Нетрадиційні джерела енергії, Реферати з географії, GeogSite

12.08.2015

Нетрадиційні джерела енергії — Реферати по географії

Реферати по географії > Нетрадиційні джерела енергії

Сторінка: 1/4

Енергоозброєність суспільства – основа його науково-технічного прогресу, база розвитку продуктивних сил. Її відповідність суспільним потребам – найважливіший фактор економічного зростання. Розвивається світове господарство вимагає постійного нарощування енергоозброєності виробництва. Вона повинна бути надійна і з розрахунком на віддалену перспективу. Енергетичний криза 1973-1974 рр. в капіталістичних країнах продемонстрував, що важко тепер досягти, спираючись лише на традиційних джерелах енергії (нафти, вугілля, газ). Необхідно не тільки змінити структуру їх споживання, але і ширше запроваджувати нетрадиційні, альтернативні джерела енергії. До них відносять сонячну, геотермальну і вітрову енергію, а також енергію біомаси, океану та ін. Відносять до них зазвичай і атомну енергію. Однак на нинішньому етапі розвитку атомної енергетики це є умовним.

На відміну від викопних палив нетрадиційні форми енергії не обмежені геологічно накопиченими запасами. Це означає, що їх використання і споживання не веде до неминучого вичерпання запасів.

Основний фактор при оцінці доцільності використання нетрадиційних поновлюваних джерел енергії – вартість виробленої енергії в порівнянні з вартістю енергії, одержуваної при використанні традиційних джерел. Особливого значення набувають нетрадиційні джерела для задоволення локальних споживачів енергії.

Розглянуті в роботі нові схеми перетворення енергії можна об’єднати єдиним термінів «екоенергетики», під яким маються на увазі будь-які методи отримання чистої енергії, що не викликають забруднення навколишнього середовища.

Всього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її міститься у всіх розвіданих запасах викопних палив, а за 1 сек. – 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 5 млрд. разів. Але навіть така «нікчемна» величина в 1600 разів більше енергії, яку дають всі інші джерела, разом узяті. Сонячна енергія, падаюча на поверхню одного озера, еквівалентна потужності крупної електростанції.

Сонячна енергія — найбільш грандіозний, дешевий, але і, мабуть, найменш використовуваний людиною джерело енергії.

останнім часом інтерес до проблеми використання сонячної енергії різко зріс. Потенційні можливості енергетики, засновані на використанні прямого сонячного випромінювання, надзвичайно великі.

Використання лише 0,0125% енергії Сонця могло б забезпечити всі сьогоднішні потреби світової енергетики, а використання 0,5% повністю покрити потреби на перспективу. На жаль, навряд чи коли-небудь ці величезні потенційні ресурси вдасться реалізувати у великих масштабах. Тільки дуже невелика частина цієї енергії може бути практично використана. Чи не головна причина такої ситуації – слабка щільність сонячної енергії. Простий розрахунок показує, що якщо знімається з 1 м 2 освітленої сонцем поверхні потужність в середньому складає 160 Вт, то для генерування 100 тис. кВт потрібно знімати енергію з площі 1,6 км 2. Жоден з відомих у даний час способів перетворення енергії не може забезпечити економічну ефективність такої трансформації.

Вище говорилося про середніх величинах. Доведено, що у високих широтах щільність сонячної енергії становить 80 – 130 Вт/м2, в помірному поясі – 130 – 210, а в пустелях тропічного поясу 210 – 250 Вт /м 2. Це означає, що найбільш сприятливі умови для використання сонячної енергії існують у країнах Африки, Південної Америки, Японії, Ізраїлі, Австралії, в окремих районах США (Флорида, Каліфорнія). У СНД в районах, сприятливих для цього, живе приблизно 130 млн. чоловік, у тому числі 60 млн. в сільській місцевості.

Однак навіть при найкращих атмосферних умовах (південні широти, чисте небо) щільність потоку сонячного випромінювання складає не більше 250 Вт /м 2. Тому, щоб колектори сонячного випромінювання «збирали» за рік енергію, необхідну для задоволення всіх потреб людства, треба розмістити їх на території 130 000 км 2. Необхідність використовувати колектори величезних розмірів, крім того, тягне за собою значні матеріальні витрати, Найпростіший колектор сонячного випромінювання являє собою зачерненный металевий (як правило, алюмінієвий) лист, усередині якого розташовуються труби з циркулюючої в ній рідиною. Нагріта за рахунок сонячної енергії, поглиненої колектором, рідина надходить для безпосереднього використання. Згідно з розрахунками виготовлення колекторів сонячного випромінювання площею 1 км 2, вимагає приблизно 10000 тонн алюмінію. Доведені ж на сьогодні світові запаси цього металу оцінюються в 1170000 000 тонн.

З вищевикладеного ясно, що існують різні фактори, що обмежують потужність сонячної енергетики.

Сонячна енергетика відноситься до найбільш матеріаломістким видів виробництва енергії. Великомасштабне використання сонячної енергії спричиняє гігантське збільшення потреб у матеріалах, а отже, в трудових ресурсах для видобутку сировини, її збагачення, отримання матеріалів, виготовлення геліостатів, колекторів, іншої апаратури, їх перевезення. Поки що електрична енергія, породжена сонячними променями, обходиться набагато дорожче, ніж одержувана традиційними способами. Вчені сподіваються, що експерименти, які вони проводять на дослідних установках і станціях, допоможуть вирішити не тільки технічні, але й економічні проблеми.

Але, тим не менш, станції-перетворювачі сонячної енергії будують, і вони працюють.

Сонячну радіацію за допомогою геліоустановок перетворять в теплову або електричну енергію, зручну для практичного застосування. У південних районах нашої країни створені десятки сонячних установок і систем. Вони здійснюють гаряче водопостачання, опалення і кондиціонування повітря житлових і громадських будівель, тваринницьких ферм і теплиць, сушіння сільськогосподарської продукції, термообробку будівельних конструкцій, підйом і опріснення мінералізованої води та ін

З 1988 року на Керченському півострові працює Кримська сонячна електростанція. Вона невелика – потужність 5 МВт. Вона працює без будь-яких викидів у навколишнє середовище, що особливо важливо в курортній зоні, і без використання органічного палива. Працюючи 2000 годин на рік, станція виробляє 6 млн. кВт електроенергії.

З початку 50-х років у нашій країні космічні літальні апарати використовують в якості основного джерела енергоживлення сонячні батареї, які безпосередньо перетворюють енергію сонячної радіації в електричну. Вони є практично незамінним джерелом електричного струму в ракетах, супутниках і автоматичних міжпланетних станціях.

Освоєння космічного простору дозволяє розробляти проекти сонячно-космічних електростанцій для енергопостачання Землі. Ці станції, на відміну від земних, не тільки зможуть отримувати більш щільний потік теплового сонячного випромінювання, але і не залежать від погодних умов і зміни дня і ночі. Адже в космосі Сонце сяє з незмінною інтенсивністю.

Триває вивчення можливостей більш широкого використання геліоустановок: «сонячні» дахи на будинках для енерго — і теплопостачання, «сонячні» даху на автомобілях для підзарядки акумуляторів, «сонячні» ферми в сільських районах і т.д.

Вчені та енергетики продовжують вести роботу з пошуку нових більш дешевих можливостей використання сонячної енергії. Виникають нові ідеї, нові проекти.

Людина використовує енергію вітру з незапам’ятних часів. Але його вітрильники, тисячоліттями бороздившие простори океанів, і вітряні млини використовували лише мізерну частку з тих 2,7 трлн. кВт енергії, якими володіють вітри, що дмуть на Землі. Вважають, що технічно можливо освоєння 40 млрд. кВт, але навіть це більш ніж в 10 разів перевищує гідроенергетичний потенціал планети.

Чому ж такий рясний, доступний та екологічно чисте джерело енергії так слабо використовується? В наші дні двигуни, що використовують вітер, покривають всього одну тисячну світових потреб в енергії.

Вітровий енергетичний потенціал Землі у 1989 році було оцінено в 300 млрд. кВт * год в рік. Але для технічного освоєння з цієї кількості придатне лише 1,5%. Головна перешкода для нього – неуважність і мінливість вітрової енергії. Мінливість вітру вимагає споруди акумуляторів енергії, що значно здорожує собівартість електроенергії. Із-за неуважності при спорудженні рівних по потужності сонячних і вітрових електростанцій для останніх потрібно в п’ять разів більше площі (втім, ці землі можна одночасно використовувати і для сільськогосподарських потреб). Але на Землі є і такі райони, де вітри дмуть з достатньою постійністю і силою. (Вітер, що дме зі швидкістю 5-8 м/с. називається помірним, 14-20 м/с. – сильний, 20-25 м/сек. – штормовим, а понад 30 м/сек. – ураганним). Прикладами подібних районів можуть служити узбережжя Північного, Балтійського, арктичних морів.

Короткий опис статті: нові джерела енергії

Джерело: Нетрадиційні джерела енергії — Реферати по географії — GeogSite

Також ви можете прочитати