![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Нетрадиционные возобновляемые источники энергии
План лекции: 1).Основные причины перехода на возобновляемые источники энергии. 2).Национальная программа развития местных и возобновляемых энергоисточников РБ. 3). Нетрадиционные способы получения электрической энергии.
В настоящее время поворот к использованию энергии ветра, солнца, воды происходит на новом более высоком уровне развития науки и техники. Использование традиционных энергоресурсов приводит к значительному загрязнению окружающей среды. Увеличивающееся загрязнение окружающей среды, нарушение теплового баланса атмосферы постепенно приводит к глобальным изменениям климата. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным, альтернативным источникам энергии. Это виды энергии, непрерывно возобновляемые в биосфере земли. К ним относится энергия солнца, ветра, воды, исключая применения данной энергии на гидроаккумулирующих электроэнергетических станциях. Энергия приливов, волн водных объектов. Геотермальная энергия с использованием природных подземных теплоносителей. Биомасса, включающая в себя специально выращенные для получения энергии растения, в том числе деревья, а также отходы производства и потребления, за исключением отходов, полученных в процессе использования углеводородного сырья и топлива. А также биогаз; газ, выделяемый отходами производства и потребления на свалках таких отходов; газ, образующийся на угольных разработках. Возобновляемые источники энергии используют энергию солнца, тепла, земных недр, вращения Земли. Все виды энергии (океанов, ветра, морей) непрерывно возобновляются в атмосфере земли. Основные причины, указывающие на важность перехода к нетрадиционным источникам энергии: - Глобально-экологический фактор (сегодня известен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий. Их применения неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первой половине 21 века.) - Политический (та страна, которая первой освоит альтернативную энергетику, способна претендовать на мировое первенство и диктовать цены на топливные ресурсы) - Экономический (переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки химической и других отраслях промышленности). Цены на альтернативную энергию снижаются, на традиционную постоянно растут. - Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками ниже стоимости традиционных источников. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную постоянно растут. - Социальный (численность и плотность населения постоянно растут, при этом трудно найти районы строительства атомных электростанций, ГРЭС, где производство энергии было бы безопасно для окружающей среды) - Эволюционно-исторический (в связи с ограниченностью топливных ресурсов на земле, а также с нарастающим изменением в атмосфере и биосфере, различных катастроф традиционная энергетика – тупиковая. Поэтому необходимо начать постепенный переход на альтернативные источники энергии. Традиционная энергетика основана на применение ископаемого топлива, запасы которого ограничены. Она зависит от величины поставок и уровня цен на него. Возобновляемая энергетика базируется на самых разных природных ресурсах, что позволяет беречь невозобновляемые источники и использовать их в других отраслях экономики и сохранить для будущих поколений экологически чистую энергию. Возобновляемые – экологически чистые, при их работе практически нет отходов, выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и водоемы, их не надо добывать, перерабатывать и транспортировать. Часто ВИЭ- электростанции легко автоматизируются и могут работать без прямого участия человека. В технологиях возобновляемой энергетике реализуются новейшие достижения новых научных направлений. В частности, развитие таких технологий позволяет создавать дополнительные рабочие места за счет сохранения научной, производственной и эксплуатационной инфраструктуры энергетики. Целью региональной программы энергосбережения является разработка стратегии и первоочередных мер в области энергосбережения, направленных на улучшение социальных условий жизни населения, с учетом меняющихся экономических условий, действующего федерального и регионального законодательства проведения ценовой и тарифной политики. Реализация этой цели приведет к решению следующих социально-экономических задач: 1. Сокращение потребности в бюджетных ресурсах на содержание жилищно-коммунальных задач. 2. Снижение затрат на производство электроэнергии и тепла. 3. Ослабление тяжести платежей населения за коммунальные услуги. 4. Снижение себестоимости продукции. 5. Улучшение экологической обработки продукта. 6. Снижение потребления тепловых ресурсов. Для этого необходимо: - создание правовых основ в области энергосбережения; - финансовое обеспечение; - внедрение энергосберегающих технологий в производственной сфере; - использование местных видов топлива. Закон Республики Беларусь «Об энергосбережении» - регулирует отношения, возникающие в процессе деятельности физических лиц в области энергосбережения в целях повышения эффективности использования ТЭР. В соответствии с Национальной программой развития местных и возобновляемых энергоисточников на 2011-2015 годы, утвержденной постановлением Совета министров РБ от 10.05.2011 №586 на территории республики выявлено 1840 площадок для размещения ветроустановок с теоретически возможным энергетическим потенциалом 1600 МВт и годовой выработкой электроэнергии 2, 4 млрд. кВт.ч. На 1 января 2011 г. суммарная установленная мощность ВЭУ составляет 1, 56 МВт, а объем замещения – 0, 4 тыс. т. у. т. По данным государственной сети гидрометеорологических наблюдений, среднегодовой фоновый ветер на высоте установки датчиков направления и скорости ветра (10-12 метров) составляет 3-4 м/с, поэтому при выборе площадок ВЭУ требуются специальные исследования и тщательная проработка технико-экономимческого обоснования их строительства. Энергосбережение за счет использования альтернативных (нетрадиционных и возобновляемых) источников энергии опирается на применении солнечных коллекторов и электростанций, тепловых насосов, гелиоустановок, фотоэлектрических и ветроэнергетических установок. Ветроэнергетика – это отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра – кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии. Возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергоресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Кроме энергии приливов и отливов, все возобновляющиеся энергоресурсы получают подпитку от солнца – практически единственного источника энергии на нашей планете. К достоинствам ветроэнергетики можно отнести возможность использования энергии ветра в труднодоступных местах. ВЭУ в автономном режиме, т. е. не зависят от внешней сети (энергосистемы). Возможно применение ветровых энергоустановок в комбинации с другими источниками энергии. В процессе производства ветровой энергии не используется топливо, соответственно отсутствуют затраты на закупку и доставку сырья. Главным недостатком этого вида энергии является низкая плотность энергии на единицу площади, что требует значительной поверхности для размещения ВЭУ. Также низкая предсказуемость изменения скорости ветра в течение суток и сезона, требующая резервирования ветровой станции или аккумулирования производственной энергии; отрицательное влияние на среду обитания человека и животных, пути сезонной миграции птиц и телевизионную связь. Солнечная энергетика – направление нетрадиционной энергетики основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Используется неисчерпаемый источник энергии в каком-либо виде. Солнечная энергия является экологически чистой, т.е. не производящей вредных отходов.Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения: - получение электроэнергии с помощью фотоэлементов; - преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин. Достоинства: - общедоступность и неисчерпаемость источника; - теоретически полная безопасность для окружающей среды. Недостатки: - зависимость от погоды и времени суток; - как следствие необходимость аккумуляции энергии; - высокая стоимость конструкции; -необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли, - нагрев атмосферы над электростанцией. Тепловая энергия океанов оценивается величиной порядка 1018 Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной. Последнее десятилетие характеризуется определенными успехами в использовании тепловой энергии океана. Несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и отливы. Подсчитано, что потенциально приливы и отливы могут дать человечеству примерно 70 млн. миллиардов киловатт-часов в год. Геотермальная энергия – это энергия внутренних областей Земли. Геотермальные ресурсы огромны. Геотермальная энергия может быть использована двумя основными способами – для выработки электроэнергии и для обогрева домов, учреждений и промышленных предприятий. Применение геотермальных вод не может рассматриваться как экологически чистое потому, что пар часто сопровождается газообразными выбросами, включая сероводород и радон – оба считаются опасными. На геотермальных станциях пар, вращающий турбину, должен быть конденсирован, что требует источника охлаждающей воды. В результате сброса как охлаждающей, так и конденсационной горячей воды возможно тепловое загрязнение среды. Сброс такой воды в реки или озера мог бы уничтожить в них пресноводные формы жизни. В геотермальных водах нередко содержатся значительное количество сероводорода – дурно пахнущего газа, опасного в больших количествах. Водород, самый простой и легкий из всех химических элементов, можно считать идеальным топливом. Он имеется всюду, где есть вода. При сжигании водорода образуется вода, которую можно снова разложить на водород и кислород, причем этот процесс не вызывает никакого загрязнения окружающей среды. Водород обладает очень высокой теплотворной способностью: при сжигании 1 г водорода получается 120 Дж тепловой энергии, а при сжигании 1 г бензина - только 47 Дж. Водород можно транспортировать и распределять по трубопроводам, как природный газ. Водород – синтетическое топливо. Его можно получать из угля, нефти, природного газа либо путем разложения воды. Согласно оценкам, сегодня в мире производят и потребляют около 20 млн. т. водорода в год. Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биотоплива. Она включает использование растительных отходов, искусственное выращивание биомассы, в частности быстрорастущих деревьев и получения биогаза, образующегося в процессе биологического разложения биомассы или органических бытовых отходов. Биомасса – наиболее дешевая и крупномасштабная форма аккумулирования возобновляемой энергии. Источники биомассы, характерные для нашей республики: 1) Продукты естественного разложения (древесина, листья и т. п.). 2) Отходы жизнедеятельности людей, включая производственную деятельность (твердые бытовые отходы и др.). 3) Отходы с/х производства (навоз, куриный помет, ботва и т. д.). 4) Специально выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения. Переработка биомассы в топливо осуществляется по трем направлениям: 1) Биоконверсия, или разложение органических веществ в анаэробных условиях специальными видами бактерий с образованием газообразного топлива или жидкого. 2) Термохимическая конверсия (пиролиз, газификация) твердых органических веществ в «синтез – газ», метанол, искусственный бензин, древесный уголь. 3) Сжигание отходов в котлах и печах специальных конструкций.
|