Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Октября 2013 в 12:53, реферат
Все чаще звучат призывы, требующие отказаться от использования ядерного топлива вообще, закрыть все атомные электростанции и возвратится к производству электроэнергии на ТЭС и ГЭС, а также использовать так называемые возобновимые – малые, или «нетрадиционные», - виды получения энергии.
Цель данной работы – изучить существующие на данное время альтернативные источники энергии и оценить их достоинства и недостатки.
Введение 3
Альтернативная энергетика 5
Направления альтернативной энергетики 5
Ветроэнергетика 7
Гелиоэнергетика 10
Достоинства гелиоэнергетики 12
Недостатки гелиоэнергетики 12
Биотопливо 14
Классификация видов биотоплива по агрегатному состоянию 14
Классификация видов биотоплива по поколениям 18
Альтернативная гидроэнергетика 20
Геотермальная энергетика 23
Петротермальная энергетика 23
Гидротермальная энергетика 23
Водородная энергетика 25
Факторы, сдерживающие внедрение водородных технологий 26
Заключение 28
Список литературы 29
Одним из основных достоинств
объектов малой гидроэнергетики
является экологическая безопасность.
В процессе их сооружения и последующей
эксплуатации вредных воздействий
на свойства и качество воды нет. Водоемы
можно использовать и для рыбохозяйственной
деятельности, и как источники
водоснабжения населения. Однако и
помимо этого у микро- и малых
ГЭС немало достоинств. Современные
станции просты в конструкции
и полностью автоматизированы, то
есть не требуют присутствия человека
при эксплуатации. Полный ресурс работы
станции - не менее 40 лет (не менее 5 лет
до капитального ремонта). Ну а главное
- объекты малой энергетики не требуют
организации больших
Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.
Геотермальная энергетика подразделяется на два направления: петротермальная энергетика и гидротермальная энергетика.
В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.
Петротермальная энергетика. Еще не налажено практическое использование залежей "сухого" тепла, аккумулированных в горячих горных породах, так называемых залежей петротермальной энергии. Между тем это наиболее крупные и широко распространенные источники энергии, потому что горячие скальные породы, залегающие, правда, на разных глубинах, есть повсюду.
Утилизация "сухого" глубинного
тепла могла бы открыть для
энергетики поистине неисчерпаемые
возможности. Когда бурение на 8-10
км станет делом технологически освоенным
и экономичным, ГеоТЭС можно будет
сооружать в любой
Гидротермальная энергетика. В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Гидротермальная энергия уже нашла применение в современном мире, в геохимических районах используется в отопительной системе и системе водоснабжения, но воду из гейзеров подавать в систему водоснабжения нельзя из-за высокой степени содержания минеральных веществ, поэтому ее используют только для нагревания. [18]
Главным достоинством геотермальной энергии является ее практическая неиссякаемость и полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года.
Существуют следующие
принципиальные возможности использования
тепла земных глубин. Воду или смесь
воды и пара в зависимости от их
температуры можно направлять для
горячего водоснабжения и
Главная из проблем, которые
возникают при использовании
подземных термальных вод, заключается
в необходимости
Наибольший интерес
Водородная энергетика — развивающаяся отрасль энергетики, направление выработки и потребления энергии человечеством, основанное на использовании водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки и потребления энергии людьми, транспортной инфраструктурой и различными производственными направлениями. Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности земли и в космосе, теплота сгорания водорода наиболее высока, а продуктом сгорания в кислороде является вода (которая вновь вводится в оборот водородной энергетики).
Промышленное производство водорода — неотъемлемая часть водородной энергетики, первое звено в жизненном цикле употребления водорода. Водород практически не встречается в природе в чистой форме и должен извлекаться из других соединений с помощью различных химических методов.
Разнообразие способов получения водорода является одним из главных преимуществ водородной энергетики, так как повышает энергетическую безопасность и снижает зависимость от отдельных видов сырья.
К ним относятся:
Водород при смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь — так называемый гремучий газ. Наибольшую взрывоопасность этот газ имеет при объёмном отношении водорода и кислорода 2:1, или водорода и воздуха приближённо 2:5, так как в воздухе кислорода содержится примерно 21 %. Также водород пожароопасен. Жидкий водород при попадании на кожу может вызвать сильное обморожение.
Основным устройством для использования водорода предполагаются топливные элементы, в которых происходит процесс, обратный электролизу. Распространение источников энергии, основанных на топливных элементах мощностью 15-200 кВт создаст основу для развития так называемой распределённой системы производства электроэнергии, когда производитель энергии является и её потребителем. Тем самым можно будет избавиться от многокилометровых электрических сетей и гигантских электростанций. [19]
Водород используют в качестве ракетного топлива.
Ведутся исследования по применению водорода как топлива для легковых и грузовых автомобилей. Водород может использоваться в качестве топлива в обычном — поршневом — двигателе внутреннего сгорания. В этом случае снижается мощность двигателя до 82%-65% в сравнении с бензиновым вариантом. Но если внести небольшие изменения в систему зажигания, мощность двигателя увеличивается до 117% в сравнении с бензиновым вариантом, но тогда значительно увеличится выход окислов азота из-за более высокой температуры в камере сгорания и возрастает вероятность подгорания клапанов и поршней при длительной работе на большой мощности. Кроме того, водород при температурах и давлениях, которые создаются в двигателе, способен вступать в реакцию с конструкционными материалами двигателя и смазкой, приводя к более быстрому износу. Обычный — поршневой — ДВС для работы на водороде не подходит еще и потому, что водород легко воспламеняется от высокой температуры выпускного коллектора. Обычно для работы на водороде используется роторный ДВС, так как в нём выпускной коллектор значительно удалён от впускного. [20]
Факторы, сдерживающие внедрение водородных технологий:
Критика водородного транспорта:
Несмотря на внешнюю привлекательность «нетрадиционных» видов получения электроэнергии, у них есть ряд недостатков. Прежде всего, с их помощью пока, на современном уровне развития техники и экономики, невозможно получить так же много электроэнергии, как с помощью тепловой, гидро- или атомной энергетики. Но, возможно, этот недостаток преодолим в ближайшие десятилетия. Но возможны и вредные последствия от развития такой энергетики. А главный их недостаток на сегодня – это дороговизна, потребность в большом количестве материалов и в очень обширной территории.