Nel 2002, il Sole ha fornito più energia in un' ora rispetto agli esseri umani utilizzati in quale arco di tempo?
doc-14753
L' energia solare totale assorbita dall' atmosfera terrestre, dagli oceani e dalle masse terrestri è di circa 3.850.000 exajoule (EJ) all' anno. Nel 2002, questa era più energia in un' ora rispetto al mondo usato in un anno. La fotosintesi cattura circa 3.000 EJ all' anno in biomassa. La quantità di energia solare che raggiunge la superficie del pianeta è così vasta che in un anno è circa il doppio di quella che si otterrà mai da tutte le risorse non rinnovabili di carbone, petrolio, gas naturale e uranio estratto combinate, 3.850.000.
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doc-13505
Per evitare il rischio di miscelazione delle alimentazioni fuori fase, le sezioni di linea alimentate da diverse stazioni di alimentazione devono essere tenute rigorosamente isolate. Ciò è ottenuto mediante sezioni neutre (note anche come interruzioni di fase), solitamente fornite nelle stazioni di alimentazione e a metà strada tra di esse, anche se in genere solo la metà viene utilizzata in qualsiasi momento, mentre le altre vengono fornite per consentire lo spegnimento di una stazione di alimentazione e la fornitura di energia elettrica dalle stazioni di alimentazione adiacenti. Le sezioni neutre sono generalmente costituite da una sezione di filo messa a terra che viene separata dai fili sotto tensione su entrambi i lati mediante materiale isolante, tipicamente perle di ceramica, progettate in modo che il pantografo scorra dolcemente da una sezione all' altra. La sezione con messa a terra impedisce il passaggio di un arco da una sezione sotto tensione all' altra, poiché la differenza di tensione può essere maggiore della normale tensione di sistema se le sezioni sotto tensione si trovano in fasi diverse e gli interruttori di protezione potrebbero non essere in grado di interrompere in modo sicuro la notevole corrente che scorrerebbe. Per evitare il rischio che un arco venga tirato da una sezione di filo a terra verso terra, quando si attraversa la sezione neutra il treno deve essere a terra e gli interruttori di circuito devono essere aperti. In molti casi, questo viene fatto manualmente dai conducenti. Per aiutarli, viene fornita una bacheca di avvertimento appena prima della sezione neutra e un' avvertenza preventiva a una certa distanza. Dopo la sezione neutra viene quindi fornita un' ulteriore scheda per dire ai piloti di richiudere l' interruttore automatico, anche se i piloti non devono farlo fino a quando il pantografo posteriore non ha superato questa scheda. Nel Regno Unito, un sistema noto come Automatic Power Control (APC) apre e chiude automaticamente l' interruttore automatico, utilizzando insiemi di magneti permanenti lungo il binario che comunicano con un rilevatore sul treno. L' unica azione di cui il conducente ha bisogno è spegnere la rete elettrica e la costa e quindi sono ancora presenti pannelli di segnalazione nelle sezioni neutre e nell' avvicinamento alle sezioni neutre.
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doc-13506
I moderni sistemi di elettrificazione prendono l' energia CA da una rete elettrica che viene fornita a una locomotiva e convertita in una tensione CC per essere utilizzata dai motori di trazione. Questi motori possono essere motori in corrente continua che utilizzano direttamente la corrente continua oppure possono essere motori trifase in corrente alternata che richiedono un' ulteriore conversione della corrente continua in corrente alternata trifase (utilizzando l' elettronica di potenza). In questo modo entrambi i sistemi si trovano di fronte allo stesso compito: convertire e trasportare AC ad alta tensione dalla rete elettrica alla corrente continua a bassa tensione nella locomotiva. Dove deve avvenire questa conversione e a quale tensione e corrente (AC o DC) deve avvenire il flusso di energia alla locomotiva? E come tutto ciò è correlato all' efficienza energetica? Sia la trasmissione che la conversione dell' energia elettrica comportano perdite: perdite ohmiche nei fili e nell' elettronica di potenza, perdite di campo magnetico nei trasformatori e nei reattori di lisciatura (induttori). La conversione di potenza per un sistema CC avviene principalmente in una sottostazione ferroviaria dove è possibile utilizzare hardware di grandi dimensioni, pesanti e più efficienti rispetto a un sistema CA in cui la conversione avviene a bordo della locomotiva dove lo spazio è limitato e le perdite sono significativamente più elevate. Inoltre, l' energia utilizzata per soffiare aria per raffreddare i trasformatori, l' elettronica di potenza (compresi i raddrizzatori) e altro hardware di conversione deve essere preso in considerazione.
