Dünyadaki alternatif enerjinin karşılaştırmalı özellikleri üzerine pratik çalışma. Üç prensibe dayalı

Dünya enerji endüstrisi

Başkan: Gavrikova Olga Nikolaevna

Nijniy Novgorod

Gözden geçirmek

Giriiş. 3

Genel Hükümler. 4

Enerji santrallerinin çeşitleri ve çeşitleri. 6

Enerji santrallerinin yerleşimini etkileyen faktörler. 10

Nükleer enerji gelişiminin sorunları. on bir

Alternatif enerji kaynakları. 13

Güneş enerjisi. 14

Rüzgar enerjisi. 15

Deniz enerjisi. 16

Nehir enerjisi. 16

Dünya okyanuslarının enerjisi. 17

Dünya enerjisi. 20

Atıktan enerji. 20

Gübrenin enerjisi. 20

Hidrojen enerjisi. 21

Çözüm. 24

Yirminci yüzyılın sonuna gelindiğinde modern toplum, bir dereceye kadar krizlere bile yol açan enerji sorunlarıyla karşı karşıya kaldı. İnsanlık her bakımdan faydalı olacak yeni enerji kaynakları bulmaya çalışıyor: üretim kolaylığı, düşük ulaşım maliyeti, çevre dostu olma, ikmal. Kömür ve gaz arka planda kayboluyor: yalnızca başka bir şeyin kullanılmasının imkansız olduğu yerlerde kullanılıyorlar. Nükleer enerji hayatımızda giderek daha önemli bir yer kaplıyor: Hem uzay mekiklerinin nükleer reaktörlerinde hem de binek araçlarda kullanılabilmektedir.

Özellikle insanların giderek artan ihtiyaçları ile birlikte tüm geleneksel enerji kaynakları mutlaka tükenecektir. Bu nedenle 21. yüzyılın başında insanlar yeni çağda varlıklarının temeli ne olacak diye düşünmeye başladılar. İnsanlığın alternatif enerji kaynaklarına yönelmesinin başka nedenleri de var. Birincisi, her türlü enerjinin ana tüketicisi olan sanayinin sürekli büyümesidir (mevcut durumda kömür rezervleri yaklaşık 270 yıl, petrol 35-40 yıl, gaz rezervleri ise 50 yıl dayanacaktır). İkincisi, yeni yatakların araştırılması için önemli finansal maliyetlere duyulan ihtiyaç, çünkü bu çalışma genellikle derin sondajın (özellikle açık deniz koşullarında) ve diğer karmaşık ve yüksek teknoloji teknolojilerinin organizasyonu ile ilişkilidir. Üçüncüsü, enerji kaynaklarının çıkarılmasıyla ilgili çevresel sorunlar. Alternatif enerji kaynakları geliştirme ihtiyacının eşit derecede önemli bir nedeni de küresel ısınma sorunudur. Özü, ısı, elektrik üretme ve araçların çalışmasını sağlama sürecinde kömür, petrol ve benzinin yanması sırasında açığa çıkan karbondioksitin (CO2), gezegenimizin yüzeyinden ısıtılan termal radyasyonu emmesidir. Güneş'in etkisiyle sera etkisi denilen etkiyi yaratıyor.

Elektrik enerjisi sanayi, elektrik santrallerinde elektrik üretimi ve tüketicilere iletimi ile uğraşan bir sanayi dalı olup, aynı zamanda ağır sanayinin de temel kollarından biridir.

Enerji, her eyalette üretim güçlerinin gelişmesinin temelidir. Enerji sanayi, tarım, ulaşım ve kamu hizmetlerinin kesintisiz çalışmasını sağlar. Enerjiyi sürekli geliştirmeden istikrarlı ekonomik kalkınma mümkün değildir.

Enerji ve elektrifikasyonun gelişmesi olmadan bilimsel ve teknolojik ilerleme mümkün değildir. İşgücü verimliliğini artırmak için üretim süreçlerinin makineleşmesi ve otomasyonu, insan emeğinin (özellikle ağır veya monoton) makine emeğiyle değiştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Ancak teknik mekanizasyon ve otomasyon araçlarının (ekipman, aletler, bilgisayarlar) büyük çoğunluğu elektriksel bir temele sahiptir. Elektrik enerjisi özellikle elektrik motorlarını tahrik etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Elektrikli makinelerin gücü (amaçlarına bağlı olarak) değişir: bir watt'ın kesirlerinden (birçok teknoloji dalında ve ev ürünlerinde kullanılan mikromotorlar) bir milyon kilowatt'ı aşan muazzam değerlere (elektrik santrali jeneratörleri).

İnsanlığın elektriğe ihtiyacı var ve her geçen yıl bu ihtiyaç artıyor. Aynı zamanda geleneksel doğal yakıtların (petrol, kömür, gaz vb.) rezervleri de sınırlıdır. Ayrıca üreme reaktörlerinde plütonyumun üretilebileceği uranyum ve toryum gibi sınırlı nükleer yakıt rezervleri de bulunmaktadır. Bu nedenle, bugün sadece ucuz yakıt açısından değil, aynı zamanda tasarım basitliği, işletme, istasyonu inşa etmek için gereken malzemelerin düşük maliyeti açısından da karlı ve karlı elektrik kaynakları bulmak önemlidir. ve istasyonların dayanıklılığı.

Enerji endüstrisi, yakıt ve enerji endüstrisinin bir parçasıdır ve bu devasa ekonomik kompleksin bir başka bileşeni olan yakıt endüstrisi ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Elektrik enerjisi endüstrisi, ulusal ekonominin diğer sektörleriyle birlikte, tek bir ulusal ekonomik sistemin parçası olarak kabul edilmektedir. Şu anda hayatımız elektrik enerjisi olmadan düşünülemez. Elektrik gücü insan faaliyetinin tüm alanlarını işgal etti: sanayi ve tarım, bilim ve uzay. Hayatımızı elektriksiz hayal etmek de imkansızdır. Bu kadar geniş bir dağılım, kendine özgü özellikleriyle açıklanmaktadır:

o hemen hemen tüm diğer enerji türlerine (termal, mekanik, ses, ışık ve diğerleri) dönüşme yeteneği;

o büyük miktarlarda uzun mesafeler boyunca nispeten kolay iletilebilme yeteneği;

o elektromanyetik süreçlerin muazzam hızları;

o enerjiyi parçalama ve parametrelerini oluşturma yeteneği (voltaj, frekanstaki değişiklikler).

Dünya genelinde toplam faydalı elektrik tüketimindeki payı önemli ölçüde azalsa da sanayi, elektriğin ana tüketicisi olmaya devam ediyor. Endüstride elektrik enerjisi çeşitli mekanizmaları harekete geçirmek için ve doğrudan teknolojik süreçlerde kullanılmaktadır. Şu anda sanayide güç tahrikli elektrifikasyon oranı %80'dir. Aynı zamanda elektriğin yaklaşık 1/3'ü doğrudan teknolojik ihtiyaçlara harcanıyor.

Tarımda elektrik, seraları ve hayvancılık binalarını ısıtmak, aydınlatmak ve çiftliklerdeki el emeğini otomatikleştirmek için kullanılır.

Elektrik, ulaşım kompleksinde büyük bir rol oynamaktadır. Tren hızlarını artırarak yol kapasitesinin artırılmasına, ulaşım maliyetlerinin azaltılmasına ve yakıt ekonomisinin arttırılmasına olanak sağlayan elektrikli demiryolu taşımacılığında büyük miktarda elektrik tüketilmektedir. Rusya'daki demiryollarının elektrikli derecelendirmesi, uzunluk olarak, ülkedeki tüm demiryollarının %38'ini ve dünya demiryollarının yaklaşık %3'ünü oluşturuyordu; Rus demiryollarının yük cirosunun %63'ünü ve dünya yük cirosunun 1/4'ünü sağlıyordu. demiryolu taşımacılığı. Amerika ve özellikle Avrupa ülkelerinde bu rakamlar biraz daha yüksektir.

Evdeki elektrik, insanlara konforlu bir yaşam sağlamanın önemli bir parçasıdır. Elektrik endüstrisinin gelişmesi sayesinde birçok ev aleti (buzdolapları, televizyonlar, çamaşır makineleri, ütüler ve diğerleri) yaratıldı.

Bugün kişi başına düşen elektrik tüketimi açısından Rusya, aralarında ABD, Fransa ve Almanya'nın da bulunduğu dünyadaki 17 ülkenin gerisinde olduğu gibi, sanayi ve tarımdaki elektrikli teçhizat düzeyi açısından da bu ülkelerin birçoğunun gerisindedir. Rusya'da günlük yaşamda ve hizmet sektöründe elektrik tüketimi diğer gelişmiş ülkelere göre 2-5 kat daha düşük. Aynı zamanda, Rusya'da elektrik kullanımının verimliliği ve etkinliği diğer birçok ülkeye göre belirgin şekilde daha düşüktür.

Elektrik enerjisi insan yaşamının en önemli parçasıdır. Gelişim düzeyi, toplumun üretici güçlerinin gelişme düzeyini ve bilimsel ve teknolojik ilerleme olanaklarını yansıtır.

Termik enerji mühendisliği

İlk termik santraller 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıktı (1882'de - New York'ta, 1883 - St. Petersburg'da, 1884 - Berlin'de) ve yaygınlaştı. Yirminci yüzyılın 70'li yıllarının ortalarında, termik santraller ana enerji santrali türüydü. Ürettikleri elektriğin payı şuydu: Rusya ve ABD'de %80 (1975), dünyada ise yaklaşık %76 (1973).

Şu anda dünya elektriğinin yaklaşık %50'si termik santrallerde üretiliyor. Rus şehirlerinin çoğu termik santrallerden besleniyor. Şehirlerde genellikle CHP tesisleri kullanılır - yalnızca elektrik değil aynı zamanda sıcak su şeklinde ısı da üreten kombine ısı ve enerji santralleri. Böyle bir sistem oldukça pratik değildir çünkü Elektrik kablolarının aksine, ısıtma şebekesinin güvenilirliği uzun mesafelerde son derece düşüktür; merkezi ısı kaynağının verimliliği de iletim sırasında büyük ölçüde azalır (verimlilik %60-70'e ulaşır). Isıtma şebekesinin uzunluğu 20 km'den fazla olduğunda (çoğu şehir için tipik bir durum), müstakil bir eve elektrikli kombi kurmanın ekonomik açıdan karlı olacağı tahmin edilmektedir. Termik santrallerin konumu esas olarak yakıt ve tüketici faktörlerinden etkilenmektedir. En güçlü termik santraller yakıtın üretildiği yerlerde bulunur. Yerel organik yakıt türlerini (turba, şist, düşük kalorili ve yüksek küllü kömürler, akaryakıt, gaz) kullanan termik santraller tüketici odaklı olup aynı zamanda yakıt kaynaklarının kaynaklarında yer almaktadır.

Termik santrallerin çalışma prensibi, yakıtın kimyasal enerjisinin sıralı olarak ısı ve elektrik enerjisine dönüştürülmesine dayanmaktadır. Bir termik santralin ana ekipmanı kazan, türbin ve jeneratördür. Kazanda yakıt yakıldığında su buharı enerjisine dönüştürülen termal enerji açığa çıkar. Bir türbinde su buharı mekanik dönme enerjisine dönüştürülür. Jeneratör dönme enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Tüketim ihtiyaçları için termal enerji, bir türbin veya kazandan buhar şeklinde alınabilir.

Termik santrallerin hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Diğer enerji santrali türleriyle karşılaştırıldığında olumlu bir özellik, yakıt kaynaklarının geniş dağıtımı ve çeşitliliği ile bağlantılı olarak nispeten serbest yerleşimdir; mevsimsel dalgalanmalar olmadan elektrik üretebilme yeteneği. Olumsuz faktörler arasında şunlar yer alıyor: TPP'nin verimliliği düşük, enerji dönüşümünün çeşitli aşamalarını sırayla değerlendirirsek, yakıt enerjisinin %32'den fazlasının elektrik enerjisine dönüşmediğini göreceğiz. Gezegenimizin yakıt kaynakları sınırlıdır, dolayısıyla fosil yakıt kullanmayan enerji santrallerine ihtiyacımız var. Ayrıca termik santrallerin çevreye son derece olumsuz etkileri bulunmaktadır. Rusya dahil dünyadaki termik santraller yılda 200-250 milyon ton kül ve 60 milyon tona yakın kükürtdioksiti atmosfere salıyor, çok büyük miktarda oksijeni emiyorlar.

Hidroelektrik

Üretilen enerji miktarı açısından hidrolik santraller (HES) ikinci sırada yer almaktadır. En ucuz elektriği üretiyorlar ancak inşaat maliyetleri oldukça yüksek. Sovyet iktidarının ilk on yıllarında Sovyet hükümetinin sanayide büyük bir atılım yapmasına olanak sağlayan şey hidroelektrik santrallerdi.

Modern hidroelektrik santraller, şu anda faaliyette olan termik santrallerin ve nükleer santrallerin performansının iki katı olan 7 milyon kW'a kadar enerji üretmeyi mümkün kılmaktadır, ancak hidroelektrik santrallerin Avrupa'da konumlandırılması zordur. arazi maliyetinin yüksek olması ve bu bölgelerde geniş alanların sular altında kalmasının imkansızlığı. Hidroelektrik santrallerin önemli bir dezavantajı, işletmelerinin mevsimselliğidir ve bu durum sanayi için oldukça sakıncalıdır.

Hidroelektrik santralleri iki ana gruba ayrılabilir: büyük ova nehirlerindeki hidroelektrik santralleri ve dağ nehirlerindeki hidroelektrik santralleri. Ülkemizde hidroelektrik santrallerin çoğu ova nehirleri üzerine inşa edilmiştir. Ova rezervuarları genellikle geniş bir alana sahiptir ve geniş alanlarda doğal koşulları değiştirir. Su kütlelerinin sıhhi durumu kötüleşiyor: Daha önce nehirler tarafından taşınan kanalizasyon, rezervuarlarda birikiyor ve nehir yataklarını ve rezervuarları temizlemek için özel önlemlerin alınması gerekiyor. Ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin inşası dağ nehirlerine göre daha az karlıdır, ancak bazen örneğin normal navigasyon ve sulama oluşturmak için gerekli olabilir. Dünyanın tüm ülkeleri ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin kullanımından vazgeçmeye, hızlı dağ nehirlerine veya nükleer santrallere geçmeye çalışıyor.

Hidrolik santraller elektrik üretmek için hidroelektrik kaynaklarını yani suyun düşme kuvvetini kullanır. Üç ana hidroelektrik santral türü vardır:

1. Hidroelektrik santraller.

Çalışmalarının teknolojik şeması oldukça basittir. Nehrin doğal su kaynakları, hidrolik yapıların inşası yoluyla hidroelektrik kaynaklarına dönüştürülmektedir. Hidroenerji kaynakları türbinde kullanılarak mekanik enerjiye, mekanik enerji ise jeneratörde kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürülür.

2. Gelgit istasyonları.

Deniz suyunun kullanılabileceği basıncı elde etmek için gerekli koşulları doğanın kendisi yaratır. Gelgitlerin gelgitleri sonucunda kuzey denizlerinde - Okhotsk, Bering - deniz seviyesi değişiyor, dalga 13 metreye ulaşıyor. Havuz ile deniz arasında kot farkı yaratılarak basınç oluşur. Gelgit dalgası periyodik olarak değiştiği için istasyonların basıncı ve gücü de buna bağlı olarak değişir. Gelgit enerjisinin kullanımı hala mütevazı bir ölçektedir. Bu tür istasyonların ana dezavantajı zorunlu moddur. Gelgit istasyonları (TES), tüketicinin ihtiyacı olduğunda değil, suyun gel-gitine bağlı olarak elektrik sağlar. Bu tür istasyonların inşasının maliyeti de yüksektir.

3. Pompaj depolamalı enerji santralleri.

Eylemleri, aynı hacimdeki suyun iki havuz arasındaki döngüsel hareketine dayanmaktadır: üst ve alt. Elektrik talebinin azaldığı gecelerde, alt rezervuardan üst rezervuara su pompalanarak, gece santrallerinin ürettiği fazla enerji tüketilmektedir. Gün içinde elektrik tüketiminin hızla arttığı zamanlarda su, üst havzadan türbinler aracılığıyla aşağıya doğru salınarak enerji üretiliyor. Bu faydalıdır çünkü termik santrallerin geceleri kapatılması imkansızdır. Böylece pompaj depolamalı enerji santralleri pik yük sorunlarını çözebilmektedir. Rusya'da, özellikle Avrupa kısmında, pompalı depolamalı enerji santralleri de dahil olmak üzere manevra kabiliyeti yüksek enerji santralleri yaratma konusunda ciddi bir sorun var.

Hidrolik santraller sıralanan avantaj ve dezavantajlarının yanı sıra aşağıdaki özelliklere de sahiptir: Hidroelektrik santraller yenilenebilir kaynakları kullanmaları, işletmelerinin kolay olması ve %80'in üzerinde yüksek verime sahip olmaları nedeniyle oldukça etkili enerji kaynaklarıdır. Sonuç olarak hidroelektrik santrallerin ürettiği enerji en ucuz olanıdır. Hidroelektrik santrallerin büyük bir avantajı, gerekli sayıda ünitenin neredeyse anında otomatik olarak çalıştırılması ve kapatılması olasılığıdır. Ancak hidroelektrik santrallerin inşası uzun bir zaman ve büyük sermaye yatırımları gerektirir, bu da ovalarda arazi kaybına neden olur ve balıkçılık endüstrisine zarar verir. Hidroelektrik santrallerin elektrik üretimindeki payı, kurulu güçteki payından önemli ölçüde daha azdır; bu durum, tam kapasitelerinin ancak kısa bir sürede ve yalnızca suyun yüksek olduğu yıllarda gerçekleşmesiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle dünyanın birçok ülkesinde hidroelektrik kaynakları bulunmasına rağmen elektrik enerjisinin ana kaynağı olarak görev yapamıyorlar.

Nükleer güç.

Dünyanın ilk nükleer enerji santrali Obninskaya, 1954 yılında Rusya'da faaliyete geçti. Rusya'daki 9 nükleer santralin personeli 40,6 bin kişi, yani enerji sektöründe istihdam edilen toplam nüfusun %4'ü. Rusya'da üretilen elektriğin yüzde 11,8'i yani 119,6 milyar kW'ı nükleer santrallerde üretildi. Sadece nükleer santrallerde elektrik üretimindeki artış yüksek kalıyor.

SSCB'de nükleer santrallerin elektrik üretimindeki payının 1990 yılında yüzde 20'ye ulaşması planlanıyordu, ancak yüzde 12,3'e ulaşıldı. Çernobil felaketi nükleer inşaat programında bir azalmaya neden oldu; 1986'dan bu yana sadece 4 güç ünitesi işletmeye alındı. Enerji santrallerinin en modern türü olan nükleer santrallerin, diğer santral türlerine göre çok sayıda önemli avantajı vardır: normal çalışma koşullarında çevreyi hiç kirletmezler, bir hammadde kaynağına bağlantı gerektirmezler. ve buna bağlı olarak hemen hemen her yere yerleştirilebilir, yeni santraller neredeyse hidroelektrik santrallerin ortalama gücüne eşit güce sahiptir, ancak nükleer santrallerde kurulu güç kullanım faktörü (%80) hidroelektrik santrallerde bu rakamın çok üzerindedir veya Termal enerji santralleri.

Nükleer santrallerin normal işletme koşulları altında neredeyse hiçbir önemli dezavantajı yoktur. Bununla birlikte, olası mücbir sebep koşullarında nükleer santrallerin tehlikesini gözden kaçırmak mümkün değildir: depremler, kasırgalar vb. - burada eski güç ünitesi modelleri, reaktörün kontrolsüz aşırı ısınması nedeniyle bölgelerde potansiyel radyasyon kirliliği tehlikesi oluşturur. Ancak nükleer santrallerin günlük işleyişine bir takım olumsuz sonuçlar da eşlik ediyor:

1. Nükleer enerjinin kullanımında mevcut zorluklar - radyoaktif atıkların imhası. İstasyonlardan çıkarılmak üzere güçlü korumaya ve soğutma sistemine sahip konteynerler inşa edilmiştir. Gömme, teolojik olarak stabil katmanlarda büyük derinliklerde zeminde gerçekleştirilir.

2. Bazı eskimiş nükleer santrallerdeki kazaların yıkıcı sonuçları, kusurlu sistem korumasının bir sonucudur.

3. Nükleer santrallerin kullandığı su kütlelerinin termal kirliliği.

Nükleer santrallerin artan tehlike nesneleri olarak işleyişi, kalkınma talimatlarının oluşturulmasında ve gerekli fonların tahsisinde devlet yetkililerinin ve yönetimin katılımını gerektirir.

Farklı türdeki enerji santrallerinin konumu çeşitli faktörlerden etkilenir. Termik santrallerin konumu esas olarak yakıt ve tüketici faktörlerinden etkilenmektedir. En güçlü termik santraller kural olarak yakıtın üretildiği yerlerde bulunur, santral ne kadar büyük olursa elektriği o kadar uzağa iletebilir. Taşıması ekonomik açıdan karlı olan yüksek kalorili yakıt kullanan enerji santralleri tüketici odaklıdır. Akaryakıtla çalışan enerji santralleri çoğunlukla petrol rafineri endüstrisinin merkezlerinde bulunmaktadır.

Hidrolik santraller elektrik üretmek için düşen suyun kuvvetini kullandıklarından hidroelektrik kaynaklara odaklanmaktadırlar. Dünyanın geniş hidroelektrik kaynakları dengesiz bir şekilde dağılmıştır. Ülkemizde hidrolik inşaat, nehirler üzerinde kademeli hidroelektrik santrallerin inşası ile karakterize edilmiştir. Bir kaskad, enerjisinin tutarlı kullanımı için su akışının akışı boyunca basamaklar halinde yerleştirilmiş bir grup termik santraldir. Aynı zamanda elektrik elde etmenin yanı sıra nüfusa arz ve su üretimi, taşkınların önlenmesi, ulaşım koşullarının iyileştirilmesi sorunları da çözülüyor. Maalesef ülkede çağlayanların oluşması son derece olumsuz sonuçlara yol açtı: değerli tarım arazilerinin kaybı, ekolojik dengenin bozulması.

Ova rezervuarları genellikle geniş bir alana sahiptir ve geniş alanlarda doğal koşulları değiştirir. Su kütlelerinin sıhhi durumu kötüleşiyor: Daha önce nehirler tarafından taşınan kanalizasyon, rezervuarlarda birikiyor ve nehir yataklarını ve rezervuarları temizlemek için özel önlemlerin alınması gerekiyor. Ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin inşası dağ nehirlerine göre daha az karlıdır, ancak bazen örneğin normal navigasyon ve sulama oluşturmak için gerekli olabilir.

Nükleer enerji santralleri, enerji kaynaklarına bakılmaksızın herhangi bir bölgede inşa edilebilir: nükleer yakıt yüksek enerji içeriğine sahiptir (1 kg ana nükleer yakıt - uranyum - 2500 ton kömürle aynı miktarda enerji içerir). Sorunsuz çalışma koşullarında nükleer santraller atmosfere emisyon yaymaz ve dolayısıyla tüketicilere zararsızdır. Son zamanlarda ATPP ve AST oluşturuldu. ATPP'de, geleneksel bir CHPP'de olduğu gibi, hem elektrik hem de termal enerji üretilirken, AST'de yalnızca termal enerji üretilmektedir.

Çernobil nükleer santralindeki felaketin ardından Rusya'da halkın etkisiyle nükleer enerjinin gelişme hızı önemli ölçüde yavaşladı. Toplam nükleer santral kapasitesinin 100 milyon kW'a (ABD bu rakama zaten ulaştı) ulaşmasını hızlandırmaya yönelik daha önce var olan program aslında rafa kaldırıldı. Rusya'da yapım aşamasında olan tüm nükleer santrallerin kapatılması büyük doğrudan kayıplara neden oldu, yabancı uzmanlar tarafından tamamen güvenilir olarak kabul edilen istasyonlar, ekipman kurulumu aşamasında bile donduruldu. Ancak son zamanlarda durum değişmeye başladı: 93 Haziran'da bu 4 yıldır hizmete açıldı bu Balakovo NGS'nin güç ünitesi, önümüzdeki birkaç yıl içinde birkaç nükleer santralin ve temelde yeni tasarımlı ek güç ünitelerinin daha devreye alınması planlanıyor. Nükleer enerjinin maliyetinin, termik veya hidrolik istasyonlarda üretilen elektriğin maliyetini önemli ölçüde aştığı bilinmektedir, ancak birçok özel durumda nükleer enerjinin kullanılması sadece yeri doldurulamaz değil, aynı zamanda ekonomik açıdan da faydalıdır - ABD'de nükleer santraller 58'den günümüze kadar geçen sürede 60 milyar dolar net kar elde etti. Rusya'da nükleer enerjinin geliştirilmesi için büyük bir avantaj, askeri olmayan kullanımı mümkün olan büyük miktarlarda silah kalitesinde plütonyumun serbest bırakılacağı START-1 ve START-2 ile ilgili Rus-Amerikan anlaşmaları yaratılıyor. sadece nükleer santrallerde. Silahsızlanma sayesinde, geleneksel olarak pahalı sayılan nükleer santrallerden elde edilen elektriğin, termik santrallerden elde edilen elektriğe göre yaklaşık iki kat daha ucuz hale gelmesi mümkün oluyor.

Rus ve yabancı nükleer bilim adamları oybirliğiyle Çernobil kazasından sonra ortaya çıkan radyofobinin ciddi bir bilimsel ve teknik dayanağının olmadığını söylüyorlar. Çernobil nükleer santralindeki kazanın nedenlerini doğrulamak için hükümet komisyonunun bildirdiği gibi, “kaza, operatör ve yardımcıları tarafından RBMK-1000 nükleer reaktörünü kontrol etme prosedürünün aşırı derecede ihlal edilmesi sonucu meydana geldi. düşük vasıflar.” Kazada, istasyonun o zamana kadar nükleer tesislerin yönetimi konusunda engin deneyime sahip olan Orta Makine İnşaat Bakanlığı'ndan, hiç böyle bir deneyimin bulunmadığı Enerji Bakanlığı'na devredilmesi de büyük rol oynadı. kazadan kısa bir süre önce meydana geldi. Bugüne kadar, RBMK reaktörünün güvenlik sistemi önemli ölçüde iyileştirildi: çekirdeğin yanmaya karşı korunması iyileştirildi ve acil durum sensörlerini tetikleme sistemi hızlandırıldı. Scientific American dergisi bu gelişmelerin reaktörün güvenliği açısından kritik olduğunu kabul etti. Yeni nesil nükleer reaktör projeleri, reaktör çekirdeğinin güvenilir şekilde soğutulmasına odaklanıyor. Geçtiğimiz birkaç yılda, farklı ülkelerdeki nükleer santrallerdeki arızalar nadiren meydana geldi ve son derece önemsiz olarak sınıflandırıldı.

Dünyada nükleer enerjinin gelişmesi kaçınılmazdır ve artık dünya nüfusunun çoğunluğu bunu anlamaktadır ve nükleer enerjiden vazgeçmek çok büyük maliyetler gerektirecektir. Yani, bugün tüm nükleer santralleri kapatırsanız, ilave 100 milyar ton yakıt eşdeğerine ihtiyacınız olacak ve bu da hiçbir yerden elde edilemeyecek bir şey.

Enerjinin geliştirilmesinde ve nükleer santrallerin olası değiştirilmesinde temelde yeni bir yön, yakıtsız elektrokimyasal jeneratörler üzerine yapılan araştırmalarla temsil edilmektedir. Deniz suyunda fazla miktarda bulunan sodyumu tüketen bu jeneratörün verimliliği yaklaşık %75'tir. Buradaki reaksiyon ürünü klor ve soda külüdür ve bu maddelerin daha sonra endüstride kullanılması mümkündür.

Dünya genelinde nükleer santrallerin ortalama kullanım oranı %70 iken bazı bölgelerde bu oran %80'in üzerine çıktı.

Ne yazık ki petrol, gaz ve kömür rezervleri hiçbir şekilde sonsuz değildir. Doğanın bu rezervleri oluşturması milyonlarca yıl sürdü; yüzlerce yıl içinde tükenecekler. Bugün dünya, dünyevi zenginliklerin yağmalanarak yağmalanmasını nasıl önleyebileceğini ciddi olarak düşünmeye başladı. Sonuçta, yakıt rezervleri ancak bu koşullar altında yüzyıllarca dayanabilir. Maalesef petrol üreten birçok ülke bugün yaşıyor. Doğanın kendilerine verdiği petrol rezervlerini acımasızca tüketiyorlar. Şimdi bu ülkelerin çoğu, özellikle de Basra Körfezi bölgesi, bu rezervlerin birkaç on yıl içinde kuruyacağını düşünmeden tam anlamıyla altın içinde yüzüyor. Petrol ve doğalgaz sahaları tükendiğinde ne olacak ve bu er ya da geç gerçekleşecek mi? Sadece enerji için değil aynı zamanda ulaşım ve kimya için de gerekli olan petrol fiyatlarındaki artış, bizi petrol ve gazın yerini almaya uygun diğer yakıt türlerini düşünmeye zorladı. Kendi petrol ve gaz rezervlerine sahip olmayan ve bunları satın almak zorunda kalan ülkeler o zamanlar özellikle düşünceli hale geldi.

Bu nedenle, enerji santrallerinin genel tipolojisi, geleneksel olmayan veya alternatif enerji kaynakları olarak adlandırılan enerji santrallerini içerir. Bunlar şunları içerir:

o gel-git enerjisi;

o küçük nehirlerin enerjisi;

o rüzgar enerjisi;

o güneş enerjisi;

o jeotermal enerji;

o yanıcı atıklardan ve emisyonlardan elde edilen enerji;

o ikincil veya atık ısı kaynaklarından ve diğerlerinden elde edilen enerji.

Her ne kadar alışılmamış tipteki santraller elektrik üretiminin sadece yüzde birkaçını oluştursa da, özellikle ülkelerin toprak çeşitliliği dikkate alındığında dünyada bu alanın geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Rusya'da bu tür enerji santrallerinin tek temsilcisi Kamçatka'daki 11 MW kapasiteli Pauzhetskaya Jeotermal Enerji Santrali'dir. İstasyon 1964'ten beri faaliyet gösteriyor ve hem ahlaki hem de fiziksel olarak modası geçmiş durumda. Rusya'nın bu alandaki teknolojik gelişme düzeyi dünyanın çok gerisindedir. Büyük bir enerji santrali kurmaya gerek olmayan ve çoğu zaman bakım yapacak kimsenin bulunmadığı Rusya'nın uzak veya ulaşılması zor bölgelerinde, "geleneksel olmayan" elektrik kaynakları en iyi çözümdür.

Alternatif enerji kaynakları kullanan santral sayısının artmasına aşağıdaki ilkeler katkıda bulunacaktır:

o geleneksel olmayan enerji kaynaklarından elde edilen elektrik ve ısının diğer tüm kaynaklara göre daha düşük maliyeti;

o neredeyse tüm ülkelerde yerel enerji santrallerine sahip olma fırsatı, bu santralleri genel enerji sisteminden bağımsız kılıyor;

o kullanılabilirlik ve teknik olarak uygulanabilir yoğunluk, faydalı kullanım için güç;

o yenilenebilir enerji kaynakları;

o geleneksel enerji kaynaklarının ve enerji taşıyıcılarının korunması veya değiştirilmesi;

o daha temiz enerji türlerine geçiş için kullanılan enerji kaynaklarının değiştirilmesi;

o Mevcut enerji sistemlerinin güvenilirliğinin artırılması.

Hemen hemen her ülke bu enerjinin bir türüne sahiptir ve yakın gelecekte dünyanın yakıt ve enerji dengesine önemli bir katkı sağlayabilir.

Tükenmeyen bir enerji kaynağı olan güneş, Dünya'ya her saniyede 80 trilyon kilovat, yani dünyadaki tüm santrallerin birkaç bin katı kadar enerji sağlamaktadır. Sadece nasıl kullanılacağını bilmen gerekiyor. Örneğin gezegenimizin Güneş'e en yakın bölgesi olan Tibet, haklı olarak güneş enerjisini zenginliği olarak görüyor. Bugün Çin'in Tibet Özerk Bölgesi'nde elli binden fazla güneş enerjisi fırını inşa edildi. 150 bin metrekarelik konutlar güneş enerjisiyle ısıtılıyor ve toplam 1 milyon metrekarelik güneş seraları oluşturuldu.

Güneş enerjisi bedava olmasına rağmen, ondan elektrik üretmek her zaman yeterince ucuz olmayabilir. Bu nedenle uzmanlar sürekli olarak güneş pillerini geliştirmek ve onları daha verimli hale getirmek için çabalıyorlar. Bu konuda yeni bir rekor Boeing İleri Teknolojiler Merkezi'ne ait. Burada oluşturulan güneş pili, kendisine çarpan güneş ışığının %37'sini elektriğe dönüştürüyor.

Japonya'da bilim adamları silikon bazlı fotovoltaik hücreleri geliştirmek için çalışıyorlar. Mevcut standart güneş pilinin kalınlığı 100 kat azaltılırsa, bu tür ince film piller çok daha az hammadde gerektirecek, bu da onların yüksek verimliliğini ve maliyet etkinliğini sağlayacaktır. Ayrıca hafiflikleri ve olağanüstü şeffaflıkları, konut binalarına elektrik sağlamak amacıyla bina cephelerine ve hatta pencerelere bile monte edilmelerini kolaylaştıracak. Ancak güneş ışığının yoğunluğu her zaman her yerde aynı olmadığından, çok sayıda güneş paneli monte edilse bile bina ek bir elektrik kaynağına ihtiyaç duyacaktır. Bu soruna olası bir çözüm, güneş pillerinin çift taraflı yakıt piliyle birlikte kullanılmasıdır. Gündüz güneş pilleri çalışırken, fazla elektrik bir hidrojen yakıt hücresinden geçirilerek sudan hidrojen üretilebilir. Geceleri yakıt hücresi bu hidrojeni elektrik üretmek için kullanabilecek.

Kompakt mobil elektrik santrali Alman mühendis Herbert Beuermann tarafından tasarlandı. Kendi ağırlığı 500 kg olup 4 kW gücündedir, yani banliyö konutlarına yeterli güçte elektrik akımını tam olarak sağlayabilmektedir. Bu, enerjinin aynı anda iki cihaz tarafından üretildiği oldukça akıllı bir ünitedir - yeni tip bir rüzgar jeneratörü ve bir dizi güneş paneli. Birincisi, (geleneksel bir rüzgar çarkının aksine) en ufak bir hava hareketinde dönen üç yarım küre ile donatılmıştır, ikincisi ise güneş elemanlarını dikkatlice armatüre doğru yönlendiren otomatik ekipmanla donatılmıştır. Çıkarılan enerji, tüketicilere istikrarlı bir şekilde akım sağlayan pil paketinde birikir.

Kaliforniya eyaletinin uygun akü şarj istasyonlarına ihtiyaç duyacağı bir zamanı öngören Güney Kaliforniya Edison, sonunda çoklu yakıt istasyonu, park alanları ve çeşitli mağazalara dönüşecek güneş enerjisiyle çalışan bir araba istasyonunu test etmeye başlamayı planlıyor. Diamond Bar şehrinde bulunan istasyonun çatısında yer alan güneş panelleri, elektrikli araçların kış aylarında bile çalışma günü boyunca şarj edilmesi için enerji sağlayacak. Bu panellerden elde edilecek fazlalık ise otogarın ihtiyaçları için kullanılacak. Zaten 1981 yılında, dünyanın güneş panelleriyle çalışan bir motora sahip ilk uçağı Manş Denizi üzerinden uçtu. 262 km'lik mesafeyi uçması 5,5 saat sürdü. Bilim adamlarının geçen yüzyılın sonundaki tahminlerine göre, 2000 yılına gelindiğinde Kaliforniya yollarında yaklaşık 200.000 elektrikli aracın ortaya çıkması bekleniyordu. Belki güneş enerjisini de geniş ölçekte kullanmayı düşünmeliyiz. Özellikle “güneş ışığı” ile Kırım'da.

İlk bakışta rüzgar en uygun fiyatlı ve yenilenebilir enerji kaynaklarından biri gibi görünüyor. Güneş'ten farklı olarak yazın ve kışın, gece ve gündüz, kuzeyde ve güneyde "çalışabilir". Ancak rüzgar oldukça yaygın bir enerji kaynağıdır. Doğa bir rüzgar "birikimi" yaratmadı ve nehirler gibi yatakları boyunca akmalarına izin vermedi. Rüzgar enerjisi neredeyse her zaman geniş bölgelere “yayılır”. Rüzgarın ana parametreleri - hız ve yön - bazen çok hızlı ve öngörülemez bir şekilde değişir, bu da onu Güneş'ten daha az "güvenilir" kılar. Dolayısıyla rüzgar enerjisinin tam kullanımı için çözülmesi gereken iki sorun vardır. Birincisi, rüzgarın kinetik enerjisini maksimum alandan “yakalama” yeteneğidir. İkincisi, rüzgar akışının tekdüzeliğini ve sabitliğini sağlamak daha da önemlidir. İkinci sorunun çözümü hâlâ zordur. Rüzgar enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek için temelde yeni mekanizmalar yaratmaya yönelik ilginç gelişmeler var. Bu tesislerden biri, kendi içinde 5 m/s rüzgar hızıyla yapay bir süper kasırga yaratıyor!

Rüzgar motorları çevreyi kirletmez ancak oldukça hantal ve gürültülüdür. Onların yardımıyla çok fazla elektrik üretmek için geniş arazilere ihtiyaç var. Güçlü rüzgarların estiği yerlerde en iyi şekilde çalışırlar. Ancak üretilen enerji miktarı açısından yalnızca bir fosil yakıt santrali binlerce rüzgar türbininin yerini alabilir.

Rüzgarı kullanırken ciddi bir sorun ortaya çıkıyor: Rüzgarlı havalarda enerji fazlalığı ve sakin dönemlerde enerji eksikliği. Gelecekte kullanmak üzere rüzgar enerjisi nasıl biriktirilir ve depolanır? En basit yol, bir rüzgar çarkının, suyu yukarıda bulunan bir rezervuara pompalayan bir pompayı tahrik etmesi ve ardından ondan akan suyun bir su türbinini ve bir doğru veya alternatif akım jeneratörünü çalıştırmasıdır. Başka yöntemler ve projeler de var: düşük güçlü de olsa geleneksel pillerden, devasa volanları döndürmeye veya yer altı mağaralarına basınçlı hava pompalamaya, yakıt olarak hidrojen üretmeye kadar. Son yöntem özellikle umut verici görünüyor. Rüzgar türbininden gelen elektrik akımı suyu oksijen ve hidrojene ayrıştırır. Hidrojen sıvı halde depolanıp ihtiyaç halinde termik santral fırınlarında yakılabilmektedir.

Amerikalı bilim adamı William Heronimus, denizde rüzgar enerjisini kullanarak hidrojen üretmenin en iyi yol olduğuna inanıyor. Bu amaçla kıyıya yakın bir yere 60 m çapında rüzgar türbinleri ve jeneratörler içeren yüksek direkler kurmayı öneriyor. Bu tür 13 bin tesis New England kıyılarında (ABD'nin kuzeydoğusunda) yerleştirilebilir ve hakim doğu rüzgarlarını "yakalayabilir". Bazı birimler sığ denizin dibine demir atacak, bazıları ise yüzeyinde yüzecek. Rüzgar-elektrik jeneratörlerinden gelen doğru akım, dipte bulunan elektroliz tesislerine güç sağlayacak ve buradan hidrojen, bir su altı boru hattı aracılığıyla karaya sağlanacak.

Son zamanlarda bazı ülkeler, daha önce ümit verici olmadığı gerekçesiyle reddedilen projelere yeniden ilgi göstermeye başladı. Dolayısıyla, özellikle 1982'de İngiliz hükümeti, deniz enerjisini kullanan enerji santrallerine yönelik kamu finansmanını iptal etti: bu tür araştırmaların bazıları durduruldu, bazıları ise Avrupa Komisyonu'ndan ve bazı sanayi firmaları ve şirketlerinden açıkça yetersiz tahsisatla devam etti. Devlet desteğinin reddedilmesinin nedeni, “deniz” elektriğini elde etme yöntemlerinin, başta nükleer olmak üzere diğer kaynaklarla karşılaştırıldığında yetersiz etkinliğiydi.

Mayıs 1988'de bu teknik politikada bir devrim meydana geldi. Birleşik Krallık Ticaret ve Sanayi Bakanlığı, baş enerji danışmanı T. Thorpe'un, ülkedeki altı pilot tesisten üçünün iyileştirildiğini ve şu anda bunların 1 kWh'inin maliyetinin 6 peni'den az olduğunu söyleyen görüşünü dinledi. Açık pazarda minimum rekabet gücü seviyesi. “Deniz” elektriğinin fiyatı 1987’den bu yana on kat düştü.

Dalgalar. En mükemmel proje, tasarımcı S. Salter tarafından önerilen “Nodding Duck”. Dalgalarla sallanan şamandıralar, 1 kWh başına yalnızca 2,6 peni maliyetle enerji sağlıyor; bu, en yeni gazla çalışan elektrik santralleri tarafından üretilen elektriğin maliyetinden yalnızca çok az daha yüksek (İngiltere'de bu 2,5 peni) ve 1 kWh'den önemli ölçüde daha düşük. o Nükleer enerji santrali (1 kW/saat başına yaklaşık 4,5 peni).

Alternatif, yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımının, zararlı maddelerin atmosfere salınım yüzdesini oldukça etkili bir şekilde azaltabileceği, yani önemli çevre sorunlarından birini bir dereceye kadar çözebileceği unutulmamalıdır. Deniz enerjisi de haklı olarak bu kaynaklar arasında sayılabilir.

Dünya çapında tüketilen enerjinin yaklaşık 1/5'i hidroelektrik santraller tarafından üretilmektedir. Düşen suyun enerjisinin, elektrik üreten bir jeneratörü döndüren türbinlerin dönme enerjisine dönüştürülmesiyle elde edilir. Hidroelektrik santraller çok güçlü olabilir. Böylece Brezilya ile Paraguay sınırındaki Parana Nehri üzerindeki Itapu istasyonu 13.000 milyon kW'a kadar kapasite geliştiriyor.

Küçük nehirlerin enerjisi de bazı durumlarda elektrik kaynağı haline gelebilir. Belki bu kaynağın kullanılması özel koşullar gerektirir (örneğin güçlü akıntılara sahip nehirler), ancak geleneksel güç kaynağının kârlı olmadığı bazı yerlerde mini hidroelektrik santrallerin kurulumu birçok yerel sorunu çözebilir. Nehirler ve akarsular için barajsız hidroelektrik santraller zaten mevcut. Bir batarya ile tamamlandığında, bir köylü çiftliğine veya jeolojik bir keşfe, yaylacılık merasına veya küçük bir atölyeye enerji sağlayabilirler... Keşke yakınlarda bir nehir olsaydı!

300 mm çapında ve yalnızca 60 kg ağırlığındaki bir döner ünite akıntıya çıkarılır, alt "kayak" üzerine batırılır ve her iki kıyıdan kablolarla sabitlenir. Gerisi bir teknoloji meselesidir: çarpan, 14 voltluk bir DC araba jeneratörünü döndürür ve enerji biriktirilir.

Barajsız bir mini hidroelektrik santralinin prototipi Gorny Altay nehirlerinde başarıyla kendini kanıtladı.

Yakıt fiyatlarında keskin bir artış, onu elde etmedeki zorluklar, yakıt kaynaklarının tükendiğine dair raporlar - enerji krizinin tüm bu gözle görülür işaretleri, son yıllarda birçok ülkede okyanus enerjisi de dahil olmak üzere yeni enerji kaynaklarına önemli bir ilgi uyandırdı.

Okyanus termal enerjisi. Dünya Okyanusu'ndaki enerji rezervlerinin muazzam olduğu biliniyor, çünkü dünya yüzeyinin üçte ikisi (361 milyon km2) denizler ve okyanuslar tarafından işgal ediliyor - Pasifik Okyanusu 180 milyon km2 . Atlantik - 93 milyon km2, Hint - 75 milyon km2. Bu nedenle, okyanusun yüzey sularının dip sularına kıyasla aşırı ısınmasına karşılık gelen termal (iç) enerji, örneğin 20 derece, 10 26 J düzeyinde bir değere sahiptir. Okyanus akıntılarının kinetik enerjisi tahmin edilmektedir. 10 18 J düzeyinde olmalıdır. Bununla birlikte, şu ana kadar insanlar bu enerjinin yalnızca önemsiz bir kısmını kullanabildiler ve o zaman bile büyük ve yavaş yavaş karşılığını veren sermaye yatırımları pahasına, bu nedenle bu tür bir enerji şu ana kadar ümit verici görünmüyordu. .

Son on yıl, okyanus termal enerjisinin kullanımında belirli başarılarla karakterize edildi. Böylece mini-OTEC ve OTEC-1 kurulumları oluşturuldu (OTEC - İngilizce Ocean Thermal Energy Conversion kelimelerinin baş harfleri, yani okyanus termal enerjisini elektrik enerjisine dönüştürmek). Ağustos 1979'da Hawaii Adaları yakınlarında bir mini OTEC termik santrali faaliyete geçti. Tesisin üç buçuk ay boyunca deneme çalışması yeterli güvenilirliğini gösterdi. 24 saat sürekli çalışma sırasında, genellikle yeni kurulumların test edilmesi sırasında ortaya çıkan küçük teknik sorunlar dışında hiçbir kesinti yaşanmadı. Toplam gücü ortalama 48,7 kW, maksimum -53 kW; Kurulum, faydalı yük için veya daha doğrusu pilleri şarj etmek için harici ağa 12 kW (maksimum 15) gönderdi. Üretilen elektriğin geri kalanı tesisin kendi ihtiyaçları için harcandı. Bunlar, üç pompanın çalışması için enerji maliyetlerini, iki ısı eşanjöründeki kayıpları, bir türbini ve bir elektrik enerjisi jeneratörünü içerir.

Aşağıdaki hesaplamaya göre üç pompa gerekliydi: biri okyanustan ılık su sağlamak için, ikincisi yaklaşık 700 m derinlikten soğuk su pompalamak için, üçüncüsü ikincil çalışma sıvısını sistemin içine pompalamak için, yani. kondenserden evaporatöre. Amonyak ikincil çalışma sıvısı olarak kullanılır.

Mini-OTEC ünitesi bir mavnaya monte edilmiştir. Altında soğuk su toplamak için uzun bir boru hattı var. Boru hattı, 700 m uzunluğunda ve iç çapı 50 cm olan bir polietilen borudur.Boru hattı, özel bir kilit kullanılarak geminin tabanına bağlanarak gerektiğinde hızlı bağlantı kesilmesine olanak sağlar. Polietilen boru aynı zamanda boru-damar sisteminin sabitlenmesinde de kullanılır. Böyle bir çözümün orijinalliği şüphe götürmez çünkü şu anda geliştirilmekte olan daha güçlü OTEC sistemleri için bağlantı ayarları çok ciddi bir sorundur.

Teknoloji tarihinde ilk kez bir mini-OTEC kurulumu, harici bir yüke faydalı güç sağlarken aynı zamanda kendi ihtiyaçlarını da karşılayabildi. Mini-OTEC'lerin işletilmesinden elde edilen deneyim, hızlı bir şekilde daha güçlü bir termik santral OTEC-1 inşa etmemizi ve bu türden daha güçlü sistemler tasarlamaya başlamamızı sağladı.

Yer kabuğundaki sıcak kayalardan gelen ısı da elektrik üretebilir. Kayaya açılan kuyulardan soğuk su pompalanıyor ve sudan üretilen buhar yükselerek türbini döndürüyor. Bu enerji türüne jeotermal enerji adı verilmektedir. Örneğin Yeni Zelanda ve İzlanda'da kullanılır.

İnsan atıklarının en sıra dışı kullanımlarından biri çöplerden elektrik üretmektir. Kentsel atık depolama alanları sorunu, modern mega kentlerin en acil sorunlarından biri haline geldi. Ancak bunların hala elektrik üretmek için kullanılabileceği ortaya çıktı. Zaten ABD'nin Pensilvanya eyaletinde de yaptıkları tam olarak buydu. Çöp yakmak ve aynı anda 15.000 eve elektrik üretmek için inşa edilen fırın, yetersiz yakıt almaya başlayınca, zaten kapalı olan çöp depolama alanlarından gelen çöplerle doldurulmasına karar verildi. Atıktan üretilen enerji, ilçeye her hafta yaklaşık 4.000 dolar gelir sağlıyor. Ancak asıl önemli olan kapalı depolama alanlarının hacminin %78 oranında azalmasıdır.

Çöpler, depolama alanlarında ayrışırken %50-55'i metan, %45-50'si karbondioksit ve yaklaşık yüzde biri diğer bileşiklerden oluşan gaz açığa çıkarır. Daha önce yayılan gaz sadece havayı zehirlemekteydi, şimdi ABD'de elektrik üretmek için içten yanmalı motorlarda yakıt olarak kullanılmaya başlandı. Yalnızca Mayıs 1993'te 114 çöp gazı santrali 344 MJ elektrik üretti. Bunların en büyüğü Whittier şehrinde yılda 50 MJ üretiyor. 12 MW'lık istasyon, 20 bin konut sakininin elektrik ihtiyacını karşılayabilecek kapasitede. Uzmanlara göre ABD çöp depolama alanlarında küçük istasyonların 30-50 yıl boyunca işletilmesine yetecek kadar gaz bulunuyor. Atıkların geri dönüşümü sorununu da düşünmemiz gerekmez mi? Etkili bir teknolojiye sahipsek, çöp "yığmalarının" sayısını azaltabilir ve aynı zamanda enerji rezervlerini önemli ölçüde yenileyebilir ve yenileyebiliriz; neyse ki, üretimi için "hammadde sıkıntısı" yok.

Görünüşe göre gübreden daha nahoş ne olabilir? Pek çok sorun, su kütlelerinin kürk çiftliklerinden kaynaklanan atıklarla kirlenmesiyle ilişkilidir. Su kütlelerine giren büyük miktarlarda organik madde, bunların kirlenmesine katkıda bulunur.

Isıtma tesislerinin, domuz çiftlikleri ve ahırların da çevreyi aktif olarak kirlettiği bilinmektedir. Ancak bu iki kötülükten de iyilik yapılabilir. Domuz gübresini elektriğe dönüştürme teknolojisinin geliştirildiği İngiltere'nin Pidelhinton şehrinde de tam olarak böyle oldu. Atık, bir boru hattı yoluyla özel bir reaktörde biyolojik işleme tabi tutulacağı bir enerji santraline gider. Ortaya çıkan gaz elektrik üretmek için kullanılıyor ve bakteriler tarafından işlenen atıklar gübre olarak kullanılıyor. Günde 70 ton gübre işleyerek 40 kWh enerji elde edebilirsiniz.

Pek çok uzman, ekonominin ve ekonominin tamamen elektrifikasyonuna yönelik artan eğilimle ilgili endişelerini dile getirdi: termik santraller giderek daha fazla kimyasal yakıt yakıyor ve yüzlerce yeni nükleer enerji santralinin yanı sıra yeni ortaya çıkan güneş, rüzgar ve jeotermal santraller de faaliyete geçecek elektrik enerjisi üretmek için giderek daha büyük ölçekte. Bu nedenle bilim adamları temelde yeni enerji sistemleri aramakla meşguller.

Termik santrallerin verimliliği nispeten düşüktür. Bu durumda enerjinin büyük bir kısmı atık ısıyla (örneğin soğutma sistemlerinden atılan sıcak su ile birlikte) kaybedilir ve bu da çevrenin termal kirliliğine yol açar. Buradan termik santrallerin yeterli soğutma suyunun bulunduğu yerlerde veya hava soğutmanın mikro iklim üzerinde olumsuz bir etki yaratmayacağı rüzgarlı bölgelerde kurulması gerektiği anlaşılmaktadır. Buna güvenlik ve hijyen sorunları da ekleniyor. Bu nedenle gelecekteki büyük nükleer santrallerin yoğun nüfuslu bölgelerden mümkün olduğunca uzağa yerleştirilmesi gerekiyor. Ancak bu şekilde elektrik kaynakları tüketicilerinin elinden alınıyor ve bu da enerji iletimi sorununu önemli ölçüde karmaşıklaştırıyor.

Elektriğin kablolar üzerinden iletilmesi çok pahalıdır: Tüketici için enerji maliyetinin yaklaşık üçte birini oluşturur. Maliyetleri azaltmak için enerji hatları giderek daha yüksek voltajlarda inşa ediliyor - yakında 1500 kV'a ulaşacak. Ancak havai yüksek gerilim hatları geniş bir arazi alanının devredilmesini gerektirir ve aynı zamanda çok kuvvetli rüzgarlara ve diğer meteorolojik faktörlere karşı da savunmasızdırlar. Ancak yer altı kablo hatları 10 ila 20 kat daha pahalıdır ve yalnızca istisnai durumlarda (örneğin mimari veya güvenilirlik nedeniyle) döşenir.

Enerji santralleri en ekonomik şekilde sabit güçte ve tam yükte çalıştığından en ciddi sorun elektriğin birikmesi ve depolanmasıdır. Bu arada, elektriğe olan talep gün, hafta ve yıl boyunca değişmektedir, dolayısıyla enerji santrallerinin gücünün buna göre ayarlanması gerekmektedir. Büyük miktarlarda elektriği ileride kullanmak üzere depolamanın tek yolu şu anda pompaj depolamalı enerji santralleri tarafından sağlanıyor, ancak bunlar da birçok sorunu beraberinde getiriyor.

Pek çok uzmana göre, modern enerjinin karşı karşıya olduğu tüm bu sorunlar, hidrojenin yakıt olarak kullanılması ve hidrojen enerjisi ekonomisi denilen şeyin yaratılmasıyla çözülebilir.

Tüm kimyasal elementlerin en basiti ve en hafifi olan hidrojen ideal bir yakıt olarak düşünülebilir. Suyun olduğu her yerde mevcuttur. Hidrojen yakıldığında, hidrojen ve oksijene ayrışabilen su üretilir ve bu işlem herhangi bir çevre kirliliğine neden olmaz. Hidrojen alevi, diğer yakıt türlerinin yanmasına kaçınılmaz olarak eşlik eden ürünleri atmosfere yaymaz: karbondioksit, karbon monoksit, kükürt dioksit, hidrokarbonlar, kül, organik peroksitler, vb. Hidrojenin kalorifik değeri çok yüksektir: 1 g hidrojenin yakılması 120 J termal enerji üretir ve 1 g benzinin yakılması yalnızca 47 J termal enerji üretir.

Hidrojen de doğalgaz gibi boru hatlarıyla taşınıp dağıtılabiliyor. Boru hattı yakıt taşımacılığı, uzun mesafeli enerji transferinin en ucuz yoludur. Ayrıca boru hatları yer altına döşenerek manzarayı bozmuyor. Gaz boru hatları, havai elektrik hatlarına göre daha az arazi alanı kaplar. Hidrojen gazı formundaki enerjinin 750 mm çaplı bir boru hattı üzerinden 80 km'den fazla mesafeye iletilmesi, aynı miktarda enerjinin alternatif akım şeklinde yer altı kablosuyla iletilmesinden daha az maliyetli olacaktır. 450 km'den daha büyük mesafelerde, hidrojenin boru hattıyla taşınması, 40 kV gerilime sahip bir havai DC güç hattı kullanmaktan daha ucuzdur ve 900 km'nin üzerinde bir mesafede, 2000 V gerilime sahip bir havai AC güç hattı kullanmaktan daha ucuzdur. 500kV.

Hidrojen sentetik bir yakıttır. Kömürden, petrolden, doğalgazdan veya suyun ayrıştırılmasıyla elde edilebilir. Tahminlere göre bugün dünyada yılda yaklaşık 20 milyon ton hidrojen üretilip tüketiliyor. Bu miktarın yarısı amonyak ve gübre üretimine harcanıyor, geri kalanı ise metalurjide, kömür ve diğer yakıtların hidrojenasyonu için gazlı yakıtlardan kükürtün uzaklaştırılmasında kullanılıyor. Modern ekonomide hidrojen bir enerji ham maddesi olmaktan ziyade bir kimyasal madde olarak kalmaya devam ediyor.

Hidrojen üretiminin modern ve gelecek vaat eden yöntemleri.Şu anda hidrojen esas olarak petrolden (yaklaşık %80) üretiliyor. Ancak bu, enerji açısından ekonomik olmayan bir süreçtir çünkü bu tür hidrojenden elde edilen enerji, benzinin yakılmasıyla elde edilen enerjiden 3,5 kat daha pahalıdır. Ayrıca petrol fiyatları arttıkça bu tür hidrojenin maliyeti de sürekli artıyor.

Elektroliz yoluyla az miktarda hidrojen üretilir. Suyun elektrolizi yoluyla hidrojen üretmek, onu petrolden üretmekten daha pahalıdır, ancak nükleer enerjinin gelişmesiyle birlikte yaygınlaşacak ve daha ucuz hale gelecektir. Nükleer santrallerin yakınına, santral tarafından üretilen tüm enerjinin suyu hidrojen oluşturmak üzere ayrıştırmak için kullanılacağı su elektroliz istasyonları yerleştirmek mümkündür. Doğru, elektrolitik hidrojenin fiyatı elektrik akımının fiyatından yüksek kalacak, ancak hidrojenin taşınması ve dağıtılmasının maliyetleri o kadar düşük ki tüketici için nihai fiyat, elektriğin fiyatıyla karşılaştırıldığında oldukça kabul edilebilir olacak.

Günümüzde araştırmacılar, suyun daha verimli ayrıştırılması, su buharının yüksek sıcaklıkta elektrolizi, katalizörler, yarı geçirgen membranlar vb. kullanılarak büyük ölçekli hidrojen üretimine yönelik teknolojik süreçlerin maliyetini azaltmak için yoğun bir şekilde çalışıyorlar.

(Gelecekte) suyun 2500 °C sıcaklıkta hidrojen ve oksijene ayrışmasından oluşan termolitik yönteme çok dikkat edilmektedir. Ancak mühendisler, nükleer enerjiyle çalışan birimler de dahil olmak üzere büyük teknolojik birimlerde henüz böyle bir sıcaklık sınırına hakim değiller (yüksek sıcaklık reaktörlerinde hâlâ yalnızca 1000°C civarındaki sıcaklıklara güveniyorlar). Bu nedenle araştırmacılar, 1000°C'nin altındaki sıcaklık aralıklarında hidrojen üretimine olanak sağlayacak, birkaç aşamada gerçekleşen süreçler geliştirmenin yollarını arıyorlar.

1969 yılında Euratom'un İtalya şubesi, 730°C sıcaklıkta %55 verimlilikle çalışan, termolitik hidrojen üretimine yönelik bir tesisi faaliyete geçirdi. Kalsiyum bromür, su ve cıva kullanıldı. Tesisattaki su, hidrojen ve oksijene ayrıştırılır ve geri kalan reaktifler tekrarlanan döngülerde dolaşır. Diğer tasarlanmış tesisler 700–800°C sıcaklıklarda çalıştırılır. Yüksek sıcaklık reaktörlerinin bu tür süreçlerin verimliliğini %85'e çıkaracağına inanılıyor. Bugün hidrojenin ne kadara mal olacağını doğru bir şekilde tahmin edemiyoruz. Ancak tüm modern enerji türlerinin fiyatlarının yükseliş eğiliminde olduğunu düşünürsek, uzun vadede hidrojen formundaki enerjinin doğalgaz formundaki ve muhtemelen elektrik formundaki enerjiden daha ucuz olacağını varsayabiliriz. akım.

Hidrojen kullanımı. Hidrojen, bugünkü doğalgaz kadar ulaşılabilir bir yakıt haline geldiğinde, her yerde onun yerini alabilecek. Hidrojen, doğal gaz yakmak için kullanılan modern brülörlerden çok az farklı olan veya hiç farklı olmayan ocaklarda, su ısıtıcılarında ve brülörlerle donatılmış fırınlarda yakılabilir.

Hidrojen yakıldığında zararlı yanma ürünleri kalmaz. Dolayısıyla hidrojenle çalışan ısıtma cihazlarında bu ürünlerin çıkarılmasına yönelik sistemlere gerek yoktur. Üstelik yanma sırasında oluşan su buharı faydalı bir ürün olarak düşünülebilir - havayı nemlendirir (bildiğiniz gibi merkezi ısıtmalı modern dairelerde hava çok kurudur). Bacaların olmaması sadece inşaat maliyetlerinden tasarruf etmekle kalmıyor, aynı zamanda ısıtma verimliliğini de %30 artırıyor.

Hidrojen ayrıca gübre ve gıda ürünleri üretimi, metalurji ve petrokimya gibi birçok endüstride kimyasal hammadde olarak da kullanılabilir. Ayrıca yerel termik santrallerde elektrik üretmek için de kullanılabilir.

Medeniyetin sürdürülmesinde ve daha da gelişmesinde enerjinin rolü yadsınamaz. Modern toplumda, doğrudan veya dolaylı olarak insan kaslarının sağlayabileceğinden daha fazla enerji gerektirmeyen en az bir insan faaliyet alanı bulmak zordur.

Enerji tüketimi yaşam standartlarının önemli bir göstergesidir. Orman meyveleri toplayarak ve hayvanları avlayarak yiyecek elde eden bir kişinin günde yaklaşık 8 MJ enerjiye ihtiyacı vardı. Ateşte ustalaştıktan sonra bu değer 16 MJ'e, ilkel tarım toplumunda 50 MJ'e, daha gelişmiş bir toplumda ise 100 MJ'e yükseldi.

Geleneksel enerji kaynakları küresel elektrik endüstrisinde hâlâ lider konumdadır. Ancak her yeni metreküp gaz veya ton petrol için daha kuzeye veya doğuya gitmeniz, kendinizi toprağın daha derinlerine gömmeniz gerekiyor. Petrol ve gazın her yıl giderek daha pahalıya mal olması şaşırtıcı değil. Ayrıca doğal kaynaklar sınırlıdır ve sonunda insanlık önce nükleer enerjinin yaygın kullanımına, ardından tamamen rüzgar, güneş ve toprak enerjisine geçmek zorunda kalacaktır.

Alternatif enerji, ancak geleneksel yakıtın fiyatı inanılmaz derecede yüksek olacak kadar kıt hale geldiğinde her yerde kullanılabilir; ya da çevresel bir kriz insanlığı kendi kendini yok etmenin eşiğine getirdiğinde. Şimdiden temiz alternatif enerji kullanımı yoluyla sera etkisi olasılığını önemli ölçüde azaltmak ve çevresel açıdan olumsuz tüm alanları ortadan kaldırmak mümkün. Ancak bu tür inşaatların karlılığının düşük olması nedeniyle bu henüz gerçekleşmedi. Hiç kimse parasını ancak birkaç yüzyıl içinde kendini amorti edecek bir şeye yatırmak istemez. Sonuçta herhangi bir alternatif enerji kaynağının kullanımına yönelik hazırlık çalışmaları çok pahalıdır, ayrıca hem insanlar hem de çevre için her zaman güvenli değildir. Bu nedenle yakın gelecekte “doğru” elektrik kaynağının hemen devreye girmesini beklememeliyiz.

1. Volkov S.G., Hidroelektrik, St. Petersburg, 1997.

2. Neporozhny P.S., Popkov V.I., Dünyanın enerji kaynakları, M., Energoatomizdat, 1995.

3. Enerji kaynakları. Gerçekler, sorunlar, çözümler, M., Bilim ve Teknoloji, 1997.

Enerji, üretici güçlerin gelişmesinin ve insan toplumunun varlığının temelidir. Endüstride, evde ve evde güç aparatlarının (motorların) çalışmasını sağlar. Bir dizi endüstriyel üretimde teknolojik süreçlere de (örneğin elektroliz vb.) dahil olur. Enerji, bilimsel ve teknolojik ilerlemenin gelişimini büyük ölçüde belirler. Çeşitli enerji türleri (elektrik, termal vb.) nüfusa yaşam koşulları ve faaliyetler sağlar.

Enerji, ağır sanayinin temel kollarından biridir. Bir dizi endüstriyi içerir:

ticari öneme sahip birincil enerji kaynaklarının çıkarılması (petrol, ilgili ve doğal gazlar, kömür, bitümlü şist, radyoaktif metal cevherleri, hidroelektrik kullanımı);
birincil enerji kaynaklarının daha kaliteli ürünlere dönüştürülmesi ve tüketiciler dikkate alınarak uzmanlaştırılması (kok, akaryakıt, benzin, elektrik vb.). Ticari olmayanların (yakacak odun vb.) aksine, hepsi ticari enerji kaynaklarına aittir;
özel (genel ile birlikte) türler - petrol boru hatları, gaz boru hatları, ürün boru hatları, kömür boru hatları, enerji hatları.

Enerji (yakıt endüstrileri) aynı zamanda petrokimya ve kimya için bir hammadde temelidir. Ürünlerinden bazıları (örneğin doğalgaz), amonyak, metil alkol vb. kimyasal ürünlerin üretiminde ön işleme tabi tutulmadan doğrudan kullanılır. Geri kalan her şey, onları rafine etmek, yakıtların karmaşık bileşiminden (kömür, etan ve etilenden kok ve kok fırını gazları, propan, propilen ve diğerleri petrolden ve ilgili gazlardan) ayrı ayrı bileşenleri ayırmak için ısıl işleme tabi tutulur. Bu yeni ara ürünler petrokimya ve kimya endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yakıtın hidrokarbon hammaddesi olarak daha rasyonel kullanılmasına olanak tanır.

Enerji gelişimi, bilimsel ve teknik ilerleme başarılarının uygulanmasıyla yakından ilgilidir. Yakıt yataklarını aramak için yeni yöntemlerin geliştirilmesinde, derin kuyu sondajı (deniz dahil) için benzersiz ekipmanların oluşturulmasında, büyük miktarlarda petrol ve gazı uzun mesafelere pompalamak için tasarlanmış boru hattı taşıma sistemleri, süper tankerler, güçlü derin işleme yağı için üniteler. Nükleer santrallerde elektrik enerjisi üretiminde uzmanlaşma konusunda özellikle büyük başarılar elde edildi.

Enerji gelişme düzeyi, devletlerin, bölgelerin ve bir bütün olarak dünya ekonomisinin durumunun ve gelişiminin en önemli göstergelerinden biridir. Her türlü yakıt ve elektrik enerjisi tüketimi artmaya devam ediyor. Yakıt yataklarının araştırılması, geliştirilmesi, yakıtın taşınması ve diğer enerji türlerine işlenmesi maliyetleri hala çok yüksek. Bunlar ancak güçlü şirketler ve devletler tarafından gerçekleştirilebilir.

Her türlü yakıtın üretim hacimleri açısından modern enerji, dünya endüstrisinin en malzeme yoğun sektörüdür. 1995 yılında ticari olarak üretilen ve kullanılan yakıt türlerinin toplam miktarı 12 milyar ton yakıt eşdeğerine (tce) ulaşmış ve 1950 yılına göre neredeyse 5 kat artış göstermiştir. Kömür ve petrolün toplam fiziki ağırlığı 8 milyar tona ulaştı, bu da çıkarılan veya üretilen çimentonun 7-8 katı kadar. Ayrıca ticari olmayan enerji kaynaklarının ticari enerjinin %10'una ulaştığı tahmin edilmektedir. Bu miktardaki yakıtın çıkarılmasıyla ilgili birçok sorun vardır.

Akaryakıt endüstrisinin işleyişinin temel ekonomik, politik ve çevresel sorunları, özellikle tüketicilere birincil enerji türlerinin sağlanması görevleri tarafından belirlenmektedir. Üretim ve tüketimlerinin kendine has coğrafi özellikleri vardır. 90'lı yılların ortalarında bölgelerin akaryakıt üretimi ve tüketimindeki rolünün karşılaştırılmasında bu açıkça görülmektedir.

Dünyanın sanayi bölgelerine petrol sağlama sorunu, ekonominin ve özellikle ABD'nin dış politikası üzerinde her zaman güçlü bir etkiye sahip olmuştur. Egemen çevrelerinin ideolojisinin jeopolitik küresel tezahürlerinin en önemli unsurlarından biriydi ve öyle olmaya da devam ediyor.

Şu anda tüm kıtalarda güneş enerjisinin kullanımına yönelik araştırmalar yapılıyor. 2020 yılına kadar ülkenin enerji ihtiyacının %10 ila %30'unu, 2010 yılında ise %3'ünü güneş enerjisi kurulumları yoluyla karşılamayı planlıyorlar. 68 ülkede ulusal güneş enerjisi geliştirme programları kabul edilmiştir.

Dünya atmosferinin dış sınırlarına ulaşan güneş ışınımı yılda 5,6 106 EJ (P = 17 milyar kW) enerji taşır. Bu enerjinin yaklaşık %65'i yüzeyin ısıtılması, buharlaşma-sedimantasyon döngüsü, fotosentezin yanı sıra dalgaların oluşumu, hava ve okyanus akıntıları ve rüzgar için harcanır, güneş enerjisinin %35'i yansıtılır. Dünya yüzeyine ulaşan güneş enerjisi akışı, şu anda dünyada organik yakıtlar ve uranyum kullanılarak üretilen toplam enerjinin 9 bin katıdır.

Güneş enerjisinin birçok avantajı bulunmaktadır. Her yerdedir, neredeyse tükenmezdir ve sonsuz uzun bir süre boyunca aynı biçimde mevcuttur. İnsanlığın 2100 yılında enerji ihtiyacını karşılayabilmesi için Dünya'ya düşen güneş enerjisinin %0,1'inden daha azını, yani çöle düşen güneş enerjisinin kırkda birinden daha azını kullanması yeterli olacaktır. Ancak güneş enerjisinin akı yoğunluğu düşüktür (800-1000 W/m2), yoğunluğu gün boyunca değişir, mevsime vb. bağlı olarak değişir. Hem gelen hem de saçılan güneş enerjisinin doğrudan türleridir. Güneş enerjisinin dolaylı formları rüzgar, dalga, gelgit, okyanus termal değişimleri, hidroelektrik ve fotosentetik enerjiyi içerir.

Geleneksel olarak güneş enerjisi kullanımının dört alanı ayırt edilebilir: termal, fotovoltaik, biyolojik ve kimyasal. Termal mühendislik yönü (güneş enerjisiyle ısı temini), özel toplayıcı cihazlarda sıradan veya konsantre güneş ışınlarıyla su gibi soğutucuların ısıtılmasına dayanmaktadır. Bu yöntem ABD'de, Japonya'da, ülkemizin güney bölgelerinde tuzdan arındırma ve sıcak su üretimi, kışın binaları ısıtmak ve yazın soğutmak, çeşitli ürün ve malzemeleri kurutmak, termal dönüştürücülere güç sağlamak için pratik uygulama bulmaya başladı. , vb. Günümüzün verimliliğiyle bile güneş kollektörleri, 56. enlemde (yaklaşık olarak Moskova enlemi) bulunan alanlara kadar ekonomik olarak uygun olabilir. Birçok ülkede elektrik enerjisinin fotovoltaik kullanımına büyük önem verilmektedir.

Yarı iletkenlerin fiziği ve kimyasında son 10 - 20 yılda yapılan keşifler burada önemli ilerlemelere yol açtı. Temel olarak, artık uzay gemilerinde yaygın olarak kullanılan güneş pilleri olan fotoelektrik dönüştürücüler oluşturuldu. Pil verimliliği %12-15'tir ve laboratuvar numunelerinde (%28-29) önemli ölçüde daha iyi sonuçlar elde edilmiştir.

Teorik çalışmalar, hacim fotoelektrik etkisini kullanarak değişken bant aralığına sahip yarı iletken yapılarda %90'a yakın bir verim elde etmenin temel olasılığı hakkında sonuçlara varılmasına yol açmıştır. Bununla birlikte, yarı iletken dönüştürücülerin toprak bazlı enerjide yaygın kullanımı, hala yüksek maliyetleri nedeniyle engellenmektedir (güneş panelleri ile elektrik üretmenin maliyeti, geleneksel yöntemlere göre daha yüksektir). Sonuç olarak, buradaki ana yönlerden biri, örneğin film ve organik yarı iletkenlerin kullanılmasıyla daha ucuz dönüştürücülerin ve bunların üretimi için daha ucuz teknolojilerin geliştirilmesidir.

Termal (sıcak yer altı) sularına dayalı jeotermal enerji, jeotermal termik santrallerin kurulduğu ABD, İtalya ve Japonya'da oldukça yoğun bir şekilde gelişmektedir. Rusya'da Kamçatka, Sakhalin ve Kuril Adaları'nda büyük, Kafkasya'da ise daha küçük jeotermal enerji kaynakları mevcuttur. Jeotermal enerji tarımda (seraların ısıtılması) ve belediye (sıcak su temini) çiftliklerinde kullanılabilir. Dağıstan, İnguşetya, Krasnodar ve Stavropol bölgeleri ile Kamçatka'daki bazı yerleşim yerleri jeotermal su kaynağına bağlıdır.

Okyanuslar, su sütununun derinliğinde termal enerji (radyasyon, suyun üst ve alt katmanlarının sıcaklıkları) ve ayrıca okyanus akıntılarının, deniz dalgalarının ve gelgitlerin enerjisi şeklinde muazzam bir potansiyel içerir. Dünyada gelgit enerji santralleri (TPP'ler) üzerinde çalışmalar en gelişmiştir. 1966'da Fransa'da yılda 500 milyon kWh elektrik üreten Rance enerji santrali, 1968'de Rusya'da - Kislogubskaya GTPP, 1984'te Kanada'da 20 MW kapasiteli bir enerji santrali inşa edildi.

Organik atıkların işlenmesinden elde edilen biyokütle enerjisinin üretimi umut vericidir. Hayvancılık çiftlikleri, domuz çiftlikleri, kümes hayvanları çiftlikleri, belediye atık suları, evsel atıklar ve ağaç işleme endüstrisi atıklarından kaynaklanan organik atıklardan yakıt ve kompost (organik gübre) olarak kullanılabilecek biyogaz ve etanol üretimine yönelik teknolojiler geliştirilmiştir.

1. Organizasyon anı.

- “Dünyanın doğal kaynaklarının coğrafyası” bölümünü inceliyoruz.

Dersin yeni konusuyla tanışmaya başlamadan önce İnternet kaynaklarıyla çalışacak ve kendilerine yöneltilen soruların cevaplarını arayacak 2 kişiyi seçeceğiz.

Sorular. 1) Derste tartışılmayan alternatif enerji kaynaklarına örnekler verin. Özlerinin ne olduğunu belirtiniz (Maden, su, toprak, orman ve okyanus kaynaklarını hariç tutunuz).

2) Rekreasyonel kaynaklar hangi gruplara ayrılabilir? (Ders kitabının 121. sayfasında verilen sınıflandırmayı dikkate almayın)

2. T.Z.M.

Daha önce ne tür doğal kaynaklarla karşılaştık?

Bugünkü dersimizin konusu “İlginç Doğal Kaynak Türleri” olarak adlandırılıyor ve ders kitabında da konu “Diğer Doğal Kaynak Türleri”. (slayt 1) Neden başka türler, nedir bu diğer doğal kaynak türleri? Nasıl anladın?

Bunlar alternatif enerji kaynakları ve rekreasyonel kaynaklardır.

Derste ne öğrenmek istiyoruz? (slayt 2)

Bugün bu tür doğal kaynakların neler olduğunu hatırlamakla kalmayıp, gezegenimizdeki çeşitliliklerini tespit edip değerlendirip coğrafyalarının haritasını çıkaracağız.

Derste telafi edeceğiz proje - harita “Dünyanın alternatif enerji santralleri türleri ve rekreasyonel kaynakları” ve projemizde aktif katılımcılar olacaksınız.

Son dersimizde proje oluşturmak için 3 kişilik küçük gruplara ayrıldık. Her grupta bir lider, organizatör ve tasarımcı seçildi. Her grup dersin sonunda sunulması gereken kendi projesi üzerinde çalışacak. Projenin savunması kağıtlarda size verilen sorular üzerinden düşünülür.

3. Yeni malzeme.

Bugün tanışacağımız ilk şey alternatif enerji kaynaklarıdır. (slayt 3)

Geleneksel ve geleneksel olmayan enerji kaynakları vardır.

– Geleneksel enerji kaynakları nelerdir?

– Yakıt kaynakları, su enerjisi ve nükleer enerji neden geleneksel enerji kaynakları olarak değerlendiriliyor?

Geleneksel olmayan enerji kaynaklarına başka ne diyoruz?

– Alternatif enerji kaynaklarını listeleyin.

Neden alternatif deniliyor?

Tüm geleneksel enerji santralleri (termik santraller, hidroelektrik santraller, nükleer santraller) sırasıyla tüm küresel enerjinin %99'undan fazlasını, alternatif enerji santralleri ise %1'den azını üretmektedir.

Termonükleer enerjinin geleceği çok uzun zamandır konuşuluyor. termonükleer ne demek? (slayt 4)

Bir kişiyi geleneksel enerji kaynaklarından bağımsız hale getirebilir. Bilim adamlarının tüm çabalarına rağmen deneysel bir termonükleer tesisin oluşturulması henüz mümkün olmadı. Ancak bu yöndeki çalışmalar onlarca yıldır aralıksız bir yoğunlukla yürütülüyor.

Ders kitabı metniyle çalışma.

Alternatif enerji kaynaklarını tanıyalım, santrallerin yerleşimini etkileyen faktörleri ve yerleşim sorunlarını belirleyelim. Bunu yapmak için tabloyu doldurun. (çalışma metni sayfa 117-119)

Geleneksel olmayan kaynaklar	Yerleştirmeyi etkileyen faktörler	Sorunlar	Ülkeler
Güneş enerjisi - Güneş enerjisi
			İzlanda, Batı ABD, Yeni Zelanda, Filipinler, İtalya, Meksika, Japonya.
	Rüzgarın sürekli ve eşit şekilde estiği alanlar.
		gün boyu değişen yüksek inşaat maliyetleri ve güç

Kontur haritasıyla çalışma.

Tabloyu kontrol edeceğiz ve aynı zamanda alternatif yakıtlarla çalışan enerji santrallerinin bulunduğu ülkeleri semboller kullanarak kontur haritasına çizeceğiz. (slayt 5 - 12)

Derste tartışılmayan başka hangi alternatif enerji kaynakları var? (slayt 13-15)

Çözüm.

Dolayısıyla, alternatif enerji endüstrisi emekleme aşamasındadır ve insanın tükenebilir mineral yakıt kaynaklarına olan bağımlılığını azalttığı için çok umut vericidir.

Dünyanın eğlence kaynaklarıyla tanışın.

Eğlence kaynaklarının ne anlama geldiğini nasıl anlıyorsunuz? (slayt 16)

Rekreasyon, kişinin yaşam sürecinde harcadığı fiziksel ve ruhsal güçlerin yenilenmesi, sağlığının ve performansının arttırılmasıdır.

Rekreasyonel kaynaklar; benzersizlik, tarihi veya sanatsal değer, estetik çekicilik ve sağlık değeri gibi özelliklere sahip doğal ve insan yapımı nesnelerdir.

Son yıllarda bu kaynakların önemi arttı. Bunun nedeni, bir kişinin hayatta kalmak uğruna çalışmayı bırakması (veya bugün ve yarın için günlük ekmeğini almayı önemsemesi) ve seyahatin belli bir yer tuttuğu dinlenme ve bununla ilişkili zevkler hakkında düşünmeye başlamasıdır. . Daha sonra bu tür rekreasyon turizm olarak bilinmeye başlandı.

Her yerde turist var! Kuzey ve Güney Kutuplarını ziyaret eden, Everest'e tırmanan, dünyanın çevresini dolaşan ve çok daha fazlasını yapan seyahat şirketleri var. (slayt 17)

Böylece bir “turist patlaması” ortaya çıktı. Bu nedir ve son on yıllardaki “turist patlaması” ile bağlantılı olan nedir? Ders kitabı metin sayfası 120.

Pek çok rekreasyon kaynağı türü vardır. İki gruba birleştirilebilirler. (slayt 18)

Sayfa 121'deki Şekil 63'e bakın, şemayı not defterinizde doldurun ve ders kitabından örneklerle veya kendi örneklerinizle destekleyin.

(tamamlanan diyagramın kontrol edilmesi) (slayt 19-22)

Rekreasyonel kaynak türlerinden biri kültürel ve tarihi kaynaklar olduğundan, dünya kültürel ve doğal mirasına ait nesnelere özel dikkat gösterilmelidir.

(öğrenci 1'in mesajı) (slayt 23-26)

Eğlence kaynakları başka hangi gruplara ayrılabilir? (slayt27)

Uluslararası turist seyahatinin anamorfozunu düşünün.

(slayt 28)

Harita çarpık bir biçimde gösteriliyor, çünkü yıl boyunca çok sayıda turist alan ülkeler meyve suyu ve kabarmayla dolu, az sayıda turistik gezi alan ülkeler ise gerçek ana hatlarına kıyasla boyutları küçülmüş durumda.

Harita, Batı Avrupa'nın uluslararası turistler için en popüler destinasyon olduğunu gösteriyor. Bölge, dünyadaki turist varışlarının %46'sını almaktadır. Küresel turist gezilerinin %0,1'i Orta Afrika bölgelerine yapılıyor

Bir turizm destinasyonu olarak Andorra, yılda kişi başına 45 ziyaret almaktadır. Monako ve Bahamalar için eşdeğer sayılar sırasıyla 7 ve 5'tir.

1950'den 2005'e kadar uluslararası turizmin dinamiklerini izleyelim. Bu diyagramdan ne gibi bir sonuç çıkarılabilir? (slayt 29)

Eğlence kaynaklarına sahip çok sayıda ülke var. Bunlar arasında Fransa, İtalya, Almanya, Hindistan, Türkiye, Meksika, Mısır, Rusya yer alıyor... Ancak en popüler olanları, zengin doğal ve rekreasyonel kaynakların kültürel ve tarihi cazibe merkezleriyle birleştiği ülkeler ve alanlardır.

Kontur haritasıyla çalışma.

“Dünyanın alternatif enerji santrali türleri ve rekreasyonel kaynakları” haritasını tamamlayın - her rekreasyonel kaynak grubu için 2-3 ülke örneği verin. (slayt 30)

Çözüm.

Modern yaşam tarzı rekreasyonel bir patlamaya yol açtı. Turistler dünyanın çeşitli ülkelerini ziyaret ediyor. Rekreasyon kaynakları yalnızca doğal değil aynı zamanda antropojenik nesneleri de oluşturur.

Proje koruması.

Kartınızın adını düşünün. Neden bu ismi seçtiniz?

Her alternatif enerji santrali türüne ilişkin sembolleri düşünün. Neden bu belirli sembolleri seçtiniz?

Bu problem üzerinde çalışmak sizin için ilginç miydi?

Gruptaki bu insanlarla çalışmak sizin için ilginç miydi?

5) Bir proje üzerinde çalışma sürecini değiştirmek ister misiniz? Neden?

4. Ödev.

"Geleneksel olmayan enerji kaynakları: artıları ve eksileri" veya "Dünyanın eğlence kaynakları" konularından biri hakkında bir makale yazın.

R/t s. 52 – 54 tüm görevler.

(Deneme, yazarın kesin olarak bireysel konumunu rahat, çoğunlukla paradoksal bir sunumla birleştiren, günlük konuşma diline odaklanan felsefi, bilimsel-eleştirel, tarihsel-biyografik, gazetecilik düzyazı türüdür.)

Dünya enerji endüstrisi

Başkan: Gavrikova Olga Nikolaevna

Nijniy Novgorod

Gözden geçirmek

TOC o “1-2” h z u Giriş. PAGEREF _Toc43360883 sa 3

Genel Hükümler. PAGEREF _Toc43360884 saat 4

Enerji santrallerinin çeşitleri ve çeşitleri. PAGEREF _Toc43360885 h 6

Enerji santrallerinin yerini etkileyen faktörler. PAGEREF _Toc43360886 saat 10

Nükleer enerji gelişiminin sorunları. PAGEREF _Toc43360887 saat 11

Alternatif enerji kaynakları. PAGEREF _Toc43360888 saat 13

Güneş enerjisi. PAGEREF _Toc43360889 saat 14

Rüzgar enerjisi. PAGEREF _Toc43360890 saat 15

Deniz enerjisi. PAGEREF _Toc43360891 saat 16

Nehir enerjisi. PAGEREF _Toc43360892 saat 16

Dünya okyanuslarının enerjisi. PAGEREF _Toc43360893 saat 17

Dünya enerjisi. PAGEREF _Toc43360894 saat 20

Atıktan enerji. PAGEREF _Toc43360895 sa 20

Gübrenin enerjisi. PAGEREF _Toc43360896 saat 20

Hidrojen enerjisi. PAGEREF _Toc43360897 saat 21

Çözüm. PAGEREF _Toc43360898 saat 24

Referanslar... PAGEREF _Toc43360899 h 25

giriiş

Yirminci yüzyılın sonuna gelindiğinde modern toplum, bir dereceye kadar krizlere bile yol açan enerji sorunlarıyla karşı karşıya kaldı. İnsanlık her bakımdan faydalı olacak yeni enerji kaynakları bulmaya çalışıyor: üretim kolaylığı, düşük ulaşım maliyeti, çevre dostu olma, ikmal. Kömür ve gaz arka planda tutuluyor; yalnızca başka bir şeyin kullanılmasının mümkün olmadığı yerlerde kullanılıyorlar. Nükleer enerji hayatımızda giderek daha önemli bir yer kaplıyor: Hem uzay mekiklerinin nükleer reaktörlerinde hem de binek araçlarda kullanılabilmektedir.

Özellikle insanların giderek artan ihtiyaçları ile birlikte tüm geleneksel enerji kaynakları mutlaka tükenecektir. Bu nedenle 21. yüzyılın başında insanlar yeni çağda varlıklarının temeli ne olacak diye düşünmeye başladılar. İnsanlığın alternatif enerji kaynaklarına yönelmesinin başka nedenleri de var. Birincisi, her türlü enerjinin ana tüketicisi olan sanayinin sürekli büyümesidir (mevcut durumda kömür rezervleri yaklaşık 270 yıl, petrol 35-40 yıl, gaz rezervleri ise 50 yıl dayanacaktır). İkincisi, yeni yatakların araştırılması için önemli finansal maliyetlere duyulan ihtiyaç, çünkü bu çalışma çoğu zaman derin sondajın (özellikle açık deniz koşullarında) ve diğer karmaşık ve yüksek teknoloji teknolojilerinin organizasyonu ile ilişkilidir. Üçüncüsü, enerji kaynaklarının çıkarılmasıyla ilgili çevresel sorunlar. Alternatif enerji kaynakları geliştirme ihtiyacının eşit derecede önemli bir nedeni de küresel ısınma sorunudur. Bunun özü, ısı, elektrik üretme ve araçların çalışmasını sağlama sürecinde kömür, petrol ve benzin yakarken açığa çıkan karbondioksitin (CO2), Güneş tarafından ısıtılan gezegenimizin yüzeyinden termal radyasyonu emmesidir. ve sözde sera etkisi yaratır.

Genel Hükümler

Elektrik enerjisi endüstrisi, elektrik santrallerinde elektrik üretip tüketicilere ileten bir endüstri olup aynı zamanda ağır sanayinin de temel sektörlerinden biridir.

Enerji, her eyalette üretim güçlerinin gelişmesinin temelidir. Enerji, sanayi, tarım, ulaşım ve kamu hizmetlerinin kesintisiz çalışmasını sağlar.Sürekli gelişen bir enerji sektörü olmadan istikrarlı ekonomik kalkınma mümkün değildir.

Enerji ve elektrifikasyonun gelişmesi olmadan bilimsel ve teknolojik ilerleme mümkün değildir. İşgücü verimliliğini artırmak için üretim süreçlerinin makineleşmesi ve otomasyonu, insan emeğinin (özellikle ağır veya monoton) makine emeğiyle değiştirilmesi birincil öneme sahiptir. Ancak teknik mekanizasyon ve otomasyon araçlarının (ekipman, aletler, bilgisayarlar) büyük çoğunluğu elektriksel bir temele sahiptir. Elektrik enerjisi özellikle elektrik motorlarını çalıştırmak için yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Elektrikli makinelerin gücü (amaçlarına bağlı olarak) değişir: bir watt'ın kesirlerinden (birçok teknoloji dalında ve ev ürünlerinde kullanılan mikromotorlar) bir milyon kilowatt'ı aşan muazzam değerlere (enerji santrali jeneratörleri).

İnsanlığın elektriğe ihtiyacı var ve ihtiyaçları her geçen yıl artıyor. Aynı zamanda geleneksel doğal yakıtların (petrol, kömür, gaz vb.) rezervleri de sınırlıdır. Ayrıca üreme reaktörlerinde plütonyumun üretilebileceği uranyum ve toryum gibi sınırlı nükleer yakıt rezervleri de bulunmaktadır. Bu nedenle, bugün sadece ucuz yakıt açısından değil, aynı zamanda tasarım kolaylığı, işletme, inşaat için gerekli malzemelerin düşük maliyeti açısından da karlı ve karlı elektrik kaynakları bulmak önemlidir. istasyon ve istasyonların dayanıklılığı.

Enerji endüstrisi, yakıt ve enerji endüstrisinin bir parçasıdır ve bu devasa ekonomik kompleksin bir başka bileşeni olan yakıt endüstrisi ile ayrılmaz bir şekilde bağlantılıdır.

Elektrik enerjisi endüstrisi, ulusal ekonominin diğer sektörleriyle birlikte, tek bir ulusal ekonomik sistemin parçası olarak kabul edilmektedir. Şu anda hayatımız elektrik enerjisi olmadan düşünülemez.Elektrik gücü insan faaliyetinin tüm alanlarını işgal etti: sanayi ve tarım, bilim ve uzay. Hayatımızı elektriksiz hayal etmek de imkansızdır. Bu kadar geniş bir dağılım, kendine özgü özellikleriyle açıklanmaktadır:

hemen hemen tüm diğer enerji türlerine (termal, mekanik, ses, ışık ve diğerleri) dönüşme yeteneği;

büyük miktarlarda önemli mesafeler üzerinden nispeten kolay iletilebilme yeteneği;

elektromanyetik süreçlerin muazzam hızları;

enerjiyi ezme ve parametrelerini oluşturma yeteneği (voltaj, frekanstaki değişiklikler).

Tarımda elektrik, seraları ve hayvancılık binalarını ısıtmak, aydınlatmak ve çiftliklerdeki el emeğini otomatikleştirmek için kullanılır.

Elektrik, ulaşım kompleksinde büyük bir rol oynamaktadır. Tren hızlarını artırarak yol kapasitesinin artırılmasına, ulaşım maliyetlerinin azaltılmasına ve yakıt ekonomisinin arttırılmasına olanak sağlayan elektrikli demiryolu taşımacılığında büyük miktarda elektrik tüketilmektedir. Rusya'daki demiryollarının elektrikli nominal değeri, uzunluk olarak ülkedeki tüm demiryollarının %38'ini ve dünya demiryollarının yaklaşık %3'ünü oluşturuyor ve Rus demiryollarının yük cirosunun %63'ünü ve dünya yük cirosunun 1/4'ünü sağlıyor. demiryolu taşımacılığı. Amerika ve özellikle Avrupa ülkelerinde bu rakamlar biraz daha yüksektir.

Bugün kişi başına düşen elektrik tüketimi açısından Rusya, aralarında ABD, Fransa ve Almanya'nın da bulunduğu dünyadaki 17 ülkenin gerisinde olduğu gibi, sanayi ve tarımdaki elektrikli teçhizat düzeyi açısından da bu ülkelerin birçoğunun gerisindedir. Rusya'da hanelerde ve hizmet sektöründe elektrik tüketimi diğer gelişmiş ülkelere göre 2-5 kat daha düşük. Aynı zamanda, Rusya'da elektrik kullanımının verimliliği ve etkinliği diğer birçok ülkeye göre gözle görülür şekilde daha düşük.

Elektrik enerjisi insan yaşamının en önemli parçasıdır. Gelişim düzeyi, toplumun üretici güçlerinin gelişme düzeyini ve bilimsel ve teknolojik ilerleme olanaklarını yansıtır.

Enerji santrallerinin türleri ve türleri

Termik enerji mühendisliği

Artık dünyadaki elektriğin yaklaşık %50'si termik santrallerde üretiliyor. Rusya'daki şehirlerin çoğu termik santrallerden besleniyor.Genellikle şehirler termik santraller kullanıyor - sadece elektrik değil, aynı zamanda sıcak su şeklinde ısı da üreten kombine ısı ve enerji santralleri. Böyle bir sistem oldukça pratik değildir çünkü Elektrik kablolarının aksine, ısıtma şebekesinin güvenilirliği uzun mesafelerde son derece düşüktür; merkezi ısı kaynağının verimliliği de iletim sırasında büyük ölçüde azalır (verimlilik% 60 - 70'e ulaşır). 20 km'den fazla ısıtma şebekesi uzunluğuyla (çoğu şehir için tipik bir durum), müstakil bir eve elektrikli kazan kurmanın ekonomik açıdan karlı hale geldiği hesaplanmaktadır. Termik santrallerin konumu esas olarak yakıt ve tüketici faktörlerinden etkilenmektedir. En güçlü termik santraller yakıtın üretildiği yerlerde bulunur. Yerel organik yakıt türlerini (turba, şist, düşük kalorili ve yüksek küllü kömürler, akaryakıt, gaz) kullanan termik santraller tüketici odaklı olup aynı zamanda yakıt kaynaklarının kaynaklarında yer almaktadır.

Termik santrallerin çalışma prensibi, yakıtın kimyasal enerjisinin sıralı olarak ısı ve elektrik enerjisine dönüştürülmesine dayanmaktadır. Bir termik santralin ana ekipmanı kazan, türbin ve jeneratördür. Kazanda yakıt yandığında, su buharı enerjisine dönüştürülen termal enerji açığa çıkar. Bir türbinde su buharı mekanik dönme enerjisine dönüştürülür. Jeneratör dönme enerjisini elektrik enerjisine dönüştürür. Tüketim ihtiyaçları için termal enerji, bir türbin veya kazandan buhar şeklinde alınabilir.

Termik santrallerin hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Diğer enerji santrali türleri ile karşılaştırıldığında, yakıt kaynaklarının geniş dağıtımı ve çeşitliliği ile bağlantılı olarak nispeten serbest yerleşimi olumludur; mevsimsel dalgalanmalar olmadan elektrik üretme yeteneği. Olumsuz faktörler arasında şunlar yer alıyor: TPP'nin verimliliği düşük, enerji dönüşümünün çeşitli aşamalarını sırayla değerlendirirsek, yakıt enerjisinin %32'den fazlasının elektrik enerjisine dönüştürülmediğini göreceğiz. Gezegenimizin yakıt kaynakları sınırlı olduğundan fosil yakıt kullanmayan enerji santrallerine ihtiyacımız var. Ayrıca termik santrallerin çevreye son derece olumsuz etkileri bulunmaktadır. Rusya dahil dünyadaki termik santraller yılda 200-250 milyon ton kül ve 60 milyon tona yakın kükürtdioksiti atmosfere salıyor, çok büyük miktarda oksijeni emiyorlar.

Hidroelektrik

Modern hidroelektrik santraller, şu anda faaliyette olan termik santrallerin ve şimdilik nükleer santrallerin göstergelerinin iki katı olan 7 milyon kW'a kadar enerji üretmeyi mümkün kılmaktadır, ancak hidroelektrik santrallerin Avrupa'daki yerleşimi Arazi maliyetinin yüksek olması ve bu bölgelerde geniş alanların sular altında kalmasının imkansızlığı nedeniyle zordur. Hidroelektrik santrallerin önemli bir dezavantajı, işletmelerinin mevsimselliğidir ve bu durum sanayi için oldukça sakıncalıdır.

Hidroelektrik santralleri iki ana gruba ayrılabilir: büyük ova nehirlerindeki hidroelektrik santralleri ve dağ nehirlerindeki hidroelektrik santralleri. Ülkemizde hidroelektrik santrallerin çoğu ova nehirleri üzerine inşa edilmiştir. Ova rezervuarları genellikle geniş bir alana sahiptir ve geniş alanlarda doğal koşulları değiştirir. Su kütlelerinin sıhhi durumu kötüleşiyor: Daha önce nehirler tarafından taşınan kanalizasyon, rezervuarlarda birikiyor ve nehir yatakları ve rezervuarların yıkanması için özel önlemlerin alınması gerekiyor. Ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin inşası dağ nehirlerine göre daha az karlıdır, ancak bazen örneğin normal navigasyon ve sulama oluşturmak için gerekli olabilir. Dünyanın tüm ülkeleri ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin kullanımından vazgeçmeye, hızlı dağ nehirlerine veya nükleer santrallere geçmeye çalışıyor.

Hidrolik santraller elektrik üretmek için hidroelektrik kaynaklarını yani düşen suyun kuvvetini kullanır.Hidroelektrik santrallerin üç ana türü vardır:

Hidroelektrik santralleri.

Çalışmalarının teknolojik şeması oldukça basit: Nehrin doğal su kaynakları, hidrolik yapıların inşası yoluyla hidroelektrik kaynaklarına dönüştürülüyor. Hidroenerji kaynakları türbinde kullanılarak mekanik enerjiye, mekanik enerji ise jeneratörde kullanılarak elektrik enerjisine dönüştürülür.

Gelgit istasyonları.

Deniz suyunun kullanılabileceği basıncı elde etmek için gerekli koşulları doğanın kendisi yaratır. Gelgitler sonucunda kuzey denizlerinde - Okhotsk, Bering - deniz seviyesi değişiyor, dalgalar 13 metreye ulaşıyor. Havuz ile deniz arasında kot farkı yaratılarak basınç oluşur. Gelgit dalgası periyodik olarak değiştiği için istasyonların basıncı ve gücü de buna bağlı olarak değişir. Şu ana kadar gelgit enerjisinin kullanımı mütevazı bir ölçekte. Bu tür istasyonların ana dezavantajı zorunlu moddur. Gelgit istasyonları (TES), tüketicinin ihtiyacı olduğunda değil, suyun gelgitlerine bağlı olarak elektrik sağlar. Bu tür istasyonların inşasının maliyeti de yüksektir.

Pompaj depolamalı enerji santralleri.

Eylemleri, aynı hacimdeki suyun iki havuz arasındaki döngüsel hareketine dayanmaktadır: üst ve alt. Geceleri, elektrik talebinin düşük olduğu zamanlarda, alt rezervuardan üst rezervuara su pompalanarak, gece santrallerinin ürettiği fazla enerji tüketilmektedir. Gün içinde elektrik tüketiminin hızla arttığı zamanlarda üst havuzdan türbinler aracılığıyla su salınarak enerji üretiliyor. Geceleri termik santralleri durdurmak imkansız olduğundan bu faydalıdır.Böylece pompaj depolamalı santraller pik yük problemlerini çözmemize olanak sağlar. Rusya'da, özellikle Avrupa kısmında, pompalı depolamalı enerji santralleri de dahil olmak üzere manevra kabiliyeti yüksek enerji santralleri yaratma konusunda ciddi bir sorun var.

Hidrolik santraller sıralanan avantaj ve dezavantajlarının yanı sıra aşağıdaki özelliklere de sahiptir: Hidroelektrik santraller yenilenebilir kaynakları kullanmaları, işletmelerinin kolay olması ve %80'in üzerinde yüksek verime sahip olmaları nedeniyle oldukça etkili enerji kaynaklarıdır. Sonuç olarak hidroelektrik santrallerin ürettiği enerji en ucuz olanıdır. Hidroelektrik santrallerin büyük bir avantajı, gerekli sayıda ünitenin neredeyse anında otomatik olarak çalıştırılması ve kapatılması olasılığıdır. Ancak hidroelektrik santrallerin inşası uzun bir zaman ve büyük sermaye yatırımları gerektirmekte, bu da ovalarda arazi kaybına neden olmakta ve balıkçılık endüstrisine zarar vermektedir. Hidroelektrik santrallerin elektrik üretimindeki payı, kurulu güçteki payından önemli ölçüde daha azdır; bu durum, tam güçlerinin ancak kısa bir sürede ve yalnızca suyun yüksek olduğu yıllarda gerçekleştirilmesiyle açıklanmaktadır. Bu nedenle dünyanın birçok ülkesinde hidroelektrik kaynakları bulunmasına rağmen elektrik üretiminin ana kaynağı olarak hizmet alamamaktadır.

Nükleer güç.

Dünyanın ilk nükleer enerji santrali Obninsk, 1954 yılında Rusya'da faaliyete geçti. Rusya'daki 9 nükleer santralin personeli 40,6 bin kişi, yani enerji sektöründe istihdam edilen toplam nüfusun %4'ü. Rusya'da üretilen elektriğin yüzde 11,8'i yani 119,6 milyar kW'ı nükleer santrallerde üretildi. Sadece nükleer santrallerde elektrik üretimindeki artış yüksek kalıyor.

SSCB'de elektrik üretiminde nükleer santrallerin payının 1990 yılında %20'ye ulaşması planlanmışken, ancak %12,3'e ulaşılmıştır. Çernobil felaketi nükleer inşaat programında bir azalmaya neden oldu; 1986'dan bu yana sadece 4 güç ünitesi işletmeye alındı. Enerji santrallerinin en modern türü olan nükleer santrallerin diğer santral türlerine göre çok sayıda önemli avantajı vardır: normal çalışma koşullarında çevreyi hiç kirletmezler, bir ham madde kaynağına bağlantı gerektirmezler. Yeni güç üniteleri neredeyse ortalama bir hidroelektrik santralin gücüne eşit güce sahiptir, ancak nükleer santrallerdeki kurulu kapasite kullanım faktörü (%80) hidroelektrik enerji için bu rakamı önemli ölçüde aşmaktadır. tesisleri veya termik santraller.

Atom enerjisinin kullanımında mevcut zorluklar radyoaktif atıkların bertaraf edilmesidir. İstasyonlardan çıkarılmak üzere güçlü korumaya ve soğutma sistemine sahip konteynerler inşa edilmiştir. Gömme, teolojik olarak stabil katmanlarda büyük derinliklerde zeminde gerçekleştirilir.

Bazı eskimiş nükleer santrallerdeki kazaların yıkıcı sonuçları, kusurlu sistem korumasının bir sonucudur.

Nükleer santrallerin kullandığı su kütlelerinin termal kirliliği.

Nükleer santrallerin yüksek tehlike arz eden nesneler olarak işleyişi, kalkınma talimatlarının oluşturulmasında ve gerekli fonların tahsisinde devlet yetkililerinin ve yönetimin katılımını gerektirir.

Enerji santrallerinin yerleşimini etkileyen faktörler

Farklı türdeki enerji santrallerinin konumu çeşitli faktörlerden etkilenir. Termik santrallerin konumu esas olarak yakıt ve tüketici faktörlerinden etkilenmektedir. En güçlü termik santraller kural olarak yakıtın üretildiği yerlerde bulunur, santral ne kadar büyük olursa elektriği o kadar uzağa iletebilir. Taşıması ekonomik açıdan karlı olan yüksek kalorili yakıt kullanan enerji santralleri tüketici odaklıdır.Akaryakıtla çalışan enerji santralleri ağırlıklı olarak petrol rafineri endüstrisinin merkezlerinde bulunmaktadır.

Hidrolik santraller elektrik üretmek için düşen suyun kuvvetini kullandıklarından hidroelektrik kaynaklara odaklanmaktadırlar. Dünyanın geniş hidroelektrik kaynakları dengesiz bir şekilde dağılmıştır. Ülkemizde hidrolik inşaat, nehirler üzerinde kademeli hidroelektrik santrallerin inşası ile karakterize edilmiştir. Bir kaskad, enerjisinin sıralı kullanımı için su akışının akışı boyunca aşamalar halinde yerleştirilmiş bir termik santral grubudur. Aynı zamanda elektrik elde etmenin yanı sıra nüfusa arz ve su üretimi, taşkınların önlenmesi, ulaşım koşullarının iyileştirilmesi sorunları da çözülüyor. Maalesef ülkede çağlayanların oluşması son derece olumsuz sonuçlara yol açtı: değerli tarım arazilerinin kaybı ve ekolojik dengenin bozulması.

Ova rezervuarları genellikle geniş bir alana sahiptir ve geniş alanlarda doğal koşulları değiştirir. Su kütlelerinin sıhhi durumu kötüleşiyor: Daha önce nehirler tarafından taşınan kanalizasyon, rezervuarlarda birikiyor ve rezervuarların nehir yataklarının yıkanması için özel önlemlerin alınması gerekiyor. Ova nehirlerinde hidroelektrik santrallerin inşası dağ nehirlerine göre daha az karlıdır, ancak bazen örneğin normal navigasyon ve sulama oluşturmak için gerekli olabilir.

Nükleer enerji santralleri, enerji kaynaklarına bakılmaksızın herhangi bir bölgede inşa edilebilir: nükleer yakıt yüksek enerji içeriğine sahiptir (1 kg ana nükleer yakıt - uranyum - 2500 ton kömürle aynı miktarda enerji içerir). Sorunsuz çalışma koşullarında nükleer santraller atmosfere emisyon yaymaz, dolayısıyla tüketiciye zararsızdır. Son zamanlarda ATPP ve AST oluşturuldu. ATPP'de, geleneksel CHPP'de olduğu gibi elektrik ve termal enerji üretilir, AST'de ise yalnızca termal enerji üretilir.

Nükleer enerji gelişiminin sorunları

Çernobil nükleer santralindeki felaketin ardından Rusya'da halkın etkisiyle nükleer enerjinin gelişme hızı önemli ölçüde yavaşladı. Toplam nükleer santral kapasitesinin 100 milyon kW'a (ABD bu rakama zaten ulaştı) ulaşmasını hızlandırmaya yönelik daha önce var olan program aslında rafa kaldırıldı. Rusya'da yapım aşamasında olan tüm nükleer santrallerin kapatılması büyük doğrudan kayıplara neden oldu, yabancı uzmanlar tarafından tamamen güvenilir olarak kabul edilen istasyonlar, ekipman kurulumu aşamasında bile donduruldu. Ancak son zamanlarda durum değişmeye başladı: Haziran 1993'te Balakovo NGS'nin 4. güç ünitesi devreye alındı ve önümüzdeki birkaç yıl içinde birkaç nükleer santral ve temelde yeni bir tasarıma sahip ek güç ünitelerinin daha devreye alınması planlanıyor. . Nükleer enerjinin maliyetinin termik veya hidrolik santrallerde üretilen elektriğin maliyetini önemli ölçüde aştığı biliniyor, ancak nükleer santrallerin birçok özel durumda kullanımı sadece yeri doldurulamaz değil, aynı zamanda ekonomik olarak da karlı - ABD'de nükleer 58'den günümüze kadar olan dönemde santrallerden 60 milyar dolar net kar elde edildi. Rusya'da nükleer enerjinin geliştirilmesi için büyük bir avantaj, askeri olmayan kullanımı mümkün olan büyük miktarlarda silah kalitesinde plütonyumun serbest bırakılacağı START-1 ve START-2 ile ilgili Rus-Amerikan anlaşmaları yaratılıyor. sadece nükleer santrallerde. Silahsızlanma sayesinde, geleneksel olarak pahalı sayılan nükleer santrallerden elde edilen elektriğin, termik santrallerden elde edilen elektriğin yaklaşık yarısı fiyatına ulaşması mümkün oluyor.

Rus ve yabancı nükleer bilim adamları oybirliğiyle Çernobil kazasından sonra ortaya çıkan radyofobinin ciddi bir bilimsel ve teknik dayanağının olmadığını söylüyorlar. Çernobil nükleer santralindeki kazanın nedenlerini doğrulamak için hükümet komisyonunun bildirdiğine göre, “kaza, RBMK-1000 nükleer reaktörünü kontrol etme prosedürünün, operatör ve yardımcıları tarafından büyük ölçüde ihlal edilmesi sonucu meydana geldi. son derece düşük nitelikler.” Kazada, istasyonun o zamana kadar nükleer tesislerin yönetimi konusunda engin deneyime sahip olan Orta Makine İnşaat Bakanlığı'ndan, hiç böyle bir deneyimin bulunmadığı Enerji Bakanlığı'na devredilmesi de büyük rol oynadı. bu kısa bir süre önce gerçekleşti. Bugüne kadar, RBMK reaktörünün güvenlik sistemi önemli ölçüde iyileştirildi: çekirdeğin yanmaya karşı korunması iyileştirildi ve acil durum sensörlerini tetikleme sistemi hızlandırıldı. Scientific American dergisi bu gelişmelerin reaktörün güvenliği açısından kritik olduğunu kabul etti. Yeni nesil nükleer reaktör projelerinde, reaktör çekirdeğinin güvenilir bir şekilde soğutulmasına büyük önem verilmektedir.Son birkaç yılda, farklı ülkelerdeki nükleer santrallerde nadiren arızalar meydana gelmiş ve son derece küçük olarak sınıflandırılmıştır.

Enerjinin geliştirilmesinde ve nükleer santrallerin olası değiştirilmesinde temelde yeni bir yön, yakıtsız elektrokimyasal jeneratörler üzerine yapılan araştırmalarla temsil edilmektedir. Deniz suyunda bulunan sodyumun fazlasını tüketen bu jeneratör, yaklaşık %75'lik bir verime sahiptir. Buradaki reaksiyon ürünü klor ve soda külüdür ve bu maddelerin daha sonra endüstride kullanılması mümkündür.

Dünya genelinde nükleer santrallerin ortalama kullanım oranı %70 iken bazı bölgelerde bu oran %80'in üzerine çıktı.

Alternatif enerji kaynakları

Ne yazık ki petrol, gaz ve kömür rezervleri hiçbir şekilde sonsuz değildir. Doğanın bu rezervleri oluşturması milyonlarca yıl aldı ama yüzlerce yıl içinde tükenecekler. Bugün dünya, dünyevi zenginliklerin yağmalanarak yağmalanmasını nasıl önleyebileceğini ciddi olarak düşünmeye başladı. Sonuçta, yakıt rezervleri ancak bu koşullar altında yüzyıllarca dayanabilir. Maalesef petrol üreten birçok ülke bugün yaşıyor. Doğanın kendilerine verdiği petrol rezervlerini acımasızca tüketiyorlar. Şimdi bu ülkelerin çoğu, özellikle de Basra Körfezi bölgesi, bu rezervlerin birkaç on yıl içinde kuruyacağını düşünmeden tam anlamıyla altın içinde yüzüyor. Petrol ve gaz sahaları tükendiğinde o zaman ne olacak - ve bu er ya da geç gerçekleşecek - Sadece enerji için değil, aynı zamanda ulaştırma ve kimya için de gerekli olan petrol fiyatlarında son dönemde yaşanan artış, bizi başka şeyler düşünmeye zorladı. Petrol ve gazın yerini almaya uygun yakıt türleri. O zamanlar, kendi petrol ve gaz rezervlerine sahip olmayan ve bunları satın almak zorunda olan ülkeler özellikle düşünceli davrandılar.

Bu nedenle, enerji santrallerinin genel tipolojisi, geleneksel olmayan veya alternatif enerji kaynakları olarak adlandırılan enerji santrallerini içerir. Bunlar şunları içerir:

gelgitlerin enerjisi;

küçük nehirlerin enerjisi;

Rüzgar enerjisi;

Güneş enerjisi;

jeotermal enerji;

yanıcı atıkların enerjisi ve emisyonlar;

ikincil veya atık ısı kaynaklarından ve diğerlerinden gelen enerji.

Geleneksel olmayan tipteki santraller elektrik üretiminin sadece yüzde birkaçını oluştursa da, özellikle ülkelerin çeşitliliği dikkate alındığında dünyada bu alanın geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Rusya'da bu tür enerji santrallerinin tek temsilcisi Kamçatka'daki 11 MW kapasiteli Pauzhetskaya Jeotermal Enerji Santrali'dir. İstasyon 1964'ten beri faaliyet gösteriyor ve hem ahlaki hem de fiziksel olarak modası geçmiş durumda. Rusya'nın bu alandaki teknolojik gelişme düzeyi dünyanın çok gerisindedir. Büyük bir enerji santrali kurmaya gerek olmayan ve çoğu zaman bakım yapacak kimsenin bulunmadığı Rusya'nın uzak veya ulaşılması zor bölgelerinde, "geleneksel olmayan" elektrik kaynakları en iyi çözümdür.

Alternatif enerji kaynakları kullanan santral sayısının artmasına aşağıdaki ilkeler katkıda bulunacaktır:

geleneksel olmayan enerji kaynaklarından elde edilen elektrik ve ısının maliyetinin diğer tüm kaynaklardan daha düşük olması;

hemen hemen tüm ülkelerde yerel enerji santrallerine sahip olma fırsatı, onları genel enerji sisteminden bağımsız kılıyor;

Kullanılabilirlik ve teknik olarak uygulanabilir yoğunluk, faydalı kullanım için güç;

geleneksel olmayan enerji kaynaklarının yenilenebilirliği;

geleneksel enerji kaynaklarının ve enerji taşıyıcılarının korunması veya değiştirilmesi;

daha temiz enerji türlerine geçiş için kullanılan enerji kaynaklarının değiştirilmesi;

Mevcut enerji sistemlerinin güvenilirliğini arttırmak.

Hemen hemen her ülke bu enerjinin bir türüne sahiptir ve yakın gelecekte dünyanın yakıt ve enerji dengesine önemli bir katkı sağlayabilir.

Güneş enerjisi

Tükenmeyen bir enerji kaynağı olan güneş, Dünya'ya her saniyede 80 trilyon kilovat, yani dünyadaki tüm enerji santrallerinin birkaç bin katı enerji sağlıyor. Sadece nasıl kullanılacağını bilmen gerekiyor. Örneğin gezegenimizin Güneş'e en yakın bölgesi olan Tibet, haklı olarak güneş enerjisini zenginliği olarak görüyor. Bugün Çin'in Tibet Özerk Bölgesi'nde elli binden fazla güneş enerjisi fırını inşa edildi. 150 bin metrekarelik konutlar güneş enerjisiyle ısıtılıyor ve toplam 1 milyon metrekarelik güneş seraları oluşturuldu.

Japonya'da bilim adamları silikon bazlı fotovoltaik hücreleri geliştirmek için çalışıyorlar. Mevcut standart güneş pilinin kalınlığı 100 kat azaltılırsa, bu tür ince film piller çok daha az hammadde gerektirecek, bu da onların yüksek verimliliğini ve maliyet etkinliğini sağlayacaktır. Ayrıca hafiflikleri ve olağanüstü şeffaflıkları, konut binalarına elektrik sağlamak için bina cephelerine ve hatta pencerelere kolayca monte edilmelerine olanak tanıyacak. Ancak güneş ışığının yoğunluğu her zaman her yerde aynı olmadığından, çok sayıda güneş paneli monte edilse bile bina ek bir elektrik kaynağına ihtiyaç duyacaktır. Bu soruna olası bir çözüm, güneş pillerinin çift taraflı yakıt piliyle birlikte kullanılmasıdır. Gündüz güneş pilleri çalışırken, fazla elektrik bir hidrojen yakıt hücresinden geçirilerek sudan hidrojen üretilebilir. Geceleri yakıt hücresi bu hidrojeni elektrik üretmek için kullanabilir.

Kompakt mobil enerji santrali Alman mühendis Herbert Beuermann tarafından tasarlandı. Kendi ağırlığı 500 kg olup 4 kW gücündedir, yani banliyö konutlarına yeterli güçte elektrik akımını tam olarak sağlayabilmektedir. Bu, enerjinin aynı anda iki cihaz tarafından üretildiği oldukça akıllı bir ünitedir - yeni tip bir rüzgar jeneratörü ve bir dizi güneş paneli. Birincisi, (geleneksel bir rüzgar çarkının aksine) en ufak bir hava hareketinde dönen üç yarım küre ile donatılmıştır, ikincisi ise güneş elemanlarını dikkatlice armatüre doğru yönlendiren otomatik ekipmanla donatılmıştır. Çıkarılan enerji bir akümülatörde biriktirilir

Popüler

Psikologlardan tavsiyeler: kocanız metresi için ayrılırsa ne yapmalısınız Kocanız metresi psikolojisi için ayrıldı

« Bazı kadınlar sadece sevdikleri erkeğinin ihanetiyle değil, aynı zamanda onun hayatını metresiyle yaşamak istediği gerçeğiyle de yüzleşmek zorunda kalıyor... »

Ve seni aya kadar seviyorum

« Uyku zamanı gelmişti ve küçük tavşan, büyük tavşanı uzun kulaklarından sıkıca yakaladı. Büyük tavşanın onu dinlediğinden emin olmak istiyordu. –... »

Hamilelik sırasında idrardaki keton cisimleri - nedenleri ve tedavi yöntemleri Hamile bir kadında idrardaki keton düzeyi

« Doktorların kadının ve bebeğinin durumunu kontrol altında tutabilmesi için anne adayı tüm hamilelik dönemi boyunca birçok testten geçer. Biri... »