Пути развития нетрадиционного получения энергии

Сущность альтернативных способов получения энергии, которые представляют интерес из-за выгодности их использования при низком экологическом риске. Особенности биотоплива, использования ветровой, солнечной, геотермальной, водородной и гидроэнергетики.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Федеральное Агентство Железнодорожного Транспорта

Уральский Государственный Университет

Железнодорожного Транспорта

Кафедра: “ИЗОС”

Учебно-исследовательская работа

по дисциплине: «Экология»

на тему: «Пути развития нетрадиционного получения энергии»

УИРС написан на 44 страницах, содержит две таблицы и девять источников.

Ключевые слова:

Альтернативная энергетика, ветроэнергетика, гелиоэнергетика, альтернативная гидроэнергетика, геотермальная энергетика, водородная энергетика, сероводородная энергетика, биотопливо, распределённое производство энергии, автономные ветрогенераторы, солнечные фотобатареи, водородные двигатели, биодизель, синтез-газ.

Работа посвящена рассмотрению путей развития нетрадиционного получения энергии.

Содержание

Введение

1. Альтернативная энергетика

2. Ветроэнергетика

3. Солнечная энергетика

4. Альтернативная гидроэнергетика

5. Геотермальная энергетика

6. Водородная энергетика

7.Биотопливо

8.Распределенная энергетика

Заключение

Список использованных источников

Введение

Глобальный спрос на энергию увеличивается примерно на 3% в год - в 2025 году энергопотребление составит 22,8 млрд. т у. т. (условного топлива). Мировые запасы традиционных энергетических ресурсов, по оценкам специалистов, составляют: угля - более 1500 млрд. тонн, нефти - 170 млрд. т, газа - 172 трлн. куб. м.

По прогнозам, мировых запасов угля, нефти и газа при непрерывном росте промышленности как основного потребителя энергетической отрасли хватит на 100 лет и более.

Но, несмотря на подобный оптимистичный для человечества прогноз, необходимо смотреть на данную проблему гораздо шире. Стабильные и экономичные поставки энергоносителей для удовлетворения спроса промышленности связаны с накапливающимися рисками, включая политические препятствия, потребность в инфраструктуре и дефицит квалифицированных кадров и создающихся проблем для экологической обстановки в районе добычи энергии и ее потреблении.

Для обеспечения адекватных и стабильных поставок энергоносителей потребуется использование всех имеющихся экономичных и экологически чистых источников энергии. Данные факты, несомненно, четко обозначают актуальность рассматриваемой в данной работе темы.

Какого-либо универсального и простого решения надвигающихся проблем в мировой энергетике не существует.

Принимая во внимание огромные масштабы глобальной энергетической системы и длительное время, необходимое для того, чтобы внедрить в нее какие-либо существенные изменения, должны быть немедленно предприняты действия, распространяющиеся на долгосрочную перспективу.

В данной работе я хочу рассмотреть основные виды альтернативных источников энергии и путем идентификации понятий, анализа существующих в данной области технологий и тенденций определить перспективные направления развития альтернативной энергетики и указать на возможные проблемы в будущем.

1.Альтернативная энергетика

Альтернативная энергетика -- совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.

К направлениям альтернативной энергетики относятся:

- ветроэнергетика:

Автономные ветрогенераторы, ветрогенераторы работающие параллельно с сетью

- гелиоэнергетика:

Гелиоколлекторные системы ГВС и отопления, гелиостанции башенного типа, гелиостанции тарельчатого типа, солнечные печи, параболические концентраторы, солнечные фотобатареи

- альтернативная гидроэнергетика: приливные электростанции, волновые электростанции, мини и микро ГЭС (устанавливаются в основном на малых реках), водопадные электростанции

- геотермальная энергетика

Тепловые и электростанции (принцип отбора высокотемпературных грунтовых вод и использования их в цикле), грунтовые теплообменники (принцип отбора тепла от грунта посредством теплообмена)

- водородная энергетика и сероводородная энергетика:

Водородные двигатели (для получения механической энергии), топливные элементы (для получения электричества)

- биотопливо

Получение биодизеля, получение метана и синтез-газа

- распределённое производство энергии -- новая тенденция в энергетике, связанная с производством тепловой и электрической энергии.

