Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу! Архитектура Биология География Искусство История Информатика Маркетинг Математика Медицина Менеджмент Охрана труда Политика Правоотношение Разное Социология Строительство Физика Философия Финансы Химия Экология Экономика Электроника Электростанции, энергосистемы Проверила: Вичкуткина АП   Уральск, 2004г.     План: Введение 1. Малые электростанции на базе возобновляемых источников энергии 2. Энергия морей и океанов 2.1 Приливные электростанции 2.2 Энергия волн морей и океанов 2.3 Тепловая энергия морей и океанов 2.4 Энергия океанических течений Список литературы   Введение О важности более широкого использования нетрадиционных во­зобновляемых источников энергии в XXI веке вряд ли кого-то надо убеждать. Всем ясно, что основные невозобновляемые энергоресур­сы, раньше или позже, исчерпаются. По одним прогнозам угля хва­тит на 1500 лет, нефти — на 250, газа — на 120 лет. По другим про­гнозам перспектива хуже. Нефть должна закончиться лет через 40, газ — через 80, уран — через 80 - 100 лет, угля может хватить еще лет на 400. И что еще чрезвычайно важно, у возобновляемых источников энергии неоспоримые преимущества в области экологии. Некото­рые возобновляемые виды энергии уже сегодня стоят не дороже энергии, получаемой за счет использования ископаемого топлива, и практически все они дешевле ядерной энергии. "Чистая" энергия становится еще более приемлемой в сравнении с энергией, получаемой на базе ископаемого топлива, если в его сто­имость включить цену ущерба, наносимого окружающей среде и здоровью людей при его добыче и использовании. А это может быть сделано путем введения соответствующего налога на невозобновля­емые топливно-энергетические ресурсы. Не случайно главы восьми государств, в том числе и России, в 2000 г. в Японии обсудили проблемы использования возобновляе­мых источников энергии. Более того, образовали рабочую группу для выработки рекомендаций по развертыванию рынка этой энергетики. В данном реферате рассмотрено возможности использования возобновляемых источников электроэнергии на мировом рынке.   1. Малые электростанции на базе возобновляемых источников энергии К возобновляемым источникам энергии, как известно, относятся солнечное излучение, энергия ветра, рек, водотоков, приливов и волн, биомассы, геотермальная энергия, рассеянная тепловая энергия воздуха и воды. Экономический потенциал возобновляемых источников энергии в мире оценивается примерно в 20 млрд т. условного топлива (у.т) в год, т.е. в 2 раза превышает годовой объем добычи всех видов органического топлива. В настоящее время по данным Международного Энергетического Агентства производство электроэнергии за счет нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) оценивается более чем в 200 млрд кВт • ч, что составляет около 2 % общего ее производ­ства, к 2005 г. оно достигнет 5 %, к 2020 г. - 13 %, к 2060 г. -33 %. Причем, вопреки общепринятому мнению, энергии солнца, вет­ра и малых гидростанций может хватить для удовлетворения потреб­ностей всего мира. Каждый год Земля получает от Солнца энергии и 100 раз больше, чем ее содержится во всех запасах ископаемого топлива, вместе взятых. Варианты прогнозов вклада возобновляемых источников энер­гии, поданным Мирового Энергетического Совета, представлены в табл. 1. В США доля производства электроэнергии на базе нетради­ционных источников энергии, в общем ее объеме составляет 1 %, в Дании — 20 %. В Нидерландах доля производства электроэнергии на их базе к 2010 г. возрастет с З до 10 %, в Германии — с 5,9 до 12 %. Причем большая часть потребности в энергии будет удовлетворя­ться за счет солнечных элементов, ветроустановок, малых гидро­станций и использования биомассы остатков урожая и отходов дере­вообрабатывающей промышленности. Что касается геотермального тепла, энергии волн и приливов, то в некоторых районах мира эти источники энергии также могут оказаться значительными. Согласно оценке Агентства по охране окружающей среды США через 20 лет возобновляемые источники энергии смогут удовлетво­рить 1/3 мировой потребности в энергии по сравнению с 1/17 частью сегодня. Еще через 20 лет — 2/3 потребности в энергии. Но в этих це­лях процесс развития нетрадиционной энергетики должен быть существенно ускорен. А для этого нужна воля правительств и энергетиков всех стран и в первую очередь, индустриально развитых.     Таблица 1. Прогноз вклада возобновляемых энергоисточников в общее энергопотребление, млн т нефтяного эквивалента   Виды энергоресурсов	Минимальный вариант		Максимальный вариант
млм т	%	млн.т	%
Современная биомасса	243	45	561	42
Солнечная энергия	109	20	355	26
Ветровая, геотермальная, М ГЭС, мусор	187	35	429	32
Всего	539	100	1345	100
Доля общего первичного энергопотребления, %	3 - 4		8 - 2

Что касается использования возобновляемых источников энергии в России, то экономически эффективный потенциал возобновляе­мых источников энергии России составляет свыше 270 млн т у. т. в год или более 25 % внутреннего годового энергопотребления.

Причем значительными возобновляемыми ресурсами располага­ют большинство регионов страны, в том числе и проблемные, сточ­ки зрения энергоснабжения. Соответствующие данные приведены в табл. 2.

Т а 6 л и ц а 2. Ресурсы возобновляемых источников энергии России

В настоящее время в России действуют несколько эксперимента­льных и опытно-промышленных электростанций, использующих возобновляемые энергоресурсы, около 300 малых ГЭС, десятки не­больших ветровых и солнечных установок.

Всего в нашей стране используется пока 1,5 млн. т у.т. нетради­ционных возобновляемых энергоресурсов, общий вклад которых в энергобалансе страны не превышает 0,1 %.Технико-экономиче­ские показатели и состояние строительства электростанций на базе НВИЭ показаны в табл. 3.

Однако, сегодня, как никогда ранее, необходимо более активно развивать энергетику на базе нетрадиционных возобновляемых ис­точников энергии. Причин к тому много:

это возможность решения проблем обеспечения энергией от­даленных и труднодоступных районов меньшими силами и средствами;

это необходимость сокращения объемов дорогостоящего строи­тельства линий электропередачи, особенно в труднодоступных и от­даленных регионах;

это использование электростанций на базе НВИЭ для оптимизации графиков загрузки оборудования на других электростанциях;

это необходимость снижения вредных выбросов от энергетики (CO₂, NO_x и других) в экологически напряженных регионах.

Таблица 3. Основные технико-экономические показатели и состояние строительства нетрадиционных электростанций РАО «ЕЭС России»

* Технико-экономическое обоснование

Кроме того, это позволяет финансировать строительство электростанций на базе НВИЭ за счет использования оплаты "квот за выбросы";

это необходимость увеличения объемов использования орга­нических энергоресурсов как сырья в химической и других отрас­лях промышленности за счет снижения их доли на выработку электроэнергии;

это сохранение невозобновляемых энергоресурсов для наших бу­дущих поколений;

это обеспечение энергетической безопасности нашей страны. И, наконец, потребность расширения использования нетради­ционных возобновляемых источников энергии вызвана тем. что зона децентрализованного энергоснабжения охватывает более 70 % территории нашей страны, на которой постоянно проживает более 10 млн чел., в том числе в сельских районах Севера -2,5 млн чел., временно проживающих — 0,4 млн чел., ведущих кочевой и полукочевой образ жизни — 0,05 млн чел.

Таблица 4. Экономия топлива за счет строительства нетрадиционных станций РАО “ЕЭС России"

* Проектное здание

Как известно, в эти регионы мы вынуждены завозить топливо с большими трудностями, тратить на его доставку огромные средства, крайне неэффективно использовать его и при этом постоянно иметь проблемы с энергоснабжением. Нужда в завозе значительной части топлива в эти районы может отпасть за счет более широкого исполь­зования в этих регионах нетрадиционных энергоустановок (табл. 4).

Поэтому ускоренное развитие нетрадиционной энергетики на базе возобновляемых источников в этих регионах может стать важ­ным не только экономическим, но и социально-политическим, ста­билизирующим фактором.

Энергия морей и океанов

Моря и океаны обладают огромным потенциалом, который можно использовать в производстве электроэнергии. Далее рассмотрим некоторые электростанции которые преобразуют различные энергии: приливов, волн, течений, разность температур в электроэнергию.

Приливные электростанции.

Приливная энергия океана вызвана гравитационным взаимодействием Земли с Луной и Солнцем. Приливообразующая сила Луны в данной точке земной поверхности определяется как разность местного значения силы притяжения Луны и центробежной силы от вращения системы Земля - Луна во­круг общего центра тяжести. В результате действия этой силы на поверхности Земли возникают приливные колебания уровней воды, сопровождаемые наступлением волны прилива на берег.

Приливные колебания уровня чаше всего имеют периодичность равную половине лунных суток, т.е. 12ч 24 мин. (полусуточные приливы), либо целым лунным суткам, т.е. 24 ч 48 мин. (суточные приливы). Чаше они носят смешанный характер.

 Разность уровней колебания волы - это разность уровней между максимальным приливом и минимальным отливом. Наивысших прилив (17.3м) наблюдается в вершине залива Фанли (Канада). В Европе высокие приливы наблюдаются н Англии (устье р. Северн. Бристоль) -14,5 ч, во Франции (устье р. Ране. Сен-Мало) - 14,7 ч. У берегов России высокие приливы наблюдаются в Пенжинском (14,5 м) и Тугурском (10 м) заливах Охотского моря и Мезенском за­ливе (10м) Белого моря. На Мурманском побережье Баренцева моря прилив достигает 7,2 м.

Мировые энергетические ресурсы приливной энергии оценива­ются в 1 трлн кВт ч. Однако, использование этой энергии затрудняется ее пульсирующим прерывистым характером.

Наиболее распространена в настоящее время одно-бассейновая схема приливной электростанции (ПЭС). Мощность ПЭС вследст­вие изменения напора волн возрастает от нуля до некоторого макси­мального значения и затем вновь снижается до нуля.

В современных условиях при работе ПЭС в достаточно мошной энергосистеме прерывистый характер выдачи электроэнергии при­ливной электростанцией не имеет важного значения. Гораздо важ­нее получить от нее мощность в часы наибольшей нагрузки в энер­госистеме, что позволит обеспечить наиболее рациональный режим работы агрегатов ТЭС и АЭС.

Ценное качество приливной энергии заключается в неизменно­сти ее среднемесячного значения в любой сезон и любой по воднос­ти год, что важно при использовании ПЭС в целях экономии топли­ва в системе. Но при работе ПЭС на изолированного потребителя необходимо ее резервирование другим источником энергии. Кроме того, учитывая неравномерность работы ПЭС, для эффективного использования целесообразно ее объединять с ГАЭС или ГЭС, име­ющими водохранилища для аккумулирования энергии ПЭС.

В России использование приливной энергии в прибрежных райо­нах морей бассейнов Северного Ледовитого и Тихого океанов воз­можно, но изначально требует больших капиталовложений и пред­полагает высокую себестоимость электроэнергии.

На сегодня энергия приливов является наиболее освоенным видом энергии морей и океанов. В настоящее время действуют про­мышленная ПЭС Ране но Франции (240 МВт), опытные ПЭС Анна­полисв Канаде (20 МВт) и Кислогубская - в России (0,4 МВт). Построены также три опытных ПЭС и Китае и одна - в Корее. Во многих странах мира ведется проектирование промышленных при­ливных электростанций.

35-летний опыт эксплуатации первой в мире промышленной приливной электростанции Ране во Франции и 33-летний опыт ра­боты Кислогубской ПЭС в России доказали, что приливные элект­ростанции устойчиво работают в энергосистемах как в базовой, так и к пиконом частях графика нагрузок.

а)

б)

Здание Кислогубской ПЭС: а – продольный разрез (I – вид со стороны бассейна; II – вид со стороны моря); б - поперечный разрез.

На рис. показана экспериментальная Кислогубская ПЭС мощностью 450 кВт. На электростанции длительное время прово­дятся исследования по отработке режимов работы станции, изуче­нию ее воздействия на окружающую среду, материаловедческие исследования.

Гидропроектом разработан новый тип так называемой ортогона­льной гидротурбины, которую предполагается испытать на Кисло­губской ПЭС. Создание этого эффективного и технологически про­стого гидроагрегата позволит значительно снизить стоимость строи­тельства ПЭС.

В России в настоящее время разработано технико-экономиче­ское обоснование Тугурской ПЭС мощностью 8 МВт и Пенжинской ПЭС мощностью 87 М Вт на Охотском море и Мезенской ПЭС мощностью 11,4 МВт на Белом море. Начато проектирование Кольской опытно-промышленной ПЭС мощностью 32 МВт.

Наплавная российская технология строительства ПЭС, апроби­рованная на Кислогубской ПЭС и на защитной дамбе от наводне­ния С.-Петербурга, позволяет на 1/3 снизить капитальные затраты по сравнению с классическим способом строительства гидротехни­ческих сооружений за перемычками.

Обоснования проектов ПЭС в России осуществляются на базе исследований НИИЭС на Кислогубской ПЭС, где испытываются морские материалы, конструкции, оборудование и антикоррозион­ные технологии.

Комплекс проектных и научно-исследовательских работ по со­зданию морских энергетических и гидротехнических сооружений на побережье и на шельфе, проводимых в условиях Крайнего Севера, позволяет в полной мере реализовать все преимущества приливной гидроэнергетики.

Однако следует констатировать, что из-за отсутствия финансовых средств все эти работы, как и работы по другим направлениям малой энергетики, в нашей стране фактически сворачиваются.