19. Охарактеризуйте можливі шляхи використання сонячної енергії.
За останніх 10 років щорічний середній темп зростання нових інсталяцій сонячних панелей в світі склав 50,4%, а загальний фонд встановлених батарей на кінець 2010 року наблизився до 39,5 Гвт.
Сонячну енергетику найчастіше розділяють по напрямах:
• геліотермальна енергетика, де нагрів теплоносія для опалювання, гігієнічного водопостачання і інших потреб відбувається за допомогою прямого перетворення сонячного випромінювання в теплову енергію;
• отримання електроенергії за допомогою теплових машин, нагрів робочого тіла в яких, відбувається за рахунок сонячної енергії;
• перетворення сонячної енергії в електроенергію за допомогою сонячної панелі (сонячної батареї).
Перший напрям реалізується з допомогою водяних колекторів різного типу, з яких найбільш ефективними є колектори з вакуумними трубками і використанням парникового ефекту
Другий напрям реалізується кількома можливими засобами. Для цього використовують схеми з концентраторами сонячної енергії через використання дзеркал або лінз.
Друге місце серед таких ЕС займають такі, де використовуються так звані сонячні ставки.
Третю групу складають станції з параболічними концентраторами.
Третій напрям реалізується через застосування напівпровідникових фотоелектричних перетворювачів.
В даний час є технічні можливості для створення фотоелектричних ЕС, що розміщуються на штучних супутниках Землі з геостационарной орбітою. В цьому випадку сонячна енергія акумулюватиметься безперервно. Передача енергії на Землю повинна здійснюватися по надвисокочастотному каналу з довжиною хвилі 10 см (частота 2,4 Ггц).
Якщо розташувати 6 фотоелектричних електростанцій в 6 точках (це пустелі Цукру, Грейт Сенді, Такла Махан, Аравійська, Атакама, Грейт Безін) на Землі, то вони в сумі дадуть потужність, споживану нині людством (з урахуванням ККД 8%). Сумарно ці станції забезпечать 18 ТВт електроенергії і покриють плановані навіть до 2040 г потреби людства.
Охарактеризуйте переваги та недоліки використання енергії сонця.
Достоїнства сонячної енергетики
Загальнодоступність і невичерпність джерела.
Теоретично (як затверджують її прибічники) повна безпека для навколишнього середовища
Недоліки сонячної енергетики
Фундаментальні
Із-за відносно невеликої величини сонячної постійної для сонячної енергетики потрібне використання великих площ землі під електростанції (наприклад, для електростанції потужністю 1 Гвт це може бути пара десятків квадратних кілометрів).
Потік сонячної енергії на поверхні Землі сильно залежить від широти і клімату. У різних місцях кількість сонячних днів в році може розрізнятися дуже сильно.
Все це приводить до того, що сонячна енергетика може ефективно застосовуватися в крупних масштабах тільки на окремих територіях, причому це наноситиме шкоду природокористуванню (наприклад, буде відбирати площі у сільського господарства). Для постачання несонячних регіонів доведеться будувати ЛЕП.
Технічні проблеми
Сонячна електростанція не працює вночі і недостатньо ефективно – в ранішніх і вечірніх сутінках. При цьому пік електроспоживання доводиться саме на вечірні часи. Крім того, потужність електростанції може різко і несподівано коливатися із-за зміни погоди.
Дорожнеча сонячних фотоелементів.
Ефективність фотоелектричних елементів помітно падає при їх нагріві, тому виникає необхідність в установці систем охолоджування, зазвичай водяних.
Через 30 років експлуатації ефективність фотоелектричних елементів починає знижуватися.
Недостатній ККД сонячних елементів.
Поверхню фотопанелей потрібно очищати від пилу і інших забруднень. При їх площі в декілька квадратних кілометрів це може викликати певні труднощі.
Екологічні проблеми
Не дивлячись на екологічну чистоту отримуваної енергії, самі фотоелементи містять отруйні речовини, наприклад, свинець, кадмій, галій, миш'як і т. д., а їх виробництво споживає масу інших небезпечних речовин.
Сучасні фотоелементи мають обмежений термін служби (30…50 років), і їх масове застосування поставить в найближчий же час складне питання їх утилізації, яке теж не має поки прийнятного з екологічного погляду рішення.
Глобальне використання сонячної енергетики може змінити альбедо земної поверхні (зараз ~35% і визначається відношенням відбитої і розсіяної сонячної енергії до падаючої на Землю) і привести до зміни клімату.
Перспективи
Із-за екологічних проблем і виниклого дефіциту кремнію починає активно розвиватися виробництво тонкоплівкових фотоелементів, у складі яких міститься всього біля 1 % кремнію. До того ж тонкоплівкові фотоелементи дешевше у виробництві, але поки мають меншу ефективність.
ККД сонячних елементів, ймовірно, буде незабаром збільшений.
Ймовірно, з розвитком технології, дорожнеча сонячних фотоэлементовбудет знижуватися. З 1990 року по 2005 ціни на фотоелементи знижувалися в середньому на 4 % у рік.
Назвіть основні переваги та недоліки вітрової енергетики.
+ вітрова ен. найбільш чиста;спорудження таких установ в пустелях може дати можливість для водозабезпечення цих місць та дати додатковий ефект в госп освоєнні цих земель.
- нерівномірність вітрового потоку; залежить від рельєфу місцевості; використання ен вітру потребує спорудження величезної кількості баштових установ, що займуть велику площу, можуть змінити пейзаж, викликати ускладнення для повітряного транспорту.; характеризується сезонною і добовою нерівномірністю
Схеми використання геотермальної енергії.
Схематическое
устройство геотермальной электростанции:
1 – вода; 2 – пар; 3 – насос; 4 – паровая турбина; 5 – электроэнергия; 6 – генератор
Или
Можливості використання енергії біомаси.
Промислове Використання енергії біомаси може бути дуже значним. Наприклад, за Рахунок відходів виробництва цукру в країнах , Які його постачають, Покривається до 40% Потреби у паливі. Використання Біопалива у вигляді дров, Гною та бадилля рослин має велике значення в домашньому господарстві більше 50% Населення планети, Заезпечуючи вироблення в цілому близько 300 ГВт енергії. Використання Біомаси на біопаливо як акумуляторів енергії Має фундаментальне значення. Теплота Згоряння сухої біомаси дорівнює 20 МДж/кг(Сира деревина– 10 МДж/кг; жири, Нафто подібні речовини– 40 МДж/кг; метан– 55 МДж/кг.
Світовий Досвід показує, Що найбільш ефективний напрямок використання енергії біомаси– Це анаеробна переробка з використанням біогазу та добрив. Одночасно Вирішується важлива екологічна проблема по знезараженню відходів. Важливою Є також розробка та використання термохіміч технологій переробки твердої біомаси в газоподібне паливо
Дайте загальну характеристику металургійного комплексу України.
Металургійний комплекс України представлено підприємствами чорної та кольорової металургії. Металургія є галуззю спеціалізації нашої країни в територіальному поділі праці країн СНД, Європи та на світовій арені. Металургія є потужнім фактором формування територіальних промислових комплексів. В місцях розміщення її основних підприємств зосереджується важке машинобудування, коксохімія, виробництво вогнетривких матеріалів, формуються крупні транспортні вузли. Розвитком і розміщенням металургія орієнтується на схід України, де сформувалися унікальні природні умови для розвитку цього комплексу. Тут знаходяться найкрупніші, що мають значення, паливно-сировинні бази чорної металургії – Донецький кам’яновугільний, коксовими марками вугілля, Криворізький залізорудний і Придніпровський марганцеворудний басейни, значні поклади вапняків, доломітів, вогнетривких глин. Залізорудна база чорної металургії України представлена Криворізьким і Кременчуцьким басейнами, Білозерським і Кременчуцьким родовищами. В Україні із рідкісних металів, які використовуються в чорній металургії як легуючі добавки для надання сталі певних якостей, є родовища титану та хрому.
Кольорова металургія України розвивається на основі розробки родовищ сировинних ресурсів – алюмінію, магнію, руд титану, цирконію, нікелю, ртуті та інші, алюмінієва промисловість використовує в якості сировини боксити, запаси котрих на території України незначні. Промислове значення мають родовища Смілянське і Високопільське .
В розміщенні підприємств кольорової металургії в Україні виділяються два основних райони. У Донецькому районі знаходиться Микитівський ртутний комбінат, Костянтинівський цинковий завод, Артемівський завод по обробці металів, який випускає латунь, латунний і мідний прокат, а також Свердловський завод алюмінієвого прокату.
Стратегічними напрямками розвитку металургійного комплексу України має стати підвищення технічного рівня сталеплавильного, прокату, трубного, і метисного виробництва для забезпечення поліпшення якісних і сортаментних показників готової металопродукції з метою задоволення потреб власних метало споживаючих галузей і підвищення ефективності експортного потенціалу.