Лишним тратам скажем "НЕТ" — сбережем тепло и свет! Энергоресурсы рисунокэнергия Фотографии, картинки, изображения и сток-фотография без роялтиВектор Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #47917781 - Environment, ecology infographic elements. Environmental risks..Вектор Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #40440045 - Solar panels and wind turbines with city Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #50324995 - Power plant using renewable solar energy with sun Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #41026279 - Running man polygonal. Vector geometric illustration. Abstract..Вектор Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #52698105 - Ecological energy design concept set with retro cartoon wind..Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #48231546 - Solar and hydro electricity windy. Water and sun, solar panels,..Вектор Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #47848313 - and holding a light bulb with sunset power concept Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #40914018 - Vector concept and infographic design elements in trendy linear..Вектор Похожие изображения Добавить в Лайкбокс #53370838 - Opening the Crown Chakra Похожие изображения Добавить в Лайкбокс ru.123rf.com 1 Современные и перспективные источники электроэнергии1.1 ЭнергоресурсыРеки были первым источником энергии, и, вероятно, первой машиной, в которой человек использовал энергию воды, была примитивная водяная турбина. Свыше 2000 лет назад горцы на Ближнем Востоке уже пользовались водяным колесом в виде вала с лопатками (рис. 1.1). Почти полторы тысячи лет после распада Римской империи водяные колеса служили основным источником энергии для всевозможных производственных процессов в Европе, заменяя физический труд человека. Турбина – энергетически очень выгодная машина, потому что вода легко и просто меняет поступательное движение на вращательное. Тот же принцип часто используют и в машинах, которые внешне совсем не похожи на водяное колесо (если на лопатки воздействует пар, то речь идет о паровой турбине). Преимущества гидроэлектростанций очевидны: постоянно возобновляемый самой природой запас энергии, простота эксплуатации, отсутствие загрязнения окружающей среды. Уголь. Мировые геологические запасы угля, выраженные в условном топливе, оцениваются в 12000 млрд т, из которых 6000 млрд т относятся к достоверным. Наглядное представление о мировых запасах угля и перспективах их использования дает рис. 1.2. Наибольшими достоверными запасами располагают Россия и США. Значительные достоверные запасы имеются в ФРГ, Англии, КНР и ряде других стран. Современная техника и технология позволяют экономически оправданно добывать лишь 50 % от всех достоверных запасов угля.
Рисунок 1.1 - Схема простого водяного колеса с вертикальным валом Рисунок 1.2 - Оценки мировых запасов угля: а– на различных континентах;б– перспектива использования Запасы угля мирового масштаба находятся в Восточной и Западной Сибири. Среди подсчитанных общих геологических запасов углей в России более 90 % составляют энергетические угли и менее 10 % дефицитные коксующиеся угли, необходимые для металлургии. Энергетические угли большой массы (202 млрд т) имеются на площадях, пригодных для открытой разработки. Это, например, Канско-Ачинский бассейн в Восточной Сибири, где имеются запасы бурых углей в мощных (от 20 до 40 м) пластах, залегающих на глубине менее 200 м от поверхности, и многие другие. Атомная энергия.