrada: toplotna mo} vo MJ/m 3 ):1. Destilaciskite gasovi na kafeaviot jaglen1.1. Primarna destilacija (5,8-8,8)1.2. Visokotemperaturna destilacija (10,5-15,5)2. Destilaciskite gasovi na kamen jaglen2.1. Primarna destilacija (12,5-30,5)2.1. Visokotemperaturna destilacija (16,7-23,8)5.4.3 RAFINERISKI GASOVIRafineriskite gasovi nastanuvaat vo procesot na prerabotka nanaftata (v. to~ka 5.3) i isto taka se koristat vo rafineriite (na pr., zazagrevawe na cevnite pe~ki). Od suroviot rafineriski gas pred upotrebase izdvojuvaat frakcii so 3 i 4 atomi na jaglerod po molekul.Te~ni gasovi (koi mnogu lesno kondenziraat) se jalevodorod so 3 i4 atomi na jaglen po molekul: propan (C 3 H 8 ), propilen (C 3 H 6 ), butan(C 4 H 10 ), butilen (C 4 H 8 ), i izobutan. Bidej}i mnogu lesno kondenziraat natemperaturata na okolinata (na pritisok okolu 2-8 bari), se narekuvaatte~ni gasovi. Se dobivaat so izdvojuvawe od prirodniot gas ili odrafineriskite gasovi. Se prodavaat pod imeto ”butan gas”.

Imaat {iroka primena vo doma}instvata i industrijata pa i zapogonsko gorivo kaj avtomobilite, se karakteriziraat so niza dobriosobini. Proizvodstvoto e ograni~eno, bidej}i naj~esto se javuva kakonuzprodukt.5.4.4 VODORODDenes {iroko se rasprostraneti samo dva procesa voindustriskoto proizvodstvo na vodorod. Po edniot, so vodena parea sedejstvuva na vàren koks, pri {to se odviva slednava operacija:C+H 2 0+=C0+H 2Jaglerodniot monoksid so pomo{ na Ca(0H) 2 se pretvora vo talog(kreda) pri {to se dobiva u{te eden atom na vodorod:C0+Ca(0H) 2 =CaCo 3 +H 2Po drugiot process, se vr{i reformirawe na metanot dobien odprirodniot gas, po ravenkata:CH 4 +H 2 O=CO+3H 2Dobieniot vodorod so neposredno razloùvawe na vodata (soelektroliza ili kataliti~ko razloùvawe) denes e ili mnogu skapo(elektroliza) ili seu{te tehnolo{ki nerazvieno. Primenata naelektrolizata e ograni~ena samo na specijalni uslovi, koga se raspolagaso eftina elektri~na energija ili koga vodorodot sluì za akumulirawena energija.5.4.5 TE^NI SINTETI^KI GORIVASe dobivaat od jaglen so sinteza na vodorod i jaglerod monoksiddobien so gasifikacija:CO+2H 2 =CH 2 +H 2 0Potoa, so polimerizacija na radikalot CH 2 se dobiva maslo po sostavsli~no na naftata. Ova maslo potoa se prerabotuva isto kako nafatata ise dobivaat benzini ili dizel goriva so razli~en kvalitet. Na ovoj na~inse dobivaat mnogu ~isti goriva. Vaka dobienite benzini se so polo{kvalitet, a dizel-gorivoto so podobar kvalitet vo odnos na gorivatadobieni od prirodna nafta. Tehnologijata za dobivawe na sinteti~kite~ni goriva e poznata u{te odamna, no poradi visokite proizvodnitro{oci se koristi samo po potreba. Vo posledno vreme, so naglotoporasnuvawe na cenata na naftata, povtorno se projavuva interes za ovaatehnologija, a posebno tehnologijata za dobivawe na alkohol. Taka podpritisok od 300 bari i na 200 o C vo prisustvo na cink i hrom, ili podpritisok od 50 bari i na 250 o C vo prisustvo na visoko selektivenkatalizator na baza na bakar, ili na u{te nekolku na~ini se odvivasinteza pome|u vodorod i jaglerod monoksidot:

CO+2H 2 →H 2 CO 2 H 2 →CH 3 OHt.e. kako dva molekula na vodorod da preminuvaat vo te~na faza svrzanipreku molekulot CO. Na toj na~in nastanuva metil alkoholot, te~nogorivo koe vo tehnikata se narekuva metanol. Metanolot moè da seproizvede na mnogu na~ini i od razli~ni surovini. Metanolot imagolema perspektiva koga stanuva zbor za {tedewe na benzin, bidej}i ne emnogu poskap od nego, no so dodavawe na 15% metanol vo benzinot sedobiva mnogu kvalitetno i ekonomi~no gorivo za avtomobilite. Nametanolot mu se pretskaùva {iroka primena.5.5 BIOENERGETSKI PROCESIFizilo{kite procesi na ìvotot (na rastenijata i ìvotnite) sedi{eweto, fermentacijata i fotosintezata. Dodeka fotosintezata seodviva pod dejstvo na sonceto vo prisustvo na kislorod i prestavuvaproces na sozdavawe organska materija, fermentacijata zapo~nuva bezprisustvo na kislorod, koga }e prestane di{eweto i prestavuva oblik zapreìvuvawe vo novi uslovi. Toga{ organizmot tro{i eden del odsopstvenata materija za odrùvawe na ìvotnite fukcii. Najpoznatiprocesi na fermentacija se:1. Transformacija na {e}erot vo alkohol (etanol):C 6 H 12 O 6 →2C 2 H 5 OH+2CO 22. Bakteriolo{ka transformacija na glikozata, celulozata iazotnite soedinenija vo poniski supstancii i metan.Procesite na fotosinteza se koristat za proizvodstvo na raznirastenija ~ij prirast e visok. Ovie rastenija ili delovi od ovierastenija neposredno moàt (posle su{eweto) da se koristat kako gorivo(celuloza). Procesite na fermentacija se koristat za proizvodstvo naalkohol od razli~ni rastenija vo koj spa|aat i {e}ernata trska, repa,p~enka i dr. Posebna primena na fermentacionite procesi prestavuvatransformacijata na vegetativnite otpadoci od {to se dobivaat |ubrivai metan.Na slika 9 prikaàna e {ema na sistematika na sinteti~kitegoriva.

6. SISTEMI I UREDI ZA KONVERZIJA ITRANSFORMACIJA NA ENERGIJATAVo ovaa glava }e bide daden pregled na sistemite i uredite zakonverzija i transformacija na energijata. Sekoj }e bide objasnet sonekolku bliski objasnuvawa so toa kolku se zna~ajni vo praktikatapoedinite uredi i vo stepen vo koj se po{iroko poznati vo tehnikata, sotoa {to dobro poznatite sistemi pomalku }e se opi{uvaat.6.1. HIDRAULI^NI TURBINISluàt za pretvorawe na potencijalnata odnosno kineti~kataenergija na vodata vo mehani~ka rabota. Se koristi vo hidroelektranite.Postojat ~etiri osnovni tipovi so brojni varijanti. Osnovni tipovi seslednive:- Peltonova turbina so lopati~no kolo na horizontalno vratilo soedna ili pove}e mlaznici. Se primenuvaat za relativno golemi geodetskipadovi i mal protok na voda.- Francisova turbina so radijalen vlez (preku regulacionisprovodni aparati) i aksijalen izlez niz lopatnoto kolo navertikalnoto vratilo. Se primenuva za sredni geodetski padovi i golemiprotoci na voda.- Kaplanova aksijalna turbina so promenliv ~ekor (so podvi`nilopatki). Sluàt za mali geodetski padovi i golemi protoci na voda.- Reverzibilni turbini se turbini so specijalni konstrukcii sopromenliv ~ekor. Za razlika od predhodnite tipovi kade {to vodatapominuva niz rabotnoto kolo samo vo edna nasoka, kaj reverzibilnitenasokata e proizvolna. Se upotrebuvaat vo hidroenergetskite postrojkikoi ja koristat energijata na plimata.6.2. VETERNICISluàt za pretvorawe na energijata na veterot vo mehani~karabota. Se koristat i za dobivawe na elektri~na energija. Iakoprestavuvaat najstar tip na ma{ina za iskoristuvawe na prirodnata sila,do denes u{te ne ja dostignale konstruktivna zrelost. Zakonite nafizikata nametnuvaat mnogu organi~uvawa. Moè teoretski da se pokaèdeka e mo}nosta na idealnata veternica 2•(2/3) 3 =0,59 od mo}nosta naveterot koj strui niz povr{inata na krilata na veternicata:nD²WW²Pi 0,594 2Dobro konstruirani veternici koristat maksimalno 3/4 odidealnata sila, t.e.:nP 0,75Ni 0,05D²W³

kade W e brzina na veterot , gustina na vozduhot, D {iro~ina nakrilata. Maksimalnata sila spored toa }e ja imaat veternicite ~ija{iro~inata na kriljata odgovaraat na maksimalnata mo`na obemnabrzina so obzir na upotrebuvaniot materijal, pri {to treba da se vodismetka i na silnite vetrovi. Denes ovaa granica dostignuva i do 60 m,imaj}i vo predvid deka zaradi frekvencijata na strujata vo elektri~namreà (50 Hz) brzinata na rotacijata na kriljata treba da bide {topogolema za da bi se izbegnale golemi i skapi zap~esti reduktori.Prakti~no, elisata zatoa ima 2 ili najve}e 3 krilja. Poznato e dekaveterot e jak i ramnomeren, dokolku visinata nad zemjata e golema.Me|utoa, so visinata na stolbovite na veternicite rastatinvesticionite tro{oci. So optimizacija se doa|a do visina pome|u 30 i45 m za regioni so povolen veter. Poradi potrebite na rabota vooptimalen reìm, odrùvaweto na frekvencijata i dr., brzinata navrteweto na veternicata treba da e konstantna, toa zna~i deka elisatatreba da bide so promenliv ~ekor. Na ova treba da se dodadat iproblemite vo vrska so nepostojan veter. Navedenite uslovi prestavuvaatte{ki problemi pred konstruktorite na veternicite, pa poradi toa i{irinata na kriljata mora da se reduciraat pod 60 m. Veternicite,najdobro se koristat kako dopolnitelen agregat, pokraj postojan izvor naenergija. Dokolku ova treba da bide osnoven snabduva~, mora da seobezbedi akumulacija na energijata, {to ja zgolemuva investicijata.Optimalnata sila na veternicite deneska e okolu 1 MW so elisa so{irina okolu 35 m. Vakva veternica, na povolna lokacija, godi{no moèda proizveduva energija okolu 1000 MWh, toa e okolu 12% iskoristuvawena kapacitetot. Zatoa primena na veternici ima samo lokalno zna~ewe zaindividualno doma}instvo, so mala perspektiva za {iroka primena vogolemata energetika.6.3. PRETVORUVAÎ NA HEMISKATA ENERGIJA VOTOPLOTNATuka spa|aat razni tipovi loì{ta, pe~ki i komori zasogoruvawe na hemiski (fosilni i sinteti~ki) goriva so naj{irokaprimena. Gledano od energetikata zna~ajno e deka ovie uredi delumno goiskoristuvaat gorivoto. Eden del od energijata na gorivoto e izguben soproduktite na sogoruvawe koi odat vo atmosfera. Drugiot del se gubi sonesogorenoto gorivo vo pepel, a tret vo vid toplinski zagubi sokonvencija i zra~ewe preku toplite povr{ini na samiot ured. Vkupno,neiskoristen del na energijata na gorivoto iznesuva 5-30% voindustrijata i 50-70% vo doma{nite pe~ki, vo zavisnost od tipot nape~kata i gorivoto.Produktite na sogoruvawe, vo zavisnost od primenetoto gorivomoàt da sodràt i {tetni gasovi. So zakon e propi{ana granicata nazagaduvawe na vozduhot so produktite od sogoruvawe na fosilnitegoriva.

6.4. PRETVORUVAÎ NA NUKLEARNATA ENERGIJA VOTOPLINANuklearnite reaktori se uredi za pretvorawe na nuklearnataenergija vo toplina. Vo nuklearniot reaktor se obezbedeni uslovi napostepena reakcija na fisija na atomskoto jadro od nuklearno gorivo i zaizlez na oslobodenata toplina. Toplinata se nosi vo ured vo koj sepretvara vo mehani~ka rabota. Poradi toa vo reaktorot so mal ili golemstepen se vr{i konverzija na nuklearnoto gorivo vo ~isto. Sekojnuklearen reaktor e bezbeden vo normalna rabota, a obezbeden e i protivsite nesre}i pri koi moè da dojde do prekumerno ozra~uvawe narabotnicite ili do rasipuvawe na radioaktivniot materijal vookolinata, koi bi moèlo da go zagrozi zdravjeto ili ìvotot na lu|eto.Nuklearniot reaktor i negovata rabota se povrzani soproizvodstvo, iskoristuvawe i skladirawe na iskoristenotonuklearnoto gorivo, so eden sistem na tehnolo{ka operacija koja senarekuva goriven ciklus.Nuklearnite reaktori se delat vo tri osnovni grupi: konvertori,napredni konvertori i oplodni reaktori, vo zavisnost od toa kolku vopoedini tip na reaktor atomot od oplodenoto gorivo se konvergira vo~isto gorivo po eden potro{en atom od ~istoto gorivo.Ako ovoj odnos epomal od edinica, stanuva zbor za konvertori.Denes se takvi site nuklearni reaktori vo komercijalni nuklearnielektrani vo pogon.Ako ovoj odnos e blisku do edinica, stanuva zbor za naprednikonvertori. Ovie reaktori ne se nao|aat vo komercijalna upotreba, azaedni~ko im e toa {to koristat torium kako oploden materijal.Ako gorniot odnos e pogolem od edinica, t.e ako reaktorot vrzosnova na potro{eniot oploden materijal proizveduva pove}e od ~istotogorivo, otkolku {to tro{i za sopstveniot pogon, toga{ stanuva zbor zaoploden reaktor. Ovie reaktori se nao|aat vo zavr{na faza na razvoj, ase o~ekuva da vlezat vo normalna eksploatacija okolu 1990 godina.6.4.1. NUKLEAREN REAKTOR – KONVERTORKaj site reaktori od ovaa grupa nosa~ot na toplinata e pod visokpritisok, a spored konstruktivnite karakteristiki se delat na reaktorvo sad pod visok pritisok i kanalni reaktori (so cevki pod pritisok).Postojat pove}e tipovi na reaktor pod pritisok. Najstar koncepte so jaglen dioksid laden i so grafit moderiran reaktor na prirodenmetalen uranium. Reaktorite od ovoj tip ve}e ne se gradat. Namesto niv,se obiduvalo so edna grafitno-gasna varijanta obogatena so UO 2 , sozna~ajna izlezna temperatura na jaglerod dioksid, ama ovaa koncepcija zasega ne se potvrdila vo praksa. Denes najve}e se gradat so voda ladeni imoderirani reaktori (t.n. vodovodni reaktori) vo dve varijanti: vreli ivrie~ki. Kaj prvata varijanta (PWR) odveduvaweto na generirana toplinase vr{i so konvektiven prenos na voda koja pod pritisok cirkulira nizjadroto na reaktorot. Vo drugata varijanta generiranata toplina setro{i na isparuvawe na vodata vo sadot, toga{ niz jadroto na reaktorot

cirkulira me{ovina na voda i parea. Dvete varijanti koristat do 3%obogaten uranium vo vid na sinterovan UO 2 spakuvan vo dolgi tenkozidnicevki f10-15 mm od leguri na cirkonium i berilium (zyrcaloy). Tie sestapovi na goriva ili gorivni elementi koi se gusto zvrzani vo snopovi.Pome|u stapovite e ostaven prostor dovolen za protok na voda (odnosnoprotok na me{avina na voda i parea). Kasetite se potopeni vo voda kojago popolnuva sadot pod pritisok. Vo slu~ajot na reaktor (PWR) vrelatavoda od primarnoto kolo od reaktorskiot sad odi vo parageneratorotkade ja predava svojata toplina, a oladena se vra}a vo reaktorskiot sad.Cirkulacijata na nosa~ot na toplina se vr{i so pomo{ na cirkulacionapumpa. Vo drugiot slu~aj (BWR) reaktorskiot sad ne e potpolno ispolnetso voda, a na vodenoto ogledalo se odvojuva parea koja ponatamu, obi~noneposredno, se koristi kako rabotno telo. Obrabotenata parea sekondezira, a kondenzatot se vra}a vo reaktorskiot sad (slika 15 i 16).Pritisokot vo sadot PWR iznesuva okolu 160 bar pri temperatura od315 o C, dodeka pritisokot vo sadot na BWR e okolu 65-70 bari natemperatura od 285 o C.Slika 15. Vodovoden vrelreaktor (PWR)Slika 16. Vodovoden vrie~kireaktor (BWR)Posebnata varijanta na vrie~kiot reaktor e grafitno vodenkanalen reaktor (GVK). Moderator e grafit vo vid na masivencilindri~en del snabden so pravilno rasporedenleni dup~iwaparalelni so osnovata na cilinderot. Vo ovie dupki se smesteni kanali(cevki od ner|osuva~ki ~elik), a vo niv snopovi na stapovi na gorivo nabaza UO 2 obogaten do 5%. Kanalite pod i nad reaktorot se spoeni na poeden kolektor od koi gorniot e spoen so separatorot na parea, a dolniotso napojna pumpa (slika 17). Koloto e ispolneto so voda pod pritisok odokolu 65 bari do nivo na separatorot. Pri rabota, vodata vo kanalitedelumno isparuva, pareata se odvojuva vo separatorot i ottamu odi nakoristewe, a kondenzatot od pareata se vra}a vo dolniot kolektor.Posebna varijanta na vrel reaktor e te{ko voden kanalen reaktor(CANDI). Moderatorot e te{ka voda vo sad pod atmosferski pritisok,

kalandrija. Niz kalandrijata pominuvaat suvi cevki vo koi se smestenikanali (cevki pod pritisok) povrzani na kolektori, sli~no napredhodnata varijanta. Za razlika, kolektorite se povrzani vo kolo soparageneratorot. Koloto e ispolneto so te{ka voda kako nositel natoplina na pritisok od okolu 90 bari i na temperatura okolu 290 o C(slika 18). Gorivoto e uranium so priroden izotopen sostav vo forma nasinteri~en UO 2 spakuvan vo cevki od cirkaloja, koi se povrzani vosnopovi od po 35-40 stapovi.6.4.2. NUKLEARNI REAKTORI – UNAPREDENI KONVERTORINajzna~aen pretstavnik od ovaa vrsta e visoko temperaturengrafitno-hemiski reaktor (HTR). Ovaa vrsta na reaktori e vo razvoj inema proverena konstrukcija. Glavno svojstvo e visoka temperatura nanositelot na toplinata (helium pod pritisok od 40-50 bari koj na izlezmoè da dostigne od 750-800 o C ili pove}e). Teloto e od grafit, agorivoto e obogateno so uranium (93%) vo vid na zrnca UC ili UO 2(f 0,8 mm) vo masa od grafit, taka da vo jadroto nema metal, {toovozmoùva visoki temperaturi. Ako istoto se izvede od me{avina nazrnca UO 2 i ThO 2 , se dobiva svojstvo na unapreden konvertor. Togo{ voreaktorot so konverzija na torium nastanuvaat skoro isto tolku U 233kolku {to se tro{i U 235 . Na toj na~in nastanuva mo`no (posredno)sogoruvawe na toriumot. HTR reaktorite se izvor na visokopotencijalnatoplina ~ija primena ne e ve}e ograni~ena samo na proizvodstvo naelektri~na energija (kako {to e slu~aj kaj konvertorot), tuku moè da sekoristi i za tehnolo{ki procesi (gasifikacija na jaglerod, siderurgija,petrohemija i dr.). [iroka primena na ovie reaktori za sega ne sepredviduva pred krajot na ovoj milenium, no moè da se o~ekuva iiznenaduvawe vo vrska so se pogolemi te{kotii vo snabduvawe so nafta.Slika 17. Grafitno-vodenvrija~ki reaktor(GVK)Slika 18. Te{kovoden kanalenreaktor(CANDU)

Spored HTR, vredi da se spomne i MSR (Molten Salt Reaktor),edna koncepcija koja e pogodna za primena na toriumot, koj pripa|a vogrupata na unapredeni konvertori. Me|utoa, ovoj reaktor u{te ne e votehnolo{ki razvoj, a toa se o~ekuva vo idninata. Teoretski, postoimo`nost za primena na toriumoviot ciklus i vo te{kovodni reaktori(CANDU), no tehno-ekonomskite opravduvawa za ovaa primena za segaseu{te nema.6.4.3. OPLODNI NUKLEARNI REAKTORI (BRZI BRIDERI)Ovie reaktori nemaat moderator, a kako nositel na toplina sekoristi (te~en) natrium {to denes pretstavuva najdobro kompromisnore{enie. Se istraùvaat povolni na~ini za ladewe, na primer so helium.Se ispituva i mo`nosta za primena na sosema neobi~en, ama potencijalnoprivle~en na~in na ladewe, ladewe so disocijalen azot kvadroksid(N 2 O 4 ).Zna~eweto na brzite brideri e vo toa {to vo niv pri rabotakonvertira U 238 vo Pu 219 vo pogolema koli~ina od potro{uva~kata na U 235 .So toa se ovozmoùva skoro potpolno iskoristuvawe na rezervata nauraniumot t. e. 50-100 pati pove}e nego {to moè da se ostvari so pomo{na nuklearniot reaktor-konvertor na sega{nata generacija. Pokraj toasvojstvo, zna~ajno e toa {to e nositel na toplina na visoki temperaturina atmosferski pritisok (te~en metal). Tehnologijata na brzite briderikrie i nekoi nepovolni svojstva, taka da pred razvojot postavuvaat brojniproblemi ~ie {to re{avawe e vo tek. Prvi so proizvodstvo na brzitebrideri po~nale SSSR, Francija i Britanija.6.5. PRETVORUVAÎ NA SONÊVATA ENERGIJAVo poglavjata 4.6 i 5.4.6 stanuva{e zbor za biolo{kite procesipreku koi son~evata energija posredno se koristi vo energetikata. Ovde}e bidat objasneti principite na koi se zaosnova razvojot na razli~nisistemi za neposredno iskoristuvawe na son~evata energija.6.5.1. STATI^KI PRIEMNICI NA TOPLINATA(NISKOTEMPERATURNI)Ovie priemnici pretstavuvaat usovr{eni varijanti na pove}e odiljada godini starata praksa neposredno iskoristuvawe na son~evataenergija: za destilacija na te~nostite (mirisi i voda), rasoluvawe navodata, su{ewe na bilnite hrani i goriva, greewe na voda i prostorii idr. Denes se pro{iruva primenata na ovaa toplina i vo oblasta na ladewei klimatizacija (so princip na apsorpcija).Uredite za ovaa primena se relativno ednostavni i rabotat sovisok stepen na iskoristuvawe (50%), tie prestavuvaat najrazvien sistemza neposredno iskoristuvawe na energijata na sonceto. Zatoa i vo pogledna tro{ocite na upotreba imaat mo`nost da konkuriraat na tradicionalnitevidovi na energija. Denes pogolem broj od ovaa vrsta na uredi seproizveduvaat ra~no, a vo posledno vreme industrijata pokaùva pove}e

interes za masovno proizvodstvo, so {to }e pridonese za pogolemkvalitet i pomali ceni. Ovie uredi se zasnovaat na neposrednaapsorpcija na zra~ewe na crna i rapava povr{ina. Ponekoga{ ovaapovr{ina e pokriena so staklo, so koe se spre~uva reflekcija na eden delna zra~eweto i so toa se zgolemuva koli~inata na apsorbiranata energija.Sepak na ovoj na~in ne moàt da se dostignat temperaturite na nositelotna toplina (voda) pove}e od nekolku desetina stepeni {to e dovolno zamnogu upotrebi vo doma}instvoto, industrijata i zemjodelstvoto.Privle~na e primenata za pripremawe na topla voda i greewe na hoteli istambeni zgradi na more ili nadvor od urbanata sredina. Razvien e isistem za akumulacija na toplina koja moè da se koristi vo tekot nano}ta ili za vreme na obla~ni denovi. Najpoznati se sistemite nabetonski yid ili naj~esto voden rezervoar. Prenosot na toplinata sevr{i so vozduhot za ventilacija ili so cirkulacija na vodata zacentralno greewe. Ponekoga{ se koristi i toplotna pumpa za podobraregulacija na temperaturata. Voop{to, kaj ovie primeni na son~evitepriemnici potrebno e da se raspolaga so pomo{ni elektri~ni ili drugigreewa. Site ovie sistemi se podlo`ni na razvojot. Se postavuvaat te{kiproblemi od arhitektonska gledna to~ka i od gledna to~ka na za{tita naokolinata.6.5.2. HELIOSTATSKI PRIEMNICI NA TOPLINA( VISOKOTEMPERATURNI)Se izveduvaat so principot na opti~ka koncentracija nason~evoto zra~ewe so sverno staklo ili so krivo ogledalo. Na ovoj na~inmoàt da se ostvarat golemi temperaturi. Sovremenata varijanta na ovaapostapka koristi heliostati~ki mehanizam koj kontinuirano go dviìogledaloto, taka da vo tek na celiot den ja menuva svojata polo`basprema sonceto. Va`no e da se ima vo predvid deka so ova se ostvaruvatoplina proporcionalno na goleminata na ogledaloto. Ova ovozmoùvaprimena na termodinami~ki ciklus na konverzija na toplinata vomehani~ka (elektri~na) energija so visok stepen na iskoristuvawe, ilineposredna primena na visoki temperaturi vo tehnolo{kite procesi(metalurgija). Potrebata od pogolem broj na ogledala za da se dobiepotrebnata mo}, heliostatskiot mehanizam, postrojkite za akumulacijana energijata i postrojkite na vodnite turbini, go pravat ovoj vid naprimena mnogu sloèn, skap i mnogu {teten za okolinata. Edinstvenapresmetka pokaùva da pri sredna insulacija od 0,2 kW/m 2 i stepen naiskoristuvawe od 20%, po sekoj megavat na potro{ena energija treba dase obezbedat 1/11 kvadratni kilometri zemja, dodeka instaliranata mo}na elektranite mora da bide 4,3 MW, na vodnite turbini 2 MW i napumpite 300 kW. Pokraj toa mora da se presmeta i investicijata za okolu2000 heliostatski ogledala so povr{ina od po 36 m 2 i pumpnataakumulacija od 24 MWh. Realizacijata na vakvata instalacijapredizvikuva golem broj na problemi od mehani~ka, regulaciona itermodinami~ka priroda. Cenata na vakva dobiena elektri~na energija edeset pati pogolema od tradicionalnata.

