Современные проблемы энергетики реферат
Обновлено: 30.06.2024
Содержание Введение Современные тенденции развития энергетики Кризис топливных ресурсов Экологический кризис энергетики Экологические проблемы традиционной энергетики Эколого-экономическая характеристика основных возобновимых и альтернативных источников энергии Введение. Энергия – проблемы роста потребления Энергетический кризис – явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического.
6691 Слова | 27 Стр.
Проблемы современной энергетики
1556 Слова | 7 Стр.
История развития и современные проблемы энергетики
развития энергетики 1.1 Энергия и энергетика 1.2 История развития энергетики как науки 1.2.1 Общая энергетика 1.2.2 История развития вторичной энергетики 1.2.3 Электроэнергетика как самостоятельная отрасль 1.3 Развитие энергетики в России II. Современные проблемы энергетики 2.1 Ситуация в мире 2.2 Пути решения Заключение Список литературы Введение Предметом работы является энергетика. Целью данной работы является изучение истории развития энергетики (как науки.
5074 Слова | 21 Стр.
Современные проблемы энергетики
112901 Слова | 452 Стр.
Проблемы энергетики
Проблемы энергетики Введение 1. Проблемы энергетики 2. Экологические проблемы тепловой энергетики 3. Экологические проблемы гидроэнергетики 4. Экологические проблемы ядерной энергетики 5. Пути решения проблем современной энергетики Заключение Список использованной литературы Введение Антропогенный период является революционным в истории Земли. Человечество проявляет себя как величайшая геологическая сила по масштабам своей деятельности на нашей планете. А если вспомнить о непродолжительности времени.
3767 Слова | 16 Стр.
Проблемы тепловой энергетики
2922 Слова | 12 Стр.
Проблема развития мировой энергетики
экономики и управления Реферат по дисциплине: Глобальные проблемы человечества Тема: Проблема развития мировой энергетики Выполнила: студентка 4-го курса Специальность: Финансы Скиданова А. В. Научный руководитель: Панин Л. Т. Керчь 2009 г. План Введение 1. Проблемы развития энергетики 1.1 Проблемы развития энергетики 1.2 Состояние ядерной энергетики 1.3 Классификация ядерных реакторов 2. Современное состояние энергетики 2.1 Гидроэнергетические ресурсы 2.2 Производство и потребление.
3841 Слова | 16 Стр.
Проблемы развития атомной энергетики
7562 Слова | 31 Стр.
Экологические проблемы энергетики
Введение……………………………………………………………………. ….2 Глава 1.Проблемы энергетики………………………………………………. 4 1.1 Экологические проблемы тепловой энергетики……………………..10 1.2. Экологические проблемы гидроэнергетики ……………………. 13 1.3. Экологические проблемы ядерной энергетики………. 18 Глава 2. Некоторые пути решения проблем современной энергетики…. 21 2.1 Проблемы тепловой энергетики и их решение …………………….24 2.2 Проблемы гидроэнергетики и их решение…………………………26 2.3 Проблемы ядерной энергетики и их решение …………………….
10273 Слова | 42 Стр.
Проблема развития мировой энергетики
3912 Слова | 16 Стр.
Проблемы энергетики
2500 Слова | 10 Стр.
Проблемы развития энергетики
1 Проблемы развития энергетики Развитие индустриального общества опирается на постоянно растущий уровень производства и потребления различных видов энергии. Как известно, в основе производства тепловой и электрической энергии лежит процесс сжигания ископаемых энергоресурсов - угля нефти газа а в атомной энергетике - деление ядер атомов урана и плутония при поглощении нейтронов. Масштаб добычи и расходования ископаемых энергоресурсов, металлов, потребления воды, воздуха для производства необходимого.
670 Слова | 3 Стр.
Экологические проблемы ядерной энергетики
3397 Слова | 14 Стр.
Энергетика атома и проблемы охраны окружающей среды
6617 Слова | 27 Стр.
Современная энергетика
Современная энергетика. Проблемы и перспективы. В чем проблемы современной энергетики? Каковы пути и перспективы ее развития? Во времена Советского союза ответ на эти вопросы был бы однозначным и не подлежащим обсуждению: “Догнать, перегнать и оставить далеко позади государство-соперника (например, США, а тем самым и весь мир) по производству и потреблению энергии”. Такой позиции правительство придерживалось и в промышленности, где оно в отличие от гонки вооружений, преуспело, и Союз действительно.
2857 Слова | 12 Стр.
Реферат проблемы ядерной энергетики
3303 Слова | 14 Стр.
Экологические проблемы тепловой энергетики
Экологические проблемы тепловой энергетики Сжигание органического топлива для получения электрической энергии и/или тепла, и в особенности электроэнергетика с её огромными централизованными электростанциями, является одной из основ функционирования современного общества и европейской экономики. С другой стороны, топливосжигающие установки расходуют большое количество органического топлива различных видов и других природных ресурсов, преобразуя их в полезную энергию. Функционирование этих предприятий.
2095 Слова | 9 Стр.
Развитие атомной энергетики
энергетики_______________________________7 Глава 2 Проблемы и перспективы развития атомной энергетики____14 2.1 Развитие атомной промышленности_________________________14 2.2 Проблемы развития энергетики_____________________________15 2.3 Проблемы безопасности___________________________________17 2.4 Перспективы развития атомной энергетики___________________18 2.5 Экономика атомной энергетики_____________________________20 2.6 Отказаться от атомной энергетики? _________________________21 .
7518 Слова | 31 Стр.
Современные технологии и экологические проблемы современности
Современные технологии и экологические проблемы современности I. Основы предпринимательства. Роль техники и технологии в развитии цивилизации. Эколого-технологическое развитие человечества: биогенный этап /аграрный/, техногенный этап / индустриальный/ и ноогенный период взаимодействия общества и природы. Экология и экономика: разнонаправленный характер экономических и экологических интересов. Взаимодействие в системе "производство - окружающая среда". Научно-технический прогресс и современное.
1574 Слова | 7 Стр.
7866 Слова | 32 Стр.
Энергетика
Альтернативная энергетика Содержание Введение Основные направления альтернативной энергетики Альтернативный источник энергии Классификация источников Ветроэнергетика Гелиоэнергетика Геотермальная энергетика Космическая энергетика Водородная энергетика и сероводородная энергетика Биотопливо Распределённое производство энергии Перспективы Вывод Введение В теплоэнергетике в настоящее время более 180 тысяч малых и мелких котельных индивидуальных, отопительных, с общей теплопроизводительностью.
4316 Слова | 18 Стр.
Энергетика Украины
4175 Слова | 17 Стр.
Атомная энергетика
2689 Слова | 11 Стр.
Энергетика. Её значение для окружающей среды
3153 Слова | 13 Стр.
Развитие атомной энергетики
7517 Слова | 31 Стр.
энергетика сша факты проблемы
ЭНЕРГЕТИКА США: ФАКТЫ, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ. выполнил: 2014 год ОГЛАВЛЕНИЕ 1. 2. 3. 4. Введение Электроэнергетика Атомная энергетика Альтернативные источники энергии 4.1. Солнечные электростанции 4.2. Ветроэнергетика 4.3. Энергия водорода 4.4. Энергия волн 4.5. Био энергия НА 1996 ГОД В США БЫЛО 3,2 ТЫСЯЧИ ОРГАНИЗАЦИЙ, ЗАНЯТЫХ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ, ИЗ НИХ НЕМНОГО МЕНЕЕ ТЫСЯЧИ УЧАСТВУЮТ В ГЕНЕРАЦИИ. МНОЖЕСТВО НЕБОЛЬШИХ КОМПАНИЙ ОБЕСПЕЧИВАЮТ РАБОТУ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ.
671 Слова | 3 Стр.
Экологические аспекты энергетики и энергосбережения
ВВЕДЕНИЕ Экологические аспекты энергетики и энергосбережения играют важную роль в современном мире. Использование так называемых традиционных ресурсов оказывает негативное влияние на экологию, приводя к загрязнению окружающей среды и исчерпанию ресурсов, именно поэтому исследование данного вопроса актуально для современного общества. Изучение экологических проблем энергетики позволяет поставить задачи для их решения, разработки методов использования нетрадиционных источников энергии. Они, в свою.
2640 Слова | 11 Стр.
Энергетика RTF
Энергия – проблемы роста потребления Энергетический кризис – явление, возникающее, когда спрос на энергоносители значительно выше их предложения. Его причины могут находиться в области логистики, политики или физического дефицита. В современном мире энергетика является основой развития базовых отраслей промышленности, определяющих прогресс общественного производства. Во всех промышленно развитых странах темпы развития энергетики опережали темпы развития других отраслей. В то же время энергетика.
3053 Слова | 13 Стр.
Атомная энергетика и водородное топливо
государственный геологоразведочный университет им. С. Орджоникидзе (МГРИ–РГГРУ) Раферат на тему “Перспективы развития атомной энергетики. Водородное топливо.” Москва 2016 I.Введение..……………….………………………..……….………3 II. Преимущества атомной энергетики………………..….………..3 III. Недостатки атомной энергетики………………….….….……..6 IV. Текущее состояние и перспективы развития атомной энергетики во всем мире и в России, в частности……….………..9 V. Водород - энергия будущего…………………………………….15 VI. Характеристика водорода.
3998 Слова | 16 Стр.
Альтернативная энергетика
Содержание Введение…………………………………………………………………………………….3 Состояние и перспективы развития альтернативной энергетики в России…………….5 Российская атомная энергетика: современное состояние и перспективы………………9 Биогазовая энергетика в России: современное состояние и перспективы развития…..17 Заключение………………………………………………………………………………….23 Список литературы…………………………………………………………………………25 Введение В природе запасы энергии огромны. Ее несут солнечные лучи, ветры и движущиеся массы воды, она хранится.
6124 Слова | 25 Стр.
современные проблемы теплотехники
674 Слова | 3 Стр.
