Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ - файл 1.doc


Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ
скачать (654 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc654kb.16.12.2011 09:39скачать

содержание

1.doc

  1   2   3
Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Самарский Государственный Экономический Университет

Кафедра «Финансы и кредит»


РЕФЕРАТ



по курсу «Экономическая география»
тема: Развитие и размещение нетрадиционных источников электроэнергии РФ
Выполнила: студентка 1 курса

специальности «Финансы и кредит»

факультета ВВиДО

Соловацкая И.В.

Руководитель: Воронин В.В.


Самара 2008

П Л А Н.

Вступление…………………………………………………………………………………………..3

  1. Теоретическая часть.

    1. Понятие «нетрадиционная энергетика»…………………………………………………………4

    2. Виды возобновляемых источников энергии и особенности электростанций, действующих на них………………………………………………………………………………………………….6

1.2.1. Энергия Солнца …………………………………………………………………………6

1.2.2. Ветровая энергия................................................................................................................9

1.2.3. Геотермальная энергия.....................................................................................................11

1.2.4. Энергия малых рек……………………………………………………………………...13

1.2.5. Энергия приливов.............................................................................................................13

1.2.6. Энергия биомассы……………………………………………………………………….14

1.3. Значение и место нетрадиционной энергетики в экономике России……………………….15

II. Размещение нетрадиционных источников энергии на территории России………………....20

III. Проблемы и перспективы развития нетрадиционной энергетики в России………………...25

Заключение..........................................................................................................................................29

Список литературы.............................................................................................................................30

Приложения...................................... ..................................................................................................31


ВСТУПЛЕНИЕ.
В настоящее время во всем мире наблюдается повышенный интерес к использованию в различных отраслях экономики нетрадиционных возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Ведется бурная дискуссия о выборе путей развития энергетики. Это связано, прежде всего, с растущей необходимостью охраны окружающей среды.

Движущей силой этого процесса являются происходящие изменения в энергетической политике стран со структурной перестройкой топливно-энергетического комплекса, связанной с экологической ситуацией, складывающейся в настоящее время как переход на энергосберегающие и ресурсосберегающие технологии в энергетике, так и в промышленности и в жилищно-гражданском комплексе.

Ежегодно в мире увеличивается число международных симпозиумов, конференций и встреч ученых и специалистов, рассматривающих состояние и перспективы развития этого направления энергетики.

Значительное внимание этой проблеме уделяется организациями, входящими в ООН, такими как ЮНЕСКО, ЕЭК, ЮНЕП, ЮНИДС, а также другими межправительственными и неправительственными международными организациями. Выделяются значительные средства на работы в области ВИЭ из целевых ассигнований ЕЭС, Европейского фонда национального развития, Евроатома и других организаций.

Приближающаяся угроза топливного “голода”, а также загрязнение окружающей среды и тот факт, что прирост потребности в энергии значительно опережает прирост ее производства, вынуждает многие страны с новых позиций обратить внимание на энергию солнечных лучей, ветра, текущей воды, тепла земных недр, то есть на энергию, большая часть которой растворяется в пространстве, не принося ни вреда, ни пользы.

В настоящее время на производство тепла и электричества расходуется ежегодно количество тепла, эквивалентное примерно 1000 трлн. баррелей нефти, сжигание которых сильно засоряет атмосферу Земли.

Извлекаемые запасы топлива ограничены. Так, если брать оценку количества топлива по трем категориям: разведанные, возможные, вероятные, то угля хватит на 600 лет, нефти – на 90, природного газа – на 50 урана – на 27 лет. Иными словами, все виды топлива по всем категориям будут сожжены за 800 лет. Предполагается, что к 2010 г. спрос на минеральное сырье в мире увеличится в 3 раза по сравнению с сегодняшним уровнем. Уже сейчас в ряде стран богатые месторождения выработаны до конца или близки к истощению.

Аналогичное положение наблюдается и по другим полезным ископаемым. Если энергопроизводство будет расти сегодняшними темпами, то все виды используемого сейчас топлива будут истрачены через 130 лет, то есть в начале ХХII в.

Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников энергии является проблема глобального потепления.

Целью данного исследования является:

  • оценка потенциала использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в России,

  • определение регионов России, в которых выполнение проектов возобновляемой энергетики уже в настоящее время представляет интерес;

  • определение барьеров для развития ВИЭ в России, а также путей их преодоления.

В работе будут рассмотрены основные виды возобновляемых источников энергии, а также технико-экономические особенности функционирующих на их основе электростанций.

Основной задачей данного исследования ставится доказательство того, что в России имеются все возможности для использования ВИЭ, и на данный момент существует острая необходимость в развитии этой отрасли.


Раздел I.

1.1^ . Понятие «нетрадиционная энергетика.

Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – это источники на основе по­стоянно существующих или периодически возникающих в окружающей сре­де потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целена­правленной деятельности человека, и это является ее отличительным призна­ком. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относят­ся: торф; энергия биомассы (отходы сельскохозяйственные, лесного ком­плекса, коммунально-бытовые и промышленные; энергетические плантации: сельскохозяйственные культуры, древесно-кустарниковая и травянистая рас­тительность); энергия ветра; энергия солнца; энергия водных потоков на суше (гидроэлектростанции мощностью менее 1 МВт: миниГЭС, микроГЭС); средне- и высокопотенциальная геотермальная энергия (гидротермальные и парогидротермальные источники; сухие, глубоко залегающие горные поро­ды); энергия морей и океанов (приливы и отливы, течения, волны, темпера­турный градиент, градиент солености); низкопотенциальная тепловая энер­гия (почвы и грунта, зданий и помещений, сельскохозяйственных животных).

Всё это многообразие сводится к трём глобальным видам источников: энергии Солнца, тепла Земли и энергии орбитального движения планет, причём солнечное излучение по мощности превосходит остальные более чем в 1000 раз. Мощность ВИЭ, поступающих на землю и направления их использования представлена в Приложении 1.

^ Невозобновляемые источники энергии – это природные запасы ве­ществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для про­изводства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека. Извлекаемые запасы органического топлива в мире оцениваются следующим образом (млрд. тонн условного топлива):



Между тем теоретический потенциал солнечной энергии, приходящий на Землю в течение года, превышает все извлекаемые запасы органического топлива в 10-20 раз. А экономический потенциал возобновляемых источников энергии в настоящее время оценивается в 20 млрд.т.у.т в год, что в два раза превышает объём годовой добычи всех видов органического топлива. И это обстоятельство указывает путь развития энергетики будущего, не такого уж и далёкого.

Основное преимущество ВИЭ - их неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет энергетический баланс планеты. Эти качества и послужили причиной бурного развития возобновляемой энергетики за рубежом и весьма оптимистических прогнозов их развития в ближайшем десятилетии. Возобновляемые источники энергии играют значительную роль в решении трёх глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетика, экология, продовольствие (Таблица 1).

Таблица 1. ^ Роль НВИЭ в решении трёх глобальных проблем человечества (энергетика, экология, продовольствие).

+ положительное влияние,
- отрицательное влияние,
0 - отсутствие влияния

______________________________________

Примечания:
1) Водоподъёмные установки на пастбищах и в удалённых населённых пунктах.
2) Орошение земель на базе малых водохранилищ, водоподъёмные устройства таранного типа.
3) Установки для сушки сена, зерна, сельхозпродуктов, фруктов.
4) Водоподъёмные системы, питание охранных устройств на пастбищах.
5) Обогрев теплиц геотермальными водами.
6) Использование золы в качестве удобрения.
7) Получение экологически чистых удобрений в результате сбраживания отходов.
8) Получение дизельного топлива из семян рапса - самообеспечение сельского хозяйства дизельным топливом.

9) Возможное оседание почвы и сейсмические эффекты.

10) Загрязнение поверх­ностных и грунтовых вод в случае выброса растворов высокой концентрации при бурении скважин; заболачивание почвы в результате сброса отработанных термальных вод.

