Нетрадиційні джерела енергії

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Школа № 640 Приморського району
Реферат
Нетрадиційні джерела енергії
Виконала учениця 11 «Б» класу
Екабсон Валерія
Вчитель: Ігошина Олена Вікторівна
Санкт-Петербург
2007

Нафтова криза, що вибухнула в 1973 році і торкнулася країни заходу, а також виникло громадський рух «зелених», активно виступали проти забруднення повітря та навколишнього природи продуктами горіння палива, стали потужним стимулом розвитку таких нетрадиційних джерел енергії, як вітрова, сонячна, геотермальна, енергія припливів і відливів.
З поновлюваних ресурсів саме вітер виявився найдешевшим: вартість однієї кіловат-години електроенергії, одержуваної в Західній Європі з вітроенергетичних установок (ВЕУ) у п'ять разів дешевше електрики, яку дають сонячні батареї.
Використовувати вітер на суші люди навчилися з давніх часів. У середні століття вітряні млини були невід'ємною частиною сільського пейзажу. Крила млини, які приводяться в рух вітром, передавали отриману енергію млиновий, а ті, обертаючись, перемелювали зерно на борошно. Самий старий вітряк зі збережених - млин поблизу нідерландського міста Зеддам, побудована в середині XV століття. А в 1738 році в тих же Нідерландах побудували вітряк з розмахом крил в 29 метрів. Тим часом в Азії вітряні двигуни виникли набагато раніше, ніж у Європі. У Китаї в 3000 році до нашої ери вже працював вітряної двигун. Він приводив у рух насос, що подавав воду для зрошення рисових полів.
Звичайно, сучасні вітряки відрізняються від середньовічних. Але і в тих, і в інших є один спільний елемент: колесо з лопатями. Воно розташовується на висоті від 60 до 100 метрів. Сама ж висока башта з вітряком побудована в Німеччині, під Магдебургом. Її висота становить 135 метрів. Верхня частина сучасної вітроенергетичної установки являє собою обертову гондолу, яка сама розгортається назустріч вітру. Потік, що набігає вітру тисне на лопаті і змушує обертатися колесо вітряка. Через редуктор (систему передач) вал колеса з'єднується з валом електрогенератора, який перетворює механічну енергію в електричну. Мінімальна швидкість вітру, достатня для того, щоб колесо початок обертатися, - від 3 до 5 метрів в секунду. Території, на яких встановлені десятки вітряків, називаються вітропарками. Вітропарки нерідко розміщують на материкових мілинах (шельфах), оскільки на морі швидкість вітру більше.
У 1980-х роках поблизу данського міста Ульфборг була побудована вітроенергетична станція «Івіндо» потужністю 1 мегават. Тепер навколо башти «Івіндо» виріс цілий ліс вітроенергетичних установок. Вже до 2030 року Данія планує отримувати половину всього необхідного країні електрики за допомогою вітру. А поки світовим лідером з освоєння вітроенергетики є Німеччина. Що ж стосується Росії, то тут її досягнення скромні. Багатющі поклади нафти, газу і вугілля не підстьобують нас до освоєння цього екологічно чистого виробництва електроенергії, хоча в межах Росії умови для розвитку вітроенергетики дуже сприятливі.
Фахівці з альтернативних видів енергії країн Європейського Союзу будують грандіозні плани на майбутнє. Вони звертають свій погляд на Північну Африку. На їхню думку, на непридатних, нікому не потрібних пустельних землях Марокко і Мавританії, де майже безперестану дме бриз з Атлантичного океану, можна спорудити гігантський каскад вітроенергетичних установок. Як показали розрахунки, потужності такого колосального вітропарку цілком вистачить для забезпечення потреб в електроенергії всієї Європи. Але для цього буде потрібно створення унікальної міжконтинентальної високовольтної лінії електропередачі протяжністю в 1300 кілометрів. Завдання це не проста, оскільки лінії електропередачі належить «переступити» через Гібралтарську протоку. Одночасно передбачається подальше будівництво вітропарків уздовж північно-західного європейського узбережжя.
Вчені зробили цікавий прогноз: якщо навіть населення Землі досягне 20 мільярдів людей, то й тоді ще залишиться необжитої велика територія пустель площею 10 мільйонів квадратних кілометрів. А адже саме ці непридатні для сільськогосподарських угідь простору як не можна краще підходять для будівництва сонячних електростанцій. Активних пропагандистів із впровадження геліоенергетики у світі предосить. Так, у Німеччині групою співробітників Берлінського наукового центру Адлерскоф розроблений «Сонячний проект». Його реалізація передбачає до 2020 року довести потужність сонячних електростанцій до 30 гігават, задовольнивши тим самим потребу 10 мільйонів сімей в електроенергії і теплі.
Геліоенергетику вважають найчистішою, так як її використання не загрожує ніякими шкідливими викидами в атмосферу. Однак її поширенню досі заважають високі витрати. Ціна фотоелектричного перетворювача площею всього лише один квадратний сантиметр становить кілька доларів США. І ця дорожнеча викликана надзвичайно високими вимогами до хімічній чистоті напівпровідникових матеріалів.
В основі перетворення сонячних променів в електричний струм лежить фотоефект. Коли сонячне світло потрапляє на фотоелемент, що складається з напівпровідникового матеріалу (селену або кремнію), то під впливом фотонів - найдрібніших частинок світла - електрони залишають свої атоми, і ті стають носіями позитивних зарядів, а «звільнені» електрони «скупчуються» в області з негативним електричним зарядом. Між двома зонами з протилежними зарядами виникає електричне напруга. Якщо ж до цих зон підключити провідник, то по ньому піде електричний струм. За таким принципом працює більшість сонячних електростанцій.
Є й інший спосіб, при якому промениста енергія спочатку перетворюється в теплоту, а лише потім - на електрику. На високій вежі монтується довгий жолоб з трубами. За ним тече синтетичне масло. Воно нагрівається від сонячних променів, які виходять від великої кількості параболічних (увігнутих) дзеркал, розташованих поблизу башти. Дзеркала постійно повертаються, супроводжуючи сонце. А гаряче масло передає своє тепло змеевикам з водою. Вода теж нагрівається, закипає і поступово перетворюється на водяну пару, що обертає лопаті турбіни електричного генератора.
В даний час сонячні батареї виробляють незначну частину загального світового виробництва електроенергії: їх сукупна потужність трохи перевищує 2 тисячі мегават. Чемпіоном серед усіх країн за кількістю сонячних установок для нагрівання води є Японія. Їх там функціонує близько 4 мільйонів. Перше великий будинок, забезпечене сонячними генераторами теплої води було побудовано в 1939 році в американському штаті Флорида. У Європі перші установки з'явилися в Англії в 1956 році. У 1970-х роках в Сімферополі на пласкому даху п'ятиповерхової готелю «Спортивна» були змонтовані колектори сонячної установки. Поруч розташували баки-акумулятори з водою. Гаряча вода накопичувалася у такій кількості, що її запасів вистачало для задоволення всіх потреб готелю.
Якщо сонячні енергетичні системи встановити в космосі, то вони отримають в 10 разів більше сонячної енергії, ніж у самому жаркому і безхмарному місці нашої планети. Як відомо, один з істотних недоліків наземних сонячних установок те, що вони простоюють вночі. У космосі ж перерву в роботі наступить лише на час, коли станція буде перебувати в тіні Землі.
Передбачається, що космічні електростанції будуть обертатися навколо Землі подібно штучним супутникам. Фотоелектричні елементи будуть поглинати падаючі на їх поверхню сонячні промені, перетворюючи їх енергію в електричний струм. За допомогою мікрохвильових генераторів електрику буде перетворюватися в мікрохвильову енергію, а потім точно спрямовуватися на наземні антени. Подібний проект реальний, але для цього будуть потрібні багаторазові дорогі польоти в космос і космічні кораблі.
Частка геотермальних ресурсів у паливно-енергетичному балансі деяких промислово розвинених країн у середньому складає 5-10%. В даний час розроблені різні схеми використання термальних вод для опалення та гарячого водопостачання житлових і промислових будівель.
Ідея використовувати енергію приливних і відливних морських течій була втілена в приливних електростанціях (ПЕС). Перша промислова ПЕМ була побудована у Франції, в гирлі річки Ранс в 1966 році. Приливні станції не завдають шкоди навколишньому середовищі, на відміну від гідроелектростанцій, при спорудженні яких затоплюються величезні родючі площі, вирубуються лісові масиви. До того ж ПЕМ мають досить солідним енергетичним потенціалом. Прискорення, що викликається приливної силою, цілком достатньо, щоб привести в рух гігантські, в мільйони тонн, маси води. У деяких місцях біля берегів швидкості потоків досягають 4 метрів за секунду.
Щоб змусити працювати припливи і відливи, греблею перекривають затоку або гирлі впадає в море річки і утворюють тим самим водоймище під назвою басейном ПЕС. Напір води приводить в обертання гідротурбіни і з'єднані з ними електрогенератори, встановлені усередині греблі. При всіх перевагах вироблення електроенергії на ПЕС їх поширенню перешкоджає дорожнеча будівництва.
Наприклад, зведення французької ПЕМ на Рансе обійшлося у два з половиною рази дорожче, ніж будівництво річковий ГЕС тієї ж потужності.
Проте в 1968 році в Росії був застосований інший метод споруди ПЕМ, який дозволив наполовину знизити вартість будівництва. Вітчизняними проектувальниками при створенні ПЕМ в Кислої губі був прийнятий наплавний спосіб будівництва. Наплавний блок будівлі з залізобетону був побудований в котловані на березі Кольської затоки, поблизу Мурманська. Після завершення монтажу обладнання і проведення випробування будівлі на водонепроникність, котлован затопили. Будівля на плаву вивів у морі буксир і перевіз його на відстань 39 кілометрів у вузьке горло Кислої губи. Тут, під час морського відпливу воно було встановлене на підготовлену поверхню. Потім з двох берегів до будівлі підвели дамби, перекривши тим самим горло губи, і створили басейн ПЕС. У всьому світі наплавний метод будівництва ПЕМ відомий як «російський».
Плотинне ПЕМ - не єдиний спосіб отримання енергії з припливів. У Норвегії близько міста Хаммерфест в протоці Квалсундет швидкість течії води під час припливу сягає двох з половиною метрів в секунду. У найвужчому місці протоки на глибині 80 метрів буде встановлено баштові вітряки - «підводні млини». При цьому враховано, що таке вторгнення в морський простір не завадить пересуванню лосося та інших мешканців моря. Крім того, гідродвигуни не створять ніяких перешкод судноплавству. Особливість конструкції підводних вітряків полягає в тому, що вони можуть самостійно розгортатися під водою в бік найбільш сильної течії і «працювати» з максимальною ефективністю. Після того, як будуть змонтовані всі 20 агрегатів, їх сумарна потужність складе 32 тисячі мегават. На сушу електроенергія буде передаватися за допомогою підводних кабелів.
Восени 2006 року в Северодвінську спущений на воду експериментальний блок для припливної електростанції, що не має аналогів у світі. Агрегат дозволить виробляти дешеве і екологічно чисте електрику, використовуючи енергію морських припливів і відливів.

Список використаної літератури
1. В.І. Січкар, В.А. Акулича Хвильові енергетичні станції в океані. -М.: Наука, 1989. - 132 с.
2. Нетрадиційні джерела енергії. - М.: Знання, 1988. - 95 с.
3. Проблеми і перспективи розвитку світової енергетики. - М.: Знання, 1982. - 48 с.
4. Ф. В. Скалкін та ін Енергетика та навколишнє середовище. - Л.: Енергоіздат, 1981. - 280 с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Реферат
24.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Нетрадиційні джерела енергії в Криму
Нетрадиційні способи та джерела отримання енергії
Природно-наукові проблеми сучасної енергетики Традиційні та нетрадиційні джерела енергії
Нетрадиційні методи виробництва енергії
Джерела енергії і генератори енергії
Нетрадиційні джерела фінансування лізинг франчайзинг факторинг
Формування фінансових коштів нетрадиційні джерела фінансування організацій культури
Джерела енергії
Альтернативні джерела енергії
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru