На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 08.05.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Федеральное агентство по образованию  Российской Федерации Филиал государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» в г. Миассе                                                                      
Факультет «Экономики, управления, права» 
  Кафедра «Финансы и кредит» 
 
 

Возобновляемые  и невозобновляемые источники энергии 
 

РЕФЕРАТ
по дисциплине (специализации) «Экология» 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                                  Миасс 2011
    Проверил, должность
    Петухов В.С.   И.О. Фамилия
                                    2011 г. 
     

    Автор работы
    студент группы  ФСМ-283
    Рассомахина Е.С. И.О. Фамилия
                                    2011 г. 
     
     
     
     

 
Содержание
Введение
    Определение: возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.
    Характеристика возобновляемых источников энергии и проблемы их использования.
        Энергия ветра
        Характеристики ветра
        Энергия волн
        Характеристики волн
           2.5.     Разница температур в океане и между океаном и атмосферным воздухом как источник энергии
             2.6. Энергия и мощность прилива 

    Характеристика  невозобновляемых источников энергии  и проблемы их использования.
        Уголь
        Нефть
        Природный газ
    Основные проблемы перехода на возобновляемые источники энергии и методы их устранения.
    Заключение.
    Литература.
 


Введение 

     В настоящее время актуальным стал вопрос перехода от традиционных источников энергии к альтернативным. Поэтому сейчас уже можно говорить о перспективах их массового применения, что актуально в условиях ограниченности запасов невозобновляемых источников. Однако нужно рассмотреть все аспекты использования альтернативных источников энергии. 

     Целью работы является выявление преимуществ и недостатков как возобновляемых, так и невозобновляемых источников энергии. Для этого были поставлены следующие задачи:
- изучить  характероистики возобновляемых и невозобновляемых источников энергии
- рассмотреть  проблемы их использования
- проанализировать  проблемы перехода на возобновляемые источники энергии, а также найти методы их устранения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Определение: возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.
 
Все источники  энергии можно разделить на два  класса:
    Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Типичный пример такого источника - солнечное излучение с характерным периодом повторения 24 ч. Возобновляемая энергия присутствует в окружающей среде в виде энергии, не являющейся следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком.
   В современной мировой практике к  ВИЭ относят: гидро, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской  воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения.
   Существуют  различные мнения о том, к какому типу ресурсов следует относить ядерное  топливо. Запасы ядерного топлива с  учётом возможности его воспроизводства  в реакторах-размножителях, огромны, его может хватить на тысячи лет. Несмотря на это его обычно причисляют к невозобновляемым ресурсам. Основным аргументом для этого является высокий риск для экологии, связанный с использованием ядерной энергии.
    Невозобновляемые источники энергии - это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. Примером могут служить ядерное топливо, уголь, нефть, газ. Энергия невозобновляемых источников в отличие от возобновляемых находится в природе в связанном состоянии и высвобождается в результате целенаправленных действий человека. Вместо не совсем удобного термина "невозобновляемый" мы часто будем использовать термин "истощаемый".
     Уголь, нефть, природный газ, торф, горючие  сланцы и дрова – это запасы лучистой энергии Солнца, извлеченные и преобразованные растениями. В процессе реакции фотосинтеза из неорганических элементов окружающей среды – воды Н2О и углекислого газа СО2 – под воздействием солнечного света в растениях образуется органическое вещество, основным элементом которого является углерод С. В определенную геологическую эпоху на протяжении миллионов лет из отмерших растений под воздействием давления и температурного режима, которые, в свою очередь, являются результатом конкретного количества энергии Солнца, падающего на Землю, и образовались органические энергетические ресурсы, основу которых составляет углерод, ранее накопленный в растениях. Энергия воды также получается за счет солнечной энергии, испаряющей воду и поднимающей пар в высокие слои атмосферы. Ветер возникает за счет различной температуры нагревания Солнцем разных точек нашей планеты. Кроме того, непосредственно излучение Солнца, приходящееся на поверхность Земли, обладает огромным потенциалом энергии. 

    Характеристика возобновляемых источников энергии и проблемы их использования.
 
     Энергия ветра 

     Так как ветер – это поток воздуха, распространяющийся с определенной скоростью, его кинетическая энергия  может рассматриваться в качестве источника энергии. Кинетическая энергия единицы воздушной массы пропорциональная квадрату скорости ветра, а удельная мощность, переносимая ветром через единицу площади, пропорциональна кубу скорости ветра. Поэтому главной характеристикой ветра как источника энергии является его скорость.[1] 

     Характеристики  ветра 

     Для использования ветра в качестве источника энергии следует знать  некоторые его характеристики. Ключевой среди них является скорость ветра V, так как кинетическая энергия  единицы воздушной массы, движущейся со скоростью V равна U2/2. Тогда удельная мощность Р0, переносимая потоком ветра со скоростью V [м/с] через плоскость площадью 1 м2, перпендикулярно направлению движения ветра, будет равна: 

     Р0 = р U3/2, [W m-2], 

где р, кг/м3 – плотность воздуха.
     Это означает, что удельная мощность ветра пропорциональна кубу его скорости.
     Всем  известно, что ветер довольно изменчив. Его скорость меняется через короткие или более длинные промежутки времени и времена года. Важной характеристикой ветра является его турбулентность, проявляющаяся в хаотическом изменении скорости ветра, так что время от времени регистрируются достаточно большие его скачки (порывы). Также непостоянны характеристики ветра и из года в год.
     Так как удельная мощность ветра главным  образом зависит от его скорости, то для использования энергии ветра необходимо знать его поведение в конкретной точке. Сначала необходимо определить среднюю скорость ветра в выбранной точке, а затем отклонения от этой величины, их частоту и значения.
     Скорость  ветра в данный момент может быть выражена как: 

     U =Um + Uf, 

где Um – средняя скорость, которая обычно определяется для десятиминутного интервала; Uf – изменяющаяся составляющая скорости ветра.
     Замеры Uf в течение определенного отрезка времени дают возможность подсчитать средний квадрат колебаний скорости ветра Uf2 отношение: 

      . 

     Информация  о характеристике ветра собирается при помощи сети метеорологических  станций. Однако их количество не достаточно, и они расположены далеко друг от друга и не позволяют получить информацию о том, что происходит между ними.
     При установке ветровых станций, нужно  иметь очень точные данные и для  этого используют различные карты, графики, предоставляющие различные  характеристики ветра в отдельных  участках.
     Вполне  возможно использовать кинетическую энергию  ветра при помощи некоторого искусственного приспособления, на которое будет действовать ветер, и которое будет поглощать часть его кинетической энергии для выполнения некоторой работы.
     Эта идея успешно использовалась нашими предками для передвижения кораблей, вращения мельниц, которые мололи зерно и перекачивали воду.
     В более поздние времена, с приходом электричества, энергия ветра стала  использоваться для движения электрогенераторов, и для некоторых стран электричество, вырабатываемое ветром, занимает важное местно в энергетике.
     Энергия ветра наряду с энергией речных потоков  на протяжении многих столетий являлась основными источниками механической энергии. Сегодня существует тенденция  к оснащению современных судов  парусам и в качестве дополнительного  источника движения с целью экономии обычного топлива.[1] 

       Энергия волн 

     Существует  несколько видов волн в зависимости  от их происхождения и характеристик. Обычно когда речь идет об энергии  волн, то что мы имеем ввиду, это  ветровые волны, которые образуются из-за ветра, дующего через обширные океанские пространства. Эти волны могут рассматриваться в качестве важного источника энергии сами по себе. Ветер, в свою очередь, образуется из-за неравномерного распределения солнечной энергии по земной поверхности. Средняя плотность энергии волн в океане довольно низкая около 2,7 Вт/м2, что значительно ниже средней плотности солнечной энергии. Однако при возникновении высоких волн энергия становится более концентрированной.
     Есть  и другой тип волн – прибой, который  можно наблюдать в прибрежных зонах. Их энергия так же может рассматриваться в качестве источника энергии, преимущественно местного значения.
     Кроме ветровых волн, есть и приливные  волны. Их энергия так же велика, но они рассматриваются отдельно от ветровых волн. Энергию одиночных волн, известных как цунами практически невозможно обуздать.[1] 

       Характеристики волн 

     Форма и поведение волн в значительной степени зависят от глубины моря. Волны, идущие в глубокой воде, имеют  синусоидальную форму, и их поведение  можно описать с известной долей точности при помощи теории линейных колебаний. Волны в мелких водах имеют более сложную форму, и их описание требует более тонкого подхода. Волны, рассматриваемые в качестве источника энергии, – это главным образом волны в глубоких водах.
     Энергия, содержащаяся в волне, пропорциональна  длине волны или квадрату её высоты H. Самыми привлекательными волнами с точки зрения извлечения энергии, являются высокие волны, высотой около 2 м и длинной до 100-150 м. такие волны, возникающие в открытом океане вдали от берега, могут выработать от 50 до 70 кВт энергии на каждый метр фронта волны.
     В зависимости от характера движения частичек воды энергия волны складывается из двух составляющих – кинетической энергии и потенциальной энергии. Кинетическая энергия связана с вращательным движением частичек воды, в то время как потенциальная энергия определяется поднятием частичек воды над средним уровнем моря. В синусоидальной волне обе эти величины равны.
     Общую энергию волны Е [J m-2] на 1 м волнового фронта в ширину и 1 м длины волны вдоль направления её распространения можно высчитать, зная           с, кг/ м-3 – плотность воды и g, м/с-2 – ускорение силы тяжести.
     Потенциал удельной мощности Р [W m-2] волны может быть оценен по формуле:
     Р= ,
где ф, с – период волны.
     Например, удельная мощность волны высотой 2 м  с периодом в 10 с будет равна  приблизительно 500 Вт/м-2. Принимая во внимание обширные океанские просторы, можно подсчитать, что суммарная энергия океана достаточно существенна.[1] 

     Разница температур в океане и между океаном  и атмосферным  воздухом как источник энергии 

     Неравномерное распределение солнечного излучения, глобальная циркуляция между низкими  и высокими широтами, свойства поверхности, принимающей солнечные лучи, создают и поддерживают разницу температур между различными частями окружающей среды. Эти различия в температуре могут быть использованы для выполнения механической работы или производства электричества при помощи термодинамических (тепловых) циклов. Физическое тепло более теплой материи может быть предано некой рабочей жидкости для совершения требуемой работы, в то время когда более холодная субстанция будет использоваться в качестве теплоотвода в термодинамическом цикле.[2] 

       Энергия и мощность  прилива 

     Силы, вызывающие прилив – это силы притяжения между Землёй и Луной и центробежная сила, возникающая вследствие их вращения вокруг их общего центра притяжения. Работа, выполняемая этими силами, преобразуется  в механическую энергию приливной  волны, которая складывается из кинетической и потенциальной энергии. Первая возникает вследствие движения воды в приливной волне, а вторая представляет собой потенциальную энергию водных масс, поднятых в приливной волне над средним уровнем моря. Этот мировой приток, или мощность прилива, по некоторым оценкам достигает приблизительно 5 млрд. кВт. В природе около половины приходящей энергии прилива передается твердому массиву земли, а остаток рассевается, главным образом при преодолении силы трения, когда приливная волна приближается к мелкому прибрежному шельфу.
     Самыми  привлекательными местами с точки  зрения использования приливной  энергии являются заливы и бухты. Поведение приливной волны, входящей в бухту, достаточно сложно и представляет собой наложение входящей волны на волну, отраженную от берега. Л. Бернштейн высказал мысль о том, что для получения общих сведений об энергии, которую можно извлечь из прилива при помощи приливной электростанции, следует использовать не настоящие характеристики приливной волны (которые будут изменены плотиной), а энергетический потенциал бассейна (где будет установлена станция) (Бернштейн, 1987). Для регулярных полусуточных приливов энергетический потенциал одного приливного цикла может быть вычислен как потенциальная энергия водной массы в бассейне при поднятии её центра притяжения на высоту, равную амплитуде волны. Р, МДж – работа, выполненная приливом за один полуцикл; А, м – высота приливной волны (расстояние между гребнем и впадиной приливной волны); S, км2 – площадь бассейна; р=10,05 кН/м удельный вес морской воды; g, м/с2 – ускорение силы тяжести.
     Работа, выполняемая приливом за сутки равна 3,87 Р (3,87 – количество полуциклов колебаний  приливной волны в день).
     Годовое количество приливной энергии Е, кВт/час, полученное по формуле, равно:
     Е= 1,97*106Аm2S,
где Аm – средняя высота приливной волны за год.
     В большинстве мест, подходящих для  установки приливной электростанций характер приливов приближается к регулярным полусуточным приливам, а, следовательно, их энергетический потенциал может быть рассчитан по формуле, приведено выше. Однако существуют места, где наблюдаются смешанные приливы, и где суточный прилив будет наблюдаться так же, как и полусуточный. Для того чтобы это можно было учитывать, предлагается ввести показатель D, значение которого в большинстве случаев находится в промежутке между 0 и 4. Первое значение используется при полусуточных приливах, а последнее при суточных. Для смешенного типа прилива, включающего оба компонента, предлагается использовать линейную интерполяцию, приводящую данную формулу в следующий вид:
     Е=1,97*106 Аm2S*0,5(1+ ).
     Формулы для определения годовой энергии  приливного бассейна могут быть использованы только для самой приблизительной  оценки энергии или мощности приливной  электростанции, которую там установят. И следует снова сказать, что истинная характеристика приливной электростанции могут быть определены только исходя из реальных условий в бассейне, после того как его отгородят от моря дамбой.
     В связи с интенсивным вовлечением  возобновляемых источников энергии в практическое использование особое внимание обращается на экологический аспект их воздействия на окружающую среду.[2]
     Существует  мнение, что выработка электроэнергии за счет возобновляемых источников представляет собой абсолютно экологически «чистый» вариант. Это не совсем верно, так как эти источники энергии обладают принципиально иным спектром воздействия на окружающую среду по сравнению с традиционными энергоустановками на органическом, минеральном и гидравлическом топливе, причем в некоторых случаях воздействия последних представляют даже меньшую опасность. К тому же определенные виды экологического воздействия НВИЭ на окружающую среду не ясны до настоящего времени, особенно во временном аспекте, а потому изучены и разработаны еще в меньшей степени, чем технические вопросы использования этих источников.
     Рассмотрим  основные факторы экологического воздействия  нетрадиционных возобновляющихся источников энергии на различные природные  среды и объекты:
    Неблагоприятные воздействия солнечной энергии на окружающую среду могут проявляться:
     в отчуждении земельных площадей, их возможной деградации;
     в большой материалоемкости;
     в возможности утечки рабочих жидкостей, содержащих хлораты и нитриты;
     в опасности перегрева и возгорания систем, заражения продуктов токсичными веществами при использовании солнечных систем в сельском хозяйстве;
     в изменении теплового баланса, влажности, направления ветра в районе расположения станции;
     в затемнении больших территорий солнечными концентраторами, возможной деградации земель;
     в воздействии на климат космических  СЭС;
     в создании помех телевизионной и  радиосвязи;
     в передаче энергии на Землю в виде микроволнового излучения, опасного для  живых организмов и человека.
    Неблагоприятные факторы ветроэнергетики:
     шумовые воздействия, электро-, радио- и телевизионные помехи;
     отчуждение  земельных площадей;
     локальные климатические изменения;
     опасность для мигрирующих птиц и насекомых;
     ландшафтная несовместимость, непривлекательность, визуальное невосприятие, дискомфортность;
     изменение традиционных морских перевозок, неблагоприятные  воздействия на морских животных.
    Неблагоприятные экологические последствия в приливной энергетике:
     периодическое затопление прибрежных территорий, изменение  землепользования в районе ПЭС, флоры  и фауны акватории;
     строительное  замутнение воды, поверхностные сбросы загрязненных вод.
    Неблагоприятные экологические последствия в волновой энергетике:
     эрозия  побережья, смена движения прибрежных песков;
     значительная  материалоемкость;
     изменение сложившихся судоходных путей вдоль берегов;
     загрязнение воды в процессе строительства, поверхностные  сбросы.[3] 

    Характеристика  невозобновляемых источников энергии и проблемы их использования.
 
     У всех невозобновляемых энергоисточников общее то, что они будут исчерпаны  через относительно короткое время - 100 - 200 лет.
   Современное индустриальное общество немыслимо  без таких невозобновляемых энергоисточников, как газ, нефть и уголь. Высокоразвитые страны получают около 80% энергии из этих энергоисточников. [4]
Уголь
   Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником. Главная роль в освоении угля как источника энергии принадлежит Англии. В 1774 - 1784 годах Дж. Уатт разработал и построил универсальный паровой двигатель, который в основных чертах не изменился до настоящего времени. Паровой двигатель превращал тепловую энергию, образующуюся при сгорании угля, в механическую энергию. Примитивные паровые машины использовались уже с начала 18 века, но только универсальная машина Уатта могла быть приспособлена к различным промышленным процессам. Уголь таким образом становился универсальным энергоносителем. Паровые суда и поезда облегчили передвижение, и уголь можно было перевозить по всей Англии и, в конце концов, по всему миру. Новые города росли вокруг заводов, работающих на энергии угля и ориентированных на мировой рынок. Можно сказать, что уголь и пар обеспечили победу капитализма над феодализмом и положили начало эпохе промышленного капитализма в Европе и Америке.
   Еще в 1965 году уголь был самым важным энергоисточником в мире. В 1985 году уголь давал 31% производимой человечеством энергии. Уголь удобен для производства электричества и других промышленных процессов. Он дает дешевую энергию в странах, где этот энергоисточник доступен.
   В качестве энергоисточника в основном используется природный и древесный уголь.
   Природный уголь представляет собой продукт  разложения болотнvых растений (их возраст - до 300 млн. лет). Растения отмирали, погружались  в болото и были погребе ны под  слоями песка. Постепенно образовывались толстые слои таких отложений. Эти отложения под действием давления, температуры и микроорганизмов превращались сначала в торф, а затем в уголь.
   После добычи большая часть угля поступает  на тепловые электростанции, где выделяющееся при его сгорании тепло нагревает воду до кипения, образующийся пар вращает турбины, связанные с электрическим генератором, который и вырабатывает электрический ток. При этом только одна треть тепла расходуется на производство электроэнергии, остальные же две трети тепловой энергии излучаются в атмосферу. Добыча угля - опасная профессия. Строжайшие требования должны предъявляться к системам вентиляции шахт, к технике безопасности на шахтах, к восстановлению земель, из которых добывается уголь.
Нефть
   Нефть является не только источником энергии. Она служит также сырьем для нефтехимической промышленности, производства пластмасс и даже лекарств. Приблизительно 90% всей добываемой нефти используют в качестве топлива, остальная часть используется для получения нефтехимических продуктов. Такое расточительство явно неразумно.
   Некоторые составляющие сырой (необработанной) нефти  использовались для получения энергии  сотни лет. Современная же нефтяная промышленность родилась в Пенсильвании в 1859 году. С тех пор нефтяная промышленность уверенно развивалась и сейчас лидирует на мировом рынке энергоисточников. Сырая нефть распределена на Земле неравномерно, и также неравномерно потребляется жителями Земли. Основные запасы нефти (не считая России) сосредоточены на Ближнем Востоке, в Латинской Америке и Африке. Крупные потребители нефти - США и европейские страны, где её запасы не так велики. Промышленно развитые страны повысили свой жизненный уровень в первую очередь именно благодаря большему потреблению нефти, чем в бедных странах. Территориальное разделение производства и потребления нефти в мире породило крупномасштабную международную торговлю, которая из экономического явления превратилась в политическое и таит в себе опасность возникновения энергетических и экономических кризисов. Недаром нефть часто называют «черным золотом».
   Нефть - это сложная смесь углеводородов, представляющая собой продукт разложения одноклеточных растений и организмов, живших сотни миллионов лет назад. Погибая, они формировали отложения  на глубинах от 30 метров до 8 километров.
   Прежде  чем добывать нефть, надо провести геологическую  разведку, то есть найти залежи ископаемого. Потом бурят скважины с помощью  буровых установок, чтобы добывать нефть из земных глубин. Затем сырая  нефть поступает на нефтеперерабатывающие  заводы, где из нее получают бензин, керосин, дизельное топливо, парафин, битум и другие нефтепродукты. Нефть также может поступать на тепловые электростанции для сжигания.
   Много нефти и нефтепродуктов потребляет транспорт. Но сейчас возрос интерес  к разработке электромобилей, к использованию газов метана и пропана в двигателях грузовиков и автобусов, и т. д. В дальнейшем эти меры помогут заменить нефть.
   Нефть легко транспортировать. Обычно её транспортируют по нефтепроводам или  морем в нефтеналивных танкерах.
   Нефть - очень ограниченный по запасам  энергоисточник. Трудно сказать, на сколько  еще хватит запасов нефти. Они  могут быть истощены через 50 - 100 лет, если не будут найдены новые залежи. В любом случае, мы срочно должны найти замену нефти. Необходимо найти другие энергоисточники, безопасные для окружающей среды и которых хватит надолго.
Природный газ 
   25% энергии в мире вырабатывается  из природного газа. По добыче  газа Россия устойчиво занимает  первое место в мире.
   Залежи  природного газа обычно находятся вместе с нефтью, хотя существуют чисто газовые месторождения. Природный газ, как нефть и уголь, образовался в земле из останков растений и мелких животных.
   Содержание  энергии в природном газе почти  такое же высокое, как в нефти. Природный газ используется как топливо на электростанциях, как бытовое топливо, как сырье в промышленности, и т. д.
   Газ можно транспортировать к месту  потребления по трубам. Можно снизить  температуру, чтобы газ перешел  в жидкое состояние. Тогда его  можно перевозить в нефтяных танкерах.  

   Кроме того, что запасы этих энергоисточников ограничены, их огромным недостатком  является загрязнение окружающей среды  как в местном, так и во всепланетном масштабе. При этом масса образующихся газообразных или твердых продуктов  сгорания, поступающих в окружающую среду, в несколько раз превышает массу использованного топлива. Например, при сжигании природного газа - в 5 раз, при сжигании угля - в 4 раза.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.