Нетрадиционные электростанции: Нетрадиционные источники энергии

Профиль «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

С 2018 года в МГТУ им. Н.Э. Баумана возобновляется подготовка инженеров по профилю «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии». Летом 2018 года набор будет осуществляться только на платной основе. В будущем планируется организация группы за счет бюджета. С 2022 года запланирован запуск программы подготовки магистров. Обучение будет проходит в рамках направления 13.03.02 (баклавриат) и 13.04.02 (магистратура) по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника». Возможно продолжение обучения в аспирантуре.

Программа подготовки реализуется на межкафедральной основе и является многопрофильной. Ключевую роль в подготовке специальным дисциплинам играют кафедры:

• Э2 «Поршневые двигатели»;
• Э3 «Газотурбинные и нетрадиционные энергоустановки»;
• Э8 «Плазменные энергетические установки»;
• Учебно-научный центр «Фотонная энергетика».

Курирует подготовку студентов кафедра Э2.

Поскольку альтернативная энергетика очень многообразна по своим формам и не может в полном объеме быть сконцентрирована в рамках одной учебной программы, для построения учебного плана бакалавриата были выбраны следующие три профиля:

• солнечные электростанации;
• ветряные электростанции;
• поршневые двигатели внутреннего сгорания на нетрадиционных и возобновляемых топливах.

При этом акцент делается на подготовку инженеров-конструкторов, проектирующих данные энергетические установки.

• в 2010 году 85 стран имели свои официальные цели на достижение доли возобновляемых источников в 5-25% в общем энергобалансе к 2020 году
• 25% энергобаланса Евросоюза в 2020 году, 40% к 2040 году
•  технологии новых и возобновляемых источников энергии входят в утвержденный президентом РФ перечень «критических» технологий РФ

• широкое, многопрофильное обучение энергетическим установка различного типа;
• качественная инженерная подготовка в области солнечной, ветряной энергетики и ДВС;
• обучение современным компьютерным технологиям проектирования (AutoCAD, Catia, Ansys и др. ) и программирования;
• двухэтапный цикл обучения 4+2 года с возможностью смены направления подготовки после первых четырех лет обучения;
• возможность продолжения обучения в аспирантуре;
• возможность параллельного обучения на военной кафедре;
• студенческое общежитие в двух шагах от учебных корпусов МГТУ;
• поощряемая инициативная работа в лабораториях кафедр и образовательных центрах;
• возможность летних стажировок заграницей;
• студенты проходят лабораторный практикум и выполняют исследования на уникальной научной установке (УНУ) «Кластер экспериментально-диагностических модулей «Пучок-М» (см. http://ckp-rf.ru/usu/200975 и http://usu-beam.bmstu.ru), который входит в каталог уникальных стендов и установок РФ Министерства образования и науки.

Нетрадиционные источники энергии — презентация онлайн

Похожие презентации:

Технология перевозочного процесса

Организация работы и расчет техникоэкономических показателей участка механической обработки детали

Грузоподъемные машины. (Лекция 4.1.2)

Безопасное проведение работ на высоте

Геофизические исследования скважин

Система охлаждения ДВС

Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. Курс лекций в слайдах

Требования безопасности при выполнении работ на высоте

Проект по технологии «Скалка» (6 класс)

Конструкции распределительных устройств. (Лекция 15)

Нетрадиционные
источники
энергии
Энергия ветра
Энергия ветра очень велика. Ее запасы по оценкам Всемирной
метеорологической организации, составляют 170 трлн кВт.ч в год. Эту
энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду.
Принцип работы и устройство
1) Лопасти турбины;
2) Ротор;
3) Направление вращения; лопастей;
4) Демпфер;
5) Ведущая ось;
6) Механизм вращения лопастей;
7) Электрогенератор;
8) Контроллер вращения;
9) Анемоскоп и датчик ветра;
10) Хвостовик Анемоскопа;
11) Гондола;
12) Ось электрогенератора;
13) Механизм вращения турбины;
14) Двигатель вращения;
15) Мачта.
Сейчас в мире работает более 30 тыс. ветроустановок различной мощности.
Германия получает от ветра 10% своей электроэнергии, а всей Западной
Европе ветер дает 2500 МВт электроэнергии. По мере того, как ветряные
электростанции окупаются, а их конструкции совершенствуются, цена
воздушного электричества падает.
НЕДОСТАТКИ:
Энергия ветра сильно рассеяна в пространстве;
Ветер непредсказуем — часто меняет направление, вдруг затихает даже в
самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что
ломает ветряки.
Энергия солнца
Вся энергия, испускаемая Солнцем, больше той ее части, которую получает
Земля, в 5000000000 раз. Но даже такая «ничтожная» величина в 1600 раз
больше энергии, которую дают все остальные все остальные источники,
вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного
небольшого озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.
Поскольку энергия солнечного
излучения распределена по
большой площади, любая
установка для прямого
использования солнечной
энергии должна иметь
собирающее устройство
(коллектор) с достаточной
поверхностью.
Принцип работы солнечного
коллектора
Солнечная энергетика составила около 22% от общих энергетических
мощностей, установленных в ЕС в 2010 году. Международное энергетическое
агентство (International Energy Agency) прогнозирует, что к 2050 году
фотовольтаика будет обеспечивать 20-25% мирового производства
электроэнергии.
Энергия приливов
Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции,
использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию
вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где
гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень
воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 13 метров.
Принцип работы приливных
электростанций
Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость
производства энергии. Недостатками — высокая стоимость строительства и
изменяющаяся в течение суток мощность, из-за чего ПЭС может работать
только в составе энергосистемы, располагающей достаточной мощностью
электростанций других типов
Приливные электростанции (ПЭС) пока имеются лишь в нескольких странах Франции, Великобритании, Канаде, России, Индии, Китае.
Геотермальная энергия
Принцип работы геотермальных
электростанций
Геотермальная энергия — это
энергия, получаемая из
природного тепла Земли.
Достичь этого тепла можно с
помощью скважин.
Главным достоинством геотермальной энергии является её практическая
неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды,
времени суток и года.
Потенциальная суммарная рабочая мощность геотермальных
электростанций в мире уступает большинству станций на иных
возобновляемых источниках энергии. Однако направление получило
развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых
географических районах, где отсутствуют или относительно дороги горючие
полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам.
В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных электростанций
планеты выросла до 10,5 ГВт
Грозовая энергетика
Грозовая энергетика — это способ получения энергии путём поимки и
перенаправления энергии молний в электросеть.
Существуют следующие аспекты и недостатки грозовой энергетики:
Ненадежность источника энергии. Из-за того, что невозможно наперед
предвидеть где и когда возникнет молния, возможно возникновение
проблем с созданием и получением энергии. Изменчивость такого
явления существенно влияет на значимость всей идеи.
Низкая продолжительность разряда. Разряд молнии возникает и
действует считанные секунды, поэтому очень важно оперативно
среагировать и «поймать» его.
Нужда использовать конденсаторы и колебательные системы. Без
применения этих приборов и систем невозможно полноценно получать и
превращать энергию грозы.
Побочные проблемы с «ловлей» зарядов. Из-за низкой плотности
заряженных ионов создается большое сопротивление воздуха. «Поймать»
молнию можно с использованием ионизированного электрода, который
нужно максимально поднять над поверхностью земли (он может «ловить»
энергию исключительно в виде микротоков). Если поднять электрод
слишком близко к наэлектризированным тучам, то это спровоцирует
создание молнии. Такой кратковременный, но мощный заряд может
привести к числительным поломкам грозовой энергостанции.
Дорогая стоимость всей системы и оборудования. Грозовая энергетика
через свою специфическую структуру и постоянную переменчивость
подразумевает использование разнообразного оборудования, которое
стоит очень дорого.
Преобразование и распределение тока. Из-за переменчивости мощности
зарядов могут возникнуть проблемы с их распределением. Средняя
мощность молний составляет от 5 до 20 кА, однако, бывают вспышки силой
тока и до 200 кА. Любой заряд нужно распределить на меньшую мощность
к показателю в 220 В или в 50-60 Гц переменного тока.
Перспективы нетрадиционных
источников энергии
Во всём мире ведутся разработки в области альтернативной энергетики.
Острота данного вопроса обуславливается сокращающимися запасами
топливно-энергетических ресурсов и, как следствие, растущими ценами на
них. Всё это толкает энергозависимые страны к более интенсивному
развитию альтернативных источников энергии.
Перспективы использования возобновляемых источников энергии связаны с
их экологической чистотой, низкой стоимостью эксплуатации и ожидаемым
топливным дефицитов традиционной энергетике.
Развитые, а теперь уже и развивающиеся страны осознали, что будущее за
альтернативной энергетикой. В 2009-м мировые инвестиции в
альтернативную энергетику превысили по объему капиталовложения в
традиционную, основанную на сжигании ископаемого топлива. А в 2010-м
суммарная мощность введенных в эксплуатацию электростанций на
возобновляемых источниках энергии превысила аналогичный показатель для
традиционной энергетики.

English    
Русский
Правила

Традиционные и нетрадиционные источники энергии | Small Business

By Lisa McQuerrey

Более высокие цены на энергоносители могут негативно сказаться на малых предприятиях. Увеличение этих расходов может привести к росту цен на транспортировку продукции и повлиять на другие расходы, связанные с управлением компанией. Предприятия США обычно полагаются на традиционные источники энергии, такие как нефть, уголь и природный газ. Движение делается на фронтах альтернативной энергии в областях, включая солнечную, ветровую, водную и геотермальную энергию. На горизонте также ряд экспериментальных и нетрадиционных источников энергии, включая разработку биотоплива и электротоплива.

Ископаемое топливо

1. Обычные источники энергии в основном получают из ископаемого топлива. Это органические соединения, созданные остатками растений и животных, чья органическая «биомасса» со временем создает вещества, известные нам как уголь, природный газ и нефть. Управление энергетической информации США указывает, что по состоянию на 2012 год на ископаемое топливо приходится 84 процента потребления энергии в США. Эти виды топлива используются в производстве и на транспорте и поддерживают электрические и энергетические системы домов и предприятий.

   Нефть, возможно, является одним из наиболее распространенных и традиционных источников энергии из ископаемого топлива. Он обеспечивает движение национальных транспортных систем за счет производства бензина, дизельного топлива и авиационного топлива, а рентабельность этих видов топлива является важнейшим элементом операций малого бизнеса. Уголь является биотопливом, который служит эффективным источником тепловой энергии, используется в производстве электроэнергии и в качестве топлива для электростанций. Популярность природного газа в качестве традиционного источника энергии растет из-за обширных подземных запасов в США

Возобновляемая энергия

1. Солнце, ветер и вода считаются полутрадиционными, возобновляемыми, экологически чистыми источниками энергии, поскольку они постоянно пополняются. Хотя концепция использования возобновляемых источников энергии стала основной, ее полная реализация все еще происходит, в первую очередь из-за соображений стоимости. Хотя возобновляемая энергия поступает из «бесплатных» источников, для превращения этих ресурсов в энергию по-прежнему требуется много рабочей силы и оборудования. Гидроэнергетика вырабатывает электроэнергию, используя воду, наиболее распространенный возобновляемый источник энергии в США

   Солнечная энергия использует энергию солнца для электричества и отопления. Энергия ветра производится с помощью высокотехнологичных турбин, а энергия распределяется по электрической сети. Многие малые предприятия находят ценность в создании собственных источников энергии за счет использования солнечных батарей и ветряных турбин на своей территории. Эти методы снижают затраты на энергию, и предприятия также могут получать прибыль, продавая неиспользованную энергию энергетическим компаниям в своем регионе.

Биомасса

1. Биомасса — еще один полутрадиционный источник энергии, поскольку он находится в процессе становления основным. Энергия биомассы поступает из растительного материала. Биомасса также служит системой управления отходами. Многие малые сельскохозяйственные и фермерские предприятия могут сэкономить на затратах на энергию, превращая побочные продукты своей деятельности в биотопливо. Энергия биомассы может использоваться для отопления и производства электроэнергии, и она становится все более доступной в качестве жидкого биотоплива для двигателей. Биомасса имеет дополнительное преимущество в снижении некоторых форм загрязнения.

Электротопливо и специальное топливо

1. Электротопливо — это инновационные нетрадиционные возобновляемые жидкости, в которых используются микроорганизмы для создания химической или электрической энергии, необходимой для преобразования углекислого газа в жидкое топливо. По состоянию на 2012 год ученые Колумбийского университета ищут естественные способы создания топлива, подобного бензину. Исследователи из Объединенного института биоэнергетики Управления науки также разрабатывают возобновляемую альтернативу дизельному топливу, используя процесс метаболической инженерии. В отличие от биодизеля, получаемого из растительного масла, метаболически модифицированное топливо производится из химического соединения бисаболана. Исследователи JBEI используют вечнозеленое дерево, дрожжи, микробы и бактерии кишечной палочки для производства соединения. У этой технологии есть потенциал для трудоустройства новых биотехнологических стартапов и мелких предпринимателей.

Ссылки

• Energy.gov: Годовой план на 2010 г.: Сверхглубоководный и нетрадиционный природный газ …
• Energy.gov: Исследователи берут взаймы у ели для создания биодизеля
• Energy.gov: Возобновляемая энергия
• 4
• 4
• Energy.gov: Ископаемые источники энергии
• Институт энергетических исследований: Ископаемые виды топлива
• NationalAtlas.gov: Возобновляемые источники энергии в США

Writer Bio

Лиза Маккуерри занимается бизнес-обозревателем с 19 лет.87. В 1994 году она открыла маркетинговую и коммуникационную фирму с полным спектром услуг. Работа Маккуерри была отмечена наградами Управления по делам малого бизнеса США, Международной ассоциации деловых коммуникаторов и Ассошиэйтед Пресс. Она также является автором нескольких научно-популярных отраслевых публикаций, а в 2012 году издательство Glass Page Books опубликовало свой первый роман для молодежи.

Нетрадиционные источники энергии с точки зрения Индии

РЕЗЮМЕ: Источники энергии, которые являются исчерпаемыми и непрерывно производятся в природе, называются нетрадиционными источниками энергии или возобновляемыми источниками энергии. Некоторые из этих источников включают солнечную энергию, энергию ветра и энергию приливов. Традиционные источники энергии в основном основаны на ископаемом топливе, запасы которого в природе ограничены и, следовательно, исчезнут в будущем. Поскольку развитие и прогресс человечества тесно связаны с источниками энергии, многие страны мира занялись поиском и разработкой нетрадиционных источников энергии, которые были бы очень важны для поддержания жизненного цикла человека.

1. ВВЕДЕНИЕ

Энергия есть первичная и наиболее универсальная мера всех видов деятельности человека и природы. Все, что происходит в мире, есть выражение течения энергии в одной из ее форм. Энергия является основным вкладом в управление жизненным циклом и его улучшение. Потребление энергии тесно связано с прогрессом человечества. В будущем повышение уровня жизни человечества, индустриализация развивающихся стран и глобальный спрос на энергию будут увеличиваться с каждым приростом населения. Развитие инфраструктуры играет важную роль в поддержании экономического роста. Энергетический сектор является одним из основных значимых компонентов инфраструктуры. В целом Индия зависит от традиционных источников энергии, таких как тепловая, гидро- и ядерная.

2. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Традиционные источники энергии, как правило, являются невозобновляемыми источниками энергии, которые используются уже давно. Эти источники энергии широко используются таким образом, что их известные запасы в значительной степени истощены. Источники энергии, непрерывно производимые в природе и находящиеся в неисчерпаемом состоянии, называются нетрадиционными источниками энергии (или) возобновляемыми источниками энергии. На Рисунке 1 представлены графические изображения различных форм нетрадиционных источников энергии и вариантов возобновляемых источников энергии, соответственно.

Различные нетрадиционные источники кратко описаны ниже:

2.1 Солнечная энергия

Солнечная энергия является наиболее доступным и бесплатным источником энергии с доисторических времен. Подсчитано, что солнечная энергия, эквивалентная более чем 15 000-кратному годовому коммерческому потреблению энергии в мире, достигает Земли каждый год. Солнечная энергия может быть использована двумя разными способами: солнечным тепловым путем и солнечным электрическим (солнечным фотоэлектрическим) путем. Солнечный тепловой маршрут использует солнечное тепло для производства горячей воды или воздуха, приготовления пищи, сушки материалов и т. Д. Солнечная фотоэлектрическая энергия использует солнечное тепло для производства электроэнергии для освещения дома и здания, работы двигателей, насосов, электроприборов и освещения. В солнечном тепловом маршруте солнечная энергия может быть преобразована в тепловую энергию с помощью солнечных коллекторов и приемников, известных как солнечные тепловые устройства.

2.2 Энергия ветра

Энергия ветра в основном использует энергию ветра для производства электроэнергии. Кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую энергию. Когда солнечная радиация входит в атмосферу Земли, различные области атмосферы нагреваются в разной степени из-за кривизны Земли. Этот нагрев выше на экваторе и ниже на полюсах. Поскольку воздух имеет тенденцию течь из более теплых регионов в более холодные, это вызывает то, что мы называем ветрами, и именно эти воздушные потоки используются ветряными мельницами и ветряными турбинами для производства энергии. Теперь энергия ветра используется для производства электроэнергии в большем масштабе с использованием более совершенных технологий.

2.3 Биоэнергетика

Ожидается, что биоэнергия в виде биогаза, полученного из биомассы, станет одним из ключевых энергетических ресурсов для глобального устойчивого развития. Биомасса – это возобновляемый источник энергии, получаемый из углеродосодержащих отходов различной деятельности человека и природы. Биомасса не добавляет углекислого газа в атмосферу, так как она поглощает такое же количество углерода при выращивании, как и выделяет при потреблении в качестве топлива. Его преимущество в том, что его можно использовать для выработки электроэнергии на том же оборудовании, которое сейчас используется для сжигания ископаемого топлива. Биоэнергия используется для приготовления пищи, механических применений, насосов, производства электроэнергии и т. д.

2.4 Гидроэнергетика

Потенциальная энергия падающей воды, улавливаемая и преобразуемая водяными колесами в механическую энергию, послужила началом промышленной революции. Везде, где можно было найти достаточный напор или перепад высот, реки и ручьи перекрывали плотинами и строили мельницы. Вода под давлением проходит через турбину и заставляет ее вращаться. Турбина подключена к генератору, который производит электричество.

2.5 Энергия океана

Океан содержит два типа энергии: тепловую энергию солнечного тепла и механическую энергию приливов и волн. Тепловая энергия океана используется для многих целей, в том числе для производства электроэнергии. Существует три типа систем преобразования электроэнергии: замкнутый цикл, открытый цикл и гибрид. Системы замкнутого цикла используют теплую поверхностную воду океана для испарения рабочей жидкости с низкой температурой кипения, такой как аммиак. Пар расширяется и вращает турбину. Затем турбина активирует генератор для производства электроэнергии. Системы открытого цикла фактически кипятят морскую воду, работая при низком давлении. Это производит пар, который проходит через турбину/генератор. Гибридные системы сочетают в себе системы замкнутого и открытого цикла. Механическая энергия океана сильно отличается от тепловой энергии океана. Несмотря на то, что солнце влияет на всю активность океана, приливы и отливы вызываются главным образом гравитационным притяжением Луны, а волны — ветром. Плотина (плотина) обычно используется для преобразования энергии приливов и отливов в электричество путем пропускания воды через турбины, активируя генератор.

2.6 Энергия из отходов

По оценкам, в городских районах Индии ежегодно образуется около 50 миллионов тонн твердых отходов и около 6 миллиардов кубометров жидких отходов. В Индии существует большой потенциал для производства примерно 2600 МВт электроэнергии из городских и бытовых отходов и примерно 1300 МВт из промышленных отходов соответственно. Всего реализовано 48 проектов суммарной мощностью около 69,62 МВт, в т.ч. были установлены в стране, тем самым используя только 1,8% существующего потенциала.

3. ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ НЕТРАДИЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В Индии в 1982 году в Министерстве энергетики был создан Департамент нетрадиционных источников энергии (DNES) для рассмотрения всех аспектов, связанных с новыми и возобновляемыми источниками энергии. Департамент был преобразован в отдельное Министерство нетрадиционных источников энергии (МИНЭ) в 1992 г. и переименован в Министерство новых и возобновляемых источников энергии (МНВЭ) в октябре 2006 г. Согласно информации, предоставленной МНРЭ, начиная с 9Плане наблюдается последовательное увеличение темпов развития возобновляемых источников энергии. Как сообщается, установленная мощность возобновляемых источников энергии в Индии росла на 23% в год, увеличившись с примерно 3900 МВт в 2002-03 годах до примерно 24000 МВт в 2011-2012 годах. Энергия, вырабатываемая с использованием ветра, солнца, малых гидроэлектростанций, приливов, геотермального тепла и биомассы, известна как нетрадиционная энергия. Все эти источники являются возобновляемым процессом производства энергии и не загрязняют окружающую среду. Наша страна обеспечена достаточными природными ресурсами.

4. ПРЕИМУЩЕСТВА НЕТРАДИЦИОННЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ-

• Нетрадиционная/возобновляемая энергия является местным источником, доступным в значительных количествах для всех развивающихся стран и способным, в принципе, оказать значительное местное, региональное или национальное экономическое влияние.
• Существует большой объем исследований и разработок в области нетрадиционных/возобновляемых источников энергии в отношении их будущего развития и научного использования.
• Электростанции, основанные на возобновляемых источниках энергии, не требуют затрат на топливо и, следовательно, имеют незначительные эксплуатационные расходы.
• Возобновляемые источники энергии имеют низкую плотность энергии, и более или менее нет проблем с загрязнением или экологическим балансом. Обеспечение энергией экологически безопасным способом.
• Использование нетрадиционных/возобновляемых источников энергии может способствовать экономии иностранной валюты и созданию рабочих мест на местном уровне, если энергосберегающие технологии будут разрабатываться, производиться, собираться и устанавливаться на месте.
• Короткий период созревания и низкие инвестиции.

ВЫВОДЫ

Устойчивое экономическое развитие и рост любой страны тесно связаны с развитием и безопасностью ее энергетического сектора. Что касается конечных и ограниченных запасов традиционных источников энергии и их воздействия на окружающую среду, большое внимание следует уделять развитию нетрадиционных энергетических секторов и их надлежащему использованию на благо и улучшение человечества. Такие инициативы также помогут создать множество возможностей для трудоустройства на всех уровнях, особенно в сельских районах. Таким образом, внедрение технологий нетрадиционной и возобновляемой энергии становится очень важным для развивающихся стран. В Индии есть большие возможности для развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Индия — единственная страна, в которой есть эксклюзивное Министерство новых и нетрадиционных источников энергии. Индия обладает крупнейшей программой децентрализованной солнечной энергетики, второй по величине программой биогаза и усовершенствованных печей и пятой по величине программой ветровой энергии в мире.

ССЫЛКИ

• С. Хабибулла, «Нетрадиционные источники энергии для курса сельского инженера», опубликовано Государственным институтом профессионального образования, Управление среднего образования, Правительство.
  
  Нетрадиционные электростанции: Нетрадиционные источники энергии