Реферати українською » Наука и техника » Нетрадиційні джерела


Реферат Нетрадиційні джерела

Предыдущая страница | Страница 2 из 2
нешкідлива і забруднює довкілля.

Людина здавна використовує енергію внутрішнього тепла Землі (пригадаємо хоча б знамениті Римські лазні), та її комерційне використання почалося лише у 20-х роках ХХ століття з будівництвом перших геоЭС Італії, та був та інших країнах. На початку 80-х у світі діяло близько 20 таких станцій загальної потужністю 1,5 млн. кВт. Найбільша їх – станція Гейзерс США (500 тис. кВт).

Геотермальную енергію використовують із виробітку електроенергії, обігріву житла, теплиць тощо. Як теплоносія використовують сухий пар, перегретую воду чи будь-якою теплоносій з низькою температурою кипіння (аміак, фреон тощо.).

Енергія Світового океану

Різке підвищення цін на паливо, проблеми з його отриманням, виснаження паливних ресурсів – всі ці видимі ознаки енергетичної кризи викликали до останні роки у багатьох країнах значний інтерес до нових джерелам енергії, зокрема до енергійності Світового океану.

Відомо, що запаси енергії у світовому океані колосальні, адже дві третини земної поверхні (361 млн. кв. км) займають моря, и океани: акваторія моря становить 180 млн. кв. км, Атлантичного – 93 млн. кв. км, Індійського – 75 млн. кв. км. Так, теплова енергія, відповідна перегріву поверхневих вод океану проти донними, скажімо, на 20 градусів, має величину порядку 1026 Дж. Кинетическая енергія океанських течій оцінюється величиною порядку 1018 Дж. Але що люди вміють використовувати лише незначні частки цієї енергії, та й ціною великих грошей і повільно окупающихся капіталовкладень, отже така енергетика досі здавалася малоперспективною.

Енергія океану давно привертає до собі увагу людини. У 1980-х років діяли перші промислові установки, і навіть велися розробки з наступним основним напрямам: використання енергії припливів, прибою, хвиль, різниці температур води поверхневих і глибинних пластів океану, течій тощо.

Століттями люди міркували над причиною морських припливів і відпливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище – ритмічне рух морських вод викликають сили тяжіння відвідин Місяця й Сонця. Припливні хвилі таять у собі величезний енергетичний потенціал – 3 млрд. кВт.

Зростає інтерес фахівців до приливним коливань рівня океану у узбереж материків. Енергію припливів протягом століть людина використовував доведення на дію млинів і лісопилок. Але з її появою парового двигуна у неї забуто незалежності до середини 1960-х років, коли відпустили перші ПЕМ у Франції й СРСР.

Приливная енергія постійна. Завдяки цьому, кількість виробляють припливних електростанціях (ПЕМ) електроенергії може бути наперед відомо, на відміну звичайних ГЕС, у яких кількість одержуваної енергії залежить від режиму річки, пов'язаного лише з кліматичними особливостями території, якою вона протікає, але й погодними умовами.

Проте науковці вважають, що технічно можливо, й економічно вигідно використовувати тільки дуже невелику частину приливної потенціалу Світового океану – за деякими оцінками лише 2%.При визначенні технічних можливостей великій ролі грають такі чинники, як характер берегової лінії, форма і рельєф дна, глибина води, морські течії і. Досвід свідчить, що з ефективнішої роботи ПЕМ висота припливної хвилі мусить бути щонайменше 5 м. Найчастіше такі умови творяться у малих акціонерів та вузьких затоках чи гирлах річок, які впадають у моря, и океани. Але таких місць на всій земній кулі непогані багато: за різними джерелами 25, 30 чи 40.

Оцінюючи економічних вигод будівництва ПЕМ також потрібно враховувати, що найбільші амплітуди приливов-отливов притаманні околичних морів поміркованого пояса. Чимало з цих узбереж перебувають у необжитих місцях, з великої віддаленні головних районів розселення та його економічної активності, отже, та споживання. Слід враховувати і те, що рентабельність ПЕМ різко зростає зі збільшенням їх потужності до 3-5 і більше 10-15 млн. кВт. Але спорудження станций-гигантов, при цьому у віддалених районах, вимагає особливо великих витрат, а і найскладніших технічних проблемах.

Вважається, що найбільшими запасами припливної енергії має Атлантичний океан. У його в північно-західній частині, за українсько-словацьким кордоном навіть Канади, перебуває затоку Фанди, являє собою внутрішню суженную частина відкритішої затоки Мін. Довжина його 300 км - при ширині 90 км, глибина біля входу більш 200 м. Цей затоку знаменитий найвищими у світі припливами, сягаючими 18 м. Дуже високі припливи і в берегів Канадського арктичного архіпелагу. Наприклад, поблизу узбережжя Баффиновой землі вони піднімаються на 15,6 м. У північно-східній частини Атлантики приблизно такі самі припливи спостерігаються в протоці Ла-Манш біля берегів Франції, в Бристольському затоці і Ірландському море біля берегів Англії й Ірландії.

Велики також запаси припливної енергії в Тихому океані. У його в північно-західній частині особливо вирізняється Охотське море, де у Тугурском і Пенжинском затоках висота припливної хвилі становить 9-13 м. Значні припливи і у узбереж Китаю та Корейського півострова. На східному узбережжі моря сприятливі умови від використання припливної енергії є в берегів Канади, Чилийского архіпелагу Півдні Чилі, у вузькому і довгому Каліфорнійському затоці Мексики.

У межах Північного Льодовитого океану за запасами припливної енергії виділяються Біле море, в Мезенской губі якого припливи заввишки до 10 м, і Баренцове море біля берегів Кольського півострова (до 7 м). У Індійському океані запаси такий енергії значно менше. Як перспективних на будівництво ПЕМ тут зазвичай називаються затоку Кач Аравійського моря (Індія) і північно-західне узбережжі Австралії.

Попри такі, начебто дуже, природні передумови, будівництво ПЕМ поки що має досить обмежені масштаби. Фактично реально можна говорити лише про більш-менш великої промислової ПЕМ «Ранс» мови у Франції, про досвідченої Кислогубской ПЕМ на Кольському полуострове(Россия) і канадско-американской ПЕМ в затоці Фанди.

При спорудженні ПЕМ необхідно всебічно оцінювати їх екологічне вплив на довкілля. Воно досить велика. У районах споруди великих ПЕМ істотно змінюється висота припливів, порушується водний баланс в акваторії станції, що комп'ютер може серйозно зашкодити рибному господарстві, розведенні устриць, мідій тощо.

До енергетичних ресурсів Світового океану відносять також енергію хвиль і температурного градієнта. Енергія вітрових хвиль сумарно становить 2,7 млрд. кВт на рік. Досліди показали, що її треба використовувати в берега, куди хвилі приходять ослабленими, у відкритому ж морі або у прибережній зоні шельфу. У деяких шельфових акваторіях хвильова енергія сягає значної концентрації: до й Японії – близько сорока кВт на метр хвильового фронту, але в західному узбережжі Великобританії – навіть 80 кВт на 1 метр. Використання цієї енергії, хоча у місцевих масштабах, вже розпочато Великій Британії та Японії. Британські острови мають дуже довгу берегову лінію, у багатьох місцях море залишається бурхливим протягом багато часу. За оцінками вчених, з допомогою енергії морських хвиль в англійських територіальні води можна було б мати потужність до 120 ГВт, що вдвічі перевищують потужність всіх електростанцій, що належать Британському центральному електроенергетичному управлінню.

Вперше ідею використання різниці температур поверхневих і глибинних верств води Світового океану запропонував французький вчений д'Арсонвиль в 1881 року, але перші розробки почалися лише 1973 року. Енергію різниці температур різних верств Світового океану оцінюють в 20-40 трлн. кВт. У тому числі практично можна використовувати лише 4 трлн. кВт.

Принцип дії цих станцій ось у чому: теплу морську воду (24-32° З) направляють у теплообмінник, де рідкий аміак чи фреон перетворюються на пар, який обертає турбіну, та був вступає у наступний теплообмінник для охолодження і конденсації водою з температурою 5-6 °З, котра надходить з глибини 200-500 метрів. Получаемую електроенергію передають до берега з підводного кабелю, але можна використовувати й дома (задля забезпечення видобутку мінерального сировини із глибини або його виділення з морської води). Достоинство подібних установок – можливість їх постачання будь-який район Світового океану. До того ж, різницю температур різних верств океанічній води – більш стабільний генератор, ніж, скажімо, вітер, Сонце, морські хвилі чи прибій. Перша така установка була в 1981 року на острові Науру. Єдиний недолік таких станцій – їх географічна прихильність до тропічним широтам. Для практичного використання температурного градієнта найбільш придатні ті райони Світового океану, розташовані між 20° с.ш. і 29° ю.ш., де температура води у поверхні океану сягає, зазвичай, 27-28° З, але в глибині 1 кілометр має лише 4-5° З.

У океані, що становить 72% поверхні планети, потенційно існують різні види енергії – енергія хвиль і припливів; енергія хімічних зв'язків газів, солей та інших мінералів; енергія течій, спокійно і нескінченно рухомих у різних частинах океану; енергія температурного градієнта та інших., і можна перетворювати на стандартні є екологічно безпечними. Такі кількості енергії, розмаїття її форм гарантують, у майбутньому людство нічого очікувати відчувати у ній нестачі.

