- •Южно-Уральский Государственный Университет
- •3.7 Малые аэс…………………………………………………………………...23
- •Запасы и ресурсы традиционных и нетрадиционных источников энергии
- •Энергоресурсы планеты
- •Возможности использования энергоресурсов
- •Энергоресурсы России
- •Совершенствование способов производства энергии
- •2.1 Получение энергии на тэс
- •2.2 Переменный график электропотребления
- •2.3 Проблемы передачи электроэнергии
- •2.4 Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии
- •2.5 Газотурбинные и парогазовые установки (гту и пгу)
- •2.6 Магнитно-гидродинамические установки (мгду)
- •2.7 Топливные элементы
- •2.8 Тепловые насосы
- •Нетрадиционные источники энергии. Энергетические установки малой мощности
- •Место малой энергетики в энергетике России
- •3.2 Газотурбинные и парогазовые малые электростанции
- •3.3 Мини тэц
- •3.4 Дизельные электростанции
- •3.5 Газопоршневые электростанции
- •3.6 Малые гибридные электростанции
- •3.7 Малые аэс
- •3.8 Малая гидроэнергетика
- •4 Возобновляемые источники энергии
- •4.1 Проблемы использования возобновляемых источников энергии
- •4.2 Гидроэнергетика
- •4.3 Солнечная энергия
- •4.3.1 Преобразование солнечной энергии в тепловую энергию
- •4.3.2 Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии
- •4.3.3 Термодинамическое преобразование солнечной энергии в электрическую энергию
- •4.3.4 Перспективы развития солнечной энергетики в России
- •4.4 Ветроэнергетика
- •4.4.1 Особенности использования энергии ветра
- •4.4.2 Классификация ветроустановок
- •4.4.3 Производство электроэнергии с помощью вэу
- •4.4.4 Ветроэнергетика России
- •4.5 Геотермальная энергетика
- •4.5.1 Происхождение геотермальной энергии
- •4.5.2 Техника извлечения геотермального тепла
- •4.5.3 Использование геотермальных источников для выработки электроэнергии
- •4.5.4 Использование геотермальных источников для теплоснабжения
- •4.5.5 Влияние геотермальной энергетики на окружающую среду
- •4.5.6 Геотермальная энергетика России
- •4.6 Энергия приливов
- •4.6.1 Причины возникновения приливов
- •4.6.2 Приливные электростанции (пэс)
- •4.6.3 Влияние пэс на окружающую среду
- •4.6.4 Приливная энергетика России
- •4.7 Энергия волн и океанических течений
- •4.7.1 Энергия волн
- •4.7.2. Энергия океанических течений
- •4.8 Тепловая энергия морей и океанов
- •4.8.1 Ресурсы тепловой энергии океана
- •4.8.2 Океанические тепловые электростанции
- •4.9 Использование энергии биомассы
- •4.9.1 Ресурсы биомассы
- •4.9.2 Термохимическая конверсия биомассы (сжигание, пиролиз, газификация)
- •4.9.3 Биотехнологическая конверсия биомассы
- •4.9.4. Экологические проблемы биоэнергетики
- •5 Утилизация твердых бытовых отходов (тбо)
- •5.1 Характеристика твердых бытовых отходов (тбо)
- •5.2 Переработка тбо на полигонах
- •5.3 Компостирование тбо
- •5.4 Сжигание тбо в специальных мусоросжигательных установках
4 Возобновляемые источники энергии
4.1 Проблемы использования возобновляемых источников энергии
Основные невозобновляемые энергоресурсы рано или поздно будут исчерпаны. Сейчас около 80% энергопотребления на планете обеспечивается за счет органического топлива. При таком использовании органического топлива его запасы к концу нынешнего столетия могут быть практически использованы. Поэтому уже в настоящее время во многих странах мира все большее внимание уделяют выработке электроэнергии на базе возобновляемых источников энергии.
Возобновляемые источники энергии имеют неоспоримые преимущества с точки зрения экологии. Некоторые возобновляемые виды энергии уже сейчас стоят не дороже энергии, получаемой за счет использования ископаемого топлива, и практически все дешевле ядерной энергии.
К возобновляемым источникам энергии относятся: солнечное излучение, энергия ветра, рек, водотоков, приливов и отливов, биомассы, геотермальная энергия, рассеянная тепловая энергия воздуха и воды. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в мире оценивается примерно в 20млдр т условного топлива в год, т.е. в 2 раза превышает годовой объем добычи всех видов ресурсов. Доля энергии от ВИЭ исключая гидроэнергетику и древесину пока не велика.
По данным Международного Энергетического агентства производство электроэнергии за счет нетрадиционных возобновляемых источником энергии(НВИЭ) оценивается более чем в 200млрд кВт\ч. Это составляет 6% от общего производства электроэнергии. Предполагается, что к 2030г – 13%, к 2060 – 23%.
Причем энергии солнца, ветра и малых гидростанций может хватить для удовлетворения потребностей всего мира. В течении года Земля получает от Солнце энергии в 100раз больше, чем ее содержится во все запасах ископаемого топлива.
Производство электроэнергии на базе ВИЭ, в общем ее объеме составляет: США – 1%, Дания 20%, Нидерланды 10%, Германия 12%, России – 0,1%.
Большая часть потребности в электроэнергии будет удовлетворятся за счет солнечных элементов, ветроустановок, малых гидростанциях и использования биомассы остатков урожая и отходов деревообрабатывающей промышленности.
В некоторых районах мир значительными источниками энергии могут оказаться геотермальные источники и энергия волн и приливов.
Согласно оценки Агентства по охране окружающей среды США через 15 лет возобновляемые источники энергии смогут удовлетворить 1/3 мировой потребности в энергии. Сейчас они удовлетворяют 1/16 часть потребностей. Еще через 20 лет возобновляемые источники должны удовлетворять 2/3 потребностей. Но для этого необходимо ускорить процесс развития энергетики на базе возобновляемых источников. Требуется воля правительств и вклад энергетиков всех стран и особенно индустриально развитых.
Экономический эффективный потенциал возобновляемых источников энергии в России составляется 270млн т.у.т. в год. Это более 25% внутреннего годового энергопотребления. В настоящее время в России действуют несколько экспериментальных и опытных промышленных электростанций использующие возобновляемые энергоресурсы. Около 300 малых ГЭС, десятки небольших ветровых и солнечных установок, общих вклад которых в энергобалансе стран не превышает 0.1%.
В настоящее время стоимость энергии, вырабатываемой на базе ВИЭ значительно больше по сравнению со стоимостью электроэнергии традиционных источников. Но более широкое распространение этих источников и увеличение производства оборудования для них могут уменьшить стоимость энергии, получаемой от ВИЭ.
В России уже сегодня необходимо более активно развивать энергетику на базе ВИЭ. Это даст возможность:
Обеспечить энергией отдаленные и труднодоступные районы страны с меньшими затратами;
Сократить дорогостоящее строительство ЛЭП (линий электропередач) и особенно в труднодоступных районах;
Оптимизировать графики загрузки оборудования на других станциях;
Снизить выбросы загрязняющих веществ при производстве тепловой и электрической энергии
Ограничить использование органических ресурсов, которые используются в энергетике для отраслей промышленности за счет снижения их доли на выработку электрической энергии;
Сохранение невозобновляемых энергоресурсов для будущих поколений;
Обеспечение энергетической безопасности страны
Недостатки использования ВИЭ
Потребность в энергии не постоянна во времени. В электроэнергии потребность максимальна в утренние и вечерние часы и минимальна в ночное время. Традиционные тепловые электростанции, регулируя расход топлива, могут подстраиваться под колебании спроса на энергию. При использовании возобновляемых источников энергии колебаться не только спрос на энергию, но и мощность этих источников. Поэтому необходимо учитывать оба этих фактора.
Ни один из возобновляемых источников энергии не является универсальным и не может быть использован в любой ситуации. Использование конкретного возобновляемого источника зависит от природных условий и потребностей в энергии. Поэтому для эффективного планирования энергетики на возобновляемых ресурсах необходимы : систематической исследования окружающей среды, изучение потребностей конкретного района в энергии для промышленного и с\х производства, а так же для бытовых нужд.