Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Рефера на тему

Скачати 29.46 Kb.

Рефера на тему




Скачати 29.46 Kb.
Дата конвертації03.12.2019
Розмір29.46 Kb.
Рефера на тему: Змiст: Вступ Енергія – не тільки одне з найчастіше обговорюваних сьогодні понять; крім свого основного фізичного (а в ширшому сенсі – природничонаукового) змісту, вона має численні економічні, технічні, політичні і інші аспекти. Людству потрібна енергія, причому потреби в ній збільшуються з кожним роком. Разом з тим запаси традиційних природних палив (нафти, вугілля, газу і ін.) кінцеві. Кінцеві також і запаси ядерного палива - урану, з якого можна отримувати в реакторах плутоній. Практично невичерпні запаси термоядерного палива – водню, проте керовані термоядерні реакції поки не освоєні і невідомо, коли вони будуть використані для промислового отримання енергії в чистому вигляді, тобто без участі в цьому процесі реакторів ділення. Залишаються два шляхи: строга економія при витрачанні енергоресурсів і використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії.
Я́дерне па́ливо - речовина, яка використовується в ядерних реакторах для здійснення ланцюгової ядерної реакції поділу.
Я́дерний си́нтез - це процес, під час якого два, або більше, атомних ядра об'єднуються, формуючи важче ядро.
Відно́влювана енерге́тика (англ. renewable energetics) - енергетична галузь, що спеціалізується на отриманні та використанні енергії з відновлюваних джерел енергії.
Дана дипломна робота є коротким, але обширним оглядом сучасного стану енергоресурсів людства. У роботі розглянутий розвиток енергетики, як галузі народного господарства, еволюція джерел енергії, а також проблеми освоєння і використання нових ресурсів енергії (альтернативні джерела енергії).
Дипломна робота - кваліфікаційна робота, призначена для об'єктивного контролю ступеня сформованості умінь та знань розв'язувати типові завдання діяльності, які, в основному, віднесені в освітньо-кваліфікаційних характеристиках до організаційної, управлінської і виконавчої (технологічної, операторської) робочих функцій.
Народнé господáрство - економічний термін, який використовується для позначення сукупності галузей і сфер виробництва, споживання та обміну.
Мета роботи – перш за все ознайомитися з сучасним положенням справ в цій незвичайно широкій проблематиці, аналіз нових шляхів отримання практично корисних форм енергії. До нових форм первинної енергії в першу чергу відносяться: сонячна і геотермальна енергія, приливна, атомна, енергія вітру і енергія хвиль.
Вітроенерге́тика - галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру.
Перви́нна ене́ргія (англ. Primary energy) - Енергія, зосереджена у природних ресурсах (наприклад, вугілля, сира нафта, сонячне світло, уран), яку не піддавали ніяким штучним змінам чи перетворенням.
На відміну від викопних палив ці форми енергії не обмежені геологічно накопиченими запасами (якщо атомну енергію розглядати разом з термоядерною). Це означає, що їх використання і споживання не веде до неминучого вичерпання запасів. Розглянуті в роботі нові схеми перетворення енергії можна обєднати єдиним терміном “екоенергетика”, під яким маються на увазі будь-які методи отримання чистої енергії, що не викликають забруднення навколишнього середовища.
Ене́ргія морськи́х хвиль - кінетична енергія, що її несе коливання поверхні моря під дією вітру. Відноситься до відновлюваних джерел енергії. За допомогою хвильових перетворювачів енергія хвиль реалізується у електричну або іншу придатну до використання.
Горю́чі кори́сні копа́лини (рос. горючие полезные ископаемые, англ. fossil fuels, нім. Brennbodenschätze) - природні органічні сполуки, що мають здатність горіти. Використовуються як джерело теплової енергії.
Я́дерна ене́ргія (атомна енергія) - внутрішня енергія атомних ядер, що виділяється при деяких ядерних перетвореннях.
Забруднення довкілля - процес зміни складу і властивостей однієї або декількох сфер Землі внаслідок діяльності людини. Приводить до погіршення якості атмосфери, гідросфери, літосфери та біосфери. Допустима міра забруднення довкілля в різних країнах регламентується відповідними стандартами, нормативами, законами.