6.5.3. FOTONAPONSKI PRETVORUVAÎVo princip postoi mo`nost za koristewe na takanare~eniotfotonaponski efekt ostvaren vo foto}elii vo koi neposredno sepretvara son~evoto zra~ewe vo elektricitet. Proizvotstvoto naelektri~na energija so pomo{ na foto}elii zasega se primenuva samo zaspecijalni celi (kosmi~ka navigacija ili drugi izolirani efekti, kako{to se svetilnicite na osameni ostrovi vo okeanot). U{te ne epronajden na~in kako radikalno da se smali cenata na foto}elite so {totie }e stanat dostapni za {iroka primena. Na primer, osnovnitematerijali so koi se ostvaruva prifatliv stepen na iskoristenost ( kako{to e siliciumot) se mnogu skapi, a potro{enata energija za sopstvenotoproizvotstvo, foto}elijata moè da ja proizvede vo tekot na nejzinaneprekidna eksploatacija od pove}e decenii. Poradi seto ova, za {irokaprimena na fotonaponskiot efekt ne e dovolen samo tehnolo{ki razvojtuki fundamentalen protok kon novi re{enija. Principielnataprednost na foto}elijata e vo toa {to e izvonredno ednostavna i neiziskuva prostor (samo povr{ina), taka {to idealno se prilagoduva nadisperzivniot oblik na son~evata energija koj dostignuva na zemjata, amoè da se postavi i na sekoe mesto kade {to e potrebna energija, poduslov da se obezbedi akumulacija na energijata ili da se koristidopolnitelno snabduvawe od tradicionalnite izvori za vreme koga nemainsolacija.6.5.4. DRUGI METODIZasega toa se pove}e idei otkolku tehni~ki proekti, kako {to ena primer predlogot za izgraduvawe na satelitska stanica sofotonaponski }elii so vkupna povr{ina od 32 km 2 . Dobienataelektri~na energija bi bila konvertirana vo snop od mikrobranovozra~ewe naso~en kon priemna antena na zemjata. Na ovoj na~in bi sedobivala korisna mo}nost od 10000 MW. Prednost na ova re{enie e {tomo}ta }e zra~i neprekinato vo tekot na 24 h, taka da ne bi imalo potrebaod akumulirawe na energija.6.6. TOPLOTNI PUMPIToplotnite pumpi sluàt za transformacija na toplinata soniska temperatura vo toplina so visoka temperatura pri {to se tro{imehani~ka energija. Primenata na ovie uredi e osobeno opravdana voslu~aj koga kako izvor na toplina za greewe ili priprema na topla voda,se koristi nepostojan izvor na niskotemperaturna toplina (son~evikolektori), a kako dodolnitelen sistem sluì elektri~nata energija.Na slika 19 e prikaàna toplotna {ema i ciklus vo i-s dijagram zasistem za iskoristuvawe na akumuliranata toplina na sonceto soprimena na toplinska pumpa.Stepenot na iskoristuvawe na sistemot e:

QQQW Qi2 i3;) ( i i ) / 0c(0 W Q0Wi1 i42 1 eeeSlika 19SKKSKVATESKNTCPKAGPKOSon~ev kolektorKolo na son~eviot kolektorVoden akumulator na toplinaEkspanzionen sadKolo na nositelite na toplinaCirkulaciona pumpaKolo na amonijakotGenerator na para na amonijakotKompresor

CCDNPKKTKondenzatorDopolnitelen kondenzatorNapojna pumpaKolo na nositelite na toplinakade: n e , stepen na iskoristuvawe pri konverzija na toplinata vomehani~ka rabota (od termoelektranata do elektomotorot za pogon).Gorniot izraz moè da se napi{e i na sledniov na~in:Q10Qc W W; Qe 1(0) WeAko e na primer Q o /W=3, Q c /W=0,2 i n e =0,25, se dobiva n/n e =2,2, zna~i sopomo{ na toplotnite pumpi se ostvaruva pogolemo iskoristuvawe natoplinata otkolku vo slu~aj na elektri~no greewe. Sepak toplotnatapumpa moè da se primenuva pod uslov ako e i ekonomski opravdana.Prose~na cena na iskoristenata energija vo sistemot e:Q0CC Q00WCWe( Q0/ W ) C0 C1Q / W0e;kade C o e cena na toplinata od kolektorot-akumulator; C e e cena naelektri~nata energija. Stepenot na za{teda e:Ce CCe( Q0/ W )(1 C1Q00/ W/ Ce);Cenata na energijata od kolektorot-akumulatorot e:Ck K C Q0 ^ p0kade: K e momentalnata vrednost na investicijata vo kopletnatapostrojka za akumulacija na toplinata, n L e faktor na opteretuvawe; Q^maksimalna mo} na kolektorot na toplina; C p tro{kovi za odrùvawe.Se gleda deka za mali vrednosti na C o /C e za{tedata }e bide tolkupogolema dokolku e pogolema koli~inata na niskotemperaturnatatoplina iskoristena po edinica mo} na kompresorot. So zgolemuvawe naC o /C e za{tedata ramnomerno opa|a. Odnos Q o /W zavisi od vistinskataprimena i se dobiva vrz osnova na toplinskata {ema i proektot nainstalacija. Vo praksa se zapazuva da osnovniot problem za primena natoplinskite pumpi e visokata investicija vo postrojkata koja ima nizokfaktor na opteretuvawe, pri {to e te{ko da se ostvari nizok odnosC o / .C eL;

6.7. PRETVORUVAÎ NA TOPLINATA VO MEHANI^KARABOTATuka spa|aat parnite ma{ini i turbini, gasni turbini, mlaznimotori i motori so vnatre{no sogoruvawe.6.8. TRADICIONALNI POSTROJKI ZA PROIZVODSTVONA ENERGIJATuka spa|aat hidroelektrani, termoelektrani, nuklearnielektrani, toplani i kotlarnici.6.9. OSTANATI PRETVORUVAÎ NA ENERGIJATASpored radioizotopski generatori koi na{le svoja primena,tukase navedeni u{te nekolku energetski konvertori koi pripa|aat naidnata tehnologija. Za niv moè da se zboruva op{to i ne moè da sedavaat nikakvi procenki za rokot koga }e stanat tehni~ki primenlivi.6.9.1. RADIOIZOTOPSKI GENERATORIOvoj energetski izvor nema perspektiva vo elektrotehnikata.Primenata mu e ograni~ena na specifi~ni oblasti i potrebi: zavselenski brodovi i nedostapni ili osameni signali ili posmatra~kistanici. Postojat dva osnovni vida na radioizotopski generatori:termoelektri~ni i termojonski.Termoelektri~ni generatori vo po~etokot se gradeni odtermoparovi od ìci koi se povrzani paralelno za da se ostvarioptimalen efekt. Denes se proizveduvaat od poluprovodni~ki kristaliso koi se postignuva stepen na iskoristuvawe od 10%, koj za razlika odì~anite kade stepenot na iskoristuvawe be{e pod 1%. Izvorot natoplina e supstancija koja sodrì radioaktivni ~estitki (izotopskogorivo). Ispitani se okolu 1300 radioizotopi za da se dojde donajpogodnoto izotopsko gorivo, koe spored radijacionata sigurnost itehni~ka primena mora da ispolni brojni uslovi: dolg sreden ìvot,slabo gama zra~ewe, mo} pogolema od 0,1 W/g, niska cena, lesnaekranizacija i potrebni fizi~ko-hemiski svojstva. Najdeno e deka site 9goriva ispolnuvaat pove}e uslovi, od koi do denes se koristi platiniumPu 238 ( vo forma PuO 2 ), no najpogoden e stronicium Sr 90 vo forma SrTio 3(stronicium tinat), so obzir deka ne e rastvorliv vo voda, mehani~kiotporen i ima visoka to~ka na topewe. Na slika 20 e prikaàna {ematskaslika termoelektri~ni izotopski generator. Plutonium 238 ima vremena poluraspa|awe od 86 godini, a PuO 2 specifi~na mo} od 0,4 W/g.stronicium 90 ima vreme na poluraspa|awe od 27,7 godini, dodekaspecifi~nata mo} na stronicium titanat e 0,223 W/g.Termojonski konvertor se sostoi od dve tenki plo~i: emiter ikolektor, na rastojanie od okolu 0,2 mm. Toplinskiot izvor na stranata

na emiterot predizvikuva zra~ewe na elektroni koi gi apsorbirakolektorot. Taka nastanuva jonizacija na atmosferata me|u plo~ite i sevospostavuva jonska struja. Za da termojonskiot konvertor raboti,potrebna e visoka temperatura na emiterot. Brojnite sekundarni pojavi(konduktiven i radijacionen prenos na toplinata, kontaminacija nakolektorot i dr.) ne dozvoluvaat konverzioniot stepen na iskoristuvawepogolem od 1/3 od maksimalnata vrednost. No sepak stepenot naiskoristuvawe moè da bide pogolem od termoelektri~nite konvertori.Ovoj tip na konvertor e vo po~etena faza na razvojot, no se zapazuvaatniza delikatnite detali koi moraat da bidat tehnolo{ki re{eni predkoristewe na ovoj konvertor.6.9.2. GORIVNI ]ELIIVo ovie elektrohemiski uredi seostvaruva reakcija 2H 2 +O 2 =2H 2 Opri neposredno pretvarawe nahemiskata energija vo elektri~naenergija. Gorivnite }elii se skapi iso kratok vek, a stepenot naiskoristuvawe e okolu 40%. Seo~ekuva stepenot na iskoristuvawevo idnina da se zgolemi i do 65%,pri primena na ~ist vodorod. Severuva deka gorivnite }elii }e sekoristat vo energetikata, i toa vokombinacija so ideata da se koristivodorodot kako medium zaakumulacijana vi{okot na energija.Slika 206.9.3. MAGNETNO-HIDRODINAMI^KI GENERATOR(MHD GENERATOR)Razvojot na ovoj ured e vo toa da se iskoristi del od spektarot naproduktot na sogoruvawe na najgolemata energija, koi vo sovremenitetoplotni motori voglavno ostanuva neiskoristen i poradi toa vo startdrasti~no se namaluva maksimalnata rabota na gorivata (egzergija). Voproduktite na sogoruvawe na visokite temperaturi zna~aen del odmolekulite e disociran. Ovoj efekt moè da se zgolemi so dodavawe napogoden katalizator, kako {to e cezium vo parna sostojba. Akojoniziraniot gas se pu{ti da ekspanzira vo relativno mal pravoagolen

presek, so gasot so golema brzina }e se pridviàt i jonite koiostvaruvaat efekt na elektri~na struja. Ako vo pravecot na strujata sepostavi magnetno pole,toga{ na stranite nacevkata }e se javielektri~en napon, zatoa{to vo magnetnoto pole serazdvojuvaat pozitivniteod negativnite joni,strujata na pozitivnitejoni te~e pokraj ednatastrana na cevkata, astrujata na negativnitejoni vo sprotivnata stranana cevkata. Ako cevkata eod neprovoden materijal, ana stranite se vgradatkontakti (kolektori),toga{ pome|u kolektorite}e pote~e struja koga prekuniv }e se zatvorielektri~noto kolo (slika21).Dobienata elektri~naenergija }e bide vo razmerso gubitokot nakineti~kata energija nagasot koga pominuva nizmagnetnoto pole. Stepenotna iskoristuvawe na ovaakonverzija moè da bidemnogu golem. Vo pogled nate{kotiite od tehni~kapriroda, postojat pove}eprototipovi na ovie urediza koi e potrebno iskustvoza da preminat vo prakti~naprimena. Se veruva dekaprvata primena na ovieuredi }e bide vokombinacija so klasi~nitetermoelektrani (slika 22).Slika 21Na T-s dijagramot gornata slika e ciklusot na MHD-generator, a doluciklusot na parna turbina. Od 1-2 e ekspanzijata na produktot sogoren vomlaznikot. Od 3-4, zbivawe na vozduhot vo kompresorot. Od 4-5,regenerativno zagrevawe na vozduhot (so pomo{ na toplina 6-7). Od 5-1,sogoruvawe na gorivo, a od 2-6 i od 7-3 toplinata e predadena na

parageneratorskite klasi~ni termoelektrani. Se o~ekuva na ovoj na~inda se dobie termodinami~ki stepen na iskoristuvawe na celata postrojkai da bide pogolem od 60%.6.9.4. FUZIONI REAKTORI(TERMONUKLEARNI REAKTORI)Ovie generatori na energija moàt da se koristat vo 21 vek.Principot po~nuva so fuzija na dve lesni atomski jadra od koi seosloboduva energija. Po edinica masa, ovaa energija e mnogu pogolema odenergijata oslobodena pri fisija na U 235 . Poradi naelektriziruvawe najadrata, kulonovata sila se sprotistavuva pri pribliùvawe na jadrata.Za da se sovlada ovaa sila potreben e gas so dovolna gustina da se zagree

Slika 22.do temperatura od 10 8 -10 9 K. Po Lozonoviot (Lawson) kriterium gasot naovie temperaturi mora da se zadrì nekoe vreme, poradi {to gustinatana jonite i vremeto mora da bide pogolem od 3·10 14 cm -3 s. No ovojkriterium ne e eksperimentalno ostvaren, i mnogu te{ko moè da seo~ekuva uspeh. Preostanuva da se re{at ogromni problemi od tehni~kotehnolo{kapriroda, pred da se demonstrira prva termonuklearnaelektrana.7. POTRO[UVA^KA NA ENERGIJAPod poimot potro{uva~ka na energija se podrazbira upotreba naenergijata vo korisni celi. Ne bi moèla da se zamisli niedna ~ove~kaaktivnost bez da bide propratena so poto{uva~ka na energija. Za danekoja aktivnost se izvr{i samo so sopstvenata sila, ~ovekot mora edennejzin del da potro{i i na proizvodstvo, priprema i snabduvawe na hranakako i smestuvawe na otpadokot. Lesno moè da se uo~i da vonapomenatite aktivnosti nastanuvaat kru`ni procesi (ciklusi) koidelovi imaat naj~esto povratno dejstvo na nekoi drugi delovi naciklusot. Toa predizvikuva ili porast ili opa|awe na vkupniteaktivnosti na ciklusot, a retko ovie kru`ni procesi se stacionarni(nepromeneti vo vremeto). Prirastot na doma}instvata ima potreba odpove}e hrana i druga roba. So toa raste materijalnata baza zaproizvodstvo i potro{uva~kata na surovini i energija, a se zgolemuvazagaduvaweto na okolinata. Najposle, ograni~uvaweto so rezervi nasurovini ili na investicioniot kapital i zagaduvaweto na okolinatapo~nuvaat da vlijaat na poka~uvaweto na proizvodstvoto i na prirastotna doma}instvata. Poznato e na primer nekoi drevni civilizacii seizgubeni poradi uni{tuvawe na {umite vo okolnite golemi gradovi, koiza gradbi i greewe gi koristele samo {umite.Energijata za ostvaruvawe na nekoi celi se koristi vo posredstvona orudija koi odgovaraat: so dizalica se podignuva tovar, vo kotel seproizveduva vodena para. Se gleda deka za ostvaruvawe na nekoi procesise potrebni: uredi (sistem ili orudija koi ovozmoùvaat odvivawe naprocesot) i energija. Energijata se doveduva vo uredot vo nekoj oblikkako {to se: elektri~na energija, koks, gas, benzin ili dr.7.1. SPECIFI^NA POTRO[UVA^KAPo edinici na izvr{ena rabota, vo uredite se tro{i odredenokoli~estvo na energija ~ii energetski ekvivalent se narekuvaspecifi~na potro{uva~ka:E = E i + E k + E oKade {to:Ei-idealna komponenta na specifi~nata potro{uva~ka. Na

primer, za isparuvawe na vodata Ei=r, toplina na isparuvawe;za podignuvawe na tovar G na visina H, Ei =G·H;E k -konverziona komponenta na specifi~nata potro{uva~ka.Vo uredite se tro{i energija Ek: na greewe, na toplotni ikonverzioni gubitoci i na konverziona potro{uva~ka (akotoplotniot motor e vo sostav na uredot);E o –operativna komponenta na specifi~nata potro{uva~ka.Ovaa e potro{uva~ka na energija zedno so pripremata (napr., za zagrevawe na uredot na rabotna temperatura) i drugipomo{ni operacii neophodni za koristewe na uredot vopogonski uslovi (na pr., prazen od).êsto pati ne e mo`no da se odredi idealnata komponenta napotro{uva~kata ili nejzinoto odreduvawe nema prakti~na smisla.Na primer, idealna potro{uva~ka na toplina za greewe na prostoriimoè da se definira samo za idealna izolirana prostorija vo koj sekoristi samo vozduhot koj e potreben za odvivawe na procesot i lu|etokoj vo nea ìveat. Sli~na e na primer poto{uva~kata na energija vosoobra}ajot.Obi~no, voobi~aeno e da vo site slu~ ai so proekt se utvrduva,normirana specifi~na potro{uva~ka na energija:E N = E T + (E O ) minKade {to: E T = E i + (E k ) min e tehni~ka minimalna komponenta naspecifi~nata potro{uva~ka. (E o ) min e operativna komponenta koja seodreduva za najpovolni uslovi na eksploatacija.Vo slu~aj koga e poznata tehni~ki minimalnata komponenta napotro{uva~ka, normiraniot stepen na korisnost e;NEEiN( EK)minENEETN;Vo tekot na eksploatacija doa|a do mnogu otstapuvawa odnormalnite uslovi: konverzionata komponenta raste poradi dotraenostna uredot, a operativnata komponenta e sekoga{ (E k >(E o ) min ) pa stvarnataspecifi~na potro{uva~ka e E>E n . So ova se odreduva stepenot na~inewe na eksploatacijata na uredot: E NE;Vkupniot stepen na iskoristuvawe na energijata e odreden soproizvodot na normalniot stepen na iskoristuvawe i stepenot na ~inewena eksploatacija:

eNE TE;7.2. FINALNA I KORISNA ENERGIJAPod finalna potro{uva~ka (FIPO) se podrazbira vkupnatastvarna potro{uva~ka na energija na site mesta za korisna rabota (j), apod korisna potro{uva~ka (KOPO) se podrazbira vkupna tehni~kaminimalna potro{uva~ka (srednite vrednosti se so crta nad niv):_KOPO FIPO FIPO ;eImaj}i vo predvid deka vrednostite na normiranite stepeni naiskoristuvawe( N ) j naj~esto ne se poznati i naj~esto se zema deka N1 = N2 = … =1 pa taka izleguva:_KOPO FIPO;Srednata vrednost na stepenot na ~inewe na eksploatacija e:_ jGjEKade: j= 1,2,3,… e reden broj na krajni korisnici na energija;Gj – broj na edinici na izvr{ena rabota;FIPO j– vkupna potro{ena energija kaj krajniot korisnik j. Bidej}i FIP Oj FIPO,vo energetikata pod korisna potro{uva~ka naj~esto sejNj/j_____NFIPOpodrazbira vkupnata normirana potro{uva~ka:KOPO G jE Nj;jNo, ne e bez zna~ewe poznavaweto na normativniot stepen naiskoristuvawe N. Za razlika od stepenot na ~inewe na eksploatacija koj zboruva za kvalitetot vo slu`ba na pogonot i odrùvaweto, isto takaza kvalitetot na samiot ured, normiraniot stepen na iskoristuvawe Nzboruva za ekonomi~nosta na uredite i ukaùvawe za mo`nost zaeventualno zgolemuvawe na ekonomijata zanimavaj}i se so zamena nauredite.7.3. PRAKTI^NO OPREDELUVAWE NA STEPENOT NAISKORISTUVAWE NA EKSPLOATACIJAOd gledi{te na potreba na po{iroka potro{uva~ka vo pogolemipodra~ja (gradovi,republiki i dr.), od interes e poznavaweto na srednitevrednosti na stepenot na iskoristuvawe na eksploatacija na poedine~nigrupi na potro{uva~i formorani na primer po geografska pripadnost,po etnografski karakteristiki ili sli~no. Vo oblasta na sekoja grupa bimoèlo da se odredat srednite vrednosti na stepenot na iskoristuvawena eksploatacija po vidovite na potro{uva~i i po oblikot na finalnataenergija, pa od tuka moème da gi izvle~eme op{tite stepeni naj;

iskoristuvawe za vkupnata finalna potro{uva~ka po oblikot nafinalnata energija ili sli~no.Edno vakvo razgraduvawe na potro{uva~ite na finalnata energijaprikaàno e na slika 23. O~igledno e deka razgraduvaweto moè da bidei podolgo i po{iroko, spored potrebata i spored mo`nostite.Ovie mo`nosti za razdvoena analiza naiduvaat na nekoinere{ livi problemi vo prakti~nata primena, pred se za problemite koinastanuvaat pri obidot organizirano sobirawe na potpolni i sigurnivlezni podatoci, a osobeno ako se ima vo predvid da odgovornata slu`bamora periodi~no da go povtoruva sobraweto na isti podatoci za da bi sepratela vremenskata promena.Navedeniot problem za sobirawe na podatoci e glavna pri~ina{to analizata na potro{nata energija e najmalku razvieno podra~je zastatistika, energetsko balansirawe i optimizacija. Kako primer dadenae tabela 6. Se gleda deka vo industriskite pe~ki so indirektno zagrevawese gubi od 36 do 58 % toplina. Vo pogolem del na ovaa toplina e mo`no dase iskoristi rekuperacija vo razni fazi na procesot (na primer zazagrevawe na vozduhot, so koi moè da se za{tedi gorivo).______________________________________________VIDOVI NA FINALNA ENERGIJAFE 1, elektri~na energija FE 3, finalno gorivo AFE 2, toplinaFE 4, finalno gorivo BPOTRO[UVAÎPO 1, osvetluvawePO 9, vnatre{en transportPO 2, aparati za doma~instvo PO 10, èlezniciPO 3, individualno greewe PO 11, kamioniPO 4, ku}ni kotlarnici PO 12, avtobusiPO 5, toplaniPO 13, avtomobiliPO 6, termoelektrani i TE/TOPO 14, avioniPO 7, procesna toplina PO 15, brodovi (re~ni)PO 8, motoren pogonPO 16, brodovi (morski)PO 17, ostanatoOBLASTIGradski podra~jaVongradski podra~jaOB 1, soobra}aj i transportOB 4, soobra}aj i transportOB 2, greeweOB 5, greeweOB 3, zaedni~ka potro{uva~kaOB 6, zaedni~ka potro{uva~kaOB 7, industrijaOB 8, zemjodelstvo

OB 9, op{ta potro{uva~kaSlika 23Iskoristuvawe na toplinata i razli~ni tipovi industriskipe~kiTabela 6Temperatura na Na~in na %Industrija i proces procesot o C greeweE E kEoiE E ENNNêlik i leguriOtpu{tawe 800-900 ID 35 56 9Normalizirawe 875-945 D 43 46 11Kalewe 780-890 ID 36 38 26Temperirawe 220-670 D 54 32 14Cementirawe 920-950 ID 34 58 8Azotirawe( jaglen) 720-920 ID 35 57 8Azotirawe( gas) 530-580 ID 45 40 15Zagrevawe ( so parea) 1200-1300 D 30 65 5AluminiumZagrevawe 610 ID 44 41 15Otpu{tawe 450 ID 47 36 17Termi~ka rabota 500-570 ID 45 38 17Zagrevawe na traka 560 ID 45 38 17Bakar i bronzaZagrevawe 950 D 43 46 11Otpu{tawe 320-2200 ID 44 41 15Termi~ka rabota 930 ID 35 58 7Zagrevawe na trakaStaklo700 D 51 36 13Otpu{tawe 520-550 D, ID 45 38 17Temperirawe 670 D 53 34 13Ukrasuvawe 650 D, ID 43 43 14Svitkuvaw e 670 D 54 32 14Proizvods tvo 520-750 D 47 41 127.4. KLASIFIKACIJA NA DEJNOSTISo cel za nabquduvawe na tekot na energijata od eksploatacija naresursite, preku sekundarnite vidovi na energija do finalna

potro{uva~ka, vospostavena e evidencija na proizvodstvoto, prenosot ikorisnata upotreba na energijata koja se vodi po odredeni zakoni ili poodredeni posebni propisi ili dogovori. Nabquduvaweto na ovie tekovibara grupirawe na energetskite tekovi po razli~ni kriteriumi. Vooblasta na proizvodstvoto klasifikacijata e dadeno po vidovi naenergija. Potro{nata energija bara druga grupacija, obi~no po op{taklasifikacija na dejnostite potpi{ana od organot zadolèn zastatistika i planirawe. Taka site dejnosti se podeleni vo 15 sektori:1. Industrija2. Zemjodelstvo3. [umarstvo4. Vodostopanstvo5. Grade`ni{tvo6. Soobra}aj7. Trgovija8. Ugostitelstvo i turizam9. Zanaetstvo i li~ni uslugi10. Stambena-komunalna dejnost11. Intelektualni uslugi12. Nauka, kultura i obrazovanie13. Zdravstvo i socijalna za{tita14. Dru{tveno-politi~ki zaednici i organizacii15. Ostanati dejnostiSekoj sektor na dejnost podelen e na grupi. Taka da Sektorot naindustrija se deli na slednite granki:101. Elektrostopanstvo102. Proizvodstvo na jaglen103. Prerabotka na jaglenot104. Proizvodstvo na nafta i gas105. Prerabotka na naftata i gasot106. Rudnici za ruda107. Crna metalurgija108. Rudnici na oboeni metali109. Proizvodstvo na oboeni metali110. Prerabotka na oboenite metali111. Proizvodstvo na nemetali112. Prerabotka na nemetalite113. Metaloprerabotuva~ka dejnost114. Ma{inogradba115. Proizvodstvo na soobra}ajni sredstva116. Brodogradba117. Proizvodstvo na elektri~ ni ma{ini i aparati118. Bazna hemiska industrija119. Prerabotuva~ka na hemiskata undustrija120. Proizvodstvo na kamen i pesok121. Proizvodstvo na grade`ni materijali122. Proizvodstvo na gradbi

123. Prerabotka na gradbiZa potrebata na voop{tena analiza na potro{enata energija ne eni pregledno, ni potrebno, a naj~esto ne e ni mo`no, da se sprovedeanaliza po sekoj od ovie sektori i granki na dejnosti. Zato se pribegnuvakon posebno grupirawe. Na~inot na grupirawe na ova nivo zavisi odraspolo`livite podatocite od statisti~kata evidencija i od potrebatana analizata. Slednata podelba na glavnite oblasti na potro{uva~kagi zadovoluva najgolem broj na potrebite vo energetskite analizi:Red . Glavni oblasti na potro{u va~ka Opfateni sektori naBrojdejnosti1 Industrija 012 Zemjodelstvo i {umarstvo 02-043 Grade`ni{tvo 054 Soobra}aj 065 Trgovija, turizam i ugostitelstvo 07, 086 Prestojuvawe, komunalii i uslugi 09, 107 Op{ta i javna potro{uva~ka 11-15êsto, zaradi nedostatokot na podatoci, doa|a do smaluvawe nabrojot na oblasti na potro{uva~ka (na pr.: industrija,soobra}aj,doma}instvo i ostanato). Se razbira deka sekoe smaluvawe na brojot naoblasti na potro{uva~ka neposredno ja o{tetuva upotrebnata vrednostna analizata, pa treba da se te`nee kon podelba na pogolem broj naoblasti, do nekoj optimum. Dostignuvawe na optimum, vo najgolema merazavisi od razvienosta na statisti~kata evidencija.

8. ЕНЕРГЕТСКИ БИЛАНССите текови на примарни носители на енергија, целовкупната енергија вопроцесот на трансформација или конверзија, заедно со количината на купенатаенергија (увоз); потоа сите текови на изгубена енергија заедно со количината напродадена енергија (извоз) и енергијата која е вградена во структурата наматеријалот и производот, го создаваат единствениот енергетски систем за којважи општиот (природен) закон на конзервација (оддржување) на енергијата.За следење на овие енергетски текови и утврдување на ефикасноста сокоја енергијата се користи во системот, неопходно е да се располага со билансотна целовкупната енергија кој во одреден временски интервал на една странасодржи производство и увоз, а на друго корисното трошење, загуба и извоз наенергија. Разликата помеѓу едната и другата страна ја претставува променатана 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 навеличината која е вклучена во билансот.8.1. ОСНОВНИ БИЛАНСНИ ГРУПИЕнергетските 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 овиегрупи. Во книгата понатаму се гледа дека оваа поделба ne e potrebna.8.2. ПРИМАРНА ЕНЕРГИЈАПод поимот примарна енергија се подразбира производство односно,потрошувачка на енергија добиена непосредно преку природните ресурси, безразлика на нејзиното потекло (дали е домашна или увозна). Истата се изразуваво единици за енергија, преку конверзиски фактори за пресметување нанатуралните единици. Се дели на 4 категории:1. Примарната механичка енергија се пресметува претежно прекукапацитетот на постројките за експлоатација на природните извори намеханичка сила:кадеPRMH PRMV 8760 ( P / ), (MWh)iiLiP , e номиналната сила на хидроцентрала или централа на ветер (MW),L, е степен на искористен капацитет, , е степен на корисност, аε, е фактор на губиток при преработката и транспортот (триење воцевоводите, ε = 1; додека за пумпи и пумпни акумулации ε = 0.7.ii

2. Примарната енергија на фосилните горива претставува енергетскиеквивалент на примарно создадените фосилни горива, што вклучува екстракцијаи припрема за складирање или транспорт. Тука се вклучени сурова нафтенамаса од која механички се отстрануваат грубите елементи, потоа суровата нафтаод сепараторот во збирната станица и подземниот гас добиен непосредно одлежиштето на гасовите, од гасната капа над нафтеното лежиште или одсепараторот во збирната станица.3. Примарна енергија на нуклеарни горива претставува енергетскиеквивалент на следните производи:- tехнички оксид на ураниум (U 3 0 8 )- @олт колач (амониум диуранат)- Hексафлуорид на природен ураниум (UF 6 )- Oсиромашен ураниум (понекогаш во комерцијална употреба нарекуванкако ураниум – 238.)4. Примарна топлотна енергија (геотермална) која се пресметува споредкапацитетот на постројката за искористување на изворот на геотермалнаенергија:PRGT 8760 ( Pi Li/ ii), (MWh)kаде: P, е номиналната сила на постројката (MW),L, е степен на искористеност на капацитетот, , е степен на корисност, аε , e фактор на загуби при преработка и транспорт.iСончевата енергија би можела да се квалификува во пеtтата категоријана примарна енергија но, поради својата природа и засега ограниченатаупотреба, не се квалификува ниту во примарна ниту во секундарна енергија,додека се евидентира единствено во финалната потрошувачка.8.1.2. СЕКУНДАРНА ЕНЕРГИЈАПод поимот секундарна енергија се подразбира годишното производствоодносно потрошувачката (без разлика на нејзиното потекло – дали е домашнаили увезена):1. Фосилни горива2. Нуклеарни горива3. Топлотна енергија4. Електрична енергијаВо табелата 7 е дадена класификација на секундарни фосилни инуклеарни горива.Што се однесува на електричната енергија, таа во целина се подразбира какосекундарна енергија (бидејќи не постојат природни извори на електричнаенергија), без разлика на начинот на кој таа се добива и нејзиното потекло. Едендел од електричната енергија се произведува од хидромеханичка, еден дел одпримарна топлина, додека остатокот се добива преку примарните исекундарните горива. Токму поради оваа причина, од корист е балансирањето за

Класификација на секундарни фосилни и нуклеарни гориваЦврстиКласиран јагленБрикетДлабоко сушен лигнитПолукокс (швелован јаглен)КоксСинтетичко цврсто горивоTabela 7ТечниГасовитиНуклеаренМоторен бензинKерозин (за млазни мотори)ПетролеумДизел – моторно горивоЛесно уље за ложење (EL, L, LS)Средно и тешко уље за ложење (SR, I)Металуршко уље за ложење (TH1, TH2)Синтетички бензинАлкохол (етанол, метанол)Сурово уље за битуменски минералиСув земјен гасРафинериски гасДестилиран гасТечен гасВоздушен гасСинтезен гасНиско температурен гасВисоко температурен гасСинтетички природен гас (SNG)Збогатен UF6Ураниум диоксид (NO2)Запалливи елементивкупното производство односно, потрошувачката на електрична енергија, да сеподели на овие групи и да се специфицираат количините и видовите напотрошената енергија. Меѓутоа, доколку некаде би постоеле две преноснимрежи, каде едната е за наизменична а другата за едносмерна струја, во тојслучај производството (односно потрошувачката) на овие два вида наелектрична енергија би морале да се искажат одвоено.

На крај, под секундарна топлотна енергија се подразбира секоеорганизирано производство на топлина која со посредство на носителот натоплината може да се транспортира до местото на употреба.Земајќи ја во предвид нејзнината природа, постои потреба топлотнатаенергија да се квалификува не по количината на топлината туку споредработната способност на носителот на топлината, но за сега квалификацијата одовој тип се уште не е возможнo да се спроведе поради недостатокот настатистичка евиденција за температурата на носителот како примарна, така икако секундарна топлотна енергија како и поради неразвиеноста наметодологијата на класификацијата од овој тип.8.1.3. ФИНАЛНА ЕНЕРГИЈАПод поимот на финална енергија се подразбира енергетски еквивалент насекундарните горива и централизираното производство на топлината како и наелектричната енергија, доставено до местото за финална потрошувачка.Опишаните три групи на енергетски текови (примарен, секундарен ифинален тек) се поврзани меѓусебно во систем кој е основан врз принцип наконвертирање на енергијата, прикажан на слика 24. Од оваа слика може да севиди дека примарната механичка сила се конвертира во електрична енергија(секундарна енергија), додека таа се доставува на крајниот потрошувач(финална енергија). Губitocite кое се javuvaat pri vakviot тек на енергијатаse odnesuvaat samo na механичко и електрично триење при движењето наводата и при преносот и дистрибуцијата на електричната енергија. Фосилнитегорива кои се добиваат од земјата, при соодветните губitoci, сепреобработуваат и во еден дел се пренесуваат до постројките за секундарнапреработка. Тука, при конвертираните губitoci, се добиваат секундарнифосилни и нуклеарни горива кои понатаму се користат на три начина: запроизводство на електрична енергија, за централизирање на производството натоплината или за непосредно испраќање кон крајниот корисни преку губитокотпри нејзиниот пренос и дистрибуција. Другиот дел го сочинуваат фосилнитегорива кои се пренесуваат во термоцентралите, термоцентралните-топлани итопланите, каде преку конверзирана потрошувачка и губиток, произведуваателектрична енергија и топлина, додека остатокот од фосилните гориванепосредно се пренесуваат на крајниот корисник (преку губитокот припреносот и дистрибуцијата). На крај, централизирано произведената топлина иелектрична енергија се доставуваат на крајниот корисник, повторно прекусогласниот губиток на енергија при преносот и дистрибуцијата.

Slika 248.2. ОСНОВНИ БИЛАНСНИ ГОЛЕМИНИОсновната билансна единица (13) (точка 8) мора да биде задоволенапри секоја трансформација на енергија, т.е. во секој пресек на вертикален тек наенергијата, почнувајќи од производството на примарната енергија па се дофиналната потрошувачка. Така со ред, за период од 1 јануари до 31 декември,секоја година, се евидентираат основните билансни големини, дадени вотабелите подолu:

Механичка енергија (М):ЗнакPRMHPRMVPOEHPRHAPOHAИмеПроизводство на примарна хидромеханичка енергијаПроизводство на примарна енергија на ветеротПотрошувачка за електрична енергија за пумпање вохидроакумулацијаПроизводство на хидроакумулацијаПотрошувачка на хидроакумулацијаФосилни горива (FG):ЗнакPRPF (1 – 6)GPPF ( 1 – 6)UPFGIPFGPOPF (1 – 6)FPPFPRSF (1 – 3)USFGISFGPOSFIPSFИмеПроизводство на примарни фосилни гориваГубиток при примарна преработкаУвоз на примарни фосилни гориваИзвоз на примарни фосилни гориваПотрошувачка на примарни фосилни гориваФинална потрошувачка на примарни фосилни гориваПроизводство на секундарни фосилни гориваУвоз на секундарни фосилни гориваИзвоз на секундарни фосилни гориваПотрошувачка на секундарни фосилни гориваФинална потроѓувачка на секундарни фосилни гориваНуклеарни горива (NG):ЗнакPRPNGPPNUPNGIPNGPOPNPRSNUSNGISNGPOSN (1 – 2)ИмеПроизводство на примарни нуклеарни гориваГубиток при нуклеарна преработкаУвоз на примарни нуклеарни гориваИзвоз на примарни нуклеарни гориваПотрошувачка на примарни нуклеарни гориваПроизводство на секундарни нуклеарни гориваУвоз на секундарни нуклеарни гориваИзвоз на секундарни нуклеарни гориваПотрошувачка на секундарни нуклеарни горива

Геотермална енергија (GT):ЗнакPRGT (1 – 2)GPPG (1 – 2)TOGTИмеПроизводство на примарна топлина од GTГубиток при примарна преработкаПроизводство на секундарна топлина од GTEлектрична енергија (EE):ЗнакЕЕМHEEMVEEPFEESFEENGEEGTUVEEIZEEEPEEИмеOд хидромеханичка енергијаОд енергија на ветеротОд примарни фосилни гориваОд секундарни фосилни гориваОд нуклеарни гориваОд геотермална енергијаУвоз на електрична енергијаИзвоз на електрична енергијаФинална потрошувачка на електрична енергијаСекундарна топлина (TO):ЗнакTOPFTOSFTONGTOGTFPTOИмеОд примарни фосилни гориваОд секундарни фосилни гориваОд нуклеарни гориваОд геотермална енергијаФинална потрошувачка на секундарна топлина

8. 3. ИЗВЕДЕНИ БИЛАНСНИ ГОЛЕМИНИВо следните табели дадени се изведените големини кои се добиваат одбилансните единици, под претпоставка дека величините наведени во точка 8.2се статистички евидентирани.Промена на резервите на гориваТип на гориво Знак Се добива од:Фосилно горивоПримарноСекундарноНуклеарно горивоПримарноСекундарноPZPFPZSFPZPHPZSHPRPF (1 – 6) – POPF (1 – 6) + UPFG - IPEGPRSF – POSF (1 – 3) + USFG – ISFGPRPN – POPH + UPNG – IPNGPRSN – POSN + USNG - ISNGКонвертирана потрошувачка и губитокОд изворот Знак Се добива од:Фосилно горивоПримарноСекундарноНуклеарно горивоГеотермална енергијаМеханичка енергијаХидроенергијаЕнергија на ветеротKPPFKPSFKPNGKPGTKPOHKPOVPRPF (4) – GPPF (4) - EEPFPOSF (1) – EESFPOSN (1) – EENGPRGT (1) – GPPG (1) – EEGTPRMH – EEMHPRMV - EEMV

Губиток при секундарна преработкаПри производство Знак Се добива од:Секундарно горивофосилнонуклеарносекундарна топлина одпримарно фосилно горивосекундарно фосилно горивонуклеарно горивогеотермална енергијаGPFG (1 – 3)GPNGGPFP (5)GPFS (2)GPNTGPGTPRPF (1 – 3) – GPPF (1 – 3) – PRSF (1 – 3)PRPN – GPPN – PRSNPRPF (5) – GPPF (5) – TOPFPSF (2) – IOSFPOSN (2) – IONGPRGT (2) – GPPG (2)Губиток при пренос и дистрибуцијаВид на енергија Знак Се добива од:Фосилно горивопримарносекундарноелектрична енергијасекундарна топлинаGPUPGPUSGPDEGPDTPRPF (6) -– GPPF (6) – FPPFPSF (3) – EPSEPOEE – FPEEPTO – FPTOВкупен губиток GPDU GPDP + GPDS + GPDE + GPDT

Вкупна енергијаПроизводство на енергијаИме Знак Се добива од:ЕлектричнаТоплинаГоривоПримарнаСекундарнаПотрошувачка на енергијаЕлектричнаГоривоФинална потрошувачкаУвоз на енергијаИзвоз на енергијаPREEPRTOPRGOPRPRPRSEPOEEPOGOFIPOUVOEIZVEEEMH + EEMV + EEPF + EESF + EENG + EEGTTOPF + TOSF + TONG + TOGTPRPE (1 – 6) + PRNGPRMH + 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 + FPSFUVEE + UPFG + USFG + UPNG + USNGIZEE + IPFG + ISFG + IPNG + ISNG1) EZPA, Potro{. na elektri~na energija za pumpna akumulacija,2) PZGO=PZPF+PZSF+PZPN+PZSN, Vkupna promena na zaliha

9. РЕПРОДУКЦИОНИ ЦИКЛУС НА СИСТЕМОТМАТЕРИЈАЛНО ПРОИЗВОДСТВОЧовекот со својата творечка работа ги искористува природните сили иресурси 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 соидеи (технолошки) процес на преработка и со трошење на одредена количина наенергија, ќе ја добие својата вредност.9.1. ВРЕДНОСТ КОЈА СЕ ТРОШИ ЗА РЕПРОДУКЦИЈАМатеријалната база (производствениот систем) го градi човекот за да вотој систем живее и создава. Материјалната база со употреба постепено серазложува, поради што постојано мора да се обновува (репродуцира), ипонатаму да се развива по обем и содржина (растење). Така се воспоставувациклусот на репродукција. Шемата на репродукциониот циклус на одреденсистем (заедница) прикажано е на слика 25. Овој систем е опкружен со другирепродукциони системи (општествени заедници) различни по суштината нарепродукциониот механизам. Со нив набљудуваниот систем разменува стока ивредности преку увозно – извозниот механизам. Еден дел од вредноста во видСлика 25.на неискористена енергија и отпаднi supstancii излeгuvaat од системот вооколина, а во системот влегува supstancii од материјалните ресурси.Составен дел на системот е човекот кој со својата работа делува каконасочувачка и креативна снага.

Влезот во системот и излезот од системот се дадени во следните суми (вовредносни единици):Значење на ознаките:ULZ = (1-i) NRE + VIZ + NDPIZL = VUV + NDR + NOVNRE, нето вредност на вложенaтa човечкa rabota и потрошена енергија(1-i), фракција NRE наменета за потрошувачката во системотVIZ, девизниот приход остварен од извозот на стокатаNDP, нематеријален девизен приходVUV, девизен расход остварен од увоз на стокаNDR, нематеријален девизен расходNOV, нето отпадна вредност (види точка 9.5).Позитивната разлика помеѓу излезната и влезната вредност претставувавредност која се троши во репродукцијата:REP = ULZ – IZL = (1-i) NRE + (VIZ+NDP – VUV – NDR) –NOVPлатниот биланс со околните системи треба да е урамнотежен, штозначи збирот на увозниот и нематеријалниот расход треба да е еднаков илипомал од збирот на извозниот и нематеријалниот приход:VUV + NDR < VIZ +NDPВо случај кога не e остварена оваква (не)рамнотежа, се појавува дефицит наплатниот биланс:DPB = VUV + NDR – (VIZ + NDP)9.2. ВРЕДНУВАЊЕ НА ЧОВЕЧКАТА РАБОТАВредноста на посматраниот предмет (стока) маса М’ одредена е одпроизводството на почетната маса на М материјалот (супстанци) од кој епредметот направен, факторoт k i 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 потрошенатаенергија (E = e · α ) и вредноста на вложенaтa rabota (W = w · ß) во процесот напроизводство. E W e W (17)

Овде е:е, специфичната потрошувачка на (финална) енергија (по единица масана готовите стоки)α, цената на енергијатаw = 1/pp, продуктивност на rabotata (маса на произведена стока по работник–час).Од (17) следува изразот за специфична вредност на rabotata (воденари по работник – час):E ( E ) p (1 ) pОдносотE по дефиниција е помал од единица и се вика енргетскиинтензитет на стоката. Ако одбележеме:EEI тогаш изразот за вредноста на рabotata гласи: ( 1 EI ) pAko se zeme vo predvid deka specifi~nata vrednost na rabotata sesostoi od ~ist li~en dohod i vi{ok na rabota po rabotnik-~as, a deka~istiot li~en dohod po uslovot rabotnik-~as e ednakov na op{testvenodogovorenata konstanta L, toga{ se dobiva sledniot izraz zaspecifi~nata vrednost na vi{okot na rabota: ( 1EI) p (18)LOvaa veli~ina moè da se smeta kako merilo na kvalitetot priop{testvenoto vrednuvawe na rabotata vo oblasta na materijalnotoproizvodstvo. Od izrazot (18) sleduva deka op{testveno ocenetiotkvalitet na rabotata }e bide tolku povisok dokolku e:- edine~nata proda`na vrednost na izbraniot proizvod(stoka) pogolema;- energetskiot intenzitet na stokata mal;- produktivnosta na trudot pogolema; i- dogovorenata visina na ~istiot li~en dohod pouslovot rabotnik-~as to~no odmerena: ne smee dapredizvikuva prekumerna li~na potro{uva~ka ili daja destimulira produktivnosta.Se gleda deka prvite dva zaklu~oci se odnesuvaat na pra{aweto zaizbor na predmet za proizvodstvo (proizvodna programa), a drugite dvana pra{aweto za organiziranost na rabotata. Vo su{tina, i dvetepra{awa voglavno zavisat od nivoto na op{testvenata svest i znaewe(moralno-politi~ki i intelektualen potencijal), iako na toa moè davlijae u{te i geopoliti~kata i istoriskata realnost.

