Приливные электростанции. Единственная в России приливная электростанция. Плюсы и минусы геоэс
принцип работы, плюсы и минусы
В существующем мире человек все чаще задумывается о необходимости применения возобновляемых источников энергии при получении электроэнергии, одним из таких, является энергия морских приливов, а для ее преобразования служат приливные электростанции.
Как известно, природные приливы и отливы, взаимосвязаны с движением Луны и Солнца вокруг биосферы планеты Земля, а также от ее движения вокруг своей оси вращения. В зависимости от положения космических тел по отношению к Земле, приливы и отливы могут различаться по свое силе, но так как это явление происходит регулярно, то человек решил, что их можно применить для своего использования.
Принцип работы приливной электростанции
Содержание статьи
Приливная электростанция – это комплекс инженерных систем, при помощи которых энергия от движения воды, или кинетическая энергия воды, преобразуется в электрическую.
Характер работы – цикличный, это обусловлено периодичностью приливов и отливов. В период покоя, а это происходит когда отлив заканчивается, или только начинается прилив, кинетическая энергия воды мала, и ее недостаточно. Этот период длится 1-2 часа. В активный период, ее продолжительность 4-5 часов, энергия водных масс, преобразуется в электрическую энергию. Циклы, в течение суток повторяются 4 раза.
Основным элементом любой электростанции служит генератор, который вырабатывает электрический ток, разница лишь в механизме, приводящем его во вращательное движение. В варианте приливной электростанции, этим механизмом становится гидротурбина.
Для того чтобы повысить КПД такого сложного комплекса, как приливная электростанция, выбирается местоположение, где регистрируются максимальные приливы. Затем монтируется плотина, которая отделяет акваторию самого моря от прибрежной зоны.
В тело построенной плотины монтируются гидротурбины, которые преобразуют кинетическую поступательную энергию воды, в кинетическую вращательную энергию. Также, чтобы повысить коэффициент использования, изготавливаются резервные водохранилища, которые во время прилива наполняются морской водой.
Во время отлива, набранная водная масса увеличивает количество вырабатываемой электрической энергии, за счет увеличения объема, который проходит через турбину. В качестве механизма, обеспечивающего набор воды во время прилива, выступают также гидротурбины.
Показателем работы электростанции любого типа является ее мощность, которая зависит от технических показателей и вида преобразуемой энергии.
У приливных электростанций мощность установки зависит от:
характера приливов и отливов, а также их мощности;
количества и объема резервных водохранилищ;
количества и мощности гидротурбин.
Количество турбин и их мощность напрямую зависят от характеров приливов и объема резервных хранилищ.
В связи с тем, что сооружение плотин сильно увеличивает стоимость строительства станции, то и развитие гидроэнергетики этого типа шло довольно медленно. Последние десятилетия появились новые материалы и новые технологии, которые не обошли своим вниманием и энергетику, в свете этого, появились новые типы приливных электростанций.
Принцип действия приливных электростанций нового поколения остался прежним, это преобразование движения водных масс, отличие же в том, что на специальной конструкции, которая закрепляется на дне, монтируются лопасти большого диаметра. Они вращаются при движении водных масс и через редукторы передают вращательное движение на генераторы. По конструкции электростанции такого типа напоминают ветряные генераторы, с той лишь разницей, что источником энергии у ветряных установок служит ветер, а у приливных станций – вода.
Плюсы и минусы использования
У любого агрегата всегда есть положительные и отрицательные аспекты его использования, и именно соотношение этих параметров определяет целесообразность его применения. Приливные электростанции не являются исключением, рассмотрим все плюсы и минусы использования этого источника энергии.
К плюсам использования можно отнести:
экологическая безопасность установок;
возобновляемый источник энергии;
возможность рассчитать количество получаемой энергии в долгосрочной перспективе;
низкая себестоимость получаемой электроэнергии;
продолжительный срок эксплуатации.
К минусам данного типа электростанций относятся:
высокие затраты на строительство при продолжительном сроке окупаемости проекта;
малая мощность вырабатываемой энергии;
цикличность работы.
Приливные электростанции в России
Использование источников энергии, способных к возобновлению, которые позволяют получать электроэнергию с низкой себестоимостью, дает ученым и инженерам всех стран, новые идеи и способы воплощения их в жизнь.
На территории нашей страны уже построен ряд приливных электростанций, и работы в этом направлении продолжаются.
Успешными проектами являются следующие.
Кислогубская ПЭС
Расположена в губе Кислая Баренцова моря, в Мурманской области. Работала с 1968 по 1992 год, когдабыла поставлена на консервацию. Начиная с 2004 года производилась реконструкция станции, и с 2007 года работа станции была возобновлена. В настоящее время станция работает в штатном режиме.
Основные характеристики:
Электрическая мощность – 1,7 МВт;
Тип турбин – ортогональные;
Количество турбин – 2 комплекта;
Количество генераторов – 2 шт.;
ОРУ – 35 кВ.
Малая Мезенская ПЭС
Расположена в Мезенском заливе Белого моря, в Архангельской области. Начало работы – 2007 год, работает по настоящее время.
Основные характеристики:
Электрическая мощность – 1,5 МВт;
Тип турбины – ортогональная;
Количество турбин – 1 комплект;
Количество генераторов – 1 шт.
Ведутся работы по увеличения мощности и модернизации станции в более крупную Мезенскую ПЭС.
В настоящее время, кроме перечисленных выше, уже успешно реализованных, в стадии разработки и реализации находится еще несколько проектов.
Северная ПЭС
Расположена в губе Долгая-Восточная Баренцова моря, в Мурманской области. Проектная мощность 12,0 МВт, годовая выработка электрической энергии составит 23,8 млн. кВт/часов.
Пенжинская ПЭС
Расположена в Пенжинской губе залива Шелихоа в Охотском море.
Проектная мощность 21,4 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 50,0 млрд. кВт/часов.
Тугурская ПЭС
Расположена в Тугурском заливе Охотского моря, в Хабаровском крае.
Проектная мощность 8,0 ГВт, годовая выработка электрической энергии составит 20,0 млрд. кВт/часов.
Использование приливных электростанций за рубежом
Использование природной энергии широко распространено во многих странах мира, так приливные электростанции успешно работают в США, Франции, Канаде, Норвегии, Южной Корее, Великобритании, Китае и Индии. Важными условиями наличия подобных энергетических объектов являются: наличие технических возможностей и присутствие собственных морских побережий.
Рассмотрим несколько зарубежных проектов
Великобритания
В 1913 году около города Ливерпуль в бухте Ди в Великобритании впервые в мире запустили приливную
электростанцию, мощность которой была 0,635 МВт.
В настоящее время там же в Великобритании на реке Северн идёт подготовка по реализации проекта в строительстве уже самой большой и мощной приливной электростанции. Проектная мощность составляет 8,6 ГВт.
США
Первая подобную станцию, в этой стране, начали строить в 1935 году. В настоящее время успешно реализованы несколько проектов, и есть проекты в стадии разработки.
Южная Корея
ПЭС «Shihwa», которая построена в 2003 году, имеет мощностью 254 МВт, и затем до 2011 года прошла модернизацию. Объем вырабатываемой электроэнергии составляет 550 млн. кВт/часов ежегодно.
В планах строительство еще нескольких электростанций подобного типа.
Канада
ПЭС «Аннаполис» была построена в 1985 году в заливе Фанди и имеет мощность 20 МВт.
Норвегия
ПЭС «Хаммерфест.», мощностью 300 кВт, была построена в 2003 году
Франция
ПЭС «Ля Ранс», выдающая мощность 240 МВт, расположена в провинции Северная Бретань.
Хотя использованием возобновляемых источников энергии интересуется большое количество специалистов из разных стран нашей планеты, тем не менее широкое распространение способ использования энергии природных приливов и отливов пока не получил. Это обусловлено рядом объективных причин.
Причины малой распространенности приливных станций
Мировой океан обладает огромным потенциалом, энергией которого можно обеспечить почти 20% от необходимого количества энергопотребления.
Причинами, которыми можно объяснить малое распространение приливных электростанций, можно назвать следующие:
При строительстве станций подобного типа приходится осуществлять вывод из общего пользования прибрежных территорий, что обусловлено организацией бассейна станции (строительство резервных бассейнов и охранные мероприятия).
Высокая стоимость при малой проектной мощности, что определяет большой срок окупаемости проекта.
Приведенные выше причины постепенно утрачивают свою актуальность, т. к. при использовании новых типов станций с лопастно-редукторными агрегатами, позволяет отказаться от строительства плотин и резервных бассейнов, что значительно снижает стоимость строительства и снижает сроки окупаемости проекта. А разработка новых, более мощных генераторов, позволяет получать большее количество электрической энергии, при тех же исходных параметрах первичной энергии, которой является энергия приливов и отливов.
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
alter220.ru
Достоинства и недостатки солнечных электростанций (СЭС)
Теоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо (характеристику отражательной (рассеивающей) способности) земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).
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.
Преимущества солнечной энергии
Не требует подключения к центральной энергосети.
Установив солнечную электростанцию вы становитесь абсолютно независимы от внешних источников электричества. Вам даже не нужно подключаться к электросетям.
Теперь вам не нужно, копить на взятку чиновнику и оббивать пороги электросбытовой компании в поисках лишнего киловатта электроэнергии.
Не нужно платить за электричество.
Вы много платите за электричество?
Нет не очень?
А сколько это в год?
А за десять лет?
А за двадцать лет?
Преимущество солнечной электростанции в том, что вы платите только за ее приобретение, а дальше солнце будет работать на вас АБСОЛЮТНО БЕСПЛАТНО.
Полная автономность системы.
У поставщика электричества могут быть плановые отключения, неполадки и обрывы линии или повышения тарифов — вас это не касается! Вы сами устанавливаете правила на своем участке.
Возможность коллективного подключения.
Безусловно — стоимость станции это серьезное вложение. Солнечную станцию можно приобрести на несколько участков или домов. Скажем вы решили подключить не один а четыре дома. Цена при этом увеличится на 30-60%, но вы заплатите лишь 25% от этой суммы. Подключите систему совместно со своими соседями.
Долгий срок службы.
Солнечная электростанция (СЭС) будет служить вам около 25 лет. Причем она не выйдет из строя ежесекундно. Просто со временем могут ухудшится некоторые показатели. При этом не нужно менять всю станцию. Можно, например, докупить новый модуль к уже существующим за значительно меньшие деньги или дополнить станцию новым аккумулятором.
Нет всплесков и отключений энергии.
Вам когда-нибудь случалось переписывать все заново, после того, как от перепада напряжения завис ваш компьютер. Не стоит уже и говорить о том, что от электрических всплесков могут перегореть или воспламениться бытовые приборы, находящиеся в ждущем режиме.
С солнечной электростанцией такого не бывает. Это источник высококачественного напряжения в доме.
Самая экологически чистая энергия.
Существуют и другие альтернативы центральной сети энергопотребления: дизельный генератор, ветряная станция. Но согласитесь, что жить под грохот дизеля и запах солярки на террасе или ощущая постоянную вибрацию и гул ветряка это не то о чем вы мечтали.
www.gigavat.com
Геотермальная электростанция | Альтернативные виды энергии
Геотермальная электростанция это комплексное сооружение, которое для выработки электроэнергии, использует глубинное тепло земли. В комплекс геотермальной электростанции, как правило, входят: буровые скважины, которые выводят на поверхность земли пароводяную смесь либо перегретый пар, с системой трубопроводов и сепарационных устройств; генераторы; машинный зал, где размещаются паровые турбины, конденсационные и другие установки; система технического водоснабжения, охлаждающая конденсаторы турбин; высоковольтное электротехническое оборудование. Для геотермальных электростанций глубина скважин, как правило, не превышает 3 км. Поэтому их можно устанавливать не повсеместно, а только там где на относительно небольших глубинах уже имеется нужная температура. Это места стыковки тектонических плит, гейзеры, регионы с сейсмической активностью. Геотермальная энергия важнейший ресурс в вулканически активных местах, например, в Исландии и Новой Зеландии. Насколько это экономически выгодно, будет зависеть от того, до какой именно температуры разогрета будет вода. В свою очередь это будет зависеть от того, насколько горячи породы, и сколько мы качаем до них воды. В горячем районе вода закачивается в скважину, а когда поднимается под давлением выходит и на поверхность, то превращается в пар. Пар может использоваться для турбогенератора либо через теплообменник для обогрева домов. Пар, прежде чем подаваться для вращения турбины, должен быть обязательно очищен.
У геотермальной энергии есть свои преимущества и недостатки.
Преимущества :
— не происходит загрязнения окружающей среды;
— не возникает парниковый эффект;
— геотермальная электростанция занимает мало места;
— не расходуется топливо;
— после строительства геотермальной электростанции, получается почти бесплатная энергия.
Имеют место следующие недостатки:
— строительство геотермальных электростанций возможно не везде;
— необходим соответствующий тип горячих камней, их доступность; подходит только такой тип породы, который можно легко сверлить;
— возможен выход на поверхность земли опасных газов и минералов и может возникнуть проблема с их безопасной утилизацией. Новости альтернативной энергетики
miscom.info
Особенности и принцип работы геотермальной установки для отопления дома
Перед каждым владельцем загородного дома встает такой важный вопрос, как обеспечение подачи тепла во все жилые помещения. Сегодня различные производители предлагают свои варианты индивидуального отопления частных коттеджей за пределами города. Новинкой в этой сфере можно назвать геотермальное отопление. Конечно, большинство владельцев домов уверены, что столь удобную и экономичную системы подачи тепла можно монтировать лишь в тех районах, где есть гейзеры, вулканические образования и горячие водные источники. Современные установки такого типа способны успешно работать и в умеренных широтах, с теплыми источниками при невысоких температурных показателях.
Особенности геотермального отопления
Геотермальное отопление относится к альтернативным видам подачи тепла в доме. Такой вариант тепловой установки можно назвать практически идеальным для обустройства частного дома или загородной дачи. Для работы в системе используется геотермальная энергия, которая добывается из различных природных источников тепла. Основной принцип работы в такой установке схож с работой ходильной системы. Главное отличие при этом следующее: если в холодильнике рефрижератор продуцирует из полученной системы охлаждение для воздуха, то здесь вырабатывается тепловая энергия. Слаженная работа возможна даже при низких температурных характеристиках.
Главная особенность геотермального отопления в доме заключается в том, что в теплую летную пору воздух в доме охлаждается, а вот зимой нагревается. При этом затраты на такое отопление очень низкие в сравнении с другими тепловыми установками. В чем-то работа такой системы схожа с кондиционированием воздушных потоков. Она помогает создать в доме нужные тепло и уют, обеспечивая хозяевам комфортные условия проживания в доме.
Принцип геотермального отопления
Геотермальная установка работает в автономном режиме, четко регулируя при этом необходимую в помещении температуру. Принцип, заложенный в основу ее работы, одинаков для всех установок, поэтому он независим от различных производителей комплектующих элементов. Основная работа возлагается на специальные насосы, которые могут иметь некоторые отличия между собой по дизайнерскому решению, разновидностям, но при этом коэффициентные данные по производительности тепла у всех них аналогичны. Что касается используемой энергии, то геотермальная система успешно работает с различными видами энергии земли.
Состоит система из двух контуров, а именно:
внутреннего;
внешнего.
Первый из упомянутых представлен привычной для многих отопительной установкой из соединения труб и радиаторных элементов. Внешний контур — это габаритный теплообменник, который монтируется под толщей земли или же в водном массиве. Внутри по нему циркулирует особая жидкость с добавлением антифриза, иногда еще его заполняют обычной водой. Теплоноситель набирает температуру окружающей среды, и уже прогретый поступает далее в геотермальный насос. Накопленное таким образом тепло передается далее внутреннему контуру. Это позволяет прогревать воду в радиаторных элементах и трубах по дому.
Способы реализации геотермальной установки
Такое отопление отличается между собой по способам установки теплообменника. На сегодня используются три разновидности:
Вертикальный теплообменник: отличается компактностью и более высокой себестоимостью установки в сравнении с другими видами. Для установки вертикального теплообменника не нужно использовать большую площадь, но понадобится использование специализированных бурильных установок. В зависимости от выбранной технологии глубина готовой скважины может достигать показателя до 200 метров, минимальный показатель — 50 метров. Срок службы системы составляет до одной сотни лет. Выгодно устанавливать такой вид геотермального отопления в случае монтажа на уже обустроенном участке. Ландшафт местности останется практически не тронутым.
Горизонтальный теплообменник: такой тип используется довольно часто. При монтаже горизонтального теплообменника трубы укладываются на большую достаточно глубину, которая обязательно превышает уровень промерзания грунта. Основной минус использования именно такой разводки заключается в том, что под монтаж коллектора необходимо использовать большую площадь. Трудно проложить такую систему на уже обустроенном участке.
Водоразмещенный теплообменник: такая установка является наиболее экономной по затратам среди всего разнообразия геотермального отопления, так как работает за счет энергии водных массивов. Такая система актуальна для тех домовладельцев, у которых на расстоянии сотни метров есть какой-либо водоем. Такой теплообменник наиболее выгодный, что делает его монтаж наиболее целесообразным среди всех разновидностей подобного отопления.
Плюсы и минусы геотермального отопления
Актуальным геотермальное отопление стало в Америке в период кризиса в 80-е годы. Изначально монтаж установок стоил больших денег и такое отопление использовалось исключительно состоятельными людьми, но позже геотермальное отопление стало более доступным для массового использования населением.
Преимущества использования геотермального отопления в частном жилище:
энергию геотермального вида получать и в дальнейшем использовать можно практически в любом месте;
подача такого вида тепла неограниченна;
использование такой энергии считается наиболее устойчивым;
энергия геотермального вида не содержит в себе разного рода вредные выбросы от сгорания углекислого газа;
отопление на основе геотермальной установки не требует оказывать дому постоянное обслуживание;
отопление считается бесплатным для владельца дома;
насосы установки занимают намного меньше места, чем аналогичные тепловые установки, геотермальному насосу под установку нужно места примерно столько же, как и, к примеру, холодильнику;
геотермальная энергия помогает, как нагревать помещение, так и при необходимости охлаждать его, принцип работы схож с алгоритмом работы кондиционеров;
при желании можно устанавливать такое отопление совместно с другими системами подачи тепла, например, с газовой системой, дизельной или работающей за счет энергии солнца.
Несмотря на целый ряд позитивных моментов использования такого вида отопления, геотермальные установки имеют и свои недостатки, основные среди которых такие:
высокие показатели себестоимости для монтажа всей системы;
долгий срок окупаемости.
Такие недостатки системы отопления меркнут в сравнении с нынешними тенденциями мирового удорожания различных видов топлива. Конечно, срок окупаемости длительный, но за сотню лет геотермальная установка покажет все свои плюсы и докажет свою экономичность на практике. Такой вид отопления уже по достоинству оценили в целом ряде стран Европы и в Америке. К примеру, в Швеции около 70% частных домовладельцев выбрали в качестве отопления именно такую систему.
Видео
Сергей Елгазин разузнал все о геотермальном отоплении в одном из финских домов:
Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
teplo.guru
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
ПЛЮСЫ И МИНУСЫ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ
Дементьева Дарья Алексеевна 1
1МБОУ СОШ №92 г.Кемерово
Симоненко Людмила Сергеевна 1
1МБОУ СОШ №92 г.Кемерово
Текст работы размещён без изображений и формул.Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.Введение
Использование энергии является основой развития человеческого общества и позволяет ему изменять окружающую среду.
Данная работа носит поисково- аналитический характер.
Цель работы: Найти плюсы и минусы альтернативных источников энергии
2.Проблема поиска новых способов выработки энергии
К традиционным источникам относят средства выработки энергии, функционирующие на нефти, угле и природном газе. Все это - невозобновимые источники. Планета обладает ограниченными их запасами. И это ставит перед человечеством проблему поиска новых способов выработки энергии, ведь через некоторое время эти запасы могут закончиться. Энергосберегающие технологии и охрана природы - важнейший аспект промышленности ближайшего времени.
Мы мало задумываемся о том, как загрязняют мировое пространство такие отрасли, как металлургия, добыча полезных ископаемых, традиционная большая энергетика (как топливная, так и нетопливная).
К так называемым нетрадиционным источникам энергии относятся геотермальная энергия, энергия солнца, энергия ветра, морских волн, тепла морей и океанов, а также малая гидроэнергетика - морские приливы и отливы, биогазовые установки и другие преобразователи энергии.
3.Геотермальные электростанции
Геотермальные электростанции, в которых используется энергия теплой воды
В СССРпервая геотермальная электростанция была построена в 1966 году на Камчатке, в долине реки Паужетка. Её мощность — 12 МВт.
Главная из проблем, которые возникают при использовании подземных термальных вод, заключается в необходимости возобновляемого цикла поступления воды (обычно отработанной) в подземный водоносный
горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов и химических соединений, что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности.
4.Солнечные электростанции и батареи
Солнечные электростанции и батареи - используется энергия солнца.
Солнечная энергетика — направление нетрадиционнойэнергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.
Солнечное излучение - один из наиболее перспективных источников энергии будущего. Преобразование солнечной энергии может осуществляться двумя основными способами: фотоэлектрическим (прямое преобразование световой энергии в электрическую) и фототермическим (преобразование световой энергии в тепловую, а затем, при необходимости, в электрическую).
Фотоэлектрические станции – это установки, принцип действия которых состоит в прямом преобразовании солнечного света в постоянный электрический ток. Энергия может использоваться как напрямую, так и запасаться в аккумуляторных батареях. Для получения переменного тока необходимо использовать преобразователи – инверторы. Солнечные электростанции могут подключаться к электрическим сетям и передавать в них выработанную энергию, а также использоваться в качестве автономного или резервного источника питания.
Солнечные батареи (фотоэлектрический преобразователь) или ФЭП служат для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Самый большой недостаток к использованию солнечной энергии является стоимость технологии. Солнечные фотогальванические элементы и солнечные коллекторы все еще очень дороги. Использовать такую технологию для того, чтобы генерировать электричество в широком масштабе слишком дорого, по крайней мере вначале двадцать первого столетия. Другая большая проблема с солнечной технологией состоит в том, что солнечная энергия может быть не доступна в определённое время суток, от погодных условий и в определённых участках на Земле. Густой облачный покров может ограничить использование некоторых систем солнечной энергии. Некоторые системы могут использоваться в принципе, если прямой солнечный свет не доступен в полном объеме. В большинстве областей мира могут использоваться только устройства для получения солнечной энергии низкой мощности из-за нехватки прямого солнечного света.
5.Ветроэнергетические установки
Ветроэнергетические установки - используется энергия ветра
Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) - устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.
Ветроэлектрические установки могут работать как совместно с сетью, так и в автономном режиме. Принцип действия ветрогенераторов заключается в следующем: ветер раскручивает лопасти, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор, в свою очередь, вырабатывает электрическую энергию, которая подаётся на контроллер, где преобразуется до нормативных показателей частоты и напряжения.
Основное отличие от традиционных тепловых и атомных источников энергии заключается в полном отсутствии сырья и отходов. Соответственно, ветрогенераторы не наносят никакого вреда окружающей среде.
Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети,– в результате получается ветровая электростанция (ВЭС). Единственное важное требование для ВЭС – это высокий среднегодовой уровень ветра. Небольшие ветрогенераторы могут эффективно работать и при относительно низких скоростях ветра, поэтому имеют более широкую географию установки. Активно развивается индустрия домашних ветрогенераторов. К примеру, для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 2 кВт при скорости ветра 8 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором.
Существуют два основных типа ветрогенераторов: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной. Эффективность ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения выше, чем у вертикальных ветрогенераторов.
Ветер дует почти всегда неравномерно. Значит, и, генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность, ток будет вырабатываться переменной частотой, а то и полностью прекратится, и притом, возможно, как раз тогда, когда потребность в нем будет наибольшей. В итоге любой ветроагрегат работает на максимальной мощности малую часть времени, а в остальное время он либо работает на пониженной мощности, либо просто стоит. Многие считают, что при использовании большой ветроэнергетики возникают низкочастотные колебания, губительные для всего живого. Многие птицы якобы пострадали от ветрогенераторов, а в навигационное мышление рыб вносят свои коррективы морские ветропарки.
6. Приливные электростанции
Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий 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. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляет 1,7 МВт.
ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии р. Ранс (Северная Бретань) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт.
7.Энергия от тренажеровИдея применения зеленой энергии находит все более проникающее влияние на все сферы нашей жизни. Конструктивной идеей выработки зеленой энергии является использование энергии от тренажеров в спортивном зале для потребительских нужд.
Используя генераторы, подключенные к велотренажерам и беговым дорожкам, тренажерные залы производят достаточно электричества для самоснабжения путем получения энергии от тренировок их посетителей.
8.Необыкновенные зарядники телефона
В совсем недалеком прошлом вновь обрести мобильную связь с севшим аккумулятором телефона было очень проблематично. Ведь большинство производителей мобильных телефонов делают разъемы под зарядное устройство каждый под свой стандарт, да и постоянно носить с собой зарядник тоже довольно неудобно.
Но теперь современные технологии предлагают множество решений данной проблемы, большинство из которых не только позволяют вам в
любое время и в любом месте зарядить свой телефон, но еще и являются частью популярной сейчас "зеленой идеи".
1.Термоэлектрический преобразователь
Иркутские ученые разработали устройство, которое способно давать электричество за счет разницы температур. Это термоэлектрический преобразователь, включающий в себя тонкую пластину с нанокомпозитными добавками. Если положить его на горячую плиту, а сверху поставить стакан с холодной водой, загорается фонарик. Этой энергии хватит, чтобы зарядить телефон или, например, автомобильный аккумулятор.
2. Зарядка от энергии ног
Для продления автономной работы мобильного телефона в практически любых условиях группа американских ученых создала прототип генератора, вырабатывающего электричество для питания мобильного телефона во время ходьбы. Он представляет собой небольшой аппарат, закрепляемый на человеческом колене с помощью скобок и вырабатывающий электричество во время сгибания ноги в колене. Все эти устройства призваны облегчить жизнь пользователям мобильных телефонов в условиях отрыва от сетей переменного тока и довольно неплохо справляются со своими обязанностями.
Даже офисным сотрудникам приходится время от времени передвигаться на своих двоих, так почему бы не использовать и этот источник альтернативной энергии? Специальный девайс, встроенный в обувь, может аккумулировать энергию для последующей зарядки мобильных устройств. Одним из последних проектов, реализующих эту идею, является SolePower. В его рамках разрабатываются обувные стельки, являющиеся резервным источником питания для смартфонов.
Разработчики SolePower из США решили оптимизировать инновацию и сделать зарядным устройством не саму обувь, а стельки, соединенные с браслетом-батареей, закрепляемой на ноге. Заряженную таким образом батарею можно подключить мобильному телефону, аудио-плееру, GPS-навигатору и прочим устройствам. Стельки же, соответственно, можно вставлять в любую обувь, необходимую в зависимости от ситуации. Для того, чтобы обеспечить заряд питания, необходимый iPhone, человеку с такими стельками надо пройти от 4 до 8 км. При этом стельки еще и водонепроницаемые, то есть вполне могут использоваться в походных условиях или в случае стихийных бедствий.
3.Зарядка с помощью дыхания
Когда мы просто дышим, наше тело проделывает работу по перемещению воздушной массы. Чтобы организм не тратил энергию в пустоту, ее можно использовать… для зарядки портативной техники! Именно такое применение имеет маска AIRE.
Этот девайс предполагает использование дыхания для производства электроэнергии. В маску встроено несколько ветряных турбин, движение которых происходит, когда человек дышит. AIRE оснащен также генератором, преобразователем энергии и шнуром, с помощью которого этот девайс можно подключить к своему мобильному телефону.
Заряжать гаджеты пользователи AIRE смогут практически в каждую секунду своей жизни: во время прогулок, пробежек, рабочего дня (если вы не боитесь походить на Бэйна и Дарта Вейдера в одном лице). Снимать ее можно разве что для приема пищи и питья. Однако создатели AIRE предполагают, что это неординарное устройство будет использоваться, в первую очередь, в двух ситуациях: во время сна, когда человек не обращает внимания на наличие маски на своем лице, и во время путешествий, когда рядом нет других источников электроэнергии.
4. Велосипедная зарядка
Здесь проблема решается еще проще. Любители покататься на велосипеде совершают довольно много работы в процессе, так почему бы не использовать ее для получения дополнительной энергии?
Цилиндр миниатюрной динамо-машины крепится у колеса, а зарядное устройство и держатель для телефона — на руль велосипеда. Уже на скорости 12 км/ч эффективность устройства становится такой же, как у обычных зарядных устройств, работающих от электросети.
5. Ручная динамо-зарядка
Эта идея буквально лежала на поверхности и в итоге была реализована несколькими командами. Хотите зарядить севший аккумулятор? Легко, но придется немного поработать. Ручная динамо-зарядка применения физической силы. Вращая ручку приспособления, можно получить драгоценную энергию, способную подзарядить мобильный телефон или любое USB-устройство. Минута вращения создаст достаточно заряда для совершения короткого звонка или отсылки нескольких текстовых сообщений.
6. Ветряные микрогенераторы
Размах лопастей одного такого микрогенератора составляет всего 1,8 мм.
Сделаны они из никелевого сплава, который обеспечивает достаточную
гибкость для того, чтобы выдержать сильный порыв ветра, необходимого для получения энергии. Изобретение в теории позволяет заряжать телефон
или другой гаджет в любом месте, просто помахав им в воздухе или оставив полежать на ветру. Более того, открытие американских ученых сможет составить конкуренцию традиционным солнечным панелям — если покрыть массивом таких ветрогенераторов крышу жилого дома, электроэнергии будет производиться достаточно для бытовых нужд.
Производство ветрогенераторов не требует больших инвестиций, а конечный продукт, по подсчетам ученых, будет стоить недорого. Генераторы уже были успешно испытаны, и сейчас ученые из Техасского университета решают вопрос, как лучше поставить их на коммерческую основу.
7. Зарядное устройство с турбиной
Еще в 2009 году оператор сотовой связи Orange предложил своим абонентам необычную разработку под названием Orange Power Pump. Это устройство, по сути, представляет собой ножной насос со встроенной турбиной, которая и используется для получения электричества и зарядки аккумулятора.
Такой девайс может пригодиться в путешествии или на пляже – аккумулятор смартфона или планшета можно зарядить, пока вы будете подкачивать шины, надувать лодку или матрац.
7. Солнечные батареи в непривычных местах
Солнечная энергия – это энергия возобновляемого источника, который, в принципе, можно считать вечным. Во многих странах солнечные батареи широко используются для бытовых нужд, например, их размещают на крышах домов, а полученную энергию используют для отопления и подогрева воды.
Похожая идея лежит в основе разработки наушников OnBeat с солнечной батареей, которые позволяют не только слушать музыку, но и подзаряжать подключенное к ним мобильное устройство. В девайс встроен гибкий солнечный элемент с выходной мощностью в 0,55 ватт, который охватывает часть головы. Получаемая солнечная энергия сохраняется в
двух ионно-литиевых батареях одинакового веса в каждом из наушников, которые также могут заряжаться по USB и просто от розетки или компьютера.
9.Вывод
Возобновляемая энергетика пока не может в полной мере приравняться к зеленой. К тому же, у нее есть достаточное количество противников в лице экологов, политологов, энергетиков.
В настоящее время в мире всего 1% энергопотребления приходится на альтернативные источники.
Несмотря на это, развитие науки позволит создавать более дешевые и
экологичные альтернативные установки, а значит существенно снизит
и стоимость такой энергии и вред для окружающей среды.
Поэтому переход к альтернативным источникам энергии
неизбежен и они займут достойное место и в нашей повседневной жизни и в промышленности.
Какие плюсы и минусы от геологических изысканий в строительстве
Современные здания становятся все выше и тяжелее, а соответственно и увеличиваются требования к плотности и стабильности грунтов, на которых они будут стоять. В литературе широко освещены навыки строителей прошлого по выбору места для жилья, но массы сооружений того времени и сегодняшних просто несопоставимы.
Сегодня эстафету у профессионального «чутья» и народных примет успешно приняли геологические изыскания, дополнив их точными измерениями и научными выкладками. Но перед тем, как заказать эту услугу у профессионалов многие могут задуматься, стоит ли это делать… Далее рассмотрим основные минусы от таких исследований и их преимущества.
Недостатки геологических изысканий
Цена – как и у любых услуг, у геологических изысканий есть своя стоимость. Она во многом зависит от необходимого качества исследований, их количества и срочности.
Время – мгновенно не делается ничего, а для качественной работы нужна предварительная подготовка, перемещение буровой техники, лабораторные исследования и оформление выводов. Впрочем, сегодня это все можно сделать достаточно быстро, если обратиться к профессионалам.
Возможный ущерб ландшафту – если происходит капитальное строительство, то этот момент можно смело пропустить. Если же необходимо провести изыскания на уже застроенной и облагороженной территории, то необходимо будет обеспечивать доступ к месту работ буровой технике. Впрочем, всегда есть вариант использовать мобильные устройства, а их наличие уже зависит от исполнителя заказа.
Преимущества использования услуг по изысканиям
Цена – зачастую бывает, что по результатам изысканий проектировщик получает возможность использовать гораздо более легкий фундамент, чем планировался изначально. Разница в стоимости вполне может покрыть затраты на изыскания, оставив в силе другие преимущества, о которых ниже.
Предотвращение возможных аварийных ситуаций – геологические изыскания предусматривают возможное воздействие таких явлений как набухание или морозное пучение почвы, оползни, проседания грунтов и т.п., что может вызвать трещины или разломы в каркасе сооружения.
Увеличение срока службы стройматериалов – исследования показывают уровень агрессивности грунтов, глубину залегания подземных вод и вероятность их коррозионных воздействий на железобетонные конструкции. Вкупе это позволяет подобрать оптимальные материалы для строительства, которые рассчитаны на те условия, в которых они будут эксплуатироваться.
Такие основные минусы и преимущества геологических изысканий. Вам остается их сопоставить и сделать выбор. (в сторону кратковременной или долгосрочной экономии)
imsa.ru
Приливные электростанции. Единственная в России приливная электростанция :: SYL.ru
Великий Никола Тесла много раз в частных беседах утверждал, что людей повсюду окружает энергия, ее просто нужно уметь использовать. Человечество пошло по наиболее легкому пути, беря от природы наиболее насыщенные калориями вещества и сжигая их. Эффективность использования ресурсов получается невысокой, но об этом мало кто задумывается, хотя и Менделеев указывал на соразмерность пользы от сжигания нефти и ассигнаций. Тем не менее время от времени ученый мир вспоминает о былом опыте или придумывает что-то новое. Так появляются поля ветряков с генераторами, солнечные батареи, приливные и геотермальные электростанции, другие источники энергии, использующие природные силы, тратящиеся сегодня почти полностью впустую.
Энергия природных сил
Ветер, волны, молнии, ураганы, смерчи, вулканические извержения представляют собой масштабные перемещения масс и энергии воздуха, воды, тепла и статического электричества. Если получится научиться отбирать у природы хотя бы часть ее силы для потребностей нашей растущей цивилизации, то за будущее человечества можно быть спокойными. В противном случае при растущем потреблении невозобновляемых ресурсов неизбежно их истощение. Когда-нибудь уголь, нефть, газ, уран, плутоний и прочие полезные ископаемые закончатся, и наступит всепланетный энергетический коллапс. Одним из возможных путей выхода из перспективного кризиса справедливо считаются приливные электростанции. Как ясно из их названия, они потребляют энергию огромных масс воды, перетекающих из одной части Мирового океана в другую с определенной периодичностью.
Что такое прилив
О том, что уровень моря время от времени поднимается и опускается, люди знают очень давно. С этим явлением сталкивались древние мореходы. Заведя однажды свои корабли в уютную лагуну и пытаясь из нее вновь уйти в море, они вдруг натыкались на мель, которой совсем недавно не было. Слагались легенды о духах, двигавших подводные рифы, скалах, бьющих о форштевни по мановению русалок и прочие увлекательные мифы. Вскоре мель вновь куда-то девалась, и корабли шли дальше. Открытие астрономических закономерностей привело к осознанию взаимной связи между понятием уровня воды и лунными фазами. Все объяснил Закон всемирного тяготения. Вода притягивалась к Луне в моменты ее приближения к Земле с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между космическими телами. С точки зрения физики приливно-отливные электростанции следовало бы назвать лунными. Они используют энергию движения воды, в свою очередь черпающей силу у единственного естественного спутника нашей планеты. Солнце, кстати, тоже вносит свою лепту в этот процесс, оно хоть и дальше Луны, но зато и масса светила намного больше.
Приливные мельницы, британцы и поморы
Интуитивно человечество энергию приливов научилось применять задолго до открытий законов Ньютона. Электрических генераторов тогда тоже еще не было. Зато вовсю работали мельницы, жернова которых крутились колесами с лопастями, опущенными в воду там, где морские волны вели себя наиболее активно. Обычно место для строительства подобных объектов пищевой промышленности старинные мукомолы выбирали в заливах с узкой горловиной. Там водяные потоки вертели немудреные механизмы особенно эффективно. Шел прилив – направление вращения одно, а во время отлива - другое, противоположное, а зерну безразлично, как крутятся жернова, оно перемалывается в любом случае. По своей сути приливно-отливные мельницы были тем же ветряками, только работали они не в воздушной, а в водяной среде. Устройства эти функционировали на Британских островах уже в XII веке, о появлении их в России на Белом море известно из хроник XVII столетия. Возможно, поморы применили английский опыт, увидев эти мельницы во время своих торговых миссий, но не исключено, что и сами додумались, они были талантливы.
После фундаментальных открытий в области теоретической электротехники вплотную встал вопрос о практической промышленной добыче нового вида энергии. Вращать вал генератора могла паровая машина, ось винта гидроустановки или любой другой механический источник с крутящим моментом.
Первые попытки
Самым простым решением стала плотина, по аналогии с водяной мельницей использовавшая разницу уровневых потенциалов. В XIX веке паровые машины также применялись широко, как и двигатели внутреннего сгорания. В 1913 году была сооружена первая в мире экспериментальная приливная электростанция. Принцип работы этого источника энергии используется и сегодня. Мощность генератора, смонтированного в бухте Ди недалеко от Ливерпульского порта, была небольшой, 635 Ватт, но лиха беда начало.
В 1935 году падкие на новшества американцы попытались построить более мощный агрегат «дармовой» энергии, вложили в проект изрядную сумму, но затея обернулась крахом. Не был достаточно изучен рельеф морского дна, грунт «поплыл», и усилия по отгораживанию акватории залива Пассамакводи (Восточное побережье США) оказались напрасными.
«Мертвые точки»
Но опыт всегда полезен, эксперименты, даже неудачные, приносят пользу. В ходе работ инженеры выяснили необходимые и достаточные условия, при которых могут работать приливные электростанции, в частности, минимальный перепад уровней. Он составил четыре метра. Естественно, чем больше, тем лучше, но если меньше, то затевать строительство ПЭС не стоит.
Вполне очевидным представляется факт того, что при отливе и приливе направление протекания воды через винт турбины будет различным. Мало того, интенсивность вращения также меняется в зависимости от уровня рабочей жидкости в энергонакопляющем бассейне. В конструкции турбин эти особенности принципиальной схемы инженеры должны были учесть. Вал генератора полностью останавливается в двух «мертвых» точках, ограничивающих рабочий цикл. Вращение начинается только при возникновении разницы уровней, не суть важно, положительной или отрицательной, так работают все приливные электростанции. Плюсы и минусы соседствуют в любых системах и машинах, изобретенных людьми, идеального ничего не бывает. Важно правильно оценить достоинства и недостатки.
Чем хороши ПЭС для экологии
Главное достоинство заключается в том, что этим станциям топливо не нужно, а значит, и продуктов сгорания нет.
Второй плюс тоже очень важен. Что бы ни произошло, и какие бы не случились катаклизмы (землетрясения, цунами, извержения вулканов, падение летательного аппарата, бомбовый удар, теракт и т. п.), самое худшее, что может произойти, это разрушение рабочего блока и генератора с подстанцией. Других последствий, вроде разлива топлива, радиоактивного теплоносителя и еще чего-нибудь страшного быть не может по причине отсутствия опасных технологических агентов.
Третья положительная сторона, которой выгодно отличаются приливные электростанции от ГЭС, например, состоит в принципе работы, обуславливающем бережное отношение к рыбному богатству страны. Часть планктона, конечно, гибнет при прохождении водозаборников, но не более десятой части (для сравнения: прохода лопастей гидростанций не выдерживает от 83 до 99 % водной микрофауны, главного корма рыб).
В-четвертых, на работу ПЭС практически не влияет ледовая обстановка.
В-пятых, соленость воды остается почти неизменной.
И шестой экологический момент состоит в том, что неизбежные структурные нарушения дна, возникающие в ходе строительства, полностью «залечиваются» за два года с полным восстановлением жизнедеятельности гидробиосферы.
Экономические аспекты
Единственная пока приливная электростанция в России и французская ПЭС «Ранс» на своих примерах показали, что себестоимость добываемой «из воды» энергии самая низкая. Кроме этого, производительность предприятий в вышей степени стабильна и не зависит ни от каких политических или макроэкономических потрясений. На работу ПЭС влияет только движение космических тел. Увеличение или снижение уровней нагрузки и объемов потребления энергии потребителями также не нарушает технологических регламентов эксплуатации.
Технология строительства, названная наплавной, позволяет создавать энергоблоки не на месте будущей работы станций, а в береговых доках, и только потом буксировать приливные электростанции в нужный район мирового океана. Таким образом, процесс монтажа серьезно упрощается.
Устройство
Наибольшая амплитуда уровня моря наблюдается в морских заливах, в которых прибережным рельефом образованы естественные полузамкнутые бассейны. Изменение направления вращения турбины технически реализуется посредством переменного шага лопастей, иными словами, их поворотом относительно оси вращения. Как правило, турбины имеют возможность переключаться с генераторного на насосный режим в зависимости от ситуации и фазы технологического цикла. Главный недостаток, заключающийся в неравномерности производительности, нивелируется общей единой энергосистемой, частью которой являются приливные электростанции. Плюсы и минусы этой технологии при сопоставлении все же склоняют энергетиков и экологов в пользу ПЭС.
Почему же их мало?
Если все так замечательно, то почему же берега всех континентов не насыщены этими замечательными, экологически чистыми, безвредными и неопасными, но зато очень полезными сооружениями? Отчего человечество до сих пор дымит в атмосфере мазутными, угольными и прочими выхлопами, рискует новыми Чернобылями и Фукусимами, губит рыбу лопастями турбин ГЭС и замедляет движение рек, приводя к нарушениям экологии? Гринписовцы обоснованно утверждают, что современные потребности жителей планеты вместе с предприятиями пять тысяч раз могут покрыть одни лишь приливные электростанции. В мире, тем не менее, их можно по пальцам сосчитать.
Дороговизна и выгода
Дело в том, что они очень дорого обходятся. Каждая ПЭС стоит на целых 150 % больше, чем ГЭС такой же мощности. Стоимость загубленной рыбы и экологического ущерба никто не считает. Можно по-разному относиться к организации Greenpeace и не во всем поддерживать ее деятельность, но прислушаться к мнению ее членов, возможно, стоит. И кое-кто это уже сделал.
Доля энергии, которую дают в настоящее время все приливные электростанции в мире, ничтожна, но она имеет тенденцию к устойчивому росту. Сейчас их действует немногим более десятка, они обладают разной мощностью, а объединяет их только принцип действия.
Вот их список с указанием характеристики, страны и года сдачи в эксплуатацию:
Ля Ранс
Франция
1967
240 мВт
Кислогубская ПЭС
СССР/Россия
1968
1,7 мВт
Си Джен
Великобритания
2008
1,2 мВт
Аннаполисская ПЭС
Канада
1984
20 мВт
Сихва
Южная Корея
В стадии завершения строительства
254 мВт
Хаммерфест
Норвегия
2003
300 кВт
Еще пять действующих китайских станций не вошли в список по причине малой мощности.
При этом общий потенциал гидроприливной энергетики специалисты оценивают в миллион мегаватт, получаемых без сжигания органического топлив или ядерных реакций.
Что дальше?
Кислогубская приливная электростанция отработала до полного износа агрегатной части и в 1994 году подверглась консервации, но уже в начале третьего тысячелетия ее решили реконструировать с целью проведения экспериментальных исследований. Вопросу альтернативного получения огромных объемов энергии руководство РФ уделяет серьезное внимание, несмотря на высокую стоимость работ по возведению промышленных блоков.
Единственная в России приливная электростанция – лишь база для отработки технологий. Существует проект возведения крупнейшего в мире Пенжинского энергоузла в Охотском море общей мощностью в 135 ГВт. Его предполагается использовать для получения огромных количеств водорода, необходимого для получения синтетического органического топлива, не образующего при сгорании вредных химических соединений. Проект этот требует серьезных вложений, но обещает дать эффект, значение которого сегодня даже трудно оценить.
Вопрос о том, когда именно будет построена Пенжинская приливная электростанция в России, остается открытым.
хранилищ.
Геотермальная энергия важнейший ресурс в вулканически активных местах, например, в Исландии и Новой Зеландии. Насколько это экономически выгодно, будет зависеть от того, до какой именно температуры разогрета будет вода. В свою очередь это будет зависеть от того, насколько горячи породы, и сколько мы качаем до них воды. В горячем районе вода закачивается в скважину, а когда поднимается под давлением выходит и на поверхность, то превращается в пар. Пар может использоваться для турбогенератора либо через теплообменник для обогрева домов. Пар, прежде чем подаваться для вращения турбины, должен быть обязательно очищен.
