Традиционные и нетрадиционные способы получения энергии

ТРАДИЦИОННЫЕ  И НЕТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ  ЭНЕРГИИ.

 

Работу  выполнила ученица 11»Б» класса:

Осодоева  Мария

Традиционные  источники получения энергии:

 

• Тепловые электростанции.
• Гидроэлектростанции.
• Атомные электростанции.

 

Нетрадиционные  источники энергии

• Ветровая энергия.
• Геотермальная энергия.
• Тепловая энергия океана.
• Энергия приливов и отливов.
• Энергия Солнца. 
• Водородная энергетика.

 

ПРОВЕРЬ СЕБЯ!

Выработка электричества  в ТЭС происходить при участии множества последовательных этапов, но общий принцип её работы очень прост. Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

 

Тепловые  электростанции.

 

Тепловые электростанции – это электростанции, вырабатывающие электроэнергию посредством преобразования химической энергии топлива в механическую энергию вращения вала электрогенератора.

 

Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через  турбину, конденсируется и вновь  превращается в воду, которая дополнительно  проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой  котел.

ГРЭС (государственная районная электрическая  станция) – довольно известное и привычное название. Это не что иное, как тепловая паротурбинная электростанция, оборудованная специальными конденсационными турбинами, которые не утилизируют энергию отработанных газов и не превращают её в тепло, например, для обогрева зданий. Такие электростанции еще называют конденсационными электростанциями.

Тепловые  электростанции с парогазотурбинной  установкой (ПГЭС). Это электростанции комбинированного типа. Они оборудованы паротурбинными и газотурбинными механизмами, и их КПД достигает 41-44%. Эти электростанции также позволяют утилизировать тепло и превращать его в тепловую энергию, идущую на отопление зданий. Газотурбинных электростанции, или ГТЭС, в которых генератор вращается посредством газовой турбины. В качестве топлива на таких ТЭС применяют природный газ или жидкое топливо (дизель, мазут). Однако КПД таких электростанций не очень высок, около 27-29%, так что их используют в основном как резервные источники электроэнергии для покрытия пиков нагрузки на электрическую сеть, или для снабжения электричеством небольших населенных пунктов.

 

 

 

 

Виды ТЭС:

 

Самой крупной ТЭС в России является Сургутская ГРЭС-2 (4800 МВт), работающая на природном газе.

Гидроэлектростанции.

 

Гидроэлектростанция (ГЭС) — электростанция, в качестве источника энергии использующая энергию водного потока. Гидроэлектростанции  обычно строят на реках, сооружая плотины  и водохранилища.

Принцип работы ГЭС.

 

 В гидроэлектростанции  кинетическая энергия падающей воды используется для производства электроэнергии. Турбина и генератор преобразовывают  энергию воды в механическую энергию, а затем - в электроэнергию. Турбины  и генераторы установлены либо в  самой дамбе, либо рядом с ней. Иногда используется трубопровод, чтобы  подвести воду, находящуюся под давлением, ниже уровня дамбы или к водозаборному  гидроузлов гидроэлектростанции. Мощность гидроэлектростанции определяется, прежде всего, по функции двух переменных: (1) расход воды, выраженный в кубических метрах в секунду (м3/с), и (2) гидростатический напор, который является разностью высот между начальной и конечной точкой падения воды. Проект станции может основываться на одной из этих переменных или на обеих.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ.

 

Атомная электростанция (АЭС) — ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определённой проектом территории, на которой для осуществления этой цели используются ядерный реактор (реакторы) и комплекс необходимых систем, устройств, оборудования и сооружений с необходимыми работниками.

 

Топливом для атомных электростанций служат вещества, способные, при определенном начальном стимулировании, совершать  цепную реакцию расщепления ядер элементов, в основном трансурановой  группы. В настоящее время основными  являются плутоний и уран.

Чаще всего в качестве топлива  используют изотоп урана-235.

Принцип действия.

 

Энергия, выделяемая в активной зоне реактора, передаётся теплоносителю первого контура. Далее теплоноситель поступает  в теплообменник , где нагревает  до кипения воду второго контура. Полученный при этом пар поступает  в турбины, вращающие электрогенераторы. На выходе из турбин пар поступает  в конденсатор, где охлаждается  большим количеством воды, поступающим  из водохранилища.

Компенсатор давления, служит для выравнивания колебаний  давления в контуре во время работы реактора, возникающих за счёт теплового  расширения теплоносителя.

 

Помимо воды, в различных реакторах в качестве теплоносителя могут применяться  также расплавы металлов. Использование  жидкометаллических теплоносителей позволяет  упростить конструкцию оболочки активной зоны реактора , избавиться от компенсатора давления.

В случае невозможности  использования большого количества воды для конденсации пара, вместо использования водохранилища вода может охлаждаться в специальных  охладительных башнях.

Ветроэнергетика —

 отрасль энергетики, специализирующаяся  на преобразовании кинетической  энергии воздушных масс в атмосфере  в электрическую, механическую, тепловую  или в любую другую форму  энергии, удобную для использования  в народном хозяйстве. 

 

Ветровая энергия.

 

К тому же геотермальные ресурсы огромны, и опасность их истощения во много  раз ниже, чем в случае со многими  другими энергетическими ресурсами. Использование геотермальной энергии  решает проблему загрязнения окружающей среды. К тому же ее себестоимость  довольно низкая по сравнению со многими  другими видами энергии.  
    

 

Использование геотермальной энергии имеет  много плюсов. Страны, где она  применяется, меньше зависят от нефти. Каждые десять мегаватт электроэнергии, получаемые на геотермальных электростанциях  ежегодно, помогают экономить 140000 баррелей сырой нефти в год.

Геотермальная энергия

 

Геотермальная энергетика —  направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии  за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях. Обычно относится к альтернативным источникам энергии, использующим возобновляемые энергетические ресурсы.

 

В вулканических районах  циркулирующая вода перегревается  выше температуры кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности, иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин. Более чем такие паротермы распространены сухие высокотемпературные породы, энергия которых доступна при помощи закачки и последующего отбора из них перегретой воды. Высокие горизонты пород с температурой менее 100 °C распространены и на множестве геологически малоактивных территорий, потому наиболее перспективным считается использование геотерм в качестве источника тепла.

Тепловая  энергия океана.

 

Энергия океана — мировой океан является естественным аккумулятором огромного количества солнечной энергии, поступающей  на Землю.

 

Преимущества:

• ОТЭС используют чистый, неограниченный, возобновляемый природный ресурс. Тепло поверхности морей и холодная вода глубоководья заменяют традиционные ископаемые топлива, используемые для производства электричества.
• ОТЭС не воздействуют негативно на окружающую среду. Используемая в процессе работы станции вода возвращается в соответствующие океанские слои без каких-либо негативных последствий.
• ОТЭС способны наряду с электроэнергией производить пресную воду, что особенно важно для островных наций, где поступления пресной воды ограничены.
• Солнечной энергии, поступающей в верхние слои океана, более чем достаточно для обеспечения человечества чистой энергией в будущем.
• Использование океанской энергии увеличивает независимость от импортируемых традиционных видов топлива, повышая тем самым энергетическую безопасность.
• ОТЭС могут быть использованы для производства энергоемких водорода, метанола и аммиака.

Энергия приливов и отливов.

 

Приливная электростанция: Электростанциями этого типа являются особым видом гидроэлектростанции, использующим энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Для получения энергии залив или  устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в  режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище  для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем  случае они называются гидроаккумулирующая  электростанция.

 

Преимуществами  ПЭС является экологичность и  низкая себестоимость производства энергии.

Недостатками  — высокая стоимость строительства  и изменяющаяся в течение суток  мощность, из-за чего ПЭС может работать только в единой энергосистеме с  другими типами электростанций.

ЭНЕРГИЯ СОЛНЦА. 

 

Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании  солнечного излучения для получения  энергии в каком-либо виде.

 

Достоинства:

•   Общедоступность и неисчерпаемость источника.

 

Недостатки

• Зависимость от погоды и времени суток.
• Как следствие необходимость аккумуляции энергии.
• При промышленном производстве - необходимость дублирования солнечных ЭС маневренными ЭС сопоставимой мощности.
• Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллур).
• Необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.
• Нагрев атмосферы над электростанцией.

ВОДОРОДНАЯ  ЭНЕРГЕТИКА.

 

Водородная энергетика — развивающаяся отрасль энергетики, направление выработки и потребления  энергии человечеством, основанное на использовании водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки  и потребления энергии людьми, транспортной инфраструктурой и  различными производственными направлениями.

 

Водород выбран как наиболее распространенный элемент на поверхности  земли и в космосе, теплота  сгорания водорода наиболее высока, а  продуктом сгорания в кислороде  является вода (которая вновь вводится в оборот водородной энергетики). Водородная энергетика относится к нетрадиционным видам энергетики.

1. Самая крупная тепловая  электростанция в России.

 

а.) Аркгалинская ГРЭС

б.) Пермская ГРЭС 

в.) Сургутская ГРЭС-2

 

 

2. Какие из представленных  источников получения энергии  относятся к традиционным?

 

а.) Энергия Солнца

б.) Гидроэлектростанция

в.) Водородная энергетика

 

3. Какое топливо чаще  всего используется в АЭС?

 

а.) Уран

б.) Дейтерий

в.) Радий

4. Геотермальная энергетика - это

 

а.) направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях .

б.) отрасль энергетики, специализирующаяся на преобразовании кинетической энергии воздушных масс в атмосфере в электрическую или механическую энергию.

в.) развивающаяся отрасль энергетики, направление выработки и потребления энергии человечеством, основанное на использовании водорода в качестве средства для аккумулирования, транспортировки и потребления энергии людьми.

5. Самый используемый  традиционный источник энергии  в мире?

 

а.) ГЭС

б.) ТЭС

в.) АЭС

ПРАВИЛЬНО!

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

НЕПРАВИЛЬНО!

ПОДУМАЙ ХОРОШО!

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

 

1