Нетрадиционные источники энергий
Нетрадиционные источники энергии
Реферат ученицы 10 класса школы при Посольстве РФ в Великобритании
Баженовой Ксении
г. Лондон, 2000 г.
Введение
Энерговооруженность
общества – основа его научно-технического
прогресса, база развития производительных
сил. Её соответствие общественным потребностям
– важнейший фактор экономического
роста. Развивающееся мировое
В отличие от ископаемых топлив нетрадиционные формы энергии не ограничены геологически накопленными запасами. Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.
Основной фактор
при оценке целесообразности использования
нетрадиционных возобновляемых источников
энергии – стоимость
Рассмотренные в работе новые схемы преобразования энергии можно объединить единым терминов «экоэнергетика», под которым подразумеваются любые методы получения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды.
Солнечная энергия
Всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько её содержится во всех разведанных запасах ископаемых топлив, а за 1 сек. – 170 млрд. Дж. Большую часть этой энергии рассеивает или поглощает атмосфера, особенно облака, и только треть её достигает земной поверхности. Вся энергия, испускаемая Солнцем, больше той её части, которую получает Земля, в 5 млрд. раз. Но даже такая «ничтожная» величина в 1600 раз больше энергии, которую дают все остальные источники, вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.
Солнечная энергия - наиболее грандиозный, дешевый, но и, пожалуй, наименее используемый человеком источник энергии.
В последнее
время интерес к проблеме использования
солнечной энергии резко
Использование
всего лишь 0,0125% энергии Солнца могло
бы обеспечить все сегодняшние потребности
мировой энергетики, а использование
0,5% полностью покрыть потребности
на перспективу. К сожалению, вряд ли
когда-нибудь эти громадные потенциальные
ресурсы удастся реализовать
в больших масштабах. Только очень
небольшая часть этой энергии
может быть практически использована.
Едва ли не главная причина подобной
ситуации – слабая плотность солнечной
энергии. Простой расчет показывает,
что если снимаемая с 1 м 2 освещенной
солнцем поверхности мощность в
среднем составляет 160 Вт, то для
генерирования 100 тыс. кВт нужно снимать
энергию с площади в 1,6 км 2. Ни
один из известных в настоящее
время способов преобразования энергии
не может обеспечить экономическую
эффективность такой
Выше говорилось о средних величинах. Доказано, что в высоких широтах плотность солнечной энергии составляет 80 – 130 Вт/м2, в умеренном поясе – 130 – 210, а в пустынях тропического пояса 210 – 250 Вт /м 2. Это означает, что наиболее благоприятные условия для использования солнечной энергии существуют в развивающихся странах Африки, Южной Америки, в Японии, Израиле, Австралии, в отдельных районах США (Флорида, Калифорния). В СНГ в районах, благоприятных для этого, живет примерно 130 млн. человек, в том числе 60 млн. в сельской местности.
Однако даже
при наилучших атмосферных
Из вышеизложенного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики.
Солнечная энергетика
относится к наиболее материалоёмким
видам производства энергии. Крупномасштабное
использование солнечной
Но, тем не менее,
станции-преобразователи
Солнечную радиацию при помощи гелиоустановок преобразуют в тепловую или электрическую энергию, удобную для практического применения. В южных районах нашей страны созданы десятки солнечных установок и систем. Они осуществляют горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование воздуха жилых и общественных зданий, животноводческих ферм и теплиц, сушку сельскохозяйственной продукции, термообработку строительных конструкций, подъем и опреснение минерализованной воды и др.
С 1988 года на Керченском
полуострове работает Крымская солнечная
электростанция. Она невелика –
мощность всего 5 МВт. Она работает без
каких-либо выбросов в окружающую среду,
что особо важно в курортной
зоне, и без использования
С начала 50-х
годов в нашей стране космические
летательные аппараты используют в
качестве основного источника
Освоение космического
пространства позволяет разрабатывать
проекты солнечно-космических
Продолжается изучение возможностей более широкого использования гелиоустановок: «солнечные» крыши на домах для энерго- и теплоснабжения, «солнечные» крыши на автомобилях для подзарядки аккумуляторов, «солнечные» фермы в сельских районах и т.д.
Ученые и энергетики
продолжают вести работу по поиску
новых более дешевых
Энергия ветра
Человек использует энергию ветра с незапамятных времен. Но его парусники, тысячелетиями бороздившие просторы океанов, и ветряные мельницы использовали лишь ничтожную долю из тех 2,7 трлн. кВт энергии, которыми обладают ветры, дующие на Земле. Полагают, что технически возможно освоение 40 млрд. кВт, но даже это более чем в 10 раз превышает гидроэнергетический потенциал планеты.
Почему же столь обильный доступный и экологически чистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии.
Ветровой энергетический
потенциал Земли в 1989 году был
оценен в 300 млрд. кВт * ч в год. Но
для технического освоения из этого
количества пригодно только 1,5%. Главное
препятствие для него – рассеянность
и непостоянство ветровой энергии.
Непостоянство ветра требует
сооружения аккумуляторов энергии,
что значительно удорожает
Новейшие исследования
направлены преимущественно на получение
электрической энергии из энергии
ветра. Стремление освоить производство
ветроэнергетических машин
Сооружаются ветроэлектрические
станции преимущественно
Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования.
Основное направление использования энергии ветра – получение электроэнергии для автономных потребителей, а также механической энергии для подъема воды в засушливых районах, на пастбищах, осушения болот и др. В местностях, имеющих подходящие ветровые режимы, ветроустановки в комплекте с аккумуляторами можно применять для питания автоматических метеостанций, сигнальных устройств, аппаратуры радиосвязи, катодной защиты от коррозии магистральных трубопроводов и др.
По оценкам
специалистов, энергию ветра можно
эффективно использовать там, где без
существенного хозяйственного ущерба
допустимы кратковременные
Мощные ветровые установки стоят обычно в районах с постоянно дующими ветрами (на морских побережьях, в мелководных прибрежных зонах и т.д.) Такие установки уже используют в России, США, Канаде, Франции и других странах.
Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить, что за ветер платить не нужно, однако машины, нужные для того, чтобы запрячь его в работу, обходятся слишком дорого.
При использовании
ветра возникает серьезная
Геотермальная энергия
Издавна люди знают
о стихийных проявлениях
Энергетика земли
(геотермальная энергетика) базируется
на использовании природной
Источники геотермальной
энергии могут быть двух типов. Первый
тип – это подземные бассейны
естественных теплоносителей – горячей
воды (гидротермальные источники), или
пара (паротермальные источники), или
пароводяной смеси. По существу, это
непосредственно готовые к
Но в обоих
вариантах использования
Можно утверждать,
что геотермальная энергия
Во-первых, её запасы практически неисчерпаемы. По оценкам конца 70-х годов до глубины 10 км они составляют такую величину, которая в 3,5 тысячи раз превышает запасы традиционных видов минерального топлива.
Во-вторых, геотермальная энергия довольно широко распространена. Концентрация её связана в основном с поясами активной сейсмической и вулканической деятельности, которые занимают 1/10 площади Земли. В пределах этих поясов можно выделить отдельные наиболее перспективные «геотермальные районы», примерами которых могут служить Калифорния в США, Новая Зеландия, Япония, Исландия, Камчатка, Северный Кавказ в России. Только в бывшем СССР к началу 90-х годов было открыто около 50 подземных бассейнов горячей воды и пара.
В-третьих, использование геотермальной энергии не требует больших издержек, т.к. в данном случае речь идет об уже «готовых к употреблению», созданных самой природой источниках энергии.
Наконец, в-четвертых,
геотермальная энергия в
Человек издавна использует энергию внутреннего тепла Земли (вспомним хотя бы знаменитые Римские бани), но её коммерческое использование началось только в 20-х годах нашего века со строительством первых геоЭС в Италии, а затем и в других странах. К началу 80-х годов в мире действовало около 20 таких станций общей мощностью 1,5 млн. кВт. Самая крупная из них – станция Гейзерс в США (500 тыс. кВт).
Геотермальную энергию используют для выработки электроэнергии, обогрева жилья, теплиц и т.п. В качестве теплоносителя используют сухой пар, перегретую воду или какой-либо теплоноситель с низкой температурой кипения (аммиак, фреон и т.п.).
Энергия Мирового океана
Резкое увеличение цен на топливо, трудности с его получением, истощение топливных ресурсов – все эти видимые признаки энергетического кризиса вызывали в последние годы во многих странах значительный интерес к новым источникам энергии, в том числе к энергии Мирового океана.
Известно, что запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. кв. км) занимают моря и океаны: акватория Тихого океана составляет 180 млн. кв. км, Атлантического – 93 млн. кв. км, Индийского – 75 млн. кв. км. Так, тепловая энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 1026 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка 1018 Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной.
Энергия океана
давно привлекает к себе внимание
человека. В середине 80-х годов
уже действовали первые промышленные
установки, а также велись разработки
по следующим основным направлениям:
использование энергии
Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление – ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Приливные волны таят в себе огромный энергетический потенциал – 3 млрд. кВт.
