Нетрадиционная энергетика

• использование ветровой энергии для производства сжатого воздуха. Этот подход может найти применение для аэрации прудов при разведении рыб, а также водоемов, испытавших неблагоприятные экологические воздействия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №2. Солнечная  энергия.

Для всей территории республики поступление солнечной энергии  составляет около 208∙1012 кВт∙ч в год или 256∙109 т у. т. при планируемом потреблении в 2020 г. всех видов ТЭР (топливно-энергетические ресурсы) 32,8∙106 т у. т. Это в 7800 раз превышает потребность нашей республики в энергоресурсах и говорит о больших потенциальных возможностях гелиоэнергетики. На нашей планете за счет естественных процессов и производственно-хозяйственной деятельности человека происходит преобразование солнечной энергии в другие виды. Общая схема этих процессов приведена на рис. 2. Преобразование солнечной энергии.

 

 

Способы утилизации солнечной  энергии можно разделить на три  большие группы:

1)прямое преобразование  солнечной энергии в тепловую и электрическую;

2)непрямое преобразование  — использование энергии ветра,  морских волн, океанских течений,  температурного перепада океанов  и т. д.;

3)биологическое преобразование  — сжигание биомассы, газификация  городских и сельскохозяйственных  отходов и т. д.

Для территории Беларуси свойственна  относительно малая интенсивность  солнечной радиации и существенное изменение её в течение суток  и года. В этой связи необходимо отчуждение значительных участков земли  для сбора солнечного излучения, весьма большие материальные и трудовые затраты. По оценкам, для обеспечения  потребностей Беларуси в электроэнергии при современном технологическом уровне требуемая площадь фотоэлектрического преобразования составляет 200-600 км2, то есть 0,1 – 0,3 % площади республики. Появились предложения об использовании территории Чернобыльской зоны для строительства площадок солнечных и ветровых электростанций. Для нашей республики реально использование солнечной энергии для сушки кормов, семян, фруктов, овощей, подъёма и подогрева воды на технологические и бытовые нужды. В результате возможная экономия ТЭР оценивается всего в 5 тысяч тонн условного топлива в год (тыс. т у. т. / г.). В республике начат выпуск гелиоводонагревателей и уже накоплен некоторый опыт в их эксплуатации.

 

1.2 Тепловые гелиоустановки

Наиболее простым способом использования солнечной энергии  для бытовых и промышленных нужд является ее преобразование в тепловую энергию. Тепловая гелиоустановка включает в себя:

— приемник, в котором происходит поглощение и преобразование солнечного излучения в тепловую энергию;

— передающее устройство с теплоносителем;

— теплоаккумулятор и другие элементы.

 В качестве приемника  используют коллекторы различных  типов и конструкций. В основе  функционирования плоского коллектора  лежит парниковый эффект. Плоские  коллекторы предпочтительны при  нагреве теплоносителя до температуры  не выше 100 оС, а эффективность их работы зависит от светопропускающих и теплоизолирующих свойств покрытия, а также поглощающих свойств нагреваемого тела. Тепловая гелиоустановка с плоским коллектором для обеспечения более надежного теплоснабжения должна оборудоваться тепловым аккумулятором. Концентрирующие коллекторы используют в случаях, когда требуется получить температуру нагрева более 100 оС. Объемные коллекторы используют солнечное излучение для нагрева больших объемов воздуха, воды, почвы, строительных конструкций и других поглотителей тепла. Для объектов АПК использование тепловых гелиоустановок очень перспективно. Установка небольшой мощности с площадью коллектора до 10 м2 способна обеспечивать горячей водой отдельно стоящий сельский дом с семьей 4 - 5 человек с апреля по октябрь. В отопительный период применение таких установок, а также объемных коллекторов, позволит существенно снизить затраты топлива для отопления здания.

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 3. Геотермальная  энергетика.

Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической и тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.

В вулканических районах  циркулирующая вода перегревается  выше температур 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.

Хозяйственное применение геотермальных  источников распространено в Исландии и Новой Зеландии, Италии и Франции, Литве, Мексике, Никарагуа, Коста-Рике, Филиппинах, Индонезии, Китае, Японии, Кении.

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 теплоснабжения, для выработки электроэнергии либо одновременно для всех этих целей. Высокотемпературное  тепло околовулканического района и сухих горных пород предпочтительно использовать для выработки электроэнергии и теплоснабжения. От того, какой источник геотермальной энергии используется, зависит устройство станции.

Если в данном регионе  имеются источники подземных  термальных вод, то целесообразно их использовать для теплоснабжения и  горячего водоснабжения. Например, по имеющимся данным[источник не указан 405 дней], в Западной Сибири имеется подземное море площадью 3 млн м2 с температурой воды 70—90 °С. Большие запасы подземных термальных вод находятся в Дагестане, Северной Осетии, Чечне, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Закавказье, Ставропольском и Краснодарском краях, на Камчатке и в ряде других районов России, также в Казахстане.

Главная из проблем, которые  возникают при использовании  подземных термальных вод, заключается  в необходимости обратной закачки  отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных  токсичных металлов (например, бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.

Наибольший интерес представляют высокотемпературные термальные воды или выходы пара, которые можно  использовать для производства электроэнергии и теплоснабжения.

Потенциальная суммарная  рабочая мощность геотермальных  электростанций в мире уступает большинству  станций на иных возобновимых источниках энергии. Однако направление получило развитие в силу высокой энергетической плотности в отдельных заселённых географических районах, в которых отсутствуют или относительно дороги горючие полезные ископаемые, а также благодаря правительственным программам.

Установленная мощность геотермальных  электростанций в мире на начало 1990-х  составляла около 5 тысяч МВт, на начало 2000-х — около 6 тысяч МВт. В конце 2008 года суммарная мощность геотермальных  электростанций во всём мире выросла до 10,5 тысяч МВт.

 

3.1. Геотермальная  энергия перспективна для Беларуси

Планируется расширять использование  геотермальной энергии в Беларуси, сообщил журналистам заместитель  министра природных ресурсов и охраны окружающей среды Анатолий Лиc.

Геотермальную энергию, или  энергию термальных подземных вод  активно используют во многих странах. Беларусь также имеет некоторый  опыт в данной сфере — под Брестом  построена и действует современная  геотермальная станция.

Беларусь не обладает значительными  запасами минерально-сырьевых ресурсов, нам надо думать, как получать энергию  из других источников, прежде всего  возобновляемых.

Вопрос стоит шире: сегодня  мы должны применять и тепловые насосы, которые используют не только геотермальную  энергию, но и энергию поверхностных  вод - это очень серьезная перспектива. В Европе такую энергию используют для обогрева домов, различных учреждений.

Белорусские геологи совместно  с сейсмологами и учеными составили  геотермальную карту Беларуси. Наиболее изучены в этом плане Брестская  и Гомельская области.

В отдельных районах Беларуси температура воды в недрах составляет 80 градусов по Цельсию и выше. С  увеличением глубины ее залегания  возрастает и соленость рассолов, которая затрудняет извлечение воды. Необходимы специальные технологические  решения. На данный момент Беларуси выгоднее использовать энергию воды из скважин  меньшей глубины с низкой минерализацией.

Развитие геотермальной  энергетики крайне перспективно для  Беларуси. Такая энергия - неиссякаемый источник, эффект от ее использования  будет колоссальным, это экономия газа.

Тепло подземных вод является возобновляемым и экологически чистым источником энергии. Технология получения  геотермальной энергии также  экологически безопасна. В отличие  от традиционных видов топлива, сжигаемых  в котельных, использование геотермальной  энергии не сопровождается выбросами  вредных веществ, дыма и копоти в  воздух. Геотермальная энергия широко применяется в мире. В США действует  более 200 тыс. теплонасосных установок, в Швейцарии - около 19 тыс., в Польше - более 600 таких агрегатов. Планируется, что до 2014 года страны Евросоюза доведут долю геотермальной энергии в топливно-энергетическом балансе до 10-12%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос №4. Энергосберегающие  технологии.

Проблемы энергосбережения приобретают все большую актуальность в современных условиях. Мировое  сообщество, будучи обеспокоенным надвигающимся  энергетическим кризисом, предпринимает огромные усилия по изысканию новых технологических и технических решений, направленных на сокращение потребляемой энергии, а также планирует использование нетрадиционных, возобновляемых источников энергоснабжения.

Вместе с тем, наиболее действенным мотивом активизации  действий в части экономии энергетических ресурсов является значительное повышение  их стоимости за последние годы, что заставляет не только внедрять на стадии проектирования наиболее эффективные  с экономической точки зрения проектно-конструкторские разработки, но и в ряде случаев ставить  вопрос о реконструкции действующих  предприятий.

Следует отметить, что целесообразность принятия решения относительно использования  того или иного способа энергосбережения определяется, прежде всего, экономическими соображениями. Капиталовложения являются рентабельными, когда общая прибыль  превышает инвестиционные вложения. При этом существенным является соотношение  капитальных и эксплуатационных затрат. Первые из них на стадии проектирования определяются стоимостью применяемого оборудования, а также объемами строительно-монтажных  и пусконаладочных работ.Вторые связаны с режимами эксплуатации, необходимыми расходными материалами, энергопотреблением, а также трудозатратами на техническое обслуживание и ремонт.

Использование новейших информационных технологий в проектировании и реконструкции  промышленных объектов является одним  из действенных средств энергосбережения, поскольку с инженерной точки  зрения реальное строительство проходит экономическую и техническую  апробацию еще на стадии компьютерного  проектирования.

Существуют инженерно-технические  решения специализированного характера, обеспечивающие программными средствами рациональную организацию и конструктивное оформление объектов промышленно-гражданского строительства.

К числу таких решений  относятся:

• Общеэнергетические
• Электротехнические
• Теплотехнические
• Экологические
• Электробезопасность

 

 

 

 

Заключение.

Ситуация с энергообеспечением в мире существенно меняется. На смену традиционным углеводородным источникам приходят и занимают в  энергетике все более значимое место  источники возобновляемые.

Решаются сразу несколько  задач:

1.Быстрое развитие экономики  земного шара, внедрение новых,  иногда чрезмерно энергоемких  технологий в обеспечении жизнедеятельности  людей влечет за собой  существенный  рост энергопотребления. По данным  исследовательских центров, к  2030 году энергопотребление в мире  может возрасти примерно на 40 %. Именно поэтому одной из ключевых  задач нашей цивилизации является  поиск и внедрение дополнительных  источников энергии, которые ранее  не использовались или использовались  недостаточно масштабно.