Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты. Сравните достоинства и недостатки различных способов получения энергии

Альтернативные источники энергии: преимущества, недостатки и особенности. Достоинства и недостатки различных способов получения энергии

ГлавнаяРазноеДостоинства и недостатки различных способов получения энергии

59. Традиционные и нетрадиционные источники энергии. Их преимущества и недостатки.

Широкое практическое использование электроэнергии в сравнении с другими видами энергии объясняется относительной легкостью ее получения и возможностью передачи на большие расстояния.Традиционные источники электрической энергии: тепловая ТЭС, энергия потока воды - ГЭС, атомная энергия - АЭС.

Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива (угля, нефти, газа). Невосполнимость этих природных ресурсов заставляет задуматься о рациональном их применении и замене более дешевыми способами получения электроэнергии.Гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. При их сооружении также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.Важнейшая особенность гидротехнических ресурсов в сравнении с топливно-энергетическими — их непрерывная возобновляемость.Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. Тепло, выделяемое в нем в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работают на ядерном горючем (уран, плутоний и др.), мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива.Нетрадиционные источники электрической энергии,где невосполняемые энергоресурсы практически не тратятся:ветроэнергетика, приливная энергетика, солнечная энергетика.

Ветроэнергетическая установка способна превращать энергию ветра в электроэнергию. Запасы ветровой энергии на территории нашей страны огромны, так как во многих районах среднегодовая скорость ветра составляет б м/с. Устройство ветроэнергетической установки достаточно простое: вал ветряного колеса, способного вращаться под действием ветра, передает вращение ротору генератора электрической энергии. Стоимость производства электроэнергии на ветровых электростанциях ниже, чем на любых других. Кроме того, ветроэнергетика экономит богатства недр. Недостатки ветроэнергетических установок — низкий коэффициент полезного действия, небольшая мощность. Они применяются там, где нет стабильного обеспечения электроэнергией — на нефтяных разработках, горных пастбищах, в пустынях и т. п.Приливная энергетика использует для производства электроэнергии энергию прилива и отлива Мирового океана. Два раза в сутки уровень океана то поднимается, то опускается. Это происходит под действием гравитационных сил Солнца и Луны, которые притягивают к себе массы океанской воды. У берега моря разности уровней воды во время прилива и отлива могут достигать более 10 м. Если в заливе на берегу моря в устье реки сделать плотину, то в таком водохранилище во время прилива можно создать запас воды, которая при отливе будет спускаться в море и вращать гидротурбины. В нашей стране уже созданы и работают приливные электростанции. Основными недостатками такого способа производства электроэнергии являются неравномерность выработки электроэнергии во времени и необходимость сооружения дорогостоящих плотин и резервуаров для воды.Гелиоэнергетика (энергия Солнца). В настоящее время получение электроэнергии от гелиоустановок осуществляется с помощью солнечных батарей. Основу таких батарей составляют фотоэлементы — кристаллы кремния, покрытые тончайшим, прозрачным для света слоем металла. Поток фотонов — частиц света, проходя сквозь слой металла, выбивает электроны из кристалла. Электроны при этом начинают концентрироваться в слое металла, поэтому между слоем металла и кристаллом возникает разность потенциалов. Если тысячи таких фотоэлементов соединить параллельно, то получается солнечная батарея, способная питать электроэнергией электронную аппаратуру на космических кораблях, спутниках. В южных районах, где много солнечных дней в году, размещение на крышах домов солнечных батарей может частично обеспечить потребность в необходимой электроэнергии. Такие батареи используют и для питания электронных часов, калькуляторов и других устройств.МГД-генераторы. Основу современной электроэнергетики, как было уже отмечено, составляют теплоэлектростанции и гидроэлектростанции, в которых очень велики потери при преобразовании тепловой энергии (от сжигания топлива на ТЭС) или механической энергии (на ГЭС) в электрическую. Те

studfiles.net

Альтернативные источники энергии: преимущества, недостатки и особенности

Все источники энергии, использующиеся человеческой цивилизацией, подразделяются на традиционные и альтернативные. В настоящее время использовать альтернативные источники энергии человечество стремится как можно больше, поскольку такие источники имеют ряд неоспоримых преимуществ перед привычными. Вместе с тем, имеют они и определенные недостатки.

Традиционная энергетика и ее недостатки

Для развития цивилизации необходима дополнительная энергия, причем чем дальше, тем больше. В процессе своего существования человечество постепенно осваивало дополнительные источники энергии, и с развитием науки и техники таких источников требовалось и находилось все больше и больше. К настоящему времени к традиционным источникам энергии относят следующие:

• Основанные на сжигании топлива (дрова, уголь, нефть) – наиболее старые из освоенных человеком;
• Основанные на преобразовании движения воды (гидроэлектростанции) – применяются в течение последних ста лет;
• Основанные на ядерных преобразованиях, то есть атомные электростанции – применяются в течение последних пятидесяти лет.

На использовании этих источников энергии основана прак

szemp.ru

Сравните преимущества и недостатки электростанций разных типов.

На днях мой почемучка озадачил очередным вопросом: "Папа, а что такое электростанция?" Я пообещал, что вечером расскажу, а сам приступил к подготовке, решив рассказать о 3 основных типах этих сооружений. Судя по реакции — буквально открытый рот :), мой рассказ оказался интересным, поэтому решил дать полный ответ и здесь.

Атомная электростанция

Принцип работы заключается в преобразовании тепла, что выделяет реактор, в электрическую энергию. Это достаточно сложный процесс, и характеризуется следующими преимуществами:

• незначительные затраты топлива — нескольких тонн хватает на годы;
• высокий показатель КПД — 79%;
• невысокая стоимость электроэнергии;
• невысокие затраты на строительство;
• низкий уровень загрязнения окружающей среды;
• не оказывает влияния на усиление парникового эффекта.

Этот тип имеет определенные недостатки:

• остро стоит проблема утилизации отходов топлива;
• огромный разрушительный потенциал в случае аварий.

Тепловая электростанция

Принцип работы основан на преобразовании энергии тепловой в электрическую посредством сжигания топлива. При этом, нагретая вода преобразовывается в чрезвычайно перегретый пар, что с высоким давлением устремляется к турбинам. Этот тип характеризуется следующим:

• самый дешевый тип станций;

• КПД 32%
• можно применять разнообразное сырье.

Из недостатков можно выделить следующее:

• дорогая себестоимость электроэнергии;
• загрязняют окружающую среду;
• в генерации применяются невозобновимые ресурсы;
• медленная смена режима работы.

Гидроэлектростанция

Принцип работы таких станций основан на преобразовании энергии воды. Устанавливаются по течению рек, где создаются специальные плотины с перепадом высот, что создает определенный напор воды. Турбины передают крутящий момент на генераторы, которые и вырабатывают электричество. Этот тип обладает рядом преимуществ:

• дает возможность регулировать стоки рек;
• немногочисленный персонал;
• плотины, по сути, являются мостами;
• экономичность;
• КПД до 95%;
• просты в управлении;
• отсутствует загрязнение среды.

Из недостатков можно выделить следующее:

• продолжительное строительство;
• затопление огромных площадей;
• изменение гидрологического режима;
• можно построить лишь в определенном месте.

travelask.ru

Сравнительная характеристика различных способов производства электроэнергии (часть первая)

«Необходим объективный подход к ядерной энергетике. Обе стороны должны осознать неотъемлемое право на объективную, а не тактическую информацию, выгодную одной из сторон. Каждый должен сознательно идти на риск.

Обычно риск считается приемлемым, если при сравнении серьезности последствий его теоретическая вероятность намного ниже вероятности природных катастроф, которые рассматриваются как неизбежные и никогда не принимаются в расчет в повседневной жизни … Я не знаю другой области человеческой деятельности кроме атомной энергетики, где было бы так много сделано для оценки риска и гарантии безопасности».

          Кардинал Х. Шверк  (Швейцария) .

Введение.

Среди величайших достижений ХХ века наряду с генной и полупроводниковой технологиями открытие атомной энергии и овладение ею занимает особое место.

Человечество получило доступ к громадному и потенциально опасному источнику энергии, который нельзя ни закрыть, ни забыть, его нужно использовать не во вред, а на пользу человечеству.

У атомной энергии две «родовые» функции – военная, разрушительная и энергетическая – созидательная. По мере уничтожения устрашающих ядерных арсеналов, созданных в период холодной войны, атомная энергия будет проникать внутрь цивилизованного общества в виде тепла, электричества, медицинских изотопов, ядерных технологий, нашедших применение в промышленности, космосе, сельском хозяйстве, археологии, судебной медицине и т.д.

В XXI веке истощение энергоресурса уже не будет первым ограничивающим фактором. Главным становится фактор ограничения предела экологической емкости среды обитания.

Прогресс, достигнутый в превращении атомной энергии в безопасное, чистое и действенное средство удовлетворения растущих глобальных энергетических потребностей, не может быть достигнут никакой другой технологией, несмотря на привлекательность энергии ветра, солнца и других, «возобновляемых» источников энергии.

Однако бытующее в обществе представление об атомной энергии по-прежнему окутано мифами и страхами, которые абсолютно не соответствуют фактическому положению дел, и, в основном, опираются исключительно на чувства и эмоции.

В том случае, Когда голосованием предлагается решать вопросы об опасности там, где действуют законы природы  ( по терминологии В.И.Вернадского, когда «общественное мнение» опережает «общественное понимание» ) , как это ни парадоксально , происходит преуменьшение экологической опасности.

Поэтому одной из важнейших задач, стоящих в настоящее время перед учеными, является задача достижения «общественного понимания» экологических проблем, в том числе – атомной энергетике.

Активность экологических движений должна приветствоваться, но она должна быть конструктивной, а не разрушительной.

Хорошо организованный и цивилизованный диалог между специалистами и общественностью, безусловно, полезен.

Цель нашего проекта – анализ информации, необходимой для выработки собственного осознанного отношения к проблемам развития энергетики вообще и атомной энергетики в частности.

Научно-технический прогресс, энергия и человеческое общество. Источники энергии.

Человечество живет в едином, взаимосвязанном мире, и наиболее серьезные энергетические, экологические и социально-экономические проблемы приобрели глобальный масштаб.

Развитие энергетике связано с развитием человеческого общества, научно-техническим прогрессом, который, с одной стороны, ведет к значительному подъему уровня жизни людей, но с другой оказывает воздействие на окружающую человека природную среду. К  числу важнейших глобальных проблем относятся:

• рост численности населения Земли и обеспечение его продовольствием;
• обеспечение растущих потребностей мирового хозяйства в энергии и природных ресурсов;
• охрана природной среды, в том числе и здоровья человека, от разрушительного антропогенного воздействия технического прогресса.

Такие экологические угрозы, как парниковый эффект и необратимые изменения климата, истощение озонового слоя, кислотные дожди (осадки ), сокращение биологического разнообразия, увеличение содержания токсичных веществ в окружающей среде, требуют новой стратегии развития человечества, предусматривающей согласованное функционирование экономики и экосистемы. Разумеется, потребности современного общества должны удовлетворяться с учётом потребности будущих поколений. Потребление энергии является одним из важных факторов развития экономики и уровня жизни людей. За последние 140 лет потребление энергии во всём мире возросло примерно в 20 раз, а  численность населения планеты – в 4 раза (24).

С учётом темпов нынешнего роста численности населения и необходимости улучшения уровня жизни будущих поколений Мировой Энергетический  Конгресс прогнозирует рост глобального потребления энергии на 50-100% к 2020 году и на 140-320% к 2050г. (3,25).

Что же такое энергия вообще? Согласно современным научным представлениям, энергия-это общая количественная мера движения и взаимодействия всех видов материи, которая не возникает из ничего и не исчезает, а только может переходить из одной формы в другую в соответствии с законом сохранения энергии.

Энергия может проявляться в различных формах : кинетическая, потенциальная, химическая, электрическая, тепловая, ядерная.

Для удовлетворения нашей потребности в энергии существуют возобновляемые и невозобновляемые источники.

Солнце, ветер, гидроэнергия, приливы и некоторые другие источники энергии называют возобновляемыми потому, что их использование человеком практически не изменяет их запасы. Уголь, нефть, газ, торф, уран относятся к невозобнавляемым источникам энергии, и при переработке они теряются безвозвратно.

По прогнозам Международного энергетического агентства потребности в первичных энергоносителях в первом десятилетии ХХ1-го века будут удовлетворены в следующих соотношениях : нефть- не более 40%, газ- менее 24%, твёрдые виды топлива (в основном уголь ) – менее 30%, ядерная энергия -7%, гидроэнергетика – 7%, возобновляемые виды энергии – менее 1%. Региональное потребление первичных энергоносителей может иметь отклонения от мировых тенденций .

Основное количество энергии человечество получает и будет получать в ближайшем будущем, расходуя невозобновляемые источники.

Такие природные ресурсы, как: уголь, нефть, газ –практически невосстанавливаемые, не смотря на то, что их запасы на сегодняшний день во всем мире очень велики, но они все равно когда-либо закончатся. Самое главное то, что при работе ТЭС происходит отравление окружающей среды.

Широко бытующее утверждение об экологической «чистоте» возобновляемых источников энергии справедливо, лишь, если иметь в виду только конечную стадию – энергопроизводящую станцию. Из всех этих видов возобновляемых источников энергии только гидроэнергия          в настоящий момент вносит серьёзный вклад во всемирное производство электроэнергии (17% ).

Гидроэнергетика.

В большинстве промышленно развитых стран незадействованным на сегодня остался лишь незначительный по объёму гидроэнергетический потенциал.

Так,в европейской части страны с наиболее напряжённым топливным балансом использование гидроэнергетических ресурсов достигло 50%, а их экономический потенциал практически исчерпан.

Гидроэнергетические сооружения в потенциале несут в себе опасность крупных катастроф. Так, в 1979 году авария на плотине в Морви (Индия) унесла около 15 тысяч жизней. В Европе в 1963 году авария плотины в Вайонт (Италия) привела к гибели 3 тысячи человек.

Неблагоприятное воздействие гидроэнергетики на окружающую среду, в основном, сводится к следующему : затопление с/х угодий и населённых пунктов, нарушение водного баланса, что ведёт к изменению существования флоры и фауны, климатические последствия (изменение теплового баланса, увеличение количества осадков, скорости ветра, облачности и т.д.).

Перегораживание русла реки приводит к заливанию водоёма и эрозии берегов, ухудшению самоочищения проточных вод и уменьшению содержания кислорода, затруднения свободное движение рыб.

С увеличением масштабов гидротехнического сооружения растёт и масштаб воздействия на окружающую среду.

Энергия ветра.

Энергия ветра в больших масштабах оказалась ненадёжной, неэкономичной и, главное, неспособной давать электроэнергию в нужных количествах.

Строительство ветряных установок усложняется необходимостью изготовления лопастей турбины больших размеров. Так, по проекту ФРГ установка мощностью 2-3 МВт должна иметь диаметр ветрового колеса 100м, причём она производит такой шум, что возникает необходимость отключения её в ночное время.

В штате Огайо была построена крупнейшая в мире ветросиловая установка 10МВт. Проработав несколько суток, была продана на слом по цене 10дол. За тонну. В радиусе нескольких километров жить стало невозможно из-за инфразвука, совпадающего с альфа-ритмом головного мозга, что вызывает психические заболевания.

К серьёзным негативным последствиям использование энергии ветра можно отнести помехи для воздушного сообщения и для распространения радио-и телеволн, нарушения путей миграции птиц, климатические изменения вследствие нарушения естественной циркуляции воздушных потоков.

Солнечная энергия.

Солнечная энергия. Техническое использование солнечной энергии осуществляется в нескольких формах: применение низко – и высокотемпературного оборудования, прямое преобразование солнечной энергии в электрическую на фотоэлектрическом оборудовании.

Принципиальными особенностями солнечного излучения являются огромные потенциальные ресурсы (в 4000 раз превышает прогнозируемые энергопотребности человечества в 2020 году ) и низкая интенсивность. Так, среднесуточная интенсивность солнечного излучения для средней полосы европейской части России составляет 150Вт/м , что в 1000раз меньше тепловых потоков в котлах ТЭС.

К сожалению, пока не видно, какими путями эти огромные потенциальные ресурсы можно реализовать в больших количествах. Одним из наиболее важных препятствий является низкая интенсивность солнечного излучения, что проблему необходимости концентрирования солнечной энергии в сотни раз ещё до того, как она превратится в тепло. Практическая реализация концентрации солнечной энергии требует отчуждения огромных земельных площадей. Для размещения солнечной электростанции (СЭС) мощностью 1000МВт (Эл) в средней полосе европейской части необходима площадь при 10%к.п.д. в 67км2. К этому надо добавить ещё и земли, которые потребуются отвести под различные промышленные предприятия, изготавливающие материалы для строительства и эксплуатации СЭС.

Следует подчеркнуть, что материалоёмкость, затраты времени и людских ресурсов в солнечной энергетике в 500 раз больше, чем в традиционной энергетике на органическом топливе и в атомной энергетике.

Действующая в Крыму СЭС мощностью 5 МВт потребила в 1988 году на собственные нужды в 20 раз больше энергии, чем произвела.

Геотермальная энергия

Отрицательными экологическими последствиями использования геотермальной энергии подземных источников горячей воды является возможность пробуждения сейсмической активности в районе электростанции, опасность локального оседания грунтов, эмиссия отравляющих газов (пары ртути, сероводорода, аммиака, двуокиси и окиси углерода, метана ), которые представляют опасность для человека, животных и растений.

Проведенные исследования показали, что возможная роль возобновляемых источников энергии не выходит за пределы вспомогательного энергоресурса, решающего региональные проблемы. Ресурсы таких источников, как гидроэнергетика, энергия ветра, морских волн и приливов, недостаточны. Солнечная энергетика и энергия  геотермальная с теоретически неограниченными ресурсами характеризуются чрезвычайно низкой интенсивностью поступающей энергии.

Кроме того необходимо помнить, что с использованием новых видов энергии возникает и новый тип экологических последствий, которые могут привести к изменению природных условий в глобальных масштабах и которые пока в полной мере трудно представить. Исследования последних лет показали, что на определенные планы с термоядерным синтезом ( проект ИТЭР ) преждевременно рассчитывать.

Тепловые электростанции.

Тепловые электростанции (ТЭС) появились в конце 19-ого века почти одновременно в России, США и Германии, а вскоре и в других странах. Первая центральная электрическая станция  была введена в эксплуатацию в Нью-Йорке в 1882 году для осветительных целей. Первая крупная тепловая электростанция с паровыми турбинами вступила в строй в 1906 году в Москве. Сегодня ни один более или менее крупный город не обходится без собственных электростанций. Тепловая электростанция – сложное и обширное хозяйство, порой она занимает территорию в 70 га, помимо главного корпуса, где размещаются энергоблоки, здесь располагаются различные вспомогательные производственные установки и сооружения, электрические распределительные устройства, лаборатории, мастерские, склады и т.д. Генераторы тепловых электростанций вырабатывают ток напряжением в десятки киловольт. Мощность теплоэлектростанций сегодня достигает сотен МВт. В США существует ТЭС мощностью 1,2-1,5 млн. кВт и более. В нашей стране от них поступает к потребителям наибольшая часть получаемой электроэнергии (69%). Особый вид тепловых электростанций – теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). Эти предприятия производят энергию и тепло одновременно, поэтому коэффициент полезного действия используемого топлива у них достигает 70%, а у обычных тепловых электростанций лишь 30-35%. ТЭЦ всегда размещают вблизи потребителей – в крупных городах, так как передавать тепло (пар, горячую воду) без больших потерь можно максимум на 15-20 километров.

Размещение электростанций зависит от двух основных факторов – топливно-энергетических ресурсов и потребителей энергии, поэтому тепловые электростанции размещаются в районах топливных баз при наличии малокалорийного топлива – его не выгодно далеко перевозить. Например, Канско-Ачинский уголь использует Берёзовская ГРЭС-1 (ГРЭС – государственная районная электростанция). На попутном нефтяном газе работают две Сургутские электростанции. Если же электростанции используют высококалорийное топливо, которое выдерживает дальние перевозки (природный газ), они строятся ближе к местам потребления электроэнергии.

Тепловая энергетика оказывает огромное влияние на окружающую среду, загрязняет воду и атмосферный воздух. Самая грязная и экологически опасная – угольная электростанция. При мощности в 1 млрд. Вт она ежегодно выбрасывает в атмосферу 36,5 млрд. куб. метров горячих газов, содержащих пыль, вредные вещества и 100 млн. куб. метров пара. В отходы идут 50 млн. куб. метров сточных вод, в которых содержится 82 тонны серной кислоты, 26 тонн хлоридов, 41 тонна фосфатов и 500 тонн твёрдой извести. Ко всем этим выбросам необходимо добавить углекислый газ – результат сгорания угля. Наконец, остаётся 360 тысяч тонн золы, которую приходится складировать. В целом для работы угольной электростанции ежегодно требуется 1 млн. тонн угля, 150 млн. кубических метров воды и 30 млрд. кубических метров воздуха. Если учесть, что такие электростанции работают десятилетиями, то их воздействие на окружающую среду можно сравнить с вулканической деятельностью. Каждый         крупный город имеет несколько подобных «вулканов». Например, энергией и теплом Москву обеспечивает 15 теплоэлектроцентралей. В течение 20-ого века тепловые электростанции существенно повысили концентрацию ряда газов в атмосфере. Так, концентрация углекислого газа выросла на 25% и продолжает ежегодно увеличиваться на 0,5%, вдвое выросла концентрация метана и увеличивается на 0,9% в год, постоянно растут концентрации оксидов азота и двуокиси серы. Насыщенный парами воздух разъедает здания и сооружения, ранее устойчивые соединения становятся неустойчивыми, нерастворимые вещества переходят в растворимые и т.д. Избыточное поступление питательных веществ в водоёмы ведёт к их ускоренному «старению», заболевают леса, повышается уровень напряжения электромагнитных полей. Всё это чрезвычайно негативно сказывается на здоровье людей, риск преждевременной смерти увеличивается. Кроме того, повышенное содержание углекислого газа и метана в атмосфере является одной из причин возникновения парникового эффекта.

Парниковый эффект.

Есть несколько точек зрения на эту проблему. Согласно недавним решениям ООН для улучшения климата Земли наиболее развитый государства, такие как США, Япония  и страны Европейского союза, обязаны сократить к 2012 году объём выброса тепличных газов на 6% по сравнению с 1990 годом. Однако многие специалисты считают, что и этого недостаточно. Они настаивают  на 60%,  по их мнению, в борьбу должны включиться не только развитые страны, но и все остальные. Но есть и другая точка зрения: В 1997 году почти 1700 американских учёных подписали обращение к президенту страны, где поставили под сомнение сам подход к решению проблемы. Выбрасываемый промышленностью углекислый газ практически не влияет на климат, считают они. Вулканические извержения, другие природные катаклизмы поставляют подобных соединений куда больше. Например, учёные обратили внимание, что из подпочвенных слоёв тундры в последнее время стало выделяться больше углекислого газа и метана, чем прежде, а по оценкам учёных здесь содержится примерно треть всех земных  углесодержащих газов. Было установлено, что с каждого кв. метра тундры вода уносит 5 граммов углесодержащих веществ, примерно половина из них растворяется в реках, озёрах, ручьях, а затем поступает в атмосферу, остальные уходят в Северный Ледовитый океан. Средняя температура поверхности Земли за последний год поднялась на полградуса, но, по словам экспертов, им потребуется несколько лет,

чтобы определить, свидетельствуют ли данные показатели об ускорении глобального потепления. По мнению учёных, парниковых эффект – результат того, что климат Земли постоянно меняется. Возможно, сейчас происходит потепление, так как заканчивается последний ледниковый период, а колебания климата связаны с солнечной активностью, появлением пятен, увеличением излучаемого тепла. Опасности, связанные с повышением концентрации углекислого газа в атмосфере состоят в повышении температуры Земли. Но общепринятые оценки метеорологов показывают, что повышение  содержания углекислого газа в атмосфере приведёт к повышению температуры практически только в высоких широтах, особенно в Северном полушарии, причём в основном это потепление произойдёт зимой. По оценки специалистом Института сельхозметеорологии Роскомгидромета повышение концентрации этого газа в атмосфере в два раза приведёт к удвоению полезной сельскохозяйственной площади России, с 5 до 11 млн. кв. километров. В различных источниках также указываются  возможные повышения уровня Мирового океана в пределах от 0,2 до 1,4м, многие утверждают, что скоро нас ожидает великий потоп. Но почти все ледники Северного полушария растаяли около 9 тысяч лет назад, осталась только Гренландия. Но и она вместе  со льдами Северного Ледовитого океана не повысит при таянии уровень Мирового океана даже на 1мм.

Основные показатели  стран, развивающих теплоэнергетику

Показатель	Франция	Швеция	Япония	Германия	Великобритания	США	Россия
На душу населения, т
Диоксид углерода CO2	5.6	6.74	1.5	1.8	1.28	2.56	0.7
Оксид серы, SO2	0,13	0,16	0,04	0,04	0,02	0,06	0,01
Оксид азота, NOx	0,08	0,1	0,02	0,02	0,02	0,03	0,005
Зола	0,42	0,4	0,13	0,12	0,1	0,17	0,06
Шлаки	0,08	0,08	0,02	0,02	0,02	0,03	0,01
Зола, не улавливаемая фильтрами	0,004	0,004	0,001	0,001	0,001	0,001	0,0006
Высвобождённые радионуклиды, Ки	13,7	15,1	3,4	3,9	2,8	5,8	1,75

Из таблицы совершенно очевидно, что все ведущие страны, даже при очень развитой технологии, не могут избавиться от огромных выбросов, отравляющих атмосферу. Оксид серы, диоксид углерода, способствуют развитию сердечнососудистых и онкологических заболеваний, которые по смертности являются ведущими в мире. Обращает на себя внимание тот факт, что при работе ТЭС так же, как и при работе АЭС, образуются радионуклиды, которые на ТЭС никак не улавливаются.

Приливные электростанции.

Уровень воды в течение суток меняет 4 раза, такие колебания особенно заметны в заливах и устьях рек, впадающих в море. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн – перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины. ПЭС двустороннего действия (турбины работают при движении воды из моря в бассейн и обратно) способны вырабатывать электроэнергию непрерывно в течение 4-5 часов с перерывами в 1-2 часа четыре раза в сутки.

Первая приливная электростанция мощностью 240 МВт была пущена в 1966 году во Франции в устье реки Ранс, впадающей в пролив Ла-Манш, где средняя амплитуда приливов составляет 8,4 м. Несмотря на высокую стоимость строительства, которая почти в 2,5 раза превосходит расходы на возведение ГЭС такой же мощности, первый опыт эксплуатации приливной электростанции оказался экономически оправданным. ПЭС на реке Ранс входит в энергосистему Франции и эффективно используется. В 1968 году на Баренцевом море вступила в строй опытно-промышленная ПЭС проектной мощностью 800 кВт. Место её строительства – Кислая губа представляет собой узкий залив шириной 150 м и длиной 450 м. Существуют проекты крупных ПЭС мощностью 320 МВт (Кольская) и 4000 МВт (Мезенская) на Белом море, где амплитуда приливов составляет 7-10 м. Планируется также использовать огромный энергетический потенциал Охотского моря, где местами, например в Пенжинской губе, высота приливов достигает 12,9 м, а в Гижигинской губе – 12-14 м. В 1985 году была пущена в эксплуатацию ПЭС в заливе Фанди в Канаде мощностью 20 МВт (амплитуда приливов здесь составляет 19,6 м). В Китае построены три приливные электростанции небольшой мощности. В Великобритании разрабатывается проект ПЭС мощностью 1000 МВт в устье реки Северн, где средняя амплитуда приливов составляет 16,3 м.

С точки зрения экологии ПЭС имеют бесспорное преимущество перед тепловыми электростанциями, сжигающими нефть и каменный уголь. Благоприятные предпосылки для более широкого использования энергии морских приливов связаны с возможностью применения недавно созданной геликоидной турбины Горлова, которая позволяет сооружать ПЭС без плотин, сокращая расходы на их строительство. Первые бесплотинные ПЭС намечено соорудить в ближайшие годы в Южной Корее.

Солнечные космические электростанции.

Получать и использовать «чистую» солнечную энергию на поверхности  Земли мешает атмосфера, поэтому появляются проекты размещения  солнечных электростанций в космосе, на околоземной орбите. У таких станций  есть несколько достоинств: невесомость позволяет создать  многокилометровые конструкции, которые необходимы для получения энергии; преобразование одного вида энергии в другой неизбежно сопровождается  выделением тепла, и сброс его в космос позволит предотвратить опасное перегревание земной атмосферы.

К проектированию солнечных космических электростанций (СКЭС) конструкторы приступили ещё в конце 60-ых годов 20-ого века. Было предложено несколько вариантов транспортировки энергии из космоса на Землю, но наиболее рациональным было признано предложение использовать её  на месте выработки, для этого необходимо перенести основных потребителей электроэнергии (металлургия, машиностроение, химическая промышленность) на спутник Земли Луну или астероиды. Любой вариант СКЭС предполагает, что это колоссальное сооружение, причём не одно. Даже самая маленькая СКЭС должна весить десятки тысяч тонн. Современные средства выведения в состоянии доставить на низкую – опорную орбиту необходимое количество блоков, узлов и панелей солнечных батарей.

Строительство солнечных космических электростанций сейчас кажется фантастикой, но в скором времени, возможно, появится  первая СКЭС, которая даст начало новому уровню развития энергетики.

www.atomic-energy.ru

Достоинства и недостатки ветровой энергетики » Альтернативная энергетика. Альтернативные источники энергии. Альтернативная энергия

ДОСТОИНСТВА:- Экологически чистый вид энергии: Создание электроэнергии с поддержкою "ветряков" не сопровождается выбросами CO2 и каких-либо иных газов.- Эргономика: Ветровые электростанции занимают совсем немного места и просто вписываются в хоть какой ландшафт, а также непревзойденно смешиваются с иными видами хозяйственного применения территорий.- Возобновляемая энергия: Энергия ветра, в отличие от ископаемого горючего, неистощима.- Ветровая энергетика - лучшее решение для труднодоступных мест: Для удалённых мест установка ветровых электрогенераторов может быть лучшим и более дешёвым решением.

НЕДОСТАТКИ:- Непостоянность: Непостоянность содержится в негарантированности получения нужного количества электроэнергии. На неких участках суши силы ветра может оказаться недостаточно для выработки нужного количества электроэнергии.- Условно низкий выход электроэнергии: Ветровые генераторы веско уступают в выработке электроэнергии дизельным генераторам, что приводит к необходимости установки сходу нескольких турбин. Не считая того, ветровые турбины неэффективны при пиковых отягощениях.- Немалая стоимость: Стоимость установки, производящей 1 гига-ватт электроэнергии, около 1 миллиона баксов.- Опасность для живой природы: Вертящиеся лопасти турбины представляют потенциальную опасность для неких видов живых организмов. По статистике, лопасти каждой установленной турбины являются предпосылкой погибели не менее 4 особей птиц в год.- Шумовое загрязнение: Шум, производимый "ветряками", может причинять беспокойство, как животным, так и людям, живущим вблизи.

ФАКТЫ: - В США 32% всех мощностей ветрогенераторов было запущено в 2008 году.- "Ветряки" вырабатывают 1,5% всей употребляемой электроэнергии.- Ветровые электростанции побережий могут прирастить мировую электроэнергию в 40 разов.- Ожидается, что к 2010 году мощность всех ветровых электростанций в мире приблизится к 200 000 мега-ваттам (сегодня суммарная мощность всех "ветряков" около 121 188 мега-ватт).

alternativenergy.ru

Альтернативные источники энергии: преимущества, недостатки и особенности

Все источники энергии, использующиеся человеческой цивилизацией, подразделяются на традиционные и альтернативные. В настоящее время использовать альтернативные источники энергии человечество стремится как можно больше, поскольку такие источники имеют ряд неоспоримых преимуществ перед привычными. Вместе с тем, имеют они и определенные недостатки.

Традиционная энергетика и ее недостатки

Для развития цивилизации необходима дополнительная энергия, причем чем дальше, тем больше. В процессе своего существования человечество постепенно осваивало дополнительные источники энергии, и с развитием науки и техники таких источников требовалось и находилось все больше и больше. К настоящему времени к традиционным источникам энергии относят следующие:

• Основанные на сжигании топлива (дрова, уголь, нефть) – наиболее старые из освоенных человеком;
• Основанные на преобразовании движения воды (гидроэлектростанции) – применяются в течение последних ста лет;
• Основанные на ядерных преобразованиях, то есть атомные электростанции – применяются в течение последних пятидесяти лет.

На использовании этих источников энергии основана практически вся деятельность человека. Можно смело сказать, что традиционная энергетика – это опора цивилизации, важнейшая часть мира. Однако каждый из этих источников энергии обладает существенными недостатками, все более и более затрудняющими их дальнейшее использование. Главными из этих недостатков является ограниченность этих ресурсов и негативные продукты их использования.

Запасы ископаемых видов топлива, то есть угля и нефти, ограничены, да еще и невозобновляемы, а за счет их истощения вследствие длительного использования добыча становится все дороже. А в процессе сжигания такого топлива образуется гигантское количество различных отходов, загрязняющих среду обитания.

 

В случае атомной энергетики с запасами топлива, которое представляет собой обогащенный уран, ситуация проще, хотя это тоже ископаемый ресурс и его запасы так же конечны.

 

Но вот радиоактивные отходы, получающиеся в процессе вырабатывания необходимой энергии, представляют собой очень серьезную проблему. Кроме того, атомные станции – это всегда источник опасности, поскольку в случае аварии может произойти катастрофа, которая так или иначе затронет весь мир: самые яркие примеры таких катастроф – это Чернобыль и Фукусима.

В использовании гидроэнергии тоже есть проблемы, так как, во-первых, не везде есть подходящие для использования реки, а во-вторых, использование такой энергии предполагает строительство водохранилищ, в результате чего затапливаются наиболее плодородные земли и места проживания большого количества людей.

Вместе с тем, традиционная энергетика имеет очень важное преимущество перед нетрадиционной – непрерывность работы и получения энергии. Эта особенность лежит в основе всего мирового хозяйства. Кроме того, нельзя упускать из виду тот факт, что полученная традиционными способами энергия довольно дешева.

Что такое альтернативный источник энергии?

Альтернативная энергетика, как уже понятно из названия, призвана получать энергию нетрадиционными методами. Таких методов, которые получили развитие в настоящее время, известно несколько:

• использование энергии Солнца;
• использование энергии ветра;
• использование геотермальной энергии;
• использование энергии приливов и волн;
• использование возобновляемого (растительного) топлива.

При первом же взгляде на этот список заметно, что в основе альтернативной энергетики лежит стремление использовать природные энергетические процессы, происходящие естественным путем. Альтернативная энергетика должна быть лишена двух основных недостатков энергетики традиционной: невозобновляемости сырья и удорожания энергии, с этим связанной, а также большого количества отходов, которые возникают в процессе традиционного получения энергии. Поэтому для получения энергии используются природные явления. Ученые пытаются поставить стихии на службу человеку и научиться извлекать энергию из естественных процессов.

Альтернативная энергетика возникла совсем недавно и находится в самом начале своего развития. Пока еще стоимость энергии, полученной альтернативными способами, значительно выше стоимости энергии из традиционных источников. Кроме того, как выяснилось, имеющаяся сейчас альтернативная энергетика обладает и другими существенными недостатками.

Недостатки альтернативной энергетики

Главным недостатком нетрадиционной энергетики, использующей энергию природных явлений, является непостоянство этих природных явлений. Ветер может в любой момент стихнуть, солнце закрыться тучами, высота приливов уменьшиться, а геотермальные источники иссякнуть. Из-за этого возникает необходимость в избыточном накоплении энергии, чтобы была возможность эти «моменты простоя» преодолеть за счет запасов. Но любых запасов может не хватить, если вдруг такой период бездействия продлится дольше обычного. Это приводит, в свою очередь, к необходимости дублировать альтернативный источник энергии своим традиционным собратом (например, дизель-генератором) или подводить к потребителям линию обычного электричества «для подстраховки», что в значительной степени обесценивает усилия по выработке энергии альтернативным способом.

Необходимость создания запасов энергии приводит к необходимости оснащения таких энергоисточников мощными аккумуляторами, накапливающими меньшую или даже большую часть вырабатываемой энергии (например, в случае солнечных электростанций, когда больше всего энергии вырабатывается днем, а используется вечером и ночью). Это еще сильнее увеличивает затраты на оборудование для выработки альтернативной энергии.

Статьи по теме

www.chuchotezvous.ru

достоинства и недостатки этого вида энергии

 

Перед человечеством всегда остро стояла проблема получения энергии. Энергия необходима нам, чтобы согревать жилища, готовить пищу, производить различные вещи, одежду, инструменты, приводить в движение транспортные средства и на многие другие нужды. Невозможно представить себе цивилизацию без надежных источников энергии.

Весь прогресс основан на том, что человек расходует стороннюю энергию и приспособления, а не энергию и возможности своего тела. Однако именно развитие цивилизации привело к тому, что сейчас человек стоит пред угрозой исчезновения привычных источников энергии.

Особенности привычных источников энергии

По различным оценкам запасов угля на планете осталось примерно на полторы сотни лет, нефти и газа – на полсотни. И это при нынешних источниках потребления. А потребление энергии человеком с каждым годом растет. То есть, очень велика вероятность того, что уже ныне живущие могут столкнуться с нехваткой источников энергии. Если вовремя не принять мер, то это может привести к краху цивилизации.

Итак, какие бывают источники энергии кроме нефти, газа и угля? Возобновляемые источники: энергия солнца, ветра, воды, биотопливо и атомная энергия. Огромный плюс возобновляемых источников – энергия достается нам почти бесплатно. Наша задача – лишь суметь ее преобразовать и доставить к потребителю.

Однако, огромный минус – получаемая энергия, как правило, невелика. Такой энергии может хватить для освещения дома, для работы небольших инструментов, для обогрева, даже для функционирования фермерских хозяйств, однако для серьезной промышленности ее абсолютно недостаточно. Это направление энергетики требует еще огромной доработки.

Преимущества атомной энергетики

Остается атомная энергетика. Благодаря особенностям ядерных реакций затраты топлива очень и очень невелики. Это основное преимущество атомной энергетики. Второе преимущество – это экологическая чистота. Выбросы от АЭС, хотя в это и трудно поверить, практически безвредны в отличие от ТЭС.

Например, электростанции, работающие на угле, выбрасывают в атмосферу гораздо больше радионуклидов, чем АЭС, не говоря уже о выбросах углекислого газа и прочих канцерогенов. Кроме того, ТЭС опасны тем, что способствуют образованию очень вредных кислотных дождей из-за своих выбросов, содержащих серу и образующих в атмосфере серную кислоту.

Недостатки атомной энергетики

Два основных недостатка атомных электростанций – это сложность утилизации радиоактивных отходов и опасность аварий. Множество различных исследований ведется во многих странах в сторону решения этих проблем. Современные АЭС очень надежны, а отходы в наше время утилизируют максимально эффективно.

Однако проблемы атомной энергетики существуют и не могут касаться только одного государства или группы людей. Это дело всего человечества и решать его надо сообща. Стоит вспомнить только аварию на японской АЭС во время цунами. Потому что то самое завтра, когда мы окажемся без нефти и газа, может наступить уже в прямом смысле слова завтра и подготовиться к нему надо сегодня, прямо сейчас.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Ядерный реактор: преобразование внутренней энергии ядер в электричество Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspБиологическое и ионизирующее действие радиации: защита организма

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru

Солнечная энергетика

В производстве фотоэлементов наблюдается настоящий бум. В 1999г. годовое производство электроэнергии составило 200 МВт.

Страны – лидеры: Япония - 80, США - 60, Германия - 50, (Россия - 0,5).

Солнечные водонагреватели – Япония – 7 млн.м2, США - 4, Израиль - 2,8, Греция - 2,0, Россия - 0,1 млн.м2.

Ветроэнергетика

На начало 2008г. мощности в мире составили 94172 МВт. Германия – 22300,

США - 16850, Испания - 15200, Индия – 8000, Россия – 16,5 МВт.

Гидроэнергетика

Из установленных в мире ГЭС мощностью 670ГВт на долю России приходится 44ГВт. Малые ГЭС до 1000-3000кВт: Китай планирует ввести с 2002г.-40000 станций, Индия- 4000 станций.

Геотермальная энергия

В мире до 2000г. введено установок мощностью-8000МВт:

США-2228, Филлипины - 1909, Италия -785, Мексика - 755, Индонезия -589.

В России 12 геотермальных энергоблоков мощностью 83,7 МВт.

Биомасса

Число установок в мире превысило 6млн. шт. (лидеры - Китай и Индия).

Можно выделить 5 основных причин, обусловивших развитие ВИЭ:

- обеспечение энергетической безопасности;

- сохранение окружающей среды и обеспечение экологической безопасности;

- завоевание мировых рынков ВИЭ;

- сохранение запасов собственных энергоресурсов для будущих поколений;

- увеличение потребления сырья для неэнергетического использования топлива

(пластмассы, ткани и т.д.).

В России, богатой невозобновляемыми источниками энергии

(нефть,газ, уголь), использованием ВИЭ в первую очередь следует заниматься в районах Крайнего Севера, Дальнего Востока и Сибири, куда ежегодно завозится 6 млн.т. жидкого топлива (дизтопливо, мазут) и 25млн.т. угля. На завоз тратится более половины бюджета этих территорий. В этих районах проживает до 15 млн. чел.

Недостатки и преимущества различных видов энергии

Таблица 1.1.

Источник энергии	Недостатки	Преимущества
1	2	3
Невозобновляемые источники энергии
Нефть	Транспортные аварии, утечки нефти, пожароопасность, выделение окислов серы и взвешенных частиц, потребление кислорода и выделение СО2	Лёгкость распределения, удобный источник энергии, лёгкость хранения, пригодность к непосредственному использованию.
Уголь	Транспортировка, аварии в шахтах, необходимость отведения больших земельных участков и их опустошение, выделение серы, окислов азота, токсических металлов и золы, необходимость удаления шлака, потребление кислорода и выделение С2	Значительные потенциальные ресурсы, лёгкость хранения, пригодность к непосредственному использованию.

1	2	3
Природный газ	Пожароопассность, аварии газопроводов, транспортные аварии при перевозке сжиженного газа, потребление кислорода и выделение СО2, выделение микрозагрязнителей (ртуть).	Большая степень чистоты, удобный источник энергии, отсутствуют проблемы переработки, лёгкость распределения, пригодность к непосредственному использованию.
Ядерная энергия	Обращение с радиоактивными материалами и их транспортировка, удаление радиоактивных отходов, меры по ядерной безопасности, возможность аварии со значительными последствиями, возможность использования расщепляющих материалов для изготовления ядерного оружия, непригодность для непосредственного использования.	Отсутствие потребления кислорода и отсутствие выделения СО2, пыли и окислов серы, очень чистая с экологической точки зрения при нормальной эксплуатации.
Возобновляемые виды энергии
Источник энергии	Недостатки	Преимущества
Гидроэнергия	Повреждение плотин, недостатки экологического плана.	Не потребляет кислород и не выделяет СО2 и другие загрязнители. Энергия высокого качества.
Ветер	Использование значительной территории, недостатки экономического плана, низкая степень готовности, необходимость аккумулирования энергии.

1	2	3
Прямое солнечное тепло	Использование значительной территории и потребность в специальных материалах, недостатки экономического плана, рассредоточенность, низкотемпературное тепло.	Не потребляет кислород и не выделяет СО2 и другие загрязнители. Энергия высокого качества.
Геотермальная энергия	Ресурсы ещё не определены, низкотемпературное тепло,
Биомасса	Использование значительной территории (требует обработки практически всех продуктивных земель в мире), при сжигании выделяются продукты сгорания, низкая интенсивность.

Место нетрадиционных источников энергии

в удовлетворении энергетических потребностей человека

Таблица 1.2

№	Показатели сравнения	Источник
		Возобновляемая энергия	Невозобновляемая энергия
1	2	3	4
1.	Вид источника	Ветер, Солнце, приливы	Уголь, нефть, газ
2.	Место нахождения	Всюду в окружающей среде	Сосредоточенно в особых местах
3.	Время использования	Бесконечно	Ограниченно в особых местах
1	2	3	4
4.	Стоимость оборудования	Высокая, 1000 долларов/кВт	Средняя, 500 долларов/кВт
5.	Стоимость потребляемой энергии	Бесплатно	140 долларов/баррель (150 литров)
6.	Размеры установок	Мелкие более экономичны	Чем крупнее, тем экономичнее
7.	Автономность	Самообеспечение	Обязательна поставка топлива
8.	Влияние на окружающую среду	Небольшое или отсутствует	Загрязняет окружающую среду
9.	Предпочтительные области применения	Сельская местность, с/х, удалённость от ЕС	Крупная промышленность, города
10.	Стабильность мощности	Низкая	Высокая вырабатываемость, столько, сколько надо
11.	Ограничения по применению	Особенности местных условий	Ограничений нет

studfiles.net

---

• 
  Амперметр переменного тока своими руками
• 
  Грщ щиты
• 
  Бесперебойник для котла бастион
• 
  Инверторы сварочные форсаж
• 
  Сколько стоит поменять батареи в квартире в москве
• 
  Устройство клапана соленоидного
• 
  Маркировка кабеля расшифровка
• 
  Поверка счетчиков пик комфорт
• 
  Ультразвук диапазон частот
• 
  Среднеквадратичный ток
• 
  Перспективные районы нефтедобычи