Вітрова енергія. Ми живемо на дні повітряного океану, в світі вітрів. Люди давно це зрозуміли, вони постійно відчували на собі дію вітру, хоча довгий час не могли пояснити багато явищ. Величезна енергія рухомих повітряних мас. Запаси енергії вітру більш ніж в сто разів перевищують запаси гідроенергії всіх річок планети. Постійно і всюди на землі дмуть вітри – від легкого вітерцю, що несе бажану прохолоду в літню спеку, до могутніх ураганів, що приносять незліченну утрату і руйнування. Завжди неспокійний повітряний океан, на дні якого ми живемо. Вітри, що дмуть на просторах наший країни, могли б легко задовольнити всі її потреби в електроенергії! Чому ж такий рясний, доступний та і екологічно чисте джерело енергії так слабо використовується В наші дні двигуни, що використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб в енергії. Середньорічна швидкість вітру на висоті 20–30 м над поверхнею Землі повинна бути чималою, щоб потужність повітряного потоку, що проходить через належним чином орієнтований вертикальний перетин, досягала значення, прийнятного для перетворення. Вітроенергетична установка, розташована на майданчику, де середньорічна питома потужність повітряного потоку складає близько 500 Втм2 (швидкість повітряного потоку при цьому рівна 7 мс), може перетворити в електроенергію близько 175 з цих 500 Втм2. Енергія, що міститься в потоці рухомого повітря, пропорційна кубу швидкості вітру.
Пито́ма поту́жність - відношення потужності двигуна до його маси або іншого параметру. Потужність поршневого двигуна, віднесена до літражу двигуна, називається літровою потужністю; віднесена до сумарної площі його поршнів - поршневою потужністю і так далі Зростання питомої потужності досягається застосуванням легких сплавів, вдосконаленням конструкцій та форсуванням (збільшенням швидкохідності і ступеня стискування, використанням наддуву тощо).
Географі́чна оболо́нка (англ. geography envelope; нім. geografischer Mantel, m) - верхня комплексна оболонка Землі, що утворилася внаслідок взаємопроникнення і складної взаємодії окремих геосфер - літосфери, гідросфери, атмосфери і біосфери.
Ві́тер - великомасштабний потік газів. На Землі вітер є потоком повітря, що рухається переважно в горизонтальному напрямку, на інших планетах він є потоком властивих цим планетам атмосферних газів іншого складу.
Проте не вся енергія повітряного потоку може бути використана навіть за допомогою ідеального пристрою. Теоретично коефіцієнт корисного використання енергії повітряного потоку може бути рівний 59,3 . На практиці, згідно з опублікованими даними, максимальний коефіцієнт корисного використання енергії вітру рівний приблизно 50 , проте і цей показник досягається не при всіх швидкостях, а тільки при оптимальній швидкості, передбаченій проектом. Крім того, частина енергії повітряного потоку втрачається при перетворенні механічної енергії в електричну, яке здійснюється з ККД зазвичай 75–95 .
Механі́чна ене́ргія - енергія, яку фізичне тіло має завдяки рухові чи перебуванні в полі потенціальних сил.
Враховуючи всі ці чинники, питома електрична потужність складає 30–40 потужності повітряного потоку.
Потужність електричного струму - фізична величина, що характеризує швидкість передачі або перетворення електричної енергії. Одиницею вимірювання потужності в CI є ват (Вт, W).
Проте іноді вітер має швидкість, що виходить за межі розрахункових швидкостей. Новітні дослідження направлені переважно на отримання електричної енергії з енергії вітру. Прагнення використання вітру як енергії привело до появи на світло безлічі агрегатів. Деякі з них досягають десятків метрів у висоту, і, як вважають, з часом вони могли б утворити справжню електричну мережу. Споруджуються спеціальні станції переважно постійного струму. Вітряне колесо приводить в рух динамо-машину – генератор електричного струму, який одночасно заряджає паралельно сполучені акумулятори.
Електрична мережа (мережа живлення, електромережа) - взаємозв'язана мережа, призначена для постачання та розподілу електричної енергії від постачальників до кінцевих споживачів. Вона складається з генеруючих станцій, високовольтних ліній електропередач та розподільчих ліній, які доставляють енергію до розподільчих пристроїв підстанцій, ввідних пристроїв, ввідно-розподільчих пристроїв, та головних розподільчих щитів.
Електрична ене́ргія, або електроенергія - вид енергії, що існує у вигляді потенціальної енергії електричного й магнітного полів та енергії електричного струму. Завдяки зручній технології виробництва, розподілу й споживання, електрична енергія займає чільне місце серед інших видів енергії, що їх споживає людство.
Електричний генератор - пристрій, призначений для перетворення енергії механічного руху в енергію електричного струму, здебільшого використовуючи принцип електромагнітної індукції. Електричний генератор є електричною машиною з функцією, протилежною функції електродвигуна.
Акумуляторна батарея автоматично підключається до генератора в той момент, коли напруга на його вихідних клемах стає більше, ніж на клемах батареї, і також автоматично відключається при протилежному співвідношенні.
Електри́чний акумуля́тор (від лат. accumulare - «нагромаджувати»), а також, у випадку послідовного чи паралельного включення групи електричних акумуляторів, як електричних елементів живлення - електрична батарея, - акумуляторна батарея (послідовно з'єднані акумуляторні електрохімічні комірки) - хімічне джерело електричного струму багаторазової дії, основна специфіка якого полягає в зворотності внутрішніх хімічних процесів, що забезпечує його багаторазове циклічне використання (через заряд-розряд) для накопичення електричної енергії та автономного електроживлення різноманітних електротехнічних пристроїв та систем. Електричний акумулятор належить до категорії вторинних хімічних джерел струму.
Широкому застосуванню агрегатів для перетворення вітру в енергію в звичайних умовах поки перешкоджає їх висока собівартість. Навряд чи потрібно говорити, що за вітер платити не потрібно, проте машини, потрібні для того, щоб запрягти його в роботу, обходяться дуже дорого. Зберігання вітряної енергії. При використанні вітру виникає серйозна проблема: надлишок енергії в легковажну погоду і недолік її в періоди безвітря. Як же накопичувати і зберегти про запас енергію вітру Простий спосіб полягає в тому, що вітряне колесо рухає насос, який накачує воду в розташований вище резервуар, а потім вода, стікаючи з нього, приводить в дію водяну турбіну і генератор постійного або змінного струму. Існують і інші способи і проекти: від звичайних, хоч і малопотужних акумуляторних батарей до розкручування гігантських маховиків або нагнітання стислого повітря в підземні печери і аж до виробництва водню як паливо. Особливо перспективним представляється останній спосіб. Електричний струм розкладає воду на кисень і водень.
Електри́чний струм (англ. electric current) - упорядкований, спрямований рух електрично заряджених частинок у просторі.
Водень можна зберігати в зрідженому вигляді і спалювати в топках теплових електростанцій у міру потреби. Теплова енергія океану Відомо, що запаси енергії в Світовому океані колосальні, адже дві третини земної поверхні (361 млн. км2) займають моря і океани – акваторія Тихого океану складає 180 млн. км2. Атлантичного – 93 млн. км2, Індійського, – 75 млн. км2. Останні десятиліття характеризується певними успіхами у використанні теплової енергії океану. Так, створені установки міні-ОТЕС і ОТЕС-1 (ОТЕС – початкові букви англійських слів Осеаn Тhеrmal Energy Conversion, тобто перетворення теплової енергії океану – мова йде про перетворенні в електричну енергію). У серпні 1979 р. поблизу Гавайських островів почала працювати теплоенергетична установка міні-ОТЕС. Пробна експлуатація установки протягом трьох з половиною місяців показала її достатню надійність. При безперервній цілодобовій роботі не було зривів, якщо але вважати дрібних технічних неполадок, що зазвичай виникають при випробуваннях будь-яких нових установок. Її повна потужність складала в середньому 48,7 кВт, максимальна –53 кВт; 12 кВт (максимум 15) установка віддавала в зовнішню мережу на корисне навантаження, точніше – на зарядку акумуляторів. Решта потужності, що виробляється, витрачалася на власні потреби установки. До їх числа входять витрати анергії на роботу трьох насосів, втрати в двох теплообмінниках, турбіні і в генераторі електричної енергії.
Еле́ктрика (від грец. ήλεκτρον - бурштин; раніше також громови́на ) - розділ фізики, що вивчає електричні явища: взаємодію між зарядженими тілами, явища поляризації та проходження електричного струму.
Три насоси було потрібно з наступного розрахунку: один – для подачі теплою види з океану, другий – для підкачки холодної води з глибини близько 700м, третій – для перекачування вторинної робочої рідини усередині самої системи, тобто з конденсатора у випарник. Як вторинна робочий рідини застосовується аміак. Вперше в історії техніки установка міні-ОТЕС змогла віддати в зовнішнє навантаження корисну потужність, одночасно покривши і власні потреби. Досвід, отриманий при експлуатації міні-ОТЕС, дозволив швидко приступити до проектування ще могутніших систем подібного типу. Енергія приливів і відливів. Століттями люди роздумували над причиною морських приливів і відливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище – ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця. У морських просторах приливи чергуються з відливами теоретично через 6 год. 12 хв. 30 с. Якщо Місяць, Сонце і Земля знаходяться на одній прямій, Сонце своїм тяжінням підсилює дію Місяця, і тоді наступає сильний прилив. Коли ж Сонце стоїть під прямим кутом до відрізка Земля-Місяць (квадратура), наступає слабкий прилив (квадратура, або мала вода). Сильний і слабкий приливи чергуються через сім днів. Проте дійсний хід приливу і відливу вельми складний. На нього впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер. Найвищі і сильніші приливні хвилі виникають в дрібних і вузьких затоках або гирлах річок, що впадають в моря і океани. Приливна хвиля Індійського океану котиться проти перебігу Гангу на відстань 250 км. від його гирла. Приливна хвиля Атлантичного океану розповсюджується на 900 км. вгору по Амазонки. У закритих морях, наприклад Чорному або Середземному, виникають малі приливні хвилі заввишки 50-70 див. Максимально можлива потужність в одному циклі підливши – відливши, тобто від одного приливу до іншого, виражається рівнянням: де р – щільність води, g – прискорення сили тяжіння, S – площа приливного басейну, R – різниця рівнів при приливі. Як видно з (формули, для використання приливної енергії найбільш відповідними можна рахувати такі місця на морському побережжі, де приливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дозволяють влаштувати великі замкнуті “басейни”. Потужність електростанцій в деяких місцях могла б скласти 2–20 Мвт. Перша морська приливна електростанція потужністю 635 кВт була побудована в 1913 р. в бухті Ліверпуля. Енергія морських течій Невичерпні запаси кінетичної енергії морських течій, накопичені в океанах і морях, можна перетворювати на механічну і електричну енергію за допомогою турбін, занурених у воду (подібно до вітряних млинів, “занурених” в атмосферу). Найважливіша і найвідоміша морська течія – Гольфстрім. В даний час у ряді країн, і в першу чергу в Англії, ведуться інтенсивні роботи по використанню енергії морських хвиль. Британські острови мають дуже довгу берегову лінію, до в багатьох місцях море залишається бурхливим протягом тривалого часу. Один з проектів використання морських хвиль заснований на принципі водяного стовпа, що коливається. У гігантських “коробах” без дна і з отворами вгорі під впливом хвиль рівень води то піднімається, то опускається. Стовп води діє на зразок поршня: засмоктує повітря і нагнітає його в лопатки турбін. Головну трудність тут складає узгодження інерції робочих коліс турбін з кількістю повітря в коробах, так щоб за рахунок інерції зберігалася постійною швидкість обертання турбінних валів в широкому діапазоні умов на поверхні морить. Енергія сонця. Для стародавніх народів Сонце було богом. Своєю життєдайною силою Сонце завжди викликало у людей відчуття поклоніння і страху. Народи, тісно повязані з природою, чекали від нього милостивих дарів – урожаю і достатку, гарної погоди і свіжого дощу або ж кари – негоди, бур, граду. Тому в народному мистецтві ми усюди бачимо зображення Сонця: над фасадами будинків, на вишивках, в різьбленні і т.п. Майже всі джерела енергії, про які ми до цих пір говорили, так або інакше використовують енергію Сонця: вугілля, нафта, природний газ суть не що інше, як “законсервована” сонячна енергія. Вона поміщена в цьому паливі з незапамятних часів; під дією сонячного тепла і світла на Землі росли рослини, накопичували в собі енергію, а потім в результаті тривалих процесів перетворилися на паливо, що вживалося сьогодні. Сонце щороку дасть людству мільярди тонн зерна і деревини. Енергія річок і гірських водопадів також походить від Сонця, яке підтримує кругообіг води на Землі. У всіх приведених прикладах сонячна енергія використовується побічно, через багато проміжних перетворень. Принадно було б виключити ці перетворення і знайти спосіб безпосередньо перетворювати теплове і світлове випромінювання Сонця, падаюче на Землю, в механічну або електричну енергію. Всього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її міститься у всіх розвіданих запасах викопних палив, а за 1 з – 170 млрд. Дж. Велику частину цієї енергії розсіює або поглинає атмосфера, особливо хмари, і лише третина її досягає земній поверхні. Вся енергія, що випускається Сонцем, більше тієї її частині, яку отримує Земля, в 5000000000 разів. Але навіть така “нікчемна” величина в 1600 разів більше енергії, яку дає решта всіх джерел, разом узяті. Сонячна енергія, падаюча на поверхню одного озера, еквівалентна потужності крупної електростанції. Сьогодні для перетворення сонячного випромінювання в електричну енергію ми маємо в своєму розпорядженні дві можливості: використовувати сонячну енергію як джерело тепла для вироблення електроенергії традиційними способами (наприклад, за допомогою турбогенераторів) або ж безпосередньо перетворювати сонячну енергію в електричний струм в сонячних елементах. Сонячну енергію використовують також після її концентрації за допомогою дзеркал – для плавлення речовин, дистиляції води, нагріву, опалювання і т.д. Оскільки енергія сонячного випромінювання розподілена за великою площею (іншими словами, має низьку щільність), будь-яка установка для прямого використання сонячної енергії повинна мати збираючий пристрій (колектор) з достатньою поверхнею. Простий пристрій такого роду – це колектор, чорна плита, добре ізольована знизу. Вона прикрита склом або пластмасою, яка пропускає світло, але не пропускає інфрачервоне теплове випромінювання. У просторі між плитою і склом найчастіше розміщують чорні трубки, через які течуть вода, масло, ртуть, повітря, сірчистий ангідрид і т.п. Сонячне випромінювання, проникаючи через скло або пластмасу в колектор, поглинається чорними трубками і плитою і нагріває робочу речовину в трубках. Теплове випромінювання не може вийти з колектора, тому температура в нім значно вища (па 200–500°С), ніж температура навколишнього повітря. У цьому виявляється так званий парниковий ефект. Звичайні садові парники, по суті справи, є простими колекторами сонячного випромінювання. Але чим далі від тропіків, тим менш ефективний горизонтальний колектор, а повертати його услід за Сонцем дуже важко і дорого. Тому такі колектори, як правило, встановлюють під певним оптимальним кутом на південь. Складнішим і дорожчим колектором є увігнуте дзеркало, яке зосереджує падаюче випромінювання в малому обємі біля певної геометричної крапки – фокусу. Відзеркалювальна поверхня дзеркала виконана з металізованої пластмаси або складена з багатьох малих плоских дзеркал, прикріплених до великої параболічної підстави. Завдяки спеціальним механізмам колектори такого типу постійно повернені до Сонця, це дозволяє збирати можливо більшу кількість сонячного випромінювання. Температура в робочому просторі дзеркальних колекторів досягає 3000°С і вище. Сонячна енергетика відноситься до найбільш матеріаломістких видів виробництва енергії. На думку фахівців, найпривабливішою ідеєю щодо