Реферати українською » Физика » Альтернативна енергетика


Реферат Альтернативна енергетика

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Зміст

Запровадження

основні напрями альтернативної енергетики

Альтернативний генератор

Класифікація джерел

Вітроенергетика

>Гелиоенергетика

Геотермальна енергетика

Космічна енергетика

Воднева енергетика і сірководнева енергетика

>Биотопливо

>Распределенное виробництво енергії

Перспективи

Висновок


 

Запровадження

 

У теплоенергетиці нині більш 180 тисяч малих та дрібних котельних індивідуальних, опалювальних, із загальноютеплопроизводительностью 680 млн. Гкал та витратою палива 140 млн. т.у.м. чи 30% від витрати палива, витраченого виробництва тепла.

Дійовітеплоустановки поновлюваної енергетики (2008 рік):

- сонячні системи теплопостачання з майданом сонячних колекторів до 100 тис. кв. м;

- більш 3000 теплових насосів одиничної потужністю від 4 кВт до 8 МВт;

- близько 20 біоенергетичних установок із переробки відходів тваринництва і птахівництва з виробленням біогазу;

-геотермальное теплопостачання обсягом 3 млн. Гкал на рік;

- 8 сміттєспалювальних заводів;

- 4 станції із переробки міських стічні води;

- кілька котельних на відходах лісопереробки.

Принцип отримання тепла, нічим не відрізняється відпринипа отримання електричної енергії, просто процес коротше однією крок.

Сумарна частка малої і поновлюваної енергетики становить близько 160 млн. т.у.м. на рік або 17% від внутрішнього споживання 1995 р. (948 млн. т.у.м.).

Що об'єднує малу і поновлювану енергетику? Їх об'єднує, попри принципово різні ресурси (невідновлювані і поновлювані) різне впливом геть довкілля:

1) призначення для безпосереднього задоволення побутових наукових і виробничих потреб чоловіки й невеликих колективів в електричної й теплової енергії;

2) орієнтація у місцеві види ресурсів;

3) можливість комбінованого спрямування досягнення економічного і найнадійнішого енергопостачання.

В ім'я чого слід розвивати ці галузі енергетики? Енергетична стратегія Росії відповідає це питання, оголошуючи вищим пріоритетом енергозабезпечення населення. Інакше кажучи йдеться про надійне енергією, світлом, теплом, чистої водою, паливом приготування їжі, поштової, телеграфної і телефонної зв'язком людей, що у районах автономного (децентралізованого) енергопостачання іенергодефицитних районах. І це стосується 20-30 млн. людина. Такі цифри отримані так: поглянемо карті Росії. Зони децентралізованого енергопостачання інеелектрифицированние зони становлять близько 70% території.Неелектрифицированние поселення зустрічаються й у зонах централізованого енергопостачання.

Проте чи все соціальні проблеми вирішуються енергетичними стратегіями. Насправді, жодна технічна проблема не зважиться цієї стратегією. Тобто. існує низка проблем (технічних, економічних, соціальних) і міфів які уповільнюють процес розвитку альтернативної енергетики.

Альтернативна енергетика — сукупність перспективних способів отримання енергії, поширених негаразд широко, як традиційні, проте цікаві через вигідності їх використання за низькому ризик заподіяння шкоди екології району.

 


 

основні напрями альтернативної енергетики

 

1. вітроенергетика

Автономні вітрогенератори

2.гелиоенергетика

Сонячний водонагрівач

Сонячний колектор

Фотоелектричні елементи

3. альтернативна гідроенергетика

приливні електростанції

хвильові електростанції

міні і мікро ГЕС (встановлюються здебільшого малих річках)

водоспадні електростанції

4.геотермальная енергетика

Теплові і електростанції (принцип відбору високотемпературних грунтових вод та збільшення використання в циклі)

Ґрунтові теплообмінники (принцип відбору тепла від грунту по засобом теплообміну)

5. космічна енергетика

Одержання електроенергії у фотоелектричних елементах, розташованих на орбіті Землі. Електроенергія передаватиметься на грішну землю у вигляді мікрохвильового випромінювання.

6. воднева енергетика і сірководнева енергетика

>Водородние двигуни (щоб одержати механічної енергії)

Паливні елементи (щоб одержати електрики)

7. біопаливо

Одержання біодизеля

Одержання метану і синтез-газу

Одержання біогазу

8.распределенное виробництво енергії

Нова тенденція у енергетиці, що з виробництвом теплової та електричної енергії.

