Лекция 3. Альтернативная энергетика.

Экологически чистые источники энергии

Козадёров О.А.К.х.н., доц. кафедры физической химии Воронежского госуниверситета

Тема 2. Возобновляемые источники энергии. Экология их

использования

Лекция 3. Альтернативная энергетика.

Альтернативная энергетика

Малая гидроэнергетикаПриливная энергетика ВетроэнергетикаСолнечная энергетика Энергетика биомассы

Гидроэнергия: история потребления

Водяное колесо– Размол зерна– Распиливание

древесины– Производство тканей

Гидроэлектроэнергия: принцип выработки

ТЭС

Особенности обычных ГЭС

Наличие мощного потока воды

– Водопады– Вместилища для

накопления воды (плотины, водохранилища)

КПД = 60-70% Дороговизна сооружения Бесплатное «топливо»

Безвредны ли обычные ГЭС?

Плотины и водохранилища выводят из оборота затопляемые земли, утрачиваются земельные угодья

Вода из водохранилища может содержать очень мало растворенного кислорода

Спускаемая вода в большей степени размывает русло потока ниже плотины

Решение экологических проблем гидроэнергетики

Переход к низконапорной гидроэнергетике

– турбины ООО "Энерго-Альянс" могут эксплуатироваться при напорах от 1 метра и получать при этом мощности порядка 6-8 кВт

Использование погружных агрегатов

– работают на любых водотоках, имеющих скорость течения воды порядка 3 метров в секунду

Положительные стороны малой гидроэнергетики

Меньший экологический ущерб Сравнительно небольшое время для

достижения проектной мощности (1-5 лет вместо 10-12 лет)

Относительно небольшая стоимость

Приливная энергетика

Приливы – результат гравитационного притяжения больших масс воды океанов со стороны Луны

Схема работы приливной электростанции

Экологическая безопасностьприливной энергетики

исключен выброс загрязняющих веществ в атмосферу

не образуются радиоактивные и тепловые отходы

не требуется добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, затопление территорий

на ПЭС гибнет 5-10% планктона, а на ГЭС - 83-99 %

Отрицательные стороны приливной энергетики

Огромная стоимость станции (в 2.5 раза больше речной гидроэлектростанции)

Если приливная станция находится далеко от ближайшего крупного центра использования энергии, потребуются длинные и дорогие ЛЭП

Выработка приливной энергии непостоянна Влияние на экосистемы в приливной зоне за

счет большего изменения уровня воды и усиления течения

Приливные электростанции в мире

Существуют ПЭС во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах.

ПЭС "Ля Ранс", построенная в р. Ранс (Северная Бретань, Франция) 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

Приливные электростанции в мире

Приливные электростанции в России

С 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт.

В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море

В настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС».

Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.

Ветроэнергетика

Ветроэнергетика: история

Парус – первая «машина», использующая энергию ветра

– Существует 6000 лет

– Обладает наивысшим КПД

Ветроэнергетика: история

Ветряные мельницы– Качали воду– Поднимали

камни– Вращали

мукомольные жернова

Энергия ветра – преобразованная энергия солнечного излучения

Ветры– Глобальные

Пассаты (образуются в результате нагрева экваториальной части Земли)

Западный ветер (дует с запада на восток вдоль кромки дрейфующих льдов Антарктиды)

– Местные

Принцип действия ветроагрегатов

Напор ветра вращение ветроколеса передача крутящего момента валу генератора выработка электроэнергии

Ветроэнергетика в России

1918 год – полная теория ветряной мельницы (В. Залевский), разработка оптимальной ветроустановки

Начало 20 века – 2500 ветряков общей мощность 1 млн. кВт. Разрушены после 1917 г.

Ветроэнергетика в России

1929-1930 гг. – первая в стране ветровая электростанция (ВЭС) под Курском (Уфимцев, Ветчинкин)

1931 г. – более крупная ВЭС вблизи Ялты. Разрушена в 1942 г.

Ветроэнергетика в России

1950-1955 гг. – производилось до 9 тыс. ветроустановок в год

1960-1980 гг. – энергетическая отрасль ориентирована на строительство ТЭС, ГЭС и АЭС.

Развитие ветроэнергетики затормозилось

Ветроэнергетика за рубежом

1970-е гг. – интенсивное развитие после нефтяного кризиса– Дотирование отрасли на государственном

уровне– Самостоятельная прибыль

2000-е гг.– Дания (20% всей энергии)– Германия (10 %)

Перспективы ветроэнергетики в России

«Золотой» порог - скорость ветра 5 м/с (тогда станция самоокупается)

Экологическая чистота ветроэнергетики

Работающие ветродвигатели создают значительный шум

Ветроустановки генерируют инфразвук, от которого дребезжат стекла; он небезопасен для человека

Большое количество ветряков отпугивает птиц и животных

Затрудняется прием телепередач