Содержательный модуль 1. Состояние и перспективы развития альтернативных источников энергии

Общие положения дисциплины

«Альтернативные источники энергии»

Дисциплина предполагает изучение возможностей применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в системах энергоснабжения промышленных предприятий; систем преобразования солнечной радиации в электрическую и тепловую энергию, использования энергии ветра, морских течений и теплового градиента температур для получения электрической энергии; возможностей применения биомассы и твердых бытовых отходов для производства электрической и тепловой энергии.

Цель и задачи курса

Цель:

изучение возможностей применения нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в системах энергоснабжения промышленных предприятий; систем превращения солнечной радиации в электрическую и тепловую энергию, использование энергии ветра, морских течений и теплового градиента температур для получения электрической энергии; возможностей применения биомассы и твердых бытовых отходов для производства электрической и тепловой энергии.

Задание:

сообщить студентам сведения о состоянии и перспективах развития нетрадиционных и возобновляемых источников энергии в мире и в Украине; физических основах превращения солнечной энергии в тепловую и электрическую, конструкциях и схемах систем солнечного тепло- и электроснабжение, превращении энергии ветра, основах использования энергии морских волн и течений, способах использования геотермальной энергии в системах теплоснабжения, возможностях применения биомассы и твердых бытовых отходов как энергетическое топливо.

Тема 1. Понятие и классификация возобновляемых источников энергии

Потенциальные запасы источников энергии на Земле.

Классификация возобновляемых источников энергии.

Преимущества возобновляемых источников энергии сравнительно с традиционными. Недостатки большинства возобновляемых источников энергии.

Причины, которые предопределяют необходимость и возможность развития энергетики Украины на базе возобновляемых источников.

Понятие и классификация возобновляемых источников энергии

Все энергетические ресурсы на Земле, которые являются продуктами непрерывной деятельности Солнца, могут быть разделены на две основных группы: на аккумулированные природой и в большинстве случаев невозобновляемые и на неаккумулированные, но постоянно возобновляемые (табл.1.1). К первой группе принадлежат запасы топливных ископаемых: нефть, каменный и бурый уголь, торф и подземные газы, а также термоядерная и ядерная энергия. Ко второй группе принадлежат солнечное излучение, ветер, потоки воды, морские волны и приливы, внутреннее тепло Земли.

Табл. 1.1. Потенциальные запасы источников энергии на Земле

Виды энергии	Запасы энергии
Невозобновляемые (кВт · час)
1. Термоядерная энергия	1 10^20
2. Ядерная энергия	5,74·10^17
3. Энергия топливных ископаемых	5,54·10^16
Возобновляемые (кВт ·час/год)
1. Энергия солнечных лучей	6,68·10^17
2. Энергия морей и океанов	7,0·10^16
З. Энергия ветра	1,74·10^16
4. Энергия внутреннего тепла Земли	1,34 ·10^14
5. Энергия рек	1,8 ·10^13

Существует много схем подразделения природных источников энергии, в основу которых положены различные принципы.

Рис. 1.1. Основные природные источники энергии

На рис.1.1 приведена одна из схем, где выделяются две основные группы: невозобновляемые и возобновляемые, альтернативные источники энергии. В свою очередь, невозобновляемые ресурсы представлены двумя типами - традиционные и нетрадиционные. К первому типу относятся жидкие и газообразные углеводороды, угли и высококачественные урановые руды. Среди нетрадиционных природных источников энергии до некоторой степени условно выделены два вида: пригодные к освоению в XXI в. и перспективные источники энергии, широкое освоение которых возможно лишь в следующем веке.

Возобновляемыми источниками энергии называются ресурсы энергии, которые постоянно циклически возобновляют энергетическую ценность и могут быть преобразованы в полезную работу. Другими словами, возобновляемые источники энергии возобновляются постоянно, без часовых ограничений, тогда как использование традиционных топлив ограничено имеющимися запасами.

Солнечная деятельность характеризуется приблизительными показателями, приведенными на рис. 1.2, которые в целом образуют схему теплового баланса Земли.

Рис. 1.2. Распределение лучистой энергии солнца

Дата добавления: 2014-11-08