Современные способы получения электрической энергии
Характеристика достоинств и недостатков современных способов получения электрической энергии: тепловые, атомные и гидроэлектростанции. Изучение способов получения электричества и тепла из ветра и солнечного излучения. Особенности геотермальной энергетики.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.11.2015 |
| Размер файла | 1007,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
«Витебский государственный ордена Дружбы народов
медицинский университет»
Кафедра медицинской
и биологической физики
РЕФЕРАТ
По дисциплине «Основы энергосбережения»
Современные способы получения электрической энергии
Витебск, 2014
Содержание
Введение
1. Современные способы получения электрической энергии
1.1 Тепловые электростанции
1.2 Гидроэлектростанции
1.3 Атомные электростанции
2. Источники энергии
2.1 Возобновляемые источники энергии
2.1.1 Ветровая энергия
2.1.2 Энергия солнца
2.1.3 Геотермальная энергетика
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Научно-технический прогресс невозможен без развития энергетики. Для повышения производительности труда первостепенное значение имеет механизация и автоматизация производственных процессов, замена человеческого труда машинным.
Человечеству электроэнергия нужна, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Поэтому важно на сегодняшний день найти выгодные источники электроэнергии, причем выгодные не только с точки зрения дешевизны топлива, но и с точки зрения простоты конструкций, дешевизны материалов, долговечности станций.
В данной работе рассмотрены современные источники электрической энергии. Цель работы - прежде всего ознакомиться с современным положением дел в этой проблематике.
1. Современные способы получения электрической энергии
Характерной чертой традиционной электроэнергетики является её давняя и хорошая освоенность, она прошла длительную проверку в разнообразных условиях эксплуатации. Основную долю электроэнергии во всём мире получают именно на традиционных электростанциях. Традиционная электроэнергетика делится на несколько основных направлений: тепловая энергетика, гидроэнергетика и атомная энергетика.
1.1 Тепловые электростанции
Тепловая электростанция (ТЭС) - электростанция, вырабатывающая электрическую энергию в результате преобразования тепловой энергии, выделяющейся при сжигании органического топлива. ТЭС -- основной вид электрической станций.
Большинство электроэнергии производится на тепловых электростанциях. Часто в городах используются ТЭЦ - теплоэлектроцентрали, производящие не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды. Такая система является довольно-таки непрактичной т.к. в отличие от электрокабеля надежность теплотрасс чрезвычайно низка на больших расстояниях, эффективность централизованного теплоснабжения сильно снижается, вследствие уменьшения температуры теплоносителя. Подсчитано, что при протяженности теплотрасс более 20 км установка электрического бойлера в отдельно стоящем доме становится экономически выгодна.
На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.
Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные, предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара.
1.2 Гидроэлектростанции
Гидроэлектрическая станция, гидроэлектростанция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. ГЭС обеспечивает необходимую концентрацию потока воды и создание напора.
По схеме использования водных ресурсов и концентрации напоров ГЭС обычно подразделяют на русловые, приплотинные, смешанные и приливные. В русловых и приплотинных ГЭС напор воды создаётся плотиной, перегораживающей реку и поднимающей уровень воды. При этом неизбежно некоторое затопление долины реки. В случае сооружения двух плотин на том же участке реки площадь затопления уменьшается. На равнинных реках наибольшая экономически допустимая площадь затопления ограничивает высоту плотины. Русловые и приплотинные ГЭС строят и на равнинных многоводных реках и на горных реках, в узких сжатых долинах.
В состав сооружений русловой ГЭС, кроме плотины, входят здание ГЭС и водосбросные сооружения.
Важнейшая особенность гидроэнергетических ресурсов по сравнению с топливно-энергетическими ресурсами -- их непрерывная возобновляемость. Отсутствие потребности в топливе для ГЭС определяет низкую себестоимость вырабатываемой на ГЭС электроэнергии. Поэтому сооружению ГЭС, несмотря на значительные, удельные капиталовложения на 1 квт установленной мощности и продолжительные сроки строительства, придавалось и придаётся большое значение, особенно когда это связано с размещением электроёмких производств.
1.3 Атомные электростанции
Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная энергия преобразуется в электрическую. Генератором энергии на АЭС является атомный реактор. Тепло, которое выделяется в реакторе в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжёлых элементов, так же, как и на обычных тепловых электростанциях (ТЭС), преобразуется в электроэнергию. В отличие от ТЭС, работающих на органическом топливе, АЭС работает на ядерном горючем. Установлено, что мировые энергетические ресурсы ядерного горючего (уран, плутоний и др.) существенно превышают энергоресурсы природных запасов органического топлива (нефть, уголь, природный газ и др.). Это открывает широкие перспективы для удовлетворения быстро растущих потребностей в топливе.
Первая в мире АЭС была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. До этого энергия атомного ядра использовалась в военных целях. Пуск первой АЭС ознаменовал открытие нового направления в энергетике.
АЭС являющиеся наиболее современным видом электростанций, имеют ряд существенных преимуществ перед другими видами электростанций: при нормальных условиях функционирования они абсолютно не загрязняют окружающую среду, не требуют привязки к источнику сырья и соответственно могут быть размещены практически везде.
Значительных недостатков АЭС при нормальных условиях функционирования практически не имеют. Однако нельзя не заметить опасность АЭС при возможных форсмажорных обстоятельствах: землетрясениях, ураганах, и т. п. - здесь старые модели энергоблоков представляют потенциальную опасность радиационного заражения территорий из-за неконтролируемого перегрева реактора.
2. Источники энергии
В основном энергию, используемую в быту и промышленности, мы добываем на поверхности Земли или в ее недрах. Например, во многих слаборазвитых странах жгут древесину для отопления и освещения жилищ, тогда как в развитых странах для получения электроэнергии сжигают различные ископаемые источники топлива -- уголь, нефть и газ. Ископаемые виды топлива представляют собой не возобновляемые источники энергии. Их запасы восстановить невозможно. Ученые сейчас изучают возможности использования неисчерпаемых источников энергии.
2.1. Возобновляемые источники энергии
По мере роста численности населения, людям требуется все больше энергии, и многие страны переходят к использованию возобновляемых источников энергии -- солнца, ветра и воды. Идея их применения пользуется широкой популярностью, так как это -- экологически чистые источники, использование которых не наносит вреда окружающей среде.
2.1.1Ветровая энергия
Энергию ветра относят к возобновляемым видам энергии, так как она является следствием деятельности солнца. В связи с постоянными выбросами промышленных газов в атмосферу и другими факторами возрастает контраст температур на земной поверхности. Это является одним из основных факторов, который приводит к увеличению ветровой активности во многих регионах нашей планеты и, соответственно, актуальности строительства ветростанций - альтернативных источников энергии. Отрасль энергетики, которая занимается вопросом производства и передачи такой энергии, называется ветроэнергетикой.
Ветроэнергетика -- это отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую, механическую, тепловую или в любую другую форму энергии, удобную для использования в народном хозяйстве. Такое преобразование может осуществляться такими агрегатами, как ветрогенератор, ветряная мельница, парус и другими.
2.1.2 Энергия солнца
Солнечная энергетика использует солнечные излучения для получения энергии в каком-либо виде.
Ныне солнечная энергетика широко применяется в случаях, когда малодоступность других источников энергии в совокупности с изобилием солнечного излучения оправдывает её экономически.
Солнце - источник жизни и жесткий убийца, дающий возможность родиться и вырасти каждому живому организму на Земле уже на протяжении нескольких миллиардов лет. Всерьез о технологическом «приручении» солнечного света человек начал задумываться только в прошлом столетии.
Перспективы выработки солнечной энергии уменьшаются из-за глобального затемнения - антропогенного уменьшения солнечного излучения, доходящего до поверхности Земли.
Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения:
1) Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.
2) Гелиотермальная энергетика - нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла. электрический энергия солнечный геотермальный
3) «Солнечный парус» - устройство, способное в безвоздушном пространстве преобразовывать солнечные лучи в кинетическую энергию.
4) Термовоздушные электростанции - преобразуют солнечной энергию в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор.
Существует множество недостатков использования солнечной энергии. Из-за относительно небольшой величины солнечной постоянной для солнечной энергетики требуется использование больших площадей земли под электростанции. Однако, этот недостаток не так велик. К тому же фотоэлектрические элементы на крупных солнечных электростанциях устанавливаются на высоте 1,8-2,5 метра, что позволяет использовать земли под электростанцией для сельско-хозяйственных нужд, например, для выпаса скота.
Поток солнечной энергии на поверхности Земли сильно зависит от широты и климата. В разных местах среднее количество солнечных дней в году может различаться очень сильно.
Еще одна проблема заключается в том, что солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в утренних и вечерних сумерках. При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме того, мощность электростанции может резко и неожиданно колебаться из-за смены погоды. Для преодоления этих недостатков нужно или использовать эффективные электрические аккумуляторы, либо строить гидроаккумулирующие станции, которые тоже занимают большую территорию, либо использовать концепцию водородной энергетики, которая также пока далека от экономической эффективности.
Проблема зависимости мощности солнечной электростанции от времени суток и погодных условий решается в случае солнечных аэростатных электростанций.
Другая проблема это дороговизна солнечных фотоэлементов.
Так же поверхность фотопанелей нужно очищать от пыли и других загрязнений. При их площади в несколько квадратных километров это может вызвать затруднения.
Эффективность фотоэлектрических элементов заметно падает при их нагреве, поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения, обычно водяных. Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических элементов начинает снижаться.
Несмотря на экологическую чистоту получаемой энергии, сами фотоэлементы содержат ядовитые вещества, например, свинец, кадмий, галлий, мышьяк и т. д., а их производство потребляет массу других опасных веществ. Современные фотоэлементы имеют ограниченный срок службы (30-50 лет), и массовое применение поставит в ближайшее же время сложный вопрос их утилизации, который тоже не имеет пока приемлемого с экологической точки зрения решения.
2.1.3 Геотермальная энергетика
Геотермальная энергетика -- это направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.
Заключение
Учитывая результаты существующих прогнозов по истощению к середине - концу следующего столетия запасов нефти, природного газа и других традиционных энергоресурсов, а также сокращение потребления угля из-за вредных выбросов в атмосферу, а также употребления ядерного топлива, которого при условии интенсивного развития реакторов-размножителей хватит не менее чем на 1000 лет можно считать, что на данном этапе развития науки и техники тепловые, атомные и гидроэлектрические источники будут еще долгое время преобладать над остальными источниками электроэнергии. Несмотря на это, поиск и развитие новых способов получения энергии является задачей первостепенной важности. Эта важность обуславливается потребностью получать электричество из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений, которые в то же время обладали бы такими важными характеристиками, как экологичность и экономичность.
Список использованной литературы
1. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. - М.: Наука и техника, 1997. - 110 с
2. http://refdb.ru/look/2084666-pall.html
3. http://www.polnaja-jenciklopedija.ru/planeta-zemlja/istochniki-jenergii-na-zemle.html
4. http://bibliofond.ru/view.aspx?id=658625
5. Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. - М.: Знание, 1997. - 128 с.
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Атомная_электростанция
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
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.
реферат [51,8 K], добавлен 25.01.2013Использование ветра и ветряных установок. Сооружение гигантских ветроэнергетических установок для получения энергии. Способы преобразования солнечных лучей в электрический ток. Использование и получение энергии приливных и отливных морских течений.
реферат [20,4 K], добавлен 09.11.2008Способы получения электроэнергии и связанные с ними экологические проблемы. Решение экологических проблем для тепловых и атомных электростанций. Альтернативные источники энергии: солнца, ветра, припливов и отливов, геотермальная и энергия биомассы.
презентация [4,0 M], добавлен 31.03.2015Технологии газификации биомассы, получения жидкого топлива быстрым пиролизом. Сжигание древесины с целью получения тепловой и электрической энергии. Переработка твердых бытовых отходов на энергетических установках. Очистка сточных вод от загрязнений.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.01.2015Понятие геотермальной энергии как энергии внутренних областей Земли. Перспективы использования геотермальных источников энергии, характеристика их преимуществ. Развитие и совершенствование геотермальных технологий. Экологические фонды: назначение, виды.
реферат [202,7 K], добавлен 15.01.2014Анализ возможности применения энергии солнца и ветра как совместно с традиционным источником энергии, так и автономного энергоснабжения совместного использования энергии солнца и ветра. Сравнение по более экономному использованию энергии ветра и солнца.
контрольная работа [474,9 K], добавлен 03.11.2013Принцип получения электричества за счет атомной энергии. Основные экономические выгоды и экологические проблемы, возникающие в связи с деятельностью атомной энергетики. Воздействие нефти на животный и растительный мир, загрязнение Мирового океана.
реферат [22,7 K], добавлен 22.07.2009Анализ потребления древесины в России. Сельскохозяйственные отходы растительного происхождения как источник строительного сырья. Использование древесной биомассы для получения энергии. Сущность крупнокусковых отходов, представляющих наибольшую ценность.
контрольная работа [426,7 K], добавлен 14.10.2011Понятие "полностью безотходная технология". Рекомендации по созданию малоотходных и ресурсосберегающих технологий. Огневые методы очистки. Химические загрязнения, основные способы уменьшения вреда от них. Альтернативные способы получения энергии.
реферат [22,8 K], добавлен 16.02.2016Источники радиоактивного загрязнения. Экологические проблемы тепловой энергетики и гидроэнергетики. Приливные электростанции и их экологическая оценка. История использования энергии ветра. Экологическая оценка использования лучистой энергии Солнца.
реферат [50,8 K], добавлен 02.12.2014
