Возобновляемые источники энергии - Реферат

Возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Кроме энергии приливов и отливов, все возобновляющиеся энергоресурсы получают подпитку от солнца - практически единственного источника энергии на нашей планете. Наряду с неравномерным распределением солнечного света по земной поверхности все это вызывает разницу в давлении, температуре, химическом потенциале и уровня солености воды. Использование возобновляющихся источников энергии, по сути, есть вмешательство в процесс распределения солнечной энергии и использование этой энергии на нужды человека. Так как Земля находится в среднем на расстоянии 150 млн. км от Солнца, только малая часть радиации, зависящая от угла падения, попадает на Землю.Говоря просто геотермальная энергия - это энергия внутренних областей Земли. Иногда вода вырывается изпод земли в виде чистого "сухого пара" т. е. пара без примеси водяных капелек. В других местах, где имеется смесь воды с паром (влажный пар), этот пар отделяют и затем используют для вращения турбин; капли воды повредили бы турбину. Наконец, в большинстве месторождений есть только горячая вода, и энергию здесь можно вырабатывать, пользуясь этой водой для перевода изобутана в парообразное состояние, с тем чтобы этот изобутановый "пар" вращал турбины. Кроме того, там, где смесь воды и пара извлекается из земли для электростанций, работающих на влажном паре, и там, где горячая вода извлекается для станций с бинарным циклом, воду необходимо удалять.В поисках альтернативных источников энергии люди пришли к возможности использования геотермальных запасов земли. Ученые давно выяснили, что с продвижением вглубь планеты температура увеличивается. Так появилась идея использовать тепло земли в качестве источника энергии. Увеличение температуры происходит за счет радиоактивного распада химических элементов, содержащихся в недрах земли. Геотермальные воды с наиболее высокой температурой и пар используют для получения электроэнергии.Строго говоря, почти все рассмотренные выше виды возобновляемых источников энергии, так или иначе, связаны с энергией Солнца. Именно поэтому Всемирная программа по освоению возобновляемых источников энергии на 1996-2005 гг., одобренная Генеральной Ассамблеей ООН в 1998 г., названа Всемирной солнечной программой. Излучение Солнца, достигающее поверхности земли, приносит огромное количество энергии, которая обычно рассматривается как отдельный специфический вид. Максимум плотности потока энергии излучения Солнца на поверхности земного шара составляет 1 КВТ/м2, средняя плотность - 0,2 КВТ/м2.Если говорить о зарождении такого явления, как солнечные батареи, стоит совершить длительное путешествие в прошлое, а именно, в 1839 год. Длительное время ученые той эпохи пытались добиться каких-либо успехов в использовании фотогальваники и спустя четыре десятилетия Чарльз Фриттс смог создать первое устройство, использующее солнечную энергию. Использовав селен, покрытый тонким слоем золота, ученые пришел к выводу, что можно получать из тепловой энергии энергию электрическую. И хотя коэффициент полезной деятельности созданного модуля не превышал одного процента, стало понятно, что усовершенствование технологии приведет к значительному рывку в сфере получения электричества. А уже спустя четыре года эта технология дала возможность покорять космос, так как электроэнергию космические корабли получали именно от солнечных батарей.Биомасса может считаться возобновляемым источником энергии только в том случае, если она используется в количестве, не превышающем ее воспроизводство. Ежегодно на земле произрастает и образуется биомассы в количестве 220 млрд. т сухого вещества с теплотворной способностью около 105 млрд т н.э. Примерно 65% биомассы можно использовать на энергетические цели, т. е. теоретический энергетический потенциал биомассы составляет около 70 млрд. т н.э. в год, что почти в 7 раз выше теоретического потенциала гидроресурсов при пересчете на замещаемое топливо. Биомасса, используемая в качестве энергоносителя, подразделяется на следующие основные категории: • древесная (деревья, кустарник, лесная подстилка, бамбук и т.п.); Основными причинами недостаточного использования энергопотенциала биомассы являются следующие: • низкая калорийность по сравнению с традиционными видами топлива;В общем случае можно использовать следующие виды энергии океана: •приливов и отливов; •диффузионную, связанную с разностью концентраций соли во впадающих в океан реках и в основной массе океанической воды.Эти волны могут рассматриваться в качестве важного источника энергии сами по себе. Однако при возникновении высоких волн энергия становится более концентрированной. Их энергия так же может рассматриваться в качестве источника энергии, преимущественно местного значения. Их энергия так же велика, но они рассматриваются отдельно от ветровых волн. Любая установка, соединенная для извлече

Содержание

Введение

1. Геотермальная энергия

1.1 Геотермальная электростанция

2. Солнечная энергия

2.1 История возникновения солнечных батарей

3. Биотопливо

4. Гидроресурсы

5. Энергия Мирового океана

5.1 Энергия волн

5.2 Энергия приливов и отливов

5.3 Тепловая энергия

6. Энергия ветра

6.1 Экономическая эффективность использования энергии ветра

Заключение

Литература

Приложения

Возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Кроме энергии приливов и отливов, все возобновляющиеся энергоресурсы получают подпитку от солнца - практически единственного источника энергии на нашей планете.

Структура нашей планеты достаточно сложная включает литосферу, гидросферу и атмосферу, из которых каждая обладает специфическими качествами и по разному реагирует на воздействие солнечной радиации. Наряду с неравномерным распределением солнечного света по земной поверхности все это вызывает разницу в давлении, температуре, химическом потенциале и уровня солености воды. Эти различия, поддерживаемые солнечным излучением, и есть потенциальные источники энергии. В естественных условиях эти различия постепенно сглаживаются вследствие необратимого рассеивания, и какая-то определенная часть энергии, в конечном счете, уходит в космос.

Использование возобновляющихся источников энергии, по сути, есть вмешательство в процесс распределения солнечной энергии и использование этой энергии на нужды человека. К счастью в большинстве случаев между поглощением солнечной энергии тем или иным объектом и ее выделением в космос в виде инфракрасных излучений проходит достаточно много времени. Это дает возможность воспользоваться выше упомянутой энергией.

Так как Земля находится в среднем на расстоянии 150 млн. км от Солнца, только малая часть радиации, зависящая от угла падения, попадает на Землю. Однако даже это количество оказывается достаточно большим и поддерживает практически все процессы, происходящие на Земле, включая жизнь.

К возобновляемым источникам энергии, которые в настоящее время принимают во внимание, относятся: •геотермальная энергия земли;

•солнечная энергия;

•биомасса в пределах возобновляемости;

•гидроэнергия;

•энергия Мирового океана;

•энергия ветра.

Следует сразу же подчеркнуть, что возобновляемая энергия не значит неисчерпаемая, т.е. сколь угодно большая по величине. Для оценки ее величины используют понятие «потенциал». Потенциал возобновляемых источников энергии - это количество энергии, которое можно использовать от данного источника в течение года. При этом различают следующие градации потенциала: теоретический; технически возможный; экономически или экологически целесообразный.

Теоретический потенциал - это количество энергии, которое образуется от данного источника в течение года. Технически возможный - часть этой энергии, для использования которой у нас имеются технические средства. Например, современные ветротурбины начинают вращаться при скорости ветра 2 м/с и выше. Значит, при меньшей скорости мы технически не можем использовать энергию ветра. Аналогичная ситуация и с гидротурбинами: для каждого типа есть определенная минимальная скорость, при которой гидроколесо способно вращаться. Экономически целесообразный составляет, в свою очередь, часть технически возможного потенциала, способного конкурировать с другими источниками энергии. В настоящее время ветроустановки рентабельны в местах, где средняя скорость ветра составляет 8 м/с и выше. Наконец, в последнее время все более актуальными становятся экологические факторы (они подробно будут рассмотрены ниже). Экологически целесообразный - это тоже часть технически возможного потенциала, применение которого не наносит существенного ущерба окружающей среде.