Влияние возобновляемых источников энергии на окружающую среду

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГАОУВПО «Казанский «Приволжский» федеральный университет»

Институт (факультет)

Кафедра

 

 

 

 

 

ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ

 «Влияние  возобновляемых источников энергии  на окружающую среду»

 

 

 

 

 

                                                                                              Выполнила студенка группы 14-247

                                                                                             Сахабутдинова Диляра Артуровна

            Проверила: Сабирова Марина Евгеньевна 

        ______________________________

 

 

 

 

 

 

Казань, 2014

Содержание

Введение……………………………………………………………………….….3

Глава 1. Энергоустановки ВИЭ и особенности экологического воздействия……………………………………………………………………....4

1. Ветровая энергетика………………………………………………....5
2. Малая гидроэнергетика…………………………………………..….7
3. Солнечная энергетика…………………………………………….....11

Глава 2.   Состояние и перспективы возобновляемых природных источников энергии в России…………………………………………………………….......13

2.1. Перспективы применения альтернативных источников энергии в РФ…………………………………………………………………………………13

2.2. Наиболее распространенные ВИЭ в России………………….......16

2.3. Роль возобновляемых источников энергии и их воздействие на окружающую среду………………………………………………………...……17

Заключение………………………………………………………………...……..21

Список использованной литературы………………………………………...…22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В современном мире существуют не мало важных глобальных проблем. Одна их важных – истощение природных ресурсов. Большинство в мире используют большое количество нефти и газа. Но у людей возникает вопрос: как же долго нам будет хватать этих ресурсов, если так же использовать их в таком же объеме? По данным, запасы нефти исчерпаются к концу нынешнего столетия. Получается нашим внукам и правнукам будет нечего использовать для получения энергии? Это звучит ужасающе. И люди начали задумываться использовать альтернативные источники получения энергии, так как использования традиционных полезных ископаемых, ведет к плохой экологической обстановке мира. Этим обусловлено актуальность рассматриваемой темы курсовой работы, потому что в настоящее время альтернативные источники энергии – это единственный способ для получения огромного количества потребляемого сырья.

Традиционные источники энергии – основные загрязнители окружающей среды и являющие потребителями невозобновляемых природных ресурсов. В свою очередь, использование альтернативных источников энергии ведут к решению проблем устойчивого развития человечества за счет использования возобновляемых ресурсов.

Объектом данной работы являются возобновляемые источник энергии. Предмет исследования – возможности использования возобновляемых источников энергии.

Целью работы заключается в нахождении альтернативных способов использования нетрадиционных энергоресурсов в России.

Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Рассмотреть энергоустановки ВИЭ и их воздействие на экологию.
2. Исследовать основные преимущество возобновляемых источников энергии.
3. Проанализировать возможности развития ВИЭ в России.

В данной работе рассматриваются энергетические установки, использующие ветровую и солнечную энергию, и их воздействие на окружающую среду. А также состояние и меры по улучшению возобновляемых источников энергии в России.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1. Энергоустановки возобновляемых источников энергии и особенности экологического воздействия

1.1.Ветровая  энергетика

Ветровая энергетика в последние годы является одна из самых востребованных источников альтернативной энергии. Люди задумались о том, как использовать мощную силу воздушных масс. Мощность ветрового потока в атмосфере составляет примерно 2000 ТВт.

Ветроэнергетика – это отрасль энергетики, основанная на использовании энергии ветра. Энергию ветра как правила, относят к возобновляемым видам энергии, потому что она является следствием деятельности солнца.

Первые ветродвигатели появились в древности в Египте и в Китае. Они использовались для размола зерна в Персии уже 200-ом году до н.э. Мельницы такого типа были распространенны в исламском мире, позже в 13-ом веке начали появляться и в Европе.

Общество начинает двигаться вперед, усовершенствоваться и уже в 19-ом веке в Дании появляются ветряные мельницы, которые производят электричество. В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии. Техника XX века открыла со всем новые возможности для ветроэнергетики, задача которой стала другой – получения электроэнергии.

Принцип действия всех ветродвигателей одинаковый: под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше вырабатывает энергии.

Различают несколько типов ветродвигателей:

1. Ветродвигатели с вертикальной осью вращения (карусельные)
2. Ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые)

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1 Типы ветродвигателей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2 Получение энергии с помощью ветрогенераторов

Достоинства ветроэнергетики заключаются в том, что производство электроэнергии не сопровождается выбросами в атмосферу вредных веществ; отсутствие загрязнения водного бассейна, и при этом оно не мешает ведению сельского хозяйства и промышленной деятельности вблизи ветростанций; ветровая энергетика не требует невозобновимое органическое топливо.

Главные недостатки ветровой энергетики - нестабильность и низкая энергетическая плотность, относительно невысокий выход электроэнергии, сильная изменчивость от погодных условий, шумовое загрязнение, высокая стоимость, появление пожаров.

При всех своих недостатков, ветровая энергетика очень востребована и наибольше выгодна, и в большей степени распространена во многих частях региона. Она применяется в любых отраслях человеческой жизни. Например, в частных домах, на фермах и на крупных промышленных производствах. Не мало важно отметить, что основные направлениями отрицательного воздействия на окружающую среду для ветровой электроэнергетики являются огромные площади ветропарков, создаваемый ими шум, электромагнитные помехи, в меньшей степени может произойти столкновение с птицами и влияние на климат.

Ветровая энергетика – это экологически чистый способ получения энергии, которое в современном обществе уделяется большое внимание. Мировыми лидерами в ветроэнергетике являются США, Германия, Нидерланды, Дания и Индия. На современном этапе развития в России возникли новые организации, занимающие ветроэнергетикой, постепенно налаживается сотрудничество с зарубежными странами. Всего в России насчитывается 20 – 25 проектов ВЭС. Вероятно, что через 10 – 20 лет она станет неотъемлемой частью нашей жизни, благодаря старанием специалистов.

1.2. Малая  гидроэнергетика

Одним из наиболее эффективных направлений развития возобновляемой энергетики является использование малых гидроэлектростанций (МГЭС) для преобразования энергии небольших водотоков в электрическую энергию. В настоящее время около 30 % электроэнергии на основе возобновляемых источников энергии вырабатывается на малых ГЭС. Энергетический потенциал малой гидроэнергетики в России превышает суммарный потенциал ветроэнергетики, солнечной энергетики и биомассы.

Гидроэнергетика – это производство электроэнергии при помощи гидротурбин разной мощности, устанавливающиеся на постоянных водотоках. Например, в руслах рек. Для того чтобы, создать гидроэлектростанции необходимо возвести плотину, в которой устанавливаются гидротурбины.

Объектом малой гидроэнергетики являются малые и микро ГЭС. Это область занимается применением энергии водных ресурсов и гидравлических систем при помощи гидроэнергетических установок малой мощности.

В мире малая гидроэнергетика стала развиваться в последние десятилетия, в основном это связано со стремлением избежать экологического ущерба, который наносится водохранилищам крупных ГЭС, с возможностью гарантировать энергоснабжения в изолированных и труднодоступных районах, а также с небольшими затратами капитала при строительстве станций и скорого возврата инвестиций.

Источниками энергии для малой гидроэнергетики служат: небольшие реки, ручьи, естественные перепады высот на озерных водосбросах.

Гидроагрегат малой ГЭС (МГЭС) включает в себя генератор, турбины и системы автоматического управления. По типу используемых гидроресурсов МГЭС делят на категории: новые русловые или приплотинные станции с водохранилищами небольших размеров; станции, работающие за счет скоростной энергии свободного течения рек; станции, применяющие существующие перепады уровней воды в разливных объектах водного хозяйства – от водоочистных комплексов до судоходных сооружений (сегодня есть опыт применения питьевых водоводов, канализационных и промышленных стоков).

Применение энергии небольших водотоков при помощи малых ГЭС – одно из самых эффективных направлений развития возобновляемой энергетики в нашей стране. Большая часть ресурсов малой гидроэнергетики в России сконцентрированы на Дальнем Востоке, на Северном Кавказе, на Северо - Западе (Мурманск, Архангельск, Карелия, Калининград), в Туве, на Алтае, в Тюменской области и в Якутии.

Микро ГЭС (мощность до 100 кВт) устанавливают практически в любом месте. Гидроагрегат включает водозаборное устройство, энергоблок и устройство автоматического регулирования. Микро ГЭС применяются в качестве источников электроэнергии для фермерских хозяйств, дачных поселков, хуторов и небольших производств в труднодоступных районах – там, где невыгодно прокладывать сети.

Технико-экономические возможности малой гидроэнергетики в нашей стране превышают возможности следующих возобновляемых источников: солнце, ветер, биомасса, а также все они вместе взятые. Сегодня он оценивается в размере 60 млрд. кВт/ч в год. Но этот потенциал применяется слабо: лишь на 1%. В 1950-60-х годах функционировало несколько тысяч МГЭС. Сегодня – только несколько сотен – отразились последствия перекосов в ценовой политике и слабое внимание к повышению качества и профессионализма конструкций оборудования, к использованию совершенных технологий и материалов.

В 1990-х годах в связи со снижением объемов крупного строительства в отечественной гидроэнергетике наша страна частично переориентировала производственные предприятия на нужды малой гидроэнергетики, вот некоторые из них: АО «Тяжмаш» (город Сызрань), АО «ЛМЗ» и АО «НПО ЦКТИ» (город Санкт-Петербург) и др. Вместе с этим были образованы, в том числе в рамках конверсии, акционерные компании и малые предприятия, производящие оборудование для МГЭС. Самые известные: НПЦ «Ранд» и АО «МНТО Инсет» из Санкт-Петербурга, АО «Энергомаш», АО «НИИЭС» и АО «Напор» из Москвы. Среди поставщиков оборудования отметим и региональные организации, которые когда-то входили во Всесоюзный институт «Гидропроект».

В России до 2015 года планируется ввести в эксплуатацию 65 малых гидроэлектростанций (18 - на территории Республики Тува, 35 - в Республике Алтай, 12 - в Бурятии)

Применение МГЭС характеризуется рядом преимуществ:

– отсутствует нарушение природного ландшафта и окружающей среды  в процессе строительства и на этапе эксплуатации;

– отсутствует отрицательное влияние на качество воды: не теряет первоначальных природных свойств и может использоваться для водоснабжения населения;

– отсутствуют проблемы, характерные крупной гидроэнергетике (строительство сложных и дорогостоящих гидросооружений, затопление местности и т.п.).

Строительство мини-ГЭС не требует переселения жителей, что приводило при заполнении крупных водохранилищ к существенным социальным сдвигам и потрясениям. Создание мини ГЭС не нарушает охотничьих угодий и не вносит изменений в образ жизни коренных малочисленных народов. Кроме того, во всех регионах России водохранилища могут использоваться в целях рекреации, рыборазведения и т. д.