Навигация
Альтернативные источники энергии
29564
знака
3
таблицы
0
изображений
2.2 Альтернативные источники энергии
В последнее время исследуется ряд альтернативных источников энергии. Наиболее перспективным из них представляется солнечная энергия.
Солнечная энергия. У солнечной энергии два основных преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий. Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии.
И, наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы, и их экономическая рентабельность не доказана. Можно указать три основных направления использования солнечной энергии: для отопления (в том числе горячего водоснабжения) и кондиционирования воздуха, для прямого преобразования в электроэнергию посредством солнечных фотоэлектрических преобразователей и для крупномасштабного производства электроэнергии на основе теплового цикла.
Геотермальная энергия. Геотермальная энергия, т.е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Земная кора толщиной 32–35 км значительно тоньше лежащего под ней слоя – мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно-жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие породы могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку кипения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит. Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены, если изыскания не показывают наличия значительных залежей горячей породы или возможности бурения скважин до мантии. Существенного вклада этого ресурса в энергетику можно ожидать только в локальных географических зонах.
Гидроэнергия. Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире. Норвегия, где электроэнергии на душу населения больше, чем где-либо еще, живет почти исключительно гидроэнергией. На гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанциях (ГАЭС) используется потенциальная энергия воды, накапливаемой с помощью плотин. У основания плотины расположены гидротурбины, приводимые во вращение водой (которая подводится к ним под нормальным давлением) и вращающие роторы генераторов электрического тока.
Приливная энергетика. Существуют приливные электростанции, в которых используется перепад уровней воды, образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая задерживает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают, и она вращает гидротурбины.
Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергетическую ситуацию.
Ветроэнергетика.
Ветер представляет собой еще одну из форм преобразования солнечной энергии, так как его причина – неравномерное нагревание атмосферы Земли Солнцем. Энергию ветра использовали в Европе С XII в.благодаря ветряным мельницам. Объективными предпосылками дальнейшего развития ветровой энергетики можно считать: существование достаточно стабильной розы ветров – среднегодовой повторяемости ветров по всем направлениям для любого района земной поверхности; существование на Земле районов с устойчивыми ветрами – как годовыми. Так и сезонными – силой 25-30 км/час.
Для преобразования ветровой энергии в электричество служат:
крупные ветротурбины с размахом лопастей около 100 м,размещенные на башнях, высотой около 60 м.; ветростанции, представляющие собой комплекс небольших ветротурбин с размахом лопастей около 15-17 м, расположенных компактно вокруг единого энергоузла.
Твердые отходы и биомасса. Энергетическое применение биомассы может идти по нескольким направлениям:
1) прямое сжигание отходов. Сжигают отходы растительного и др. происхождения.
2) Получение метана (природного газа). Биогаз используют как топливо для выработки электричества. При этом избыток работы генераторов может быть пущен для нужд отопления.
3) Получение спирта (жидкого топлива). Спирт используется в ряде стран как автомобильное топливо. Лидирует в этом направлении Бразилия, где широко применяется спирт из сахарного тростника, а также смесь спирта с бензином – бензоспирт.
При правильном ведении хозяйства такой энергоресурс может быть восполняемым. Необходимы дополнительные исследования, особенно быстрорастущих культур и их рентабельности с учетом затрат на сбор, транспортировку и размельчение.
Топливные элементы. Топливные элементы как преобразователи химической энергии топлива в электроэнергию характеризуются более высоким КПД, нежели теплоэнергетические устройства, основанные на сжигании. Если КПД типичной электростанции, сжигающей топливо, не превышает примерно 40%, то КПД топливного элемента может достигать 85%. Правда, пока что топливные элементы относятся к дорогостоящим источникам электроэнергии.
Похожие работы
... Особенно остро стоит вопрос о ресурсосберегающем использовании пойменных и торфяных почв. В настоящее время многие пойменные земли в области уже утратили свое природное плодородие. Растительность Важнейшим природным ресурсом Московской области является растительность. Естественный растительный покров здесь, как уже говорилось ранее, достаточно разнообразен. Он представлен лугами (заливными и ...
... на период до 2020 года 2.1. Задачи и приоритеты энергетической стратегии Следующий документ, определяющий энергосберегающую политику государства - Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Стратегия является документом, конкретизирующим цели, задачи и основные направления долгосрочной энергетической политики государства в рассматриваемом периоде времени с учетом складывающихся ...
... газа, с учетом новых месторождений на Каспийском шельфе, достигли более 3 трлн. куб.м, а потенциальные ресурсы оцениваются в 6-8 трлн.куб.м). 2.2 Анализ использования и воспроизводства природных ресурсов и полезных ископаемых в РК Воспроизводство природных ресурсов естественный (регулируемый и нерегулируемый) и искусственный процесс приращения запасов природных ресурсов, восстановление ...
... объединений и других источников. Указанные фондысоздаются общественными экологическими объединениями,профессиональными союзами Российской Федерации и расходуютсяисключительно на охрану окружающей природной среды. Порядокобразования и расходования указанных фондов определяетсяобщественными объединениями, учредившими данные фонды. Статья 23. Экологическое страхование 1. В ...
0 комментариев