Жаңартылған энергия көздері

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Ғ. Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті
Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

« » кафедрасы

Семестрлік жұмыс №2

Пәні: Климаттың өзгеруі және жасыл экономика
Тақырыбы: Жаңартылған энергия көздері.
Мамандығы : 5В073100 Өмір тіршілік қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қоғрғау
Орындаған: Атантаев А. А. Тобы: БЖДк 18-1
Қабылдаған: аға оқытушы Бекмуратова Н.

«» 2020ж.
(бағасы) (қолы)

Алматы 2020

Мазмұны

Кіріспе . . . 3

ЖЭК-тің оң және теріс жақтары . . . 4

Жел қуаты . . . 5

Жел энергиясынан электр энергиясын өндірудің заманауи әдістері . . . 5

Жел энергетикасының экологиялық аспектілері . . . 7

Гидроэнергетика . . . 8

Күн энергиясы . . . 12

Геотермалдық . . . 15

Биомассаның энергиясы . . . 16

Қорытынды . . . 17

Кіріспе

Соңғы жылдары "жаңартылатын энергия көздері (ЖЭК) "ұғымы өте танымал болды. Оларды кеңінен қолдану мүмкіндіктерін бағалау таңданғаннан қалыпты пессимистік жағдайға дейін ауытқиды.

Капиталистік елдердегі 1973-1974 жылдардағы энергетикалық дағдарыс тек дәстүрлі энергия көздерін (мұнай, көмір, газ) негізге ала отырып, өндірістің энергия жарақтануын ұдайы өсіру қиын екенін көрсетті. Қоғамның энергия қарусыздануы-оның ғылыми-техникалық прогресінің негізі, өндірістік күштерді дамыту базасы. Оларды тұтыну құрылымын өзгерту ғана емес, дәстүрлі емес, баламалы энергия көздерін кеңінен енгізу қажет.

Қазба отындарына қарағанда энергияның дәстүрлі емес нысандары геологиялық жинақталған қорлармен шектелмеген. Бұл дегеніміз, оларды пайдалану және тұтыну Қордың сөзсіз таусылуына әкелмейді.

Әлемдік энергия шаруашылығының құрылымы бүгінгі күнге қарай әрбір бес өндірілген киловатттың төртеуі, негізінен, жылыту үшін алғашқы қауымдық адам пайдаланған тәсілмен, яғни отынды жағу кезінде немесе онда запастағы химиялық энергияны пайдалану кезінде, оны жылу электр станцияларындағы электр энергиясына түрлендіру кезінде алынады. Рас, отынды жағу тәсілдері әлдеқайда қиын және кемелденеді. Қоршаған ортаны қорғауға қойылатын талаптардың өсуі энергетикаға жаңа көзқарасты талап етті.

Бұл дәстүрлі емес және жаңартылатын энергия көздері қандай? Оларға әдетте күн, жел және геотермалды энергия, теңіз құймалары мен толқындар энергиясы, биомассалар (өсімдіктер, органикалық қалдықтардың әртүрлі түрлері), қоршаған ортаның төмен әлеуетті энергиясы жатады.

Жаңартылатын энергия көздерін пайдаланудың орындылығын бағалау кезіндегі негізгі фактор-дәстүрлі энергия көздерін пайдалану кезінде алынатын энергия құнымен салыстырғанда өндірілетін энергия құны. Энергияның жергілікті тұтынушыларын қанағаттандыру үшін дәстүрлі емес көздер ерекше мәнге ие болады.

Жұмыста қаралған энергияны түрлендірудің жаңа сұлбалары қоршаған ортаның ластануын туындатпайтын таза энергияны алудың кез келген әдістерін білдіретін "экоэнергетика" бірыңғай терминдерін біріктіруге болады.

ЖЭК артықшылықтары мен кемшіліктері

ЖЭК оң қасиеттеріне олардың көптеген түрлерінің жаппай таралуы, экологиялық тазалық жатады. Дәстүрлі емес көздерді пайдалану бойынша пайдалану шығындары отындық құрамдас бөліктен тұрады, өйткені бұл көздердің энергиясы тегін.

Теріс сапа-бұл ағынның аз тығыздығы (меншікті қуат) және ЖЭК көпшілігінің уақытының өзгергіштігі. Бірінші жағдай пайдаланылатын энергия қондырғыларының үлкен алаңдарын құруға мәжбүр етеді. Бұл осындай құрылғылардың үлкен материал сыйымдылығына, демек, дәстүрлі энергия қондырғыларымен салыстырғанда үлестік капитал салымдарының артуына әкеледі.

Күн сәулесі, жел, төгілу, шағын өзендердің ағысы, қоршаған ортаның жылуы сияқты энергия көздерінің өзгергіштігін көп қиындықтарға әкеледі. Егер, мысалы, құйма энергиясының өзгеруі қатаң циклді болса, онда күн энергиясының түсу процесі, жалпы алғанда заңды болса да, онда ауа райы жағдайларына байланысты кездейсоқ элементтің елеулі элементі бар. Жел энергиясы одан да өзгермелі және күтпеген. Бірақ геотермалдық қондырғылар скважиналарда геотермалдық флюидтің өзгермейтін дебиті кезінде энергияның тұрақты өндірілуіне (электр немесе жылу) кепілдік береді. Бұдан басқа, тұрақты энергия өндірісі биомассаны пайдаланатын қондырғыларды, егер олар осы "энергетикалық шикізаттың"талап етілетін санымен жабдықталса, қамтамасыз ете алады.

Электр энергиясын өндіру туралы айтқанда, ол өндірілген сәтте тұтынылуы тиіс өнімнің өте ерекше түрі екенін байқаған жөн. Оны көмір, мұнай немесе кез келген басқа өнім немесе тауар сияқты "қоймаға" жіберуге болмайды, өйткені электр энергиясын көп мөлшерде шоғырландырудың іргелі ғылыми-техникалық проблемасы әлі шешілмеген және ол таяу болашақта шешілетін болады деп пайымдауға негіз жоқ.

ЖЭК көптеген түрлерінің "тегін" келетін болсақ, бұл фактор тиісті жабдықты сатып алуға арналған едәуір шығындармен түзетіледі. Нәтижесінде, кейбір парадокс пайда болады, бұл тегін энергия, негізінен, бай елдер пайдалана алады. Сонымен қатар қазіргі заманғы энергетикалық инфрақұрылымы жоқ, яғни орталықтандырылған энергиямен жабдықтаудың дамыған желісі жоқ дамушы мемлекеттер ЖЭК пайдалануға барынша мүдделі. Олар үшін дәстүрлі емес көздерді қолдану арқылы автономды энергиямен қамтамасыз етуді құру проблеманы шешуге айналуы мүмкін еді, бірақ өздерінің кедейлігіне байланысты олардың тиісті жабдықтарды жеткілікті мөлшерде сатып алуға қаражаты жоқ. Энергетикалық аштықтың бай елдері негізінен экология, энергия үнемдеу және энергия көздерін әртараптандыру тұрғысынан баламалы энергетикаға қызығушылық танытпайды және қызығушылық танытады.

Жел энергиясы

Жел энергетикасы - жел энергиясын-атмосферадағы ауа массасының кинетикалық энергиясын пайдалануға маманданған энергетика саласы.

Адам заманнан бері жел энергиясын пайдаланады. Бірақ оның желкеншілері, мыңдаған жылдар бойы мұхиттар кең даласын жаулап алған және жел диірмендері сол 2, 7 трлн. жердегі желге ие қуат кВт. Бірақ бұл планетаның гидроэнергетикалық әлеуетінен 10 есе артық.

Неге осындай мол қолжетімді және экологиялық таза энергия көзі нашар пайдаланылады? Қазіргі таңда желді пайдаланатын қозғалтқыштар энергияның бір мыңдық әлемдік қажеттіліктерін жабады.

Жердің Жел энергетикалық әлеуеті 1989 жылы жылына 300 млрд. кВт * с бағаланған. Бірақ бұл саннан техникалық игеру үшін тек 1, 5% ғана жарамды. Ол үшін басты кедергі - жел энергиясының шашыраңқы және тұрақсыздығы. Электр энергиясының өзіндік құны айтарлықтай қымбаттайды. Күн және жел электр станцияларын қуаты бойынша тең салу кезінде шашыраңқылық салдарынан соңғылар үшін алаңнан бес есе көп талап етіледі (дегенмен, бұл жерлерді бір мезгілде ауыл шаруашылығы мұқтаждары үшін де пайдалануға болады) . Бірақ жер бетінде жел жеткілікті тұрақтылық пен күш беретін аудандар бар. Мұндай аудандардың мысалдары Солтүстік, Балтық, арктикалық теңіздер.

Жаңа зерттеулер негізінен жел энергиясынан электр энергиясын алуға бағытталған. Жел энергетикалық машиналар өндірісін игеруге ұмтылу көптеген агрегаттардың пайда болуына әкелді. Олардың кейбірі ондаған метрге жетеді және уақыт өте келе олар нақты электр желісін құра алады деп ойлайды. Шағын жел электр агрегаттары жеке үйлерді электр энергиясымен жабдықтауға арналған.

Салынуда ветроэлектрические станциялары көбінесе тұрақты ток. Жел дөңгелегі динамо-машина - электр тогының генераторын қозғалысқа әкеледі, ол бір уақытта параллель қосылған аккумуляторларды зарядтайды.

Бүгінде жел электр агрегаттары мұнайшыларды токпен сенімді жабдықтайды; олар жету қиын аудандарда, алыс аралдарда, Арктикада, ірі елді мекендер мен жалпы қолданыстағы электр станциялары жоқ мыңдаған ауыл шаруашылығы фермаларында табысты жұмыс істейді.

Жел энергиясынан электр энергиясын генерациялаудың заманауи әдістері

Барлық жел қозғалтқыштарының жұмыс істеу принципі бір: жел қысымының астында қалақтары бар жел дөңгелегі айналып, айналмалы моментті электр энергиясын өндіретін генератордың білігіне, су сорғысына беру жүйесі арқылы береді. Жел шоғырының диаметрі неғұрлым көп болса, соғұрлым ауа ағыны үлкен болады және агрегатты көбірек энергия шығарады.

Принципиалды қарапайымдылық мұнда конструкторлық шығармашылық үшін ерекше кеңістік береді, бірақ Жел агрегатының тәжірибесіз көзқарасы қарапайым конструкция болып табылады.

Қанаттық жел қозғалтқыштары

Жел тораптарының дәстүрлі орналасуы - көлденең айналу осі бар - шағын өлшемді және қуатты агрегаттар үшін жақсы шешім. Ал қалақтардың құлауы өскен кезде, мұндай компонент тиімсіз болды, өйткені әр түрлі биіктікте жел түрлі жаққа соғады. Бұл жағдайда агрегатты желге оңтайлы бағдарлау мүмкін емес, сонымен қатар қалақтардың бұзылу қаупі туындайды.

Ауа ағынының әсері кезінде қанаттар қалақтарының айналу жазықтығына перпендикуляр болатын қанаттық жел қозғалтқыштары үшін айналу осінің Автоматты бұрылу құрылғысы талап етіледі. Осы мақсатта Қанат-тұрақтандырғышты қолданады. Карусельді жел қозғалтқыштары өзінің жағдайын өзгертпей, желдің кез келген бағытында жұмыс істей алатын артықшылыққа ие.

Желді қозғалтқыштарда жел энергиясын пайдалану коэффициенті карусельге қарағанда әлдеқайда жоғары. Сонымен қатар, Карусельді жел қозғалтқыштары айналу сәті әлдеқайда көп. Ол желдің нөлдік салыстырмалы жылдамдығы кезінде Карусельді қалақты агрегаттар үшін максималды.

Қанаттық жел агрегаттарының таралуы олардың айналу жылдамдығының шамасымен түсіндіріледі. Олар жоғарылататын редукторсыз электр тогының генераторымен тікелей қосылуы мүмкін. Жел қозғалтқыштарының айналу жылдамдығы қанаттар санына кері пропорционал, сондықтан үш қалақтары бар агрегаттар іс жүзінде пайдаланылмайды.

Карусельді жел қозғалтқыштары

Аэродинамикадағы айырмашылық Карусельді қондырғыларға дәстүрлі желшімен салыстырғанда артықшылық береді. Жел жылдамдығы ұлғайған кезде олар тартқыштың күшін тез арттырады, содан кейін айналу жылдамдығы тұрақтанады. Жел қозғалтқыштары ақырын жүрісті және қарапайым электр сұлбаларын пайдалануға мүмкіндік береді, мысалы, асинхронды генератормен, желдің кездейсоқ үзілуі кезінде апатқа ұшырауы мүмкін. Карусельді конструкцияның тағы да маңызды артықшылығы оның" жел қайдан шығады " деген қосымша күтулерсіз бақылау қабілеті болды. Мұндай типтегі жел қозғалтқыштары АҚШ, Жапония, Англия, ГФР, Канадада құрылады.

Карусель қалақты жел қозғалтқышы ең қарапайым пайдалану. Оның конструкциясы жел қозғалтқышын іске қосу кезінде ең жоғары нүктені және жұмыс процесінде ең жоғары айналу жылдамдығын автоматты түрде өзін-өзі реттеуді қамтамасыз етеді. Жүктеменің ұлғаюымен айналу жылдамдығы азаяды және айналмалы моменттің толық тоқтауына дейін өседі.

Ортогональды жел қозғалтқыштары

Ортогональды жел қозғалтқыштары, мамандардың пайымдауынша, үлкен Энергетика үшін перспективалы. Бүгінгі күні ортогоналды конструкциялардың жел көлбеулерінің алдында белгілі бір қиындықтар тұр. Олардың арасында, атап айтқанда, іске қосу проблемасы бар.

Ортогоналды қондырғыларда дыбыстан кейінгі ұшақтағы Қанаттың профилі қолданылады (суретті қараңыз. 1. (6) ) . Ұшақ, Қанаттың көтеру күшіне "озар алдында, жүгіруге тиіс. Сонымен қатар ахуал туралы істі жағдайда ортогональной орнату. Алдымен оған энергияны жеткізу керек - ширату және белгілі бір аэродинамикалық параметрлерге дейін жеткізу, содан кейін ол қозғалтқыш режимінен генератор режиміне өтеді.

Жел энергетикасының экологиялық аспектілері

Атмосфераға шығарындылар

Қуаттылығы 1 МВт жел генераторы атмосфераға жыл сайынғы шығарынды 1800 тонна СО2, 9 тонна SO2, 4 тонна азот оксидін қысқартады. Global Wind Energy Council бағалауы бойынша 2050 жылға қарай әлемдік жел энергетикасы СО2 жыл сайынғы шығарындыларын 1, 5 миллиард тоннаға қысқартуға мүмкіндік береді.

Климатқа әсері

Жел генераторлары қозғалатын әуе массаларының кинетикалық энергиясының бір бөлігін алады, бұл олардың қозғалыс жылдамдығының төмендеуіне әкеледі. Жел тораптарын жаппай пайдалану кезінде (мысалы, Еуропада) бұл баяулау теориялық тұрғыдан жергілікті (және тіпті жаһандық) климаттық жағдайларға елеулі әсер етуі мүмкін. Атап айтқанда, желдің орташа жылдамдығының төмендеуі аймақтың климатын баяу қозғалатын ауа массалары жазда қатты қызып, қыста суытып үлгереді. Сондай-ақ желден энергия алу іргелес аумақтың ылғалдық режимінің өзгеруіне ықпал етуі мүмкін. Дегенмен, ғалымдар әзірге осы саладағы зерттеулерді, осы аспектілерді талдайтын ғылыми жұмыстарды ғана ашып қана қоймай, кең ауқымды жел энергетикасының климатқа әсер етуіне сандық баға бермейді, алайда бұрын ойлағанындай, ол елеусіз болмауы мүмкін деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді.

Жел энергиясын пайдалану бойынша Статистика

2019 жылдың басында барлық жел генераторларының жалпы белгіленген қуаты 600 гигаваттан асты. 2009 жылдан бастап әлемдегі барлық жел генераторларының қуаты сомасының орташа өсуі жылына 38-40 гигаватты құрайды және АҚШ, Үндістан, ҚХР және ЕО жел энергетикасының қарқынды дамуымен байланысты.

Бүкіл әлемде 2008 жылы жел энергетикасы индустриясында 400 мыңнан астам адам жұмыс істеді. 2008 жылы жел энергетикасына арналған жабдықтардың әлемдік нарығы 36, 5 миллиард евроға дейін немесе 46, 8 миллиард американдық долларға жуық өсті.

2010 жылы Еуропада орнатылған жел электр станцияларының 44% - ы, Азияда - 31% - ы, Солтүстік Америкада-22% - ы шоғырланған.

2014 жылы Данияда электр энергиясының 39% жел энергиясынан өндірілген.

2014 жылы Германияның жел электр станциялары Германияда өндірілген барлық электр энергиясының 8, 6% - ын өндірді.

2009 жылы Қытайда жел электр станциялары елдің 1, 3% - ға жуық электр энергиясын өндірді. ҚХР-да 2006 жылдан бастап жаңартылатын энергия көздері туралы заң жұмыс істейді. 2020 жылға қарай жел энергетикасының қуаты 80-100 ГВт жетеді деп болжануда.

2014 жылдың желтоқсанында жел энергетикасы Шотландияның үй шаруашылықтары тұтынатын электр энергиясының 164% - ын қамтамасыз етті. 28 Қазан 2013 түнгі сағат 2 - де Данияның жел генераторлары елде тұтынылатын электр қуатының 122 пайызын игерді. Португалия мен Испания 2007 жылдың кейбір күндерінде жел энергиясынан 20% электр энергиясын өндірді. 2008 жылдың 22 наурызында Испанияда жел энергиясынан еліміздің барлық электр энергиясының 40, 8% өндірілді.

Жел энергетикасының экономикалық аспектілері

Отынды үнемдеу

Жел генераторлары пайдалану процесінде қазбалы отынды пайдаланбайды . 20 жылда қуаты 1 МВт жел генераторының жұмысы шамамен 29 мың тонна көмір немесе 92 мың баррель мұнай үнемдеуге мүмкіндік береді .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.