18 Март 2011

Основы энергосбережения — курс лекций




теплоту.

Любая из форм свободной энергии может быть практически полностью использована. В то же время хаотическая энергия тепла при превращении в механическую энергию снова теряется в виде тепла. Мы не в силах полностью упорядочить случайное движение молекул, превратив его энергию в свободную. Более того, в настоящее время практически нет способа непосредственного превращения химической и ядерной энергии в электрическую и механическую, как наиболее используемые. Приходится внутреннюю энергию веществ превращать в тепловую, а затем в механическую или электрическую с большими неизбежными те-плопотерями.

Таким образом, все виды энергии после выполнения ими полезной работы превращаются в теплоту с более низкой темпе-ратурой, которая практически непригодна для дальнейшего ис-пользования.

Развитие естествознания на протяжении жизни человечества неопровержимо доказало, какие бы новые виды энергии ни от-крывались, вскоре обнаруживалось одно великое правило. Сумма всех видов энергии оставалась постоянной, что, в конечном счете, привело к утверждению: энергия никогда не создается из ничего и не уничтожается бесследно, она только переходит из одного вида в другой.

В современной науке и практике эта схема настолько полезна, что способна предсказывать появление новых видов энергии.

Если будет обнаружено изменение энергии, которая не вхо-дит в список известных в настоящее время видов энергии, если выяснится, что энергия исчезает или появляется из ничего, то бу-дет сначала «придуман», а затем найден новый вид энергии, ко-торый учтет это отклонение от постоянства энергии, т.е. закона сохранения энергии.

Закон сохранения энергии нашел подтверждение в различных областях – от механики Ньютона до ядерной физики. Причем закон сохранения энергии – это не только плод воображения или обобщения экспериментов. Вот почему можно полностью согла-ситься с утверждением одного из крупнейших физиков-теоретиков Пуанкаре: «Так как мы не в силах дать общего определения энер-гии, принцип ее сохранения означает, что существует нечто, остающееся постоянным. Поэтому, к каким бы новым представлениям о мире не привели нас будущие эксперименты, мы заранее знаем: в них будет нечто остающееся постоянным, что можно назвать ЭНЕРГИЕЙ».

Учитывая вышеизложенное, терминологически правильно было бы говорить не «энергосбережение», так как «сберечь» энергию невозможно, а «эффективное энергоиспользование».

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОВРЕМЕННОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Энергетика – область общественного производства, охва-тывающая добычу энергетических ресурсов, выработку, преобра-зование, передачу и использование различных видов энергии. Энергетика каждого государства функционирует в рамках соз-данных соответствующих энергосистем.

Энергосистема – совокупность энергетических ресурсов; всех видов, методов и средств их получения, преобразования, распределения и использования, обеспечивающих снабжение по-требителей всеми видами энергии.

В энергосистему входят:

• электроэнергетическая система;

• система нефте- и газоснабжения;

• система угольной промышленности;

• ядерная энергетика;

• нетрадиционная энергетика.

Из всех вышеперечисленных в Республике Беларусь наиболее представлена электроэнергетическая система.

Электроэнергетическая система – совокупность взаимо-связанных единством схем и режимов оборудования и установок по производству, преобразованию и доставке конечным потреби-телям электрической энергии. Электроэнергетическая система включает в себя электрические станции подстанции, линии элек-тропередачи, центры потребления электрической энергии.

Энергетика – одна из форм природопользования. В перспек-тиве, с точки зрения технологии, технически возможный объем получаемой энергии практически неограничен, однако энергетика имеет существенные ограничения по термодинамическим

(тепловым) лимитам биосферы. Размеры этих ограничений близки к количеству энергии, усваиваемой живыми организмами био-сферы в совокупности с другими энергетическим процессами, идущими на поверхности Земли. Увеличение этих количеств энер-гии, вероятно, катастрофично или, во всяком случае, кризисно от-разится на биосфере.

Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную энергетику, основанную на использовании органического и ядерного топлива, и нетрадиционную энергетику, основанную на использовании возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии.

ТРАДИЦИОННАЯ ЭНЕРГЕТИКА И ЕЕ ХАРАКТЕРИСТИКА

Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.

Наиболее удобный вид энергии – электрическая, которая может считаться основой цивилизации.