Особенности технологических процессов в ветроэнергетике

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Ветер - это движение воздуха относительно земной поверхности, обусловленное разностью атмосферного давления и направленное от высокого давления к низкому. Причиной неравномерного распределения давления атмосферы является неодинаковый нагрев воздуха, в основном, за счет солнечной радиации. Ветер характеризуется скоростью (хв) и направлением. Скорость выражается в м/с, км/ч или приближенно в баллах по шкале Бофорта.

Ветроэнергетика - это отрасль энергетики, связанная с разработкой методов и средств, для преобразования энергии ветра в механическую, тепловую или электрическую энергию. Важной особенностью энергии ветра, как и солнечной, является то, что она может быть использована практически повсеместно.

Ветродвигатель - устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую энергию.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) представляет собой комплекс технических устройств, для преобразования энергии ветра в другие виды: механическую, электрическую или тепловую.

Ветродвигатель является неотъемлемой частью ВЭУ. В ее состав также могут входить рабочие машины (электрогенератор, тепловой генератор), аккумулирующие устройства, системы автоматического управления и регулирования и др.

Ветровая энергия представляет собой возобновляемый источник энергии, являющийся вторичным по отношению к солнечной энергии. Причиной возникновения ветра являются разности температур в атмосфере, образующиеся в результате действия солнечного излучения, которые, в свою очередь, обуславливают возникновение различных давлений. Ветер возникает в процессе рассеяния энергии, накопившейся вследствие наличия этих различных давлений.

Ветроэнергетичическая установка, расположенная на площадке, где среднегодовая удельная мощность воздушного потока составляет около 500 Вт/м2 (скорость воздушного потока при этом равна 7 м/с), может преобразовать в электроэнергию около 175 из этих 500 Вт/м2. Энергия, содержащаяся в потоке движущегося воздуха, пропорциональна кубу скорости ветра.

Однако не вся энергия воздушного потока может быть использована даже с помощью идеального устройства. Теоретически коэффициент полезного использования (КПИ) энергии воздушного потока может быть равен 59,3%. На практике максимальный КПИ энергии ветра в реальном ветроагрегате равен приблизительно 50%, однако и этот показатель достигается не при всех скоростях, а только при оптимальной скорости, предусмотренной проектом. Кроме того, часть энергии воздушного потока теряется при преобразовании механической энергии в электрическую, которое осуществляется с КПД обычно 75-95%.

Учитывая все эти факторы, удельная электрическая мощность, выдаваемая реальным ветроэнергетическим агрегатом, видимо, составляет 30-40% мощности воздушного потока при условии, что этот агрегат работает устойчиво в диапазоне скоростей, предусмотренных проектом.

Однако иногда ветер имеет скорость, выходящую за пределы расчетных скоростей. Скорость ветра бывает настолько низкой, что ветроагрегат совсем не может работать, или настолько высокой, что ветроагрегат необходимо остановить и принять меры по его защите от разрушения. Если скорость ветра превышает номинальную рабочую скорость, часть извлекаемой механической энергии ветра не используется, с тем чтобы не превышать номинальной электрической мощности генератора.

Учитывая эти факторы, удельная выработка электрической энергии в течение года составляет 15-30% энергии ветра, или даже меньше, в зависимости от местоположения и параметров ветроагрегата.

1. Энергетические характеристики ветра

Для того чтобы дать характеристику ветру, как источнику энергии прибегают к помощи целого ряда энергетических характеристик ветра и аэрологических его характеристик, которые в общем называют ветроэнергетическим кадастром. Основными энергетическими характеристиками ветра есть: среднегодовые показатели скорости ветра, ход ветра за сутки и за год, коэффициент повторяемости скоростей и направлений ветра, наибольшая скорость ветра, показатели мощности и энергии ветра.

Первоочередным источником показателей для составления кадастра есть наблюдение за скоростью ветра на опорной оси гидрометеослужбы. Несколько раз на протяжении суток осуществляется наблюдение, что предоставляет возможность собрать колоссальный материал, дающий представление об энергетических характеристиках ветра. Преимуществом наблюдений есть то, что они проводятся по одной схеме, а наблюдательные пункты имеют классификацию по уровню их открытости..

Для того чтобы иметь представление об общей степени интенсивности ветра используют показатели среднегодовых скоростей ветра. Выбирая место для ветровых установок нашего производств, следует детально изучить параметры среднегодовой скорости, которые дают представление о результативности использования ветряных генераторов на той или иной территории. Нельзя забывать и о том, что на энергетические характеристики ветра оказывает влияние и конфигурация местности, и неровность поверхности. Каждая станция обладает индивидуальными вышеперечисленными условиями. Для того, чтобы сопоставить средние скорости, следует свести их к сравнимым, за которые принимаются условия открытой и ровной территории и высота равная десяти метрам.

На сегодняшний день основным способом получения энергии из ветровой энергии есть применение ветряных генераторов. Самым популярным видом ветряных генераторов, использующих в своей работе энергетические характеристики ветра, есть ветроустановки, с горизонтально размещенным валом, на котором размещено колесо, которое имеет две или три лопасти.

Нашей компанией производятся ветряки и ветрогенераторы, малой мощности, использующие энергетические характеристики ветра, с многолопастными колесами, которые работают на маленьких скоростях ветра. Диапазон мощностей ветроустановок достаточно широк, он колеблется от нескольких сотен ватт до двух четырех мегаватт.

Небольшие ветрогенераторы, мощность которых не превосходит сто киловатт, активно используются для получения электрической энергии, необходимой частным домам, вообще говоря, применение ветровых установок, использующих в своей работе энергетические характеристики ветра, совпадает с использоваием фотопреобразователей. Большой популярностью пользуются малые ветровые генераторы для работы установок, обеспечивающих водоснабжение. Малые ветрогенераторы нашего изготовления могут быть оснащены аккумуляторами электроэнергии.

Используя энергетическую характеристику ветра для работы больших ветряных генераторов можно получать электрическую энергию мощностью от ста ватт. Большие ветряные генераторы нашего производства, используются для работы на электросеть.

Энергетические характеристики ветра и сооружения ветропарков. В Европе ветроэнергетика существует как отдельная прибыльная сфера энергетики. Благодаря энергетическим характеристикам ветра, ветроэнергетика дает ощутимый вклад в общее производство электрической энергии. Сегодня налажено производство ветрогенераторов, мощность которых возросла до трех пяти мегаватт. Используя энергетическую характеристику ветра, ученые создают по современным технологиям крупнейшие ветрогенераторы, диаметр колеса которых колеблется от шестидесяти до ста двадцати метров, а высота башни моет достигать более ста метров.

Из-за постоянного усовершенствования технологий изготовления ветровых генераторов, установки постоянно снижаются в цене. В России ветроэнергетика только начинает набирать обороты. Следует отметить, что в стане достаточно возможностей, для использования энергетических характеристик ветра на благо человека. Наша компания, производя ветрогенераторы, ветроэлектростанции и ветряки использует все новейшие разработки и нацелена на достижение конкурентной способности продукции.

2. Направление ветра

Направление ветра определяется по той стороне горизонта, с которой он дует, например, ветер, дующий с юга, -- южный. Направление ветра зависит от распределения давления и от отклоняющего действия вращения Земли.

На климатической карте господствующие ветры показаны стрелками. Ветры, наблюдаемые у земной поверхности, очень разнообразны.

Вы уже знаете, что поверхность суши и воды нагревается по-разному. В летний день поверхность суши нагревается сильнее. От нагревания воздух над сушей расширяется и становится легче. Над водоемом в это время воздух холоднее и, следовательно, тяжелее. Если водоем сравнительно большой, в тихий жаркий летний день на берегу можно почувствовать легкий ветерок, дующий с воды, над которой атмосферное давление выше, чем над сушей. Такой легкий ветерок называют дневным бризом (от франц. brise -- легкий ветер). Ночной бриз, наоборот, дует с суши, так как вода охлаждается гораздо медленнее и воздух над ней теплее.

Местные ветры могут возникать не только на побережье, но и в горах.

Фён -- теплый и сухой ветер, дующий с гор в долину.

Бора -- порывистый, холодный и сильный ветер, появляющийся, когда холодный воздух переваливает через невысокие хребты к теплому морю.

Муссон.

Если бриз меняет направление два раза в сутки -- днем и ночью, то сезонные ветры - муссоны -- меняют свое направление два раза в год. Летом суша быстро прогревается, и давление воздуха над ее поверхностью надает. В это время более прохладный воздух начинает перемещаться на сушу. Зимой -- все наоборот, поэтому муссон дует с суши на море. Со сменой зимнего муссона на летний происходит смена сухой малооблачной погоды на дождливую.

Действие муссонов сильно проявляется в восточных частях материков, где с ними соседствуют огромные пространства океанов, поэтому такие ветры часто приносят на материки обильные осадки.

Неодинаковый характер циркуляции атмосферы в разных районах земного шара определяет различия в причинах и характере муссонов. В результате различают внетропические и тропические муссоны.

Внетропические муссоны -- муссоны умеренных и полярных широт. Они образуются в результате сезонных колебаний давления над морем и сушей. Наиболее типичная зона их распространения -- Дальний Восток, Северо-Восточный Китай, Корея, в меньшей степени -- Япония и северо-восточное побережье Евразии.

Тропические муссоны -- муссоны тропических широт. Они обусловлены сезонными различиями в нагревании и охлаждении Северного и Южного полушарий. В результате зоны давления смещаются по сезонам относительно экватора в то полушарие, в котором в данное время лето. Тропические муссоны наиболее типичны и устойчивы в северной части бассейна Индийского океана. Этому в немалой мере способствует сезонная смена режима атмосферного давления над Азиатским материком. С южноазиатскими муссонами связаны коренные особенности климата этого региона.

Образование тропических муссонов в других районах земного шара происходит менее характерно, когда более четко выражается один из них -- зимний или летний муссон. Такие муссоны отмечаются в Тропической Африке, в северной Австралии и в приэкваториальных районах Южной Америки.

Постоянные ветры Земли - пассаты и западные ветры -- зависят от положения поясов атмосферного давления. Так как в экваториальном поясе преобладает низкое давление, а близ 30° с. ш. и ю. ш. -- высокое, у поверхности Земли в течение всего года ветры дуют от тридцатых широт к экватору. Это пассаты. Под влиянием вращения Земли вокруг оси пассаты отклоняются в Северном полушарии к западу и дуют с северо-востока на юго-запад, а в Южном они направлены с юго-востока на северо-запад.

От поясов высокого давления (25-30° с. ш. и ю. ш.) ветры дуют не только к экватору, но и в сторону полюсов, так как у 65° с. ш. и ю. ш. преобладает низкое давление. Однако вследствие вращения Земли они постепенно отклоняются к востоку и создают воздушные потоки, перемещающиеся с запада на восток. Поэтому в умеренных широтах преобладают западные ветры.

Сила ветра. Определение средней скорости ветра.

Скорость ветра измеряется в метрах в секунду или в баллах (один балл приблизительно равен 2 м/с). Скорость зависит от барического градиента: чем больше барический градиент, тем выше скорость ветра.

От скорости зависит сила ветра. Чем больше разность атмосферного давления между соседними участками земной поверхности, тем сильнее ветер.

Шкала Бофорта -- условная шкала для визуальной оценки силы (скорости) ветра в баллах по его действию на наземные предметы или по волнению на море. Была разработана английским адмиралом Ф. Бофортом в 1806 г. и сначала применялась только им самим. В 1874 г. Постоянный комитет Первого метеорологического конгресса принял шкалу Бофорта для использования в Международной синоптической практике. В последующие годы шкала менялась и уточнялась. Шкалой Бофорта широко пользуются в морской навигации.

Ветроэнергетические установки. Ветроэнергетический кадастр.

Ветер на Земле, как явление, имеет общее происхождение со световыми излучениями, процессами образования биомассы и многими другими явлениями, обусловленными потоком падающей солнечной энергии. Это означает также наличие связи между всеми этими явлениями, которая носит сложный стохастический характер пространственно-временных корреляций и на протяжении истории Земли формирует климат в различных частях Земли, включая такие относительно устойчивые характеристики, как среднегодовая температура окружающей среды, суммарный удельный поток солнечного излучения, распределение ветра по скоростям на различных высотах от земной поверхности, объем и воспроизведение биомассы в виде лесов и трав.

Включение этих возобновляемых источников энергии человечеством в хозяйственный оборот приводит, строго говоря, к нарушению сложившегося, за многие годы динамического равновесия между ними. Это означает также, что энергетические потенциалы данных источников являются зависимыми друг от друга и соответствуют некой, пока не созданной, теории единого потенциала свободной энергии Земли и его распределения по поверхности. Вырабатываемая на данном этапе исследований независимая оценка валового потенциала ветровой энергии в регионе, как и независимые оценки валовых потенциалов солнечной энергии или биомассы, имеют сугубо качественный, ориентировочный характер.