11), 12) выбросы твердых частиц, канцерогенных и токсичных веществ, окиси углерода и других газов; выброс тепла, изменение теплового баланса.


1.2. Виды источников нетрадиционной энергии и особенности электростанций, действующих на них.

1.2.1. Энергия Солнца.

Основным видом “бесплатной” неиссякаемой энергии по справедливости считается Солнце. Ежесекундно оно дает Земле 80 триллионов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины. Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической космонавтики К.Э. Циолковский в 1912 году.

Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно солнечного излучения, чрезвычайно велики. Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики, а использование 0.5 % - полностью покрыть потребности на перспективу.

К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти огромные потенциальные ресурсы удастся реализовать в больших масштабах. Одним из наиболее серьезных препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения составляет не более 250 Вт/м² - почти в пять раз меньше того потока, который приходит на границу атмосферы (1,4 кВт/м²). К тому же, он зависит от времени суток, сезона года и погоды. Чтобы усилить поток солнечной энергии, надо собирать ее с большой площади с помощью концентраторов и запасать впрок в аккумуляторах. Пока это удается сделать в так называемой малой энергетике, предназначенной для снабжения светом и теплом жилых домов и небольших предприятий.

Среди солнечных электростанций (СЭС), способных обеспечить электроэнергией, например, небольшой завод, более других распространены СЭС башенного типа с котлом, поднятым высоко над землей, и с большим числом параболических или плоских зеркал (гелиостатов), расположенных вокруг основания башни (Рис. 1).

Рис. 1. Схема солнечной энергетической установки башенного типа.



Зеркала, поворачиваясь, отслеживают перемещение Солнца и направляют его лучи на паровой котел. Вырабатываемый котлом пар, так же как на тепловых электростанциях, приводит в действие турбину с электрогенератором. СЭС мощностью 0,1-10 МВт построены во многих странах с "хорошим" солнцем (США, Франция, Япония). Не так давно появились проекты более мощных СЭС (до 100 МВт). Главное препятствие на пути их широкого распространения - высокая себестоимость электроэнергии: она в 6-8 раз выше, чем на ТЭС. Но с применением более простых по конструкции, а значит, и более дешевых гелиостатов себестоимость электроэнергии, вырабатываемой СЭС, должна существенно снизиться[5].

Существуют два основных способа преобразования солнечной энергии: фототермический и фотоэлектрический.


Рис.2.Высокотемпературный гелиостат


Опыт использования солнечной энергии в умеренных широтах показывает, что энергию солнца выгоднее непосредственно аккумулировать и использовать в виде тепла. Существует два основных направления в развитии солнечной энергетики: решение глобального вопроса снабжения энергией и создание солнечных преобразователей, рассчитанных на выполнение конкретных локальных задач. Эти преобразователи, в свою очередь, также делятся на две группы: высокотемпературные и низкотемпературные.

В преобразователях первого типа солнечные лучи концентрируются на небольшом участке, температура которого поднимается до 3000°С. Такие установки уже существуют. Они используются, например, для плавки металлов (Рис. 2.) Самая многочисленная часть солнечных преобразователей работает при гораздо меньших температурах – порядка 100-200°С. С их помощью подогревают воду, обессоливают ее, поднимают из колодцев. В «солнечных» кухнях готовят пищу. Сконцентрированным солнечным теплом сушат овощи, фрукты и даже замораживают продукты. Энергию солнца можно аккумулировать днем для обогрева домов и теплиц в ночное время.

Солнечные установки практически не требуют эксплуатационных расходов, не нуждаются в ремонте и требуют затрат лишь на их сооружение и поддержание в чистоте. Работать они могут бесконечно.

Гелиоконцентратор представляет собой прибор, в котором параллельные солнечные лучи собираются с помощью вогнутого зеркала. Если в фокус зеркала поместить трубу с водой, то она нагреется. Таков принцип действия солнечных преобразователей прямого действия.