Растет интерес
специалистов к приливным колебаниям
уровня океана у побережий материков.
Энергию приливов на протяжении веков
человек использовал для
Приливная энергия постоянна. Благодаря этому, количество вырабатываемой на приливных электростанциях (ПЭС) электроэнергии всегда может быть заранее известно, в отличие от обычных ГЭС, на которых количество получаемой энергии зависит от режима реки, связанного не только с климатическими особенностями территории, по которой она протекает, но и с погодными условиями.
Тем не менее
ученые считают, что технически возможно
и экономически выгодно использовать
лишь очень небольшую часть
При оценке экономических
выгод строительства ПЭС также
нужно учитывать, что наибольшие
амплитуды приливов-отливов
Считается, что
наибольшими запасами приливной
энергии обладает Атлантический
океан. В его северо-западной части,
на границе США и Канады, находится
залив Фанди, представляющий собой
внутреннюю суженную часть более
открытого залива Мен. Длина его
300 км при ширине 90 км, глубина у
входа более 200 м. Этот залив знаменит
самыми высокими в мире приливами, достигающими
18 м. Очень высоки приливы и у
берегов Канадского арктического архипелага.
Например, у побережья Баффиновой
земли они поднимаются на 15,6 м.
В северо-восточной части
Велики также
запасы приливной энергии в Тихом
океане. В его северо-западной части
особенно выделяется Охотское море, где
в Тугурском и Пенжинском заливах
высота приливной волны составляет
9-13 м. Значительные приливы наблюдаются
и у побережий Китая и
В пределах Северного
Ледовитого океана по запасам приливной
энергии выделяются Белое море, в
Мезенской губе которого приливы
имеют высоту до 10 м, и Баренцево
море у берегов Кольского
Несмотря на такие, казалось бы весьма благоприятные, природные предпосылки, строительство ПЭС пока имеет довольно ограниченные масштабы. По существу реально можно говорить лишь о более или менее крупной промышленной ПЭС «Ранс» во Франции, об опытной Кислогубской ПЭС на Кольском полуострове(Россия) и канадско-американской ПЭС в заливе Фанди.
При сооружении ПЭС необходимо всесторонне оценивать их экологическое воздействие на окружающую среду. Оно довольно велико. В районах сооружения крупных ПЭС существенно изменяется высота приливов, нарушается водный баланс в акватории станции, что может серьёзно сказаться на рыбном хозяйстве, разведении устриц, мидий и пр.
К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также энергию волн и температурного градиента. Энергия ветровых волн суммарно оценивается в 2,7 млрд. кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых акваториях волновая энергия достигает значительной концентрации: в США и Японии – около 40 кВт на метр волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 метр. Использование этой энергии, хотя и в местных масштабах, уже начато в Великобритании и Японии. Британские острова имеют очень длинную береговую линию, во многих местах море остается бурным в течение длительного времени. По оценкам ученых, за счет энергии морских волн в английских территориальных водах можно было бы получить мощность до 120 ГВт, что вдвое превышает мощность всех электростанций, принадлежащих Британскому центральному электроэнергетическому управлению.
Впервые идею использования энергии разности температур поверхностных и глубинных слоев воды Мирового океана предложил французский ученый д'Арсонвиль в 1881 году, но первые разработки начались лишь в 1973 году. Энергию разности температур различных слоев Мирового океана оценивают в 20-40 трлн. кВт. Из них практически могут быть использованы лишь 4 трлн. кВт.
Принцип действия
этих станций заключается в
В океане, который составляет 72% поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии – энергия волн и приливов; энергия химических связей газов, солей и других минералов; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; энергия температурного градиента и др., и их можно преобразовывать в стандартные виды топлива. Такие количества энергии, многообразие её форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка.
Океан наполнен
внеземной энергией, которая поступает
в него из космоса. Она доступна и
безопасна, и не затрагивает окружающую
среду, неиссякаема и свободна. Из
космоса поступает энергия

- Нетрадиционные и экстремальные виды туризма в Крыму
- Нетрадиционные методв коррекции в работе с младшими школьниками
- Нетрадиционные методы активирования углеводородного сырья
- Нетрадиционные методы лечения
- Нетрадиционные методы лечения
- Нетрадиционные методы лечения всевозможных болезней
- Нетрадиционные методы оздоровления и гармонизации организма
- Нетрадиционные источники энергии
- Нетрадиционные источники энергии
- Нетрадиционные источники энергии
- Нетрадиционные источники энергии
- Нетрадиционные источники энергии
- Нетрадиционные источники энергии. Биоэнергетика: сжигание мусора
- Нетрадиционные источники энергии, современное состояние и перспективы