Energia tradițională și caracteristicile ei. Marea enciclopedie a petrolului și gazelor

Energie

Energie- aria activității economice umane, ansamblu de mari subsisteme naturale și artificiale care servesc la transformarea, distribuirea și utilizarea resurselor energetice de tot felul. Scopul său este de a asigura producerea de energie prin transformarea energiei primare, naturale, în secundare, de exemplu, în energie electrică sau termică. În acest caz, producția de energie are loc cel mai adesea în mai multe etape:

Industria energetică

Industria energiei electrice este un subsistem al industriei energetice, care acoperă producția de energie electrică la centralele electrice și livrarea acesteia către consumatori prin linia de transport a energiei electrice. Elementele sale centrale sunt centralele electrice, care sunt de obicei clasificate în funcție de tipul de energie primară utilizată și de tipul de convertoare utilizate pentru aceasta. Trebuie remarcat faptul că predominarea unuia sau a altuia tip de centrale electrice într-un anumit stat depinde în primul rând de disponibilitatea resurselor adecvate. Industria energiei electrice este împărțită în tradiţionalȘi neconvențional.

Industria electrică tradițională

O trăsătură caracteristică a industriei electrice tradiționale este stăpânirea sa lungă și bună, a trecut un test lung într-o varietate de condiții de funcționare. Principala pondere a energiei electrice din întreaga lume este obținută tocmai la centralele tradiționale, puterea electrică unitară a acestora depășește foarte des 1000 MW. Industria electrică tradițională este împărțită în mai multe domenii.

Energie termală

În această industrie, electricitatea este produsă la centrale termice ( TPP), care utilizează pentru aceasta energia chimică a combustibililor fosili. Ele sunt împărțite în:

Ingineria energiei termice la scară globală predomină printre tipurile tradiționale, 39% din electricitatea mondială este generată pe bază de petrol, 27% - pe cărbune, 24% - pe gaz, adică doar 90% din producția totală a tuturor centrale electrice din lume. Industria energetică a unor țări ale lumii precum Polonia și Africa de Sud se bazează aproape în întregime pe utilizarea cărbunelui, iar Țările de Jos se bazează pe gaz. Ponderea ingineriei energiei termice este foarte mare în China, Australia și Mexic.

hidroenergie

În această industrie, electricitatea este produsă la centralele hidroelectrice ( centrala hidroelectrica), folosind energia fluxului de apă pentru aceasta.

Hidroenergia este dominantă într-un număr de țări - în Norvegia și Brazilia, toată generarea de energie electrică are loc în ele. Lista țărilor în care ponderea producției de hidroenergie depășește 70% include câteva zeci dintre ele.

Energie nucleară

Industria în care electricitatea este produsă de centrale nucleare ( CNE), folosind pentru aceasta energia unei reacții nucleare în lanț, cel mai adesea uraniu.

În ceea ce privește ponderea centralelor nucleare în generarea de energie electrică, Franța excelează, aproximativ 80%. De asemenea, predomină în Belgia, Republica Coreea și în alte țări. Liderii mondiali în producția de energie electrică la centralele nucleare sunt SUA, Franța și Japonia.

Industria energetică netradițională

Cele mai multe domenii ale industriei electrice netradiționale se bazează pe principii destul de tradiționale, dar energia primară din ele este fie surse de importanță locală, cum ar fi eoliana, geotermală, fie surse care sunt în curs de dezvoltare, cum ar fi pile de combustie sau surse care pot să fie utilizate în viitor, cum ar fi energia termonucleară. Trăsăturile caracteristice ale energiei netradiționale sunt compatibilitatea lor cu mediul înconjurător, costurile extrem de mari de construcție a capitalului (de exemplu, pentru o centrală solară cu o capacitate de 1000 MW, este necesară acoperirea unei suprafețe de aproximativ 4 km² cu o suprafață foarte scumpă). oglinzi) și putere redusă a unității. Direcții ale energiei netradiționale:

• Instalatii de celule de combustibil

De asemenea, puteți evidenția un concept important datorită caracterului său de masă - putere mică, acest termen nu este în prezent general acceptat, împreună cu el și termenii energie locală, energie distribuită, energie autonomă si etc . Cel mai adesea, acesta este numele centralelor electrice cu o capacitate de până la 30 MW cu unități cu o capacitate unitară de până la 10 MW. Acestea includ atât tipurile de energie ecologice enumerate mai sus, cât și centralele electrice mici pe combustibili fosili, cum ar fi centralele electrice pe motorină (există o majoritate covârșitoare printre centralele electrice mici, de exemplu, în Rusia - aproximativ 96%), centralele electrice cu piston pe gaz. , centrale cu turbine cu gaz de putere redusă care funcționează cu motorină și combustibil gazos.

Electricitatea rețelei

Rețea electrică- un ansamblu de substații, dispozitive de distribuție și linii de transport care le leagă, destinate transportului și distribuției energiei electrice. Reteaua electrica ofera posibilitatea emiterii energiei de la centralele electrice, transmiterea acesteia la distanta, transformarea parametrilor electrici (tensiune, curent) la statii si distributia ei pe teritoriu pana la receptoare electrice directe.

Rețelele electrice ale sistemelor moderne de energie sunt în mai multe etape, adică electricitatea suferă un numar mare de transformări pe drumul de la sursele de energie electrică la consumatorii săi. De asemenea, rețelele electrice moderne se caracterizează prin multimod, care este înțeles ca o varietate de încărcare a elementelor de rețea în contextul zilnic și anual, precum și o abundență de moduri care apar atunci când diverse elemente de rețea sunt puse în reparații programate și în timpul opririlor lor de urgență. Acestea și alte trăsături caracteristice ale rețelelor de energie moderne fac ca structurile și configurațiile acestora să fie foarte complexe și diverse.

Furnizare de căldură

Viaţă omul modern asociat cu utilizarea pe scară largă nu numai a energiei electrice, ci și a energiei termice. Pentru ca o persoană să se simtă confortabil acasă, la serviciu, în orice loc public, toate încăperile trebuie să fie încălzite și dotate cu apa fierbinte pentru uz casnic. Deoarece acest lucru este direct legat de sănătatea umană, în țările dezvoltate, condițiile de temperatură adecvate în diferite tipuri de spații sunt reglementate de reguli și standarde sanitare. Astfel de condiții pot fi realizate în majoritatea țărilor lumii numai cu o alimentare constantă a obiectului de încălzire ( receptor de căldură) o anumită cantitate de căldură, care depinde de temperatura exterioară, pentru care se folosește cel mai adesea apa caldă cu o temperatură finală pentru consumatori de aproximativ 80-90 ° C. De asemenea, pentru diferite procese tehnologice ale întreprinderilor industriale, așa-numitele abur industrial cu o presiune de 1-3 MPa. În cazul general, alimentarea oricărui obiect cu căldură este asigurată de un sistem format din:

• o sursă de căldură, cum ar fi un cazan;
• rețea de încălzire, de exemplu din conducte de apă caldă sau abur;
• receptor de căldură, de exemplu, baterii de încălzire a apei.

Incalzire centrala

O trăsătură caracteristică a termoficatului este prezența unei rețele extinse de încălzire, din care sunt alimentați numeroși consumatori (fabrici, clădiri, spații rezidențiale etc.). Pentru termoficarea se folosesc două tipuri de surse:

• Centrale combinate termice si electrice ( CHP), care poate genera și energie electrică;
• Camerele cazanelor, care sunt împărțite în:
  • Încălzire a apei;
  • Aburi.

Furnizare descentralizată de căldură

Sistemul de alimentare cu căldură se numește descentralizat dacă sursa de căldură și radiatorul sunt practic combinate, adică retea de incalzire fie foarte mic, fie absent. O astfel de furnizare de căldură poate fi individuală, atunci când în fiecare cameră sunt utilizate dispozitive de încălzire separate, de exemplu, cele electrice, sau locală, de exemplu, încălzirea clădirii folosind propria sa mică boiler. De obicei, puterea termică a unor astfel de centrale termice nu depășește 1 Gcal / h (1,163 MW). Puterea surselor de căldură a furnizării individuale de căldură este de obicei destul de mică și este determinată de nevoile proprietarilor lor. Tipuri de încălzire descentralizată:

• Cazane mici;
• electric, care este împărțit în:
  • Direct;
  • Acumulare;

Rețea de încălzire

Rețea de încălzire- aceasta este o structură complexă de inginerie și construcții care servește la transportul căldurii folosind un lichid de răcire, apă sau abur, dintr-o sursă, cogenerare sau boiler, la încălzirea consumatorilor.

Combustibil energetic

Întrucât majoritatea centralelor electrice tradiționale și a surselor de alimentare cu căldură generează energie din resurse neregenerabile, problemele de extracție, procesare și livrare a combustibilului sunt extrem de importante în sectorul energetic. Energia tradițională folosește două tipuri fundamental diferite de combustibil.

combustibil organic

gazos

gaze naturale, artificiale:

• Gaz de furnal;
• Produse de distilare a uleiului;
• gaze de gazeificare subterană;

Lichid

Combustibilul natural este uleiul, produsele distilării sale se numesc artificiale:

Solid

Combustibilii naturali sunt:

Combustibil vegetal:

• deșeuri de lemn;

Combustibilii solizi artificiali sunt:

Combustibil nuclear

Utilizarea combustibilului nuclear în locul combustibilului organic este diferența principală și fundamentală dintre centralele nucleare și centralele termice. Combustibilul nuclear este obținut din uraniu natural, care este extras:

• În mine (Franța, Niger, Africa de Sud);
• În cariere deschise (Australia, Namibia);
• Metoda de leșiere in situ (SUA, Canada, Rusia).

Sisteme energetice

Sistem de alimentare (sistem de alimentare)- în sens general, totalitatea resurse energetice de toate tipurile, precum si metode si mijloace de producere, transformare, distributie si utilizare a acestora, care asigura aprovizionarea consumatorilor cu toate tipurile de energie. Sistemul energetic include sisteme de energie electrică, alimentare cu petrol și gaze, industria cărbunelui, energie nucleară și altele. De obicei, toate aceste sisteme sunt combinate la nivel național într-un singur sistem energetic și în mai multe regiuni - în sisteme energetice unificate. Combinația de sisteme separate de alimentare cu energie într-un singur sistem este numită și intersectorială complex de combustibil și energie, se datorează în primul rând interschimbabilității diferite feluri energie si resurse energetice.

Adesea, sistemul energetic în sens mai restrâns este înțeles ca un ansamblu de centrale electrice, rețele electrice și termice care sunt interconectate și conectate prin moduri comune de continuu. Procese de producție transformarea, transmiterea și distribuția energiei electrice și termice, ceea ce permite gestionarea centralizată a unui astfel de sistem. ÎN lumea modernă consumatorilor li se alimentează cu energie electrică de la centrale electrice care pot fi amplasate în apropierea consumatorilor sau pot fi îndepărtate din acestea la distanțe considerabile. În ambele cazuri, transportul energiei electrice se realizează prin linii electrice. Cu toate acestea, în cazul consumatorilor la distanță de la centrală, transmisia trebuie efectuată la o tensiune crescută, iar între ei trebuie construite substații de creștere și coborâre. Prin aceste substații, cu ajutorul liniilor electrice, centralele electrice sunt conectate între ele pentru funcționare în paralel pe o sarcină comună, tot prin puncte de căldură cu ajutorul conductelor termice, doar la distanțe mult mai scurte se leagă centralele termice și cazanele. Combinația tuturor acestor elemente se numește sistem de energie, cu o astfel de combinație, există avantaje tehnice și economice semnificative:

• reducerea semnificativă a costului energiei electrice și căldurii;
• o creștere semnificativă a fiabilității furnizării de energie electrică și termică a consumatorilor;
• creșterea eficienței funcționării diferitelor tipuri de centrale electrice;
• reducerea capacității de rezervă necesare a centralelor electrice.

Asemenea avantaje uriașe în utilizarea sistemelor energetice au dus la faptul că până în 1974 doar mai puțin de 3% din cantitatea totală de energie electrică din lume a fost generată de centrale electrice independente. De atunci, puterea sistemelor energetice a crescut continuu, iar din cele mai mici au fost create sisteme integrate puternice.

Note

1. E.V. Ametistova volumul 1 editat de prof. A.D. Trukhnia // Fundamentele energiei moderne. În 2 volume. - Moscova: Editura MPEI, 2008. - ISBN 978 5 383 00162 2
2. Adică puterea unei instalații (sau a unității de alimentare).
3. Clasificarea Academiei Ruse de Științe, care este încă considerată destul de condiționată
4. Aceasta este cea mai tânără direcție a industriei tradiționale de energie electrică, care are puțin peste 20 de ani.
5. Date pentru anul 2000.
6. Până la închiderea recentă a singurei sale centrale nucleare Ignalina , alături de Franţa , Lituania a fost de asemenea lider în acest indicator .
7. V.A.Venikov, E.V.Putyatin Introducere în specialitatea: Electricitate. - Moscova: facultate, 1988.
8. Energia în Rusia și în lume: probleme și perspective. M.: MAIK „Nauka/Interperiodika”, 2001.
9. Aceste concepte pot fi interpretate diferit.
10. Date pentru 2005
11. A.Mikhailov, doctor în științe tehnice, prof., A.Agafonov, doctor în științe tehnice, prof., dr. V.Saidanov, conf. univ. Industria de energie mică în Rusia. Clasificare, sarcini, aplicare // Noutăți de inginerie electrică: Ediție de informații și referință. - Sankt Petersburg, 2005. - Nr. 5.
12. GOST 24291-90 Partea electrică a centralei electrice și a rețelei electrice. Termeni și definiții
13. Sub conducerea generală a Corr. RAS E.V. Ametistova Volumul 2 editat de prof. A.P. Burman și prof. V.A. Stroev // Fundamentals of Modern Energy. În 2 volume. - Moscova: Editura MPEI, 2008. - ISBN 978 5 383 00163 9
14. De exemplu, SNIP 2.08.01-89: Clădiri rezidențiale sau GOST R 51617-2000: Locuințe și servicii comunale. Specificații generale. in Rusia
15. În funcție de climă, acest lucru poate să nu fie necesar în unele țări.
16. http://www.map.ren21.net/GSR/GSR2012.pdf
17. Aproximativ 9 mm în diametru și 15-30 mm înălțime.
18. T.Kh.Margulova Centrale nucleare. - Moscova: Editura, 1994.
19. Sistem de energie- articol din Marea Enciclopedie Sovietică
20. GOST 21027-75 Sisteme energetice. Termeni și definiții
21. Nu mai mult de câțiva kilometri.
22. Editat de S.S. Rokotyan și I.M. Shapiro Manual pentru proiectarea sistemelor energetice. - Moscova: Energoatomizdat, 1985.