Океан наповнений позаземної енергією, яка вступає у нього з космосу. Вона доступна і безпечна, і зачіпає довкілля, невичерпна і вільна. З космосу надходить енергія Сонця. Вона нагріває повітря, створюючи вітри, викликають хвилі. Вона нагріває океан, який накопичує теплову енергію. Вона спричиняє рух течії, які у водночас змінюють свій напрям під вплив обертання Землі. З космосу само чинить енергія сонячного і місячного тяжіння. вона є двигуном системою Земля-Луна і викликають припливи і відпливи. Океан – це пласке, мертве водне простір, а величезна комора неспокійною енергії.

Енергія біомаси

Поняття «біомаса» належать до речовин рослинного рослинного або тваринного походження, і навіть відходів, одержуваним внаслідок їхньої переробки. У енергетичних цілях енергію біомаси використовують подвійно: шляхом безпосереднього спалювання чи шляхом переробки на паливо (спирт чи біогаз). Є дві основні напрями отримання палива з біомаси: з допомогою термохімічних процесів чи шляхом біотехнологічної переробки. Досвід свідчить, що перспективна біотехнологічна переробка органічного речовини. У 1980-х років у різних країнах діяли промислові установки із виробництва палива з біомаси. Найбільшого поширення одержало виробництво спирту.

Одне з найбільш перспективних напрямів енергетичного використання – на виробництво з неї біогазу, який перебуває на 50-80% з метану і 20-50% з вуглекислоти. Його теплотворная здатність – 5-6 тис. ккал/м3 .

Найбільш ефективно виробництво біогазу з гною. З самої лише тонни може бути отримати 10-12 куб. м метану. А, наприклад, переробка 100 млн. тонн такого відходу рільництва, як солома злакових культур, може принести близько 20 млрд. куб. м метану. У хлопкосеющих районах щорічно залишається 8-9 млн. тонн стебел бавовнику, із яких отримати до 2 млрд. куб. м метану. А тим цілей можлива утилізація гички культурних рослин , трав та інших.

Біогаз можна конвертувати в теплову і електричну енергію, залучити до двигунах внутрішнього згоряння щоб одержати синтезгаза і штучного бензину.

Виробництво біогазу з відходів дає можливість вирішувати одночасно три завдання: енергетичну, агрохімічну (отримання добрив типу нитрофоски) і екологічну.

Установки із виробництва біогазу розміщують, зазвичай, у районі у містах, центрів переробки сільськогосподарської сировини.

Укладання

Неоспоримая роль енергії у підтримці і подальший розвиток цивілізації. У суспільстві важко знайти хоча б одну область людської діяльності, яка вимагала б, безпосередньо чи опосередковано, більшої енергії, ніж можуть дати м'язи людини.

Споживання енергії – важливий показник життєвий рівень. Тоді, коли людина видобував їжу, збираючи лісові свої плоди й полюючи на тварин, йому вимагалося на добу близько 8 МДж енергії. Після оволодіння вогнем їх кількість зросла до 16 МДж; в примітивному сільськогосподарському суспільстві вона була 50 МДж, а розвиненішому – 100 МДж.

Протягом часу існування нашої цивілізації багаторазово відбувалася зміна традиційних джерел енергії налаштувалася на нові, досконаліші. Не оскільки старий джерело бал вичерпаний.

Зараз, на початку 21-го століття, починається новий значний етап земної енергетики. З'явилася енергетика «щадна», побудована те щоб людина не рубав гілку, де вона сидить, піклувався про охорону вже сильно пошкодженій біосфери.

Дорогою широкого впровадження альтернативних джерел енергії стоять важко розв'язні економічні та соціальні проблеми. Передусім це висока капіталомісткість, викликана потребою створення нової техніки і технології. По-друге, висока матеріаломісткість : створення потужних ПЕМ вимагає, приміром, величезних кількостей металу, бетону тощо, По-третє, під деякі станції потрібно значне відчуження землі або морською акваторії. З іншого боку, розвиток використання альтернативних джерел енергії стримується також нестачею фахівців. Рішення всіх цих проблем вимагає комплексного підходу на національному та міжнародному рівні, що дозволить прискорити реалізацію.

Список літератури

Августо Голдин. Океани енергії. – Пер. з анг. Оксфорд-пресс.1983 р.

Гончар В.І. Нетрадиційні відновлювані джерела енергії в Енергетичної програмі СРСР – Географія у шкільництві. 4/90 – М.: Педагогіка, 1990 р.

Кондаков А.М. Альтернативні джерела – Географія у шкільництві. 4/88 – М.: Педагогіка. 1988 р.

Кононов Ю.Д. Енергетика і економіка. Проблеми початку новим джерелам енергії. – М.: Наука, 1981.

Максаковский В.П. Географічна карта світу. Частина перша. - М.: 1996 р.

Максаковский В.П. Географічна карта світу. Частина третя. - М.: 1996 р.

Енергетичні ресурси світу. Під редакцією Непорожнего П.С., Попкова В.І. - М.: Энергоатомиздат. 1995 р.

Предыдущая страница | Страница 2 из 2

Схожі реферати:

Навігація