Климатологические характеристики ветровой обстановки в регионах России. Ветер на различных высотах в атмосфере Земли для каждой точки ее поверхности характеризуется его скоростью, которая, строго говоря, является случайной переменной в пространстве и времени, зависящей от многих факторов местности, сезона года и погодных условий. Все процессы, напрямую связанные с использованием текущего значения скорости ветра, в частности, производство электроэнергии в ветроэлектрических установках, имеют сложный случайный характер, так что их характеристики обладают статистическим разбросом и неопределенностью средних ожидаемых значений. Поэтому на современном уровне исследований задача их оценки формулируется как создание вероятностного описания случайного процесса посредством разбиения всего временного процесса на отдельные временные интервалы, в пределах каждого из которых можно использовать приближение стационарности, т. е. независимости, всех определяемых параметров от времени. В качестве периода стационарности могут быть приняты различные временные интервалы с соответствующей точностью описания в зависимости от реальных условий случайного процесса. В частности, в некотором приближении можно считать процесс стационарным во всем рассматриваемом промежутке времени, например, в течение года.

Для систематизации характеристик ветровой обстановки в конкретном регионе с целью ее эффективного энергетического использования, как правило, разрабатывается ветроэнергетический кадастр, представляющий собой совокупность аэрологических и энергетических характеристик ветра, позволяющих определить его энергетическую ценность, а также целесообразные параметры и режимы работы ветроэнергетических установок.

Основными характеристиками ветроэнергетического кадастра являются:

o среднегодовая скорость ветра, годовой и суточный ход ветра;

o повторяемость скоростей, типы и параметры функций распределения скоростей;

o максимальная скорость ветра;

o распределение ветровых периодов и периодов энергетических затиший по длительности;

o удельная мощность и удельная энергия ветра;

o ветроэнергетические ресурсы региона.

Начиная с 50-х гг. XX в. в России, были развернуты широкие работы по созданию ветроэнергетических кадастров, хотя при этом северные и восточные районы страны фактически не рассматривались. Основным источником исходных данных для разработки ветроэнергетического кадастра являются наблюдения ветровых характеристик на опорной сети метеороло-гических станций. Эти наблюдения, выполняемые несколько раз в сутки, проводятся по единой методике с фиксированной классификацией мест на-блюдения по степени их открытости и охватывают периоды в десятки лет.

За последние 25-30 лет произошло качественное изменение уровня этих наблюдений. С помощью измерений на высотных метеорологических и телевизионных мачтах получены уточненные сведения о вертикальном профиле скоростей в приземном слое высотой до 500 м. Увеличилась частота регулярного получения информации о скорости и направлении ветра на опорной сети метеорологических станций (с 4 до 8 раз в сутки), а некоторыми метеостанциями и отдельными заинтересованными организациями ведутся непрерывные наблюдения в автоматическом режиме.

Эти измерения по длительности, как правило, уступают многолетним наблюдениям гидрометеослужбы, но они особенно важны при измерении быстропеременных процессов, включая порывы ветра и его максимальные пульсации, а также при оценке рабочих периодов и периодов простоя ветроустановок.

ВЭУ классифицируют:

- по виду вырабатываемой энергии;

- по мощности;

- по областям применения;

- по назначению;

- по признаку работы с постоянной или переменной частотой вращения ветроколеса (ВК);

- по способам управления;

- по структуре системы генерирования энергии.

ВЭУ в зависимости от вида вырабатываемой энергии подразделяют на две группы: механические и электрические. Электрические ВЭУ, в свою очередь, подразделяют на ВЭУ постоянного и переменного тока.

ВЭУ в зависимости от мощности подразделяют на четыре группы:

а) большой мощности - свыше 1 МВт;

б) средней мощности - от 100 кВт до 1 МВт;

в) малой мощности - от 5 до 99 кВт;

г) очень малой мощности - менее 5 кВт.

В зависимости от области применения механические ВЭУ подразделяют на две подгруппы: ветронасосные и ветросиловые.

3. Аккумулирование энергии

ветроэнергетический кинетический муссон

Под аккумулированием (накоплением) энергии понимается ввод какого-либо вида энергии в устройство, оборудование, установку или сооружение - в аккумулятор (накопитель) энергии - для того, чтобы эту энергию оттуда затем в удобное для потребления время снова в том же или в преобразованном виде получить обратно.

В наше время, все больше развитых стран начинают диверсифицировать свою электроэнергетику посредством альтернативных источников энергии. Например, в Германии уже на сегодняшний день около 20% всей вырабатываемой электроэнергии приходится на долю возобновляемых генерирующих мощностей, а к 2020 году планируется довести этот показатель до 30%. Основной же проблемой таких источников, помимо высокой стоимости, является нестабильность вырабатываемых мощностей, а так же рассоглассованность между пиками в потреблении и выработки этой самой электроэнергии. И тут встает вопрос системы её наиболее эффективной аккумуляции.

Проблема эффективного аккумулирования энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии, является одной из важнейших и наиболее сложных задач современной энергетики.

Выбор типа и емкости аккумулирующего устройства по своему существу относится к области оптимизации надежности энергоснабжения путем резервирования.

С помощью аккумулирующих устройств решаются следующие задачи:

Литиево-ионная система аккумулирования энергии на 5 МВт

- выравнивание пульсирующей мощности, которую вырабатывает генерирующая установка в условиях постоянно меняющейся скорости ветра;

- согласование графиков производства и потребления энергии с целью питания потребителей в периоды, когда агрегат не работает или его мощности недостаточно;

- снабжение объекта энергией по заданному графику;

- увеличение суммарной выработки энергии генерирующей установкой;

- повышение эффективности использования возобновляемых источников энергии.

Для реализации большинства задач применяют, как правило, так называемые емкостные аккумулирующие устройства, в которых запас энергии определяется 2-3-суточным потреблением. Они рассчитаны на использование в периоды достаточно длительных спадов в генерации энергии.

При решении вопросов, связанных с аккумулированием энергии, должны приниматься во внимание многие характеристики аккумуляторов:

- относительная масса;

- удельные затраты;

- длительность хранения энергии;

- сложность энергетических преобразований;

- безопасность эксплуатации и т.п.

Требуемая емкость аккумулятора зависит от типа и характеристик агрегата, режимов ветра, условий и схемы использования генерирующей установки; мощности нагрузки и схемы потребителя. Она определяется также исходя из технико-экономических показателей, т.к. аккумулирование не должно приводить к большому увеличению затрат на энергоснабжение объекта.

В силу физических закономерностей мощность потребления энергии в какой-либо момент времени должна быть равна генерируемой мощности. В этом заключается особенность энергетического производства. К сожалению, отсутствуют возможности складирования электрической и тепловой энергии.

Практическое применение известных способов аккумулирования (накопления) различных видов энергии весьма затруднительно, В то же время работа отдельных приемников электрической и тепловой энергии неравномерна и суммарное потребление энергии также неравномерно. Потребителю требуется электроэнергии днем больше, чем ночью в рабочий день недели больше, чем в субботу и воскресенье, зимой больше, чем летом. Режим потребления электрической или тепловой энергии потребителем: предприятием, районом, городом. страной - в течение определенного отрезка времени: суток, месяца, года - отражается с помощью графика нагрузки. Соответственно, различав: суточный, месячный, годовой графики нагрузки. Итак, график нагрузки - это зависимость потребляемой мощности от времени суток, месяца, года. Графики нагрузки существенно отличаются для воскресных и рабочих дней, для зимних и летних месяцев и т.п. Графики нагрузки отдельных потребителей и в целом энергосистемы имеют неравномерный характер. На рис представлен примерный график потребления электрической энергии в течение зимних суток в большом городе. Вы видите два характерных пика: утром, в 8-9 часов (подъем людей и начало рабочего дня) и вечером, в 18--19 часов (наступление темноты и возвращение с работы) - и характерный ночной провал нагрузки. Из графиков нагрузки отдельных потребителей складывается суммарный график потребления для энергосистемы (ЭС) страны, так называемая национальная кривая нагрузки. Задача ЭС состоит в обеспечении этого графика. Количество электростанций в энергосистеме страны, их установленная мощность определяются относительно непродолжительным максимумом национальной кривой нагрузки. Это приводит к недоиспользованию оборудования, удорожанию энергосистем, росту себестоимости вырабатываемой электроэнергии. Отсюда выявляются важнейшие цели энергетического менеджмента: - обеспечение графиков нагрузки, - выравнивание национальной кривой нагрузки. Более ровная форма национальной кривой нагрузки означает более эффективное использование энергетических ресурсов в масштабах всей страны, и, следовательно, более успешную реализацию энергосберегающего потенциала. Обеспечить график нагрузки означает организовать бесперебойную подачу электроэнергии в часы максимального потребления при дефиците мощности в энергосистеме, а в часы минимума потребления энергии не допускать разгрузки той части генерирующего оборудования. В промышленно развитых странах большая часть электроэнергии, около 80%, вырабатывается на ТЭС, для которых наиболее желателен равномерный график нагрузки. На агрегатах этих станций невыгодно производить регулирование мощности. Обычные паровые котлы и турбины тепловых станций допускают изменение нагрузки на 10-15%. Периодические включения и отключения ТЭС не позволяют решить задачу регулирования мощности из-за большой продолжительности (часы этих процессов). Работа крупных ТЭС в резко переменном режиме нежелательна, так как приводит к повышенному расходу топлива, износ- теплосилового оборудования и снижению его надежности. Еще более нежелательны переменные режимы для АЭС. Поэтому ТЭС и АЭС работают в режиме так называемых базовых электростанций, покрывая неизменяющуюся постоянную нагрузку энергосистемы, т.е. базовую часть графика нагрузки. Дефицит в маневренных мощностях, т.е. пиковые и полупиковые нагрузки энергосистемы покрываются ГТУ или парогазовыми установками на ТЭС, ГАЭС, ГЭС, у которых набор полной мощности от нуля можно произвести за 1-2 минуты. Регулирование мощности ГЭС производится следующим образом: когда в системе - провалы нагрузки, ГЭС работают с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище, при этом запасается энергия; с наступлением пиков нагрузки включаются агрегаты станции и вырабатывается энергия. Накопление энергии в водохранилищах на равнинных реках приводит к затоплению обширных территорий, что является отрицательным экологическим фактором. Целесообразно строительство ГЭС на быстрых горных реках. В Беларуси в настоящее время осуществляется программа восстановления построенных в довоенные годы малых ГЭС, которые являются экологически чистыми возобновляемыми источниками энергии и будут способствовать обеспечению маневренности Белорусской ЭС. Решение задачи выравнивания национальной кривой нагрузки связано с разработ-32 кой и реализацией политики управления спросом на энергию, т. е. управления энергопотреблением. Управление спросом на энергию можем осуществляться как социально- экономическими, так и техническими мероприятиями и средствами. Весьма действенным экономическим инструментом являются дифференцированные тарифы (цены) на электрическую и тепловую энергию: в периоды максимумов нагрузки тарифы выше, что стимулирует потребителей к перестройке работы с целью уменьшения потребления в часы максимума нагрузки энергосистемы. В дальнейшем будут рассмотрены и другие экономические механизмы обеспечения эффективности энергопотребления. Эффективной технической мерой выравнивания графиков нагрузок служит аккумулирование различных видов энергии. Идея заключается в том, что в часы провала нагрузки следует запасать электроэнергию, а в часы максимума - использовать ее. Представляет значительный интерес идея так называемого встречного регулирования режима потребления и способы ее практического осуществления. Суть ее состоит в том, чтобы стимулировать потребителя к максимальному потреблению в часы минимума ЭС и к минимальному потреблению в часы максимума ЭС.

Существуют различные способы аккумулирования энергии: химические, тепловые, электрические, механические в форме потенциальной или кинетической энергии. Одним из перспективных и эффективных способов химического аккумулирования энергии является получение водорода. Водород в сравнении с другими видами энергоносителей имеет важные преимущества:

-- максимальную удельную энергоемкость на единицу массы;

-- сырьем для получения водорода могут быть не только природные углеводороды, но и вода;

-- водород можно использовать для синтеза искусственных топлив, более эффективных, чем ископаемые;

-- для транспортировки и хранения синтетических топлив можно использовать существующую инфраструктуру;

-- водород и синтетические топлива можно применять в существующих энергетических установках, в том числе и на транспорте;

-- при использовании водорода для производства энергии практически не образуются вредные вещества;

-- водород -- это наиболее эффективное топливо для прямого преобразования химической энергии в электрическую с помощью топливных элементов.

Конечно, водород как энергоноситель не лишен и недостатков, которые сдерживают широкое его использование в энергетике. Он химически чрезвычайно активен, поэтому в природе существует только в связанном виде. Водород в 8 раз легче природного газа, и его удельная энергия на единицу объема невелика, что создает проблемы при его хранении и транспортировке. Как любой синтетический продукт, водород дороже своих углеводородных аналогов. последний недостаток при росте цен на природное топливо в обозримом будущем может исчезнуть. Однако первые два недостатка можно устранить только решив сложные технические проблемы эффективного получения промышленных количеств водорода, создания надежных систем его хранения, транспортировки и эффективного использования.

Применение возобновляемых источников энергии для производства водорода позволяет создать экологически чистую энергетику качественно нового типа. Однако общая мощность этих источников (точнее та доля энергии, которая может быть использована для производства водорода) в ближайшие десятилетия не позволяет рассматривать их как основу его крупномасштабного производства.

Размещено на Allbest.ru