Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ».

Физический факультет

РЕФЕРАТ ПО ЭКОЛОГИИ

Тема: Виды альтернативных источников энергии.

4 курс, группа 15315

Выполнила:

Свинцова Алина Александровна

Группа:

15315, ФФ НГУ

Проверил:

_____/Аржанников Андрей Васильевич

Новосибирск, 2019 г.

Содержание

Введение 3

Альтернативные источники энергии 4

Энергия ветра 5

Энергия Солнца 11

Геотермальные электростанции 18

Другие источники альтернативной энергии 22

Энергия воды 22

Водородная экономика 25

Заключение 28

Литература 30

Введение

Сегодня энергетика мира базируется на не возобновляемых источниках энергии. В качестве главных энергоносителей выступают нефть, газ и уголь. Истощение месторождений нефти, угля и газа грозит глобальной энергетической катастрофой. По прогнозам российского министра энергетики, запасов хватит на ближайший век, а дальше возможен обвал энергетической экономики. Ближайшие перспективы развития энергетики связаны с поисками лучшего соотношения энергоносителей и, прежде всего с тем, чтобы попытаться уменьшить долю жидкого топлива. Но можно сказать, что человечество уже сегодня вступило в переходный период – мы плавно переходим от энергетики, базирующейся на органических природных ресурсах, к возобновляемым энергиям.

Б
ольшие надежды в мире возлагаются на так называемые альтернативные источники энергии, преимущество которых заключается в их возобновляемости, и в том, что это экологически чистые источники энергии.

Энергии от солнца, ветра, геотермальных источников и приливных сил неограниченны, в отличии от запасов нефти и газа. Поэтому рано или поздно система энергоснабжения всех стран будет вынуждена переходить на возобновляемые источники. Но уже сложившаяся система экономических отношений и энергосистема, делает этот переход очень дорогим. К тому же генераторы, использующие определенные виды возобновляемой энергии (ветра, приливные, геотермальные) привязаны к определенным территориям, что сильно затрудняет их повсеместное использование. Еще очень важным является то, что электростанции, использующие альтернативные источники энергии, обладают сравнительно малой мощностью и не могут обеспечивать потребности промышленности, потребляющей большую часть производимой электроэнергии. Вложения в них окупаются далеко не сразу, поэтому без государственных программ массовое внедрение альтернативных источников энергии в нашей стране практически невозможно.

Альтернативные источники энергии

Все мы слышали о чудесных плюсах альтернативной энергии, но, на самом деле, у нее много проблем.

Например, проблема географического распределения энергетических ресурсов. Ветряные электростанции строятся только в районах, где часто дуют сильные ветра, солнечные – где минимальное количество пасмурных дней, гидроэлектростанции – на крупных реках.

Вторая проблема альтернативной энергетики – нестабильность. На ветряных электростанциях выработка зависит от ветра, который постоянно меняет скорость или вообще затихает. Солнце вообще не светит ночью и слабо в пасмурную погоду.

Природа не учитывает нужды потребителей. Для некоторого постоянства нужны большие хранилища энергии. Однако это очень сильно удорожает всю систему.

Из-за этих и многих других сложностей замедляется развитие альтернативной энергетики в мире. Сжигать ископаемое топливо по-прежнему гораздо проще и дешевле.

Однако для одиночного потребителя, выработка своей энергии достаточна привлекательна. Из-за повышения тарифов, не редки случаи перехода от энергетических компаний к чему-то дешевле.

Энергия ветра

Впервые энергия ветра использовалась для передвижения парусных судов, а после – для подъема воды и размола зерна. Считается, что в Китае, Японии и Тибете первые ветряные двигатели были построены более 2 тысяч лет назад. Древние вавилоняне использовали их для осушения болот. В Египте и на Ближнем Востоке строили ветряные водоподъемники и мельницы.

Энергия ветра очень велика. Ее запасы по оценкам Всемирной метеорологической организации, составляют 170 трлн кВт·ч в год. Эту энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду. Но у ветра есть два существенных недостатка: его энергия сильно рассеяна по миру, и он непредсказуем – часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломаются ветряки.

Строительство, содержание, ремонт ветроустановок, круглосуточно работающих в любую погоду под открытым небом, стоит недешево. Ветроэлектростанция такой же мощности, как ГЭС, ТЭЦ или АЭС, по сравнению с ними должна занимать большую площадь. К тому же ветроэлектростанции небезвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями, создавая помехи приему телепередач в близлежащих населенных пунктах.

Принцип работы ветроустановок очень прост: лопасти, которые вращаются за счет силы ветра, через вал передают механическую энергию к электрогенератору. Тот в свою очередь вырабатывает энергию электрическую. Получается, что ветроэлектростанции работают как игрушечные машины на батарейках, только принцип их действия противоположен. Вместо преобразования электрической энергии в механическую, энергия ветра превращается в электрический ток.

Для получения энергии ветра применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью (тогда у нее есть груз противовес); вертикальные роторы, напоминающие разрезанную вдоль и насажанную на ось бочку; некое подобие «вставшего дыбом» вертолетного винта: наружные концы его лопастей загнуты вверх и соединены между собой. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления. Остальным приходится разворачиваться по ветру.

Чтобы как-то компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные «ветреные фермы». Ветродвигатели там стоят рядами на обширном пространстве и работают на единую сеть. На одном краю «фермы» может дуть ветер, на другом в это время тихо. Ветряки нельзя ставить слишком близко, чтобы они не загораживали друг друга. Поэтому ферма занимает много места. Такие фермы есть в США, во Франции, в Англии, а в Дании «ветряную ферму» разместили на прибрежном мелководье Северного моря: там она никому не мешает и ветер устойчивее, чем на суше.

Россия обладает колоссальным суммарным потенциалом энергии ветра, см. Рис. 2. Вдоль берегов Северного Ледовитого океана на протяжении 12 тыс. км господствуют ветра со среднегодовой скоростью свыше 5-7 м/с. (Считается, что ветроустановки эффективны при среднегодовых скоростях ветра выше 5-6 м/с.) Суммарная мощность ветра на Севере достигает 45 млрд. кВт, что, в переводе на душу населения, покроет едва четверть общей потребности. При этом ветроустановки успешно заменяют на Севере малые дизельные электростанции, для работы которых необходимо завозить дорогостоящее (иногда импортное) топливо.

Существует наглядный способ расчета производительности ветроустановки. Для проведения анализа ветроэнергетического потенциала требуется предварительно проводить в течение года ежедневные 5-ти кратные измерения скорости ветра с равными промежутками времени: в 9 ч, 12 ч, 15 ч, 18 ч и в 21ч.

Для приблизительных расчетов можно воспользоваться данными с метеостанции.
Порядок обработки результатов измерений следующий:

1. Результаты измерений скорости ветра , м/c, объединяются в группы с
   интервалом . Общее число измерений .

2. Поскольку измерения скорости проводятся на высоте установки флюгера , а для оценки энергетического потенциала нужна скорость ветра на
   высоте предполагаемой установки ветротурбин , определение скорости ветра на этой высоте выполняется с помощью известной аппроксимационной зависимости , где принимается равной 20 – 100 м. Коэффициент возрастания средней скорости ветра с высотой и значения показателя степени m для различных сезонов берутся из таблицы ниже.

   Сезон	Высота, м						m
   	10	20	30	40	50	60
   Зима	1	1.12	1.26	1.35	1.43	1.50	0.17
   Весна	1	1.17	1.36	1.50	1.59	1.66	0.22
   Лето	1	1.18	1.40	1.55	1.67	1.76	0.24
   Осень	1	1.12	1.26	1.35	1.43	1.50	0.17
   год	1	1.15	1.32	1.44	1.53	1.60	0.20

3. Среднее значение скорости ветра определяется соотношением , где N – число измерений, – сумма всех измеренных значений скорости.

4. Определяется величина вероятностного распределения скорости ветра , где – число измерений в iом скоростном интервале.

5. Мощность ветрового потока единичного сечения , Вт определяется , где ρ- плотность воздуха, равная 1.226 кг/м³. – функция распределения ветра.

На основе полученных данных ведется дальнейший анализ результатов с расчетом КПД установки в данной местности с помощью номинальной мощности, средней продолжительности работы ветряной установки в год и ее средней производительностью.

Правда, у ветряных мельниц есть и свои недостатки:

• шум, который она производит, заставляет многих отказаться от выработки энергии из ветра;

• они мешают полетам птиц и насекомых;

• для удовлетворения нужд промышленных предприятий требуются большие площади;

• ветряные электростанции эффективно размещать в основном на побережье, где меньше людей и больше ветров. Это заставляет строить дополнительные линии электропередач;

• передача энергии к потребителям на большие расстояния создает дополнительные потери;

• постройка на побережье крупных ветряных электростанций наносит ущерб туристическому бизнесу.

Но эти трудности преодолимы. Сейчас стоимость ветряной энергии почти равна стоимости энергии, полученной из традиционных источников.

Сейчас в мире работает более 30 тыс. ветроустановок различной мощности. Германия получает от ветра 10% своей электроэнергии, а всей Западной Европе ветер дает 2500 МВт электроэнергии. По мере того, как ветряные электростанции окупаются, а их конструкции совершенствуются, цена воздушного электричества падает. Так, в 1993 г. во Франции себестоимость 1 кВт*ч электроэнергии, полученной на ветростанции, равнялась 40 сантимам (1 сантим ~ 60 руб.), а к 2000 году она снизилась в 1,5 раза. Правда энергия АЭС обходится всего в 12 сантимов за 1 кВт*ч.

Энергия Солнца

В настоящее время используется лишь ничтожная часть солнечной энергии из-за того, что существующие солнечные батареи имеют сравнительно низкий коэффициент полезного действия и очень дороги в производстве. Однако не следует сразу отказывать от практически неистощимого источника чистой энергии: по утверждениям специалистов, гелиоэнергетика (преобразование солнечной энергии в полезную работу) могла бы одна покрыть все мыслимые потребности человечества в энергии на тысячи лет вперед.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов реферата