Разработка системы управления экспериментом на лабораторной установке фотоэлектрической станции в режиме удаленного доступа на основе web-технологий
Диссертация - Физика
Другие диссертации по предмету Физика
ВВЕДЕНИЕ
Достаточное, доступное энергообеспечение лежит в основе функционирования любого производства, а вместе с ним и человеческой цивилизации. Сегодня мы уже не мыслим свою жизнь без тех технических достижений, которые сегодня имеем, но не задумываемся над тем, что все эти достижения стали возможны только за счет освоения новых видов энергии, новых способов добычи первичных энергоносителей, а также освоения новых месторождений полезных ископаемых и территорий.
Конечно же, добыча энергии во все больших количествах, требуемых нашей непрерывно возрастающей потребностью улучшить свой быт, не может не сказываться на экологическом состоянии планеты. Выбросы тепловых электростанций состоят в основном из углекислого газа, который вызывает парниковый эффект и глобальное потепление климата. Другие выбросы включают оксиды серы, азота, которые, соединяясь в атмосфере с водой, вызывают кислотные дожди. Повышенная кислотность почвы приводит к снижению плодородия почвы, засыханию лесов, уменьшению рыбных запасов. Токсичные тяжелые металлы легче растворяются в кислой воде и могут попадать в питьевую воду и продукты питания.
Применение атомных электростанций не решает проблемы экологической чистоты. При работе АЭС в атмосферу во всем мире выбрасывается до 26 тонн радиоактивных отходов в день. Кроме того, эксплуатация атомных станций связана с известной опасностью, так как авария на АЭС может вызвать крупную экологическую катастрофу.
Но дело не только в этом. Проблема заключается в том, что запасы энергетических ресурсов, главными из которых по-прежнему остаются нефть, уголь и газ, далеко не бесконечны. Эти ресурсы относят к невозобновляемым. Согласно отчету экспертной комиссии Института мировых ресурсов (ИМР) в Вашингтоне, запасы нефти начали истощаться с 2007 года. ИМР не разделяет широко распространившееся оптимистическое мнение о том, что при сохранении современных темпов потребления нефти хватит еще на 50 лет, так как заявления многих нефтедобывающих компаний о своих запасах вызывают большие сомнения. По оценкам некоторых зарубежных экспертов мировые запасы нефти составляют 1800-2300 млрд. баррелей. Как только ресурсы нефти начнут снижаться, повышение себестоимости и трудоемкость добычи неизбежно приведут к сокращению объема добываемого сырья. Это произойдет между 2007 и 2014 годом. Запасы урана на данный момент оцениваются приблизительно в 2760 тыс. тонн. При современном потреблении запасов урана хватит не более чем на 50 лет.
Следует обратить внимание на цены. В настоящее время ни в одной стране мира общие затраты на производство электроэнергии не отражены в тарифах, а распределяются на затраты всего общества. Затраты вследствие загрязнения окружающей среды также не включаются в тарифы, хотя некоторые страны пытаются ввести "экологический налог". Такое положение фактически означает жизнь в кредит у будущего поколения, которому придется учитывать все затраты и ликвидировать последствия. Поскольку цены остаются все еще низкими, правительства не особенно готовятся к предстоящему экономическому потрясению. Экологическая проблема, а также проблема исчерпаемости ресурсов, актуальная сегодня для всех стран мира, актуальна и для Республики Казахстан [1].
Введение в хозяйственную деятельность энергии ветра и солнца путем преобразования ее в электрическую энергию является глобальной задачей, в полной мере соответствующей программе индустриально - инновационного развития Республики Казахстан. Это отражено в программных документах, выдвинутых Президентом Республики Казахстан, Постановлениях Правительства Республики Казахстан.
Задача по использованию возобновляемых и неисчерпаемых энергий решается в двух направлениях - политическом и экономическом - с применением соответствующих технологий.
К политическим технологиям относятся мероприятия, проводимые в глобальном масштабе на международном уровне. Они проводятся под эгидой международных организаций - Программы развития Организации Объединенных Наций, Глобального экологического фонда, ЮНЕСКО. Эти мероприятия сопровождаются принятием международных соглашений - Рамочной конвенции по изменению климата, Киотского протокола, Алматинской декларации региональной конференция ЮНЕСКО на уровне министров Стратегическая роль возобновляемой энергии для устойчивого развития в Центральной Азии.
К экономическим технологиям относятся мероприятия, проводимые странами на национальном уровне - принятие соответствующих законов, постановлений правительств, способствующих введению в энергобаланс стран неисчерпаемой энергии. Они сопровождаются созданием благоприятных в экономическом отношении условий для деятельности научных и производственных организаций, учебных заведений, а также для потребителей экологически чистой энергии.
Немаловажным стимулом к развитию возобновляемой энергетики является проблема энергоснабжения отдаленных потребителей и небольших населенных пунктов, особенно по местным сетям, где потери электроэнергии могут составить 25-30%. В этих условиях частичная децентрализация энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии может стать экономически состоятельной, а во многих случаях и альтернативой централизованному энергоснабжению (особенно в районах, где имеется дефицит энергии).
Среди большого перечня возобновляемых к использованию и вновь используемых энергий наиболее освоенными на сегодняшний день я