МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра электроэнергетики
Реферат
«Геотермальная энергия.»
Выполнил студент: Фомин К.С.
Группы: ЭТ-41
Проверил: Лебединский И.Л.
СУМЫ 2007
Содержание
1 Введение
1.1 Откуда брать энергию?..........................................................................................3
1.2 Энергия солнца…………………………………………………………….……..3
1.3 Энергия ветра……………………………………………………………….…….4
1.4 Энергия воды……………………………………………………………….……..6
1.5 Геотермальная энергия……………………………………………………….…..7
1.6 Энергия биомассы……………………………………………………………..….7
1.7 Приливная энергия……………………………………………………….…….…8 2 Геотермальная энергия…………………………………………………………….…….…9
3 Сущность геотермальной энергии………………………………………………………..11
4 Геотермальные электрические станции с комбинированным циклом………………....15
4.1Бинарные ГеоЭС……………………………………………………………….…15
4.2Верхне-Мутновская ГеоЭС с комбинированным цикло…………………….…16
4.3Комбинированные энергоблоки для второй очереди
Мутновской ГеоЭС…………………………………………………………….…….18
5 Приложение………………………………………………………………………….……..19
5.1 Рисунок 1 Упрощенная схемаГеоЭС
с комбинированным циклом………………………………………………………....19
5.2 Рисунок 2 Турбогенератор модульного типа
с противодавлением за турбиной………………………………………………….....20
5.3 Рисунок 3 Компановка IV блока ВМ ГеоЭС
с комбинированным циклом……………………………………………………...…..21
5.4 Рисунок 4 Тепловая схема второй очереди
Мутновской ГеоЭС с комбинированным циклом………………………………..22-23
6 Литература………………………………………………………………………………..…24
1.1 Откуда брать энергию?
2.11.2004 18:06 | В.В.Ванчугов
По некоторым расчетам, количество солнечной энергии, достигающей поверхности земли каждые 72 часа эквивалентно всей энергии сосредоточенной в мировых запасах угля, нефти и природного газа. Двадцать лет назад, киловатт-час электричества, полученный за счет использования энергии Солнца, стоил $2.50. В настоящий момент его стоимость снизилась до 8- 23 центов.
На протяжении веков идея использования солнечной радиации для получения энергии не находила эффективного технологического решения. В 1767 году шведский ученый Хорас де Соссюр\Horace de Saussure построил первый термальный солнечный коллектор. Ученый использовал его для разогрева пищи и воды. В США в 1891 году было запатентовано первое устройство, использовавшее солнечные лучи для подогрева воды предполагалось, что его использование будет коммерчески оправданным. Этот патент был приобретен двумя чиновниками из штата Калифорния, которые к 1897 году оснастили солнечными обогревателями воды треть домов в калифорнийском городе Пасадена.
На протяжении долгого времени успехи в использовании солнечной энергии игнорировались, поскольку уголь и нефть были дешевы, а пути их использования хорошо известны. Однако во времена энергетического кризиса 1970-х годов интерес к солнечной энергии возрос. В 1973-1974 году Министерство Энергетики США\US Department of Energy профинансировало установку и испытание 3 тыс. фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии. В последующие годы производство такого рода оборудования финансировалось энергетическими компаниями и правительством, но эффективность использования солнечной энергии по-прежнему значительно отставало от традиционных технологий. Интерес к фотоэлектрическим преобразователям возрос в 1990-е годы после обострения ситуации в зоне Персидского залива.
Преимущество использования фотоэлектрических генераторов солнечной энергии в том, что это экологически чистая технология, что сами по себе генераторы нуждаются в минимуме обслуживания и не требуют особых эксплуатационных затрат. Они также не нуждаются в громоздких конструкциях, занимающих значительные территории, надежны в эксплуатации и не производят шумов. У солнечной энергетики однако есть ряд недостатков: солнечные панели сложно утилизировать, во многих регионах мира количество солнечных дней весьма ограничено, оборудование для преобразования солнечной радиации в электричество остается дорогим, подобные электростанции не работают ночью и в холод. Правда, новейшие разработки предлагают оборудование, использование которого окупает его стоимость за 2-5 лет эксплуатации, в зависимости от “солнечности” региона.
По данным Национальной Лаборатории по Возобновляемым Источникам
Энергии\National Renewable Energy Laboratory, стоимость фотоэлектрических батарей в 2003 году в сравнении с предыдущим 2002 годом снизилась на 14%. Мировые продажи солнечных батарей, пригодных для установки на крыше дома, выросли на 44% в 2002 году. В Японии действует крупнейшая в мире программа по поддержке использования солнечной энергии - в 2000 году японцы увеличили производство подобной энергии до 128 мегаватт (в четыре раза). На Филиппинах "солнечное электричество" обеспечивает потребности в энергии 400 тыс. человек. В Швейцарии и Германии в середине 1990-х годов более 1 тыс. зданий были оборудованы солнечными панелями. Эти программы финансировались правительством. В середине 1990-х годов топливные ячейки, которые трансформируют солнечные лучи в энергию солнца были установлены на 250 тысяче домов, расположенных, в большинстве своем, в отдаленных районах таких стран как Шри Ланка, Китай или Мексика. В Кении в 1993 году было больше домов оборудованных солнечными ячейками, чем домов, подключенных к централизованной системе снабжения электричеством. В Бразилии энергетические компании также в большей мере интересуются не традиционной централизованной системой обеспечения электричеством, а солнечной электрификацией, когда речь идет о глухих районах бассейна Амазонки. В ЮАР правительство инициировало крупные программы по обеспечению солнечной энергией миллионов людей.
В американском городе Сакраменто, штат Калифорния, на протяжении 1990-х годов муниципалитет ежегодно оснащал 100 домов солнечными электрическими панелями, которые были подключены к централизованной системе, так, что если в доме есть излишек электроэнергии, он может быть продан другим потребителям. Современное производство фотоэлектрических панелей может обеспечить США 15% объемов электроэнергии, которые, по прогнозам, будут потребляться страной в 2020 году.
С начала 1990-х годов в мире наиболее быстрыми темпами рос спрос на ветряную энергию. Ныне ветровая электроэнергия производится в 55-ти странах мира.
Так, если в 1990 году из ветра вырабатывалось 2 тыс. мегаватт электроэнергии, то в 1995 году - 4.5 тыс. мегаватт. За двадцать лет стоимость киловатт-час электричества, выработанного ветровой электростанцией снизилась с 40 до 5 центов за киловатт и вплотную приблизилась к стоимости электричества, добываемого за счет сжигания нефти, газа, угля и использования ядерной энергии (в США цены на нее составляют 2-3 цента за киловатт).
По данным Американской Ассоциации Энергии Ветра\American Wind Energy Association, cтоимость строительства ветровой электростанции уменьшилась до $1 млн. на 1 МВт - это примерно равно стоимости строительства АЭС. По эффективности вложений ветровые электростанции превосходят лишь газовые ($600 тыс. на 1МВт). Однако, в отличие от газа, энергия ветра бесплатна. Ее большим преимуществом перед ядерной энергетикой является то, что не существует проблемы хранения и переработки отработанного топлива.
Использование энергии ветра традиционно для человеческой цивилизации. Наиболее известной и широко распространенной технологией является ветряная мельница. В 16 столетии в Нидерландах, например, насчитывалось около 10 тыс. ветряных мельниц. В 20 веке только в западной части США насчитывалось более 6 млн. небольших мельниц. Первая большая ветряная мельница для производства электричества была сооружена в США в 1888 году.
В 1999 году мощности мирового производства электроэнергии из энергии ветра составляли около 16 млрд. киловатт\часов, этой энергии было бы достаточно для обеспечения электроэнергией города с двухмиллионным населением. По оценкам Американской Ассоциации Энергии Ветра\American Wind Energy Association, энергия ветра может обеспечить 20% потребностей США в электричестве. При этом ветровые турбины, трансформирующие ветер в электрическую энергию, будут занимать 1% всей территории страны. На этих участках лишь 5% территории будет занято непосредственно необходимым оборудованием, а 95% земель могут быть использованы для посевов аграрных культур и выпаса скота. Прогнозируется, что к 2010 году 10 млн. американских домов будут обеспечиваться “ветровой” электроэнергией. Это позволит снижать выбросы в атмосферу углекислого газа, выделяющегося при производстве электроэнергии из традиционных источников энергии на 100 млн. метрических тонн ежегодно.
Хотя энергия ветра имеет множество преимуществ - она доступна и с точки зрения технологического развития, и в смысле наличия ветряных ресурсов, она имеет также ряд недостатков. Слабым местом использования энергии ветра, как и при использовании солнечной энергии, является недостаточная “энергетическая плотность” этого природного ресурса - для производства необходимого количества тепла или электричества необходимо значительное число генераторов. Ветровые турбины не могу быть размещены повсеместно, поскольку не везде достаточно ветрено, а в тех местах, где ветра много, строительство и эксплуатация ветровых ферм могут оказаться неоправданно дорогостоящими ввиду удаленности от потребителя.
Однако по мнению сторонников использования энергии ветра, в недостаточно активном внедрении “ветровых технологий” больше сказывается консерватизм и инертность. Себестоимость “ветровой” электроэнергии снижается заметно быстрее чем себестоимость энергии, произведенной электростанцией, работающей на природном газе. Чем больше устанавливается ветровых турбин, тем более дешевой становится “ветровая” электроэнергия. Удвоение числа ветровых турбин в мире снизило себестоимость электричества на 15%. К позитивным аспектам использования энергии ветра относится и то, что она неисчерпаема, что развитие этой отрасли энергетики также создает рабочие места в отдаленных регионах. Этот источник энергии, также как энергия солнца, не может стать предметом международных споров, в отличие от нефтяных и газовых месторождений.