Энергетическая проблема
Проверила: Москва 2014 Содержание Введение………………………………………………………………………..3 Глава 1. Причины глобальной энергетической проблемы. Экологический кризис энергетики………………………………………….. …………………4 Глава 2. Экологические проблемы энергетики…………………………….9 Глава 3. Энергетическая проблема в России. Современные тенденции развития энергетики………………………………………………………….23 Заключение……………………………………………………………………27 Список использованной литературы……………………………………….28 Введение Потребление энергии.
6937 Слова | 28 Стр.
Ядерная энергетика в мире
6763 Слова | 28 Стр.
Альтернативная энергетика
5345 Слова | 22 Стр.
Экономические проблемы энергетики
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1. Мировая энергетика 4 1.1. Мировое потребление энергоресурсов 4 1.2. Объективные причины возникновения энергетической проблемы 4 1.3. Экономический аспект 5 2. Энергетическая ситуация в Республике Беларусь 7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 10 ВВЕДЕНИЕ Будучи одним из основных потребителей первичных энергетических ресурсов, энергетика производит электроэнергию и тепло – главные элементы современной цивилизации. Совокупность всех природных и преобразованных.
1696 Слова | 7 Стр.
Поиск новых источников энергии и проблема перехода цивилизации к их массовому использованию
3255 Слова | 14 Стр.
Проблема смысла жизни в психологии
| | ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ И СПОСОБЫ ИХ РЕШЕНИЯ .
Проблемы и перспективы современной энергетики
Специалисты подсчитали, что в США потребление энергии в 6 раз превосходит среднемировой уровень и в 30 раз — уровень развивающихся стран.
Ученые предлагают следующую информацию к размышлению. Если бы развивающиеся страны сумели добиться роста потребления минеральных ресурсов до уровня Соединенных Штатов, то разведанные запасы нефти истощились бы через 7 лет, природного газа — через 5 лет, угля — через 18 лет. Если учесть еще и потенциальные запасы, до которых пока не добрались геологи, то природного газа должно хватить на 72 года, нефти в обычных скважинах — на 60 лет, а в сланцах и песках, откуда ее чрезвычайно трудно и дорого выкачивать, — на 660 лет. Угля — на 350 лет.
Предположим, что на нужды энергии можно использовать, как нефть, всю массу нашей планеты. Если скорость увеличения потребления энергии останется такой же, как сегодня, это “горючее” будет сожжено целиком всего за 342 года.
При современных темпах развития техники производство энергии на Земле через 240 лет превысит количество солнечной энергии, падающей на нашу планету, через 800 лет — всю энергию, выделяемую солнцем, а через 1300 лет превзойдет полное излучение всей нашей Галактики.
Однако главная проблема современной энергетики — не истощение минеральных ресурсов, а угрожающая экологическая обстановка.
Атомная энергетика
Исходя из опыта, человечеству придется отказаться от атомной энергетики по 4 причинам.
Во-первых, каждая атомная электростанция независимо от степени ее надежности является стационарной атомной бомбой, которая в любой момент может быть взорвана путем диверсии, бомбардировкой с воздуха, обстрелом ракетами или обычными артиллерийскими снарядами.
Во-вторых, на примере Чернобыля мы на собственном опыте убедились, что авария на атомной электростанции может произойти по чьей-то небрежности. С 1971 по 1984 гг. на АЭС мира произошла 151 серьезная авария, при которой случился “значительный выброс радиоактивных материалов с опасным воздействием на людей”. С тех пор года не проходило, чтобы в той или иной стране мира не происходило серьезной аварии на АЭС, а иногда — и по несколько аварий.
Втретьих, реальной опасностью являются радиоактивные отходы атомных электростанций, которых за прошедшие десятилетия накопилось довольно много, и накопится еще больше, если атомная энергетика займет доминирующее положение в мировом энергобалансе. Сейчас отходы атомного производства в специальных контейнерах зарывают глубоко в землю или опускают на дно океана. Эти способы не являются безопасными: с течением времени защитные оболочки разрушаются, и радиоактивные элементы попадают в воду и почву, а потом — и в организм человека.
Вчетвертых, атомное горючее может быть с одинаковой эффективностью использовано и в АЭС, и в атомной бомбе. Совет безопасности ООН пресекает попытки развивающихся тоталитарных государств ввозить атомное горючее якобы для развития атомной энергетики. Это закрывает атомной энергетике дорогу в будущее в качестве доминирующей части мирового энергобаланса.
Но атомная энергетика имеет и немаловажные достоинства. Американские специалисты подсчитали, что, если бы к началу 90-х годов в СССР все атомные электростанции заменили на угольные той же мощности, то загрязнение воздуха стало бы настолько велико, что это привело бы к 50-кратному увеличению преждевременных смертей в XXI в. в сравнении с самыми пессимистичными прогнозами последствий чернобыльской катастрофы.
Альтернативная энергетика. Теория и практика
Альтернативная энергетика основана на использовании возобновляемых (или "чистых") источников энергии. К таковым относятся энергогенерирующие устройства, работающие с использованием энергии Солнца, ветра, приливов и отливов, морских волн, а также подземного тепла планеты.
Солнечная энергия
Ведущим экологически чистым источником энергии является Солнце. В настоящее время используется лишь малая часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Специалисты утверждают, что гелиоэнергетика могла бы одна покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед. Но перед ней встает множество проблем, связанных с сооружением, размещением и эксплуатацией гелиоэнергоустановок на тысячах квадратных километров земной поверхности. Поэтому общий удельный вес гелиоэнергетики был и останется довольно скромным.
Энергия ветра
По оценке Всемирной метеорологической организации, потенциал энергии ветра в мире составляет 170 трлн кВтч в год.
У энергии ветра есть несколько существенных недостатков, которые затрудняют ее использование. Прежде всего, она сильно рассеяна в пространстве, поэтому необходимо строить ветроэнергоустановки, способные постоянно работать с высоким КПД.
Ветер очень непредсказуем: часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Ветроэнергостанции небезвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями. Но у энергии ветра есть главное преимущество — экологическая чистота. К тому же, недостатки можно уменьшить, а то и вовсе свести на нет.
Разработаны ветроэнергоустановки, способные эффективно работать при самом слабом ветерке. Шаг лопасти винта автоматически регулируется таким образом, чтобы постоянно обеспечивалось максимально возможное использование энергии ветра, а при слишком большой скорости ветра лопасть также автоматически переводится во флюгерное положение, так что авария исключается.
Разработаны и действуют так называемые циклонные электростанции мощностью до ста тысяч киловатт, где теплый воздух, поднимаясь в специальной 15-метровой башне и смешиваясь с циркулирующим воздушным потоком, создает искусственный “циклон”, который вращает турбину. Такие установки намного эффективнее и солнечных батарей, и обычных ветряков.
Чтобы компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные “ветряные фермы”. Ветряки там стоят рядами на обширном пространстве и занимают много места. В Дании “ветряную ферму” разместили на прибрежном мелководье Северного моря, где и она никому не мешает, и ветер устойчивее, чем на суше.
Положительный пример использования энергии ветра показали Нидерланды и Швеция (последняя приняла решение на протяжении 90-х гг. построить и разместить в наиболее удобных местах 54 тыс. высокоэффективных энергоустановок).
В мире сейчас работает более 30 тыс. ВЭУ разной мощности. Германия получает от ветра 10% своего электричества, а всей Западной Европе ветер дает 2500 МВт электроэнергии.
Гидроэнергия
Гидроэнергостанции — еще один из источников энергии, претендующих на экологическую чистоту. В начале XX века крупные и горные реки мира привлекли к себе внимание, а к концу столетия большинство из них было перегорожено каскадами плотин, дающими дешевую энергию.
Однако это привело к огромному ущербу для сельского хозяйства и природы: земли выше плотин подтоплялись, на территориях, расположенных ниже, падал уровень грунтовых вод, терялись огромные пространства земли, уходившие на дно гигантских водохранилищ, прерывалось естественное течение рек, загнивала вода в водохранилищах, уменьшались рыбные запасы. На горных реках все эти минусы сводились к минимуму, зато добавлялся еще один: в случае землетрясения, способного разрушить плотину, катастрофа могла привести к тысячам человеческих жертв. Поэтому современные крупные ГЭС не являются действительно экологически чистыми. Однако минусы ГЭС породили идею мини-ГЭС, которые могут располагаться на небольших реках или даже ручьях, а их электрогенераторы способны работать при небольших перепадах воды или будучи движимыми лишь силой течения. Эти же мини-ГЭС могут быть установлены и на крупных реках с относительно быстрым течением.
Детально разработаны центробежные и пропеллерные энергоблоки рукавных переносных гидроэлектростанций мощностью от 0,18 до 30 кВт. При поточном производстве унифицированного гидротурбинного оборудования мини-ГЭС способны конкурировать с максивариантами по себестоимости одного киловаттчаса. Также несомненным плюсом является возможность их установки даже в самых труднодоступных уголках той или иной страны: все оборудование можно перевезти на одной вьючной лошади, а установка или демонтаж занимает всего несколько часов.
Еще одной очень перспективной разработкой, не получившей пока широкого применения, является недавно созданная геликоидная турбина Горлова, названная по имени ее создателя. Ее особенность заключается в том, что она не нуждается в сильном напоре и эффективно работает, используя кинетическую энергию водяного потока — реки, океанского течения или морского прилива. Это изобретение изменило привычное представление о гидроэнергостанции, мощность которой ранее зависела только от силы напора воды, то есть от высоты плотины ГЭС.
Энергия приливов и отливов
Несоизмеримо более мощным источником водных потоков являются приливы и отливы. Проекты приливных гидроэлектростанций детально разработаны в инженерном отношении, экспериментально опробованы в нескольких странах, в том числе на Кольском полуострове в России. Продумана даже стратегия оптимальной эксплуатации ПЭС: накапливать воду в водохранилище за плотиной во время приливов и расходовать ее на производство электроэнергии, когда наступает “пик потребления” в единых энергосистемах, ослабляя тем самым нагрузку на другие электростанции.
Сегодня ПЭС неконкурентоспособны по сравнению с тепловой энергетикой.
Практически на сооружение ПЭС в наиболее благоприятных для этого точках морского побережья, где перепад уровней воды колеблется от 1-2 до 10-16 метров, потребуются десятилетия или даже столетия. Но проценты в мировой энергобаланс ПЭС должны начать давать уже на протяжении XXI века.
Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 г. во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив ЛаМанш, где средняя амплитуда приливов составляет 8,4 м. Открывая станцию, президент Франции Шарль де Голль назвал ее выдающимся сооружением века. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2,5 раза превосходит расходы на возведение речной ГЭС такой же мощности, первый опыт экплуатации приливной ГЭС оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему Франции и эффективно используется.
Существуют проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт (Кольская) и 4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливов составляет 7-10 м.
Планируется использовать также огромный энергетический потенциал Охотского моря, где местами, например, в Пенжинской губе, высота приливов достигает 12,9 м, а в Гижигинской губе — 12-14 м. Благоприятные предпосылки для более широкого использования энергии морских приливов связаны с возможностью применения геликоидной турбины Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин, сокращая расходы на строительство.
Энергия волн
Уже сегодня инженерно разработаны и экспериментально опробованы высокоэкономичные волновые энергоустановки, способные эффективно работать даже при слабом волнении или вообще при полном штиле. На дно моря или озера устанавливается вертикальная труба, в подводной части которой сделано “окно”, попадая в которое, глубинная волна (а это почти постоянное явление) сжимает воздух в шахте, а тот крутит турбину генератора. При обратном движении воздух в турбине разрежается, приводя в движение вторую турбину. Таким образом, волновая электростанция работает беспрерывно почти при любой погоде, а ток по подводному кабелю передается на берег. Некоторые типы ВЭС могут служить отличными волнорезами, защищая побережье от волн и позволяя таким образом экономить на сооружении бетонных волнорезов.
Специалистами лаборатории энергетики воды и ветра Северо-Восточного университета в Бостоне (США) разработан проект первой в мире океанской электростанции. Она будет сооружена во Флоридском проливе, где берет начало Гольфстрим. На его выходе из Мексиканского залива мощность водяного потока составляет 25 млн м 3/сек., что в 20 раз превышает суммарный расход воды во всех реках земного шара. По подсчетам специалистов, средства, вложенные в проект, окупятся в течение пяти лет. В этой уникальной электростанции для получения тока мощностью 38 кВт будет использоваться турбина Горлова. Эта геликоидная турбина имеет три спиральные лопасти и под действием потока воды вращается в 2-3 раза быстрее скорости течения. В отличие от многотонных металлических турбин, применяемых на речных гидроэлектростанциях, размеры изготовленной из пластика турбины Горлова невелики (диаметр — 50 см, длина — 84 см), масса ее всего 35 кг. Эластичное покрытие поверхности лопастей уменьшает трение о воду и исключает налипание морских водорослей и моллюсков. Коэффициент полезного действия турбины Горлова в три раза выше, чем у обычных турбин.
Геотермальная энергия
Подземное тепло планеты — довольно хорошо известный и уже применяемый источник “чистой” энергии. В России первая геоТЭС мощностью 5 МВт была построена в 1966 г. на юге Камчатки, в долине реки Паужетки. В 1980 г. ее мощность составляла уже 11 МВт. В Италии, в районах Ландерелло, Монте-Амиата и Травеле, работают 11 таких станций общей мощностью 384 МВт. ГеоТЭС действуют также в США (Калифорния, Долина Больших Гейзеров), Исландии (у озера Миватн), Новой Зеландии, Мексике и Японии. Столица Исландии Рейкьявик получает тепло исключительно от горячих подземных источников.
Геологи открыли, что раскаленные до 180°-200°С массивы на глубине 46 км занимают большую часть территории России, а с температурой до 100°-150°С встречаются почти повсеместно. Кроме того, на нескольких миллионах квадратных километров располагаются горячие подземные реки и моря с глубиной залегания до 3,5 км и температурой воды до 200°С (естественно, под давлением), так что, пробурив скважину, можно без всякой ТЭЦ получить фонтан пара и горячей воды.
Гидротермальная энергия
Кроме подземного, существует и водное тепло, не так распространенное в качестве источника энергии. Вода — это всегда хотя бы несколько градусов тепла, а летом она нагревается до 25°С. Для использования этого тепла необходима установка, действующая по принципу “холодильник наоборот”. Если пропускать воду через холодильный аппарат, то у нее тоже можно отбирать тепло. Горячий пар, который образуется в результате теплообмена, конденсируется, его температура поднимается до 110°С, а затем его можно направлять либо на турбины электростанций, либо на нагревание воды в батареях центрального отопления до 60°-65°С. В ответ на каждый киловаттчас затрачиваемой на это энергии природа возвращает 3 киловаттчаса. По тому же принципу можно получать энергию для кондиционирования воздуха при жаркой погоде.
Наиболее эффективны такие установки при больших перепадах температур. Все необходимые инженерные разработки уже проведены и опробованы экспериментально.
Энергетика сегодня и завтра
Сегодня около половины мирового энергобаланса приходится на долю нефти, около трети — на долю газа и атома (примерно по одной шестой) и около одной пятой — на долю угля. На все остальные источники энергии остается всего несколько процентов. Но там, где есть возможность, следует внедрять альтернативные источники энергии.