Vezi si

Energie structura pe produse si industrii

Industria energetică: electricitate

Tradiţional Termic centrale electrice Centrală electrică în condensare (CPP) Centrală combinată de energie termică și electrică (CHP) hidroenergie Centrală hidroelectrică (HPP) Centrală cu acumulare prin pompare (PSPP) nuclear Centrală nucleară (CNP) Centrală nucleară plutitoare (FNPP) Alternativă geotermal Centrale geotermale (GeoTPP) hidroenergie Centrale hidroelectrice mici (SHPP) Centrale electrice mareomotrice (TPP) Centrale electrice pe valurile Centrale osmotice Putere eoliana Centrale eoliene (WPP) Solar Centrale solare (SPP) Hidrogen Centrale electrice pe hidrogen Centrale cu celule de combustie Bioenergie Biocentrale (BioTES) Malaya Centrale diesel Centrale electrice pe gaz Centrale electrice mici cu turbine cu gaz Centrale electrice pe benzina

Industria electrică tradițională

Industria electrică tradițională a fost bine stăpânită și dovedită în domeniu de câteva sute de ani. diverse conditii Operațiune. Partea leului Electricitatea în lume este produsă în centrale termice tradiționale (TPP).

Energie termală

În industria energiei termice, producția de energie electrică se realizează la centrale termice folosind conversia secvențială a energiei naturale a combustibilului organic în căldură și energie electrică. TPP-urile sunt împărțite în:

Turbină cu abur;

turbina de gaz;

ciclu combinat.

Ingineria energiei termice în lume ocupă un rol de lider printre alte tipuri. 39% din toată energia electrică din lume este produsă din petrol, 27% din cărbune și 24% din gaz.

În Polonia și Africa de Sud, energia se bazează în mare parte pe arderea cărbunelui, în timp ce în Țările de Jos se bazează pe gaz. O mare parte a energiei termice în țări precum China, Australia și Mexic.

Echipamentul fundamental al unei centrale termice sunt componente precum un cazan, o turbină și un generator. Când combustibilul este ars într-un cazan, se eliberează energie termică, care este transformată în vapori de apă. Energia vaporilor de apă, la rândul său, intră în turbină, care se rotește și se transformă în energie mecanică. Generatorul transformă această energie de rotație în energie electrică. Energia termică poate fi folosită și pentru nevoile consumatorului.

Centralele termice au atât avantaje, cât și dezavantaje.
Factori pozitivi:
- locație relativ liberă asociată cu amplasarea resurselor de combustibil;
- capacitatea de a produce energie electrică indiferent de fluctuațiile sezoniere.
Factori negativi:
- TPP are o eficiență scăzută, mai precis, doar aproximativ 32% din energia resurselor naturale este transformată în energie electrică;
- resursele de combustibil - sunt limitate.
- impact negativ asupra mediu inconjurator.

Putere hidraulica

În energia hidraulică, electricitatea este produsă la centralele hidroelectrice (HPP), care transformă energia debitului de apă în energie electrică.

Centralele hidroelectrice produc unul dintre cele mai ieftine tipuri de energie electrică, dar au un cost de construcție destul de ridicat. Centralele hidroelectrice au fost cele care au permis URSS să facă un salt uriaș în industrie în primii 10 ani de formare.

Principalul dezavantaj al HPP este sezonalitatea muncii lor, care este foarte incomod pentru industrie.

Există trei tipuri de centrale hidroelectrice:
- Centrale hidroelectrice. Construcția structurilor hidraulice a făcut posibilă transformarea resurselor naturale de apă ale râului în resurse hidroenergetice artificiale, care, fiind transformate într-o turbină, sunt apoi transformate în energie mecanică, care la rândul ei este folosită într-un generator, transformându-se în energie electrică.

Stații de maree. Aici se folosește apa de mare. Din cauza mareelor, nivelul mărilor se schimbă. În acest caz, valul ajunge uneori la 13 metri. Între aceste niveluri, se creează o diferență și aceasta creează o presiune a apei. Dar marea se schimbă adesea, drept urmare atât presiunea, cât și puterea stațiilor. Principalul lor dezavantaj este modul forțat: astfel de stații oferă energie nu atunci când este necesar pentru consumator, ci în funcție de condițiile naturale, și anume: de la fluxul și refluxul nivelului apei. De asemenea, merită remarcat costul ridicat al construirii unor astfel de stații.

Hidrocentrale de stocare. Construit folosind mișcarea ciclică a aceleiași cantități de apă între diferite niveluri ale piscinelor. Când există o cerere mică de energie electrică pe timp de noapte, apa este circulată din piscina inferioară în cea superioară, utilizând în același timp surplusul de energie produs noaptea. În timpul zilei, când consumul de energie electrică crește brusc, apa este evacuată din rezervorul superior prin turbine, în timp ce este transformată în energie electrică. Pe baza acestei abordări, centralele cu acumulare prin pompare fac posibilă reducerea sarcinilor de vârf.

De remarcat faptul că HPP-urile sunt foarte eficiente, deoarece folosesc resurse regenerabile și sunt relativ ușor de gestionat, iar eficiența lor ajunge la peste 80%. Prin urmare, electricitatea lor este cea mai ieftină. Cu toate acestea, construcția unei centrale hidroelectrice este pe termen lung și necesită o infuzie de investiții mari de capital și, cel mai important, dăunează faunei corpurilor de apă.

Energie nucleară

În energia nucleară, electricitatea este produsă la centralele nucleare (CNE). Acest tip de stație folosește o reacție nucleară în lanț a uraniului pentru a genera energie.

Avantajele centralelor nucleare față de alte tipuri de centrale electrice:
- nu polueaza mediul (cu exceptia cazurilor de forta majora)
- nu necesita atasare la sursa materiilor prime
- situat aproape peste tot.

Dezavantajele centralelor nucleare față de alte tipuri de centrale electrice:
- pericolul centralelor nucleare în tot felul de circumstanțe de forță majoră: accidente ca urmare a cutremurelor, uraganelor etc.
- modelele vechi de blocuri sunt potențial periculoase pentru contaminarea cu radiații a teritoriilor din cauza supraîncălzirii reactorului.
- dificultăți în eliminarea deșeurilor radioactive.

