 |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
М4. Экологическая эффективность различных способов получения электрической энергии. Энергоресурсы их виды
|
|
УЭ 0. Входной контроль.
УЭ 1. Мы рассматриваем экологическую эффективность получения электрической энергии
УЭ 2. Мы характеризуем
УЭ 3. Мы знакомимся с.
УЭ 4. Резюме.
УЭ 5. Вспомогательные блоки.
| № УЭ | Учебный материал с указанием заданий. | Руководство по усвоению материала. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Входной контроль
Цель: повторить материал о усвоенном ранее материале.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мы рассматриваем традиционную энергетику.
Цель: рассмотреть структуру традиционной энергетики.
Изучите текст: Энергетика — область общественного производства, охватывающая энергетические ресурсы, выработку, преобразование, передачу и использование различных видов энергии. Энергетика каждого государства функционирует в рамках созданных соответствующих энергосистем.
Энергосистемы — совокупность энергетических ресурсов всех видов, методов и средств их получения, преобразования, распределения и использования, обеспечивающих снабжение потребителей всеми видами энергии.
В энергосистемы входят:
• электроэнергетическая система;
• система нефте- и газоснабжения;
• система угольной промышленности;
• ядерная энергетика;
• нетрадиционная энергетика.
Из всех вышеперечисленных в Республике Беларусь наиболее представлена электроэнергетическая система.
Электроэнергетическая система — объединение электростанций, связанных линиями электрической передачи (ЛЭП) и совместно питающих потребителей электроэнергией.
Энергетика — одна из форм природопользования. В перспективе, с точки зрения технологии, технически возможный объем получаемой энергии практически неограничен, однако энергетика имеет существенные ограничения по термодинамическим (тепловым) лимитам биосферы. Размеры этих ограничений видимо близки к количеству энергии, усваиваемой живыми организмами биосферы в совокупности с другими энергетическим процессами, идущими на поверхности Земли. Увеличение этих количеств энергии, вероятно, катастрофично или, во всяком случае, кризисно отразится на биосфере.
Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную и нетрадиционную энергетики (рис. 2.1).
ТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКА
Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.
Наиболее удобный вид энергии — электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование пер-
 вичной энергии в электрическую производится на электростанциях: ТЭС, ГЭС, АЭС.
Примерно 70 % электроэнергии вырабатывают на ТЭС. Они делятся на конденсационные тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят электроэнергию и теплоту.
Основное оборудование ТЭС — котел-парогеиератор ПГ, турбина Т,- генератор Г, конденсатор пара К, циркуляционный насос Н (рис. 2.2).
В котле парогенератора ПГ при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине Т энергия водяного пара превращается в механическую энергию вращения. Генератор Г превращает механическую энергию вращения в электрическую. Схема ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо электрической энергии, вырабатывается и тепловая путем отвода части пара и нагрева с его помощью воды, подаваемой в тепловые магистрали.
Есть ТЭС с газотурбинными установками. Рабочее тело в них — газ с воздухом. Газ выделяется при сгорании органического топлива и смешивается с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь при 750—770 °С подается в турбину, которая вращает генератор. ТЭС с газотурбинными установками более маневренна, легко пускается, останавливается, регулируется. Но их мощность в 5—8 раз меньше паровых.
Процесс производства электроэнергии на ТЭС можно разделить на три цикла: химический — процесс горения, в результате которого теплота передается пару; механический — тепловая энергия пара превращается в энергию вращения; электрический — механическая энергия превращается в электрическую.
Общий КПД ТЭС практически с учетом потерь = 36—39 %. Из-за более полного использования тепловой энергии КПД ТЭЦ = 60—65 %.
Атомная электростанция отличается от ТЭС тем, что котел заменен ядерным реактором. Теплота ядерной реакции используется для получения пара Первичной энергией на АЭС является внутренняя ядерная энергия, которая при делении ядра выделяется в виде колоссальной кинетической энергии, которая, в свою очередь, пре вращается в тепловую. Установка, где идут эти превращения, называется реактором.
Через активную зону реактора проходит вещество теплоноситель, которое служит для отвода тепла (вода, инертные газы и т.д.). Теплоноситель уносит тепло в парогенератор, отдавая его воде. Образующийся водяной пар поступает в турбину. Регулирование мощности реактора производится с помощью специальных стержней. Они вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а значит, и интенсивность ядерной реакции.
Природное ядерное горючее атомной электрической станции — уран. Для биологической защиты от радиации используется слой бетона в несколько метров толщиной.
При сжигании 1 кг каменного угля можно получить 8 кВт-ч электроэнергии, а при расходе 1 кг ядерного топлива вырабатывается 23 млн кВт-ч электроэнергии.
Более 2000 лет человечество использует водную энергию Земли. Теперь энергия воды используется на гидроэнергетических установках (ГЭУ) трех видов: 1) гидравлические электростанции (ГЭС); 2) приливные электростанции (ПЭС), использующие энергию приливов и отливов морей и океанов; 3) гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), накапливающие и использующие энергию водоемов и озер. Гидроэнергетические ресурсы в турбине ГЭУ преобразуются в механическую энергию, которая в генераторе превращается в электрическую. Таким образом, основными источниками энергии являются твердое топливо, нефть, газ, вода, энергия распада ядер урана и других радиоактивных веществ. (задание1)
| Парная работа по изучению текста с использованием взаимоконтроля из блока самоконтроля. Выполнение заданий | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Мы характеризуем нетрадиционную энергетику.
Цель: Создать условия для понимания нетрадиционная энергетика
Изучите текст:
НЕТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКА
Главным фактором роста энергопроизводства является рост численности населения и прогресс качества жизни общества, который тесно связан с потреблением энергии на душу населения. Сейчас на каждого жителя Земли приходится 2 кВт, а признанная норма качества — 10 кВт (в развитых странах). Если все население Земли рано или поздно должно иметь душевое потребление 10 кВт, то с учетом теплового барьера численность населения не должна превышать 10 млрд чел. Таким образом, развитие энергетики на невозобновляемых ресурсах ставит жесткий предел численности населения планеты. Однако уже через 75 лет население Земли может достигнуть20 млрд чел. Отсюда видно: уже сейчас надо думать о сокращении темпов прироста населения примерно вдвое, к чему цивилизация совсем не готова. Очевиден надвигающийся энергодемографический кризис. Это еще один веский аргумент в пользу развития нетрадиционной энергетики.
Многие специалисты энергетики считают, что единственный способ преодоления кризиса — это масштабное использование возобновляемых источников энергии: солнечной, ветровой, океанической, или как их еще называют нетрадицион: ных. Правда, ветряные и водяные мельницы известны с незапамятных времен, и в этом смысле они — самые, что ни есть традиционные. В наши дни поворот к использованию энергии ветра, солнца, воды происходит на новом более высоком уровне развития науки и техники.
К 2010 году страны Европейского союза (ЕС) планируют увеличить использование нетрадиционных источников энергии до 8 % в общем объеме энергопотребления. По оценкам специалистов института Белэнергосетьпроект в Республике Беларусь теоретически от нетрадиционных источников энергии можно получить до 60 % от общего объема энергопотребления; техническая возможность ограничивается 20 %, а экономически целесообразно использовать 5—8 % в период до 2010 года.
Удельные мощности нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) для сопоставления и сравнения с традиционными источниками представлены в табл. 2.1.
Говоря о НВИЭ, необходимо также отметить, что многие из них на единицу произведенной электроэнергии и обеспечение функционирования требуют расхода природных источников энергии (табл. 2.2). Таблица 2.2. Энергетические потребности для производства электроэнергии при использовании возобновляемых источников
(задание2) Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 1483 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!  |