При исследовании распада атомных ядер оказалось, что каждое ядро весит меньше, чем сумма масс его протонов и нейтронов. Это объясняется тем, что при объединении протонов и нейтронов в ядро выделяется много энергии. Убыль массы ядер на 1 грамм эквивалентна количеству тепловойэнергии, получаемой при сжигании300вагонов каменного угля. Нейтрон – электрически нейтральная частица, поэтому легко может проникнуть в атомное ядро. Под действием одного нейтрона наступает деление (расщепление) ядра. Например ядро урана-235 распадается на два приблизительно одинаковых осколка, например на ядра криптона и бария. Эти осколки с огромными скоростями разлетаются в разных направлениях. Но главное в этом процессе, что при распаде одного ядра урана возникают два-три новых свободных нейтрона. Каждый из новых нейтронов может сделать то же, что сделал первый, когда расщепил одно ядро. Так происходит цепная реакция, и, если ею не управлять, она приобретает лавинный характер и заканчивается мощнейшим взрывом. Энергия, выделяющаяся при термоядерной реакции на единицу топлива, превосходит энергию, получаемую при расщеплении (делении) тяжелых ядер урана или плутония. Количество энергии, выделяемой газообразным дейтерием массой 1 кг в результате реакции синтеза, соответствует энергии, выделяемой при сжигании 10 тыс. т угля. Одним из перспективных источников получения электричества является освоение термоядерной энергии, т. е. энергии трития и дейтерия, содержащейся в неисчерпаемых количествах в воде океанов. Ветровая энергия.По оценкам различных исследований, общий ветроэнергетический потенциал Землиприблизительно равен 175219 тыс. ТВтч в год. Однако с пользой может быть использовано только 5 %. Возможности применения этого вида энергии в различных районах Земли неодинаковы. Среднегодовая скорость ветра на высоте 20–30 м над поверхностью Земли должна быть достаточно большой, чтобы мощность воздушного потока, проходящего через надлежащим образом ориентированное вертикальное сечение, достигала значения, приемлемого для преобразования. Ветроэнергетическая 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. Геотермальная энергия.Энергетика земли – геотермальная энергетика, базируется на использовании природной теплоты Земли. Под геотермальной энергией понимают физическое тепло флюидов (сухих горячих паров и воды) и сухих горных парод, расположенных на различных глубинах и имеющих температуры, превышающие температуру воздуха на поверхности. Верхняя часть земной коры имеет термический градиент, равный 20–30°С в расчете на 1 км глубины. По данным Уайта (1965 г.), количество теплоты, содержащейся в земной коре до глубины 10 км (без учета температуры поверхности), равно приблизительно 12,6·1026Дж. Эти ресурсы эквивалентны теплосодержанию 4,6·1016т угля (принимая среднюю теплоту сгорания угля равной 27,6·109Дж/т), что более чем в 70 тыс. раз превышает теплосодержание всех мировых ресурсов угля, которые можно извлечь с техническо-экономической точки зрения. Наибольший интерес представляют гидротермальные источники, при которых подземное тепло выносится на поверхность через скважину потоком горячей термальной воды. Вода, поступающая на поверхность, находится под давлением и в большинстве случаев перегрета. При сбросе давления эта вода вскипает и превращается в пар, который может быть использован в паровой турбине. В настоящее время термальные воды широко применяются для отопления и горячего водоснабжения в ряде стран. Так, столица Исландии Рейкьявик почти полностью обогревается теплотой подземных источников. Вбольших масштабах термальные воды для теплоснабжения используют в Австралии, Новой Зеландии, Италии. Эксплуатация первой геотермальной электростанции была начата в Италии в 1904 г. Интерес к таким станциям возрос в последние годы в связи с резким увеличением цен на ископаемое топливо на мировом рынке. Энергия мирового океана.Запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн км2) занимают моря и океаны. АкваторияТихого океана составляет 180 млн км2, Атлантического– 93 млн км2, Индийского – 75 млн км2.Тепловая (внутренняя) энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину в 1026Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной в 1018Дж. Тепловая энергия океана. Последнее десятилетие характеризуется определенными успехами в использовании тепловой энергии океана. Созданы установки мини-ОТЕС и ОТЕС-1 (ОТЕС – ОсеаnТhеrmalEnergyConversion, т.e. преобразование тепловой энергии). В августе 1979 г. вблизи Гавайских островов начала работать теплоэнергетическая установка мини-ОТЕС. Пробная эксплуатация установки в течение трех с половиной месяцев показала ее достаточную надежность. При непрерывной круглосуточной работе не было срывов, если не считать мелких технических неполадок, обычно возникающих при испытаниях любых новых установок. Ее полная мощность составляла в среднем 48,7 кВт, максимальная – 53 кВт; из которых 12 кВт (максимум 15) установка отдавала во внешнюю сеть на полезную нагрузку, точнее – на зарядку аккумуляторов. Остальная вырабатываемая мощность расходовалась на собственные нужды установки, в число которых входят затраты энергии на работу трех насосов, потери в двух теплообменниках, турбине и генераторе электрической энергии. Энергия приливов и отливов. Прилив – ритмичное движение морских вод, которое вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Самые высокие и сильные приливные волны возникают в мелких и узких заливах или устьях рек, впадающих в моря и океаны. В течение лунных суток, т. е. за 24 ч 50 мин, дважды наблюдается повышение и понижение уровня воды в морях и океанах. Амплитуда колебаний уровня воды в различных точках земного шара зависит от широты и характера берега континента. Ее величина может быть значительной. Так, около Магелланова пролива зарегистрирована амплитуда колебаний уровня воды 18 м, а около берегов Америки 21 м. Приливная волна Индийского океана катится против течения Ганга на расстояние 250 км от его устья. Приливная волна Атлантического океана распространяется на 900 км вверх по Амазонке. В закрытых морях, например Черном или Средиземном, возникают малые приливные волны высотой 5070 см. Максимального уровня приливная волна достигает в тех случаях, когда Земля, Луна и Солнце находятся на одной прямой (рис. 1.3). Рисунок 1.3 - Положения Солнца, Луны и Земли, влияющие на приливы С 1967 г. в устье реки Ранс во Франции на приливах высотой до 13 метров работает ПЭС мощностью 240 тыс. кВт с годовой отдачей 540 тыс. кВтч. Советскийинженер Н.А. Бернштейн разработал удобный способ постройки блоков ПЭС, буксируемых на плаву в нужные места, и рассчитал рентабельную процедуру включения ПЭС в энергосети в часы их максимальной нагрузки потребителями. По проекту Бернштейна в 1968 году была построена ПЭС в Кислой Губе около Мурманска. Энергия морских течений. Важнейшее и самое известное морское течение – Гольфстрим. Его основная часть проходит через Флоридский пролив между полуостровом Флорида и Багамскими островами. Ширина течения составляет 60 км, глубина до 800 м, а поперечное сечение 28 км2. Активную энергию, которую несет такой поток воды со скоростью 0,9 м/с, можно рассчитать по формуле (Вт):
гдеm– масса воды (кг),р– плотность воды (кг/м3),А– сечение (м2),– скорость (м/с). Энергия морского течения Гольфстрим составляет 50000 МВт. Если бы мы смогли полностью использовать эту энергию, она была бы эквивалентна суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт. Но эта цифра чисто теоретическая, а практически можно рассчитывать на использование лишь около 10 % энергии течения. Энергия волн. В настоящее время в ряде стран, и в первую очередь в Англии, ведутся интенсивные работы по использованию энергии морских волн. Британские острова имеют очень длинную береговую линию, и во многих местах море остается бурным в течение длительного времени. По оценкам ученых, за счет энергии морских волн в английских территориальных водах можно было бы получить мощность до 120 ГВт, что вдвое превысило бы мощность всех электростанций, принадлежащих Британскому Центральному электроэнергетическому управлению. Один из проектов использования морских волн основан на принципе колеблющегося водяного столба. В гигантских «коробах» без дна и с отверстиями вверху под влиянием волн уровень воды то поднимается, то опускается. Столб воды в коробе действует наподобие поршня: засасывает воздух и нагнетает его в лопатки турбин. Главную трудность здесь составляет согласование инерции рабочих колес турбин с количеством воздуха в коробах так, чтобы за счет инерции сохранялась постоянной скорость вращения турбинных валов в широком диапазоне условий на поверхности моря. Энергия солнца.Почти все источники энергии, о которых мы говорили, так или иначе используют энергию Солнца: уголь, нефть, природный газ суть не что иное, как «законсервированная» солнечная энергия. Лучистая энергия Солнца, поступающая на Землю, представляет собой самый значительный источник энергии, которым располагает человечество. Поток солнечной энергии на земную поверхность эквивалентен условному топливу массой 1,21014т. 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 источники, вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность одного озера, эквивалентна мощности крупной электростанции. Энергия биомассы.Понятие «биомасса» относят к веществам растительного или животного происхождения, а также отходам, получаемым в результате их переработки. В энергетических целях энергию биомассы используют двояко: путем непосредственного сжигания или путем переработки в топливо (спирт или биогаз). Одно из наиболее перспективных направлений энергетического использования биомассы – производство из неё биогаза, состоящего на 5080 % из метана и на 2050 % из углекислоты. Его теплотворная способность 56 тыс. ккал/м3 . Наиболее эффективно производство биогаза из навоза. Из одной тонны его можно получить 1012 м3метана. Биогаз можно конвертировать в тепловую и электрическую энергию, использовать в двигателях внутреннего сгорания для получения синтезгаза и искусственного бензина. Производство биогаза из органических отходов дает возможность решать одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую (получение удобрений типа нитрофоски) и экологическую. Предполагается, что топливо на энергетических плантациях будет производиться по ценам примерно 25 долл/т, что ниже современных мировых цен на нефть. Для получения тепловой мощности, равной 100 МВт, потребуется примерно 50 м2площади энергетических плантаций. Химическая энергия водорода.Химическая энергия водорода приобретает в последнее время большое значение. Запасы водорода неистощимы и не связаны с каким-то регионом планеты, так как он имеется везде и может быть использован повторно неограниченное число раз. Водород в связанном состоянии содержится в молекулах воды. Нефть и газ. Оценка мировых запасов нефти в настоящее время представляет особый интерес. Это вызвано быстрым ростом ее потребления и тем, что во многих странах (Японии, Швеции и др.) нефть при производстве электроэнергии вытеснила уголь (в последнее время этот