Лекция 8

Нетрадиционные источники энергии

Типы альтернативных источников энергии (ИЭ)

Возобновляемые ресурсы - ресурсы, энергия которых возобновляется либо восстанавливается природой.

Отрицательные стороны традиционных источников:

• ограниченность запасов;
• негативное влияние на окружающую среду (загрязнение атмосферы, изменение ее газового состава, тепловое загрязнение водоемов, повышение радиоактивности, общее изменение теплового баланса);
• вероятность аварий с выбросами.

Положительные стороны нетрадиционных источников:

• меньшее воздействие на окружающую среду;
• решает проблему дефицита энергоресурсов;
• снижает зависимость от климата;

Отрицательные стороны:

• большие затраты на технологии и оборудование;
• высокая себестоимость энергии.

Особенности:

• периодичность - действие в зависимости от природных законов;
• низкие плотности потоков энергии и рассеянность их в пространстве;
• применение возобновляемых ИЭ эффективно только при комплексном подходе к ним;
• экономическая целесообразность - определяется в зависимости от природных условий, от географических особенностей региона, от потребностей для производства.

Качество ИЭ - доля энергии источника, которая может быть превращена в механическую работу.
Возобновляемые ИЭ по качеству делятся на:

• источники механической энергии;
• источники тепловой энергии;
• источники энергии, использующие фотосинтез и фотоэлектрические явления.

Ветроэнергетика.

Ветроэнергетика - получение механической энергии от ветра с дальнейшим преобразовании ее в электрическую. Возможна при скорости ветра не менее 5 м/с.

ВЭУ - ветровые энергетические установки. Выходная мощность пропорциональна площади лопастей и скорости ветра.

Минусы:

1. трудности в использовании из-за непостоянного ветра;
2. портит ландшафт;
3. создает шумовые и электромагнитные помехи.

2 направления использования - региональное и местное. Доля ВЭУ в развитых странах - до 20%. Стоимость ветровой энергии снижается на 5% в год. РБ находится в умеренной ветровой зоне.

Ветроэнергетика используется как вспомогательный энергоресурс для:

1. привода насосных установок;
2. электродвигателей.

Солнечная энергетика (гелиоэнергетика).

2 направления:

1. преобразование солнечной энергии в тепловую и использование ее в нагревательных системах;
2. системы прямого и непрямого преобразования (в тепловую и электрическую энергию).

Системы непрямого преобразования - на геотермических станциях мощностью 10–100 Вт. Концентрация солнечной энергии осуществляется за счет коллекторов и солнечных электростанций башенного типа. Отличаются большой стоимостью и необходимостью аккумулирования энергии.

Системы прямого преобразования - использование солнечных элементов, применение фотоэффекта.

Солнечные батареи - фотоэлектрогенераторы для прямого преобразования энергии, собранные из большого числа последовательно и параллельно соединенных элементов.
2 варианта реализации принципа фотоэлектрического преобразования:

1. создание солнечными станциями на искусственных спутниках Земли;
2. монтаж сборных панелей солнечных фотоэлектрических элементов в малонаселенных районах.

“+”: 1) не даёт вредных выбросов; 2) не вызывает вреда;
“–”: 1) занимает много места; 2) высокая стоимость электроэнергии.

Солнечная энергия используется для подогрева воздуха, воды, сушки с/х продукции, приготовления пищи, освещения, подъема воды из скважин. Для РБ - относительно малое использование.

Биоэнергетика

Биоэнергетика - энергетика, основанная на использовании биотоплива.
Включает использование:
растительных отходов, искусственно выращивание биомассы, получение биогаза - смеси горючих газов, которые образуются в результате разложения биомассы или органических бытовых отходов.

Биомасса - любые материалы биологического происхождения, продукты жизнедеятельности и отходы органического происхождения.
Источники:
продукты естественной вегетации, древесина, торф, листья, отходы жизнедеятельности людей, отходы с/х, специально выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения.

Способы переработки биомасс:

1. термохимический;
2. биохимический;
3. агрохимический.

В РБ используются выработанные торфяные месторождения, отходы животноводства.

Сдерживает:

1. продолжительные зимы;
2. большая металлоемкость установок;
3. неполная беззараженность органических удобрений.

Отходы

Отходы бывают:

• производственные - остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образуются в процессе производства или выполнении работ.
• бытовые - изделия или материалы, которые потеряли свои потребительские свойства в результате физического или морального износа.
• опасные - создающие в результате их реакционной способности или токсичности непосредственную или потенциальную опасность для здоровья человека или окружающей среды.

В РБ ежегодно обрабатывается более 2% отходов. Всё остальное вывозится на полигоны, хранятся на территории предприятий, сжимается, смывается в канализацию и водоемы, вывозится в несанкционированные места.ТБО (твердые бытовые отходы) - содержат различные химические элементы, в т.ч.хлорорганические и токсичные вещества.

Итог

Итог:

Общие возможности экономии за счет использования нетрадиционных источников энергии ограничены. Они оцениваются в 200-500 тонн условного топлива в год - 0,5-1 % общего потребления. Основные потребители - объекты с/х. Нетрадиционные источники энергии могут решать в основном локальные задачи и служат дополнением к традиционным.

Ещё виды альтернативных источников:

• геотермальные (энергия в недрах Земли):
• космическая энергетика (получение энергии на искусственных спутниках Земли);
• морская энергетика (приливов и отливов);
• низкая температурная энергетика (за счет использования тепла земли, воды и воздуха);
• «холодная» энергетика (за счет физико-химических процессов, идущих при низких температурах).