77393

Общие сведения о возобновляемых источниках энергии

Реферат

Энергетика

Общие сведения о возобновляемых источниках энергии. В отличие от традиционной энергетики энергетика возобновляемых источников базируется не на запасах вещества а на природных потоках энергии. Классификация возобновляемых источников энергии.

Русский

2015-02-02

81.5 KB

2 чел.

3. НЕТРАДИЦИОННЫЕ и ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

03. Общие сведения о возобновляемых источниках энергии [1, С. 33–43]

В отличие от традиционной энергетики, энергетика возобновляемых источников базируется не на запасах вещества, а на природных потоках энергии. К ним относятся потоки солнечной радиации, потоки ветра, волны.

Классификация возобновляемых источников энергии [1, С. 34–37], [2, 3, 4, 5]

Структура рассматриваемых первичных возобновляемых источников энергии и методов (устройств) их преобразования в электрическую и тепловую энергию приведена на рис. 3.1.

Солнечная энергетика основана на поглощении солнечной радиации либо непосредственно, либо после оптической концентрации светового потока на малом приемнике. Солнечная энергия может быть преобразована в электрическую энергию с использованием фотоэлектрических солнечных электростанций (фотоэлектрические СЭС), солнечных электростанций башенного типа, работающих по термодинамическому циклу (гелиостатные ЭС), солнечных прудов, либо в тепловую с применением солнечных коллекторов для нагрева теплоносителя (вода, воздух и др.).

Ветроэнергетика основана на преобразовании в электроэнергию части кинетической энергии потока воздуха в атмосфере. Здесь рассматриваются автономные ветроэнергоустановки (ВЭУ) небольшой мощности для энергоснабжения индивидуальных потребителей; системные ветроэлектростанции (ВЭС) средней и большой мощности, предусматривающие работу нескольких агрегатов в одной электроэнергетической системе, а также возможности использования струйных течений в тропосфере (на высотах около 3…12 км от поверхности Земли), где скорости ветра составляют от 30 до 200 км/ч.

Геотермальная энергетика основана на использовании потоков горячей воды и пара из недр Земли. Геотермальная энергия может применяться как для целей теплоснабжения, так и для выработки электроэнергии на геотермальных электростанциях (ГеоТЭС). ГеоТЭС могут работать на естественных парогидротермах (типа гейзеров) или искусственных – при нагреве воды, закачиваемой в разрывы сухих горячих горных пород.

Биоэнергетика основана на использовании энергии биомассы растительного происхождения, а также органических отходов промышленного и сельскохозяйственного производства. Накопление энергии биомассы осуществляется путем преобразования солнечного излучения в химическую энергию растительного топлива при протекании биологических процессов (фотосинтез). Биомасса растительного происхождения, а также органические отходы находят применение при получении энергоносителей: путем прямого сжигания в различных топочных устройствах; в результате биогазификации, т.е. анаэробного разложения биомассы (процесс биотермического распада органического вещества бытовых отходов под воздействием микрофлоры без доступа воздуха) с выделением универсального топлива – биогаза; с использованием различных процессов переработки (пиролиза – разложение органических природных соединений при недостатке кислорода [3], гидрогенизации – реакция присоединения водорода к ненасыщенным соединениям по месту непредельных связей (напр., этилен CH2 = CH2 + H2 ® этан СН3—СН3) [4], биоконверсии – процесс превращения веществ с участием живых организмов, точнее процесс превращения одних соединений в другие при участии ферментных систем живых организмов [5]) для получения твердого, жидкого, газообразного топлива – угля, спиртов, синтетической нефти и газа.

Энергетика океана. Океан – колоссальный аккумулятор солнечной тепловой энергии, а также механической энергии в виде приливов (вызванных притяжением Луны и Солнца), волн, течений. Преобразование энергии океана в электроэнергию возможно с использованием тропических океанских ТЭС (ОТЭС), извлекающих энергию из перепада температур между теплыми (поверхностными) и холодными (глубинными) слоями океана, или арктических ОТЭС, использующих разность температур морской воды и холодного воздуха в арктических (антарктических) районах земного шара. В стадии разработок и практического применения находятся различные типы приливных ЭС, волновых ЭС, а также ЭС, использующих градиент солености (различий в концентрации соли).