Следует отметить (и об этом неоднократно сообщала СиН), что, например, определенный опыт использования энергии ветра уже есть и в Беларуси.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Рассматривая перечень проблем современной электроэнергетики, прежде всего, встает вопрос об исчерпаемости энергетических ресурсов. Разумеется, практически каждый россиянин знает, что запас нефти и газа на территории РФ остается одним из самых внушительных во всем мире. Однако, как известно, рано или поздно в этом мире заканчивается всё. Дело в том, что даже по самым скромным расчетам ученых, при условии существующих объемов энергопотребления мировые запасы нефти исчерпаются уже к концу нынешнего столетия. Согласитесь, что это не самая лучшая перспектива для наших детей и внуков. В этой связи возникает вполне естественный вопрос: что делать?
Возобновляемыми источниками энергии следует называть энергоресурсы постоянно существующих природных процессов на планете, а также энергоресурсы продуктов жизнедеятельности биоцентров растительного и животного происхождения. Характерная особенность ВИЭ заключается в цикличности их возобновления, позволяющей использовать ресурсы подобного рода без каких-либо временных ограничений. По видам энергии все ВИЭ можно разделить на три категории:
1) механическая энергия, то есть энергия ветра и водных потоков;
2) тепловая энергия, то есть энергия Солнца и тепла Земли;
3) химическая энергия, то есть энергия, заключенная в биомассе.
Изучая состояние гидро-, гео-, ветро-, гелио- и биоэнергетики, можно сказать, что наибольшее распространение на сегодняшний день получила все же гидроэнергетика. Общее количество гидроэлектростанций по всей стране составляет 191 (свыше 1000 МВт – 14, от 100 до 1000 МВт – 31, от 10 до 100 МВт – 53 и менее 10 МВт – 93). Кроме этого, действуют две гидроаккумулирующие электростанции (Загорская и Кубанская ГАЭС), способные не только производить, но и накапливать энергию.
На втором месте на сегодня находится ветроэнергетика. Изучая карту действующих и строящихся ветряных установок, можно отметить, что на данный момент на территории России работает 14 ветроэлектростанций (ВЭС), строится 4, а проектируется 16. Количество работающих в нашей стране ветро-дизельных электростанций (ВДЭС) также составляет 14, на стадии строительства находятся 2, а на стадии проектирования – всего одна. Что касается солнечно-ветровых станций (СВЭС), то число работающих равняется 11, строящихся и проектируемых – по 1. Последний вид - солнце-ветро-дизельные станции (СВД) – сегодня в России не строятся и не проектируются, однако 4 такие станции на территории нашего государства всё же функционируют.
Третье место занимают солнечные электростанции. Их в стране всего пять, однако стоит отметить, что последние две СЭС, запущенные в декабре прошлого года, являются самыми мощными и самыми современными в России. Речь идет о станции мощностью в 25 МВт, построенной в городе Орске Оренбургской области, а также о станции в Хакасии, мощность которой составляет 2,5 МВт. В целом по результатам уже проведенных конкурсов до 2024 года в России будут введены солнечные, а также ветровые электростанции, общая мощность которых составит 1600 и 3600 МВт соответственно. Кстати говоря, запуск следующей СЭС ожидается уже в этом году в городе Новокуйбышевске Самарской области.
Выбор источников электрической энергии, проектирование ее преобразователей и распределителей и линий электропередач. Фотоэлектронные с электрохимическим накоплением энергии. Динамическое преобразование солнечной энергии с термическим накоплением энергии.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.11.2009 |
| Размер файла | 13,5 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Проблемы современной энергетики
Содержание
-
Введение
- 1. Проблемы выбора источников электрической энергии
- 2. Проблемы проектирования линий электропередач
- 3. Проблемы проектирования преобразвателей и распределителей электрической энергии
- Список литературы
Введение
Перспектива создания в будущем крупной космической станции во многом зависит от ее системы электроснабжения, которая существенно влияет на общую массу станции, надежность, управление и стоимость. Большие размеры, множество потребителей, обеспечение возможности дальнейшего совершенствования космической станции выдвигают требования, существенно отличающиеся от тех, которые предъявлялись к другим космическим системам энергоснабжения. Несмотря на то, что такая система может иметь большие размеры, она должна быть способна хорошо адаптироваться к постоянно меняющимся нагрузкам; что делает ее более похожей на автономную наземную энергетическую установку, чем на типичную систему электроснабжения космического аппарата, имеющую определенный, неменяющийся состав потребителей.
Проблемам проектирования и создания систем электроснабжения для крупных космических станций посвящено немало научных статей, в которых рассматриваются источники электрической энергии, линии электропередач, преобразователи и распределители электроэнергии.
1. Проблемы выбора источников электрической энергии
фотоэлектронные с электрохимическим накоплением энергии;
источники построенные на динамическом преобразовании солнечной энергии с термическим накоплением энергии;
атомные энергетические установки [2].
Для фотоэлектронного преобразования солнечной энергии используются большие (8x8 см) кремниевые элементы, которые устанавливаются на гибкие развертываемые панели.
Для накопления энергии применяют топливные элементы, никель - кадмиевые и никель-водородные батареи.
Топливные элементы накапливают избыточную электрическую энергию, получаемую от солнечных батарей, посредством генерации кислорода и водорода в процессе электролиза воды. Электроэнергия затем может быть получена из тепловой, которая выделяется при соединении накопленного кислорода и водорода. Такой метод накопления электрической энергии значительно гибок и топливные элементы значительно легче батарей, но имеет низкую эффективность и надежность.
Никель-кадмиевые батареи изготавливаются на основе хорошо отработанной технологии. Они уже давно успешно используются в космических аппаратах, хотя низкая глубина разряда приводит к значительному увеличению их массы.
Никель-водородные батарей были выбраны для космических платформ, так как они более надежны, чем топливные элементы, и при этом на 50% легче, чем никель-кадмиевые батареи. В настоящее время никель-водородные батареи используются на геостационарных орбитах. Но что на низкой орбите, где будет располагаться космическая станция, они будут испытывать гораздо больше циклов заряда-разряда в год. Проведенные испытания показали, что время работы никель - водородных батарей на низкой околоземной орбите составляет около пяти лет.
Несмотря на то, что фотоэлектронные источники широко используются в космосе, солнечные динамические энергоустановки оказались более эффективными и менее дорогими. Принцип работы солнечных динамических установок заключается в следующем: солнечные лучи фокусируются параболическим отражателем на приемнике, который нагревает рабочее тело, приводящее в действие двигатель или турбину. Затем механическая энергия преобразуется генератором в электрическую. Для накопления термической энергии используется соль, которая расплавливается в приемнике. Во время затемнения соль остывает и отдает тепло для расширения рабочего тела. Отражатель состоит из изогнутых треугольных пластин, с зеркальной поверхностью, установленных на гексогональных конструкциях соединенных 14-ти футовыми штангами с космической платформой.
Эффективность солнечной динамической энергоустановки составляет 20-30%; для сравнения, эффективность кремниевых фотоэлементов составляет 14%. Эффективность термического накопителя более 90%, аккамуляторных батарей - 70-80%, топливных элементов - 55%. Более высокая эффективность позволяет уменьшить площадь собирателя солнечной энергии, что облегчает решение проблем динамики станции. Меньшее лобовое сопротивление особенно важно при размещении станции на низкой высоте - при том же расходе топлива и на той же орбите увеличивается время жизни станции.
Несмотря на то, что в настоящее время солнечные динамические энергоустановки еще не используются в космосе, уже существует мощная технологическая база, разработанная для применения в наземных и аэровоздушных условиях. В качестве рабочего тела применяют толиен (органический цикл Ранкина с температурой подачи в турбину 750F) или гелий-ксенон (цикл Брайтона с температурой подачи в турбину 1300F). Установки с органическим циклом Ранкина мощностью от нескольких киловатт до нескольких сотен киловатт используются в наземных условиях. Установки с циклом Брайтона используются для электроснабжения систем управления газовых турбин; многие из них имеют тысячи часов наработки. В программе НАСА 1960 г. была испытана установка с рабочим циклом Брайтона, которая тестировалась 50,000 часов. Эта же установка затем была успешно испытана в вакуумной камере.
2. Проблемы проектирования линий электропередач
Применение атомных энергетических установок связано со многими проблемами. Однако, уже существует проект ядерной космической электростанции SP - 100, которая разрабатывается для обеспечения энергией пилотируемой космической платформы LEO [2]. Для уменьшения воздействия на астронавтов радиации, SP - 100 устанавливается на расстояние 1 - 5 км от платформы. Преимущество этого метода заключается в том, что значительно уменьшается масса защитной оболочки реактора, а следовательно и общая масса системы. Однако, при этом возникает проблема передачи энергии от источника до платформы на расстояние от 1 до 5 км.
После термоэлектрического преобразования SP - 100 генерирует напряжение 200 В постоянного тока. Это достаточно высокое напряжение, чем необходимое для большинства потребителей космической платформы, но недостаточно высокое для допустимой массы соединительного кабеля. Для уменьшения необходимой массы соединительного кабеля необходимо высоковольтное преобразование. В некоторых работах показано, что возможно соединить SP - 100 с космической платформой с помощью кабелей с коаксиальной оболочкой, которая служит для полной изоляции проводника от космической плазмы. Эта оболочка необходима, так как поведение космической плазмы сильно зависит от напряженности электрического поля вблизи проводника. Эксперимент SPEAR показал что возможно оставить высоковольтный кабель незащищенным, и это не приведет к разрыву проводника, но напряженность электрического поля не должна превышать 400 В/см. Напряженность электрического поля вблизи кабеля, связывающего SP - 100 с космической платформой, будет составлять 20 - 100 кВ/см.
Однако, при этом появляются новые проблемы: коаксиальная оболочка имеет большую площадь поверхности, и, следовательно, будет подвергаться воздействию метеоритов. Кроме того вблизи ядерного реактора уровень радиации высок. Это вызывает возникновение в кабеле вихревых токов, что приводит к нагреву кабеля и уменьшению проводимости.
В процессе проектирования была разработана конструкция, позволяющая компактно разместить в одной защитной оболочке (метеоритный бампер) несколько коаксиальных высоковольтных кабелей. Для увеличения защищенности кабеля и уменьшения его массы, применяется газовое охлаждение. При применении газового охлаждения в одном метеоритном бампере располагается четыре коаксиальных кабеля, и этот бампер имеет диаметр в четыре раза меньший чем, бампер с двумя коаксиальными кабелями и с полимерной изоляцией.
3. Проблемы проектирования преобразвателей и распределителей электрической энергии
Система электроснабжения и подсистемы распределения космической станции, как указывалось ранее, должны быть удобными в эксплуатации, хорошо приспосабливаться к изменению типа и величины нагрузки, и иметь возможность дальнейшего расширения. Высокая потребляемая мощность станции - 75 кВт с возможным увеличением до 300 кВт - требует более высокого распределительного напряжения, чем 28В, которое обычно используется в космических аппаратах. Точные расчет системы показал, что распределительное напряжение должно быть 440 В. При выборе частоты тока были рассмотрены в качестве возможных частот - 20 кГц, 400 Гц, и постоянный ток.
Постоянный ток имеет преимущества в подключении к определенным потребителям, но напряжение переменного тока можно легко изменить.
В самолетах обычно применяется переменный ток частотой 400 Гц. Но в космических условиях возникает ряд проблем - акустические шумы, электромагнитная интерференция и другие.
Высоковольтные 20 кГц волновые системы пока еще не применялись в космической и аэровоздушной технике, но их применение очень перспективно. При применении высокой частоты, компоненты систем электроснабжения становятся меньше в размерах, легче, более эффективными, особенно, когда применяется резонансное преобразование переменного тока в постоянный, постоянного в переменный, постоянного в постоянный, или переменного в переменный.
Высоковольтным 20 кГц системам электроснабжения посвящен ряд работ [3,4,5], в которых рассматриваются различные проблемы проектирования таких систем - конфигурация системы, преобразователи, влияние электромагнитной интерференции, минимизация гармонических искажений в преобразователях.
Важной проблемой проектирования высокочастотных систем электроснабжения является минимизация количества преобразования электроэнергии при передаче ее от источника к потребителю. Каждое преобразование энергии увеличивает сложность системы, ее массу, искажает форму волны, увеличивает потери энергии. Наиболее оптимальный вариант, когда используется только два преобразования - постоянного тока в переменный, для передачи энергии от источника к потребителю, и переменного тока в постоянный, для определенных потребителей. Для второго преобразования большое значение имеет стандартизация напряжений потребителей.
Список литературы
1. Ronald L. Thomas, Power is the keystone, Aerospace America,Sept., 1986.
2. David J. Bents, Power transmission studies for thedered SP-100, Lewis Research Center, Cleveland, Ohio 44135.
3. Irving G. Hansen, Gale R. Sandberg,Space station 20-kHz power management and distribution system. Lewis Research Center,Cleveland, Ohio 44135.
4. Louis F. Lollar, Roberts E. Kapustka, Minimizing the total distortion for a 3 kW,20 kHz AC to DC converter using spice, NASA/Marshal Spase Flight Center, Huntaville, Alabama.
5. Irving G. Hansen, Frederick J. Wolff, 20kHz space station power system, Lewis Research Center, Cleveland,Ohio 44135.
Подобные документы
Типовые источники энергии. Проблемы современной энергетики. "Чистота" получаемой, производимой энергии как преимущество альтернативной энергетики. Направления развития альтернативных источников энергии. Водород как источник энергии, способы его получения.
реферат [253,9 K], добавлен 30.05.2016
Возрастание интереса к проблеме использования солнечной энергии. Разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Современная концепция использования солнечной энергии. Использование океанской энергии. Принцип действия всех ветродвигателей.
реферат [57,6 K], добавлен 20.08.2014
Основы энергосбережения, энергетические ресурсы, выработка, преобразование, передача и использование различных видов энергии. Традиционные способы получения тепловой и электрической энергии. Структура производства и потребления электрической энергии.
реферат [27,7 K], добавлен 16.09.2010
Обзор развития современной энергетики и ее проблемы. Общая характеристика альтернативных источников получения энергии, возможности их применения, достоинства и недостатки. Разработки, применяемые в настоящее время для нетрадиционного получения энергии.
реферат [4,5 M], добавлен 29.03.2011
Сущность и краткая характеристика видов энергии. Особенности использования солнечной и водородной энергии. Основные достоинства геотермальной энергии. История изобретения "ошейника" А. Стреляемым, принцип его работы и потребления энергии роста растений.
презентация [911,5 K], добавлен 20.12.2009
Оценка состояния энергетической системы Казахстана, вырабатывающей электроэнергию с использованием угля, газа и энергии рек, и потенциала ветровой и солнечной энергии на территории республики. Изучение технологии комбинированной возобновляемой энергетики.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.06.2015
Солнечная, ветряная, геотермальная энергия и энергия волн. Использование альтернативной энергии в России. Исследование параметров солнечной батареи и нестандартных источников энергии. Реальность использования альтернативной энергии на практике.
Читайте также: