Гидроэнергетика. Ветроэнергетика. Фотосинтез. Энергия волн. Энергия приливов. Преобразование тепловой энергии океана

1.

Областное государственное автономное профессиональное
образовательное учреждение
«Белгородский индустриальный колледж»
Теплотехника
ТЕМА: Гидроэнергетика. Ветроэнергетика.
Фотосинтез. Энергия волн. Энергия приливов.
Преобразование тепловой энергии океана.
Подготовила:
преподаватель
ОГАПОУ «БИК»
Аристова В.А.

2.

К возобновляемым энергоресурсам принадлежат результаты
процессов,
постоянно
происходящих
источниками являются:
- солнечное излучение;
- поверхность земли;
- поверхность мирового океана;
- ветер;
- потоки воды;
- приливы и отливы;
- биомасса.
на
планете.
Такими

3.

Солнечный свет
Рекуперация солнечного излучения ─ самый популярный в
мире пример использования возобновляемого источника
энергии. Энергия Солнца доходящая до Земли исчисляется
1,2*1014 кВт. Такие ресурсы в десятки раз превосходят
возможную мощность других ВИЭ. Солнечная радиация
используется в гелиоэнергетике (для получения электричества),
однако источник используется также для нагревания воды.
Установки для преобразования солнечной энергии состоят
из двух пластин. Одна из них покрыта бором, другая ─
фосфором. Под действием солнечного света вторая пластина
становится источником электронов, тогда как в первой они
отсутствуют.
Как
следствие,
между
ними
возникает
электрический ток, который аккумулируется в батареях.
Недостаток технологии – высокая стоимость оборудования,
низкий КПД, экономическая эффективность 30-40%.

4.

Использование энергии воды
Для воды характерно то, что сразу несколько ее свойств
используются для получения энергии. Напор используется
для работы гидроэлектростанций – самый распространенный
способ. Менее распространенные методы связаны с
приливами,
отливами,
волнами,
течениями,
разницей
температур на поверхности и глубине.
Вода – возобновляемый источник, составляющий ¾ от
объема. Среди всех источников гидроэнергетика дает
примерно 15%. За счет круговорота воды в природе
обеспечивается энергетическая стабильность.

5.

Приливы и отливы воды
Некоторые берега рек и морей подвергаются высоким
приливам. В эти моменты вода выступает далеко от вглубь
суши. Во время отлива она уходит на прежнее место. Тогда-то и
становится
возможным
вращение
турбины,
дающей
электричество. Колебания воды в данные периоды могут
достигать 18 м. Приливные электростанции фактически
используют кинетическую энергию вращения Земли.
Так устроена электростанция во Франции на реке ла-Ранс,
дающая обычно 65 МВт электроэнергии. Однако периоды пиков
связаны с лунными фазами, так что мощность станции
нестабильна. Себестоимость приливной электростанции вдвое
дороже обычной, что малопривлекательно в перспективе.

6.

Потенциальная энергия волн
По аналогичной схеме извлекается энергия из
волновых
движений.
Конструкция
волновых
электростанций, состоящая из поршней, размещенных в
специальных отсеках, называется «Морской змей».
Внутри них – генераторы и гидравлические двигатели.
При
прохождении
волн
кинетическая
энергия
трансформируется в электрическую за счет волновых
колебаний. Недостаток системы – неустойчивость к
штормам.

7.

Энергия водного потока
Основной источник в гидроэнергетике – напор. Для этого
строятся гидроэлектростанции (ГЭС), перекрывающие русла
рек. Образовывающиеся водохранилища и разница уровней
воды создают напор, вращающий турбины, от которых
генераторы вырабатывают электричество. ГЭС представляют
собой плотины и влекут локальные изменения экосистемы:
перекрытие доступа к нерестилищам, затопление территории,
образование новых мест обитания водоплавающих. На ГЭС
предусмотрена возможность регулирования уровня подачи воды
и выработки энергии.
Гидроэнергетика обеспечивает 16% мирового производства
энергии, что составляет 25 тысяч ТВт/ч. Например, Парагваю
она дает 100% вырабатываемой энергии. Годовая выработка
китайской ГЭС «Три ущелья» составляет 98 ТВт/ч – это самая
мощная ГЭС в мире.

8.

Энергия температурного градиента в океане
Вода имеет разную температуру на поверхности и на
глубине, что позволяет генерировать энергию. Для этого
разрабатываются геотермальные станции, для которых
выбирается подходящее место в акватории океана. Для
работы активно задействуется солнечное излучение,
которое формирует температуру поверхности воды.

9.

Геотермальная энергия недр Земли
Земные недра содержат огромное количество энергии,
которая сама в некоторых местах вырывается наружу в виде
гейзеров и вулканов. Пар и выбросы воды в гейзерах
используются
для
работы
геотермальных
теплоэлектростанций (ГеоТЭС). Для доступа к источникам
бурятся скважины к недрам земли глубиной до полутора
километров. Вода подается для отопления или используется
для выработки энергии.
Данный вид получения энергии отличается стабильностью
и, например, в Исландии дает четверть всего электричества.
Основное распространение ГеоТЭС получили в местах
действия вулканов и горячих источников. Кроме Исландии,
велика доля (более 10%) в следующих странах: Филиппины,
Сальвадор, Коста-Рика, Кения, Новая Зеландия, Никарагуа.

10.

Энергия ветра
Другое явление, широко применяющееся в качестве
источника, – ветер. Он возникает за счет разницы давления в
атмосфере и обладает кинетическим потенциалом. Это
используется при работе ветроэнергетических установок (ВЭУ)
– башни с вращающимися лопастями.
Основание
башни
бывает
стационарным,
плавучим.
Разработка плавучих связана с тем, что оптимальное место
установки ВЭУ – прибрежная зона в 10-12 километрах от берега.
Стационарные размещают в море, если глубина и рельеф дна
позволяют, на равнинной местности.
Главный недостаток ветра – непостоянность. Для избегания
этого
фактора
инженеры
заранее
анализируют
предполагаемую область размещения ВЭУ с учетом силы и
направления ветра. Мировая доля ветряной энергетики
составляет 2,6% – 600 ГВт/ч.

11.

Плюсы и минусы использования ВИЭ
ВИЭ снижают негативное влияние на окружающую среду,
заключающегося
в
парниковом
эффекте,
за
счет
восстанавливаемых естественным образом ресурсов. Как и
для
других
отраслей
диверсификация,
экономики,
позволяющая
энергетике
избежать
необходима
зависимости
от
одного вида сырья.
Из
негативных
стоимость
факторов
внедрения
на
объектов
первый
план
выходит
инфраструктуры,
которая
значительно влияет на итоговую стоимость энергии. Многие
виды ВИЭ имеют нестабильный характер и не могут на
регулярном уровне обеспечивать потребности в требуемом
объеме.