Водородная энергетика. Водород – универсальное энергетическое топливо и энергоноситель.


Возобновляемые источники и методы преобразования их энергии

Солнечная

энергетика

Ветро-энергетика

Геотермальная энергетика

Био-энергетика

Энергетика океана

Водородная

энергетика

Низкопотенциальное тепло окружающей среды

Фотоэлектрические СЭС

Гелиостатные ЭС

Солнечные пруды

Солнечные тепловые коллекторы

Автономные ВЭУ

Системные ВЭС

Тропосферные ВЭС

ГеоТЭС. Парогидротермы

ГеоТЭС. Циркуляционные системы

Теплоснабжение

Биогаз

Переработка растений и водорослей

Переработка промышленных и сельскохозяйственных отходов

Термоградиентные ОТЭС

Приливные ЭС

ЭС волновые и морских течений

ЭС, использующие градиент солености

Получение водорода (электролиз воды)

Водородные ЭХГ

Энергетическое и моторное топливо

Накопители (аккумуляторы) энергии

Тепловые насосы

Рис. 3.1. Структура возобновляемых источников энергии


Водород может использоваться для выработки электроэнергии в различных масштабах (в том числе промышленных) с использованием высокоэффективных электрохимических генераторов (ЭХГ) либо путем сжигания его в качестве энергетического топлива на обычных ТЭС или в котельных (для получения тепла). Водород является универсальным моторным топливом для автомобилей, самолетов, ракетоносителей. При сгорании водорода в воздухе образуется в основном водяной пар, не загрязняющий атмосферу, хотя и являющийся парниковообразующим газом. Особенности водорода как энергоносителя позволяют использовать его для аккумулирования энергии. Водород может быть добыт из воды путем ее электролиза. Однако для извлечения водорода в чистом виде из химических соединений первоначально требуется затратить энергию.

Тепловые насосы (ТН) основаны на использовании теплоты окружающей среды (воздуха, грунта, воды), а также сбросных потоков низкопотенциальной теплоты с повышением их температурного потенциала до требуемого уровня путем затраты электрической или химической энергии. Применение теплонасосных систем для целей отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования воздуха, а также в ряде технологических процессов дает значительный энергосберегающий эффект. Разрабатываются и применяются различные типы тепловых насосов – электроприводные, газомоторные, гидротурбинные.

Также к нетрадиционным возобновляемым источникам энергии могут быть отнесены малые ГЭС – гидравлические энергоустановки мощностью менее 25 МВт, создаваемые на малых и средних реках.

Потенциальные ресурсы возобновляемых источников энергии [1, С. 37–38]

Из различных видов возобновляемых источников три источника – солнечной, ветровой и геотермальной энергии – достаточно велики для возможности конкурирования с нынешней традиционной энергетикой.

Возможное использование других возобновляемых источников энергии (включая энергию рек) не составит большой доли в мировой энергетике. Однако они могут быть успешно реализованы для решения локальных, региональных энергетических задач.

Из сопоставления годовых пределов возобновляемых источников энергии с запасами энергии в нефти, газе, угле и уране-235 видно, что солнечная, геотермальная и ветровая энергии способны влиять на экономное расходование этих запасов.

Литература

  1.  Баранов, Н.Н. Нетрадиционные источники и методы преобразования энергии: учебное пособие для вузов / Н.Н. Баранов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2012. – 384 с.
  2.  http://greenevolution.ru/enc/wiki/anaerobnoe-razlozhenie-sbrazhivanie/
  3.  https://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E8%F0%EE%EB%E8%E7
  4.  http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/1327/%D0%93%D0%B8%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F
  5.  http://bio-x.ru/articles/biokonversiya
  6.  

5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79517. Становление психологической службы в системе образования в России 35.21 KB
  С начала 1980х годов происходит интенсивное становление психологической службы в системе образования что было обусловлено потребностью общества бурным социальным развитием повышением требований к творческому и нравственному потенциалу личности. Начало развития школьной психологической службы связано с именами таких ученых как А. Основные вехи становления психологической службы образования в России Дата Мероприятия Основные проблемы 1983 Круглый стол журнала Вопросы психологии Анализ результатов экспериментальных попыток создания...
79518. Главные направления и цели деятельности школьной психологической службы 32.56 KB
  Психопрофилактика предполагает: Ответственность за соблюдение в образовательных учреждениях психологических условий необходимых для полноценного психического развития и формирования личности на каждом возрастном этапе: Своевременное выявление таких особенностей ребенка которые могут привести к определенным сложностям отклонениям в интеллектуальном и эмоциональном развитии в поведении и отношениях; Предупреждение возможных осложнений в связи с переходом на следующую возрастную ступень.Психодиагностика это изучение особенностей...
79519. Основные принципы деятельности педагога-психолога 29.62 KB
  Принцип индивидуального подхода к учащемуся основной принцип работы практического психолога в его основе лежат понимание и признание индивидуальности человека как ценности как уникального явления. Принцип целостности предполагает что деятельность психолога и психологической службы образовательного учреждения должна быть ориентирована на целое на систему. Это означает что внимнием психолога должно быть охвачено большинство учащихся.
79520. Этические принципы деятельности психолога 31.11 KB
  Укрепление авторитета психологической службы образования среди обучающихся воспитанников родителей и педагогической общественности. Принцип квалификационной пропаганды психологии.Информация полученная психологом в процессе проведения работы не подлежит сознательному или случайному разглашению а в ситуации необходимости передачи ее третьим лицам должна быть представлена в форме исключающей ее использование против интересов клиента.
79521. Психологическая служба как отрасль прикладной психологии. Роль психологической службы в образовании 31.88 KB
  Государственная ПСО – структура призванная в рамках общей концепции соблюдения прав ребенка на достойный уровень жизни и полноценное психическое развитие обеспечить психологическую поддержку воспитания и образования оказать квалифицированную помощь при наличии проблем и отклонений в развитии ребенка Развитие практической психологии в 1990 гг. в значительной степени обусловило гуманизацию системы образования что способствовало постановке и решению следующих задач: Переход от унифицированного образования к вариативному; Переход от...
79522. Концепция школьной психологической службы Л.М. Фридмана 31.7 KB
  Фридмана цели школьной психологической службы должны соответствовать главной цели школы на современном этапе воспитание каждого ученика образованной культурной высоконравственной творчески активной и социально зрелой личностью. Поэтому главной целью школьной психологической службы является научное психологическое обеспечение учебновоспитательного процесса в школе т. Утверждается что главная функция психологической службы образования профессиональная забота о психологическом здоровье детей.
79523. Объединение Русских земель Москвы (14-первая половина 16 веков) 21.07 KB
  Объединение Руси начавшийся в XIV XV веках процесс объединения раздробленных русских земель вокруг нескольких новых политических центров приведший в конечном итоге к образованию централизованного Русского государства и его последующему возобладанию над внешними политическими конкурентами за земли Руси. Объединение Северовосточной Руси завершилось в правление Ивана III присоединение Новгорода 1478 Твери 1485 ликвидация формальной автономии Пскова 1510 и Рязани 1521. Он принял титул государя всея Руси...
79524. Начало эпохи великих географических открытий и первые колониальные захваты. Новое время как особая фаза всемирно исторического процесса 22.1 KB
  Новое время или новая история период в истории человечества находящийся между Средневековьем и Новейшим временем. Критерием определения нового времени его новизны по сравнению с предшествующей эпохой был с точки зрения гуманистов расцвет в период Ренессанса светской науки и культуры то есть не социальноэкономический а духовнокультурный фактор. Однако этот период довольно противоречив по своему содержанию: Высокое Возрождение Реформация и гуманизм соседствовали с массовым всплеском иррационализма развитием демонологии...
79525. Реформация и ее экономические, политические и социокультурные причины. Религиозные войны в Европе 21.7 KB
  С одной стороны католический мир который объединял все народы Западной Европы под духовным руководством папы римского прекратил существование. С другой стороны национальные церкви способствовали росту национального сознания народов Европы. При этом существенно повысился культурный и образовательный уровень жителей Северной Европы которая до этого была как бы окраиной Христианского Мира необходимость изучения Библии приводила к росту как начальных учебных заведений в основном в форме церковноприходских школ так и высших что...