альтернативные источники электрической энергии
данный материал использовался на студенческой научно-технической конференции. Студенты изучили материал о возможности установки в Нижегородской области ветрогенераторов.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 alternativnye_istochniki_energii.pptx | 832.74 КБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
В настоящее время вопрос об охране окружающей среды и увеличение потребления электроэнергии приобретает особую актуальность. Наряду с этим запасы нефти, угля, торфа истощаются, снижается уровень воды в реках. Альтернативные источники энергии дают возможность получения дополнительной электроэнергии. Альтернативные источники энергии – устройства, позволяющие получить электроэнергию и заменяющие собой традиционные источники энергии, работающих на нефти, природном газе, угле.
Потребление электроэнергии в России С начала 2021 года выработка электроэнергии в России составила 822,0 млрд. кВт•ч , что на 6,4% больше объема выработки в январе – сентябре 2020 года. В феврале 2022 года электростанции ЕЭС России выработали 97,0 кВт*ч, что на 0,3% меньше, чем в феврале 2021 года. В 2022 году ожидается рост энергопотребления на 2% к показателю за 2021 года. Белоярская Ростовская Смоленская Ленинградская
Энергетика Нижегородской области По состоянию на начало 2022 года, на территории Нижегородской области эксплуатировались девять электростанций общей мощностью 2756,1 МВт, в том числе одна гидроэлектростанция и восемь тепловых электростанций . Потребление электроэнергии в энергосистеме Нижегородской области в январе 2022 года составило 1897,1 млн кВт•ч , что на 3,9 % больше объема потребления за январь 2021 года .
Основная задача альтернативной энергетики - поиск новых источников, которые бы могли обеспечить необходимый объем энергии, способ решения проблем энергоснабжения удаленных и труднодоступных населенных пунктов. Причина поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений . Берутся во внимание экологичность и экономичность .
Возобновляемая энергия Возобновляемую энергию получают из устойчивых источников, таких как гидроэнергия, энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, биомасса и энергия приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива, нефти , природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми.
Направления альтернативной энергетики Г идроэнергетика Ветроэнергетика Солнечная энергетика Биоэнергетика Электричество испарением воды «дождевые батареи».
Солнечная энергия (панели и батареи) Солнце — главный источник энергии на Земле, около 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их устанавливают под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей.
Отличие солнечных батарей от солнечных панелей. Солнечные м онокристаллические панели имеют наивысшую эффективность — до 22 %. Поликристаллические элементы батарей - до 18%. Недостатки солнечных источников энергии. Непостоянство; в ысокая стоимость; в ысокая стоимость аккумулирования энергии; н езначительное загрязнение окружающей среды; п рименение дорогостоящих и редких компонентов ( тиллурида кадмия, селенида меди индия гелия); м алая плотность мощности.
Энергия ветра В России валовой потенциал энергии – 80 трлн. кВТ,ч в год. Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.
Преимущество и недостатки ветроэнергетики. Преимущества: отсутствие загрязнения окружающей среды; э кономия на топливе; минимальные потери при передаче энергии – ветряная электростанция может быть построена как непосредственно у потребителя, так и в местах удаленных ; п ростое обслуживание, быстрая установка. Недостатки: изменчивость мощности во времени - производство электроэнергии зависит, от силы ветра; ш ум – на расстоянии 30-40 м от работающей станции; у гроза для птиц; к онтроль скорости ветра ( наибольшей эффективности достигается при скорости ветра примерно 4-8 м/с. При 8 м/с удается получить с устройства 580 кВт*ч/ мес , и электроэнергия будет обходиться около 1,15 руб./кВт .); в ысота мачты до 18‑26 метров позволяет повысить среднегодовую скорость ветра на 15‑30 процентов и увеличить выработку энергии в 1,3‑1,5 раза.
Геотермальная энергия Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.
Биоэнергетика Биоэнергетика - производство энергии из биотоплив различных видов . Тепло , электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы . В качестве сырья используются отходы растительного и животного происхождения . Технологии переработки биологического сырья применяют также для решения проблемы экологически безопасной утилизации органических отходов, уменьшения загрязнения окружающей среды, получения альтернативной энергии, а также переработки органических отходов с использованием комплексных технологий утилизации биомассы за счет метанового сбраживания с получением биогаза. (Использование биотоплива для получения электроэнергии растет стабильными темпами около 7–9% в год, и за десять лет объем выработанного таким способом электричества удвоился почти до 600 ТВт·ч ).
Энергия приливов и отливов Приливы и волны —способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Д ля получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. ( подсчитано, что данная технология может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВт·ч )
Энергия тени. Новое устройство использует контраст между яркими пятнами и тенью для создания тока, который может питать малую электронику. Устройство , называемое генератором энергии с эффектом тени, путем нанесения сверхтонкого золотого покрытия на кремний - типичный материал для солнечных батарей . С затенением части устройства напряжение освещаемого металла увеличивается относительно темной области, и электроны в генераторе перетекают от высокого к низкому напряжению. Отправка их по внешнему каналу создает ток, который может привести в действие небольшой гаджет. Чем больше контраст между светом и тьмой, тем больше энергии обеспечивает генератор.
Альтернативные источники электрической энергии в Нижегородской области . В Нижегородской области планируется добывать из альтернативных источников 4,5% энергии. Основными альтернативными энергоресурсами являются энергия ветра и торф . , на территории Кстовского района функционирует ветряной энергетический генератор мощностью около 180 кВт/ч., (но средняя скорость ветра в области составляет лишь 3,5 – 4 м/с, рассматривается несколько районов, где, учитывая неравномерное распределение ветряных ресурсов и есть возможность построить крупные ветряные станции. Это районы Нижнего Новгорода, Лысковский , Сергачский и Арзамасский район, а также побережье Горьковского водохранилища.
заключение В настоящее время Нижегородская область использует лишь 0,01 % от возможных возобновляемых энергоресурсов. Развитие ветроэнергетики в Нижегородской области является актуальной задачей для региона, для получения энергии из ветра потребуются небольшие турбины, которые смогут работать при минимальной скорости ветра. Сейчас производители ветряных генераторов работают над тем, чтобы снизить минимальный порог скорости ветра, при которой сможет работать генератор. Кроме того, на 1 КВт установленной мощности ветряной станции нужно в 100-200 раз больше стали, чем для ТЭЦ или АЭС, следовательно, потребуется значительно увеличить ее производство.