Инновации в топливно-энергетическом комплексе
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?отря на множество анонсированных проектов, рост в этом секторе ветроэнергетики идет медленно. Лидерами являются Великобритания, Дания и Нидерланды (рис. 2.2).
Рис. 2.2 Доли стран в установленной мощности оффшорных ветропарков на начало 2009 г., МВт
Технический потенциал ветряной энергетики в России оценивают в ~ 6000 млрд. кВтч/год. Экономический потенциал составляет примерно 31 млрд. кВтч/год.
Россия располагает значительными ресурсами ветряной энергии, в том числе в тех регионах, где отсутствует централизованное энергоснабжение. Побережье Северного Ледовитого океана, Камчатка, Сахалин, Чукотка, Якутия и побережье Финского залива, Черного и Каспийского морей имеют высокие среднегодовые скорости ветра.
На сегодняшний день Россия отстает от других стран и по установленным мощностям и по темпам роста (рис. 2.3).
Рис. 2.3 Динамика суммарной установленной мощности ВЭУ в РФ, 2005-2008 гг., МВт
Стоит отдельно отметить Дальний Восток. Регион выглядит идеально для развития ветроэнергетики. В регионе есть богатые ветряные ресурсы, а удаленность от основных центров генерирования энергии делает идею создания независящей от поставки ресурсов энергетической системы еще более привлекательной. Так Русгидро в рамках подготовки к саммиту АТЕС в 2012 году планирует соорудить на Дальнем Востоке электростанцию мощностью до 36 МВт с годовой выработкой 75 млн. кВт/ч.
В целом, ветряные энергоустановки экономически целесообразно строить в отдаленных районах, где основным источником энергии служат дизельные генераторы. С помощью ветряков в сочетании с дизельными генераторами можно создать независимую энергосистему в отдаленных районах, что ускорит освоение этих земель. Инновации в ветряную энергетику помогут ускорить улучшение экономической ситуации в отдаленных районах.
Объем технически доступных ресурсов возобновляемых источников энергии в Российской Федерации составляет не менее 24 млрд. тонн условного топлива. Удельный вес производства тепловой энергии, полученной на базе ВИЭ, в 2008 г. составил около 3%, или около 2000 млн. Гкал.
Очевидные выгоды от внедрения ВИЭ в России:
газ, нефть и уголь, потребляемые внутри страны и сэкономленные в результате ВИЭ, могут пойти на экспорт по ценам, существенно выше внутри российских; сохраняются углеводороды, запасы которых оцениваются горизонтом 50 лет (данные научных разработок Академии наук РФ);
сохранение экологии: отсутствуют выбросы углекислого газа, метана, серных и азотных соединений; земли, на которых расположены ветропарки, не выводятся из использования;
приток колоссальных инвестиций в Россию, где, по оценкам экспертов, имеется самый большой в мире ветроэнергетический рынок; для сравнения: оборот мирового ветроэнергетического рынка в 2008 г. составил 36 млрд. евро;
создание новых рабочих мест и развитие новых отраслей в промышленности (металлоемкость одного ветрогенератора мегаваттного класса - более 200 тонн);
толчок для развития научной мысли и передовых инновационных технологий; для разработки и производства конкурентоспособной продукции.
2.2 Солнечная энергетика
Солнечная энергетика - это отрасль мировой энергетики, связанная с получением полезной энергии путем преобразования солнечного излучения. Солнечное излучение бывает прямое и рассеянное.
Количество энергии, падающей на единицу площади в единицу времени, зависят от ряда факторов:
?широты
?местного климата
?сезона года
?угла наклона поверхности по отношению к Солнцу
Среднегодовое суммарное излучение составляет: в Центральной Европе, Средней Азии и Канаде - приблизительно 1000 кВт*ч/м2, в Средиземноморье - приблизительно 1700 кВт*ч/м2, в большинстве районов Африки, Ближнего Востока и Австралии - 2200 кВт*ч/м2.
Преобразование солнечного излучения в полезную энергию осуществляется путем использования гелиоцентрических систем. Принцип работы солнечной батареи заключается в том, что она напрямую преобразует электромагнитное излучение солнца в электричество. Этот процесс основан на фотоэлектрическом эффекте, в результате которого генерируется постоянный ток.
Все солнечные батареи в зависимости от способа преобразования делятся на:
фотоэлектрические преобразователи - полупроводниковые устройства, прямо преобразующие солнечную энергию в электричество;
солнечные коллекторы - нагревательные низкотемпературные установки, используемые как нагреватели воды для различных нужд;
гелиоэлектростанции (ГеЭС) - солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение для приведения в действие тепловых и других машин.
Использование солнечной энергии началось в 1960-х годах как основного источника энергии для спутников на околоземной орбите. На данный момент в мире широко развита практика использования солнечной энергии для работы водных насосов, обеспечения уличного освещения. Современные фотоэлектрические установки работают в любую погоду. Они достигают в облачную погоду 80% своей проектной производительности, в туманную - 50%, и, даже при сплошной облачности, они вырабатывают 30% энергии.
Мировой опыт показывает, что фотоэлементы служат экономически выгодным источником электричества для основных нужд, таких как:
освещение;
водозабор;
средства связи;
медицинские учреждения;
местный бизнес.
В 2008 г. мировой рынок фотовольт