 

Альтернативний генератор

 

Альтернативний генератор — спосіб, пристрій чи споруду, що дозволяє отримувати електричну енергію (або інший необхідний вид енергії) і який заміняє собою традиційні джерела, функціонуючі на нафти,добиваемом природному газі і вугіллі. Мета пошуку альтернативних джерел енергії — потреба отримувати її з енергії поновлюваних чи практично невичерпних природних ресурсів немає і явищ. До уваги може братися також екологічність і економічність.

Класифікація джерел

 

Тип джерел >Преобразуют в енергію
Вітряні рух повітряних мас
>Геотермальние тепло планети
Сонячні електромагнітне випромінювання сонця
Гідроенергетичні падіння води
>Биотопливние теплоту згоряння поновлюваного палива (наприклад, спирту)

 

Вітроенергетика

 

— галузь енергетики, що спеціалізується на використанні енергії вітру — кінетичною енергії повітряних мас у атмосфері. Енергію вітру належать до поновлюваним видам енергії, оскільки він є наслідком діяльності сонця. Вітроенергетика є бурхливо що розвивається галуззю, наприкінці 2008 року загальна встановлена на всіхветрогенераторов становила 120гигаватт, збільшившись вшестеро з року.

Економія палива

Вітряні генератори мало споживають викопного палива. Роботаветрогенератора потужністю 1 МВт за 20 років експлуатації дозволяє заощадити приблизно 29 тис. тонн вугілля чи 92 тис. барелей нафти.

Собівартість електроенергії

Собівартість електрики, виробленоговетрогенераторами, залежить від швидкості вітру.

економічні проблеми

Вітроенергетика є нерегульованим джерелом енергії. Вироблення вітроелектростанції залежить від сили вітру — чинника, може похвалитися великим непостійністю. Відповідно, видача електроенергії зветрогенератора до енергосистеми відрізняється великий нерівномірністю як і добовому, і у тижневому, місячному, річному і багаторічному розрізі. З огляду на, що енергосистема сама має неоднорідності навантаження (піки і провали енергоспоживання), регулювати які вітроенергетика, природно, неспроможна, запровадження значної частини вітроенергетики до енергосистеми сприяє її дестабілізації. Зрозуміло, що вітроенергетика вимагає резерву потужності енергосистемі (наприклад, як газотурбінних електростанцій), і навіть механізмів згладжування неоднорідності їхні виробки (як ГЕС або ГАЕС). Ця особливість вітроенергетики істотно робить дорожчою отримувану від нього електроенергію.

Невеликі поодинокі вітроустановки може мати проблеми з мережевий інфраструктурою, оскільки вартість лінії електропередач і розподільного устрою для підключення до енергосистемі може стати завеликими. Проблема частково вирішується, якщоветроустановка підключається до місцевої мережі, де єенергопотребители. І тут використовується існуюче силове і розподільче устаткування, а ВЕС створює певний підпор потужності, знижуючи потужність,потребляюмую місцевої мережею ззовні.Трансформаторная підстанція й зовнішня лінія електропередач виявляються менш навантаженими, хоча загальне споживання потужності може бути вищим.

Великі вітроустановки відчувають значні проблеми з ремонтом, оскільки заміна великої деталі (лопаті, ротора тощо. п.) в розквіті понад сто м є і дорогим заходом.

Екологічні аспекти вітроенергетики.

1.  Викиди у повітря

>Ветрогенератор потужністю 1 МВт скорочує щорічні викиди у повітря 1800 тонн СО2, 9 тоннSO2, 4 тонн оксидів азоту .

2.  Шум

Вітряні енергетичні установки виробляють чи два різновиди шуму:

механічний шум — відлуння роботи механічних і електричних компонентів (сучасних вітроустановок практично немає, але фактично є значним вветроустановках старших моделей)

аеродинамічний шум — відлуння взаємодії вітрового потоку з лопатями установки (посилюється під час проходження лопаті повз вежі вітроустановки)

3.  >Низкочастотние вібрації

>Низкочастотние коливання, що передаються через грунт, викликають суттєвийдребезг шибок вдома з відривом до 60 м від вітроустановокмегаваттного класу.

Зазвичай, житлові будинки розташовуються з відривом щонайменше 300 м від вітроустановок. Такою відстані внесок вітроустановки в інфра-звукові коливання не може бути виділений з фонових коливань.

