 |
Источники энергии в Казахстане
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
. Энергия
. Виды энергии
. Источники энергии в Казахстане
. Возобновляемые источники энергии в Казахстане
. Почему выбираю Google Map
. Интерфейс и возможности Google Map
Заключение
Список литературы
В ВЕДЕНИЕ
Тема моего реферата «Использование Google Map для отображения источников энергии в регионе». Интерес к проблеме источников энергии обусловлен его актуальностью с точки зрения экологий, экономики и т.д.
Так как Казахстан имеет немалое количество источников энергий. Но использование и добыча энергий приходится не с легкостью. Google Maps - это лидер среди современных картографических сервисов, предоставляющих спутниковые интерактивные карты онлайн. С Google Map можно создавать уникальные мобильные и веб-приложения, комбинируя свои данные с Google Картами. Именно поэтому я выбрала Google Map для отображения источников энергий в регионе.
Цель работы исследовать потенциальные источники энергии в Казахстане, и с помощью Goоgle Map отобразить область источников энергий.
Энергия
Энергия - скалярная физическая величина, являющаяся единой мерой различных форм движения и взаимодействия материи, мерой перехода движения материи из одних форм в другие. Введение понятия энергии удобно тем, что в случае, если физическая система является замкнутой, то её энергия сохраняется в этой системе на протяжении времени, в течение которого система будет являться замкнутой. Это утверждение носит название закона сохранения энергии.
С фундаментальной точки зрения энергия представляет собой интеграл движения (то есть сохраняющуюся при движении величину), связанный, согласно теореме Нётер, с однородностью времени. Таким образом, введение понятия энергии как физической величины целесообразно только в том случае, если рассматриваемая физическая система однородна во времени.
|
|
|
Слово «энергия» введено Аристотелем в трактате «Физика», правда, там оно обозначало деятельность человека.
История термина
Термин «энергия» происходит от слова energeia, которое впервые появилось в работах Аристотеля.
Томас Юнг первым использовал понятие «энергия» в современном смысле слова.
Лейбниц в своих трактатах 1686 и 1695 годов ввёл понятие "живой силы" (vis viva), которую он определил как произведение массы объекта и квадрата его скорости (в современной терминологии - кинетическая энергия, только удвоенная). Кроме того, Лейбниц верил в сохранение общей "живой силы". Для объяснения замедления из-за трения, он предположил, что утраченная часть "живой силы" переходит к атомам.
В 1807 году Томас Юнг первым использовал термин «энергия» в современном смысле этого слова взамен понятия живая сила. Гаспар-Гюстав Кориолис раскрыл связь между работой и кинетической энергией в 1829 году. Уильям Томсон (будущий лорд Кельвин) впервые использовал термин «кинетическая энергия» не позже 1851 года, а в 1853 году Уильям Ренкин впервые ввёл понятие «потенциальная энергия».
Несколько лет велись споры, является ли энергия субстанцией (теплород) или только физической величиной.
Развитие термодинамики было продолжено Клаузиусом, который ввёл и математически сформулировал понятие энтропии, и Джозефом Стефаном, который ввёл закон излучения абсолютно чёрного тела. В 1853 году Уильям Ренкин ввёл понятие «потенциальная энергия». В 1881 году Уильям Томсон заявил перед слушателями:
Само слово энергия, хотя и было впервые употреблено в современном смысле доктором Томасом Юнгом приблизительно в начале этого века, только сейчас входит в употребление практически после того, как теория, которая дала определение энергии, … развилась от просто формулы математической динамики до принципа, пронизывающего всю природу и направляющего исследователя в области науки.
|
|
|
В течение следующих тридцати лет эта новая наука имела несколько названий, например, «динамическая теория тепла» (англ. dynamical theory of heat) и «энергетика» (англ. energetics). В 1920-х годах общепринятым стало название «термодинамика» - наука о преобразовании энергии.
Виды энергии
Механика различает потенциальную энергию (или, в более общем случае, энергию взаимодействия тел или их частей между собой или с внешними полями) и кинетическую энергию (энергия движения). Их сумма называется полной механической энергией.
Энергией обладают все виды полей. По этому признаку различают: электромагнитную (разделяемую иногда на электрическую и магнитную энергии), гравитационную и ядерную энергии (также может быть разделена на энергию слабого и сильного взаимодействий).
Термодинамика рассматривает внутреннюю энергию и иные термодинамические потенциалы.
В химии рассматриваются такие величины, как энергия связи и энтальпия, имеющие размерность энергии, отнесённой к количеству вещества. См. также: химический потенциал. Энергия взрыва иногда измеряется в тротиловом эквиваленте.
Кинетическая энергия - энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в СИ - Джоуль. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия - часть полной энергии, обусловленная движением.
Потенциальная энергия - скалярная физическая величина, характеризует запас энергии некоего тела (или материальной точки), находящегося в потенциальном силовом поле, который идет на приобретение (изменение) кинетической энергии тела за счет работы сил поля. Другое определение: потенциальная энергия - это функция координат, являющаяся слагаемым в лагранжиане системы, и описывающая взаимодействие элементов системы.
Термин «потенциальная энергия» был введен в XIX веке шотландским инженером и физиком Уильямом Ренкином. Единицей измерения энергии в СИ является Джоуль. Потенциальная энергия принимается равной нулю для некоторой конфигурации тел в пространстве, выбор которой определяется удобством дальнейших вычислений. Процесс выбора данной конфигурации называется нормировкой потенциальной энергии.
|
|
|
Энергия электромагнитного поля
Гравитационная энергия - потенциальная энергия системы тел (частиц), обусловленная их взаимным тяготением. Гравитационно-связанная система - система, в которой гравитационная энергия больше суммы всех остальных видов энергий (помимо энергии покоя). Общепринята шкала, согласно которой для любой системы тел, находящихся на конечных расстояниях, гравитационная энергия отрицательна, а для бесконечно удалённых, то есть для гравитационно не взаимодействующих тел, гравитационная энергия равна нулю. Полная энергия системы, равная сумме гравитационной и кинетической энергии постоянна, для изолированной системы гравитационная энергия является энергией связи. Системы с положительной полной энергией не могут быть стационарными.
Ядерная энергия (атомная энергия) - это энергия, содержащаяся в атомных ядрах и выделяемая при ядерных реакциях.
Энергия связи - энергия, которая требуется, чтобы разделить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи. Энергия связи, приходящаяся на один нуклон, неодинакова для разных химических элементов и, даже, изотопов одного и того же химического элемента.
Внутренняя энергия тела (обозначается как E или U) - это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между её значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.
|
|
|
Химический потенциал - один из термодинамических параметров системы, а именно энергия добавления одной частицы в систему без совершения работы.
Взрыв - физический или/и химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.
При химическом взрыве, кроме газов, могут образовываться и твёрдые высокодисперсные частицы, взвесь которых называют продуктами взрыва. Энергию взрыва иногда измеряют в тротиловом эквиваленте - мере энерговыделения высокоэнергетических событий, выраженной в количестве тринитротолуола (ТНТ), выделяющем при взрыве равное количество энергии.
Альтернативный источник энергии
Основным направлением альтернативной энергетики является поиск и использование альтернативных (нетрадиционных) источников энергии. Источники энергии - «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии - потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.
Условно источники энергии можно поделить на два типа: невозобновляемые и постоянные. К первым относятся газ, нефть, уголь, уран и т.д. Технология получения и преобразования энергии из этих источников отработана, но, как правило, неэкологична, и многие из них истощаются. К постоянным источникам можно отнести энергию солнца, энергию, получаемую на ГЭС и т.д.
Источники энергии в Казахстане
Казахстан обладает крупными запасами энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь, уран) и является энергетической державой.
По итогам 2010 года Казахстан является нетто-импортёром электроэнергии (север Казахстана экспортирует электроэнергию в Россию, а юг покупает её у Киргизии и Узбекистана).
Производство электроэнергии
Экибастузская ТЭЦ
Суммарная установленная мощность всех электростанций Казахстана составляет 18 992.7 МВт электроэнергии. К сожалению, выработка большинства электростанций не достигает установленной мощности. Выработка по типу электростанций распределяется следующим образом:
|
|
|
ТЭС (тепловые электростанции) - 87,7%;
КЭС (конденсационная электростанция) - 48,9%;
ТЭЦ (теплоэлектроцентраль) - 36,6%;
ГТЭС (газотурбинная электростанция) - 2,3%;
ГЭС (гидроэлектростанции) - 12,3%.[источник не указан 1527 дней]
Около 70% электроэнергии в Казахстане вырабатывается из угля, 14,6% - из гидроресурсов, 10,6% - из газа и 4,9% - из нефти.
Тепловая энергетика
Основной объем электроэнергии в Казахстане вырабатывают 37 тепловых электростанций, работающих на углях Экибастузского, Майкубинского, Тургайского и Карагандинского бассейнов. Крупнейшая из построенных в Казахстане - ГРЭС-1 Экибастуза - 8 энергоблоков с установленной мощностью 500 МВт каждый, однако в настоящее время располагаемая мощность станции составляет 2250 МВт. Наибольшую выработку электроэнергии осуществляет Аксуйская (Ермаковская) ГРЭС. В 2006 году эта станция выработала 16% всей электроэнергии, произведённой в Казахстане.
Атомная энергия
Единственная атомная электростанция в Казахстане находилась в городе Актау с реактором на быстрых нейтронах с мощностью в 350 МВт. АЭС работала в 1973-1999 годах. В настоящий момент атомная энергия в Казахстане не используется, несмотря на то, что запасы (по данным МАГАТЭ) урана в стране оценены в 900 тысяч тонн. Основные залежи находятся на юге Казахстане (ЮКО и Кызылординская области), западе в Мангыстау, на севере Казахстана (месторождение Семизбай).
Сейчас рассматривается вопрос о строительстве новой атомной электростанции мощностью 600 МВт в г. Актау. В стране эксплуатируются около 5 исследовательских ядерных реакторов.