перетворення сонячної енергії є використання фотоелектричного ефекту в напівпровідниках. Але, для прикладу, електростанція на сонячних батареях поблизу екватора з добовим виробленням 500 МВт·ч (приблизно стільки енергії виробляє досить велика ГЕС). Ясно, що таке величезна кількість сонячних напівпровідникових елементів може. окупитися тільки тоді, коли їх виробництво буде дійсне дешево. Ефективність сонячних електростанцій в інших зонах Землі була б мала із-за нестійких атмосферних умов, щодо слабкої інтенсивності сонячної радіації, яку тут навіть в сонячні дні сильніше поглинає атмосфера, а також коливань, обумовлених чергуванням дня і ночі. Проте сонячні фотоелементи вже сьогодні знаходять своє специфічне застосування. Вони виявилися практично незамінними джерелами електричного струму в ракетах, супутниках і автоматичних міжпланетних станціях, а на Землі – в першу чергу для живлення телефонних мереж в не електрифікованих районах або ж для малих споживачів струму (радіоапаратура, електричні бритви і запальнички і т.п.). Висновки: Використання альтернативних джерел енергії є важливим як в національному, так і міжнародному масштабі – з точки зору реакції на глобальні кліматичні зміни та покращення енергетичної безпеки в Європі.
Електроліз - розклад речовин (наприклад, води, розчинів кислот, лугів, розчинених або розплавлених солей тощо) постійним електричним струмом.
Альтернати́вні джере́ла ене́ргії - будь-яке джерело енергії, яке є альтернативою викопному паливу.
Енергетична стратегія України визначає такі перспективні напрямки розвитку альтернативних та відновлювальних джерел енергії: біоенергетика, видобуток та утилізація шахтного метану, використання вторинних енергетичних ресурсів, вітрової і сонячної енергії, теплової енергії довкілля, освоєння економічно доцільного гідропотенціалу малих річок України. Для вироблення і втілення в життя національної стратегії розвитку альтернативної енергетики в Україні є все: сировина, досвід, технічні і технологічні напрацювання, підготовка відповідних кваліфікованих кадрів у системі вищої освіти. Справа залишається за наданням галузі ефективної державної підтримки, що дозволить привернути так необхідні енергетиці інвестиції. Потрібна програма, яка б на державному рівні координувала участь всіх зацікавлених сторін: окремих громадян, бізнес структури, урядові установи, наукові, промислові та громадські організації. По аналогії з досвідом провідних держав особлива увага має бути приділена наступним питанням: •пріоритетній державній підтримці проведенню науково-дослідних, дослідно-конструкторських робіт, технічних і маркетингових досліджень в галузі альтернативної енергетики; •сприянню в доступі до пільгових кредитів, безвідсоткових позик та інших інструментів фінансового стимулювання галузі; •навчанню і розповсюдженню інформації про наявний досвід інших країн у виконанні аналогічних програм; •обєднанню зусиль щодо розвитку галузі з іншими екологічними і соціальними програмами, а також підтримці програми на загальнодержавному рівні. Ці та інші заходи, безумовно, будуть сприяти збереженню та розвитку відповідного вітчизняного академічного, університетського та галузевого науково-технологічного потенціалу, розширенню міжнародного співробітництва в галузі альтернативної енергетики, зміцненню міжнародного іміджу нашої держави, зменшенню залежності України від найбільших світових постачальників енергетичної сировини, підвищенню рівня її енергетичної безпеки. Використана література: 1. Бабієв Г.М., Дероган Д.В., Щокін А.Р. Перспективи впровадження нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії в Україні. ЕЛЕКТРИЧНИЙ Журнал,- Запоріжжя: ВАТ Гамма,1998 №1, - С.63-64. 2. Дероган Д.В., Щокін А.Р. Перспективи використання енергії та палива в Україні з нетрадиційних та відновлюваних джерел.Бюл. Новітні технології в сфері нетрадиційних і відновлюваних джерел енергії, Київ: АТ Укренергозбереження,1999.- №2, - С.30-38.


Скачати 29.46 Kb.