18 Март 2011

Основы энергосбережения — курс лекций




В настоящее время в Бразилии на этаноле, полученном в результате разложения биомассы из отходов сахарного тростника, работает городской автотранспорт и многие личные автомобили. В США этанол получают из отходов кукурузы. Этанол является хорошим заменителем бензина, при этом в отличие от нефти биомасса является достаточно быстро возобновляемым ресурсом. К биоконверсии относится также получение тепловой энергии при аэробном микробиологическом окислении органических веществ. Так по научному называется компостирование и биоподогрев, о чем знает каждый огородник.

Второе: термохимическая конверсия (пиролиз, газификация, быстрый пиролиз, синтез) твердых органических веществ (дерева, торфа, угля) в «синтез-газ», метанол, искусственный бензин, древесный уголь.

Третье: сжигание отходов в котлах и печах специальных конструкций. В мире сотни миллионов тонн таких отходов сжи-гаются с регенерацией энергии. Прессованные брикеты из бумаги, картона, древесины, полимеров по теплотворной способности сравнимы с бурым углем.

Малая гидроэнергетика. В настоящее время признанных единых критериев причисления ГЭС к категории малых гидро-станций не существует. У нас принято считать малыми гидро-станции мощностью от 0,1 до 30 МВт, при этом введено ограни-чение по диаметру рабочего колеса гидротурбины до 2 м и по единичной мощности гидроагрегата – до 10 МВт. ГЭС установ-ленной мощностью менее 0,1 МВт выделены в категории микро-ГЭС.

Малая гидроэнергетика в мире в настоящее время переживает третий виток в истории своего развития. Строительство первых ГЭС началось еще в прошлом веке, когда они предназначались для энергоснабжения отдельных заводов и поселков. Затем темпы их строительства замедлились из-за конкуренции небольших тепловых электростанций. Второй этап массового строительства малых ГЭС пришелся на конец 40-х – начало 50-х гг., когда тысячи малых гид-ростанций строились колхозами, совхозами, предприятиями и го-сударством. В 70-80-х гг. сотни и тысячи малых ГЭС были выве-дены из эксплуатации либо законсервированы, либо ликвидирова-ны из-за быстрого развития большой энергетики на базе крупных те-пловых гидравлических и атомных станций. На третьем витке воз-рождение малых ГЭС, естественно, происходит на новом техни-ческом уровне основного энергетического оборудования, степени автоматизации и компьютеризации.

ДРУГИЕ ВИДЫ НЕТРАДИЦИОННОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Геотермальная энергетика – получение энергии от внут-реннего тепла Земли. Различают естественную и искусственную геотермальную энергию – от природных термальных источников и от закачки в недра Земли воды, других жидкостей или газооб-разных веществ («сухая» и «мокрая» геотермальная энергетика). Данный вид энергетики широко применяется для бытовых целей и отопления теплиц. Имеются геотермальные ТЭС. Недостаток – токсичность термальных вод и химическая агрессивность жидко-стей и газов.

Космическая энергетика – получение солнечной энергии на специальных геостационарных спутниках Земли с узконаправ-ленной передачей энергии на наземные приемники.

На этих спутниках солнечная энергия трансформируется в электрическую и в виде электромагнитного луча сверхвысокой частоты передается на приемные станции на Земле, где преобра-зуется в электрическую энергию. Мощность одной орбитальной станции может составить от 3000 до 15000 МВт.

Морская энергетика базируется на энергии приливов и отливов (Кислогубская ЭС на Кольском полуострове), морских те-чений и разности температур в различных слоях морской воды. Иногда к ней относят волновую энергетику. Пока морская энер-гетика малорентабельна из-за разрушающего воздействия на обо-рудование морской воды. Приливная энергетика рентабельна па побережьях морей с исключительно высокими приливами.

Низкотемпературная энергетика – получение энергии с использованием низкотемпературного тепла Земли, воды и воз-духа, вернее разности в температурах их различных слоев. Про-мышленное получение энергии с использованием разности темпе-ратур на поверхности и в глубинах океана пока не выходит за рам-ки опытных установок.

«Холодная» энергетика – способы получения энергоно-сителей путем физико-химических процессов, идущих при низких температурах и сходных с происходящими в растениях. Например, разложение воды на асимметричных мембранах под воздействием солнечного света. Молекула воды распадается на водород и кислород, скапливающиеся по разные стороны этой мембраны. Водород затем используют как энергоноситель. КПД таких мембран в последние годы удалось заметно повысить,

а цену – понизить.