4.  >Обледенение лопатей

При експлуатації вітроустановок в зимовий період за високої вологості повітря можливо освіту крижаних наростів на лопатах. При пуск вітроустановки може бути розліт льоду на значна відстань. Зазвичай, біля, де можливі випадки зледеніння лопатей, встановлюються попереджувальні знаки з відривом 150 м від вітроустановки.

З іншого боку, у разі легкого зледеніння лопатей були випадки поліпшення аеродинамічних характеристик профілю.

5.  Візуальне вплив

Візуальне впливветрогенераторов — суб'єктивний чинник. Заради покращання естетичного виду вітряних установок у багатьох великих фірмах працюють професійні дизайнери. Ландшафтні архітектори залучаються для візуального обгрунтування нових проектів.

6.  Використання землі

Турбіни займають лише 1 % від усієї території вітряної ферми. На 99 % площі ферми можливо вести сільське господарство або інший діяльністю, що й в густонаселених країнах, як Данія, Нідерланди, Німеччина. Фундамент вітроустановки, котрий обіймає місце близько 20 метрів за діаметрі, зазвичай повністю під землею, дозволяючи розширити сільськогосподарське використання землі практично впритул до підстави вежі. Землясдается у найм, що дозволяє фермерам отримувати додатковий прибуток.

7.  >Радиопомехи

Металеві споруди вітроустановки, особливо елементи в лопатах, можуть викликати значні перешкоди в прийомі радіосигналу. Що більшеветроустановка, то більші перешкоди вони можуть створювати. Нерідко вирішення проблеми доводиться встановлення додаткових ретранслятори.

8.  Шкідливість, заподіювана тварин і птахам

9.  Використання водних ресурсів

На відміну від традиційних теплових електростанцій, вітряні електростанції не використовують воду, що дозволяє істотно знизити навантаження на водні ресурси.

 

>Гелиоенергетика

 

 отримання енергії від поверхні Сонця.

Є кілька технологій сонячної енергетики. Одержання електроенергії від променів Сонця не дає шкідливих викидів у повітря, виробництво стандартних силіконових батарей також йде на мало шкоди. Але виробництво широких масштабах багатошарових елементів з допомогою таких екзотичних матеріалів, як арсенід галію чи сульфід кадмію, супроводжується шкідливими викидами.

Сонячні батареї мають низку переваг: можуть поміщатися з будинків, вздовж шосейних доріг, легко трансформуються, використовують у віддалених районах.

Головною причиною, котра стримує використання сонячних батарей, був частиною їхнього високу вартість. Нинішня вартість сонячної електроенергії дорівнює 4,5 дол. за 1 Вт потужності відтак, ціна1кВтчас електроенергії у 6 разів дорожче від енергії, отриманої традиційним шляхом спалювання палива. Можливо використання сонячної енергії опалювання жител.

Однак за умов нашої країни 80% енергії Сонця посідає період, коли не потрібно опалювати житло, ще, сонячних днів на рік недостатньо, щоб використання сонячних батарей стало економічно доцільно.

 

>Гидроенергетика

 

- це використання енергії природного руху, тобто. течії, водних мас в руслових водотоках і припливних рухах. Найчастіше використовується енергія падаючої води.

>ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ (схема)

Плотіна утворює водосховище, забезпечуючи постійний натиск води. Вода входить уводоприемник і, пройшовши понапорному водоводу, обертаєгидротурбину, що призводить на діюгидрогенератор.Виходное напруга гідрогенераторів підвищується трансформаторами передачі на розподільні підстанції і далі споживачам.

 


 

Геотермальна енергетика

 

виробництво електроенергії, і навіть теплової енергії рахунок теплової енергії, котра міститься у надрах землі. Зазвичай належить до альтернативним джерелам енергії, поновлюваним енергетичних ресурсів.

 вулканічних районах циркулююча вода перегрівається вище температур кипіння на відносно невеликих глибинах і з тріщинам піднімається до іноді проявляючи себе у вигляді гейзерів. Доступ до підземним теплим водам може бути з допомогою глибинного буріння свердловин. Більш якпаротерми поширені сухі високотемпературні породи, енергія яких доступна з допомогою закачування і наступного відбору їх перегрітої води. Високі горизонти порід з температурою менш100°C поширені й на безлічі геологічно малоактивних територій, тому найперспективніших вважається використаннягеотерм як джерело тепла.

