Екологічно чисті нетрадиційні системи технологій енергетики
Химия

Екологічно чисті нетрадиційні системи технологій енергетики


Економічно виправданим джерелом концентрованої енергії є органічне паливо: нафту, газ, вугілля. В останнє десятиліття в ряд із тепловою енергетикою стала ядерна. Екологічні проблеми цих видів енергетики загальновідомі. Але не лише екологічні. Досвід експлуатації АЕС показав, що сьогодні є важливі економічні проблеми, які в попередні роки не враховували. Виявилося, що витрати на підтримання екологічних норм забруднення довкілля радіонуклідами такі, що найближче майбутнє атомної енергетики поки що не передбачено. Це змусило останніми роками вести енергійні пошуки альтернативних джерел енергії. Сьогодні природних екологічно чистих джерел енергії відомо чимало. Основна проблема – це низька якість (концентрація) всіх відомих на сьогодні альтернативних видів енергії та, відповідно, низька економічна ефективність її конверсії у висококонцентровану форму.image018

Рис. 3.5. Вітровий електрогенератор

1 – електрогенератор; 2 – редуктор; 3 – вал; 4 – основа електроблоку; 5 – регулятор лопатей; 6 – лопата; 7 – електрокабель; 8 – контрольний блок.

Аналізуючи різні можливі альтернативні джерела енергії, слід пам’ятати, що у всіх без винятку випадках, щоб експлуатувати енергопостачальну технологію, необхідно забезпечення її функціонування теж витрачати енергію відповідної якості. Важливо підбирати для кожного промислового об’єкта найбільш раціональне за концентрацією енергії джерело, пам’ятаючи, що чим більша концентрація енергії, тим вона дорожча. Розглянемо конверсії альтернативних форм енергії, які сьогодні використовуються у сільському господарстві.

Проблема конверсії енергії вітру не така проста. Насамперед, виникає питання якості вітрової енергії та її ресурсу. Прийнято вважати, що на території 1 млн. км2 енергетичні ресурси вітру становлять близько 0,5 ГВт. Але з точки зору концентрації її використання для конверсії сучасною технікою в електричну невелику. У колишньому СРСР експлуатувалося понад 200 вітрових електрогенераторів загальною потужністю близько 1000 кВт. Одна установка типу АВЕУ-6 (автоматична вітрова електрична установка) може за добу відкачати зі свердловини глибиною 50м до 20м.3 води або освітлювати та обігрівати будову. Потужність сучасних вітрових турбоелектрогенераторів становить 50…100 кВт (рис. 3.5). Такі установки досить широко застосовують, наприклад, у Данії, де є кліматичні умови з постійними вітрами від 9,5 до 24 м/с. Безумовно, широке застосування вітрових турбогенераторів значною мірою дозволяє вирішити проблему постачання електроенергією на різних господарських об’єктах у сільській місцевості та побуті. У Приазов’ї зараз триває монтаж турбоелектрогенераторів загальною сумарною потужністю 50 МВт. Щодо вирішення проблеми промислового енергопостачання, то ставити такі завдання поки що не реально.

Сонячні електростанції

Сонячна енергія – це універсальна рушійна сила всього живого на нашій планеті у її оптимальному природному розумінні. Сьогодні людство прагне збільшити використання сонячної енергії, безпосередньо перетворюючи променеву енергію на теплову та електричну, хоча кількість її низька (концентрація не перевищує 1кВт на 1м).2 поверхні Землі). В Україні функціонує експериментальна сонячна електростанція (СЕС) у Криму. Принцип її роботи – концентрація сонячної енергії із відображенням променів Сонця з великої площі на меншу за допомогою дзеркал. Така система включає 1600 про геліостатів, кожен з яких складається з 45 дзеркал загальною площею 25 м2. Отже сумарна площа дзеркал 1600 х 25 = 40 000 м2 . Вся система дзеркал за допомогою автоматики та ПЕОМ наводиться на Сонці та відображає його промені на порівняно невелику площу панелі парогенератора, з якого пар (250) проС і 4МПа) прямує в парову турбіну, змонтовану в блоці з електрогенератором. Потужність такої СЕС –5 МВт, ккд трохи більше 10%, собівартість електроенергії значно вища порівняно з ТЕС.

Враховуючи екологічні переваги СЕС, продовжується проектування потужніших станцій. З 1989 року на півдні Каліфорнії успішно працює промислова сонячна електростанція потужністю 200 МВт. Така електростанція може забезпечити потреби в електроенергії 300-тисячного міста. Ціна 1кВтч електроенергії цієї станції становить близько 10 центів. Хоча з суто економічної точки зору така сонячна електростанція не може конкурувати з тепловою, вона, безумовно, є екологічно чистою альтернативою сучасній енергетиці.

Геотермальні електростанції

В Україні приділяють значну увагу геотермальній енергетиці, яка базується на нетрадиційних відновлюваних джерелах енергії, тобто. на теплових джерелах Землі. Ресурси цього виду енергії становлять Україні 150 млрд. т умовного палива.

Геотермальна електростанція – це теплова електростанція, що використовує теплову енергію гарячих джерел Землі для вироблення електроенергії та теплопостачання. Температура геотермальних вод може досягати 200ºЗ і більше. До складу геотермальної електростанції входять:

а) свердловини, що виводять на поверхню пароводяну суміш або перегріту пару;

б) пристрої газового та хімічного очищення;

в) електроенергетичне обладнання;

г) система технічного водопостачання та ін.

Геотермальні електростанції дешеві, відносно прості, але пар має низькі параметри, що знижує їх економічність.

Спорудження геотермальних електростанцій виправдано там, де термальні води найближче підходять до поверхні землі. У колишньому СРСР перша геотермальна електростанція потужністю 5 МВт була збудована на Камчатці, її потужність була доведена до 11 МВт.

В Україні нині об’єднання “Укренергоресурси” замовило передпроектні роботи з двох ГеоТЕС – у Криму та Львівській області. Проробки ведуться за комбінованою технологією – геотермальна енергія виробляє попередній підігрів води, яка при спалюванні органічного палива перетворюється на пару. Крім того, українські фахівці намагаються використати тепло води у вироблених нафтових та газових свердловинах (міні ГеоТЕС потужністю 4-5 кВт).

За кордоном – в Італії, Новій Зеландії, США, Японії, Ісландії – ГеоТЕС використовуються головним чином теплофікаційні.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *