1598005370-70491a7283ca3540dddce2de932120e0 (Нетрадиционные возобнавляемые источники энергии. А.М. Магомедов, 1996u)

УДК 662. 997 621. 311 620. 92 Абук МАГОМЕДОВ. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Махачкала: Издательско-полиграфическое объединение "1Опитер", г. Махачкала 1996. — 245 с. Книга посвящена важной и актуальной проблеме - проблеме более разумного и эффективного использования человеком природных энергетических богатств. Рассмотрены состояние и направления разработки технических решений нетрадиционных возобновляемых источников энергии, особенности нх использования в Дагестане.

Приведена информация использования солнечной, геотермальной, ветровой, потоков воды, химической и других видов энергии, широкое применение которой в народном хозяйстве может приносить большой экономический н экологический эффект. Книга, предназначенная в основном для студентов специализирующихся по малой энергетике, может быть полезна также для широкого круга читателей: преподавателей школ и лицеев, школьникам старших классов, специалистам„руководителям отраслей народною «вэяйагва, энергетикам. Ос Магомедов А. $996.

Предисловие В последние годы все большее внимание привлекают проблемы использования чистых нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) для нужд энергоснабжения различных сельскохозяиственных и промышленных объектов. Актуальность н перспективность данного направления энергетики обусловлена двумя основными факторами: катастрофически тяжелым положением экологии и необходимостью поиска новых видов энергии. Традиционные топливно-энергетические ресурсы (уголь, нефть, газ и т.д.) при существующих темпах развития научно-технического прогресса, по оценкам ученых, иссякнут в ближайшие 100-150 лет. Практически все развитые страны мира уделяют серьезное внимание проблеме использования НВИЭ. В России также разработана комплексная программа проведения научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ по использованию НВИЭ.

Программой предусмотрен ряд организационных мероприятий по освоению промышленностью производства'и широкомасштабного внедрения систем энергоснабжения, работающих на НВИЭ. Использование НВИЗ в Дагестане имеет свои особенности, связанные с ее природно-климатическими условиями, географическим расположением территории и промышленно-хозяйственной инфраструктурой„ определяющей распределение и потребленнеэнергни.

Цель этой работы - .рассмотреть важные для практики свойства тепла„солнечной, ветряной„гидро-, химической и электрической энергий, нх взаимосвязь, а также превращение различных видов энергий в полезную рабату. Довольно подробно описываются методы получения НВИЭ, преимушества и недостатки каждого вида энергий. Обо всех этих проблемах в строго научной, но вместе с тем простой и доступной форме излагается в работе. Пособие предназначено для студентов младших курсов вузов, а также оно адресовано и тем, кто не являясь специалистом в данной области, хотел бьяполучить об этой важной с технической и экономической точек зрения проблеме более глубокие представления. ВВЕДЕНИЕ, ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ Миллионы лет на Земле в результате фотосинтеза непрерывно накапливалась лучистая энергия Солнца.

Древние растения и животные, погрузившиеся на дно морей и водоемов, отдают нам ее теперь в виде угля, нефти и природного газа - наших основных источников энергии. Огромные природные резервы человечество тратило постепенно в течение тысячелетий своего существования.

Технический прогресс непрерывно увеличивает скоросгь истощения этих запасов. Вот почему все чаще начиншот раздаваться голоса о перспективе энергетического голода и целесообразности экономии природных ресурсов. И это толкает ученых и инженеров на поиски новых путей, которые помогут удовлетворить будущие потребности в энергии. В каких же направлениях идут поиски учеиых7 Атомная энергетика, которая уже стала реальностью; проекты использования теплового градиента в мировом океане и энергии приливов; создание геотермических электростанций; управляемая термоядерная реакция, над которой работают на протяжении многих лет ученые, и, наконец, наиболее очевидное - использование солнечной энергии.

По мнению многих ученых, в решении энергетических проблем будущего огромную роль должна сыграть химия - гальванические элементы и аккумуляторы, топливные элементы и водородное горючее. Связь между благосостоянием общества и развитием энергетики известна. Энергетика делает вклад в благосостояние, обеспечивая такие области потребления, как отопление, освещение и приготовление пищи, а также снабжает необходимой энергией производство и транспорт. До недавнего времени в соотношении "энергетика - благосостояние" иа первом месте стояла преимущественно эта выгодная сторона.

Вместе с тем затраты на энергетику, включая не только денежные и другие ресурсы, обращенные на получение и использование энергии, но и издержки, связанные с зашитой окружающей среды и социально-политическими пр~б омами, снижшот уровень благосостояния, В последнее время первоочередное значение приобретают именно эти негативные тенденции. Во-первых, возникла стойкая тенденция к росту стоимости энергии. Так, в США за последние 20 лет денежные затраты на снабжение нефтепродуктами возросли на 25 'Ъ, а стоимость производства алектроэнергии на тепловых и атомных электростанциях увеличилось на 40 "' и более.

При существующих энергетических системах 'и технологиях использования энергии потребителем и при сложившихся схемах ее потребления большинсгво промышленно развитых стран уже подошло к тому рубежу, когда с дальнейшим ростом производства энергии издержки начинают превышать прибыль. Во-вторых, огромная доля давления на окружающую среду, прихо- дящаяся на энергоснабжение, теперь нарушает природные процессы уже в широком масштабе. Среди экологических проблем, связанных,с развитием энергетики, самой угрожающей является проблема сильного потепления. Климат определяет большинство экологических процессов, имеющих решающее значение для благосостояния населения.

Углекислый газ, накапливающийся в атмосфере в результате сжигания ископаемого топлива, создает условие для возникнодения парникового эффекта и изменения климата.Тревога международной общественности по этому поводу постоянно звучит в заявлениях конференций метеорологов, океанологов н представителей других областей геонаук. Проблемы загрязнения окружающей среды и опасности эксплуатации эиергопроизводящего оборудования, бывшисдо сих пор локальными, принимают региональный или глобальный характер.

Способность окружающей среды поглощать газовые выбросы и другие отходы энергетики не беспредельна, ее можно отнести к так называемым ограниченным ресурсам. Эта ограниченность материализуется в двух видах расходов на окружающую среду. "Внешние" расходы общество несет из-за разрушения окружающей среды, но они не отражаются на денежных счетах потребителей и производителей энергии. "Внутренние" расходы - это увеличение денежных издержек в связи с теми или иными мерами органов охраны окружающей среды, принимаемыми для снижения "внешних" расходов. И "внешние" и "внутренние" расходы на окружающую среду растут и будут расти по целому ряду причин. Во-первых, при использовании традиционных видов топлива все более худшего качества увеличивается масса перерабатываемых и перемещаемых материалов, удлиняются перевозки, становятся необходимыми все более мощные энергосооружения и установки.

Во-вторых, растущий объем выбросов и отходов энергетических систем привел к тому, что достигла предела способность окружающей среды поглощать эти выбросы и отходы без ущерба для себя. В настоящее время человечество стоит перед дилеммой: с одной стороны, без энергии нельзя обеспечить материальное благополучие людей, с другой - сохранение существующих темпов ее потребления может привести к разрушению окружающей среды и как следствие - к снижению жизненного уровня и даже к угрозе нашему существованию. Для того, чтобы сгладить противоречия между энергетикой, экономикой и экологией, необходимо достичь более правильного понимания нынешней ситуации„возможностей и желательного направления ее развития, Нужно широкое публичное обсуждение, которое должно быть подкреплено интенсивными исследованиями для определения схемы энергетики будущего.

Проблема поиска разумных и не грозящих тяжелыми последствия- ми путей развития энергетики - основная задача при разработке энергетической политики. В качестве решения проблемы воздействия энергетики на окружающую среду часто предлагают экономию энергии. Безусловно, здесь имеются большие резервы, н человечество постоянно идет по этому пути.

В какой степени промышленный прогресс привел к достижению экономии первичной энергии за последние 100 с небольшим лет, легко видеть на. примере паровых машин. Если КПД паровых машин в середине прошлого века составлял 3-5 ',4, то современные комбинированные системы, производящие энергию н состоящие из газовой и паровой турбин, имеют КПД, достигающий 42 '4, т.е, налицо 10-кратная зкономия энергии. К аналогичному результату приводит внедрение более. совершенных технологий использования энергии для производства единицы продукции.