процесс приостановился). На транспорте за счет нефти в настоящее время удовлетворяется свыше 90 % мирового потребления энергии. Мировые геологические запасы газа оцениваются в 140170 трлн м3. Нефть и газ нужны не столько как энергетическое сырье, сколько как сырье для химической промышленности. В настоящее время известно более 5000 синтетических полезных продуктов, получаемых из нефти и газа, и число их ежегодно увеличивается. Однако пока только 35 % от добытых запасов перерабатывается как химическое сырье. studfiles.net Лишним тратам скажем "НЕТ" — сбережем тепло и свет!Даже птицы в лесу тепло берегутСак-Саковский Митя, 6 лет (Санкт-Петербург) Береги тепло и светЛесников Артем, 6 лет (Санкт-Петербург) Солнышко на небо, у лампочки тихий часЗаика Матвей, 6 лет (Санкт-Петербург) Закрывайте двери, берегите теплоСлабов Миша, 6 лет (Санкт-Петербург) Берегите насКальчева Настя, 6 лет (Санкт-Петербург) Сохраним тепло и светКарасей Степан, 6 лет (Санкт-Петербург) Не играй зимой метели, закрывайте окна, двериЗиновьева Лиза, 6 лет (Санкт-Петербург) Энергия наших рукКуликова Анна, 5 лет (Санкт-Петербург) Нам не страшен мороз!Константинова Софья, 5 лет (Санкт-Петербург) Береги тепло!Дятлова Настя, 5 лет (Санкт-Петербург) Разговор двух лампочекТимофеева Майя, 5 лет (Санкт-Петербург) Уроки в школе лампочекСмельчакова Варя, 4 года (Санкт-Петербург) Планета – наш другВиноградов Даня, 4 года (Санкт-Петербург) Правильный походДьякова Настя, 4 года (Санкт-Петербург) Не будь пингвином – закрой окно!Новикова Ева, 4 года (Санкт-Петербург) Экономный мальчикСоколов Андрей, 4 года (Санкт-Петербург) Светлячок в гостях у лампочкиСигова Влада, 5 лет (Санкт-Петербург) Экономь электроэнергиюКлименко Ангелина, 11 лет (Санкт-Петербург) Береги тепло и светИзотова Мария, 10 лет (Санкт-Петербург) Природа дарит нам свою энергию. Воспользуйся!Гусева Наталья, 12 лет (Санкт-Петербург) Утепли окна! Выключи свет! Спи спокойно!Васильева Виктория, 12 лет (Санкт-Петербург) Я экономлю такОвсянникова Анастасия, 15 лет (Санкт-Петербург) Выключая в доме свет, сберегаем жизнь планетИвшин Сергей, 16 лет (Санкт-Петербург) Энергосберегающие лампыБабенко Кристина, 15 лет (Санкт-Петербург) Береги электроэнергиюГорицкая Татьяна, 15 лет (Санкт-Петербург) Экономь энергию и теплоДрабчук Елена, 14 лет (Санкт-Петербург) Уходя, выключайте светТрохимович Анна, 17 лет (Санкт-Петербург) Береги электроэнергиюТихонов Владислав, 13 лет (Санкт-Петербург) Сохрани природу!Померанцева Елена, 10 лет (Санкт-Петербург) Подумай о природе!Абрамов Владислав, 11 лет (Санкт-Петербург) Расходуй энергию правильно!Никандрова Елизавета, 10 лет (Санкт-Петербург) Береги воду!Наумчук Артем, 10 лет (Санкт-Петербург) Пользуйтесь энергосберегающими лампочками!Верещагин Павел, 10 лет (Санкт-Петербург) Энергию надо беречь!Любчик Максим, 10 лет (Санкт-Петербург) Надо беречь запасы природы!Красноштанова Диана, 10 лет (Санкт-Петербург) Выключайте технику!Лихачева Мария, 5 лет (Санкт-Петербург) Лишним тратам скажем "нет"Севастьянов Никита, 5 лет (Санкт-Петербург) Лишним тратам скажем "нет"!Коллективная работа воспитанников детского сада 50 Адмиралтейского района (СПб) Береги тепло и свет!Алехин Руслан, 6 лет (Санкт-Петербург Лишним тратам скажем "нет"!Ильина Маша, Взятченков Федор, Марков Саша, 4 года (г. Кировск Ленингр. обл.) Береги электроэнергию!Кириллов Николай, 16 лет (Санкт-Петербург) Береги энергию!Незнаева Екатерина, 16 лет (Санкт-Петербург) Выключайте воду, свет – будете Вы жить без бед!Поварова Татьяна, 13 лет (Санкт-Петербург) Запомни!Крамер Анна, 12 лет (Санкт-Петербург) Помогите! Я исчезаю!Оболенская Карина, 15 лет (Санкт-Петербург) Берегите тепло!Манохина Ольга, 4 года (Санкт-Петербург) Выключи свет, закрой окно. Ложась спать, не совершай ошибку!Иванова Екатерина и Рьянова Мария, 17 лет (Санкт-Петербург) Цветок электричества. Береги экологиюШигапова Соня, 6 лет (Санкт-Петербург) Электричество – это деньги!Белашова Светлана, 9 лет (Санкт-Петербург) Уходя гасите свет! Свет нужен всем!Кесарев Степан, 9 лет (Санкт-Петербург) Экономь!Началова Елизавета, 9 лет (Санкт-Петербург) Сделай правильный выбор!Василенко Варвара и Суслова Майя, 6 лет (Санкт-Петербург) Береги свет!Сорокина Дарья, 6 лет (Санкт-Петербург) Экономь энергию или трать с умомОргей Марина, 10 лет (Санкт-Петербург) Береги энергию!Алескерова Алена, 12 лет (Санкт-Петербург) Береги энергию!Ракова Анастасия, 9 лет (г. Сортавала, Республика Карелия) Неправильное использование электроэнергииСейц Людмила, 7 лет (Санкт-Петербург) Каждая капелька стоит денегРябенко Ярослав, 5 лет (Санкт-Петербург) Экономим вместеВолошко Кирилл, 5 лет (Санкт-Петербург) Не включай свет днём!Скуратович Диана, 13 лет (Калининград) Выключи свет – экономь деньгиКуксенко Кристина, 13 лет (Калининград) Береги тепло!Бычкова Екатерина, 13 лет (Калининград) Береги тепло!Калинина Анастасия, 13 лет (Калининград) Берегите свет!Эль-Лакис Синтья и Копылова Мария, 13 лет (Калининград) Береги тепло!Безгинова Ангелина, 13 лет (Калининград) Наступили холодаБарташевич Ксения, 11 лет (Санкт-Петербург) Уходя, гасите светОсокина Ульяна, 6 лет (Санкт-Петербург) Берегите электроэнергию!Юркин Александр, 7 лет (Санкт-Петербург) Береги тепло!Коллективная работа, 13 лет (Калининград) Берегите электричество!Эргашов Даниил, 8 лет (Санкт-Петербург) Берегите электричество!Бысова Кристина, 9 лет (Санкт-Петербург) Радуем планетуИльин Эрнест, 8 лет (Санкт-Петербург) Наш домЩербакова Анна, 5 лет (Санкт-Петербург) Каждый может сохранить энергию!Хафизова Амина, 6 лет (Санкт-Петербург) Экономим электроэнергию!Екимова Аня, 6 лет (Санкт-Петербург) Закрывайте окна, двери! Не пускайте зиму в дом!Резкова Екатерина, 4 года (Санкт-Петербург) Берегите электроэнергию!Фомичева Лиза, 5 лет (Санкт-Петербург) Не страшны морозы, когда в доме тепло!Резкова Екатерина, 4 года (Санкт-Петербург) Сбережем тепло и свет все вместе!Афонин Никита, 4 года (Санкт-Петербург) Твоя энергия в твоих руках!Афонин Никита, 4,5 года (Санкт-Петербург) Бережливые мышатаЛызков Матвей, 4,5 года (Санкт-Петербург) Дружная семьяЛызков Матвей, 4,5 года (Санкт-Петербург) Не топите сильно батареи, когда на улице теплоРоманов Максим, 6 лет (Санкт-Петербург) Зеленая энергетикаРоманов Максим, 6 лет (Санкт-Петербург) Да будет свет!Зотов Максим, 14 лет (Санкт-Петербург) Потребляй свет с умом!Кондакова Виктория, 11 лет (Санкт-Петербург) Берегите электроэнергию!Городничев Иван, 11 лет (Санкт-Петербург) Спасибо за нарядный город!Горохова Анастасия, 13 лет (Санкт-Петербург) Выходя из дома, отключай электричество!Горохова Анастасия, 13 лет (Санкт-Петербург) Правила экономииНикельбург Татьяна, 6 лет (Санкт-Петербург) Ночь прошла, фонари гасить пора? ДА…Кружок "Волшебная кисть", 7 лет (Санкт-Петербург) Берегите свет!Березина Маша, 6 лет (Санкт-Петербург) Берегите тепло!Курышев Евгений, 6 лет (Санкт-Петербург) Экономьте тепло!Джамалова Диана, 5 лет (Санкт-Петербург) Сбережем электричество вместе!Растегаева Кристина, 6 лет (Санкт-Петербург) Аня у выключателяПрудова Анна, 6 лет (г. Всеволожск) Блондинки за экономию энергоресурсовМиракина Мария, 11 лет (Санкт-Петербург) Чудеса будущегоКузнецов Федор, 9 лет (Санкт-Петербург) Технологии будущегоАлександрова Анна, 8 лет (Санкт-Петербург) Большой свет в большом городеВасин Иван, 12 лет (Санкт-Петербург) www.myenergy.ru |