Класифікація геотермальних вод

> По температурі

> По мінералізації (сухий залишок)

> По загальноїжесткостиочень

> По кислотності, рН

> По газовому складу

> Погазонасищенности

Особливості

Собівартість електроенергії російській ГЕС більш ніж вдвічі нижчий, ніж теплових електростанціях.

Генератори ГЕС можна досить швидко включатиме й вимикати залежно споживання енергії

>Возобновляемий генератор

Значно менше вплив на повітряне середовище, ніж інші види електростанцій

Будівництво ГЕС зазвичай більшкапиталоемкое

Часто ефективні ГЕС більш віддалені від споживачів

>Водохранилища часто займають великі території

>Плотини найчастіше змінюють характер рибного господарства, оскільки перекривають шлях донерестилищам прохідним рибам, проте часто сприяють збільшення запасів риби у самому водосховище і здійсненню рибництва.

>Гидроелектрические станції поділяються залежно від вироблюваної потужності:

потужні — виробляють від 25МВТ до 250 МВт і від;

середні — до 25 МВт;

малі гідроелектростанції — до 5 МВт.

Потужність ГЕС безпосередньо залежить від напору води, і навіть від ККД використовуваного генератора. Через те, що у природним законам рівень води постійно змінюється, залежно від сезону, і навіть ще у ряду причин, як висловлювання потужностігидроелектрической станції берутьцикличную потужність. Приміром, розрізняють щороку, місячний, тижневий чи добовий цикли роботи гідроелектростанції.

>Гидроелектростанции також діляться залежно від максимального використання напору води:

>високонапорние — більш 60 м;

>средненапорние — від 25 м;

>низконапорние — від 3 до 25 м.

Залежно від напору води, в гідроелектростанціях застосовуються різні види турбін. Длявисоконапорних —ковшовие і радіально осьові турбіни з металевими спіральними камерами. Насредненапорних ГЕС встановлюютьсяповоротнолопастние ірадиально-осевие турбіни, нанизконапорних —поворотнолопастние турбіни в залізобетонних камерах. Принцип всіх видів турбін схожий — вода, що під тиском (натиск води) надходить на лопаті турбіни, які починають обертатися. Механічна енергія, в такий спосіб, передається нагидрогенератор, що й виробляє електроенергію. Турбіни різняться деякими технічними характеристиками, і навіть камерами — залізними чи залізобетонними, і на різний натиск води.

>Гидроелектрические станції також поділяються залежно від принципу використання природних ресурсів, і,образующейся концентрації води. Тут можна виділити такі ГЕС:

>Русловие іприплотинние ГЕС. Це найпоширеніші видигидроелектрических станцій. Напір води у яких створюється у вигляді установки греблі, повністюперегораживающей річку, чи котра піднімає рівень води у ній на необхідну оцінку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, і навіть на гірських річках, у місцях, де річище ріки більш вузьке, стислий.

>Плотинние ГЕС. Будуються за більш високихнапорах води. І тут ріка повністюперегораживается греблею, а сам будинок ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частини. Вода, у разі, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а чи не безпосередньо, як і руслових ГЕС.

>Деривационние гідроелектростанції. Такі електростанції будують у місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС подібного типу створюється у вигляді деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідводи. Останні — випрямлені, та його ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У результаті вода підводиться безпосередньо до будинку ГЕС.Деривационние ГЕС може бути різного видубезнапорние, чи з напірноїдеривацией. Що стосується напірноїдеривацией, водогін прокладається з великим подовжнім ухилом. Іншим разом на початку деривації річці створюється вища гребля, і складається водосховище — така схема ще називається змішаноїдеривацией, оскільки використовуються обидва методу створення необхідної концентрації води.

Гідроакумулятивні електростанції. Такі ГАЕС здатні акумулювати яку вироблено електроенергію, і пускати їх у хід" у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: у визначені моменти (часи не пікової навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси, і закачують води відповідно обладнані верхні басейни. Коли стається потреба, воду з них вступає у напірний трубопровід і, спричиняє дію додаткові турбіни.

Угидроелектрические станції, залежно від своїх призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи чисудоподъемники, які б навігації по водойми,рибопропускние, водозабірні споруди, використовувані для іригації й багато іншого.

Цінністьгидроелектрической станції у тому, що з виробництва електричної енергії, вони використовують поновлювані природні ресурси. Через те, потреби в додатковому

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація