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 источники энергии

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 05.07.2012. Сдан: 2010. Страниц: 7. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание
Введение 3
Плюсы и минусы ВИЭ 4
Ветроэнергетика   5
Энергия ветра   5
Современные методы генерации электроэнергии из энергии  ветра   5
Экологические аспекты ветроэнергетики   7
Гидроэнергетика    8
Солнечная энергия 12
Геотермальная    15
Энергия биомассы 16
Заключение 17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение
В последние  годы крайне популярно стало понятие  «возобновляемые источники энергии (ВИЭ)». Оценки возможностей их широкого применения колеблются от восторженных до умеренно пессимистических.
Энергетический  кризис 1973-1974 годов в капиталистических  странах показал, что трудно постоянно  наращивать энерговооруженность производства, основываясь лишь на традиционных источниках энергии (нефти, угле, газе). Энерговооруженность  общества – основа его научно-технического прогресса, база развития производительных сил.  Необходимо не только изменить структуру их потребления, но и шире внедрять нетрадиционные, альтернативные источники энергии.
В отличие  от ископаемых топлив нетрадиционные формы энергии не ограничены геологически накопленными запасами. Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.
Структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложилась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных  киловатт получаются, в принципе, тем  же способом, которым пользовался  первобытный человек для согревания, то есть при сжигании топлива, или  при использовании запасенной в  нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых электростанциях. Правда, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее. Возросшие требования к защите окружающей среды потребовали нового подхода к энергетике.
Каковы  же эти нетрадиционные и возобновляемые источники энергии? К ним обычно относят солнечную, ветровую и геотермальную  энергию, энергию морских приливов и волн,  биомассы (растения, различные  виды органических отходов), низкопотенциальную энергию окружающей среды.
Основной  фактор при оценке целесообразности использования возобновляемых источников энергии – стоимость производимой энергии в сравнении со стоимостью энергии, получаемой при использовании  традиционных источников. Особое значение приобретают нетрадиционные источники  для удовлетворения локальных потребителей энергии.
Рассмотренные в работе новые схемы преобразования энергии можно объединить единым терминов «экоэнергетика», под которым подразумеваются любые методы получения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды. 
 
 
 
 
 
 
 

Плюсы и минусы ВИЭ
К положительным  качествам ВИЭ относятся повсеместная распространенность большинства их видов, экологическая чистота. Эксплуатационные затраты по использованию нетрадиционных источников не содержат топливной составляющей, так как энергия этих источников как бы бесплатная.
Отрицательные качества - это малая плотность  потока (удельная мощность) и изменчивость во времени большинства ВИЭ. Первое обстоятельство заставляет создавать  большие площади энергоустановок, «перехватывающие» поток используемой. Это приводит к большой материалоемкости подобных устройств, а, следовательно, к увеличению удельных капиталовложений по сравнению с традиционными  энергоустановками.
Больше неприятностей  доставляет изменчивость во времени  таких источников энергии, как солнечное  излучение, ветер, приливы, сток малых  рек, тепло окружающей среды. Если, например, изменение энергии приливов строго циклично, то процесс поступления  солнечной энергии, хотя в целом  и закономерен, содержит, тем не менее, значительный элемент случайности, связанный с погодными условиями. Еще более изменчива и непредсказуема энергия ветра. Зато геотермальные  установки при неизменном дебите геотермального флюида в скважинах  гарантируют постоянную выработку  энергии (электрической или тепловой). Кроме того, стабильное производство энергии могут обеспечить установки, использующие биомассу, если они снабжаются требуемым количеством этого  «энергетического сырья».
Говоря о производстве электроэнергии, следует заметить, что она представляет собой весьма специфический вид продукции, который  должен быть потреблен в тот же момент, что и произведен. Ее нельзя отправить «на склад», как уголь, нефть или любой другой продукт  или товар, поскольку фундаментальная  научно-техническая проблема аккумулирования  электроэнергии в больших количествах  пока не решена, и нет оснований  полагать, что она будет решена в обозримом будущем.
Что же касается «бесплатности» большинства видов ВИЭ, то этот фактор нивелируется значительными расходами на приобретение соответствующего оборудования. В результате возникает некоторый парадокс, состоящий в том, что бесплатную энергию способны использовать, главным образом, богатые страны. В то же время наиболее заинтересованы в эксплуатации ВИЭ развивающиеся государства, не имеющие современной энергетической инфраструктуры, то есть развитой сети централизованного энергоснабжения. Для них создание автономного энергообеспечения путем применения нетрадиционных источников могло бы стать решением проблемы, но в силу своей бедности они не имеют средств на закупку в достаточном количестве соответствующего оборудования. Богатые же страны энергетического голода не испытывают и проявляют интерес к альтернативной энергетике в основном по соображениям экологии, энергосбережения и диверсификации источников энергии. 
 
 
 
 
 

Ветроэнергетика 

Энергия ветра
Ветроэнергетика — отрасль энергетики, специализирующаяся на использовании энергии ветра  — кинетической энергии воздушных  масс в атмосфере.
Человек использует энергию ветра с незапамятных времен. Но его парусники, тысячелетиями  бороздившие просторы океанов, и  ветряные мельницы использовали лишь ничтожную долю из тех 2,7 трлн. кВт  энергии, которыми обладают ветры, дующие на Земле. Полагают, что технически возможно освоение 40 млрд. кВт, но даже это более чем в 10 раз превышает  гидроэнергетический потенциал  планеты.
Почему же столь  обильный доступный и экологически чистый источник энергии так слабо  используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего  одну тысячную мировых потребностей в энергии.
Ветровой энергетический потенциал Земли в 1989 году был  оценен в 300 млрд. кВт * ч в год. Но для технического освоения из этого количества пригодно только 1,5%. Главное препятствие для него – рассеянность и непостоянство ветровой энергии. Непостоянство ветра требует сооружения аккумуляторов энергии, что значительно удорожает себестоимость электроэнергии. Из-за рассеянности при сооружении равных по мощности солнечных и ветровых электростанций для последних требуется в пять раз больше площади (впрочем, эти земли можно одновременно использовать и для сельскохозяйственных нужд). Но на Земле есть и такие районы, где ветры дуют с достаточным постоянством и силой. Примерами подобных районов могут служить побережья Северного, Балтийского, арктических морей.
Новейшие исследования направлены преимущественно на получение  электрической энергии из энергии  ветра. Стремление освоить производство ветроэнергетических машин привело  к появлению на свет множества  таких агрегатов. Некоторые из них  достигают десятков метров в высоту, и, как полагают, со временем они  могли бы образовать настоящую электрическую  сеть. Малые ветроэлектрические агрегаты предназначены для снабжения  электроэнергией отдельных домов.
Сооружаются ветроэлектрические станции преимущественно постоянного  тока. Ветряное колесо приводит в движение динамо-машину – генератор электрического тока, который одновременно заряжает параллельно соединенные аккумуляторы.
Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током  нефтяников; они успешно работают в труднодоступных районах, на дальних  островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования. 

Современные методы генерации электроэнергии из энергии  ветра
Принцип действия всех ветродвигателей один: под напором  ветра вращается ветроколесо  с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач  валу генератора, вырабатывающего электроэнергию, водяному насосу. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.
Принципиальная  простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества, но только неопытному взгляду ветроагрегат представляется простой конструкцией.  

Крыльчатые ветродвигатели

Традиционная  компоновка ветряков – с горизонтальной осью вращения – неплохое решение для агрегатов малых размеров и мощностей. Когда же размахи лопастей выросли, такая компоновка оказалась неэффективной, так как на разной высоте ветер дует в разные стороны. В этом случае не только не удается оптимально ориентировать агрегат по ветру, но и возникает опасность разрушения лопастей.
Для крыльчатых ветродвигателей, наибольшая эффективность которых достигается при действии потока воздуха перпендикулярно к плоскости вращения лопастей крыльев, требуется устройство автоматического поворота оси вращения. С этой целью применяют крыло-стабилизатор. Карусельные ветродвигатели обладают тем преимуществом, что могут работать при любом направлении ветра, не изменяя своего положения.
Коэффициент использования  энергии ветра у крыльчатых ветродвигателей намного выше, чем у карусельных. В то же время, у карусельных ветродвигателей намного больше момент вращения. Он максимален для карусельных лопастных агрегатов при нулевой относительной скорости ветра.
Распространение крыльчатых ветроагрегатов объясняется величиной скорости их вращения. Они могут непосредственно соединяться с генератором электрического тока без повышающего редуктора. Скорость вращения крыльчатых ветродвигателей обратно пропорциональна количеству крыльев, поэтому агрегаты с количеством лопастей больше трех практически не используются.  

Карусельные ветродвигатели 

Различие в аэродинамике дает карусельным  установкам преимущество в сравнении  с традиционными ветряками. При  увеличении скорости ветра они быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения стабилизируется. Карусельные  ветродвигатели тихоходны и это  позволяет использовать простые  электрические схемы, например, с  асинхронным генератором, без риска  потерпеть аварию при случайном  порыве ветра. Еще более важным преимуществом  карусельной конструкции стала  ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем “откуда  дует ветер”, что весьма существенно  для приземных рыскающих потоков. Ветродвигатели подобного типа строятся в США, Японии, Англии, ФРГ, Канаде.  

Карусельный лопастный  ветродвигатель наиболее прост в  эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске  ветродвигателя и автоматическое саморегулирование  максимальной скорости вращения в процессе работы. С увеличением нагрузки уменьшается  скорость вращения и возрастает вращающий  момент вплоть до полной остановки.  

Ортогональные ветродвигатели

Ортогональные ветродвигатели, как полагают специалисты, перспективны для большой энергетики. Сегодня перед ветропоклонниками ортогональных конструкций стоят определенные трудности. Среди них, в частности, проблема запуска.
В ортогональных  установках используется тот же профиль  крыла, что и в дозвуковом самолете (см. рис. 1. (6)). Самолет, прежде чем “опереться” на подъемную силу крыла, должен разбежаться. Так же обстоит дело и в случае с ортогональной установкой. Сначала к ней нужно подвести энергию – раскрутить и довести до определенных аэродинамических параметров, а уже потом она сама перейдет из режима двигателя в режим генератора.  

Экологические аспекты ветроэнергетики
Выбросы в атмосферу
Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу 1800 тонн СО2, 9 тонн SO2, 4 тонн оксидов азота. По оценкам Global Wind Energy Council к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тон.
Влияние на климат
Ветрогенераторы изымают часть кинетической энергии движущихся воздушных масс, что приводит к снижению скорости их движения. При массовом использовании ветряков (например в Европе) это замедление теоретически может оказывать заметное влияние на локальные (и даже глобальные) климатические условия местности. В частности, снижение средней скорости ветров способно сделать климат региона чуть более континентальным за счет того, что медленно движущиеся воздушные массы успевают сильнее нагреться летом и охлаждаться зимой. Также отбор энергии у ветра может способствовать изменению влажностного режима прилегающей территории. Впрочем, учёные пока только разворачивают исследования в этой области, научные работы, анализирующие эти аспекты, не дают количественную оценку воздействия широкомасштабной ветряной энергетики на климат, однако позволяют заключить, что оно может быть не столь пренебрежимо малым, как полагали ранее.
Вентиляция городов
В современных  городах выделяется большое количество вредных веществ, в том числе  от промышленных предприятий и автомобилей. Естественная вентиляция городов происходит с помощью ветра. При этом описанное  выше снижение скорости ветра из-за массового использования ВЭУ  может снижать и вентилируемость городов. Особенно неприятные последствия это может вызвать в крупных мегаполисах: смог, повышение концентрации вредных веществ в воздухе и, как следствие, повышенная заболеваемость населения. В связи с этим установка ветряков вблизи крупных городов нежелательна.
Шум
Ветряные энергетические установки производят две разновидности  шума:
механический  шум — шум от работы механических и электрических компонентов (для  современных ветроустановок практически отсутствует, но является значительным в ветроустановках старших моделей)
аэродинамический  шум — шум от взаимодействия ветрового  потока с лопастями установки (усиливается  при прохождении лопасти мимо башни ветроустановки)
В непосредственной близости от ветрогенератора у оси ветроколеса уровень шума достаточно крупной ветроустановки может превышать 100 дБ.
Примером подобных конструктивных просчётов является ветрогенератор Гровиан. Из-за высокого уровня шума установка проработала около 100 часов и была демонтирована.
Законы, принятые в Великобритании, Германии, Нидерландах  и Дании, ограничивают уровень шума от работающей ветряной энергетической установки до 45 дБ в дневное время  и до 35 дБ ночью. Минимальное расстояние от установки до жилых домов — 300 м.
Низкочастотные  вибрации
Низкочастотные  колебания, передающиеся через почву, вызывают ощутимый дребезг стекол в  домах на расстоянии до 60 м от ветроустановок мегаваттного класса.
Как правило, жилые  дома располагаются на расстоянии не менее 300 м от ветроустановок. На таком расстоянии вклад ветроустановки в инфразвуковые колебания уже не может быть выделен из фоновых колебаний.
Радиопомехи
Металлические сооружения ветроустановки, особенно элементы в лопастях, могут вызвать значительные помехи в приёме радиосигналаЧем крупнее ветроустановка, тем большие помехи она может создавать. В ряде случаев для решения проблемы приходится устанавливать дополнительные ретрансляторы. 
 
 
 
 
 
 
 

Гидроэнергетика 

Энергия мирового океана
Известно, что  запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности (361 млн. кв. км) занимают моря и океаны: акватория Тихого океана составляет 180 млн. кв. км, Атлантического – 93 млн. кв. км, Индийского – 75 млн. кв. км. Так, тепловая энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, скажем, на 20 градусов, имеет величину порядка 1026 Дж. Кинетическая энергия океанских течений оценивается величиной порядка 1018 Дж. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор казалась малоперспективной.
Происходящее  весьма быстрое истощение запасов  ископаемых топлив, использование которых  к тому же связано с существенным загрязнением окружающей среды, заставляет ученых и инженеров уделять все  большее внимание поискам возможностей рентабельной утилизации обширных и  безвредных источников энергии, в том  числе и энергии в Мировом  океане. Широкая общественность еще  не знает, что поисковые работы по извлечению энергии из морей и  океанов приобрели в последние  годы в ряде стран уже довольно большие масштабы и что их перспективы  становятся все более обещающими.
Океан таит в  себе несколько различных видов  энергии: энергию приливов и отливов, океанских течений, термальную энергию. 

Энергия приливов
Веками люди размышляли над причиной морских  приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное  явление – ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. Приливные волны  таят в себе огромный энергетический потенциал – 3 млрд. кВт.
Наиболее очевидным  способом использования океанской  энергии представляется постройка  приливных электростанций (ПЭС).
Энергию приливов на протяжении веков человек использовал  для приведения в действие мельниц  и лесопилок. Но с появлением парового двигателя она была предана забвению до середины 60-х годов, когда были пущены первые ПЭС во Франции и  СССР.
К числу энергетических ресурсов Мирового океана относят также  энергию волн и температурного градиента. Энергия ветровых волн суммарно оценивается  в 2,7 млрд. кВт в год. Опыты показали, что ее следует использовать не у  берега, куда волны приходят ослабленными, а в открытом море или в прибрежной зоне шельфа. В некоторых шельфовых  акваториях волновая энергия достигает  значительной концентрации: в США  и Японии – около 40 кВт на метр волнового фронта, а на западном побережье Великобритании – даже 80 кВт на 1 метр. Использование этой энергии, хотя и в местных масштабах, уже начато в Великобритании и  Японии.  
 

Энергия морских  течений
Не так давно  группа ученых океанологов обратила внимание на тот факт, что Гольфстрим несет свои воды вблизи берегов Флориды  со скоростью 5 миль в час. Идея использовать этот поток теплой воды была весьма заманчивой. Возможно ли это? Смогут ли гигантские турбины и подводные  пропеллеры, напоминающие ветряные мельницы, генерировать электричество, извлекая энергию из течений и воли? "Смогут" - таково в 1974 году было заключение Комитета Мак-Артура, находящегося под эгидой Национального управления по исследованию океана и атмосферы в Майами (Флорида). Общее мнение заключалось в том, что имеют место определенные проблемы, но все они могут быть решены в случае выделения ассигнований, так как "в этом проекте нет  ничего такого, что превышало бы возможности современной инженерной и технологической мысли".  

Термальная энергия  океана
Большое внимание приобрела "океанотермическая энергоконверсия" (ОТЭК), т.е. получение электроэнергии за счет разности температур между поверхностными и засасываемыми насосом глубинными океанскими водами, например при использовании в замкнутом цикле турбины таких легкоиспаряющихся жидкостей как пропан, фреон или аммоний.
Температура воды океана в разных местах различна. Между  тропиком Рака и тропиком Козерога поверхность воды нагревается до 27є C. На глубине в 2000 футов (600 метров) температура падает до 2-4є С. Возникает вопрос: есть ли возможность использовать разницу температур для получения энергии? Могла бы тепловая энергоустановка, плывущая под водой, производить электричество? Да, и это возможно.
Принцип действия этих станций заключается в следующем: теплую морскую воду (24-32° С) направляют в теплообменник, где жидкий аммиак или фреон превращаются в пар, который вращает турбину, а затем  поступает в следующий теплообменник  для охлаждения и конденсации  водой с температурой 5-6 °С, поступающей с глубины 200-500 метров. Получаемую электроэнергию передают на берег по подводному кабелю, но ее можно использовать и на месте (для обеспечения добычи минерального сырья со дна или его выделения из морской воды). Достоинство подобных установок – возможность их доставки в любой район Мирового океана. К тому же, разность температур различных слоев океанической воды – более стабильный источник энергии, чем, скажем, ветер, Солнце, морские волны или прибой. Первая такая установка была пущена в 1981 году на острове Науру. Единственный недостаток таких станций – их географическая привязанность к тропическим широтам. Для практического использования температурного градиента наиболее пригодны те районы Мирового океана, которые расположены между 20° с.ш. и 29° ю.ш., где температура воды у поверхности океана достигает, как правило, 27-28° С, а на глубине 1 километр имеет всего 4-5° С. 

Внутренняя энергия  молекул воды
Конечно, доступ к запасам электроэнергии ОТЕС предоставляет  великолепные возможности, но (по крайней  мере, пока) электричество не поднимает  в небо самолеты, не будет двигать  легковые и грузовые автомобили и  автобусы, не поведет корабли через  моря. Однако самолеты и легковые автомобили, автобусы и грузовики могут приводиться  в движение газом, который можно  извлекать из воды, а уж воды-то в  морях достаточно. Этот газ - водород, и он может использоваться в качестве горючего. Водород - один из наиболее распространенных элементов во Вселенной. В океане он содержится в каждой капле воды. Помните формулу воды? Формула H2O значит, что молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Извлеченный из воды водород можно сжигать как топливо и использовать не только для того, чтобы приводить в движение различные транспортные средства, но и для получения электроэнергии. Все большее число химиков и инженеров с энтузиазмом относится к "водородной энергетике" будущего, так как полученный водород достаточно удобно хранить: в виде сжатого газа в танкерах или в сжиженном виде в криогенных контейнерах при температуре 423 градуса по Фаренгейту (-203 С).
Его можно хранить  и в твердом виде после соединения с железо-титановым сплавом или  с магнием для образования  металлических гидридов. После этого  их можно легко транспортировать и использовать по мере необходимости. Еще в 1847 году французский писатель Жюль Верн, опередивший свое время, предвидел возникновение такой водородной экономики. В своей книге "Таинственный остров" он предсказывал, что в будущем люди научатся использовать воду в качестве источника для получения топлива. "Вода, - писал он, - представит неиссякаемые запасы тепла и света". Со времен Жюля Верна были открыты методы извлечения водорода из воды. Один из наиболее перспективных из них - электролиз воды. (Через воду пропускается электрический ток, в результате чего происходит химический распад. Освобождаются водород и кислород, а жидкость исчезает.) В 60-е годы специалистам из НАСА удалось столь успешно осуществить процесс электролиза воды и столь эффективно собирать высвобождающийся водород, что получаемый таким образом водород использовался во время полетов по программе "Аполлон".
Таким образом, в океане, который составляет 71 процент  поверхности планеты, потенциально имеются различные виды энергии - энергия волн и приливов; энергия  химических связей газов, питательных  веществ, солей и других минералов; скрытая энергия водорода, находящегося в молекулах воды; энергия течений, спокойно и нескончаемо движущихся в различных частях океана; удивительная по запасам энергия, которую можно  получать, используя разницу температур воды океана на поверхности и в  глубине, и их можно преобразовать  в стандартные виды топлива. Такие  количества энергии, многообразие ее форм гарантируют, что в будущем человечество не будет испытывать в ней недостатка. В то же время не возникает необходимости  зависеть от одного - двух основных источников энергии, какими, например, являются давно  использующиеся ископаемые виды топлива  и ядерного горючего, методы получения которого были разработаны недавно.
Более того, в  миллионах прибрежных деревень и селений, не имеющих сейчас доступа к энергосистемам, будет тогда возможно улучшить жизненные условия людей. Жители тех мест, где на море бывает сильное волнение, смогут конструировать и использовать установки для преобразования энергии волн. Живущие вблизи узких прибрежных заливов, куда во время приливов с ревом врывается вода, смогут использовать эту энергию. Для всех остальных людей энергия океана в открытом водном пространстве будет преобразовываться в метан, водород или электричество, а затем передаваться на сушу по кабелю или на кораблях. И вся эта энергия таится в океане испокон веков.
Не используя  ее, мы тем самым попросту ее расточаем. Разумеется, трудно даже представить  себе переход от столь привычных, традиционных видов топлива - угля, нефти и природного газа - к незнакомым, альтернативным методам получения  энергии. Разница т
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.