Нетрадиционные способы и источники получения энергии
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
?о существенный недостаток. При кипении морской воды из нее выделяется растворенный воздух, повышая давление в вакуумной камере и приостанавливая кипение. Поэтому требуется его непрерывная откачка. На это необходимо затрачивать до 10% вырабатываемой электроэнергии, что значительно увеличивает расход на собственные нужды.
Разработки по использованию тепловой энергии океана входят в национальные научно-технические программы таких стран, как США, Япония, Франция, Швеция, Индия. В 1979г. в США вблизи Гавайских островов была испытана первая в мире океаническая ТЭС(ОТЭС) мощностью 50 кВт, смонтированная на барже. В 1980г. там же была пущена ОТЭС мощностью 1 МВт, смонтированная на переоборудованном танкере. Обе установки работали по замкнутому циклу и предназначались для исследовательских целей. В октябре 1981г. на острове Науру в Тихом океане (Япония) была пущена опытная ОТЭС мощностью 100 кВт, использующая замкнутый цикл. Это первая в мире океаническая береговая электростанция. Ее успешная работа показала целесообразность сооружения на японских островах береговых ОТЭС мощностью до 10 МВт. Опыты и расчеты показывают, что себестоимость электроэнергии ОТЭС соответствует себестоимости энергии, вырабатываемой современными ТЭС и АЭС.
Однако широкому строительству ОТЭСв настоящее время препятствуют некоторые технические проблемы. Так, например, еще нет достаточно эффективных и экономически приемлемых средств для борьбы с коррозией и биологическим обрастанием оборудования и трубопроводов.
ОТЭСэкологически чисты. Однако, при утечке в контуре, по которому циркулирует рабочая жидкость, возможен существенный ущерб для морской флоры и фауны.
Описанный способ преобразования тепловой энергии океана наиболее эффективен там, где выше перепад температур между верхними и нижними слоями воды. Наиболее перспективны в этом отношении тропические и субтропические районы океана. Разновидностью описанного способа утилизации тепловой энергии океана является метод, основанный на использовании разности температур воды и воздуха над ее поверхностью. Он перспективен для арктических районов океана. В России исследуется возможность сооружения таких ОТЭСна побережье Северного Ледовитого океана, где температура воды на 30…40С выше температуры атмосферного воздуха. Предполагается, что в этом случае ОТЭС, обеспечивая потребности в электроэнергии районов Крайнего Севера, смогут конкурировать по экономическим показателям с тепловыми электростанциями, работающими в этом регионе на привозном топливе.
Энергетические установки, использующие энергию океанических течений. Всю акваторию Мирового океана в различных направлениях пересекают течения, в которых сосредоточены значительные запасы кинетической энергии (около 7,21012 кВтч). Эту энергию можно превратить в механическую и далее в электрическую.
Важнейшее морское течение Гольфстрим. Оно проходит близ полуострова Флорида (США) и несет воды в 50 раз больше, чем все реки мира. Его ширина составляет 60км, глубина до 800м. Мощность, которую развивает такой поток воды со скоростью примерно 2м/с, более в 2 раза превышает суммарную мощность всех ГЭС стран СНГ. Полностью реализовать энергию Гольфстрима не удастся, но даже некоторое практическое ее использование, даст экологически чистую электроэнергию. В США разрабатывается программа Кориолис. Она предусматривает установку во Флоридском проливе, в 30км восточнее г.Майами, 242 подводных установок мощностью 83 МВт каждая (суммарно 20086 МВт). В качестве первичного двигателя таких установок предполагается использовать прямоточные турбины диаметром 168м с частотой вращения 1 об/мин. Расстояние между лопастями турбины будет таково, чтобы обеспечить безопасный проход самых крупных рыб. Установка будет погружена на 30м под уровень океана, с тем, чтобы не препятствовать судоходству. Стоимость всего сооружения оценивается в 20 млрд.долл., что соизмеримо со стоимостью строительства ТЭСтакой же мощности, но позволяет экономить около 130 млн. баррелей нефти в год.
В Японии исследуется возможность использования энергии теплого течения Куросио, расход воды которого 55106м3/с, а скорость у восточного побережья страны 1,5м/с. Для выработки ЭЭ предлагается применение двух трехлопастных гидротурбин с диаметром рабочего колеса 53м.
Разработан проект использования течения в Гибралтарском проливе, расход воды которого 20…40 тыс. м3/с достаточен для получения 150 млрд. кВтч электроэнергии в год.
Работа нетрадиционных источников в энергосистеме
При технико-экономическом обосновании строительства СЭС, ВЭС или других нетрадиционных источников наряду со стоимостью сэкономленного топлива большое значение имеет энергетическая эффективность их использования. Она зависит от соотношения установленных мощностей этих электростанций и общей мощности энергосистемы, в которой они работают. Чем меньше это отношение, тем меньшее значение они будут иметь для нее. На эффективность их использования могут оказывать влияние также режимные ограничения, диктуемые энергосистемой и ее отдельными элементами. Эти ограничения определяются характером энергопотребления и условиями использования отдельных энергоресурсов.
Солнечные и ветровые электростанции действуют только при наличии соответствующих погодных условий и их энергоотдача носит случайный характер. Энергоотдачу СЭС или ВЭУ нельзя считать достаточно надежной во времени. Мощности этих эле?/p>