Гидроэлектроэнергия
В Казахстане имеются значительные гидроресурсы, теоретически мощность всех гидроресурсов страны составляют 170 млрд кВт·ч в год. Основные реки: Иртыш, Или и Сырдарья. Экономически эффективные гидроресурсы сосредоточены в основном на востоке (горный Алтай) и на юге страны. Крупнейшие ГЭС: Бухтарминская, Шульбинская, Усть-Каменогорская (на реке Иртыш) и Капчагайская (на реке Или) обеспечивающие 10% потребностей страны.
В Казахстане планируется увеличение использования гидроресурсов в среднесрочном периоде. В декабре 2011 г. была запущена в эксплуатацию[3]Мойнакская ГЭС (300 МВт), проектируются Булакская ГЭС (78 МВт), Кербулакская ГЭС (50 МВт) и ряд малых ГЭС.
Нетрадиционные возобновляемые источники
Удельный вес возобновляемых энергоресурсов не более 0,2% суммарной выработки электроэнергии.
Ветровая энергетика
Ветровая энергетика в Казахстане слабо развита, несмотря на то, что для этого есть подходящие природные условия. Например, в районе Джунгарских ворот и Чиликского коридора, где средняя скорость ветра составляет от 5 до 9 м/с.
В декабре 2011 г. в Жамбылской области была введена в эксплуатацию первая в Казахстане ветроэлектростанция - Кордайская ВЭС (первая очередь), мощность 1 500 кВт.
Также в Кордайском районе подходит к завершению строительство второй ВЭС мощностью 21 МВт.
В октябре 2013 г. состоялась закладка капсулы Ерейментауской ВЭС мощностью 45 МВт.
Проекты ВЭС: Жанатасская ВЭС мощностью до 400 МВт (Жамбылская область). Шокпарской ВЭС - мощность 200 МВт (Жамбылская область). [6]
Солнечная энергетика
Использование солнечной энергии в Казахстане также незначительно, при том, что годовая длительность солнечного света составляет 2200-3000 часов в год, а оцениваемая мощность 1300-1800 кВт на 1 м² в год.
В 2010 году был дан старт проекту KazPV, главная цель которого создать полное вертикально-интегрированное производство фотоэлектрических модулей на основе казахстанского кремния. KazSilicon добывает кремний в городе Уштобе (Алматинская область). Kazakhstan Solar Silicon в Усть-Каменогорске осуществляет переработку сырья и производит кремниевые ячейки. На предприятии Astana Solar в Астане осуществляется последняя степень передела - сборка фотоэлектрических модулей.
В конце 2012 года в Жамбылской области Кордайском районе была введена в эксплуатацию первая очередь солнечной электростанции - «Отар» (первая очередь), мощность - 504 кВт, проектная мощность 7 МВт. [8]
декабря 2013 года в ходе общенационального телемоста "Сильный Казахстан - построим вместе!" был дан старт работе Капшагайской СЭС (г. Капшагай Алматинской области) мощностью 2 мегаватт, где применена технология слежения за солнцем. Проект реализован дочерней компанией АО «Самрук-Энерго» ТОО "Samruk-Green Energy".
Потребители электроэнергии:
промышленность - 68,7%
домашние хозяйства - 9,3%
сектор услуг - 8%
транспорт - 5,6%
сельское хозяйство - 1,2%.
Электрические сети
Общая протяжённость электрических сетей общего пользования в Республике Казахстан составляет:
сети с напряжением 1150 кВ - 1,4 тыс. км (в настоящее время эксплуатируются на напряжении 500 кВ)
сети с напряжением 500 кВ - более 5,5 тыс. км
сети с напряжением 220 кВ - более 20,2 тыс. км
сети с напряжением 110 кВ - около 44,5 тыс. км
сети с напряжением 35 кВ - более 62 тыс. км
сети с напряжением 6-10 кВ - около 204 тыс.
При передаче и распределении электроэнергии имеются большие потери - 21,5%
Линии электропередачи и распределительные сети Казахстана разделены на 3 части: две на севере и одна на юге, каждая из которых соединена с какой-либо внешней энергетической системой (Единой энергетической системой России на севере и Объединённой энергетической системой Средней Азии на юге). Соединяются эти системы между собой только одной линией. В настоящее время ведётся строительство второй линии, соединяющей Северную и Южную энергосистемы и рассматривается возможность строительства линии, соединяющей Западную энергосистему с Северной.
Энергетические компании Казахстана
Мангистауский Атомно-Энергетический Комбинат - генерирующая компания Актау, энергоснабжающая организация Мангистауской области
Самрук-Энерго - государственный энерго холдинг- национальный оператор сетей
Мойнакская ГЭС - генерирующая компания Алматинской области
Алатау Жарык Компаниясы - распределительная электросетевая компания Алматы
Алматы ЭнергоСбыт - энергоснабжающая организация Алматы
Алматинские Электрические Станции - генерирующая компания Алматы
Актобе ТЭЦ - генерирующая компания Актобе
АстанаЭнергоСбыт - энергоснабжающая организация Астана
Атырау Жарык - распределительная электросетевая компания Атырау
Уранэнерго - сетевая компания
Кристалл Менеджмент - генерирующая компания Кызылординская область
интерактивный карта источник энергия казахстан
|
|
|