În ceea ce privește producerea de energie electrică la centralele nucleare, Franța ocupă o poziție de lider (80%). În SUA, Belgia, Japonia și Republica Coreea, ponderea acestora este, de asemenea, mare.

Industria energetică netradițională

Rezervele de petrol, gaze, cărbune nu sunt nesfârșite. Natura a avut nevoie de milioane de ani pentru a crea aceste rezerve și vor fi epuizate în doar sute de ani.

Ce se întâmplă atunci când depozitele de combustibil (petrol și gaz) se epuizează?

principalele surse Energie alternativa:
- energia râurilor mici;
- energia fluxurilor și refluxurilor;
- energia solară;
- energie eoliana;
- energie geotermală;
- energia deseurilor combustibile si a emisiilor;
- energie din surse de căldură secundare sau reziduale și altele.

Factori pozitivi care influențează dezvoltarea acestor centrale electrice:
- cost mai mic al energiei electrice;
- posibilitatea de a avea centrale electrice locale;
- Reînnoirea surselor de energie netradițională;
- îmbunătățirea fiabilității sistemelor energetice existente.

Trăsăturile caracteristice ale energiei alternative sunt:
- curățenia mediului,
- investiții foarte mari în construcția acestora,
- putere redusă a unității.

Principalele direcții ale energiei netradiționale:
CHE mici;
Putere eoliana;
Energie geotermală;;

Instalaţii de bioenergie (instalaţii pe biocombustibil);
Energia Soarelui;

Instalatii de celule de combustibil

Energia hidrogenului;

Energia termonucleara.

Toate domeniile de energie existente pot fi împărțite în mature, în curs de dezvoltare și aflate în stadiul de studiu teoretic. Unele tehnologii sunt disponibile pentru implementare chiar și într-o economie privată, în timp ce altele pot fi utilizate numai în cadrul sprijinului industrial. Examinați și evaluați vederi moderne industria energetică este posibilă din diferite poziții, dar criteriile universale de fezabilitate economică și eficiență a producției sunt de o importanță fundamentală. În multe privințe, conceptele de utilizare a tehnologiilor tradiționale și alternative de generare a energiei diferă astăzi în acești parametri.

Energie tradițională

Acesta este un strat larg de sectoare consacrate ale industriei de energie termică și electrică, furnizând aproximativ 95% din consumatorii de energie din lume. Resursa este generată la stații speciale - acestea sunt centrale termice, hidrocentrale, centrale nucleare etc. Acestea lucrează cu o bază de materie primă gata preparată, în procesul de procesare care generează energia țintă. Există următoarele etape de producere a energiei:

• Producerea, pregătirea și livrarea materiei prime către instalația pentru producerea unuia sau altui tip de energie. Acestea pot fi procesele de extracție și îmbogățire a combustibilului, arderea produselor petroliere etc.
• Transferul materiilor prime către unități și ansambluri care convertesc direct energia.
• procese de la primar la secundar. Aceste cicluri nu sunt prezente la toate stațiile, dar, de exemplu, pentru confortul livrării și distribuției ulterioare a energiei, pot fi utilizate diferite forme ale acesteia - în principal căldură și electricitate.
• Întreținerea energiei transformate finite, transportul și distribuția acesteia.

În etapa finală, resursa este trimisă consumatorilor finali, care pot fi atât ramuri ale economiei naționale, cât și proprietari obișnuiți.

Industria energiei termice

Cel mai comun sector energetic din țară produce peste 1000 MW, folosind cărbune, gaze, produse petroliere, zăcăminte de șist și turbă ca materii prime prelucrate. Energia primară generată este ulterior transformată în energie electrică. Din punct de vedere tehnologic, astfel de posturi au o mulțime de avantaje, care le determină popularitatea. Acestea includ condițiile de funcționare nesolicitante și ușurința organizării tehnice a fluxului de lucru.

Instalațiile termice sub formă de instalații de condensare și centrale combinate termice și electrice pot fi construite direct în zonele în care este extrasă resursa consumabilă sau în care se află consumatorul. Fluctuațiile sezoniere nu afectează stabilitatea stațiilor, ceea ce face ca astfel de surse de energie să fie fiabile. Dar TPP-urile au și dezavantaje, care includ utilizarea resurselor de combustibil epuizabile, poluarea mediului, nevoia de a conecta volume mari de resurselor de muncă si etc.

hidroenergie

Structurile hidraulice sub formă de substații energetice sunt proiectate pentru a genera energie electrică ca urmare a conversiei energiei debitului de apă. Acesta este, proces tehnologic generarea este asigurată de o combinație de fenomene artificiale și naturale. În timpul funcționării, stația creează o presiune suficientă de apă, care este apoi direcționată către paletele turbinei și activează generatoarele electrice. Tipurile hidrologice de energie diferă prin tipul de unități utilizate, configurația interacțiunii echipamentelor cu debitele naturale de apă etc. În funcție de indicatorii de performanță, se pot distinge următoarele tipuri de hidrocentrale:

• Mici - produc până la 5 MW.
• Mediu - până la 25 MW.
• Puternic - mai mult de 25 MW.

Se aplică și o clasificare în funcție de forța presiunii apei:

• Stații de joasă presiune - până la 25 m.
• Presiune medie - de la 25 m.
• Înaltă presiune - peste 60 m.

Avantajele hidrocentralelor includ curățenia mediului, disponibilitatea economică (energie gratuită), inepuizarea resursei de lucru. În același timp, structurile hidraulice necesită costuri inițiale mari pentru organizarea tehnică a infrastructurii de stocare și, de asemenea, au restricții privind amplasarea geografică a stațiilor - doar acolo unde râurile asigură suficientă presiune a apei.

Într-un fel, aceasta este o subspecie a energiei termice, dar în practică, indicatorii de performanță ai centralelor nucleare sunt cu un ordin de mărime mai mari decât centralele termice. Rusia folosește cicluri complete de generare a energiei nucleare, ceea ce permite generarea unor cantități mari de resurse energetice, dar există și riscuri uriașe de utilizare a tehnologiilor de prelucrare a minereului de uraniu. Discuția despre problemele de siguranță și popularizarea sarcinilor acestei industrii, în special, este realizată de ANO „Centrul de informare pentru energie nucleară”, care are reprezentanțe în 17 regiuni ale Rusiei.

Reactorul joacă un rol cheie în execuția proceselor de generare a energiei nucleare. Aceasta este o unitate concepută pentru a susține reacțiile de fisiune a atomilor, care, la rândul lor, sunt însoțite de eliberarea de energie termică. Există diferite tipuri de reactoare, care diferă în funcție de tipul de combustibil și lichid de răcire utilizat. Cea mai frecvent utilizată configurație este cu un reactor de apă ușoară care utilizează apă obișnuită ca lichid de răcire. Minereul de uraniu este principala resursă de prelucrare în sectorul energetic. Din acest motiv, centralele nucleare sunt de obicei proiectate pentru a amplasa reactoare în apropierea zăcămintelor de uraniu. Astăzi, în Rusia funcționează 37 de reactoare, a căror capacitate totală de generare este de aproximativ 190 miliarde kWh/an.

Caracteristicile energiei alternative

Aproape toate sursele de energie alternativă se compară favorabil cu disponibilitatea financiară și respectarea mediului. De fapt, în acest caz, resursa procesată (petrol, gaz, cărbune etc.) este înlocuită cu energie naturală. Acestea pot fi lumina soarelui, curenții vântului, căldura pământului și alte surse naturale de energie, cu excepția resurselor hidrologice, care sunt acum considerate tradiționale. Conceptele de energie alternativă există de mult timp, dar până în prezent ele ocupă o mică parte din totalul aprovizionării mondiale cu energie. Întârzierile în dezvoltarea acestor industrii sunt asociate cu probleme în organizarea tehnologică a proceselor de producere a energiei electrice.

Dar care este motivul dezvoltării active a energiei alternative astăzi? În mare măsură, necesitatea reducerii ratei de poluare a mediului și a problemelor de mediu în general. De asemenea, în viitorul apropiat, omenirea se poate confrunta cu epuizarea resurselor tradiționale utilizate în producerea de energie. Prin urmare, chiar și în ciuda obstacolelor organizaționale și economice, se acordă din ce în ce mai multă atenție proiectelor de dezvoltare a formelor alternative de energie.

energie geotermală

Una dintre cele mai comune în conditii de viata. Energia geotermală este generată în procesul de acumulare, transfer și transformare a căldurii interne a Pământului. La scară industrială, rocile subterane sunt deservite la adâncimi de până la 2-3 km, unde temperatura poate depăși 100°C. Cu privire la aplicare individuală sisteme geotermale, apoi se folosesc mai des acumulatorii de suprafață, amplasați nu în puțuri la adâncime, ci orizontal. Spre deosebire de alte abordări de generare a energiei alternative, aproape toate sursele de energie geotermală din ciclul de producție se descurcă fără o etapă de conversie. Adică primarul energie termalăîn aceeași formă și livrate utilizatorului final. Prin urmare, se utilizează un astfel de concept precum sistemele de încălzire geotermală.

energie solara

Unul dintre cele mai vechi concepte de energie alternativă, folosind sisteme fotovoltaice și termodinamice ca echipamente de stocare. Pentru a implementa metoda de generare fotoelectrică, se folosesc convertoare ale energiei fotonilor de lumină (quanta) în energie electrică. Instalațiile termodinamice sunt mai funcționale și, datorită fluxurilor solare, pot genera atât căldură cu electricitate, cât și energie mecanică pentru a crea o forță motrice.

Schemele sunt destul de simple, dar există multe probleme în funcționarea unui astfel de echipament. Acest lucru se datorează faptului că energia solară, în principiu, este caracterizată de o serie de caracteristici: instabilitate datorată fluctuațiilor zilnice și sezoniere, dependență de vreme, densitate scăzută a fluxurilor de lumină. Prin urmare, în etapa de proiectare a panourilor solare și bateriilor, se acordă multă atenție studiului factorilor meteorologici.

Energia valurilor

Procesul de generare a energiei electrice din valuri are loc ca urmare a transformării energiei mareelor. În centrul majorității centralelor electrice de acest tip se află un bazin, care este organizat fie în cursul separării gurii râului, fie prin blocarea golfului cu un baraj. Canalele cu turbine hidraulice sunt dispuse în bariera formată. Pe măsură ce nivelul apei se modifică în timpul mareelor, paletele turbinei se rotesc, ceea ce contribuie la generarea de energie electrică. În parte, acest tip de energie este similar, dar mecanica interacțiunii cu resursa de apă în sine are diferențe semnificative. Stațiile de valuri pot fi utilizate pe coastele mărilor și oceanelor, unde nivelul apei se ridică la 4 m, făcând posibilă generarea de energie de până la 80 kW/m. Dezavantajul unor astfel de structuri se datorează faptului că canalele perturbă schimbul de proaspete și apa de mare, iar acest lucru afectează negativ viața organismelor marine.

O altă metodă de generare a energiei electrice disponibilă pentru utilizare în gospodăriile private, caracterizată prin simplitate tehnologică și disponibilitate economică. Resursa procesată este energie kinetică mase de aer, iar rolul bateriei este îndeplinit de un motor cu pale rotative. În mod obișnuit, în energia eoliană se folosesc generatoare de curent electric, care sunt activate ca urmare a rotației rotoarelor verticale sau orizontale cu elice. O stație medie de uz casnic de acest tip este capabilă să genereze 2-3 kW.

Tehnologiile energetice ale viitorului

Potrivit experților, până în 2100 ponderea combinată a cărbunelui și petrolului în balanța globală va fi de aproximativ 3%, ceea ce ar trebui să treacă energia termonucleară în rolul de sursă secundară de resurse energetice. Stațiile solare ar trebui să ocupe primul loc, precum și noile concepte de conversie a energiei spațiale pe baza canalelor de transmisie fără fir. Procesele de formare ar trebui să înceapă încă din 2030, când va veni perioada de abandon a surselor de combustibil cu hidrocarburi și trecerea la resurse „curate” și regenerabile.

Perspective pentru energia rusă

Viitorul industriei energetice autohtone este asociat în principal cu dezvoltarea modalităților tradiționale de transformare a resurselor naturale. Locul cheie în industrie va trebui să fie ocupat de energia nucleară, dar în versiune combinată. Infrastructura centralelor nucleare va trebui completată cu elemente de inginerie hidraulică și mijloace de procesare a biocombustibililor ecologici. Nu ultimul loc în posibilele perspective de dezvoltare este acordat bateriilor solare. În Rusia, chiar și astăzi, acest segment oferă multe idei atractive - în special, panouri care pot funcționa chiar și în interior timp de iarna. Bateriile convertesc energia luminii ca atare, chiar și fără sarcină termică.

Concluzie

Instalațiile moderne pun cele mai mari state înaintea alegerii între puterea și curățarea mediului în generarea de căldură și electricitate. Majoritatea surselor de energie alternative dezvoltate, cu toate avantajele lor, nu sunt capabile să înlocuiască pe deplin resursele tradiționale, care, la rândul lor, pot fi folosite încă câteva decenii. Prin urmare, mulți experți prezintă energia viitorului ca un fel de simbioză a diferitelor concepte de generare de energie. Mai mult, sunt așteptate noi tehnologii nu doar la nivel industrial, ci și în gospodării. În acest sens, se pot observa principiile gradient-temperatura și biomasă ale producției de energie.

Caracteristicile generale ale producției moderne de energie

Energie – aria producției sociale, care acoperă extracția resurselor energetice, producerea, transformarea, transportul și utilizarea diferitelor tipuri de energie. Industria energetică a fiecărui stat funcționează în cadrul sistemelor energetice corespunzătoare create.

Sistem de energie – totalitatea resurselor energetice; toate tipurile, metodele și mijloacele de producere, transformare, distribuție și utilizare a acestora, asigurând aprovizionarea consumatorilor cu toate tipurile de energie.

Sistemul de alimentare include:

· sistem electric de alimentare;

· sistem de alimentare cu petrol și gaze;

sistemul industriei cărbunelui;

· energie nucleară;

energie netradițională.

Dintre toate cele de mai sus, sistemul de energie electrică este cel mai reprezentat în Republica Belarus.

sistem de alimentare electrică- un set de scheme interconectate și moduri de echipamente și instalații pentru producerea, conversia și livrarea energiei electrice către consumatorii finali. Sistemul de energie electrică include stații electrice, substații, linii electrice, centre de consum de energie electrică.

Energia este una dintre formele de management al naturii. Pe viitor, din punct de vedere al tehnologiei, cantitatea tehnic posibilă de energie primită este practic nelimitată, dar energia are limitări semnificative în ceea ce privește limitele termodinamice (termice) ale biosferei. Dimensiunile acestor restricții sunt apropiate de cantitatea de energie asimilată de organismele vii ale biosferei în legătură cu alte procese energetice care au loc pe suprafața Pământului. O creștere a acestor cantități de energie este probabil să fie catastrofală sau, cel puțin, va avea un impact critic asupra biosferei.

Cel mai adesea în energia modernă se distinge energia tradițională, bazată pe utilizarea combustibilului organic și nuclear, și energia netradițională, bazată pe utilizarea surselor de energie regenerabile și inepuizabile .

Sectorul energetic tradițional este împărțit în principal în industria energiei electrice și industria energiei termice.

Cel mai convenabil tip de energie este electrică, care poate fi considerată baza civilizației. Conversia energiei primare în energie electrică se realizează la centralele electrice: centrale termice, hidrocentrale, centrale nucleare.

Producția de energie vitală și furnizarea acesteia către consumatori are loc în acest proces producere de energie,în care se poate distinge cinci etape:

1. Obținerea și concentrarea resurselor energetice : extracția și îmbogățirea combustibilului, concentrarea presiunii apei cu ajutorul structurilor hidraulice etc.;

2. Transferul resurselor energetice către instalațiile de conversie a energiei ; se realizează prin transport pe uscat și pe apă sau prin pompare prin conducte de apă, petrol, gaz etc.;

3. Transformarea energiei primare în secundară , care are cea mai convenabilă formă de distribuție și consum în condiții date (de obicei în energie electrică și termică);

4. Transmiterea și distribuția energiei convertite ;

5. Consumul de energie , realizat atât în ​​forma în care este livrat consumatorului, cât și în forma transformată.

Consumatorii de energie sunt: ​​industrie, transport, agricultura, locuințe și servicii comunale, gospodărie și sectoare de servicii.

Dacă energie totală din resursele de energie primară utilizate este considerată 100%, atunci energia utilă va fi de numai 35–40%, restul se pierde, iar cea mai mare parte este sub formă de căldură.

MINISTERUL EDUCAȚIEI AL REPUBLICII BELARUS

EE „UNIVERSITATEA ECONOMICĂ DE STAT BELARUSIAN”

Departamentul de tehnologie GP

ABSTRACT

dupa disciplina: Fundamentele economisirii energiei

pe tema: Clasificarea Energiei Primare

FMK, anul 3, RMP-1 Ya.O. Gamlinskaya

Verificat de P.G. Dobriyan

1. Clasificarea energiei primare

Energia primară este o formă de energie din natură care nu a fost supusă unui proces de transformare artificială. Energia primară poate fi obținută din surse neregenerabile<#"justify">Energie direct extractabilă în natură (energia combustibilului, apei, vântului, energiei termice a Pământului, nucleară) și care poate fi transformată în electrică, termică, mecanică, chimică se numește primar. În conformitate cu clasificarea resurselor energetice pe baza epuizabilității, se poate clasifica și energia primară. Figura 1 prezintă schema de clasificare a energiei primare.

Fig.1. Clasificarea Energiei Primare

La clasificarea energiei primare, acestea emit tradiţional Și neconvențional tipuri de energie. Tipurile tradiționale de energie includ acele tipuri de energie care au fost utilizate pe scară largă de către om de mulți ani. Sa nu tipuri tradiționale energie includ acele tipuri care au început să fie folosite relativ recent.

Tipurile tradiționale de energie primară includ: combustibil organic (cărbune, petrol etc.), hidroenergie fluvială și combustibil nuclear (uraniu, toriu etc.).

Energia primită de o persoană, după conversia energiei primare la instalații speciale - stații, numit secundar (energie electrică, energie cu abur, apă caldă etc.).

2. Energia tradițională și caracteristicile ei

Sectorul energetic tradițional este împărțit în principal în industria energiei electrice și industria energiei termice.

Cel mai convenabil tip de energie este electrică, care poate fi considerată baza civilizației. Conversia energiei primare în energie electrică se realizează la centralele electrice: centrale termice, hidrocentrale, centrale nucleare.

Producția de energie de tipul necesar și furnizarea acesteia către consumatori are loc în procesul de producere a energiei, care poate fi împărțit în cinci etape:

Obținerea și concentrarea resurselor energetice.

Transferul resurselor energetice către instalații care convertesc energia.

Transformarea energiei primare în secundară.

Transmiterea și distribuția energiei convertite.

Consumul de energie, realizat atat in forma in care este livrata consumatorului, cat si in forma transformata.

Consumatorii de energie sunt: ​​industrie, transport, agricultura, locuințe și servicii comunale, gospodărie și sectoare de servicii.

Dacă energia totală a resurselor energetice primare aplicate este considerată 100%, atunci energia utilă va fi de numai 35-40%, restul se pierde, iar cea mai mare parte este sub formă de căldură.

3. Energia alternativă și caracteristicile acesteia

Principalul factor de creștere a producției de energie este creșterea populației și progresul în calitatea vieții societății, care este strâns legat de consumul de energie pe cap de locuitor. Acum pentru fiecare locuitor al Pământului există 2 kW, iar standardul de calitate recunoscut este de 10 kW (în țările dezvoltate). Astfel, dezvoltarea energiei pe resurse neregenerabile pune o limită dură asupra populației planetei. Cu toate acestea, deja în 75 de ani populația Pământului poate ajunge la 20 de miliarde de oameni. Aceasta arată că și acum trebuie să ne gândim la reducerea ratei de creștere a populației la aproximativ jumătate, pentru care civilizația nu este deloc pregătită. Criza energetică și demografică iminentă este evidentă. Acesta este un alt argument puternic în favoarea dezvoltării energiei netradiționale.

Mulți experți în energie consideră că singura modalitate de a depăși criza este utilizarea pe scară largă a surselor de energie regenerabilă: solară, eoliană, oceanică sau așa cum sunt numite și netradiționale. Adevărat, morile de vânt și morile de apă sunt cunoscute din timpuri imemoriale, iar în acest sens sunt cele mai tradiționale.

Utilizarea resurselor energetice tradiționale, pe lângă absorbția oxigenului, duce la o poluare semnificativă a mediului. Resursele energetice limitate, impactul utilizării lor asupra compoziției aerului atmosferic și alte impacturi negative asupra mediului (generarea de deșeuri, perturbarea scoarței terestre, schimbările climatice) provoacă un interes sporit în întreaga lume pentru sursele de energie netradiționale, care includ : energie solara; energie eoliana; energie geotermală; energia oceanelor și a mărilor sub formă de căldură stocată, curenți marini, valuri marine, maree, utilizarea algelor, deșeuri agricole și urbane, biomasă.

Comparația economică a centralelor electrice tip diferit(pe 1991an) este prezentată în Tabelul 3.1.

Tabelul 3.1

Comparația economică a centralelor electrice de diferite tipuri

Tip centrala electricaCosturi de constructie, USD/kWCostul energiei generate, centi/kWhCHP pe carbune1000 - 14005,2 - 6,3NPP2000 - 35003,6 - 4,5HPP1000 - 25002,1 - 6VPP300 - 7VPP300 - 7001 - 100000de 4000 de la 20

Se consideră fezabilă din punct de vedere economic construirea de centrale electrice cu costuri de capital specifice de până la 2000 USD/kW.

Capacitățile specifice ale surselor de energie regenerabilă netradițională (NRES) de comparare și comparare cu sursele tradiționale sunt prezentate în Tabelul 3.2.

Tabelul 3.2

Capacități specifice ale surselor de energie regenerabilă netradițională

Sursă de putere, W/m 2Notă Soare 100 - 250 Vânt 1500 - 5000 La o viteză de 8-12 m/s, poate mai mult în funcție de viteza vântului Căldura geotermală 0,06 Vânt Valuri oceanice 3000 W/rm mPoate atinge 10000 W/rm. mPentru comparație: Motor cu ardere internă Motor turboreactor Reactor nuclear Aproximativ 100 kW/l Până la 1 MW/l Până la 1 MW/l

Apropo de energie regenerabilă, mai trebuie remarcat faptul că multe dintre ele necesită consumul de surse naturale de energie pe unitatea de energie electrică produsă și asigurarea funcționării acestora (Tabelul 3.3).

Tabelul 3.3

Cerințe energetice pentru generarea de energie electrică folosind surse regenerabile

Tip centrală electrică Consumul de energie din sursă naturală pe unitatea de energie electrică produsă, rel. unitati Centrală de biomasă 0,82 - 1,13 Centrală geotermală 0,08 - 0,37 Hidrocentrală de mare putere de mică putere 0,03 - 0,12 0,09 - 0,39 Centrală solară fotovoltaică: satelit terestru 0,47 0,11 - 0,48 Centrală solară termică (oglinzi 0,145 - 0,48 Centrală eoliană) 0,021. - 1,92 Stație de undă 0,3 - 0,58

Putere eoliana.energie eoliana - aceasta este primirea energiei mecanice din vânt cu transformarea sa ulterioară în energie electrică. Există turbine eoliene cu axă de rotație verticală și orizontală. Energia eoliană poate fi utilizată cu succes la viteze ale vântului de 5 m/s sau mai mult. Dezavantajul este zgomotul.

Evaluările oficiale ale ponderii posibile a energiei eoliene în structura existentă a consumului de energie electrică în țări precum Regatul Unit și Germania pot servi drept ghid în determinarea potențialului tehnic al Republicii Belarus. Ponderea energiei eoliene în aceste țări este estimată la 20%.

Potențialul energiei eoliene în lume este uriaș. Teoretic, această energie ar putea satisface toate nevoile Europei. Progresele recente ale ingineriei în construcția de generatoare eoliene capabile să funcționeze la viteze mici fac ca utilizarea vântului să fie viabilă din punct de vedere economic. Totuși, restricțiile privind construcția de parcuri eoliene, în special în zonele dens populate, reduc semnificativ potențialul acestei surse de energie.

Costul energiei eoliene este redus cu 15% pe an și chiar și astăzi poate concura pe piață și, cel mai important, are perspective de reducere în continuare, în contrast cu costul energiei generate de centralele nucleare (acesta din urmă crește cu 5% în an); cu toate acestea, rata de creștere a energiei eoliene depășește în prezent 25% pe an. Utilizarea energiei eoliene în diverse stări capătă putere, ceea ce este confirmat în Tabelul 3.4.

Energie solara - primind energie de la soare. Există mai multe tehnologii pentru energia solară. Generatoarele fotovoltaice pentru conversia directă a energiei radiației solare, asamblate dintr-un număr mare de elemente conectate în serie și paralel, se numesc panouri solare .

Tabelul 3.4

Dezvoltarea energiei eoliene în țări

Stat Capacitatea centralelor eoliene puse în funcțiune în 1995, MW Capacitatea totală de exploatare a centralelor eoliene din 1996, MW

Obținerea de electricitate din razele Soarelui nu produce emisii nocive în atmosferă, producția de celule solare standard de siliciu provoacă, de asemenea, puține daune. Dar producția pe scară largă de celule multistrat folosind materiale exotice precum arseniura de galiu sau sulfura de cadmiu vine cu emisii nocive.

Panourile solare ocupă mult spațiu. Cu toate acestea, în comparație cu alte surse, cum ar fi cărbunele, acestea sunt destul de acceptabile. Mai mult, panourile solare pot fi amplasate pe acoperișuri, de-a lungul autostrăzilor și pot fi folosite și în deșerturile bogate în soare.

Caracteristicile panourilor solare le permit să fie amplasate la o distanță considerabilă, iar modelele modulare pot fi ușor transportate și instalate în alt loc. Prin urmare, panourile solare folosite în zonele rurale și în zonele îndepărtate oferă energie electrică mai ieftină. Și, desigur, există mai multe raze solare pe tot globul decât alte surse de energie.

Principalul motiv care împiedică utilizarea panourilor solare este costul ridicat al acestora, care este probabil să scadă în viitor datorită dezvoltării unor tehnologii mai eficiente și mai ieftine. Când prețul producției de energie solară este egal cu prețul energiei din arderea combustibilului, aceasta va deveni și mai răspândită, și de la începutul anilor 90. rata de creștere a energiei solare este de 6% pe an, în timp ce consumul mondial de petrol crește cu 1,5% pe an.

În Marea Britanie, locuitorii din mediul rural acoperă necesarul de energie termică cu 40-50% prin utilizarea energiei solare.

În Germania (lângă Düsseldorf), a fost testată o instalație solară de încălzire a apei cu o suprafață de colectare de 65 m 2. Funcționarea centralei a arătat că economia medie de căldură consumată pentru încălzire s-a ridicat la 60%, iar în perioada de vara- 80-90%. Pentru condițiile germane, o familie de 4 persoane se poate asigura cu căldură dacă au un acoperiș energetic cu o suprafață de 6-9 m2 .

Colectoarele solare moderne pot satisface nevoile agriculturii în apa caldaîn perioada de vară cu 90%, în perioada de tranziție - cu 55-65%, iarna - cu 30%.

Cea mai mare suprafață totală de colectoare solare instalate este situată în: SUA - 10 milioane m 2, Japonia - 8 milioane m 2, Israel - 1,7 milioane m 2, Australia - 1,2 milioane m 2. Momentan 1 m 2colectorul solar generează energie electrică:

· 4,86-6,48 kW pe zi;

· 1070-1426 kWh pe an.

Încălzește apa pe zi:

420-360 l (la 30°C);

210-280 l (la 40°C);

130-175 l (la 50°C);

90-120 l (la 60°C).

Economii pe an:

· electricitate - 1070-1426 kWh;

· combustibil de referință - 0,14-0,19 tone;

· gaze naturale - 110-145 nm3 ;

cărbune - 0,18-0,24 tone;

· combustibil lemnos - 0,95-1,26 tone.

Suprafața colectoarelor solare este de 2-6 milioane m 2asigură producerea a 3,2-8,6 miliarde kWh de energie și economisește 0,42-1,14 milioane tone echivalent combustibil. tone pe an.

Bioenergie - Aceasta este energie bazată pe utilizarea biocombustibililor. Include utilizarea deșeurilor vegetale, cultivarea artificială a biomasei (alge, arbori cu creștere rapidă) și producerea de biogaz. Biogazul este un amestec de gaze combustibile (compoziție aproximativă: metan - 55-65%, dioxid de carbon - 35-45%, amestecuri de azot, hidrogen, oxigen și hidrogen sulfurat), format în timpul descompunerii biologice a biomasei sau a deșeurilor menajere organice.

Biomasă - cea mai ieftină și cea mai mare formă de stocare a energiei regenerabile. Termenul „biomasă” se referă la orice materiale de origine biologică, produse reziduale de origine organică. Biomasa va fi pe Pământ atâta timp cât există viață pe el. Creșterea anuală a materiei organice pe Pământ este echivalentă cu producerea unei astfel de cantități de energie, care este de zece ori mai mare decât consumul anual de energie al întregii omeniri în stadiul actual.

Sursele de biomasă tipice pentru republica noastră pot fi împărțite în mai multe grupuri principale:

Produse ale vegetației naturale (lemn, deșeuri lemnoase, turbă, frunze etc.).

Deșeuri umane, inclusiv activități de producție (deșeuri menajere solide, deșeuri de producție industrială etc.).

Deșeuri agricole (dejecții, gunoi de grajd de pui, tulpini, vârfuri etc.).

Culturi și plante cu randament ridicat special cultivate.

Procesarea biomasei în combustibil se realizează în trei direcții.

Primul:bioconversia, sau descompunerea substanţelor organice de origine vegetală sau animală în condiţii anaerobe (fără acces la aer) de către tipuri speciale de bacterii cu formare de combustibil gazos (biogaz) şi/sau combustibil lichid (etanol, butanol etc.).

Al doilea:conversia termochimică (piroliză, gazeificare, piroliză rapidă, sinteza) a substanțelor organice solide (lemn, turbă, cărbune) în „gaz de sinteză”, metanol, benzină sintetică, cărbune.

Al treilea:incinerarea deşeurilor în cazane şi cuptoare de construcţii speciale. În lume, sute de milioane de tone de astfel de deșeuri sunt incinerate cu recuperare de energie. Brichetele presate din hârtie, carton, lemn, polimeri sunt comparabile ca putere calorică cu cărbunele brun.

Hidroenergie mică.În prezent, nu există criterii uniforme recunoscute pentru clasificarea CHE ca centrale hidroelectrice mici. În țara noastră, se obișnuiește să se ia în considerare hidrocentrale mici cu o capacitate de la 0,1 până la 30 MW, în timp ce a fost introdusă o restricție asupra diametrului rotorului unei turbine hidraulice de până la 2 m și asupra capacității unitare a unei hidroelectrice. - până la 10 MW. În categoria micro HPP sunt alocate centralele cu o capacitate instalată mai mică de 0,1 MW.

Mica hidrocentrală din lume se confruntă în prezent cu a treia rundă din istoria dezvoltării sale.

energie primară combustibil termic

4. Alte tipuri de energie netradițională

energie geotermală - obţinerea energiei din căldura internă a Pământului. Faceți distincția între energia geotermală naturală și cea artificială – din surse termice naturale și din pomparea apei, a altor lichide sau substanțe gazoase în intestinele Pământului (energie geotermală „uscă” și „umedă”). Acest tip de energie este utilizat pe scară largă pentru uz casnic și pentru încălzirea serelor.

energie spațială - primirea energiei solare pe sateliți geostaționari speciali ai Pământului cu un transfer de energie focalizat îngust către receptorii de la sol.

Pe acești sateliți, energia solară este transformată în energie electrică și transmisă sub forma unui fascicul electromagnetic de frecvență ultraînaltă către stațiile receptoare de pe Pământ, unde este transformată în energie electrica.

Energie marinăse bazează pe energia fluxurilor și refluxurilor (Kislogubskaya ES pe Peninsula Kola), a curenților marin și a diferențelor de temperatură în diferite straturi de apă de mare. Uneori este denumită energie valurilor. Până acum, energia marină este neprofitabilă din cauza efectului distructiv al apei de mare asupra echipamentelor.

Energie la temperatură scăzută - obținerea de energie folosind căldura la temperatură scăzută a Pământului, a apei și a aerului, sau mai degrabă diferența de temperatură a diferitelor lor straturi.

Energie „rece”. - metode de obţinere a purtătorilor de energie prin intermediul proceselor fizico-chimice care au loc în timpul temperaturi scăzute ah și asemănătoare cu cele care apar la plante.

Reacție termonucleară controlată.Fizicienii lucrează la stăpânirea unei reacții termonucleare controlate pentru fuziunea nucleelor ​​grele de hidrogen cu formarea heliului. Cu o astfel de conexiune, se eliberează o cantitate enormă de energie, mult mai mult decât în ​​timpul fisiunii nucleelor ​​de uraniu.

S-a dovedit că cea mai mare parte a energiei Soarelui și a stelelor este eliberată tocmai în timpul sintezei elementelor luminoase. Dacă se poate realiza o reacție de fuziune controlată, va apărea o sursă nelimitată de energie.

Foarte promițătoare sunt centralele electrice care convertesc un tip de energie în altul în moduri netradiționale cu eficiență ridicată.

Un mare interes este acordat conversiei directe a energiei chimice a combustibilului organic în energie electrică - creația celule de combustibil. Temperatura scazuta ( t=150°С) pile de combustie cu electrolit lichid (soluții concentrate de acizi sulfuric sau fosforic și alcalii KOH). Combustibilul din celule este hidrogenul, oxidantul este oxigenul din aer.

Se lucrează la crearea centralelor electrice care utilizează energia gravitației, vidului, temperaturilor ambientale scăzute pentru a încălzi încăperile pe principiul unei pompe de căldură („un frigider invers”, al cărui compartiment congelator este amplasat pe stradă).

Îndrumare

Ai nevoie de ajutor pentru a învăța un subiect?

Experții noștri vă vor sfătui sau vă vor oferi servicii de îndrumare pe subiecte care vă interesează.
Trimiteți o cerere indicând subiectul chiar acum pentru a afla despre posibilitatea de a obține o consultație.