Овде треба веднаш да се укаже на суштинското значење на овојзаклучок. Имено, енергијата во суштина не се наоѓа нити во групата на трајнивредности нити во групата на потрошен материјал, туку се наоѓа во структуратана добрата и стоката. За разлика од стоката и останатите добра чиј обем ивредност претставуваат материјално богатство на општеството, вредноста напроизводството односно потрошената енергија, под одредени околности можедури и да ја намали вредноста на вишокот на rabota. Заради тоа, во таквиоколности рационалното произведување бара минимизирање на брутопотрошувачката на енергија.9.3. ВРЕДНОСТ НА ПРЕРАБОТКА И СТЕПЕН НА ПРЕРАБОТКА НАСТОКАТАСушината на поимите за нивото на преработка и вредноста на стоката ќебиде опишано на еден поедноставен модел кој се основа на претпоставката декапроцесот на производство се состои од низа на сукцесивни технолошкиоперации на кои се подложува материјалот (супстанцата) почнувајќи одпримарната преработка на ресурсите (на пример копањето и сортирањето нарудата), па со изработка на материјалот и полuпроизводите, се до завршнатаобработка и транспортот на готовата стока до местото на потрошувачката.Циклусот се затвoра со потрошувачката на стоката, затоа што, во начело и запроцесот на потрошувачката потребни се и rabota и енергија.Така се добиваat низa континуирани операции како што е на примерприкажано во табелaта брoj 8. Во оваа табeла континуираните вредности нанивото на преработка дадени se sо следнaтa низa:V0 M00V1 ( k0M0 M1) 1V2 ( k1(k0M0 M1)M2) 2.............................................Vi [ ki 1(ki2...( k1(k0M0 M1) M2) ... Mi1) Mi]Тука М i, е масата на супстанцата или стоката. So iндексот i = 0 означена епримарната домашна суровина. So iндексите i = 1,2,3,...n е означена увезенатастока na i- тиот степен на преработка.Ако сумата во заградата се означи со:iSi ki 1( ki2...(k1(k0M0 M1) M2) ... Mi1) Miтогаш вредноста на rabotata и енергијата na i-тото ниво на преработка:Vi S S E S W(19)iiiiiiСумата на горната низа претставува вредноста на стоката od n-тиотстепен на преработка:

BREnni0Vini0S Eiini0S Wii(20)Оваа сума може да се прикаже и на следниот начин:BREn Mi[ i kii kk ... kk...kk n 1 i1i i2m2m3i1i m1i0односно ако сумата во заградата се означи со B i :]BREnni0M Bii M B00ni1M Bii M B00 Mn1Bi(21)Каде средната маса на увезената стока на едно ниво изнесува:__Mn1n1M BiBiiВредностi на nivoto na преработка и стокаi01Опис напреработкатаВадење на рудаРедукцијаВредност наrabota иенергија наi-тото ниво напреработка2 Топење V 2Вид настокатаTabela 8Вредност на стоката наi-тиот степен напреработкаV 0 Суровина BRE 0 = V 0V 1 Железо BRE 1 = V 0 + V 1СтарожелезоBRE 2 = V 0 + V 1 + V 23 Легирање 1 V 3 Челик 1 BRE 3 = V 0 + 31V i4 Легирање 2 V 4 Челик 2 BRE 4 = V 0 + 41V i...... ... ... ...… ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...n … … … … … V n … … … BRE n = V 0 + n1V i

Потрошувачката може да се свати како (n+1)-ниво на преработka. Тогаше: V n+1 = S n+1 v n+1 , па изразот за бруто вредност на rabota и енергија воциклусот:n1n1i0n1BRE BRE V S v V(22)nНето вредностi на rabotata и енергијата во циклусот се добиваat со помошна степенот на искористување на циклусот ( R

VNUE=UVOE· u -IZVE· i (27)Me|utoa, lesno moè da se uo~i (ako e d prose~na cena na proizvodstvotona doma{na energija) deka e:nVNUE 1 S E ( 1 ) PRSE oiiИмајќи ја во вид дефиницијата за среден степен на исправноста наексплоатација на уредите (точка 7.2) и ravenkata (25), го добиваме следниотизраз за корисна потрошувачка:KOPO PDn 10S ie iБидејќи вредностите на корисната и финалната потрошувачка по дефиниција сееднакви, произлегува дека изгубената вредност на енергијата порадинеефикасност на уредите за експлоатација во финалната потрошувачка, еднаквае:dn 1( 1 )VFIP ( 1) S iE i(28)09.5. ОТПАДНА ВРЕДНОСТ НА РЕПРОДУКЦИОНИОТ ЦИКЛУСИмајќи гi во predвиd ravenkite (23 ) и (28) се добива бруто отпаднатавредност на репродукциониот циклус:BOV ( 1R) BRE (1 ) VFIP BOV mкаде се: m=1,2,3,... групи на отпадни загуби, како на пример:- конверзиони загуби при претварање на топлотната во механичка односноелектрична енергија;- отпад при обработка и шкарт во произвотство;- вишокот на потрошувачка на енергија над нармалната потрошувачкапоради 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 наобезвреднување на материјалната база. Високиот степен на обезвреднување екако последица на иработката на стоката со лош квалитет. Обично оваа стока воголем дел е сеуште употреблива или сразмерно многу лесно би можело да сенаправи употреблива (со попраvка или преработка). Обезвреднувањето наматеријалната база, барem еден дел може да се препише на расипливоста, напосебната одлика на т.н. потрошувачко општество.m

Секоја отпадна вредност иразена преку zaguba на одреден вид наенергија, материјал или стока, во поголема или помала мера може да се намалина два начина: подобрување на процесот и враќање на еден дел ворепродукциониот циклус. Така се доаѓа до рециклирана вредност која е даденаsо изразот:RCVm BOVкаде е : m1, степенот на рециклажа. Одовде вкупната рециклиранавредност:RCV RCVm mBOVm BOVmmmmmm BOVkаде: e средна вредност на степенот на рециклирање. Овде се добива изразотза нето отпадната вредност (неповратна загуба):NOV ( 1 )BOV ( 1 )( 1R)BRE (1)VFIP (29)9.6. ЕНЕРГЕТСКИ ИНТЕНЗИТЕТ И ПРОДУКТИВНОСТ НА RABOTATAОд равенката (22) за бруто вредост на rabotata и енергијата нарепродукциониот циклус се има:BRE n10S viin10S Eiin10S WiiАко средниот енергетски интензитет на циклусот го дефинираме со односот(в.точка 11.2)n 1SiEi0SEI BRE(30)тогаш вкупната вредност на rabotata по циклус е даденa sо:n10S Wii n10S Wii ( 1SEI ) BRESредна продуктивност на rabotata во циклус даденa е sо: 1 1p (31)n1n1S w S / p0iiTака се доаѓа до изразот за средна вредност на rabotata по условенработниk - час: BRE (1SEI ) p0ii

и средна вредност на вишокот на rabota по работник – час: BRE(1 SEIv) p Lкаде Lпретходно е дефинирана (точка 9.2) општествено договорена вредностна чистиот личен доход по работен час на условен работник.Треба да се има во вид дека степенот на енергетскиот интензитет (SEI) испецифичната бруто вредност на стоката (BRE/M) во голема мера зависи одстепенот на преработка (n) што е очигледно од изразот (19) и (22). Оваазависност е (квалитативно) прикажана на слика 26.Се гледа дека стоката со низок степен напреработка по правило претставува стокасо ниска специфична вредност и високенергетски интензитет, за разлика одстоката со висок степен на преработка(машини, инструменти и др.) која јапретставува стоката со високиспецифични вредности и низокенергетски интензитет. Треба да се има воpredвид дека степенот на преработка e водиректна зависност sо обемот на учествона непосреднa и минатa интелектуалнarabota во процесот на производство.Слика 26Одовде произлегува дека izborotna структурата на производството воциклусot, треба да се врши по критериум,што поголем степен на преработка.9.7. СТЕПЕН НА РЕПРОДУКЦИОНИОТ ЦИКЛУСОд равенките (14) и (15) лесно се доаѓа до следниот израз за вредноста нарепродукцијата со која се обезбедува пораст на материјалната база напроизводство:REP = (1 – i) NRE – DPB – NOVПод степен на репродуктивност на циклусот се подразбира односот:REPr = · (32)BREСо примена на ravenkite (23) и (29) се добива изразот:VFIPr R( 1i) (1 )(1R) (1 )(1 ) BREDPBBRE

nНа крај, со замена VFIP = 1S iE i(равенка 24) и со помош на дефиницијата за0среден енергетски интензитет (ravenka 30) се добива:DPBr R( 1i) (1 )(1R) (1 )(1 ) SEI BREOвој израз би можел да не наведе на погрешен закључок во врска соулогата на извозот, ако не се води сметка дека помеѓу извозната фракција ( i ) испецифi~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 линеарназависност на специфичниот дефицит на платниот биланс од извозот:DPB = 0,1 · R – i ,BREна таа основа максималниот дефицит настапува при i = 0DPBmax 0.1RBRE 0.1NREа стабилно преработување при i 0 , 1R. Sо ова изразот за репродукцијастанува:r 0,9i(1) (1 )(1) (1 )(1 SEI(33)R RR)Одовде се гледа дека репродуктивноста на системот ќе биде поголема доколкуе:- R , степен на искористување на BRE поголем;- i , 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 ипромената на следните параметри во распони:i = 0,1 ….0,5R= 0,9 …0,95 = 0,3 …0,6Резултатот е прикажан на слика 27. Правците на сликата обелажани се од1 до 8, со тоа што на секој правец одговара одреден збир на параметри:N 0 i R1 0,1 0,3 0,92 0,1 0,3 0,953 0,1 0,6 0,94 0,1 0,6 0,955 0,5 0,3 0,96 0,5 0,3 0,957 0,5 0,6 0,98 0,5 0,6 0,95

Се гледа дека степенот на репродуктивност многу малку зависи одфракцијата извоз (i), додека поосетлив на промена е степенот на искористувањена циклусот ( R ) . Релативното значење на овие зависности дотолку е помалдоколку е помал средниот енергетски интензитет (SEI).Од друга страна, со намалување на средниот енергетски интензитетстепенот на репродуктивноста расте. Степенот на репродуктивност расте и сопорастот на степенот на pravilno искористување на финалната енергија ( ).Релативното значење на овој ефект е дотолку помал, доколку е средниотенергетски интензитет помал.Од овие анализи може да се заклучи дека степенот на репродуктивностна циклусот најефикасно може да се зголемuva so измена на структурата напроизводствоto која ќе доведе до намалување на средниот енергетскиинтензитет, потоа so зголемување на степенот на pravilnoto искористувањена финалната енергија иСлика 27зголемување на општиот степен на искористување на циклусот, што значи сорационализација и смалување на отпадот. На степенот на репродуктивностнајмалку влијае промената на обемот на извозот, со обзир дека таа непосредновлијае на платниот биланс, што значи на економската а не на техничкатастабилност на stopanisuvaweto.

10. STOPANSKIOT PORAST I ENERGETIKATASredniot energetski intenzitet (SEI) i stepen na reproduktivnostna stopanskiot sistem (r), definirani vo prethodnata to~ka 9, moàt daposluàt za donesuvawe zana~ajni zaklu~oci za stopanskiot porast inegovata povrzanost so potro{uva~kata na energija. Vo spomenatatato~ka e poso~eno na teoretskite mo`ni vlijanija na reproduktivnotomenuvawe na sredniot energetski intenzitet. Na ovaa golemina samo voograni~ena mera moè da se vlijae, kako {to podolu pove}e }e bideobjasneto.nAko namesto 1S iE ija zememe vrednosta na bruto potro{enata0energija (BRPO) vo poedini dràvi, a namesto BRE vrednosta na brutoop{testveniot proizvod (BDP, vo ekvivalenten iznos na dolarot) potoaovie vrednosti gi vnesuvame vo dijagramot (slika 28), doa|ame dozaklu~ok deka sredniot energetski intenzitet SEI se menuva vo srazmernotesen raspon (pome|u 10 i 25 kWh bruto potro{ena energija po eden dolarop{testven proizvod) bez ogled na goleminata i geogravskata polo`ba nazemjata, nejzinata razvienost i op{testveniot sistem. Negolemiteodstapuvawa koi se zapazuvaat, odrazuvaat razli~ni proizvodnistrukturi, no strukturi koi moàt samo sporo i te{ko da se menuvaat,zatoa {to najgolemiot del od dadenite prirodni raboti, zavisat i odistoriskite faktori. Ottamu se se gleda deka [vajcarija i ZapadnaGermanija imaat zna~itelno pomala SEI vrednost vo odnos na srednata(SEI=20kWh/$) za razlika odKanada, Meksiko i SAD ~iiSEI-vrednosti se dalekupogolemi. Fakt e deka SEIvrednostapribli`no ekonstanta i e nedofatlivopozna~ajna voop{to, aosobeno za procenka iproektirawe za razvojot naenergetikata kako za svetotvo celina, taka i zapoedine~nite zemji.Imaj}i vo predvid dekadenes vo svetot, brutoop{testveniot proizvod poìtel (BDP\ST) prifatenkako edno od najva`nitemerila na op{tiot stepen narazvienost, naporite napove}eto zemji vo svetot seusmereni na {to pobrzozgolemuvawe na ovojpokazatel. Od energetskiaspekt ova zna~i deka so

srazmernoto zgolemuvawe na BDP/ST mora da raste i potro{uva~kata naenergijata po ìtel. Brzinata na zgolemuvaweto na bruto op{testveniotproizvod e srazmerna brzina so koja raste bruto vrednosta na rabotata ienergijata na proizvodniot ciklus. Moè da se zeme vo predvid prirastotna BRE proporcionalna vrednost na reproduktivniot sistem BRE=c·REP.Ako e na krajot na prvata godina bruto vrednosta na rabotata ienergijatatoga{ vo narednata godina }e bide:Goleminata (c·r 1 ) se narekuva stapka na porast na op{testveniotproizvod. Vo ist vremenski period stapkite na zgolemuvawe naop{testveniot proizvod vo razli~ni zemji moàt zna~ajno da serazlikuvaat. Po pravilo, koga bruto op{testveniot proizvod po ìtel(BDP/ST) e pogolem od odredeniot minimum odnosno pragot (slika 29),stapkata na porastot e tolku mala kolku {to e BDP/ST pogolem, {toodrùva uspe{ni napori vo poedini dràvi da stanat bogati. Nasprotizemjite ~ii BDP/ST e pod pragot, pokaùvaat nedovolna stopanskarazvienost (insufiencija) i imaat mnogu niska (pa i negativna) stapka naporastot BDP/ST poradi {topa|aat vo relativnopogolemasiroma{tija.Vo prethodnata to~ka 9, epokaàno na kakov se na~in moèda se vlijae na zgolemuvawe nastepenot na reproduktivnosta r, paporadi toa i na stapkata naporastot na op{testveniotproizvod.Podolu }e bide prikaànodeka zgolemuvaweto e op{tpriroden fenomen i deka eposledica na deluvaweto napozitivnite i negativnitepovratni spoevi vo ìviotsistem. Ova dejstvo moèformalno da se definira, azaklu~ocite da se prenesat narazli~nite procesi na porastot voenergetikata, stopanstvoto i voop{testvotovoop{to.

10.1. EKSPONENCIJALEN RASTAko kvantitativnata promena na nekoj sistem Y e uslovena sopojavite koi so tekot na vremeto se odigruvaat vo samiot sistem, toga{brzinata na ovie promeni e proporcionalna golemina na sistemot:Y/t=·Y,kade e = (x 1 ,x 2 ……) faktor na proporcionalnosta, vo op{t slu~ajfunkcionalnata niza na faktorot x i (i=1,2,3….) pri koja naj~esto sekoj odniv ima vremenska funkcija. Zatoa promenata ili porastot na sistemotmoè da se prikaè so slednata ravenka:d(lnY) / dt ( t),odnosno:Yo Y eot ( t ) dt Yo e t(34)Vakviot porast se narekuva eksponencijalen porast, a mehanizmot koj gouslovuva se narekuva povraten spoj. Funkcijata (t) se narekuva stapkana porast. Taa ja odreduva karakteristikatana zgolemuvaweto (slika 30).Vo sostojbata kogafunkcijata na stapkata na poraste>0, a prviot izvod d/dt>0 (delod krivata 0-1) preovladuvapozitiven povraten spoj. Vakviotporast se narekuva eksplozivnoeksponencijalno zgolemuvawe ilikratko eksploziven porast.Koga e d/dt=0, a const(to~ka 1), toga{ toa e slu~aj naobi~en eksponencionalen porast.Koga e d/dt

Vo sostojbata koga e 0, a }e opa|a

obi~no e edna godina, a stapkata na porastot (izrazeni so odnosot me|ugodi{nite promeni i goleminite na sistemite: Y/Y) mnogu pomalku odedinica, poprakti~no e da se primenuvaat geometriski redovi otkolkueksponencijalni funkcii:………………………………………………………..(36)Na toj na~in sredniot faktor na progresija p i srednata stepka naporastot se odreduvaat od goleminata na sistemot na po~etokot (Y o ) ina krajot na vremenskiot period od n godina (Y n ), so pomo{ od sledniotizraz:p = 1+ = (1/n) ·ln (Yn/Yo)Moè da se slu~i da funkciite na stapkata na porastot ne zavisatsamo od vremeto, tuku i od drugi nezavisni promenlivi. Vo toj slu~ajmoè da se postapi na soodveten na~in, kako {to }e bide objasneto voprimerot na porastot na ìtelite.Ovdeka se ukaùva na u{te edna prakti~na golemina koja sekoristi pri rabota so funkciite na porastot. Ako vo ravenkata (35) seza meni Y=2Y o , pa ravenkata se re{i po vrame, se dobiva dvojno vreme (za >0), odnosno vreme na poluraspa|awe na sistemot (za

Tabela 9Stopans kiporast ( )±% godini0.1 6930.2 3460.4 1730.8 871.5 463.0 236.0 1212.0 624.0 3t *godini 1)1) zaokruèno10.2. @ITELITE I POTRO[UVA^KATA NA ENERGIJANaselenieto e tipi~en primer za sistemite so pozitiven inegativen povraten spoj, no ovoj sistem e karakteristi~en i porasprostranetosta na ìtelite sprema porastot. Ako funkcijata narasprostranetosta e po porastot: R i (x), kade {to x porastot (godina nastarost) po eden ìtel vo grupa i, i ako e vkupniot broj na ìtelite voovaa grupa Si; toga{ brojot na starite ìteli e pome|u x 1 i x 2 godina:Sx 2x 2i )x1x Si Ri( x dx(38)1So indeksot i=1,2,3…, se ozna~uvaat po red: ìtelite po teritorijalnopoliti~kaedinica, pripadnici na nacionalni grupi ili grupi na ìteliso odredeni profesii, ili obrazovanie, ili grupite ìteli na odredeninivoa spored dohodot, ili sl.Pozitivniot ili negoviot porast na ìtelite zavisi od stapkatana ra|aweto i smrtnosta. Stapkata na ra|aweto r(t) se menuva so tekotna vremeto vo zavisnost od brojni socijalno ekonomski uslovi. Stapkatana smrtnosta s (x’,t) e funkcija na porastot, a se menuva so tekot navremeto (t), od sli~nata pri~ina kako kaj stapkata na ra|aweto. Vokratkite intervali od nabquduvawata moè da se zeme vo predvidstapkata na ra|aweto r =const., a stapkata na izumiraweto s (x), bidej}ii dvete sporo se menuvaat so tek na vreme. Tipi~na funkcija na prirastotR(x) i tipi~nata funkcija na stapkata na smrtnosta s (x) prikaàni naslika 32.

So ova {to dosega go kaàvme, porastot na ìtelite vo tekot naedna godina (so primena na ravenkite (35) i (38)) daden e so sledniotizraz:SSi0R(x)e( r s(x))(39)Do oblikot naprirastot R (x) sedoa|a vrz baza napopis na ìtelitesleden vo godini t o , ado stapkata nara|aweto p ikrivata s (x) soanaliziraweto napodatocite zara|aweto ismrtnosta naìtelite vo tekot naniza neparni godini:t 1 ,t 2 ,t 3 ….t n . Vkupniotbroj ìteli na krajotna sekoja godina seutvrduva vrz osnova naistite analizi i takase dobiva neformalnaniza: So, S 1 , S 2 ….S n .Poa|aj}i od poznatiteili o~ekuvaniteslu~uvawa ili pojavikoi moè da vlijaat,sega e mo`no da sepretpostavi promenatana stapkata na ra|awetoza m godini odnapred:t n+1 , t n+2 ,…t n+m , isto kakoi soodvetnite promenispored oblikot naprirastot R(x) ikrivata s (x). Soprimena na izrazot (39)moè da se odredatzgolemuvawata pa sotoa i neformalnataniza S n+ 1, S n+2 ,….S n+m .Goleminata S o evistinska vrednost,dx

goleminite (S 1 ,S 2 …..S n+m ) se proceneti vrednosti, a (S n+1 ,S n+2 ,…S n+m )proektiranite vrednosti na ìtelite.Na dobienite vrednosti od nizite moè da se primeni postapkataopi{ana vo to~kata 10.1. i da se dobie ili niza od srednata stapka naporastot, ili funkcija od stapkata na porast na ìtelite, {to soprimena na izrazite (35) i (36) ovozmoùvaat premnogu ednostavniekstropolacii, korelacii i sporeduvawa na brojot na ìtelite sodrugite tekovni razvoi. Primer, na slikata 33 e pokaàno svetskotodvièwe na ìtelite po~nuvaj}i od 1650 do 1900, po procenkata Carr-Sanders-Wilcox, od 1900 do 1950, po podatocite na UN i od 1950-2000 poproekcija na UN.Ovoj dijagram pokaùva deka okolu 1650 godina na svetot bile okolupolovina milijarda lu|e, a prose~nata stapka na godi{niot porastiznesuvala okolu 0,3% (toa odgovara na vremenskiot period naudvojuvawata okolu 250 god.) Ponatamu stapkata na porastot neprekinatorastela, taka da vo 1970 godina dostignala vrednost od 2,1% godi{no, {toodgovara na vremenskoto udvojuvawe od 33 godini. Me|utoa, brojot naìtelite tie godini dostignalo 3,6 milijardi, {to e pove}e od ona {toprikaùva proekcijata na slika 33 koja e izrabotena 1958 god. O~iglednoe deka planot vo 1958 godina ne bile vo sostojba pravilno da gi predvidatpojavite koi vlijaele na vaka nagli porasti na brojot na ìtelite.Spored definicijata od to~kata 10.1. ovoj porast e vo faza naeksploziven porast. Me|utoa ve}e e zapazeno ne{to posporo zgolemuvawena stapkata na porastot i pribliùvaweto do fazata na ~istoeksponencijalen porast posle koj verojatno }e se napu{ti fazata nausporen porast.Ovie promeni na brzinata na porastot na brojot na ìtelite moèda se objasnat so promenite na stapkata na ra|aweto i na umiraweto voprethodniot period (slika 34).

Slika 34.Blagodarej}i na se podobrite uslovi na ìvotot stapkata na umirawepobrgu opa|ala vo odnos na stapkata na ra|awe. So ovaa tendencija seprodolùva do izedna~uvaweto na ovie stapki, koga bi trebalo da dojde doramnote`na sostojba. No, na stapkata na umiraweto deluva i negativenspoj: ~ovekovoto dejstvuvawe na okolinata koja e negov izvor na surovinai hrana, toj vo isto vreme se pove}e ja menuva iscrpuvaj}i ja i zagaduvaj}ija. Poradi toa moè da se slu~i stapkata na smrtnosta da po~ne da raste, avoedno stapkata na porastot na brojot na ìtelite da stane negativna.ôvekot }e mora {to pobrgu da se prilagodi na novite uslovi za opstanokna zemjata koi mu se nametnuvaat: postojanata i op{tata grià zaresursite, li~nata potro{uva~ka, porastot na brojot po ìtel izagaduvaweto na okolinata, za razlika od odnesuvaweto vo tekot nadolgata istorija na ìvotot na zemjata koga za ovie raboti voop{to ne sevodelo smetka. Ako ~ovekot ne uspee vo ova, zasega ne e mo`no da sepredvidi ni{to drugo osven katastrofalno opa|awe na brojot naìtelite i siroma{tija. Do vakvi zaklu~oci se doa|a ako se ima vopredvid deka se poznati neobnovlivite resursni surovini i izvorite naslatkite vodi na zemjata gi ima vo ograni~eni obemi, a posebnoorabotlivata povr{ina. Me|utoa mora da se veruva vo ~ovekovataimaginacija i vitalnost i nade` deka blagovremeno }e bidat otkrienina~ini na eksploatacija na resursite koi na sovremenata novatehnologija ne se dostapni, kako i da se najdat na~inite za koristewe naovie surovini koi denes seu{te ne gi koristime.Na slikata 35 ni e pokaàno deka bruto op{testveniot proizvodvo celiot svet raste poradi pozitivnite povratni naponi koipreovladuvaat pome|u ovoj porast i sistemskite usmeruvawa naop{testvata da proizveduvaat se pove}e, srazmerno so dostignatoto nivomaterijalni bazi. (Sporedi: stepen na reproduktivnosta, ravenkata (32)).Kaj zemjite so nizok BDP/ST ova usmeruvawe e motivirano od èlbata da

se podigne niskiot ìvoten standard, a kaj zemjite so visok BDP/STnastojuvaat da bidat {to pobogati. Za àl, del poradi niskiot BDP/ST vonekoi zemji, a del poradi stapkata na ra|aweto koja vo ovie zamji e visoka(slika 31), stapkata na porastot BDP/ST e naj~esto nedovolna da oviezamji moàt da ostvarat napredok (slika 29), tie razliki se pome|uvisoko razvienite i eden del zemji vo razvoj na eksponencijalnotoprodlabo~uvawe. Bidejki bruto op{testvenite proizvodi direktno seproporcionalno potro{uva~ki neobnovlivi, mineralnite surovini ibruto potro{enata energija, potro{enata energija i neobnovlivitesurovini vo svetot mora da rastat eksponencijalno. Pri~inata leì vopovratnata vrska koja preovladuva pome|u vkupniot porast napotro{uva~kata i porastot na brojot na ìtelite, a posebno zaradizabrzaniot porast na potro{uva~kite dobra po ìtel (porast nastandardot). Bidej}i energetskite resursi se vo najgolem del iscrplivi,proizleguva deka prvostepenite op{testveni griì treba da nastojuvaatda brzinata so koja resursite se iscrpuvaat stojat vo razumni odnosi sobrzinata so koja novite izvori se otkrivaat i osposobuvaat zaeksploatacija.

O~igledno, odrùvaweto na ovoj odnos zna~i upravuvawe sodolìnata na traeweto na resursite, taka da toa e edno od pra{awatana globalniot opstanok. Me|utoa, so ogled na brzinata na iscrpuvawe naresursite raste eksponencijalno, novite resursi isto taka bi morale dase osposobat so eksponencijalen porast na brzinata. Takviot tek narabotite mora da ima svoj definitiven kraj, koj sigurno se pribliùvaisto taka do eksponencijalniot porast na brzinata. Vakvoto rasuduvaweneposredno se stava na ispit na koncepcijata na postojan i op{t rastkako trajni op{testveni opredeluvawa.10.3. ENERGIJATA I @IVOTNATA SREDINA@ivotnata sredina e ~etvorofazen sistem koj go so~inuvaatatmosverata (vozdu{nata obvivka na Zemjata), hidrosverata (vodenataobvivka), litosverata (Zemjenata povr{ina i korata) i biosverata(ìvotinskiot i rastitelniot svet). Proizvodstvoto i koristeweto naenergijata vlijaat na ìvotnata sredina. Taka so proizvodstvoto isogoruvaweto na fosilite i nuklearnite goriva se menuvaat sostavot i~istotata na prirodnite vodi, se iscrpuvaat mineralnite resursi, jao{tetuvaat ili namaluvaat kultiviranata povr{ina, a preku navedenitedejstvija negativno se vlijae na rastitelniot i ìvotinskiot svet ipredizvikuvaat zaboluvawa ili genetski promeni. So ovie probleminaukata se bavi vo posledno vreme, a novite nau~ni disciplini(ekologija, i dr.) seu{te se na po~etokot. No, sepak tie se zanimavaat sodaleku po{iroka grupa pra{awa od oblastite na op{toto vlijanie natehnologijata na ìvotnata sredina, od koj samo eden del se odnesuva naenergijata.Do denes nema cvrsti osnovi na koi bi moèle da se izvr{uvaatprecizni analizi na obemot, a osobeno na raznite {tetni vlijanija. Zasega vnimanie pove}e se obrnuva da se doznae za obemot i raznite efektiproizlezeni od tehnologijata, i se vr{i sporeduvawe so ~istata priroda.Me|utoa, kvantitativnite zaklu~oci za stepenot na utvrdenite {tetnipromeni po ~ovekovoto zdravje zasega se vo odredena mera {pekulativni,bez cvrsti nau~ni dokaùvawa, so isklu~ok na nekoi dejstva za koi postoidolgo iskustvo ili efektite se o~igledni.10.3.1. ATMOSFERAPod poimot ~ist priroden vozduh se podrazbira smesa (volumen)78,09% azot, 20,94% kislorod, 0,93% aron i 0,03% jagleroden dioksid,dodeka ostanatite 0,01% go soo~uvaaat zaedno: neon, helium, metan,kripton, vodorod, ksenon, azot-dioksid i ozon. Vo vozduhot obi~no imavodna parea ~ija sodrìna varira. Sekoj vozduh koj odstapuva od ovojsostav pretstavuva zagaden vozduh, a delovite od vozduhot ili gasovitekoi predizvikuvaat otstapuvawe se narekuvaat zagaduva~i. Sporeddefinicijata na svetskata zdravstvena organizacija (WHO) vozduhot e{tetno zagaden koga eden ili pove}e zagaduva~i se nao|aat vo koli~ina

koja za dobroto zdravje na lu|eto, ìvotnite i rastenijata e {tetna ilipredizvikuva {teti.Po oblikot, aerozagaduvaweto moè da bide fizi~ko, hemisko,radioaktivno. Fizi~koto aerozagaduvawe predizvikuva pra{ina i pepelnastanati pri sogoruvaweto na fosilnite goriva. Samata po sebe,pra{inata vo visoka koncetracija moè da predizvika zaboluvawe naplu}ata sli~no na silikoza. Vo pomala koncetracija pra{inatadoprinesuva zgolemuvawe na koncentracijata na bakteriite vo vozduhot.Hemiskoto aerozagaduvawe go predizvikuvaat gasovnite produktina sogorenite fosilni goriva. Jaglen monoksid vo koncetracijatapogolema od 30 ppm 2) moè da bide kako {teten taka i fatalen za ~ovekoti rastenijata. Sulfur dioksid e {teten i predizvikuva trajnio{tetuvawa na zdravjeto. Koncetracijata vo vozduhot zavisi odvozdu{niot pritisok i atmosverskata prilika. Azotnite gasovi senao|aat vo izduvnite gasovi na avtomobilskite motori i premnogu se{tetni za zdravjeto. Amonjak nastanuva pri rabota na gasogeneratorot ikoksarata. Kaj lu|eto i ìvotnite predizvikuva opasno o{tetuvawe nadi{nite pati{ta. Sulfur vodorod nastanuva vo koksarite,gasogeneratorite, destilirana istalacija i vo rafineriite. Kaj lu|etopredizvikuva o{tetuvawe na mozokot. Pareata od katranot ibitumenot se {tetni za zdravjeto, osobeno predizvikuvaat rak.Posebni oblici na aerozagaduvaweto vo energijata se golemitekoli~ini jagleroden dioksid koj nastanuva so sogoruvaweto na fosilnitegoriva. Brzinata so koja ovoj gas nastanuva potpomognata e od okeanite irastitelniot svet koj go apsorbiraat ili go asimiliraat, taka dakoncetracijata vo vozduhot mu se zgolemuva za okolu 1.5ppm godi{no, {tozna~i deka vo 2000 godina koncetracijata CO 2 vo vozduhot }e dostigne380ppm (denes 300ppm). Denes seu{te e neizvesno kakvi promeni ponatamu}e predizvika, no se predupreduva na posledicite do koi bi moèlo dadojde ako koncetracijata bi se udvoila. Zaradi efektite na staklenagradina moè da dojde do zgolemuvawe na temperaturata na vozduhot ipovr{inata na zemjata i do delimi~no topewe na lednite karpi napolovite, {to bi predizvikalo zgolemuvawe na nivoto na moreto ipotopuvawe na golemite povr{ini na kopnoto.Radioaktivnoto aerozagaduvawe nastanuva vo rudnicite prirabotata na nuklearnite reaktori, vo fabrikite za prerabotka naozra~etite nuklearni goriva, kako i pri sogoruvawe nekoi oblici najaglen vo termoelektranite. Postoi i potencijalna opasnost odradioaktivnoto zagaduvawe pri eventualnite o{tetuvawa na nuklearnatainstalacija, pri transportot na radioaktivnite materijali ili nainstalacijata za trajnoto smestuvawe na radioaktivniot otpadok. Voslu~ajot na normalniot pogon na nuklearnata industrija, emisijata naradioaktivnite zagaduva~i e svedena na zakonski minimum i stoi podstroga tehni~ka i administrativna kontrola. Vo slu~aj eventualnoo{tetuvawe, site nuklearni industrii se snabdeni so za{titen ured ifiltri, {to onevozmoùva probiv na pogolemi koli~ini naradioaktivnosta vo okolinata.Za efikasnosta na prethodno kaànoto svedo~i podatokot oddosega{noto iskustvo na nuklearnite elektrani i drugi nuklearniindustrii. Brojot na o{tetenoto zdravje po rabotnik na 1 ~as vo ovie

instalacii e od 10-100 pati pomala otkolku vo fabrikite i drugitetehni~ki pogoni od tredicionalen tip. Da bi se steknala izvesnapredstava za na~inot na nastanuvaweto i goleminata na radioaktivnotozagaduvawe, treba da se ima vo predvid deka sekoja nuklearna elektrana vonormalano rabotewe ispu{ta niz ventilacijata vo atmosferata okolu10 12 Bq vo vid na nekakva te~nost na radioaktivniot kripton vo vreme napoluraspad pome|u nekolku ~asa i 9,4 godini. Ako se po~uvstvuva dekasrednata stapka na raspadnuvaweto na kriptonot k =0,01, apredpostavkata deka so vklu~uvaweto na nuklearnite elektrani vosvetski elektroured }e odi po stapkata N =0,11 ({to odgovara na dvojnatasila sekoja 7 -ma godina), proizleguva deka koncentracijata naradioaktivniot kripton vo atmosverata }e se zgolemi eksponencijalno,soglasno ravenkata:dKdt K )(N KK = K e0t( - )NKZa Ko≈10 17 Bq (vo 1980 god.), se dobiva:K=10 17·e 0,10( q(, kalendarska godina) so pomo{ na koja moè da se presmeta deka dokrajot na mileniumot (=2000) koli~inata na radioaktivniot kripton voatmosferata }e dostigne do 8,9·10 17 Bq. Denes se smeta deka efektot od ovazagaduvawe ne e kriti~no. Za potkrepuvawe na ovoj podatok se naveduvasledniot podatok. Denes od rak predizvikan od prirodnataradioaktivnost 20 do 1000 vkupno umreni od rak. Do 2000 godinaprirodnata radioaktivnost }e bide zgolemena od radioaktivnitezagaduva~i. Presmetuvawata pokaùvaat deka toj broj izumreni od rak }ese zgolemi od 20 na 21,5 na sekoj 1000 smrtni slu~ai od rak. No, sepakostanuva faktot deka nivoto na radioaktivnoto zagaduvaweeksponencijalno raste.[to se odnesuva na obemot na radioaktivnoto aerozagaduvawe, koevo atmosferata izleguva od ~adot na nekoi termoelektrani nema va`nipodatoci, no se znae deka e prili~no golemo.10.3.2. HIDROSFERAôvekoviot opstanok direktno zavisi od vodata. Iako, 2/3 odpovr{inata na na{ata planeta ja so~inuva vodata, najgolemiot del(97,39%) e solena voda koja vo glavno nemoè da se koristi vozemjodelstvoto, industrijata i vo proizvodstvoto na elektri~na energija.Ostanatite 2,01% e slatka voda zamrznata na severniot pol. Prakti~nood vkupnata koli~ina voda na zemjata, na ~ovekot mu ostanuva naraspolagawe slatka voda samo 0,61%. Najgolemiot del od ovie vodi (93%)

ja so~inuvaat pozemnata voda, okolu 4,5% voda vo rekite i ezerata, aostatokot od 2,5% e atmosferskata voda.Spored podatocite na svetskata zdravstvena organizacija denesokolu 130 milioni lu|e stradaat za voda za piewe i prinudeni se da pijatzagadena voda. Ovoj broj brzo se zgolemuva. Istoto ova vaì i za gustonaselenite industriski regioni vo Evropa. Ne postojat merila za merewena zagadenosta na vodata. Zagaduvaweto moè da bide mehani~ko, hemisko,organsko, toplotno i mikrobakterisko. Mehani~koto e posledica nacvrstite otpadoci od industrijata i rudnicite. Glavniot efekt od ovazagaduvawe e namaluvaweto na son~evata energija, {to doveduva dozagrozuvawe na florata i faunata. Osven toa, doa|a do ~isto mehani~koo{tetuvawe na tkivoto na ribata. Hemiskoto zagaduvawe gopredizvikuva industrijata koja isfrla mineralni i organski kiselini inivnite soli, alkalii, metil, amonjak i negovite soedinenija, fenoli,krezoli i cijanidi. Organskite zagaduva~i ne se javuvaat kajenergetskite postrojki. Toplotnoto zagaduvawe nastanuva pri rabotetana termoelektranite na fosilni i nuklearni goriva. Konzumiranatapotro{uva~ka na ovie uredi pretstavuva izvor na toplotni opteretuvawana rekite i ezerata ili na vozduhot, koga sluàt kako toploten ponor.Ova moè da dovede do lesni naru{uvawa na ìvotnite uslovi vo vodata,toplinata prenesena vo vozduhot na teritorijata na golemite gradovimoè da predizvika meterolo{ki anomalii. So ogled da toplotnotoopteretuvawe eksponencijalnosta raste, toa moè da predizvika ozbilniklimatski poremetuvawa vo svetski razmeri, bidej}i sigurno porano ilipodocna }e dostigne obem koj moè da se sporedi so vkupnata energija kojazemjata ja prima od sonceto. Ova go potvrduva primerot: vo Los Anxeles(SAD) vo koja snagata na otpadnata toplina koja se predava nateritorijata na ovoj grad od termi{ki postrojki ve}e denes e na nivo od5% od primeneta energija od sonceto. Poradi ova ve}e se ~uvstvuvaporemetuvaweto na lokalnata klima. Se o~ekuva vo 2000 godina daotpadnata toplina dostigne 15% od son~eva energija.10.3.3. LITOSFERAPromenite koi ~ovekot moè da gi po~uvstvuva od litosveratamoàt da bidat od: fizi~ka, hemiska i biohemiska priroda. Pove}eto odovie promeni pravat da zemji{teto stanuva pomalku upotreblivo.Fizi~kite promeni kako posledica od energetikata opfa}aat: erozii,obrabotka na zemji{teto, urbanizacija, izgraduvaat infrastruktura,zgolemuvawe na otpadocite i lizgawe na zemji{teto. O{tetuvawe napovr{inskiot sloj na zemjata so razni tehni~ki zafati (gradewetopati{ta, se~eweto na {umite i dr.) doveduva do erozija (pomestuvawe,ogoluvawe i potresuvawe na terenite) i o{tetuvawe na kvalitetenpovr{inski sloj. Najzna~ajni promeni se predizvikani od urbanizacijatai izgradbata na inustriski objekti (fabriki, rudnici so povr{inskaeksloatacija, elektrani, pati{ta, aerodromi, deponii, osobeno: son~evii geotrmalini energetski instalacii i elektrani na veter ili branovi).So toa se pokriva pogolem del od plodnoto zemji{te i taka se namaluvaraspolo`livoto zemji{te za proizvodstvo na hrana. Ovie dve vlijanija

predizvikuvaat promena na zemji{teto koja se {iri eksponencijalno.Edna{ na takov na~in uni{tena plodna zemja mora pokasno da senadoknadi, {to predizvikuva ogromna i dolgotrajni kapitalnivloùvawa. Ovoj proces za zagriùva~koto namaluvawe naraspolo`livata zemja za potreba na zemjodelstvoto prikaàn e na sl. 36.Pod predpostavka deka po ìtel potrebno e 0,4·10 6 m 2 obrabotlivazemja, porastot na potrebnata povr{ina na zemja za zemjodelstvotoprosleduva kriva so eksponencijalen porast na ìtelite. Od drugastrana, vkupno obrabotlivo zemji{te se namaluva zaradi urbanizacijatai infrastrukturata, ~ii potrebi rastat isto taka eksonencijalno.Rezultatot e: totalno is~eznuvawe na obrabotlivata zemja. Sosema esigurno deka mora da se menuvaat nekoi tehnolo{ki kako i svetskiekonomski predpostavki da bi moèle da opstaneme na zemjata.Poseben problem predizvikan od infrastrukturata na zemjatapretstavuva taloèweto na {qaka i jalovina i uni{tuvaweto napovr{inskiot sloj na najkvalitetnata zemja na dnevnoto kopawe na jaglen4,0Vkupna povr{ina obrabotlivozemji{te na svetotMilijardi hektari3,02,01,0Povr{ina potrebna zaobrabotuvawePovr{ina naraspolagaweGodinaSl.36Slika 36.potoa deponiite na gradskite i industriskite otpadoci i najposlepojavata na lizgawe na zemji{tveto koe nastanuva od otstranuvaweto narudnata masa, naftata, gasot ili podzemnata voda od dlabokite sloevi odzemjinata kora.Sepak, potrebno e da se napomene deka pogolem del od navedenitepojavi i zagaduva~i moè radiakalno da se stavat pod kontrola, pod uslovda se prifati soodvetna materijalna kazna i sproveduvawe strogi merkiza za{tita na okolinata. Samo tri vida: jagleroden dioksid, toplotnotoopteretuvawe i radioaktivnoto zagaduvawe se izdvojuvaat kako najgolemizagaduva~i koi ~ovekot gi predizvikuva vo ìvotnata sredina,blagodarej}i na eksponencijalniot poras i {to seu{te ne se sogleduvaatpati{tata za nivno radikalno smaluvawe.

11. РАЦИОНАЛНА УПОТРЕБА НА ЕНЕРГИЈАТАВо glava 9 опишан е производниот циклус како репродукционен систем.Ако степенот на репродукција на системот е поголем, еднаков или помал одединица, системот расте, се наоѓа во стационарна состојба ili opa|a (деградира).Од аспект на односот спрема околината, системот може да биде во рамнотежа(DPB=0) или во нерамнотежна состојба(DPB > 0.Докажано е дека степенот на репродукција зависи од енергетската структурана системот (енергетски интензитет на производство). Тука ќе биде покажано какоод енергетската структура зависи рамнотежната состојба на системот. n111.1. ПЛАТЕН БИЛАНС КАКО КРИТЕРИУМ НА СТАБИЛНОСТВкупната маса на увезените суровини, материјаli и roba dadena e so сумаMi , а nejzinata вредност е:nM imi1каде што m i е цена на единечна маса. Покрај овој увоз, se увezuva и одредена нетоколичина енергија (ravenka 26).~ија вредност е:NUVE=UVOE-IZVEVNUE=UVOE · e n -IZVE · e iВкупната вредност на увозот е:nVUV=∑M i·m i +VNUE1Вредноста на вкупниот извоз е даdenа со:VIZ = ( i·v i / v ) NRE r = ( i· v i / v ) · n R · BRE nkаде e: i - фракција на извозот, i –просечна извозна цена - просечна вредност на производствоOd ravenkata 10 со ова се добива изразот за дефицит на платниот биланс:nviDPB Mi miVNUE i R BREn ( NDP NDR)1

Се гледа дека дефицитот на платниот биланс ќе биде толку помал колку што е:- вредноста нa увезените суровини, материјалi i 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 наизвезената роба е поголем; i- поголеми девизни приходи.11.2 ОБЕЗБЕДУВАЊЕ НА СТАБИЛЕН POРАСТАко почетната состојба на посматраниот систем е дестабилизирана, тогашпрво ќе мора да се утврди мерка која ќе го доведе системот во стабилна состојба, апотоа треба да се дефинира режим кој ќе го одржува во динамичка рамнотежа.За прав избор на мерка која ќе го доведе системот во стабилна состојбапотребно 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 основаможе да dade обилни информации од кои може да се утврдат spomenatitepri~ini. Поаѓајќи од ова, може да се изведат повеќе варијанти на стабилизација, аso меѓусебните споредbeни ефекти, може да се изврши избор на најпогодните.Vakvo sporeduvawe moè da se izvede samo na matemati~ki modeliranisistemi.Под претпоставка дека непрекинатиот раст, од горе изведените формули(to~ka 11.1.) може да се утврди потребниот тренд на промени на поединитепараметри. Podolu se sistemski izloèni merkite so koi moè da seobezbedi stabilen rast.Економските мерки опфаќаат поголемо учество на домашните суровини вопроцесот на производство, и поголем извоз. Техничките и инвестиционо-планскитемерки опфаќаат минимален нето увоз на енергија.11.2.1 ZГОЛЕМENО УЧЕСТВО НА ДОМАШНИТЕ СУРОВИНИSo dиференциrawe na изразot за вкупната вредност на робата (ravenka 21)се добива:dBREn dModM ( 1),BREnMoMkаде што e:MoBo 1,BREnoднос на вредноста на производството од домашни суровини и вкупнотопроизводство.

Се гледа дека za dadena stapka na репродукција dBRE n / BRE n =r i stapkatana 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 делуваво насока на стабилнo stopanisuvawe. Меѓутоа, со обзир да процесот napreorientirawe бара soodvetni инвестициони вложувања, poрастот на увозотvo tekot na toj proces mора да биде сразмерно брз, што прiвремено може да јасмали позитивната последица на прeориентација.11.2.2 ЗГОЛЕМУВАЊЕ НА ИЗВОЗОТПод зголемување на извозот ( zgolemuvawe na frakcijata na izvozot i)се подразбира одбирање на погодни извозни артикли и нивно комерцијалнонасочување кон извоз. Под погодни артикли се подразбираат артикли за коипроизводните трошоци v ќе бидат помали од продажната цена v ina svetskotpazar. Оваа мерка radikalno i непосредно делува на смалување на платниотдефицит.11.2.3 НАМАЛУВАЊЕ НА НЕТО УВОЗНА ЕНЕРГИЈАСмалувањето на вкупната нето увозна енергија може да се оствари созголемување на учеството на домашните енергетски ресурси и смалување навкупната потрошувачка. Смалувањето на вкупната потрошувачка се остварува сопримена 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 опремаvo proizvodstvoto, транспортот и so трајнa употребa na суровини, материјаli ироба.Mеркиte navedeni pod (a) i (b) се од техничка природа и се однесуваат насистем кој што е недостапен за какви било централизирани акции. Покренувањетона локални иницијативи за примена на овие мерки може да се стимулира самопреку цената на енергетскиот систем, доприносот, техничките регулативи i sopropaganda.

(c) Pромена на структурата на произвидните програми;Смалување на вкупната потрошена енергија може да се постигне со изменана производната структура која ќе доведе до зголемување на производнитепроцеси. Имајќи ja во предвид ravenkata 20 и дефиницијаta на срeдниотенергетски интензитет се добива:n1Si Wi1SEISi Ei0n10Се гледа дека при избор на производствената програма ориентацијата требада биде на roba so што понизок енергетски интензитет. По правило, proizvoditeso ниzоk енергетски интензитет sе производi на високо ниво на преработка ивисоко технолошко ниво.(d) Избор на оптимални видови на енергија;Процесот на произведената и потрошената енергија во состав напроизводниот циклус, се состои од:- повисоки енергетски ресурси;- производство на неколку видови примарна енергија, so примена наповеќе постапки;- конверзија на примарната енергија во повe}e секундарни видови, soпримена на повеќе постапки;- пренос и дистрибуција на разни видови енергија до местото напотрошувачка, so razli~iti sretstva i pati{ta;- многубројни и разнoliи~ni места на корисна употреба од кои секоепоседува одредена слобода и избор на вид на енергија;Очигледно е дека овој процес, поради својата сложеност во целина може дабиде реализиран на многу различни начини со комбинација на многубројнипатишта.Секој поединечен пат so koj moè da se ostvari ista cel екарактеристичен по potro{uva~kata na одреден вид примарна енергија и поодредени трошоци. Затоа иста вкупна цел може да се оствари со различниколичини и видови енергија и во различни вкупни трошоци. Спрема тоа, вкупнатапроизводна и потрошна енергија е подложна на одредени комбинации на поединипроцеси на производство и потрошувачка која оптимално ги задоволува однапредпоставените критериуми.Историски, овој процес до неодамна не бил предмет ни на рационалнаанализа, ni na optimizacija i usmeruvawe. Дури во поново време, под притисокна настанатите проблеми поради се потешките услови за снабдување со eftinaенергија, овој процес интензивно се проучувал со цел да се “внесе ред” во системотна производство и потрошувачка i so toa da se otklonat, или бар да се одложат,тешките последици до кои може да се дојде, со обзир да енергетските ресурси брзо1

се исцрпуваат во реоните за кои се смета дека се најбогати и во кои експлотацијатае најразвиена.Математичкиот модел во комлексната енергетика служи за избор наоптималните kombinacii na primarnite ресурси и за одредени видови нафинална енергија со цел да се задоволат корисниците. Тие се почесто служат какопомошни инструменти при анализа или при проекциониот развој.Tie se zasnivaat na podolu opi{aniot mehanizam na bilansirawe ioptimizacija, so primena na metodot na linearno programirawe.На слика 37 е прикажана шема на tekovi na енергијaта од различни ресурси(к=1,2,3........K), преку разни видови секундарна енергија (m=1,2,3…M), до korisnapotro~uva~ka vo различните групи на потрошувачи (n=1,2,3…N).Поаѓајќи од корисната потрошена енергија за секоја карактеристична групана потрошувачи Dn, се доаѓа до zbirna потреба на секундарна енергија pо видovi(m):Dn| Sn |m, dодносно до zbirна вредност на енергијата pо видovi (m):|nmmnCmnCn Dn|mnm dmnVo sekoj zbir m sекоја група на потрошувачи n може да се идентификувасо минимална количина односно минимална вредност на потребната секундарнаенергија:(S nm ) min odnosno (C nm ) minОд овие величини се формираат две матрици со колони m и редови n и севрши собирање на колоните. Така за секој вид на секундарна енергија се добиваатвкупните потреби (по количина, односно po вредностi):NS m = (Snm) min odnosno C m = (Cn1Nn1nm) min

Сlika 37P 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 енергијаe mn , Цена на финалната енергијаd km , Степен на искористување при производство и конверзијаd mn , Степен на искористување при пренос и дистрибуцијаn nm , Степен на корисност на финалната потрошувачка

Сега со помош на S m односно C m како влезни величини, за секој виденергија (m) се одредува zbirna потреба на примарната енергија по ресурси к:Smkm| Pm |kodnosno | Tm Sm|kdkmdkmCВо секoj zbir (к) секој вид енергија (m) се идентификува so минимална величина(по количина, односно по вредности):(P mk ) min odnosno (T mk ) minПосле формираwe матрица со редови m и колони к, со собирање на колонi засекој ресурс се добива вкупната потребна примарна енергија (по количина, односнопо вредности):MP ( ) odnosnokP mkm1minMT k ( T mk)m1minОднапред мора да се поставat fizi~ki (ilи drugi) ограничување за S m иP k (минимални и максимални можни или договорени големини). Ваквиот моделовозможува да se, при proektirawe na razvojot ili pri voveduvawe na новивидови енергија, во моделот да се vnese i инвестицијаta која go prati vakviotpotfat, taka da optimizacijata moè da se sprovede i po kriterium naminimalna investicija.11.3 НЕКОИ МЕТОДИ НА ШТЕДЕЊЕ РАБОТА И ЕНЕРГИЈАПод штедење се подразбира помали работни трошоци и енергија за истикорисни ефекти. Тука ќе бидат опишани неколку основни методи за смалување нагубитоците на енергија и трошоците na proizvodstvoto (sfateni kakoekvivalent vrednosti na rabota i energija) vo процесот на производство.11.3.1 СМАЛУВАЊЕ НА ТРОШОЦИТЕ НА ПРОИЗВОДСТВО НА ЕЛЕКТРО-ЕНЕРГЕТСКИОТ СИСТЕМВо врска со сезонската промена на климата и периодичната промена ден иноќ, потрошувачката на електрична енергија е нерамномерна. Оваанерамномерност е квази-периодична и за секоја област се утврдува среден дијаграмна потрошувачка (дневен, месечен и годишен) врз база на повеќегодишна анализана потрошувачката. Овие дијаграми се подложни на спора промена порадивкупниот пораст на потрошувачката koj e praten i so izmena na strukturata na

potro{uva~ite. На сликите 38 и 39 се прикaжани типични дневни и годишниграфикони на потрошувачка. Ако енергетскиот систем се снабдува претежно одхидроелектраните, значајно е тоа што графикот на расположливата хидромеханичка енергија во tekot na годинata најчесто ќе нема подеднаков тек сографикот на потрошувачка: oбично потошувачката е најголема кога има најмалкувода. Поради тоа снагата на хидроелектраните се бира спрема средниот водостој, авишокот вода се акумулира во хидроакумулација да би се искористил во периодотна самалениот водостој. Разликата помеѓу потребната и произведената energija odхидроелектрана се покрива од други извори на енергија, најчесто одтермоелектрана и нулеарна електрана.Struktura na potro{uva~kata:1.Сопствена потрошувачка на електранаta2.Домаќинства и комунална потрошувачка3.Потрошувачка од една смена4.Електрифициран транспорт5.Потрошувачка од две смени6.Потрошувачка од три смениСlika 38 Grafikon na dnevna potro{uva~ka naelektri~na energija

likaСSlika 39Секоја електрана што во периодот на експлоатацијата работи со променливаснага, во зависност од потребата и техничките можности, во текот на извесенпериод ќе биде надвор од погон. Тоа е период na planiran zastoj кој е предвиденза вршење на некој технички промени (ремонт, реконструкција), или neplaniranzastoj поради дефект. Под поимот расположлива електрана се подразбираодносот:

pri {to moè da se vr{i i podelba na planirana i neplaniranaraspoloìvost.Од друга страна, вкупната потрошувачка во текот на цела година е:N87608760 P() d P d 8760 P00каде што P(Ө), е снага на електраната во тек на времето. Односот помеѓу среднатаснага P и номиналната снага на електраната P се нарекува фактор наоптеретување:PL PМора да биде L < A . Во изразот za vkupno proizvodstvo se заменува P = L· Pi се добива:N 8760 L P PGoleminata 8760се нарекува годишна искористеност на електраната.LТрошоците за производство на 1киловат час се :k K'TRCgC L8760 Bedin( ) kWhKade {to e:к-повратен капиталK ’ din-висина на инвестиција по единица номинална снага на електраната ( ) kWdinTR-годишни трошоци ( ) kWdinC g -единечна цена на гориво ( ) kgne-степен на корисностkWhB-топлинска моќ на горивото ( ) kgСе гледа дека трошоците на еден киловат час зависат од факторот наоптеретување на електраната L (слика 40). Затоа треба годишното оптеретувањеna elektranata да биде што поголемо. Меѓутоа, ова не е секогаш оправдано vosistem od pove}e elektrani koi snabduvaat odredena oblast. Ова ќе бидеобјаснето на следниов пример. Група електрани снабдува област чија што крива напотрошувачка е прикажана на слика 39 а .

Оваа крива на потрошувачканајнапред треба да сетрансформираvokarakteristika na snagata napotro{uva~kata po traewe,prikaàna na сликата 39 б . Оваакарактеристика се добива така штографикот на потрошувачкаta седели на правоаголници со еднаквиоснови, па се редат по висинапочнувајќи од највисокиот.Површинатаподкарактеристикатанапотрошената снага е еднаква соповршината под графикот напотрошувачка и одговара навкупната годишна потрошувачка(=proizvodstvo) N.Хоризонталната права водијаграмот на потрошувачката којапоминува низ точката P 1 , ја делигодишната потрошувачка на дванееднакви дела N 1 ≠ N 2 :N=N 1 +N 2Слика 40Потрошувачката N 1 овозможува производство на група електрани кои носатосновно оптеретување и чиi средни ( L ) max се бираat на горна граница натехничките можности. Номиналната снага кај овие osnovni електрани е:N1P18760( L)maxПотрошувачката N 2 овозможува производство на преостаната група на електраниvo sistemot. Овие електрани неможат да работат со максимално оптеретувањезатоа што тие се вклучени само кога потрошувачката во системот е поголема одноминалната моќ на основнiтe електранi. Номиналната моќ на оваа група vr{niелектрани мора да биде:P 2 = P- P 1

Каде што P е максимална моќност (koja se odreduva od karakteristikata nasnagata na potro{uva~kata za =0), srедниот фактор на оптеретување е:LN87602(L)max P2Корист од ваквата поделба може да се оствари само ако е задоволено ravenstvoto:N 1·C 1 +N 2·C 2

Сlika 41Ако првата група електрани прифаќа 85%, а другата 15% оптеретување,годишните трошоци ќе бидат C N

имаат далеку поскромна улога: tие вршат само тенички управувања, да бипроизводството во целост одговара на потрошувачката во настојување да ситеелектрано во текот на годината по можност да остварат подеднаков фактор наоптеретување. Економскиот ефект мора да биде понизок во однос на вкупниотефект, на штета на потрошувачite.11.3.2 ИЗРАМНУВАЊЕ НА ГРАФИКОТ НА ПОТРОШУВАЧКАСтруктурата на електраните во системот често не одговараат наоптималните услови опишани во претходната точка. Затоа so regulirawe naproizvodstvoto na energijata неизбежно mora да се врши смалување наgodi{noto opteretuvawe и оние типови нa електрани во системот чии штотрошоци на производство поради тоа стануваат релативно високи(hidroelektrani, nuklearni elektrani), a so toa i srednite tro{oci zaproizvodstvo na energijata vo sistemot rastat. За да се отстрани оваа {tetnaпојава се preo|a kon израмнување на дијаграмот на потрошувачката tакa штоострите врвови се сузбиваат со organizacioni i стимулативни мерки. Такa сoпомош нa системиte на различни продажни цени на електричната енергија и сопримена на двотарифни броила se стимулира што порамномерна моќ напотрошувачка во тeкot na денot (дневна и ноќна цена) и во тekot na годинata(зимска и летна цена), poтоа се бенифицира однапред договорена потрошувачка soголемиte потрошувачи како би можело оптимално да се планира работата напоедини електрани vo sistemot, poтоа se stimulira rabotniot ciklus voindustrijata da e vo dve i tri smeni i sl.11.3.3 АКУМУЛИРАЊЕ НА ЕНЕРГИЈАSo iзрамнување на графикот на потрошената електрична енергија можеда се naмалat само osobeno izrazenite краткотрајнi врvovi. Osnovnitevarijacii na pотрошувачката помеѓу денот и ноќта, односно помеѓу летниот изимскиот период сo мерkиte od претходнaтa точкa неможат потполно да сеotstranat. Тука треба да се додаде и тоа да временскиот тек на потрошувачкатанајчесто не се поклопува со тековната расположлива хидромеханичка енергија идруги временски променливи природни извори: вода, сонце и ветер. Obi~no imakoga potrebite za elektri~na energija se najgolemi (zima). Поради тоа сеprибегнува kon акумулирање на енеrgija so {to bi trebalo, za razlika odizramnuvawe na grафикот на потрошувачката, да се оствари израмнување награфикот на производството. O~igledno sо успешните решенија за акумулирањена енергијата на големите капацитети графикот na proizvodstvoto може идеалнода биде израмнет, додека за возврат потрошувачката idealno може да бидезадоволена без потребните нејзини принудни израмнувања. Од ова се гледа декаакумулирањето на енергија е проблем од првостепено значење во енергетиката. Зажал овој проблем до денес сеуште не е решен на задоволувачки начин. Постојатмногу идеи за акумулирање на енергијата.

Хидроакумулација. Денес хидро и pumpnite акумулации се економскиоправдани и технички остварливи за акумулирање на енергијата во големитеенергетски системи. Хидроакумулацијата е вештачко езеро vо високa речнaкоtlina, направенa со помош на брана која спречува природно течење на водата.Максималната геодетска висина на површината на езерото H g е одредена согеодетската висина на дното H d и висината на браната h o .H g = H d + h oМоменталната количина на вода во езерото зависи од неговата длабочина h иконфигурацијата на теренот:V ( h)0hS(h)dhСпоред тоа капацитетот на езерото е: Vo S(h)dh Sh oкаде што S(h) е површина на езерото во функција od длабочината. Од нивото Hdспроведена е цевка до пониското ниво Ho каде што е поставена турбината.Re~niot tek (izvor) go menuva protokot vo tekot na godinata soglasno nafunkcijata Q(), taka da sредниот проток е:1 oQ ( ) Q()d ooкаде што Өо=8760 часови.Номиналната моќ на електраната P n е еднаква на максимум расположливатамоќ на електраната P s (Ө) во текот на годината. Функцијата P s се одредува одследниот систем:dV/dӨ=Q(Ө)-Q oPs=(h+H d -H o ) e Q o ≈(kV+ΔH) e Q o ,Каде што:V=V(Ө), volumen na вода во акумулацијата, vo funkcija od vremeto;_Qo= Q , проток на вода низ турбината;_h=V/S =k·V, длабочина на езерото vo finkcija od vremeto.За почетна количина на вода во езерото Vo имаме:ӨV(Ө)= V o +∫Q(Ө)dӨ-Q o ӨoӨP s (Ө)=[k(V o +∫ Q(Ө)dӨ-Q o Ө)+ ΔH] e Q ooh oo

е:Od dP s /dӨ=Q(Ө m )-Q o =0 ,se dobiva m , па номиналната моќ на електрантаӨ mPn=[k(V o + ∫ Q(Ө)dӨ - Q o Ө m )+ ΔH] e Q o ,oа средната моќ:_ Ө o _P=( 1/ Ө o ) ∫ Pn dӨ, однosno L = P/P noВо 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 brojni vrednosti se*gleda deka sekoga{ e P n i L > * n >PL, na osnova na {to se zaklu~uvapotrebata od primena na akumulacija.Горе наведениот статистчkи податок за протокот во функција од времеQ(), на кој се темели цела анализа, секогаш не одговара на стварниот проток нитупак стварната потрошувачка не одговара на расположливата моќ P s (Ө), така да вопракса доаѓа до помало производство поради недостаток на вода во езерото или догубитоци на вода (prelivawa) кога езерото е полно, протокот е голем, апотрошувачката мала.Пумпна акумулација - претставува независен систем за акумулација наенергијата. Тоа може да биде чекор кон зголемување на степенот на искористеностна хидромеханичката моќ, а исто така како и акумулатор за произведенатаелектрична енергија во термоелектраната, son~evata elektrana ili dr. Овојсистем овозможува ефикасно да се покријат наглите vrvovi na потрошува~kata,благодарејќи на акумулираната енергија во време кога потрошувачката била ниска.За таа цел сите расположливи производни капацитети во периодот на нискапотрошувачка se користат za пумпwe вода во вештачко езеро кое се наоѓа нависоко геодетско ниво. Во време кога потрошувачката го надминува капацитетотна производството, се уклучува резервната турбина која работи со акумулација навода од езерото. Корисниот степен на ваквата а кумулација е so snaga од 0.66-0.70,што значи на секои 3 kWh потрошената електрична енергија за пумпање,дополнително добива околу 2 kWh при празнење на езерото. Многу често цената навака добиената електрична енергија е пониска од цената која би се добила одгасните турбински електрани или термоелектраните на течно гориво.Овој начин на акумулација може да биде оправдан во доста случаи, меѓутоа еограничен бројот на локации погодни за негова примена, и тоа не само во поглед наконфигурацијата на теренот туку и во поглед на заштита на vodostopanskiotreìm, сигурноста i sl. Од овие причани корисниците на акумулираната енергијапонекогаш се многу оддалечени од местото на акумулацијата и поради тоа сепотребни големи инвестиции за пренос на енергијата. Ovoj na~in na akumulacija

na energijata e sostaven kako od visoki investicii taka i od dolgo vreme zaizgradba.Акумулација на компримиран воздух - За сега претставува само технолошкаможност, а првата практична демонстрација на овој систем е реализирана однеодамна. Гасно-турбинските електрани во електроенергетскиот систем обичнослужат за покривање на површинските оптеретувања. Кај стандардните гаснитурбини воздухот се компримира и заедно со горивоto се внесува во комора засогорување, а продуктite на согорувањето ekspandiraat vo gasnata turbinaпрoizveduvaj}i механичка snaga. Околу 2/3 од оваа snaga се троши за погон накомпресорот. Vо случај системот да акумулира збиен воздух замислено е дазаедничкото вратило на компресорот i гасната турбина наизменично да се спојувасо електричниот генератор односно со електромоторот. Така, за време на нискапотрошувачка на системот, се прекинува доводот на гориво, вратилото се спојувасо електромоторот кој погонска енергија добива од мрежа, а компримиранiotвоздух go испумпува vо подзeмни rezervoari. За време на висока потрошувачкана системот, турбината се активира со pomo{ na компримиранiot воздух odrezervoarite и спојува со електрогенераторот. На овој начин целокупната snagaна турбината (odnosno na generatorot) се предава во мрежа, bidej}I vozduhotprethodno e komprimiran. Пресметките покажуваат дека на овој начин може дасе произведе повеќе енергија po edinica potro{eno kvalitetno gorivo отколкупри работа без акумулација. За сега стручните мислења околу корисноста на овојсистем се разиденуваат во проценката околу производните трошоци порадивисоката цена на подземните rezervoari со компримиран воздух. Po edni,pоекономично е ако можат podzemnite rezervoari да бидат природни, podrugite меѓутоа постои sosema sprotivno мислење, дека економично може даб иде и ако тие podzemni rezervoari специјално се градат. Vozduhot bi moral dabide na pritisok od 30-40 bari, a rezervoarot na dlabo~ina preku 300m.Електрична батерија (акумулатор) - до денес сеуште не постои ни еден типна батерија која би можела po osobini i cena да конкурира на пумпнатаакумулација. Кога батериите би биле технички совршени би имале значајнапредност во однос на хидроакмулацијата, затоа што произведуваат во модуларниединици па со монтажа во блокови може едноставно да се прилагодат за секаковкапацитет i sekoga{ moàt da se postavat neposredno do potro{uva~ite.Се верува да следниве особини на батериите (±10%) од техничка гледнаточка биле применувани во пракса:Специфична енерг ија200 kWh/tСпецифична моќ50 kWh/tВек на траење4 годиниБрој на полнења и празнење 1000Корисен степен на полнење 70%Со ваква акумулаторска станица со капацитет од 100 mWh би се заземал малпростор. За жал, оловните батерии кои денеска се употребуваат (пред се заавтомобилите) ги немаат горните особини, а особено бројот на полнења и празнењаим е помал па од таму помал е и нивниот век на траење.Високотемпературните батерии се одликуваат со: ниска цена и подобриособини, a za izrabotka za istite se koristat суровините кои ги има во

изобилство. Името го добиле поради тоа што мора да се загреат, за да можат даработат. Два типа на овој вид батерии наскоро можат да ги достигнат потребнитеособини: литиум-суlfурна и натриум-суlfурна. Втораtа работи со течен натриумi elektroda od sulfur. Клучниот дел на оваа батерија е електролит, познат поимето беta-алуминиум (Na 2 O 11A1 2 03) ко ј е фабрички патентиран. Натемпература помеѓу 300-350°C електролитот станува проводен за јоните нанатриум, а неговата sinteruvana керамичка структура ја прави ovaa baterijakonstruktivno ednostavna, bidej}i e samonose~ka, механички отпорна и безгубитоци. Развојот е толку унапреден да останале само уште неколку техничкипрашања (hermetizacija, dolgotrajnost i prifatliva cena) па овој тип набатерии да биде способен за индустриска примена.Литиум-сulfurnата батерија се разликува од претходната по тоа штоелектролитот е некоја растопена литиумска сол и што работи на високитемператури (375-400°C), а теоретски има и подобри особини. Problemite koipreostanuvaat da se re{at se sadot za elektrodata, korozija i hermetizacija.Електричниот погон на автомобилите во една варијанта се заснова набатеријата, iako сеуште не е развиен ниеден тип на батерија која одговара за оваапримена. Денеска за таа цел сеушт е се користат оловни батерии кои секраткотрајни, тешки и скапи и се применуваат само за специјална намена i soograni~en radius na dejstvuvawe. Ima obid za primena na natriumsulfurnatabaterija za pogon na {inskite vozila, no do denes bez pogolemuspeh. Се работи на развој на високо температурните литиумски батерии сопозитивни електроди од telur-tetrahlorid (TeCl 4 ) за поlon на вилушкарите задигање, kako i razvoj na cink-hlorna baterija so elektrolit vo vodenrastvor na cink hlorid. Клучна технологија на овие батерии е тоа што хлорот којнастанува 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, оваабатерија е намената за погон на двотонски камиони. Нејзина негативна особина етоа 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 припромена на супстанците. Во првиот случај материјалот (akumulaciona sredina),tehni~ki е изолиран од околината, so doveduvawe na toplinata }e se zagree, аакумулираната топлина покасно се користи како што загреаната материја седоведува во допир со некој флуид кој топлината ја пренесува до местото наупотреба. На овој начин топлината може да се акумулира без поголеми губитоцисамо ако температурата на акумулаторот не е многу повисока од temperaturatana околината. Ova bara materijal so visok toplinski kapacitet i so golemvolumen, a primena na akumuliranata toplina e ograni~ena naniskotemperaturnite procesi. Најчесто за акумулатор na тoplina се користивода, podzemni kamewa и течни метали (natrium). Доста расположливи топлотниакумулатори со мал капацитет се користат како електро-акумулациони печки загреење на станови. Akumulatorite se so prifatlivia golemina za smestuvawevo stanbeni prostori. Основен недостаток на топлотните акумулатори еgolemata zafatnina i нивното брзо ладење. За таа цел нека послужи податокотод една проектантска студија на сончева електрана во Калифорнија. Се гледа дека

за десеточасовна акумулација на енергија потребно е 1 000 000m 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 налатентна топлина. Со помош на сончева топлина се топи одредена супстанца и сеакумулира енергија. За поново да се добие осетлива топлина растопената супстанцасе остава да се стврдне. Zafatninata na ovoj akumulator e po edinicaakumulirana energija e pove}epati pomal od zafatninata na akumulatorotza osetliva toplina. 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 наеутектична смеса на соли натриум нитрат/ natrium hlorid. Во стручнаталитература се охрабрува и обидот за примена на полупроводник какоакумулациона супстанцijа.Во однос на водените акумулатори, зафатнината на акумулаторите на базана Глауберова сол е околу осум пати помала. Полнењето и празнењето на овиеакумулатори се одвива на речиси константна температура, za razlika od{irokiot raspon na temperaturi kaj akumulatorite na osetliva toplina.Сепак, преостануваат да се решат уште доста проблеми пред да се применат:акумулационите супстанци се скапи и корозивни, baraat smestuvawe vospecijalni kontejneri, а посебен проблем претставува непостојност притермичко циклирање како и појава на висок степен на разладување. Треба да сеукаже 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 илјадасупстанци кои акумулираат топлина. Покрај Глауберовата сол, се пробува сонатриум - тиосуфлат - пентахидрат (Na 2 S 2 O 3·5H 2 O), или со органските материикако што е парафинскиот восок. И покрај тоа што на ова прашање се работи долговремесеуште не се соопштени резултатите кои би vetuvale негова практичнапримена.Акумулација на пареа. Постојат brojnи други идеи за акумулација натоплотна енергија, од кои внимание привлекува предлогот да во периодите наниска потрошувачка, пареата од котелot од термоелектранаta да се акумулира подвисок притисок во посебен воден резервоар или подземен котел. Во периодот нав исока потрошувачка, од овој акумулатор би се, so namaluvawe na pritisokot,добила пара за погон на турбините.Акумулација на синтетички гасови. Тука континуирана работа може да сеоствари само под услов да производениот гас во периодот на ниска потрошувачкасе акумулира под притисок во подземни стојалишта.За жал, ниеден начин на акумулација на енергијата кој се темели наподземни стојалишта, а посебно под поголем притисок, до денес не е технолошкиреализиран и економски оправдан.Водоrod. Тој претставува светла визија за во иднина. За него се зборувакако за универзален и идеален носител на енергија, со обзир да “водоrodниотциклус” не ја загадува природната средина, а транспортот на енергијата на големирастојанија е поефтин. Тој може да биде произведен со електролиза на водата и

poтоа се транспортира со цевки до потрошувачите ili da se akumulira. Прикористење би служел како извор на топлина или за производство на електрицитет.При согорување настанува вода, што значи дека нема загадување на околината. Тојденес се применува за ограничени потреби за акумулација на енергија. Тој може дасе чува во метал. Ако под притисок дојде во допир со метална површина леснопродира во структурата на металите и гради метални хидриди. Испитани се бројниметали и за сега најдобра е легурата железо-титан (50/50%). Настанувањето нахидрати е егзотермна реакција, така да во фазата на akumulirawe легурата мора дасе лади. Кога се сака тој да биде слободен vodorod, металниот хидрид треба да сезагрее. Температурата при која се одвиваат овие реакции е блиска со температуратана околината и лесно се остварува. Потешкотија е тоа што неговото претварање воелектрицитет се остварува под неповолни услови т.е со степен на корисност под40%. Затоа се работи на зголемување на степенот на корисно дејство за да може дадостигне до 65%. Паралелно се работи i на гасна (“parna”) турбина na vodorodкако гориво.Замаец. Ќе бидат споменати уште dве можности за акумулација наенергијата: акумулација на механичка енергија во замаецот и акумулација наелектрична енергија во магнетски полиња. Принципот на акумулација наенергијата во замаецот одамна е применета во машинството. Примена на замаецот:кај клипни топлотни машини за извршување работа на компресија, кај главнитециркулациони пумпи кај водоводните нуклеарни реактори за краткотрајноодржување на циркулацијата во случај на прекин при снабдување со енергија, закочење кај тешките возила и за совладување на нагорнини, за погон на градскитеавтобуси на одредени кратки релации и друго. Во последно време е зголеменинтересот и се истражува можноста за изградба на суперзамаец кој би се одликувалсо висок степен на кориснос од (80-90%), so mala specifi~na zafatnina, soможност за поставување непосредно до потрошувачите, лесно се прилагодува засекој капацитет и голема брзина на полнење. Тој исто така не делува штетно и наоколината. Неговата иднина зависи од развојот на композитните материјали совисока отпорност. Акумулационата енергија на замаецот е: E=(1/2)Iω2 (I-моментнаинерција, ω-аголна frekfenција), а напрегањето на материјалите епропорционално на оваа енергија. Некои нови материјали, пред се влакнестикомпозитни материјали се одликуваат со изузетно високи механички својства иможе да послужат за изработка на суперзамаец. Најголемо внимание привлекувазамаецот кој би бил изработен од повеќе илјади тенки стапови (f12 mm) долгиоколу 8 метри изработени од влакнести композитни материјали. Стаповите серадијално поставени во централното тело на замаецот во вид на кружницилиндрични цевки со пречник 8m и висина околу 4 метри. На овој начин можемаксимално да се искористи nadol`nata јачина на овие стапови. До денес сеуштене е направен ниту еден суперзамаец. Се верува дека тоа е поради високата цена накомпозитните материјали и проблемот со сигурноста кој сеуште не е решен назадоволително ниво.Магнетно поле. Енергијата може да биде магационирана во магнетно поле.Во традиционалниот електромагнет електричниот отпор предизвикува загубипоради Џулова топлина. Поради тоа намотките мора да се ладат, а изгyбенататоплина се надокнадува со непрекинато трошење на електрична енергија. Кога

намотката не би пружила отпор na протекувањето на електричната струја т.е когаби бил супер проводен, тогаш еднаш внесената енергија бi произвела одреденомагнетно поле, а одредена количина на електрицитетот секогаш би кружела низнамотките i ne bi imalo potreba od negovo nadopolnuvawe. На овој начиненергијата во магнетното поле е пропорционална со квадратот на електричнатаструја во намотката. За корисtewe, доволно е кратко да се спојат индукционитесекундарни намотки поставени околу суперпроводен акумулационен намотај:акумулираната енергија постепено ќе се троши. Степенот на корисност na ovojakumulator би бил околу 95%.Главен технички проблем се суперпроводните намотки кои денес се праватод композитни материјали врз база на титан и заради одржување на температура од1,8 К (околу -271,2°C). Сигурносен проблем претставува опасноста од наглоослободување на акумулираната енергија во случај да откаже механизмот кој штоја остварува суперпроводноста. Постојат предлози за решавање на овој проблем, носепак останува да се решат и низа други проблеми.Во заклучокот на ова излагање може да се каже дека акумулирањето наголеми количини енергија за сега е решено само на хидроакумулационен принципи делумично на принцип на електрична батерија. Затоа може да се смета декаакумулирањето на електричната енергија, иако е еден од основните проблеми наенергетиката сеуште не е решено на задоволителен начин. Иако постојат голем бројна идеи повеќето од нив сеуште не се ни одблизу остварени иако нудат идеалнорешение. Сепак се очекува до крајот на векот до 25% произведената електричнаенергија да биде секогаш акумулирана и искористена подоцна. Затоа поединикапиталисти сметаат дека вложувањето во развој на технологијата за акумулирањена енергијата денес претставува една од најпогодните инвестиции во областа наенергетиката, бидејќи ризикот е многу мал во однос на можноста за профит.

12.Terminologija i tipovi na turbiniTerminologijaVa`no vo razbiraweto na osnovnite principi i koncepti od inènerstvotoza hidroenergija e razvojot na dobri definicii, koi moàt da bidatpro{ireni vo vizuelni i matemati~ki izrazi. Zborovite kako rabota,energija, mo}nost, barawe, teret, udar i otpu{tawe imaat specijalnozna~ewe vo proizvodstvoto na hidroenergija.Rabotata e prenesena energija i e produkt od silata i vremenskotopomestuvawe.Energija e kapacietot za izvr{uvawe na nekoja rabota. Vodata e fluid koje dosta podvièn, i pod dejstvo na gravitacijata ima energija. Rabotataizvr{ena od vodata vo proizveduvaweto na elektri~na energija se vr{i vokilovat ~asovi (KWh). Vodnata energija moè da bide ili potencijalnaenergija poradi pozicijata, energija na pritisok {to pripa|a na vodniotpritisok ili kineti~ka energija poradi dvièweto na vodata.Mo}nost e vrednosta na prenesenata energija ili rabota izvr{ena voedinica vreme. Presmetana e so izvr{enata rabota podelena so vremeto.Voobi~aeno se meri vo kilovati (KW), ili se izrazuva vo kowski sili (hp).Kapacitetot na mo}nosta ~esto se koristi vo odnos na vrednosta naproizvodstvo na energija od hidro-postrojkata. Proizvoditelite nahidrauli~ni turbini ~esto baraat da im se navedat podatoci za kapacitetotna turbinata i nivnite merni edinici, seedno dali toa }e bidat kilovati(KW) , ili kowski sili (hp).Barawe se odnesuva na iznosot na mo}nosta koja{to ni bila potrebna ilibila pobaruvana, t.e. barana/mo}nost.Teret se odnesuva na vrednosta na elektri~nata energija koja {to eispora~ana do sistemot. Tuka teretot moè da pretstavuva elektri~naenergija proizvedena od pove}e hidro-postrojki. Treba da se naglasi dekateretot i baraweto se povrzani me|u sebe vo odnos na iskoristuvaweto naelektri~nata energija. Najva`no za inìwerot e da napravi plan pome|uparot kapacitet na mo}nosta i hidro-postrojkite so teretot i barawata naenergija. Sekoga{ e potrebno proizvodstvoto na struja od vodenata energijada se integrira so proizvodstvoto na struja od drugite vidovi energii.Kapacitetot na mo}nosta od hidroenergijata na postrojkata e funkcija oddve glavni razliki na vodata: otpu{taweto na vodata i hidrauli~niot ilivodniot udar.

Otpu{tawe na vodata e vrednosta na volumenot V voda koja {to te~e nizpostrojkata vo zavisnost od vremeto. Celosno otpu{tawe e sostojba nate~ewe koja se postignuva koga vlezot na turbinata ili ventilite se celosnootvoreni. Pri maksimalnoto otpu{tawe, koga vodata protekuva nizturbinata, imame udar so maksimalna vrednost. Goleminata na otpu{tawetozavisi od otvorenosta na vlezot na turbinata so cel na dobivawe oddredenavrednost na udarot za proizvodstvo na elektri~na energija.Hidrauli~en udar e visinskata razlika koga vodata po~nuva da pa|a donejzinoto pominuvawe niz postrojkata. Celosniot udar na hidroenergijata erazlika pome|u gornata i dolnata visina na vodata. Gornata visina e nivotokoga vodata se vteruva vo turbinata, a dolnata visina e visinata naizleguvawe na izlezot od turbinata. Mre`niot udar efektivniot udar naturbinata, ednakov na celosniot udar minus hidrauli~nite zagubi predvlezot vo turbinata i zagubite na izlezot od turbinata. Doland (1954) godefiniral baraniot udar na vodata kako efektiven udar, za koj turbinata ekonstruirana za najdobra brzina i sposobnost za deluvawe. Vrednosniotudar e onoj za koj turbinata bi proizvela oddreden kapacitet elektri~naenergija so pomo{ na generatorot. Definiran e kako vrednost naefektivniot udar, i e garantiran od strana na proizveduva~ot. InìwerotMonograf go definiral kriti~niot udar koj se javuva pri celosnovnesuvawe na vodata vo turbinata. Zna~i koga najgolemoto mo`nokoli~estvo voda protekuva niz turbinata, imame mnogu golem efektivenudar. Kriti~niot udar so pomo{ na turbinata i generatorot proizveduvanajgolemo mo`no koli~estvo energija. Pri toa treba da se vnimava prirabotata na turbinata da ne se nadmine ovoj kriti~en udar kako ne bi imalepreoptovaruvawe na turbinata i generatorot, so {to bi do{lo do nivnoo{tetuvawe.Tipovi na turbiniKako {to vodata pominuva niz postrojkata, nejzinata energija se pretvoravo elektri~na preku teloto {to se dviì poznato kako hidrauli~naturbina ili vodno ili vodeni~no trkalo. Turbinata ima lopatki i rezovi,koi{to rotiraat okolu nejzinata oska pod dejstvo na vodata. Rotacioniotdel na turbinata ili vodeni~koto trkalo ~esto e poznat kako rotor.Rotacionoto dejstvo na turbinata go zadviùva i elektri~niot generator sokogo se povrzani. Generatorot proizveduva elektri~na energija.Hidrauli~nite turbini se ma{ini razvieni od osnova na dinami~kotodejstvo na vodata, kako i od pritisnoto dejstvo na vodata. Podeleni se vo dvegrupi. Prvata grupa se impulsnite turbini koi ja iskoristuvaatkineti~kata energija od visinsko brzinskite mlazevi na voda,transformiraj}i ja vodenata energija (energijata na vodata) vo mehani~ka.Vtorata grupa se reakcionite turbini, koi proziveduvaat energija prekukombiniranoto dejstvo od energijata na pritisok i kineti~kata energija navodata. Reakcionite turbini bi moèle da se razvivaat (da bidat podeleni)

ponatamu vo razli~ni tipovi, od koi najpoznati se Francisovata turbina ipropelerot.Impulsni turbiniRazvieni se od strana na Lester Pelton. Potencijalnata energija navodata, pominuvaj}i niz kanalite za vnesuvawe se pretvora vo kineti~kaenergija vo vid na vodeni mlazevi, koi {to ponatamu udiraat vo lopatkitena turbinata. Mlazevite od vodata gi udiraat lopatkite tangencijalno pokru`na linija so dijametar vo visina na lopatkite vo sredina na (ili pri)atmosferski pritisok. Udiraweto na vodata vo lopatkite e regulirano soupotreba na zadebelena igla na otvorot na turbinata, prikaàno na slika12.2 So nejzinata polo`ba se oddreduva koli~estvoto na voda koe{to biudiralo vo lopatkite. Vo porazvienite modeli na turbini se upotrebuvaupravuva~ na mlazot so cel da se regulira vodeniot mlaz koj udira volopatkite na turbinata. Slikata 12.3 e impulsna turbina so vdlabnatina narabot od lopatkata. Vdlabnatinata sluì da go za~uva udarot od mlazot nalopatkata t.e. na prethodnata lopatka dodeka mlazot e su{tinski tangentaso zaobikolnot del (ili profilot) na lopatkata. Potoa mlazot udira nanadvore{niot rab na lopatkata pred toj del da bide preminat od rabot naslednata lopatka koja se dviì ili vrti kon ovoj mlaz. Impulsnite turbiniimaat mnogukratni mlazevi i moàt da bidat montirani vo horizontalenili vertikalen pravec vo odnos na oskata. Impulsnite turbini obi~no seupotrebuvaat za visoki udari na vodata, i se upotrebuvaat za lokacii kadeudarot ili visinata e 1000 ft ili pove}e. Isto taka se koristat i zapostrojki so proizvodstvo so pomal kapacitet. Odnosot na dijametarot natrkaloto i brzinata na struewe na vodata ja oddreduva primenlivosta naimpulsnata turbina. Peltonovite turbini imaat prednost za visokohedarnite postrojki, za instalacii so abrazivni materii vo vodata i zadolgi vlezni instalacii vo turbinata, kade vodeniot udar e kriti~en.Nekoi impulsni turbini se praveni so posebno zaklineti lopatki nakolceto, a nekoi so celosno izlieno kolce. Dvojno – napregnatiteinstalacii se napraveni so generator vo centarot na oskata, a turbinite sena dvata kraja od oskata na koja e i generatorot.Turgo impulsnata turbina e konstruirana taka {to da vodniot mlaz udira volopatkite pod agol. Vodata pominuva niz lopatkite vo aksijalen pravec predda bide izlezena od sprotivnata strana. Lopatkite se konstrurani vozavisnost od izgledot na rabot, t.e. nivniot izgled na rabot na stranata naispu{tawe na vodata. Prednosnite barawa na ovie turbini se deka moàt darabotat so pogolemi ili po{iroki mlazevi {to rezultira so dobivawe napogolema brzina vo sporedba so pomali ma{ini.Drug tip na impulsni turbini se strujnopreminskite turbini, poznati kakoBanki ili Mi~el turbini. Imeto “strujnopreminski” doa|a od faktot dekavodata preminuva niz lopatkite pri sozdavaweto na rotacija. Slikata 12.5gi prikaùva komponentite na turbinata. Nejzinite prednosti se toa {tostandardnite golemini se dostapni, duri se dobiva i povisoka brzina na

otacija vo sporedba so drugite vidovi na impulsni turbini. Regulacioniotventil na vlezot od turbinata go konrolira strueweto na razli~ni deloviod kolceto, so {to ovie turbini moàt da rabotat so po{irok krug nastruewa.Slika 12.1[ematski prikaz na instalacija na impulsna turbinaSlika 12.2Impulsna turbina

Slika 12.3Impulsna turbina so vdlabnatinana rabot na lopatkataSlika 12.4Razlika pome|u Peltonova turbina i Turbo impulsna turbina

Slika 12.5Karakteristiki na strujno preminska turbinaMe{ano-strujni i radijalno-strujni reakcioni turbiniPri rabotata na reakcionite turbini rabotnata komora e celosnonapolneta so voda, a komandnata komora se koristi za nadomestuvawe nahidrauli~niot udar kolku {to e mo`no. Slika 12.6 go prikaùva{ematskiot prikaz na ovaa turbina. Pri uslovi na te~ewe go odreduvaatizgledot na reakcionoto trkalo. Ako tekot e vertikalen vo odnos na oskatana rotacija stanuva zbor za radijalno-strujna turbina. Vakov tip eFournerovata turbina, kade vodata te~e radijalno nadvore{no. Mnoguporano reakcionite turbini bile radijalno vnatre{no-strujni turbini.Ako tekot na vodata e delumno radijalno, delumno aksijalen, stanuva zbor zame{ano - strujni turbini. Najpoznata me{ano-strujna turbina eFrancisovata turbina. Ovaa turbina ima venec i vrska zatvoraj}i gigornite i dolnite delovi na lopatkite, dodeka kaj propeler turbinata imasamo rezovi. Slika 12.7 e presek na Francisova turbina, a slika 12.8 e izgledna Francisova turbina. Drug tip na me{ano-strujni reakcioni turbini edijagonalnata turbina ili Deriaz turbinata. Turbinskite rezovi se vo

pravec pod agol okolu rabot na eden konus. Okolu rezovite nema nikakvavrska. Na slika 12.9 imame presek na Deriaz turbinata. Rezovite seregulirani i moàt da bidat naredeni okolu oskata navednati za 45 o konoskata na vratiloto. Delovite se napraveni za upotreba kako reverzibilnipumpni turbini. Tie imaat napredok vo oddrùvaweto, sposobnost zadeluvawe preku {irok rang na struewa, povisoka mo} na predavawe odrabotnite rezovi na turbinskoto vratilo, i raspredelba koja dozvoluvarabotewe so dopustlivi golemini na hidrauli~ni udari.Slika 12.6[ematski prikaz na instalacija na reakciona turbinaSlika12.7Presek na Francisova turbina

Slika 12.8 Francisova turbinaSlika12.9Presek na Deriaz turbina

Aksijalno-strujni reakcioni turbiniPropeler turbina. Pravecot na te~ewe za pove}eto propeler turbini eaksijalen paralelno so oskata na rotacija, pa spored toa se nare~eniaksijalno-strujni turbini. Nivnite korisnici iskoristuvaat propelerskiturbini so vertikalno vratilo. Pove}eto korisnici koristat horizontalnivratila. Propeler turbinite imaat perki na rabotnoto kolce koi se cvrstopovrzani so nego, i zatoa ovie se vikaat fiksno-perkasti kolca. Perkite nakolceto moè da bidat izraboteni za regulirawe, so {to turbinata moè daraboti so po{irok rang od tekovi i podobra sposobnost za deluvawe. Slika12.10 ni prikaùva presek na tipi~na propelerska turbina. Tip napropelerska turbina so koordinativni regulacioni perki i otvori enare~ena Kaplanova turbina po nejziniot pronao|a~ Viktor Kaplan.Propeler turbina so regulacioni perki i fiksni otvori se odnesuva nasemi-Kaplan. Avtomatskoto pridviùvawe na perkite i regulirawe napolo`bata na otvorite, ovozmoùva optimalni hidrauli~ni odliki so {topravi pove}e parametri da bidat izvodlivi za razli~ni tekovi na vodata.Slikata 12.11 ja prikaùva klasifikacijata i karakteristikite nareakcionite turbini. Novite nau~nici iskoristuvaj}i gi aksijalnostrujniteturbini zaklu~ile deka podreduvaj}i gi delovite vo specijalnikombinacii nekoga{ se dobiva cevna turbina. Delovite vo osnova sepodredeni da ja minimiziraat promenata na pravecot na te~ewe, da jauprostat montaàta na generatorot i da sozdadat najdobri hidrauli~nikarakteristiki za vodata koja {to minuva niz postrojkata. Imame tip nacevna turbina kade {to generatorot e montiran nadvor od protokot na voda,e povrzan so turbinata. Vakov tip na turbini prikaàni se nano direktnoslika 12.12.Kapsularnata hidroenergetska postrojka sodrì propeler turbina kojaraboti so generatorot vo mesto kade {to istovremeno protekuva i vodata.Izgledot na generatorot e takov {to celiot negov mehanizam e pritisnat vomehanizam na dijametar koj e pribli`no ednakov na dijametarot napropelerot. Mnogu kompaktnata priroda ima cel da napravi nekoiprednosti vo izgledot energetskite postrojki i model vo protokot navodata. Pri rabotata na ovaa postrojka, bara i specijalno ladewe nageneratorot so vozdu{na cirkulacija, t.e. vozdu{ no ladewe. Ovie tipovi naturbini se proizveduvaat od razli~ni kompanii.Slika 12.13 e presek na zbiena turbina.Drug tip na turbini se rabno-generatorskite turbini. Tuka rotorot nageneratorot e naglaven na periferijata na propelernata turbina, astatorot e montiran so dodatna intervencija. Treba da se napomene deka siteovie komponenti se natopeni vo voda. Ovoj raspored ja smaluva postrojkata.Za oddrùvawe e potreben samo eden kran, so {to se smaluvaat drugitepobaruvawa vo odnos na odrùvawe na edna postrojka. Relativno golemiotdijametar na rotorot proizveduva golema inercija, {to e sostaven del naovie tipovi turbini, i prednost vo stabilnosta pri rabotata. Slika 12.14 japrikaùva{emata na edna rabno-generatorska turbina.

Slika 12.10 Presek na propelerska turbina

Slika 12.12 Cevni turbini

Slika 12.13 Presek na zbiena turbinaSlika12.14 Slika na rabno-generatorska turbina

Prenesuva~ na energijaKako {to e prikaàno na slikata 12.15 so te~eweto na vodata nizpregradite, doa|a do predavawe na energijata od vodata na rabotnotovratilo, za proizvodstvo na elektri~na energija.Slika12.15 [ema na [najderov hidrodinami~ki generator na mo}

13. Hidrolo{ka analiza na hidropotencijalot13.1. Hidrolo{ki parametri za analiza na hidropotencijalotNa po~etokot e ukaàno deka principielni parametri koi se neophodniza pravewe na hidrolo{ki studii se vodnoto prostranstvo ihidruli~noto upravuvawe. Mereweto i analizata na ovie parametri seprimarni hidrolo{ki problemi. Zapomnuvaj}i deka hidrologijata estudija za pojavata, dvièweto, distribucijata na vodata, na, nad i vozemjinata povr{ina pri {to lesno moè da se uvidi deka e del odhidrolo{kiot problem i da se identifikuva vertikalnoto rastojaniepome|u nivoto na vodata na dolinite ili voda na hidroelektranata, pripu{tawe na vodata od izlezot na cevnata instalacija vo turbinata.Spored toa, determiniraweto na potencijalnata pri~ina za iznesuvawena predlog za hidroelektrana e sogleduvawe na problem {to goidentifikuvaat visinite na vodnite povr{ini {to se o~ekuva dapostojat za vreme na postoewe na hidroelektranata. Ova vklu~uvapravewe na planovi kade vodata }e bide dovedena od izvorot na voda, ikade vodata }e bide osloboduvavna od hidroelektranata. Vo nekoi studii,dobrite konturni mapi moè da bidat dovolni za determinirawe navrednosta na hidrouli~noto vodewe. Zatoa gornoto nivo na vodata idolnoto nivo so zatvorawe moè da se menuva so prote~uvawe, i epotrebno da se razvijat dijagrami so krivi koi }e ja pokaùvaatpromenata na gornoto i dolnoto nivo so tekot na vremeto, nivoto navodata vo rekata ili idnite potrebi za rabota na hidroproektot.Raspolagaweto so vodata e mnogu pogolem problem so koj treba da sesoo~i zatoa {to prilivot vo tekot e normalna.Promenliva po dolìnata na tekot kako {to site pritoki se vklu~uvaatvo tekot ili nekoi skr{nuvawa na vodata go namaluvaat prilivot.Sli~no prilivot se menuva so tek na vreme so {to ja obvrzuvahidrolo{kata promena {to e pri~inata so menuvaweto na taloèweto,isparuvaweto, topeweto na snegot {to vlijae na goleminata na re~niottok.Tipovi na hidrolo{ki studiiVo hidrolo{kite studii stepenot na prefinetost so koi se napravenianalizite ovozmoùva tipovi na studii. Napraveni se tri ednostavnistudii:1. Pojdovna studija - studija na izviduvawe,2. Studija na prakti~nost – izvodlivost,3. Studija na odreden, jasen plan ili primerok.Pojdovnite studii se pravat da gi otkrijat potencijalnite energetskiresursi i da ja ocenat mo`nata energija vo rekite i da ne bide gradbatatolku specifi~na. Studiite na izvodlivost se napraveni da goformuliraat specifi~niot proekt ili proektite da se procenatrazvojot i poèlnosta so snabduvawe na hidro energija. Ova normalno

ara so tek na vreme da dava vremensko menuvawe na vodostojot za da seovozmoì dovolno to~no da se odredi mo`niot kapacitet na elektranata.Studijata na odreden jasen plan ili primerok se studii koi se napraveniso prethodna postapka so vklu~uvawe na krajniot plan i zapo~natatakonstrukcija. Ovie studii normalno baraat dnevna ili mese~na sostojbana vodniot tek i obi~no baraat operaciski studii za da se definiraotpu{taweto na energijata i ekonomi~nosta vo kriti~nite periodi kogaimame nizok vodotek na rekata vo nejzinoto snabduvawe.Слика 13.1 Типична крива на траењеZa da se dobijat adekvatni podatoci vrz osnova na koi moè da seizraboti studija na prakti~nost ili studija na jasen plan i primerok,potrebno e da se napravat merewa na terenot i da se instaliraat mernistanici. Dobri preporaki za vodewe na vakvi merewa i programi zasobirawe na podatoci se nao|aat vo svetskata meterolo{ka organizacijai Buchanen&Sommers 1969. Obemot na merewata i sofisticiranatapresmetka na hidrolo{kite podatoci sepak zavisi od vremeto naraspolagawe i koli~inata na pari za hidrolo{kite anlizi. Mnogu patizapisite na prirodniot dotok se necelosni ili se dobieni od lokaciikoi {to se nao|at pogore ili podolu na mestoto so specifi~enhidropotencijal. Tokmu poradi toa e potrebno da se napravat korekcii.Zapisite moàt da bidat i kratkotrajani. Neophodno moè da bidevrednuvaweto i korelacijata so izmerenite podatoci vo blizinata.Tehniki za pravewe ekstrapolacija se objasneti vo tekstovite i delata naLinsley, Kohler, Paulhus (1975) i Visseman, Harbaugh, Knapp (1972).Vo nekoi slu~ai moè e potrebno da se napravi presmetka na protokot iodlivnata magnituda koristej}i gi podatocite od vrneìte i

presmetkite od odlivnite koeficienti. Primeri za toa kako podatociteod vrneìte moè efektivno da se upotrebat vo presmetkata na anlizi zavreme traewe na protok }e bidat prezentirani vo primer 13.1Analizi za krivi na traeweKorisen na~in za tretirawe na vremenoto varirawe na podatocite zaprazneweto na vodata vo studiite za hidropotencijalot pretstavuvaatkrivite za traewe na protokot. Krivite na traewe se dijagram vo koj sedadeni protokot vo odnos na vremeto, a protokot {to poedina~no moèСлика 13.2. Крива на траење од мерни станици во хомоген сливda protekva moè da se nadmine. Krivata na traewe na protok samo gipodreduva dotocite po red na golemina, veli~ina pred vistinskovremensko redewe na dotocite vo sprotivniot vremenski del. Kriva natraewe na protok ovozmoùva karakeristikite na dotokot na dolgivremenski periodi da se predstavi vo edna kriva. Dva metodi napresmetuvawe na ordinatite za krivi na traewe na protok se: tehnika naredno klasificirawe i tehnika na klasificirawe vo intervali.Tehnika na redno klasificirawe gi zema vo obzir celosnite vremenskiserii na protokot {to predstavuva ist prirast na vremeto za sekojaizmerena vrednost, kako dnevna, nedelna i mese~na i go redi protokotspored golemina. Redno klasificirawe se ozna~uva so individualniredni broevi pri {to najgolemoto po~nuva so red eden. Toga{ rednitebroevi se delat so cel broj, taka {to dobienit broj se moì so 100 za da sedobie stoti del od vremeto za koe dadeniot protok e ednakov ilinadminat niz period na merewe {to bil zemen vo predvid.

Ekstrapolacija na podatoci za traewe na protokot kon nemerlivitemestaMnogu ~esto podatocite za protokot koi se dostapni od merni stanici, nese dobieni od lokacijata, od koja analizite vsu{nost treba da senapraveni. Od metodite potrebno e da se razvijat ekstrapolacii odpodatocite za traeweto na protokot koi }e bidat istovremenoreprezentativni za soodvetnata strana na strujata. Sleden metod zaizrabotuvawe sinteti~ki krivi za traeweto na protokot vo bilo kojato~ka na vodenata struja se bazira na tehniki razvieni voseverozapadnite regioni vo SAD. Ovie analizi se korisni vo regionikade strujniot protok nevarira direkno so mestoto na drenaà ilipraznewe. Procedurata e da se napravat dijagrami na krivite za traewetona protokot za site izmereni vodni strui vo opsek na homogenite bazenina drenaà, kako {to e prokaàno na sl. 13.2. Od ovie krivi e razvienafamilija na parametri~ni krivi na traewe kade protokot Q e nacrtannasproti prose~niot godi{en odliv R ili prose~noto godi{no prazneweQ, za karakteristi~nite merewa zgolemeni za nekolku procenti. Za sekojinterval na zgolemuvawe koj pritoa e koristen e razviena odelna krivapotoa se izvr{eni korelacioni analizi za da se prikaè najsoodvetnatakriva za podatocite dobieni od izmerenite zapisi na protokot navodnata struja. Rezultat e parametri~na kriva na traewe na protokotprikaàn na sl. 13.3.Слика 13.3. Параметарска крива на траење на протокот (Clearwater River, Idaho)Drug metod e razvien od strana na ~lenovite na univerzitetot voVa{ington koristej}i go sledniot pristap (Heitz, 1981). Vrednostite naprotokot za sekoe traewe na protokot pri opredelena to~ka nazgolemuvawe se podeleni spored prose~noto godi{no praznewe so cel dase dobie dimenzionanten termin za protokot. Potoa istite se nacrtani

nasproti poedine~niot interval na zgolemuvawe na logoritmi~nahartija na verojatnost (sl. 13.4) za na kraj da se dobie bezdimenzionalnakriva na traeweto na protokot. Toga{ najsoodvetna kriva e razviena zapoedine~noto mesto so homogena hidrologija taka {to edine~nata krivagi povrzuva karakteristikite na bezdimenzionalniot protok soprocentot na zgolemuvawe. Poradi brojot na minimalnite vrednosti inadvore{nite vrednosti od nenadejnite poplavi ili ekstremno niskiteprotoci, verodostojnost na krivata vo granicite e dovedena vo pra{awe.Слика 13.4. Бездимензионална крива на траење на протокотZa koristewe na parametri~kite krivi na traewe na protokot, potrebo eda se opredeli Q vo to~ka ili mesta na vodnata sruja kade hidrolo{kiteanalizi }e bidat napraveni. Vo prodolènie e objasneta procedurata nadeterminiraweto. Najprvin mora da bide razviena to~na izohietna mapana normalni S godi{ni vrneì na re~niot bazen. Izohietnite mapisodràt linii koi predstavuvaat ednakvi vrneì za geografskiotregion. Treba da se obrne vnimanie deka kartata go predstavuva istiotperiod kako i podatokot za protokot za vodnata struja. Bazenot napraznewe i dava voda vo polo`bata koja se ispituva i grafi~ki edefinirana na izohietnata karta. Iskoristuvaj}i gi zapisite odprose~nite godi{ni vrneì vo koeficientot na odliv e presmetan zabazenot na drenaà koi se izu~uva. Ovaa vrednost moè da bidesubjektivna vo opredeluvaweto i poradi toa predstavuva mesto zapravewe na zna~ajni gre{ki, zatoa pove}e vnimanie treba da se obrne voprocenuvaweto na godi{niot koeficient na odliv. Proizvodot od ovojkoeficient moè da se iskoristi vo presmetuvawe na prose~notogodi{no praznewe koristej}i ja slednata formula:__ KPAQ= -----------------------12(31,536,000)_Q – prose~en godi{en odlivft 3 – sekunda

K – koeficient na godi{en odliv kako decimalna vrednost_P - prose~ni godi{ni porojni vrneì, vlezA- drenaìrana oblast, ft 212 – razmena za pretvarawe na vrneì vo ft31,536,000 broj na sekundi vo godinataKoeficientot na prose~niot godi{en odliv e ponekoga{ iskoristen vokompjuterskite presmetuvawa namesto prose~noto godi{no praznewe Q.Merna edinica za R e (ft 3 /sec) h denovi. Toa ja predstavuva sumata naglavnoto dnevno praznewe za site denovi vo tekot na godinata. Istoto,za{teduva pravewe na dopolnitelno presmetni toi go vklu~uvaatterminot od 365 dena. So procenuvawe na prose~noto godi{no praznewevozmo`no e da se vnese parametri~nata kriva na traewe i da se opredelatvrednostite na protokot za razli~ni procenti na zgolemuvawe za koi senaporaveni parametri~ni krivi na protok.Tabela 13.1. Vrednosta na planimetri~ki oblasti od mestata nanormalnite godi{ni vrneì vo drenaìranite bazeni na sitemot narekata Clearwaterprose~na vrednost planimetri~ka procent naOpredelena na vrneì pome|u oblast na mapata celokupnataoblast izohjetal linii (vlez 2 ) oblast_____________________________________________________________________a 60 0.46 1.24b 60 8.16 22.01c 55 27.41 73.92d 50 ___1.05__ 2.83__37.08 100.00Analizi i re{enija: Prvo, opredeli vlez na prose~ni godi{ni vrneì vobazenot koristej}i podatoci od tabela 13.1_ PaAa +PbAb + PcAc + PdAdP = --------------------------------------------Aa + Ab + Ac + Ad_P – porojno prose~ni vrneìPa, b,c,d – vrneì vo oblast a,b,c,d , vlezAa,b,c,d – planimetri~ka oblast za da ja predstavi oblasta a, b, c, d ,vlez 2

Upotrebuvaj}i ja gornata ravenka i podatocite od tabela 13.1 presmekatakoja sledi e:60(0.46) + 60(8.16) + 55(27.41) + 50(1.05)---------------------------------------------------------------- = 56.0237.08Pretvori go ova vo volumenski edinici na odliv, godi{no = R.upotrebenata mapa ima razmer 1: 250,000(56.02)(37.08)(250,000) 2R = ------------------------------------------ (0.73)144 h 120.73 koeficient na odlivR =5.485 h 10 10 ft 3 /yr_Presmetuvaj}i go prose~niot protok godi{no Q neophodno e da se podeliso brojot na sekundi godi{no:_ 5.485 h 10 10Q = -------------------------- = 1739 ft 3 /sec365 (24)(60)(60)Bidej}i parametri~nata kriva na traewe na protokot be{e razviena naosnovata od prose~niot godi{en odliv izrazen vo (ft 3 /sec) (den.)(edinici) neophodno e da se pratvori Q vo R (ft 3 /sec) (den.) {to enapraveno so mnoèwe so 365 (broj na denovi vo edna godina) 1739 ft 3 /sec h365 = 643.7 (ft 3 /sec)(den.).Prethodnata diskusija se bazira{e na predpostavkata deka nemarazbirliva regulacija na prirodniot protok na vodnata struja. Vo mnogudelovi na zemjata postojat prirodni rezervari koi preku svoite operaciigo menuvaat tekot na rekata. Analizite na traeweto na protokot seu{tee vozmo`no da se koristat dokolku celata niza za regulirani podatoci zaprotokot za podolg period, moàt da se dobijat ili soberat od studiitena rezervarot. Vo toj slu~aj celiot zapis moè da bide soberen potehnika od rangovi ili po tehnikata na klasni intervali. Vo odredenislu~ai za da se napravat analizi na hidro potencijalot potrebno e da sekombiniraat zapisite na protokot od reguliraniot protok na vodnatastruja so protokot na agaìranata prirodna vodna struja. Heitz & Emeert(1979) i Emeert (1979) razvile tehnika za dobivawe na neophodnitevrednosti za protokot na vodnata struja i za sobirawe na kombiniranavrednost na krivata na traewe na protokot. Osnovniot pristap moè dase objasni preku slika 13.6.

Слика 13.5. Шема на врнежи за нормално-врнежлива година за дел од сливот нареката Clearwater, IdahoСлика 13.6. Сobirawe na kombinirana vrednost na krivata na traewe naprotokot

Vo ovoj slu~aj izmereniot zapis za dolìnatra na vreme se pretpostavuvada bide dostapen vo izlezot A na rezervarot. Lokacijata od kojapodatocite na protokot se potrebni e postavena vo to~kata B, protokotvo B e dotok od mestata so zna~aen opsek kade nepostoi izmeren zapis navodnata struja, plus dotokot od pogonite na stanicata na rezervarot A.Karta na normalni godi{ni vrneì za celata oblast na drenaà ilipraznewe predstavuva neophodnost. Isto taka se potrebni zapisi odvodniot dijagram na neregulirana vodna struja koi se smetaat deka japredstavuvaat narednata varijacija na odlivot od mestoto na drenaà M({rafirana oblast). Ovie dolgoro~ni zapisi mora da go pokrijat istiotperiod za koi se dostapni podatoci za reguliraniоt protok vo stanicataA. za prose~niot godi{en odliv mora da se napravi procenka vo mestotoM. potoa da se predmeta koeficientot na odliv za mestoto, na godi{naosnova. So mnoèwe na vrednosta na normalnite godi{ni vrneì sokoeficientot na odliv se dobiva prose~niot godi{en odliv za mestotoM. Matemati~ki e prikaàn na sledniov na~in;_QM=PAmfr_QM – volumen na prose~ni godi{ni odlivi za edna godina vo oblast MP – prose~ni godi{ni vrneì, edinica za dlabo~inaAm – oblast na priloèna drenaà, edinici dolìna na kvadratFr – koeficient na godi{en odliv so decimalen del od iznosot navrneìte koi se odlevaat od drenaàtaСлика 13.6. Дијаграм за прикажување на метод за траење на протокотна регулиран со нерегулиран дотокDel od mestoto protokot kade se odvojuva mora da se presmeta.Zgolemuvaweto na vremeto ili periodite mora da soodvestuva so zapisite

na praznewe koi se dostapni od pogonite na rezervarite. Najprvin sedobiva i prou~uva zapisot na protokot vo stanicata C. Zapisot od C sepredpostavuva deka go ima istoto vreme na distribucija na protokot kakoi местото M каде се одвојува одливот.Слика 13.7. Дијаграм на проток за пресметување на големината на следниотпроток од неизмерената приточна областZgolemuva~kata razlika na protokot, a i, za sekoe zgolemuvawe na vremevo posakuvaniot vremenski period mora da bide dobien odreprezentativniot dijagram C slikite 13.6 i 13.7 prikaùvaat proto~nidijagrami za ~ekor - ~ekor proces koi se koristi za presmetuvawe naslednite dolivi od nemerlivite mesta M vo slika 13.6. Edna{ koga sepresmetani posledovatelnite protoci lesno e da se prodolèprocedurata ponatamu. Slikata 13.8 e numeri~ki primer koi gi koristigore opi{anite tehniki. Zgolemuvaweto na vremeto (mese~no) sosoodveten broj na denovi koi se soodvetno vklu~eni vo presmetkite.Treba da se obrne vnimanie na to~niot volumen i brojot na vremeniteedinici koi se koristat vo presmetkite.

Слика 13.8. Пример на пресметка за регулиран протоко комбиниран со областна немерен протокProto~ni metodiVoodredeni slu~ai razumno e da se napravat vistinski analizi navremeto vo prou~uvaweto na hidrolo{kata mo}nost. Vo slu~aj kaderegulacijata na protokot e bitna, potrebno e da se koristi tabelarnoprou~uvawe. Koe ~esto se narekuva sledno proto~no prou~uvawe. Vakvotoprou~uvawe go pobaruva istiot problem koj se nao|a vo prou~uvaweto natraweto na protokot, dobivaj}i gi podatocite za prazneweto vo baranite

lokacii. Ova zna~i dobivawe zapisi za protokot od rezervarot i odkoristeweto na krivi na kapacitet na mestoto i operacioni odluki odtoa kolku voda }e se ispu{ti preku turbinate. Zagubi kako isparuvaweili istekuvawe treba da se zemat vo predvid.Hidrolo{ka informacija isto taka potrebna za razvivawe na krivite zakapacitetot na mestoto na rezervarite, krivi za pogonite (operacii narezervarite), opredeluvawe na sezonskite zagubi na rezervarite kakorezultat na evaporacijata.Оdnosi на одводна вадаKako {to se osloboduva voda od otvorite vo protokot vedna{ podmestoto kade {to se nao|a hidrolo{kata stanica, elevacijata na vodata}e fluktuira. Slika 13.12 e tipi~en primer za kriva на проценка на котатана одводната вада.Слика 13.12. Типична крива на кота на одводна вадаZa pripremawe na vakvi krivi e potrebna adekvatna karta so konturi namestoto na kanalot i procenka na brzinata na kanalot vo razli~nistadiumi na tokot. Podatoci povrzano so normalnata tailwater, nejzinitemaksimum i minimum elevacii se neophodni za opredeluvawe naproektiranoto vodewe i soodvetno mestewe na turbinate. Procenkite nabrzinata na proto~niot kanal moè da se izvr{at so presmetuvawe nakosinata na mestoto.Krivi za kapacitetot na okolinataVo razvivaweto na hidropotencijalot (hidromo}nost) naj~esto seslu~uvaat zapirawa pozadi branata. Kako {to vodata vo leì{teto nazapiraweto e oslobodena elevacijata na glavnata voda se promenuva iistata vlijae vo proektiraweto na mernata stanica. Poradi toaneophodno e da se ima leì{te nasproti krivata na elevacija napovr{inata. Vo isto vreme potrebno e da se znae povr{inata na vodatanasproti evelacijata na izdignuvaweto. Ovoj podatok moè da se dobie odplanimetriska karta na konturi od okolinata na rezervarot ili prekupravewe na presmetki na volumenot na vodata i opredeluvawe na vodnatapovr{ina. Dvete krivi specifi~no se koordinirani vo krivata zakapacitetot za okolinata prikaàna na slika 13.13.

Слика 13.13. Upravuva~ki krivi na rezervarot[tom osloboduvaweto e izvr{eno {emata ili planot ~esto e diktiranood drugi razmisluvawa odkolku so onie koi {to se povrzani soproizvodstvoto na mo}nost na protokot. Potrebite za snabduvawe na vodana gradot, kontrola na gradot i navodnuvawe po tekot na vodnata strujadiktiraat opredeleni ograni~uvawa. Za niv se vnimava preku razvivawena uprauva~ki krivi na rezervarite koi go vodat operativnot personalvo pravewe na potrebnite promeni vo ispu{tawe na voda vo rezervarite.Слика 13.14. Пример за работни криви на акумулацијаSlika 13.14 pokaùva takov primer. Za da bidat efektivniupravuva~kite krivi ~esto baraat da bidat koristeni vnimatelni

{iroki studii na rezervarot so istoriski podatoci za protokot iprocenki na barawata za voda vo momentot koga se slu~uvaat. Tehnikiteza ovie studii se mnogu koi variraat i baraat mnogu digitalnokompjutersko vreme. Izve{tajot od Chankong and Meredith (1979) davasovremen tretman na formulaciite i procedurite koi se koristat.

1. OP[TA DEFINICIJA ZA ENERGIJATA

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?