- Современные способы получения электрической энергии
- Характеристика достоинств и недостатков современных способов получения электрической энергии: тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Изучение способов получения электричества и тепла из ветра и солнечного излучения. Особенности геотермальной энергетики.
- Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
- 1.1 Тепловые электростанции
- Тепловая электростанция (ТЭС) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. ТЭС — основной вид электрической станций.
- Большинство электроэнергии производится на тепловых электростанциях. Часто в городах используются ТЭЦ — теплоэлектроцентрали, производящие не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такая система является довольно-таки непрактичной т.к. в отличие от электрокабеля надежность теплотрасс чрезвычайно низка на больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильно снижается, вследствие уменьшения температуры теплоносителя. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более 20 км установка электрического бойлера в отдельно стоящем доме становится экономически выгодна.
- На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.
- Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные, предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара.
- 1.2 Гидроэлектростанции
- Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС обеспечивает необходимую концентрацию потока воды и создание напора.
- По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, смешанные и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.
- В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения.
- Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на 1 квт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.
- 1.3 Атомные электростанции
- Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем. Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.
- Первая в мире АЭС была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике.
- АЭС являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде.
- Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форсмажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. — здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.
- 2. Источники энергии
- «Способы получения электроэнергии»
Современные способы получения электрической энергии
Характеристика достоинств и недостатков современных способов получения электрической энергии: тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Изучение способов получения электричества и тепла из ветра и солнечного излучения. Особенности геотермальной энергетики.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.11.2015 |
| Размер файла | 1007,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
«Витебский государственный ордена Дружбы народов
и биологической физики
По дисциплине «Основы энергосбережения»
Современные способы получения электрической энергии
1. Современные способы получения электрической энергии
1.1 Тепловые электростанции
1.3 Атомные электростанции
2. Источники энергии
2.1 Возобновляемые источники энергии
2.1.1 Ветровая энергия
2.1.2 Энергия солнца
2.1.3 Геотермальная энергетика
Список использованной литературы
Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда машинным.
Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, дешевизны материалов, долговечности станций.
В данной работе рассмотрены современные источники электрической энергии. Цель работы — прежде всего ознакомиться с современным положением дел в этой проблематике.
1. Современные способы получения электрической энергии
Характерной чертой традиционной электроэнергетики является её давняя и хорошая освоенность, она прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях. Традиционная электроэнергетика делится на несколько основных направлений: тепловая энергетика, гидроэнергетика и атомная энергетика.
1.1 Тепловые электростанции
Тепловая электростанция (ТЭС) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. ТЭС — основной вид электрической станций.
Большинство электроэнергии производится на тепловых электростанциях. Часто в городах используются ТЭЦ — теплоэлектроцентрали, производящие не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такая система является довольно-таки непрактичной т.к. в отличие от электрокабеля надежность теплотрасс чрезвычайно низка на больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильно снижается, вследствие уменьшения температуры теплоносителя. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более 20 км установка электрического бойлера в отдельно стоящем доме становится экономически выгодна.
На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.
Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные, предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара.
1.2 Гидроэлектростанции
Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС) — комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС обеспечивает необходимую концентрацию потока воды и создание напора.
По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, смешанные и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.
В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения.
Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами — их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на 1 квт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.
1.3 Атомные электростанции
Атомная электростанция (АЭС) — электростанция, в которой атомная энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем. Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.
Первая в мире АЭС была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике.
АЭС являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде.
Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форсмажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. — здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.
2. Источники энергии
В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива — уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.
2.1. Возобновляемые источники энергии
По мере роста численности населения, людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии — солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это — экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. В связи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций — альтернативных источников энергии. Отрасль энергетики, которая занимается вопросом производства и передачи такой энергии, называется ветроэнергетикой.
Ветроэнергетика — это отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор, ветряная мельница, парус и другими.
Солнечная энергетика использует солнечные излучения для получения энергии в каком-либо виде.
Ныне солнечная энергетика широко применяется в случаях, когда малодоступность других источников энергии в совокупности с изобилием солнечного излучения оправдывает её экономически.
Солнце — источник жизни и жесткий убийца, дающий возможность родиться и вырасти каждому живому организму на Земле уже на протяжении нескольких миллиардов лет. Всерьез о технологическом «приручении» солнечного света человек начал задумываться только в прошлом столетии.
Перспективы выработки солнечной энергии уменьшаются из-за глобального затемнения — антропогенного уменьшения солнечного излучения, доходящего до поверхности Земли.
Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения:
1) Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.
2) Гелиотермальная энергетика — нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла. электрический энергия солнечный геотермальный
3) «Солнечный парус» — устройство, способное в безвоздушном пространстве преобразовывать солнечные лучи в кинетическую энергию.
4) Термовоздушные электростанции — преобразуют солнечной энергию в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор.
Существует множество недостатков использования солнечной энергии. Из-за относительно небольшой величины солнечной постоянной для солнечной энергетики требуется использование больших площадей земли под электростанции. Однако, этот недостаток не так велик. К тому же фотоэлектрические элементы на крупных солнечных электростанциях устанавливаются на высоте 1,8-2,5 метра, что позволяет использовать земли под электростанцией для сельско-хозяйственных нужд, например, для выпаса скота.
Поток солнечной энергии на поверхности Земли сильно зависит от широты и климата. В разных местах среднее количество солнечных дней в году может различаться очень сильно.
Еще одна проблема заключается в том, что солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в утренних и вечерних сумерках. При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме того, мощность электростанции может резко и неожиданно колебаться из-за смены погоды. Для преодоления этих недостатков нужно или использовать эффективные электрические аккумуляторы, либо строить гидроаккумулирующие станции, которые тоже занимают большую территорию, либо использовать концепцию водородной энергетики, которая также пока далека от экономической эффективности.
Проблема зависимости мощности солнечной электростанции от времени суток и погодных условий решается в случае солнечных аэростатных электростанций.
Другая проблема это дороговизна солнечных фотоэлементов.
Так же поверхность фотопанелей нужно очищать от пыли и других загрязнений. При их площади в несколько квадратных километров это может вызвать затруднения.
Эффективность фотоэлектрических элементов заметно падает при их нагреве, поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения, обычно водяных. Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться.
Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. Современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30-50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее же время сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения.
2.1.3 Геотермальная энергетика
Геотермальная энергетика — это направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.
Учитывая результаты существующих прогнозов по истощению к середине — концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии. Несмотря на это, поиск и развитие новых способов получения энергии является задачей первостепенной важности. Эта важность обуславливается потребностью получать электричество из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений, которые в то же время обладали бы такими важными характеристиками, как экологичность и экономичность.
Список использованной литературы
1. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. — М.: Наука и техника, 1997. — 110 с
5. Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. — М.: Знание, 1997. — 128 с.
Источник
«Способы получения электроэнергии»
Информационно – познавательный проект
по теме: «Способы получения электроэнергии»
Автор проекта: Купаев Владислав,
обучающийся 4а класса
Наставник проекта: Купаева И. Н.,
Теоретическая часть. Способы получения электроэнергии 4
Тепловые электростанции 4
1.3. Атомная электростанция 5
1.4. Альтернативные источники энергии 6
1.4.1. Солнечные батареи 6
1.4.2. Ветрогенераторы 7
2. Практическая часть. 10
2.1. Электростанции в городе Магнитогорске 10
2.2 Альтернативные способы получения электроэнергии в городе Магнитогорске 12
Список литературы 14
Невозможно представить жизнь современного человека без бытовых приборов, компьютеров, гаджетов и других электроприборов. Любое отключение электроэнергии доставляет массу неудобств. В последнее время много говорят о способах экономии электроэнергии, об использовании новых энергосберегающих лампочек для освещения. Моя семья проживает в небольшом промышленном городе Магнитогорске. Меня заинтересовало, где и как вырабатывается электроэнергия, которую мы используем?
Проблема: какие способы получения электроэнергии существуют в мире в настоящее время, и какие из них используются в моем городе.
Цель: Изучить способы получения электроэнергии.
Изучить источники информации о способах получения электроэнергии.
Выяснить способы получения электроэнергии, их преимущества и недостатки.
Выяснить способы получения электроэнергии в городе Магнитогорске.
Оформить газету о способах получения электроэнергии.
Ценность моей работы заключается в том, что я узнаю больше про пути получения электроэнергии, в том числе в городе Магнитогорске и смогу поделиться этой информацией со сверстниками.
Теоретическая часть. Способы получения электроэнергии
Тепловая электростанция (ТЭС) — электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. Первые ТЭС появились в конце XIX века и получили преимущественное распространение в середине 70-х гг. XX века. Около 75% всей электроэнергии России производится на ТЭС.
Преимущества:
1. Используемое топливо достаточно дешево.
2. Требуют меньших капиталовложений по сравнению с другими электростанциями.
3. Могут быть построены в любом месте независимо от наличия топлива. Топливо может транспортироваться к месту расположения электростанции железнодорожным или автомобильным транспортом.
4. Занимают меньшую площадь по сравнению с гидроэлектростанциями.
5. Стоимость выработки электроэнергии меньше, чем у дизельных электростанций.
Недостатки:
1. Загрязняют атмосферу, выбрасывая в воздух большое количество дыма и копоти.
2. Более высокие эксплуатационные расходы по сравнению с гидроэлектростанциями.
Гидроэлектростанции (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции обычно строят на реках, сооружая плотины и водохранилища.
Принцип работы ГЭС. Работа гидроэлектростанции достаточно проста. Возведенные гидротехнические сооружения обеспечивают стабильный напор воды, который поступает на лопасти турбины. Напор приводит турбину в движение, в результате чего она вращает генераторы. Последние и вырабатывают электроэнергию, которую затем по линиям высоковольтных передач доставляют потребителю.
Работа ГЭС не сопровождается выделением газа и углекислоты, окислов азота и серы, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву.
Вода — возобновляемый источник энергии.
Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).
Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.
Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья и ирригации.
Большие водохранилища затопляют значительные участки земли, которые могли бы использоваться с другими целями.
Разрушение или авария плотины большой ГЭС практически неминуемо вызывает катастрофическое наводнение ниже по течению реки.
Сооружение ГЭС неэффективно в равнинных районах.
Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии.
Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется. На их берегах строить загородные дома не стоит!
Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.
Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.
1.3. Атомная электростанция
Атомная электростанция АЭС — комплекс технических сооружений, предназначенных для выработки электрической энергии путем использования энергии, выделяемой при контролируемой ядерной реакции. В качестве распространенного топлива для атомных электростанций применяется уран. Реакция деления осуществляется в основном блоке атомной электростанции – ядерном реакторе.
Преимущества атомной энергетики:
1. Остается атомная энергетика. Благодаря особенностям ядерных реакций затраты топлива очень и очень невелики. Это основное преимущество атомной энергетики.
2. 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
Недостатки атомной энергетики:
1. Сложность утилизации радиоактивных отходов.
2. 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.
1.4.Альтернативные источники энергии
1.4.1. Солнечные батареи
Индустрия солнечных батарей постоянно расширяется. По оценкам специалистов мощность такого среднестатистического источника электроэнергии каждый год увеличивается в три раза. Это свидетельствует о развитии данной области.
1. Солнце — экологически чистый источник энергии, который не загрязняет окружающую среду. Эксплуатация солнечных панелей не приводит к выбросам парниковых газов или образованию отходов.
2. Солнечная энергия неисчерпаема, в отличие от традиционных видов топлива. Стоит отметить, что в России запасов нефти хватит больше чем на 50 лет, газа — более чем на 100 лет, а угля еще на 500 лет. Но не во всем мире так. Для сравнения, в Великобритании нефть кончится через 5,2 года, газ — через 3 года, уголь — через 4,5 года. Во Франции и того хуже — все это вместе истощится меньше чем через год. А вот, Германия, напротив, может прожить еще 250 лет на угле, но только два года на газе и меньше года на нефти.
3. Солнечные батареи после установки требуют минимального обслуживания и производят энергию без участия человека.
4. Среди других достоинств батарей на солнечной энергии стоит отметить длительный срок службы. Он составляет — 25 лет и более без ухудшения эксплуатационных характеристик.
5. Использование солнечной энергии субсидируется государством. Например, во Франции за установку батареи дома возмещается до 60% от стоимости.
1. Солнечная энергетика не выдерживает конкуренции, когда дело доходит до серьезных объемов производства электроэнергии. Действительно, определенные виды энергий, например ядерная, могут быть гораздо более выгодными в финансовом отношении.
2. Производство энергии может оказаться нерегулярным из-за погодных условий.
3. Для производства достаточного количества электроэнергии необходимо устанавливать большие площади солнечных батарей.
Солнечная энергетика открыта уже довольно давно, но ее долго не рассматривали в качестве источника энергии из–за дороговизны. Развитие технологий привело к снижению цен, и солнечные панели стали серьезным конкурентом для традиционных источников энергии.
Энергия ветра может быть преобразована в электричество и для этого используют ветрогенераторы. Турбины данного типа имеют привлекательный внешний вид и обладают достаточно высокой эффективностью. Большинство моделей не требуют управления человеком и служат на протяжении долгого времени. Разделяют горизонтальные и вертикальные турбины. Горизонтальные устройства оснащены флюгером и системой слежения. У вертикальных устройств нет необходимости ориентации на ветер и они отличаются большей надёжностью.
1. Используется полностью возобновляемый источник энергии.. Источник принципиально неисчерпаем.
2. В процессе работы ветряной электростанции полностью отсутствуют вредные выбросы.
3. Ветряная турбина и основные рабочие части таких генераторов расположены на значительной высоте над землей, поэтому окружающее пространство может быть с успехом использовано для хозяйственных нужд.
4. Применение ветрогенераторов особенно оправдано для изолированных территорий.
5. После введения в эксплуатацию ветряной электростанции, стоимость киловатт-часа генерируемой таким образом электроэнергии значительно снижается.
6. Техническое обслуживание в процессе эксплуатации минимально.
Зависимость от внешних условий в конкретный момент. Ветер может быть сильным, или его может не быть вообще. Для обеспечения непрерывной подачи электроэнергии потребителю в таких непостоянных условиях, необходима система хранения электроэнергии значительной емкости и инфраструктура для передачи этой энергии.
Сооружение ветровой установки требует материальных затрат.
Некоторые эксперты считают, что ветряки искажают природный ландшафт, что их вид нарушает естественную природную эстетику. Поэтому крупным фирмам приходится прибегать к помощи профессионалов по дизайну и ландшафтной архитектуре.
Ветряные установки производят аэродинамический шум, который может причинить дискомфорт людям. По этой причине в некоторых странах Европы принят закон, по которому расстояние от ветряка до жилых домов не должно быть меньше 300 метров, а уровень шума не должен превышать 45 дБ днем и 35 дБ ночью.
Есть небольшая вероятность столкновения птицы с лопастью ветряка.
Биогаз является высококачественным и полноценным носителем энергии и может многосторонне использоваться как топливо в домашнем хозяйстве и в среднем и мелком предпринимательстве для приготовления пищи, производства электроэнергии, отопления жилых и производственных помещений. В качестве исходного сырья используются отходы крупного рогатого скота, птицеводства, отходы спиртовых и ацетонобутиловых заводов, биомасса различных видов растений. Переработанная биомасса используется для удобрения полей и производства компоста. Таким образом, создается система замкнутого цикла: растения — корма (пищевые продукты) — отходы — растения. Такая система обеспечивает сельское хозяйство удобрением и кормами, производство — сырьем и энергией. При этом не загрязняется окружающая среда, уменьшается использование минеральных источников энергии и выделение газов, вызывающих парниковый эффект.
В настоящее время во многих странах создаются также специальные обустроенные хранилища твердых бытовых отходов городов с целью извлечения из них биогаза для производства электрической и тепловой энергии.
Это один из наиболее доступных видов альтернативного топлива (в частности для фермеров), так как сырьевая база для его производства всегда в наличии и всегда под рукой.
Биогаз можно производить из самых разных органических отходов, а это значит, что биогаз можно производить в любом регионе или стране мира, вне зависимости от климатических условий или рельефа. Кроме того, производство биогаза решает проблемы, связанные с утилизацией мусора. Это означает, что есть реальные перспективы решения весьма важной проблемы, которая уже давно заботит многих учёных, политиков и простых людей во всём мире.
В процессе производства биогаза получаются на выходе органические удобрения, которые являются идеальным удобрением для почвы.
Относительно простая по конструкции и не дорогая по цене биогазовая установка.
Данный вид биотоплива является доступным, в основном, жителям сельских районов и владельцам ферм.
Сам процесс производства биогаза является достаточно взрывоопасным производством. Кроме того, для производства биогаза можно использовать любое органическое сырье, поэтому многие фермеры специально выращивают масляные зерновые культуры для производства биогаза, тем самым истощая землю и не используя полученный урожай по его прямому назначению.
Преимущества и недостатки разных способов получения электроэнергии можно представить в виде таблицы:
Способ получения электроэнергии
2. Практическая часть.
2.1. Электростанции в городе Магнитогорске
Теплоэлектроцентраль Магнитогорского металлургического комбината
В городе Магнитогорске находится Теплоэлектроцентраль Магнитогорского металлургического комбината (ТЭЦ ОАО ММК). Главной задачей ТЭЦ является бесперебойное снабжение электроэнергией промышленных объектов ОАО «ММК», а также обеспечение паром, технической водой турбокомпрессоров кислородного цеха и левобережную часть города, часть правого берега.
История строительства ТЭЦ
В решении Совета Министров СССР от 2 июня 1948 года записано: «Для покрытия возросших тепловых и электрических нагрузок ММК и его района в Магнитогорске должна быть сооружена новая мощная теплоэлектроцентраль».
12 февраля 1952 года трест «Магнитострой» приступил к бетонированию фундаментов под колонны главного корпуса теплоэлектроцентрали. 25 февраля 1954 года на новой ТЭЦ был пущен в эксплуатацию первый энергетический паровой котел производительностью 170 т пара в час и турбогенератор мощностью 50 МВт. Первый этап строительства ТЭЦ завершился в 1957 году. К тому времени также были введены в работу котлоагрегаты № 2-4, турбогенераторы № 2 и №3.
С лета 1963 по декабрь 1966 года пущены в эксплуатацию турбогенератор № 4, котлоагрегаты № 5 и №6, пиковый водогрейный котел № 1. Завершено строительство второй очереди ТЭЦ. В 1965 году на котлы ТЭЦ был принят природный газ. Началось сокращение сжигания каменного угля и уменьшение выбросов золы в атмосферу.
К 1970 году на ТЭЦ работали уже восемь котлоагрегатов общей паропроизводительностью 1960 т в час и шесть турбогенераторов. Установленная электрическая мощность ТЭЦ составила 300 МВт, а тепловая — по отпуску тепла с горячей водой — 760 Гкал/ час. В те годы ТЭЦ ММК была самой современной и мощной электростанцией в составе министерства черной металлургии СССР.
Влияние ТЭЦ на окружающую среду
Дело в том, что при сжигании газа, как и при сжигании мазута, в атмосферу попадает окись серы, а по количеству выбросов оксидов азота при сжигании газ почти не уступает мазуту.
Наиболее высокую биологическую активность имеет диоксид азота, он оказывает сильное раздражающее действие на слизистую оболочку глаз и дыхательные пути. В районах расположения ТЭЦ, наряду с возрастанием доли углекислого газа, уменьшается доля кислорода в атмосфере, так как большое количество кислорода расходуется при сжигании топлива. Окись серы, попадающая с выбросами в атмосферу, наносит большой ущерб животному и растительному миру, она разрушает хлорофилл, имеющийся в растениях, повреждает листья и хвою. Окись углерода, попадая в организм человека и животных, соединяется с гемоглобином крови, в результате чего в организме возникает недостаток кислорода, и, как следствие, происходят различные нарушения нервной системы.
Оксид азота снижает прозрачность атмосферы и способствует образованию смога. Ускоряет распространение и увеличивает площадь загрязнения вредными веществами такое явление, как туман. Вредные вещества при взаимодействии с туманом образуют устойчивое сильнозагрязнённое мелкодисперсное облако — смог, имеющий наибольшую плотность у поверхности земли.
Кроме того, ТЭЦ загрязняют водоёмы, сбрасывая в них тёплую воду, в результате чего происходит цепная реакция, водоём зарастает водорослями, в нём нарушается кислородный баланс, что в свою очередь несёт угрозу жизни всем его обитателям.
Загрязняют окружающую среду и сточные производственные воды ТЭЦ, содержащие нефтепродукты. Эти воды станция сбрасывает после химических промывок оборудования, поверхностей нагрева паровых котлов и систем гидрозолоудаления.
Газотурбинная электростанция ТЭЦ Магнитогорская
ГТ ТЭЦ Магнитогорская обеспечивает резерв системы теплоснабжения города. Вводена в эксплуатацию 2010. Мощность электроэнергии: 18 МВт; теплоэнергии 80 Гкал/ч. Это современная высокотехнологичная установка, генерирующая электричество и тепловую энергию. Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей — силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс.
В энергоблоке ГТ ТЭЦ Магнитогорская была применена технология магнитного подшипника — ротор турбины и генератор вращаются в состоянии левитации — без контакта.
Преимущества магнитного подшипника:
1. не требует смазки;
2. экологически безопасен;
3. низкий уровень вибраций;
4. встроенная система контроля и мониторинга состояния;
5. отсутствие контакта между кольцами (нет трения = нет износа).
Надежность работы ГТ ТЭЦ подтверждена 13 летним опытом эксплуатации в любых климатических условиях.
Недостатками ГТ ТЭЦ можно считать то, что по соотношению вырабатываемой электрической энергии к тепловой она, как правило, проигрывает другим типам станций; высокая шумность, следовательно возникает необходимость шумоизоляции; сжигание газа влечет загрязнение атмосферы, которое мы уже рассматривали.
Альтернативные способы получения электроэнергии в
В результате проведенной работы я выяснил, что из всего многообразия альтернативных способов в нашем городе используются солнечные батареи в частном секторе в очень небольшом количестве. Остальные способы не используются.
Источник