Наиболее эффективно их можно использовать в южных широтах, но и в средней полосе они находят применение. Зеркала в установках используются либо традиционные – стеклянные, либо из полированного алюминия. Наиболее эффективные концентраторы солнечного излучения (Рис. 3) имеют форму: 1) цилиндрического параболоида (а); 2)параболоида вращения (б); 3)плоско-линейной линзы Френеля (в).



Рис. 3. Формы концентраторов солнечной энергии


В реальных гелиосистемах плоско-линейная линза Френеля используется редко из-за ее высокой стоимости.


Рис.4. Солнечный водонагреватель


Водонагреватель предназначен для снабжения горячей водой, в основном, индивидуальных хозяйств. Устройство состоит из короба со змеевиком, бака холодной воды, бака-аккумулятора и труб. Короб стационарно устанавливается под углом 30-50° с ориентацией на южную сторону. Холодная, более тяжелая, вода постоянно поступает в нижнюю часть короба, там она нагревается и, вытесненная холодной водой, поступает в бак-аккумулятор. Она может быть использована для отопления, для душа либо для других бытовых нужд. Дневная производительность на широте 50° примерно равна 2 кВт/ч с квадратного метра. Температура воды в баке-аккумуляторе достигает 60-70°. КПД установки – 40%.

Тепловые концентраторы – это деревянные, металлические, или пластиковые короба, с одной стороны закрытые одинарным или двойным стеклом. Внутрь короба для максимального поглощения солнечных лучей вставляют волнистый металлический лист, окрашенный в черный цвет. В коробе нагревается воздух или вода, которые периодически или постоянно отбираются оттуда с помощью вентилятора или насоса.

Более эффективный путь использования солнечной энергии - это непосредственное преобразование ее в электрическую в фотоэлементах. Фотоэлементы представляют собой светочувствительные пластины из полупроводникового материала: селена, кремния, арсенида галлия, диселенида кремния и т.д. Фотоэлектричество производится, когда частицы света (фотоны), поглощенные полупроводником, создают электрический ток. Солнечные батареи могут быть различной мощности - от портативных установок в несколько ватт до многоваттных электростанций, покрывающих миллионы квадратных метров площади.

Для того, чтобы не зависеть от суточного и сезонного солнечного цикла и состояния атмосферы существуют технические методы накопления энергии такие как: электрохимическое накопление аккумуляторами, механическое накопление (с помощью вращающихся маховиков) и в форме водорода. Также возможно сочетание фотоэлементов с другими источниками энергии, например, наиболее вероятно сочетание с ветровыми установками, а также с системами на ископаемом топливе.

Фотоэлектрические системы (солнечные батареи) требуют минимального обслуживания, в них не используется вода, и поэтому они хорошо приспособлены для отдаленных и пустынных районов. Этот способ преобразования солнечной энергии является долговечным и экологически чистым, а также сам может быть использован для улучшения экологической обстановки в месте использования, а в перспективе - и для регулирования экологических условий на больших территориях[5].

      1. ^ Ветровая энергия.


На первый взгляд ветер кажется одним из самых доступных и возобновляемых источников энергии. В отличие от Солнца, он может “работать” зимой и летом, днем и ночью, на севере и на юге. Но ветер - это очень рассеянный энергоресурс. Основные параметры ветра - скорость и направление - меняются подчас очень быстро и непредсказуемо, что делает его менее “надежным”, чем Солнце.

Таким образом, встают две проблемы, которые необходимо решить для полноценного использования энергии ветра. Во-первых, это возможность «ловить» кинетическую энергию ветра с максимальной площади. Во-вторых, еще важнее добиться равномерности, постоянства ветрового потока. Вторая проблема пока решается с трудом.

Выработка электроэнергии с помощью ветра имеет ряд преимуществ: 1) экологически чистое производство без вредных отходов; 2) экономия дефицитного дорогостоящего топлива (традиционного и для атомных станций); 3) доступность; 4) практическая неисчерпаемость.

Ветровые двигатели не загрязняют окружающую среду, но они очень громоздкие и шумные. Чтобы производить с их помощью много электроэнергии, необходимы огромные пространства земли. Лучше всего они работают там, где дуют сильные ветры. И, тем не менее, всего одна электростанция, работающая на ископаемом топливе, может заменить по количеству полученной энергии тысячи ветряных турбин.


Рис.5. Крыльчатый ветродвигатель


Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.

Принципиальная простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества, но только неопытному взгляду ветроагрегат представляется простой конструкцией.

Традиционная компоновка ветряков – с горизонтальной осью вращения (Рис.5) – неплохое решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует в разные стороны. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей.

Кроме того, концы лопастей крупной установки, двигаясь с большой скоростью, создают шум. Однако главное препятствие на пути использования энергии ветра все же экономическая – мощность агрегата остается небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной. В итоге себестоимость энергии не позволяет ветрякам с горизонтальной осью оказывать реальную конкуренцию традиционным источникам энергии. В большой ветроэнергетике только при массовом строительстве можно рассчитывать на то, что цена киловатт-часа снизится до десяти центов. Что касается единичных мощностей выпускаемых в мире ветроустановок, то их спектр весьма широк: от нескольких сот Вт до 2-4 МВт.

Малые ВЭУ (мощностью до 100 кВт) находят широкое применение для автономного питания потребителей, и сферы их использования во многом совпадают с фотопреобразователями. Особенно эффективно использование малых установок для водоснабжения (подъем воды из колодцев и скважин, ирригация). Автономные малые ветроустановки могут комплектоваться аккумуляторами электрической энергии и/или работать совместно с дизельгенераторами. В ряде случаев используются комбинированные ветро-солнечные установки, позволяющие обеспечивать более равномерную выработку электроэнергии, учитывая то обстоятельство, что при солнечной погоде ветер слабеет, а при пасмурной - наоборот, усиливается.

Большинство типов ветродвигателей известны так давно, что история умалчивает имена их изобретателей. Основные разновидности ветроагрегатов изображены на Рисунке 6. Они делятся на две группы: 1) ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) (2-5);

2) ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные: лопастные (1) и ортогональные (6)). Типы крыльчатых ветродвигателей отличаются только количеством лопастей.



Рис 6. ^ Типы ветродвигателей.
Отбор мощности начинается при скорости ветра около 5 м/с, а номинальная мощность достигается при скорости 14-16 м/с. Предварительные расчеты ветроустановок предусматривают их использование в диапазоне от 50 до 20 000 кВт. В реалистичной установке мощностью 2000 кВт диаметр кольца, по которому движутся крылья, составит около 80 метров.

У мощного ветродвигателя большие размеры. Однако можно обойтись и малыми – взять числом, а не размером. Снабдив каждый электрогенератор отдельным преобразователем можно просуммировать выходную мощность, вырабатываемую генераторами. В этом случае повышается надежность и живучесть ветроустановки[5].


      1. ^ Геотермальная энергия.


Значительная часть поверхности Земли обладает большими запасами геотермальной энергии вследствие вулканической деятельности, радиоактивного распада, тектонических сдвигов и наличия участков магмы в земной коре. В ряде географических районов использование геотермальных источников может существенно увеличить выработку энергии, так как геотермальные электростанции (ГеоТЭС) являются одним из наиболее дешевых альтернативных источников энергии. Только в верхнем трехкилометровом слое Земли содержится свыше 1020 Дж теплоты, пригодной для выработки электроэнергии. Такое количество энергии позволяет рассматривать теплоту Земли как альтернативу органическому топливу. Через пробуренные в горной породе скважины вниз накачивается холодная вода, а в вверх поднимается образованный из воды пар, который вращает турбину.

Источники геотермальной энергии по классификации Международного энергетического агентства делятся на 5 типов:

1) Месторождения геотермального сухого пара. Они сравнительно легко разрабатываются, но довольно редки. Тем не менее, половина всех действующих в мире ГеоТЭС использует тепло этих источников.