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doc-4187
Anche se non fissavano gli orari all' orologio in senso moderno, le civiltà antiche regolarono gli orari giornalieri al sole in modo più flessibile rispetto ai moderni DST, spesso dividendo la luce diurna in dodici ore a prescindere dalla lunghezza del giorno, in modo che ogni ora diurna fosse più lunga durante l' estate. Per esempio, gli orologi ad acqua romani avevano scale diverse per diversi mesi dell' anno: alla latitudine di Roma la terza ora dall' alba, hora tertia, iniziata secondo gli standard moderni alle 09:02 ora solare e durata 44 minuti al solstizio d' inverno, ma al solstizio d' estate è iniziata alle 06:58 ed è durata 75 minuti. Dopo l' antichità, le ore civili di uguale durata alla fine soppiantarono le disuguaglianze, cosicché il tempo civile non varia più per stagione. Ora impari sono ancora utilizzati in alcuni ambienti tradizionali, come alcuni monasteri del Monte Athos e tutte le cerimonie ebraiche.
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doc-14791
Nel 2000, il Programma di Sviluppo delle Nazioni Unite, il Dipartimento degli Affari Economici e Sociali delle Nazioni Unite e il Consiglio Mondiale dell' Energia hanno pubblicato una stima del potenziale di energia solare che ogni anno potrebbe essere utilizzata dagli esseri umani, tenendo conto di fattori quali l' insolazione, la copertura nuvolosa e la terra utilizzabile dagli esseri umani. La stima ha rilevato che l' energia solare ha un potenziale globale di 1.575-49.837 EJ all' anno (vedi tabella seguente).
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doc-13711
Alcune delle energie rinnovabili di seconda generazione, come l' energia eolica, hanno un elevato potenziale e hanno già realizzato costi di produzione relativamente bassi. Gli impianti eolici mondiali sono aumentati di 35.800 MW nel 2010, portando la capacità totale installata a 194.400 MW, con un incremento del 22,5% rispetto ai 158.700 MW installati a fine 2009. L' incremento rispetto al 2010 rappresenta investimenti per 47,3 miliardi di euro (65 miliardi di dollari USA) e per la prima volta oltre la metà di tutti i nuovi impianti eolici è stata aggiunta al di fuori dei mercati tradizionali dell' Europa e del Nord America, principalmente trainata dal continuo boom in Cina che ha rappresentato quasi la metà di tutti gli impianti per 16.500 MW. La Cina ha ora 42.300 MW di energia eolica installata. L' energia eolica rappresenta circa il 19% dell' elettricità prodotta in Danimarca, il 9% in Spagna e Portogallo e il 6% in Germania e nella Repubblica d' Irlanda. Nello stato australiano del South Australia, sostenuto dal premier Mike Rann (2002-2011), l' energia eolica rappresenta attualmente il 26% della produzione di energia elettrica dello stato, superando così quella prodotta a carbone. A fine 2011 il South Australia, con il 7,2% della popolazione australiana, disponeva del 54% della capacità eolica installata. La quota dell' energia eolica sul consumo mondiale di energia elettrica a fine 2014 era del 3,1%. Questi sono alcuni dei più grandi parchi eolici del mondo: 35.800 MW.
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doc-10983
Il clima più variegato di Nettuno rispetto a Urano è dovuto in parte all' aumento del riscaldamento interno. Anche se Nettuno si trova oltre il 50% più lontano dal Sole di Urano, e riceve solo il 40% della sua quantità di luce solare, le temperature superficiali dei due pianeti sono approssimativamente uguali. Le regioni superiori della troposfera di Nettuno raggiungono una temperatura bassa di 51,8 K (-221,3 °C). A una profondità in cui la pressione atmosferica è pari a 1 bar (100 kPa), la temperatura è 72,00 K (-201,15 °C). Più profondo all' interno degli strati di gas, la temperatura aumenta costantemente. Come con Urano, la fonte di questo riscaldamento è sconosciuta, ma la discrepanza è maggiore: Urano irradia solo 1,1 volte tanto energia quanto riceve dal Sole; mentre Nettuno irradia circa 2,61 volte tanto energia quanto riceve dal Sole. Nettuno è il pianeta più lontano dal Sole, ma la sua energia interna è sufficiente per guidare i venti planetari più veloci visti nel sistema solare. A seconda delle proprietà termiche del suo interno, il calore residuo dalla formazione di Nettuno può essere sufficiente a spiegare il suo attuale flusso di calore, anche se è più difficile spiegare contemporaneamente la mancanza di calore interno di Urano pur preservando l' apparente somiglianza tra i due pianeti.
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doc-2461
Tessuto cerebrale consuma una grande quantità di energia in proporzione al suo volume, così grandi cervelli posto gravi esigenze metaboliche sugli animali. La necessità di limitare il peso corporeo al fine, ad esempio, di volare, ha apparentemente portato alla selezione per una riduzione della dimensione cerebrale in alcune specie, come i pipistrelli. La maggior parte del consumo di energia del cervello va a sostenere la carica elettrica (potenziale della membrana) di neuroni. La maggior parte delle specie di vertebrati dedica tra il 2% e l' 8% del metabolismo basale al cervello. Nei primati, tuttavia, la percentuale è molto più alta - negli esseri umani sale al 20-25%. Il consumo energetico del cervello non varia notevolmente nel tempo, ma le regioni attive della corteccia cerebrale consumano un po' più energia rispetto alle regioni inattive; questo costituisce la base per i metodi funzionali di imaging cerebrale PET, fMRI e NIRS. Il cervello in genere ottiene la maggior parte della sua energia da un metabolismo del glucosio dipendente dall' ossigeno (cioè zucchero nel sangue), ma i chetoni forniscono una fonte alternativa importante, insieme ai contributi di acidi grassi a catena media (acidiprilici ed eptanoici), lattato, acetato ed eventualmente aminoacidi.
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doc-14765
Tecnologie di concentrazione solare come paraboliche, catarifrangenti e riflettori Scheffler possono fornire calore di processo per applicazioni commerciali e industriali. Il primo sistema commerciale è stato il Solar Total Energy Project (STEP) a Shenandoah, Georgia, USA, dove un campo di 114 stoviglie paraboliche forniva il 50% del riscaldamento di processo, dell' aria condizionata e del fabbisogno elettrico di una fabbrica di abbigliamento. Questo sistema di cogenerazione, collegato alla rete elettrica, forniva 400 kW di elettricità più energia termica sotto forma di vapore da 401 kW e acqua refrigerata da 468 kW, ed aveva un accumulo termico di un' ora di carico massimo. I bacini di evaporazione sono piscine poco profonde che concentrano i solidi disciolti attraverso l' evaporazione. L' utilizzo di stagni evaporativi per ottenere sale dall' acqua di mare è una delle più antiche applicazioni dell' energia solare. Gli usi moderni comprendono la concentrazione di soluzioni saline utilizzate nell' estrazione di percolato e la rimozione dei solidi disciolti dai flussi di rifiuti. Le linee di abbigliamento, gli indumenti e le rastrelliere asciugano i capi attraverso l' evaporazione del vento e della luce solare senza consumare elettricità o gas. In alcuni stati della legislazione statunitense protegge il "diritto di asciugare" i vestiti. I collettori traspiranti non smaltati (UTC) sono pareti forate rivolte verso il sole utilizzate per preriscaldare l' aria di ventilazione. Gli UTC possono aumentare la temperatura dell' aria in ingresso fino a 22 °C (40 °F) e fornire temperature di uscita di 45-60 °C (113-140 °F). Il breve periodo di ammortamento dei collettori traspiranti (da 3 a 12 anni) li rende un' alternativa più economica rispetto ai sistemi di raccolta vetrati. Nel 2003 sono stati installati in tutto il mondo oltre 80 sistemi con una superficie collettori combinata di 35.000 metri quadrati (380.000 piedi quadrati), tra cui un collettore di 860 m2 (9.300 piedi quadrati) in Costa Rica utilizzato per l' essiccazione dei chicchi di caffè e un collettore di 1.300 m2 (14.000 piedi quadrati) a Coimbatore, India, utilizzato per l' essiccazione delle calze.
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doc-16688
Il reattore di grafite X-10 dell' Oak Ridge National Laboratory (ORNL) di Oak Ridge, Tennessee, un tempo noto come Clinton Pile e X-10 Pile, era il secondo reattore nucleare artificiale al mondo (dopo la Chicago Pile di Enrico Fermi) ed era il primo reattore progettato e costruito per un funzionamento continuo. Il primo reattore sperimentale di allevamento I del laboratorio nazionale Argonne, situato presso la stazione di prova del reattore nazionale della Commissione per l' energia atomica vicino ad Arco, Idaho, è diventato il primo reattore nucleare a creare elettricità il 20 dicembre 1951. Inizialmente, quattro lampadine da 150 Watt erano illuminate dal reattore, ma i miglioramenti alla fine hanno permesso di alimentare l' intero impianto (poi, la città di Arco è diventata la prima al mondo ad avere tutta la sua energia elettrica proveniente dal nucleare generato da BORAX-III, un altro reattore progettato e gestito da Argonne National Laboratory). La prima centrale nucleare commerciale al mondo, Obninsk nell' Unione Sovietica, ha iniziato la generazione con il suo reattore AM-1 il 27 giugno 1954. Altre prime centrali nucleari furono Calder Hall in Inghilterra, che iniziò la generazione il 17 ottobre 1956, e la centrale atomica Shippingport in Pennsylvania, che iniziò il 26 maggio 1958. L' energia nucleare fu utilizzata per la prima volta per la propulsione da un sottomarino, l' USS Nautilus, nel 1954.
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doc-5280
In biologia, l' energia è un attributo di tutti i sistemi biologici dalla biosfera al più piccolo organismo vivente. All' interno di un organismo è responsabile della crescita e dello sviluppo di una cellula biologica o di un organello di un organismo biologico. L' energia è quindi spesso detto essere immagazzinato da cellule nelle strutture delle molecole di sostanze come i carboidrati (compresi gli zuccheri), lipidi e proteine, che rilasciano energia quando reagito con ossigeno nella respirazione. In termini umani, l' equivalente umano (H-e) (conversione dell' energia umana) indica, per una data quantità di spesa energetica, la quantità relativa di energia necessaria per il metabolismo umano, ipotizzando un consumo medio di energia umana di 12.500 kJ al giorno e un metabolismo basale di 80 watt. Ad esempio, se i nostri corpi funzionano (in media) a 80 watt, allora una lampadina da 100 watt funziona a 1,25 equivalente umano (100 ÷ 80), cioè a 100 watt. 1,25 H-e. Per un compito difficile della durata di pochi secondi, una persona può spegnere migliaia di watt, molte volte i 746 watt in un cavallo ufficiale. Per compiti della durata di pochi minuti, un uomo in forma può generare circa 1.000 watt. Per un' attività che deve essere sostenuta per un' ora, la potenza scende a circa 300; per un' attività tenuta al passo tutto il giorno, 150 watt è circa il massimo. L' equivalente umano aiuta la comprensione dei flussi di energia nei sistemi fisici e biologici esprimendo le unità di energia in termini umani: fornisce un "sentire" per l' uso di una data quantità di energia.
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