2.Ветроэнергетика

Ветроэнергетика -- отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра -- кинетической энергии воздушных масс в атмосфере. Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. Ветроэнергетика является бурно развивающейся отраслью, так в конце 2008 года общая установленная мощность всех ветрогенераторов составила 120 гигаватт, увеличившись вшестеро с 2000 года.

Современные методы генерации электроэнергии из энергии ветра

Современные ветрогенераторы работают при скоростях ветра от 3--4 м/с до 25 м/с.

Мощность ветрогенератора зависит от площади, заметаемой лопастями генератора. Например, турбины мощностью 3 МВт (V90) производства датской фирмы Vestas имеют общую высоту 115 метров, высоту башни 70 метров и диаметр лопастей 90 метров.

В августе 2002 года компания Enercon построила прототип ветрогенератора E-112 мощностью 4,5 МВт. До декабря 2004 года турбина оставалась крупнейшей в мире. В декабре 2004 года германская компания REpower Systems построила свой ветрогенератор мощностью 5,0 МВт. Диаметр ротора этой турбины 126 метров, вес гондолы -- 200 тонн, высота башни -- 120 м. В конце 2005 года Enercon увеличил мощность своего ветрогенератора до 6,0 МВт. Диаметр ротора составил 114 метров, высота башни 124 метра. Компания Clipper Windpower разрабатывает ветрогенератор мощностью 7,5 МВт для офшорного применения.

Наибольшее распространение в мире получила конструкция ветрогенератора с тремя лопастями и горизонтальной осью вращения, хотя кое-где ещё встречаются и двухлопастные. Были попытки построить ветрогенераторы так называемой ортогональной конструкции, то есть с вертикальным расположением оси вращения. Считается, что они имеют преимущество в виде очень малой скорости ветра, необходимой для начала работы ветрогенератора. Главная проблема таких генераторов -- механизм торможения. В силу этой и некоторых других технических проблем ортогональные ветроагрегаты не получили практического распространения в ветроэнергетике.

Наиболее перспективными местами для производства энергии из ветра считаются прибрежные зоны. В море, на расстоянии 10--12 км от берега (а иногда и дальше), строятся офшорные ветряные электростанции. Башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров.

Могут использоваться и другие типы подводных фундаментов, а также плавающие основания. Первый прототип плавающей ветряной турбины построен компанией H Technologies BV в декабре 2007 года. Ветрогенератор мощностью 80 кВт установлен на плавающей платформе в 10,6 морских милях от берега Южной Италии на участке моря глубиной 108 метров.

Распространение ветроэнергетики

В 2008 году сумарные мощности ветряной энергетики выросли во всём мире до 120 ГигаВт. Ветряные электростанции всего мира в 2007 году произвели около 200 млрд кВт·ч, что составляет примерно 1,3 % мирового потребления электроэнергии. Во всём мире в 2008 году в индустрии ветроэнергетики были заняты более 400 тысяч человек. В 2008 году мировой рынок оборудования для ветроэнергетики вырос до 36,5 миллиардов евро, или около 46,8 миллиардов американских долларов[5].

В 2007 году в Европе было сконцентрировано 61 % установленных ветряных электростанций, в Северной Америке 20 %, Азии 17 %.

Таблица 1: Суммарные установленные мощности, МВт, по странам мира 2005--2007 г. Данные Европейской ассоциации ветроэнергетики

Страна	2005г., МВт	2006г., МВт	2007г., МВт	2008г., МВт
США	9149	11603	16818	25170
Германия	18428	20622	22247	23903
Испания	10028	11615	15145	16754<... Другие файлы: Энергетические проблемы и альтернативные источники энергии Обзор развития современной энергетики и ее проблемы. Общая характеристика альтернативных источников получения энергии, возможности их применения, дост... Переработка животноводческих отходов в биогаз и удобрения История получения биогаза как нетрадиционного источника энергии. Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза. Экологические аспе... Возобновляемые источники энергии Распространение солнечной энергии на Земле. Способы получения электричества из солнечного излучения. Освещение зданий с помощью световых колодцев. Пол... История развития и современные проблемы энергетики История развития энергетики как науки, общая и вторичная энергетика, понятие "энергия", пути решения энергетических проблем. Электроэнергетика как сам... Новые способы преобразования энергии Внутренняя структура протона. Закономерность структурогенеза протона. Энергия вакуума и протона. Эффект Лэмба-Ризерфорда и Казимира. Современные спосо...