2) Источники влажного пара (смеси горячей воды и пара). Они встречаются чаще. При их освоении приходится решать вопросы предотвращения коррозии оборудования ГеоТЭС и загрязнения окружающей среды (удаление конденсата из-за высокой степени его засоленности).

3) Месторождения геотермальной воды (содержат горячую воду или пар и воду). Они представляют собой так называемые геотермальные резервуары, которые образуются в результате наполнения подземных полостей водой атмосферных осадков, нагреваемой близко лежащей магмой.

4) Сухие горячие скальные породы, разогретые магмой (на глубине 2 км и более). Их запасы энергии наиболее велики.

5) Магма, представляющая собой нагретые до 1300°С расплавленные горные породы.

Опыт, накопленный различными странами и Россией, относится в основном к использованию природного пара и термальных вод (парогидротерм), которые остаются пока наиболее реальной базой геотермальной энергетики. Однако ее крупномасштабное развитие в будущем возможно лишь при освоении петрогеотермальных ресурсов, т. е. тепловой энергии горячих горных пород, температура которых на глубине 3-5 км обычно превышает 100°С.

Общий выход тепла из недр Земли на ее поверхность втрое повышает современную мощность энергоустановок мира и оценивается в 30 ТВт. При этом средняя плотность глубинного теплового потока составляет всего 0,06 Вт/м², что примерно в 3500 раз меньше средней плотности солнечного излучения. Общее количество теплоты, которым располагает Земля, в топливном эквиваленте составляет примерно 4,5/108 трлн. т.у.т. Но тепло Земли очень "рассеянно", и в большинстве районов мира человеком может использоваться с выгодой только очень небольшая часть энергии, накопленная в 5-километровом слое земной коры. К тому же, с технической и экономической точек зрения земное тепло можно осваивать только в нескольких регионах с благоприятными геологическими условиями.

Геотермальное тепло можно утилизировать либо "непосредственно", либо преобразовывать его в электричество, если температура теплоносителя достигает более 150°С.

В последние годы во многих странах стали применять тепловые насосы, в которых используется низкопотенциальная тепловая энергия с температурой 4-6°С и выше. В качестве источника такой энергии может быть использовано тепло как естественного происхождения (наружный воздух; тепло грунтовых, артезианских и термальных вод; воды рек, озер, морей и других незамерзающих природных водоемов), так и тепло техногенного происхождения (промышленные сбросы, очистные сооружения, тепло силовых трансформаторов и любое другое бросовое тепло). В России, к сожалению, тепловые насосы пока широкого распространения не получили, и работает их не более 100 единиц суммарной мощностью около 60 МВт.[11]

Самая простая и доступная геотермальная энергоус­тановка представляет собой паротурбинную установку с противодавлением[5]. Природный пар из скважины подается прямо в турбину с последую­щим выходом в атмосферу или в устройство, улавливающее ценные химиче­ские вещества. В турбину с противодавлением можно подавать вторичный пар или пар, получаемый из сепаратора. По этой схеме электростанция рабо­тает без конденсаторов, и отпадает необходимость в компрессоре для удале­ния из конденсаторов неконденсирующихся газов. Эта установка наиболее простая, капитальные и эксплуатационные затраты на нее минимальны. Она занимает небольшую площадь, почти не требует вспомогательного оборудо­вания и ее легко приспособить как переносную геотермальную электростан­цию (Рис. 7).



Рис.7. Схема геотермальной электростанции с непосредственным

использованием природного пара: 1 – скважина; 2 – турбина; 3 –

генератор; 4 – выход в атмосферу или на химический завод.

      1. ^ Энергия малых рек.


Примерно 1/5 часть энергии, потребляемой во всём мире, вырабатывают на ГЭС. Её получают, преобразуя энергию падающей воды в энергию вращения турбин, которая в свою очередь вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Энергия малых рек также в ряде случаев может стать источником электроэнергии. В соответствии с общепринятой международной классификацией к микро-ГЭС относят гидроэнергетические агрегаты мощностью до 100 кВт, а к малым от 100 кВт до 10 МВт.

Возможно, для использования этого источника необходимы специфические условия (например, речки с сильным течением), но в ряде мест, где обычное электроснабжение невыгодно, установка мини-ГЭС могла бы решить множество локальных проблем. Бесплотинные ГЭС для речек и речушек уже существуют. Этот двухметровый агрегат есть не что иное, как бесплотинная ГЭС мощностью в 0,5 КВт. Роторная установка диаметром 300 мм и весом всего 60 кг выводится на стремнину, притапливается на придонную “лыжу” и тросами закрепляется с двух берегов. Остальное - дело техники: мультипликатор вращает автомобильный генератор постоянного тока напряжением 14 вольт, и энергия аккумулируется. Опытный образец бесплотинной мини-ГЭС успешно зарекомендовал себя на речках Горного Алтая.

Сегодня интерес к малым ГЭС достаточно велик. Несмотря на то, что их экономические характеристики уступают крупным ГЭС, в их пользу работают следующие аргументы. Малая ГЭС может быть сооружена даже при нынешнем дефиците капиталовложений за счет средств частного сектора экономики, фермерских хозяйств и небольших предприятий. Малая ГЭС, как правило, не требует сложных гидротехнических сооружений, в частности, больших водохранилищ, которые на равнинных реках приводят к большим площадям затоплений. Сегодняшние разработки малых ГЭС характеризуются полной автоматизацией, высокой надежностью и полным ресурсом не менее 40 лет. Малые ГЭС позволяют лучше использовать солнечную и ветровую энергию, так как водохранилища ГЭС способны компенсировать их непостоянство.

Помимо использования малых рек, одним из интересных новых применений микро- и малых ГЭС стала их установка в питьевых водопроводах и технологических водотоках предприятий, водосбросах ТЭЦ, а также на промышленных и канализационных стоках. Такая возможность может быть реализована в тех водотоках (продуктопроводах), где требуется применение гасителей давления. Вместо гасителей целесообразно установка микро-ГЭС, вырабатывающих электроэнергию для собственных нужд производства или в сеть за счет избытка давления в водотоке.

^ 1.2.5.Энергия приливов.

Приливные колебания уровня в морях и океанах планеты вполне предсказуемы. Основные периоды этих колебаний – суточные продолжи­тельностью около 24 ч и полусуточные – около 12 ч 25 мин. Высота приливов варьируется от 0,5 до 10м. Места с большими высотами приливов обладают большими потенциалами приливной энергии. Во время приливов и отливов перемещение водных масс образует приливные течения, скорость которых в прибрежных проливах и между ост­ровами может достигать примерно 5 м/с. Высота, ход и периодичность приливов в большинстве прибрежных районов хорошо описаны и проанализированы благодаря потребностям нави­гации и океанографии. Поведение приливов может быть предсказано доста­точно точно, с погрешностью менее 4%. Таким образом, приливная энергия оказывается весьма надежной формой возобновляемой энергии.

Мировая энергетика располагает позитивным опытом эксплуатации приливных электростанций. Ведь принцип работы ПЭС во многом схож с гидростанциями. Однако для их работы не требуется создания водохранилищ – плотины, внутри которых устанавливаются турбины, строятся на входах в заливы морей и океанов. Выработка ПЭС не зависит также и от водности года. От гидростанций приливные отличает и низкий напор, вследствие чего турбины ПЭС имеют особую конструкцию.

Уже разработан целый ряд современных устройств для преобразования энергии приливных течений, один из которых показан на рис. 8. Капи­тальные затраты на создание подобных устройств в расчете на 1 кВт уста­новленной мощности достаточно высоки, поэтому их строительство целесо­образно лишь в отдаленных районах с высокими скоростями приливных те­чений, где любые альтернативные источники энергии еще более дороги.[5]



Рис. 8. Схема электростанции на приливном течении.

      1.   1   2   3



        Скачать файл (654 kb.)

        Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации