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

25956. Основные конструктивные элементы здания – горизонтальные (перекрытия, покрытия), вертикальные (стены, колонны) и фундаменты, взятые вместе, составляют единую пространственную систему – несущий остов здания 12.15 KB
  Основное назначение несущего остова конструктивной основы здания состоит в восприятии нагрузок действующих на здание работе на усилия от этих нагрузок с обеспечением конструкциям необходимых эксплуатационных качеств в течение всего срока их службы. Конструктивная система представляет собой взаимосвязанную совокупность вертикальных и горизонтальных несущих конструкций здания которые совместно обеспечивают его прочность жёсткость и устойчивость. Горизонтальные конструкции перекрытия и покрытия здания воспринимают приходящиеся на них...
25957. Реконструкция объектов капитального строительства 12.01 KB
  Реконструкция стен здания: Уменьшение несущей способности стен дома происходит изза влияния факторов влияющих на фундамент. Реконструкция фасадов Усиление каменной кирпичной кладки стен Реконструкция стропильной системы и кровельного покрытия Собственно крыша и ее верхний слой кровля подвержены постоянному влиянию большого количества агрессивных факторов. При покрытии кровли мягким материалом при небольших дефектах выполняются заплатки а при износе демонтируется все покрытиеи после этого выполняется полная реконструкция крыши.
25958. Крупноблочные конструкции 27.5 KB
  Из крупных блоков могут быть смонтированы различные части здания: фундаменты наружные и внутренние стены перегородки и т. ленточных фундаментов и стен подвалов могут применяться не только в крупноблочных домах но и в зданиях с кирпичными и крупнопанельными конструкциями См. наружных стен зданий из блоков изготовленных на основе лёгких и ячеистых бетонов шлакобетон керамзитобетон газобетон и др. Толщина крупноблочных стен назначается от 30 до 60 см в зависимости от теплотехнических и прочностных свойств материала блока и от...
25959. Стены из крупных легкобетонных блоков 27.5 KB
  В наружных стенах из крупных легкобетонных блоков показанных на чертежах типоразмеры основных элементов кладки назначены исходя из двухрядной разрезки в пределах этажа высотой 28 м. Блоки подразделяются на наружные простеночные рядовые и угловые поясные и перемычные подоконные. Внутренние стены возводятся из крупных бетонных блоков однорядной разрезки. Блоки подразделяются на внутренние стеновые перемычные вентиляционные специальные.
25960. Детали сопряжений крупноблочных стен 23 KB
  Для этого в углы стеновых панелей и в элементы каркаса при изготовлении закладывают стальные пластинки закладные детали к которым приваривают связывающие их стержни. Поэтому при использовании сварки для соединения панелей и связи панелей с каркасом необходимо очень тщательно выполнять требования по антикоррозийной защите сварных узлов.
25961. Детали стыков стен из легкобетонных блоков 23 KB
  Такие стыки обеспечивают наибольшую прочность и жесткость сопряжения а также надежную защиту от коррозии. Вертикальные и горизонтальные стыки стеновых панелей необходимо тщательно защищать от проникновения влаги и продувания. С этой целью при монтаже крупнопанельных зданий стыки герметизируют: всю линию вертикального стыка с внутренней стороны оклеивают рулонным материалом и защищают утепляющим вкладышем из пенополистирола или из пакета минераловатных плит обернутых пергамином. С наружной стороны в горизонтальные и вертикальные стыки вводят...