Альтернативные источники энерги.Природно-рекреационные

ЭНЕРГЕТИКА БУДУЩЕГО

АВТОР:Нечунаева С.А., учитель физики

1 кв. категории

Природа доставит нам всяческие блага, если мы воздадим ей должные почести; она нас карает лишь тогда, когда, отвернувшись от нее, мы начинаем кощунственно курить фимиам идолам, возведенным нашим воображениям на принадлежащий ей трон.

К.Гольбах «Система природы»

Главный вопрос XXI века

Сколько человеку нужно энергии? Сколько энергии нужно произвести, чтобы жить в теплых и удобных квартирах, чтобы создавать необходимые изделия, пользоваться транспортом, чтобы готовить пищу, чтобы развлекаться?

Специалисты считают, что к началу 2020 года каждому живущему на Земле понадобится для нормальной жизни примерно 3-4 киловатта мощности. Если учесть, что к этому времени население Земли будет составлять примерно 7,5 миллиарда человек (сегодня нас 5 миллиардов), то примерная величина потребляемой энергетической мощности составит почти 30 миллиардов киловатт. Сейчас в мире общее потребление энергии составляет примерно 10,5 миллиарда киловатт. Следовательно, уже в первой четверти следующего века человечеству придётся установить вдвое больше энергетических источников, чем оно имеет сегодня.

Диаграмма преимуществ и недостатков различных видов энергий

СЭС

ВЭС

И

ТЭС

ПЭС

АЭС

ГЭС

С

Т

О

Ч

Н

И

К

И

Образуют

Потенциально

Портят

Вызывают

Огромные

Н

Затапливают

радиоактивные

поверхности

опасны для

огромные

Е

кислотные

ландшафт,

пространства,

дожди,

занимают

судоходства,

земли

Д

отходы, могут

разрушают

способствуют

большие

О

занимают

используются

нанести вред

под

«парниковому

площади.

окружающей

большие

естественную

С

среде в случае

эффекту»,

Т

поверхности моря.

солнечные

среду

А

батареи

утечки радиаций.

портят

обитания

рельеф шахтами

флоры и фауны.

Т

К

И

Не загрязняется

Экологически

Минимум

При отсутствии

Не загрязняют

Можно

поверхности

утечки никакого

атмосферу ,

чисты,

П

контролировать

атмосфера,

используют

создают

Р

суши,

используется

загрязнение среды,

загрязнения

даровая энергия.

Е

использовать

атмосферы,

не загрязняют

новые водоёмы.

даровое топливо.

атмосферу.

под станции

небольшие

И

площади под АЭС.

М

небольшие

площади

У

Щ

Е

С

Т

В

А

Человечество ещё плохо использует возможности получения энергии из природных, практически неисчерпаемых источников: тепла земных недр и океана, энергии океанических течений, приливов и волн, ветра.

Альтернативные источники энергии

Геотермальная

энергия

Ветроэнергетика

Энергия

океана

Гелиоэнергетика

Ветровая энергетика – это производство электроэнергии за счёт энергии ветра.

Ветроэнергетика

Ветроэнергетика

Почти 40% территории России удобно для установки ветровых преобразователей, общая мощность которых может достичь 100 миллиардов КВт.

Эффективность использования энергии ветра в значительной степени зависит от конструкции ветрогенератора, а именно- крыльчатки. Чаще всего разработки ведут на четырёх основных типах пропеллеров.

Теоретически достижимый КПД ветрогенератора равен примерно 60%, с учётом различных потерь и неравномерности воздушных потоков его величина колеблется в пределах 15-16%.

В настоящее время нет существенных технических препятствий, ограничивающих широкое применение ветроэнергетики в ближайшем будущем с вкладом до 10-15% в общее энегропроизводство.

Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика – это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли.

• Первая геоТЭС была построена в 1904 в Италии. Общая мощность в мире геоТЭС около 1,5 ГВт, по прогнозам на 2010 год, их общий вклад в мировое электропроизводство достигает 2-3%.

Волновая энергия

• Морские и океанические волны представляют, пожалуй, более заманчивый источник энергии, чем приливы. Общее её запасы оцениваются в 3 млрд.кВт.
• Существуют две основные группы волновых устройств:

• Использование вертикального перемещения воды для вращения зафиксированных относительно поверхности воды турбогенераторов.

• Использование горизонтального перемещения воды.

Энергия приливов и отливов

Энергия приливов и отливов - кинетическая энергия приливов и отливов.

• Огромное количество энергии содержится в океанических приливах, общий потенциал которой оценивается в 1млдр. кВт. На Земле имеется около 25 мест, где уровень подъема воды очень высок.
• Стоимость 1 кВт-часа энергии, полученной на ПЭС, пока примерно в два раза дороже произведённой на обычных электростанциях. Связано это с большими капитальными затратами на строительство. Конструктивно у ПЭС много общего с ГЭС.

Гелиоэнергетика

Солнечная энергия - кинетическая энергия излучения (в основном света), образующаяся в результате реакций в недрах Солнца

• Существует два способа преобразования солнечной энергии в электрическую: прямой и с применением промежуточных звеньев. Из всех многочисленных вариантов выделились два: из прямых – фотоэлектрический, из косвенных – термодинамический.

Энергия биомассы

• Энергия биомассы ( вещества растительного и животного происхождения, а также отходы, получаемые в результате их переработки превращается в электрическую.

• Любой водородосодержащий материал может быть потенциальным источником топлива для топливных элементов. Углеводородное топливо - метанол, этанол, природный газ, продукты нефтеперегонки и сжиженный пропан - могут отдавать водород при облагораживании нефтепродуктов путем дополнительной обработки. Водород может быть извлечен из биогаза или других соединений, не содержащих углерод.

Водородные элементы

• Топливные элементы, в которых энергия, высвобождаемая в результате реакции водорода с кислородом, непосредственно превращается в электрическую.
• Любой водородосодержащий материал может быть потенциальным источником топлива для топливных элементов. Углеводородное топливо - метанол, этанол, природный газ, продукты нефтеперегонки и сжиженный пропан - могут отдавать водород при облагораживании нефтепродуктов путем дополнительной обработки. Водород может быть извлечен из биогаза или других соединений, не содержащих углерод.

Структура энергетики России

Менее 0.1 % на альтернативных источниках энергии. Все они еще исследовательского типа, но развитие их в России очень важно, как экологических источников.

И в заключении…

Для современного мира важно развивать альтернативные источники энергии – как самые экологические и для экономии топлива. Ну а пока это энергетика будущего…

• Сегодня наиболее последовательные футурологи- экологи убеждены, что к 2030 – 2050 гг. нетрадиционные источники энергии будут основными, а традиционные, напротив, потеряют своё значение.

Литература

• Глобальные проблемы современности. – М.: Мысль, 1991 г.
• Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. Прил. к учебнику физики для 7 кл. общеобразовательных учреждений. – М.: Просвещение, 1996 г.
• Володин В.В. Энергия, век двадцать первый. – М.: Детская литература, 2001 г.
• Юдасин Л.С. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 1990 г.
• Козлов В.Б. Энергетика и природа. – М.: Мысль, 1973 г.
• Проценко А.Н. Энергия будущего. – М.: Молодая гвардия, 2000 г.
• Уразалиев А.П. Экологическая конференция . Физика в школе. № 1, 1998 г.
• Реймере Н.Ф. природопользование: Словарь-справочник. – М.: Мысль, 2000.