Реферат на тему Перспективные энерготехнологии

Заключение:

Проблемы, обострившиеся в глобальной энергетике, привели к реальному пониманию, что, без поиска новых источников, преобразователей и аккумуляторов энергии, мировое человечество не сможет развиваться столь же динамично, как в настоящее время. К счастью, уже сейчас автономные системы электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии оказываются вполне конкурентоспособными и практически являются альтернативой централизованному электроснабжению. При этом, однако, не следует упускать, что реальным местом для таких систем пока остаются небольшие объекты электрификации, типа фермерских усадеб, загородных домиков, пасек, домиков рыбака и т.п. Кроме того, приходиться мирится с несколько меньшей надежностью электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии.
Изучение возобновляемых источников энергии показало их неравнозначность, как в потенциальном отношении, так и отношении технических возможностей их использования. Так наиболее применимыми (но практически исчерпавшими возможность дальнейшего наращивания) являются гидроресурсы. Но даже после практического и весьма широкого освоения энергии рек и водопадов, электроэнергия, получаемая на гидроэлектростанциях, остается самой дорогой в традиционной энергетике. Для автономного электроснабжения энергия малых рек имеет очень большие ограничения из-за необходимости ее транспортировки к потребителю.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. Общие сведения об источниках энергии

1.1 Традиционные и нетрадиционные источники энергии

Из курса физики мы знаем, что энергией называется способность материальных объектов (вещества или поля) производить работу. Человек в своей жизнедеятельности непрерывно производил и производит работу. В начале для этого он использовал энергию собственных мускул, затем мускул животных. Для получения тепла он использовал энергию, выделяемую при сгорании биомассы (вначале растительного, затем животного происхождения).
В индустриальном обществе ископаемое углеводородное топливо стало преобладающим источником энергии. Все без исключения страны в стадии индустриализации традиционно используют ископаемое углеводородное топливо для привода тепловых машин и получения тепла в широком диапазоне температур.
Другие источники энергии, солнечное излучение, ветер (кинетическая энергия движущихся воздушных масс), биотопливо (поглощенная в процессе фотосинтеза солнечная энергия) в процессе индустриализации постепенно вытеснялись традиционными источниками энергии, и в этой связи получили название нетрадиционных источников энергии. Исключение составляет гидроэнергия, то есть, энергия рек. Гидроэнергия, вначале используемая для привода водяных мельниц, в индустриальную эпоху стала использоваться в гидроэлектростанциях для привода генераторов электроэнергии. Во многих странах (включая и Россию) гидроэлектростанции составляют достаточно большую часть электростанций, а гидроэнергия (возобновляемый формально нетрадиционный источник энергии) используется почти так же интенсивно, как и традиционные источники энергии. Этому факту есть свои причины, которые будут рассмотрены в соответствующем разделе.
Как вы уже заметили, нетрадиционные виды энергии присущи возобновляемым источникам энергии, а традиционные — не возобновляемым источникам энергии. По этому признаку традиционными источниками энергии можно считать не возобновляемые ресурсы ископаемого углеводородного топлива, а нетрадиционными источниками энергии — возобновляемые, или восполняемые, источники энергии (ВИЭ).

1.2 Проблемы использования традиционных и нетрадиционных источников энергии

Одной из проблем использования традиционных источников энергии является ограниченность их запасов, что, в конце концов, приведет к полному истощению ископаемого топлива. Проблема настолько очевидна, что не нуждается в доказательстве. В настоящее время обсуждается лишь время, в течение которого запасы ископаемого углеводородного топлива иссякнут. По пессимистическим прогнозам этих запасов осталось на 30 — 40 лет. Существуют и более оптимистические прогнозы, но все они не превышают ста лет. Это значит, что не позднее последней четверти текущего столетия наступит энергетический кризис использования традиционных источников энергии.
Проблема истощения запасов ископаемого топлива выдвинула задачу поиска его заменителей, в связи с чем, 21 век станет веком поиска новых источников энергии, способных удовлетворять растущие энергетические потребности человечества.
Сейчас большие надежды возлагаются на атомные электростанции и на изыскание практических способов использования для этих целей урана U, основного изотопа природного урана.
Однако уран, как и всякое ископаемое топливо, имеет конечные запасы, и, не смотря на его большой энергетический потенциал, так же подвержен истощению. Это значит, что применение ядерной энергии не решает проблему истощения, а лишь отодвигает кризисные явления, хотя потенциально и на очень большое время.
Истощение запасов углеводородного топлива породило вторую проблему, которую невозможно устранить путем использования ядерного топлива. Эта проблема состоит в интенсивном росте стоимости энергии, получаемой путем сжигания традиционного топлива.
Третья проблема, которая быстро переходит в разряд первостепенных, является экологической, обусловленной негативным влиянием на окружающую среду традиционной энергетики.
Известно, что вся энергия, производимая и потребляемая в любой форме, в конечном итоге превращается в теплоту.
По ряду независимых оценок, хорошо согласующихся между собой, производство теплоты, выделяемое в окружающую среду составляет около 510 Дж/с. Эта величина очень мала по сравнению с количеством теплоты, поглощаемой нашей планетой, и составляет менее 0,025 %. Искусственно выделяемая теплота практически не влияла бы на климат Земли, если бы она была равномерно распределена по всей территории Земного шара, включая и океаны.
В действительности искусственные тепловыделения сконцентрированы в определенных местах, что связано не только с потреблением энергии, но и с ее производством и преобразованием. Например, к.п.д. тепловых электростанций составляет около 35 %, то есть, более 65 % энергии топлива в конечном итоге уходит во внешнюю среду. В местах производства энергии больших мощностей выделение тепла может в несколько раз превышать средние значения в Мире. Так, в районе Лос-Анджелеса выделяется до 0,5% теплоты по сравнению с теплотой, поступающей от Солнца в этом же месте, и выделение теплоты продолжает расти. В таких случаях искусственное тепловыделение способно заметно повлиять на тепловой баланс в данной местности. Существуют гипотезы, что причиной разрушительных ураганов, обрушившихся на побережье Америки в 2005 году, были местные тепловыделения в промышленных районах США.