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

26263. Подготовка семян к посеву 609.5 KB
  Домашнее задание Подготовка семян к посеву Цели и задачи. Освоить систему подготовки семян к посеву приобрести навыки сортировки калибровки и обработки семян различными препаратами и физическими средствами стимуляции. Аннотация Рассматриваются различные виды подготовки семян к посеву: сортировка калибровка тепловой обогрев протравливание инкрустация дражирование скарификция стратификация и др. Приводятся нормативные требования к качеству семян.
26264. Расчет потребности в элементах питания на планируемую урожайность 109 KB
  Развить умение рассчитывать дозы минеральных и органических удобрений на планируемую урожайность с использованием различных методов. Рассматриваются три группы способов расчета доз удобрений под планируемую урожайность: нормативные балансовые и статистические. Ключевые слова: нормативы затрат удобрений вынос элементов коэффициент использования запасы потери газообразные вымывание прибавка урожая балансовые коэффициенты нормативы расхода поступление. Нормативный метод расчета доз удобрений на планируемую урожайность.
26265. Выбор культуры и сорта 1.09 MB
  Менее требовательны к плодородию почвы культуры отличающиеся хорошо развитой корневой системой или повышенной усвояющей способностью корней рожь сорго овес нут чина пелюшка люпин желтый и синий сераделла гречиха и др. Легкие песчаные и супесчаные удобренные почвы можно использовать для возделывания озимой ржи овса песчаного сорго картофеля турнепса арбуза дыни сераделлы эспарцета песчаного люцерны желтой и житняка. Среднесуглинистые почвы больше подходят для овса проса сорго гречихи ячменя подсолнечника сои фасоли...
26266. Задачи и принципы построения агроэкологической оценки земель 30 KB
  Лекция: Задачи и принципы построения агроэкологической оценки земель Цели и задачи. Обосновать построение системы агроэкологической оценки земель исходя из агроэкологических требований сельскохозяйственных культур адаптивных технологий их возделывания для проектирования адаптивноландшафтных систем земледелия. Обосновать необходимость совершенствования системы агроэкологической оценки земель с позиций новых требований экологизации земледелия. Ключевые слова: адаптивноландшафтное земледелие агропроизводственная группировка почв...
26267. Понятийный аппарат агротехнологий и их классификация 86.5 KB
  Усвоение базовых понятий агротехнологий их классификации и места в адаптивноландшафтных системах земледелия. Агротехнологии рассматриваются как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия. Агротехнологии как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия. Классификация агротехнологий как составная часть адаптивноландшафтных систем земледелия Современные агротехнологии представляют собой комплексы технологических операций по управлению продукционным процессом сельскохозяйственных культур в агроценозах с целью достижения...
26268. Контроль сорной растительности в агроценозах 233.5 KB
  Рассматриваются наиболее типичные условия засоренности агроценозов экономические пороги вредоностности сорняков предупредительные и истребительные методы контроля сорняков в том числе агротехнические биологические и химические. Контроль сорной растительности в агроценозах Среди всех агрономических проблем одна из самых сложных контроль сорняков причем при снижении интенсивности обработки почвы она обостряется. Методы контроля сорняков подразделяются на предупредительные и истребительные. Предупредительные методы контроля сорняков Они...
26269. Регулирование минерального питания растений в процессе вегетации 109 KB
  Цель тканевой диагностики выявление необходимости ранней азотной подкормки. Азотные подкормки проводят при показаниях прибора ОАП1 от 1 до 4 баллов или при бледнорозовой окраске индикаторной бумаги. При 41 55 балла применение поздней азотной некорневой подкормки улучшает качество зерна. Необходимость подкормки для улучшения качества зерна определяют по количеству общего азота в листьях пшеницы в фазы колошения цветения.
26270. Особенности почвенно-ландшафтного картографирования и формирования агроГИС для проектирования агротехнологий 72.5 KB
  Сформировать представление о почвенноландшафтном картографировании земель и умение пользоваться агроГИС для проектирования агротехнологий. Ключевые слова: агропроизводственные группировки почв; почвенноландшафтные карты АгроГИС электронные картслои лцифровка GPS Геоморфологическая карта карта СПП карта видов земель базы данных. Разработать карту агроэкологических видов земель в агроГИС на основе материалов почвенноландшафтного картографирования и набора тиматических электронных карт земельного массива фонды кафедры почвоведения...
26271. Абиотические и биотические факторы стресса, влияющие на продуктивность растений 602 KB
  Лекция: Абиотические и биотические факторы стресса влияющие на продуктивность растений Цели и задачи. Технологические повреждения растений. Под стрессом понимают нагрузку на организм которая вызывает сначала дестабилизацию потом нормализацию и повышение устойчивости а при превышении приспособляемости адаптируемости и способности соответствующих механизмов к компенсации отрицательного влияния отмирание целых растений или их частей. С одной стороны стресс мешает максимальной реализации генетического потенциала культурных растений но с...