Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии

В настоящем разделе представлена информация по нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии (НВИЭ). В мировой практике большинство из этих видов энергетики имеет широкое распространение, на некоторые возлагаются большие надежды в перспективе. Одно из главных достоинств НВИЭ: их работа, как правило, уменьшает выбросы углекислого газа в атмосферу, что с общепринятой точки зрения замедляет наступление глобального потепления. На НВИЭ возложена определенная миссия в развитии отечественной энергетики. На Коллегии Министерства энергетики РФ, состоявшейся 9.04.14, поставлена задача к 2020 г.: доведение общей мощности установок НВИЭ до 6,0 ГВт (с 0,9% до 2,5 % от установленных мощностей), в основном, за счет ветроэнергетики. Ниже приводится краткая информация по основным видам возобновляемых источников энергии.

Геотермальная энергетика

В США общая мощность ГеоТЭС более 3 ГВт, в РФ — порядка 80 МВт. Карта расположения ГеоТЭС на Дальнем Востоке (стр. 3)

По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт. Российский потенциал реализован только в размере немногим более 80 МВт установленной мощности и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки (по данным на 2009 г.):

Читать далее

Солнечная энергетика

Солнечная энергетика получила значительное развитие в Германии, Италии, США, Китае, Испании. Всего в мире установлено более 100 ГВт мощности солнечных станций, из них около 30 ГВт приходится на Германию, на 2-м месте Италия.

Поток солнечной энергии перпендикулярный атмосфере равен 1367 Вт/м2. В результате поглощения атмосферой до поверхности воды (земли) на экваторе доходит поток плотностью 1020 Вт/м2. Средний поток за сутки примерно в 3 раза меньше.

Получили распространение два вида преобразования солнечной энергии в электроэнергию: установки на базе фотоэлементов и гелиотермические установки с зеркалами-концентраторами.

Читать далее

Ветроэнергетика (ветряные электростанции – ВЭС)

Особенности

GorizontЗависимость выработки электроэнергии от среднегодового значения скорости ветра, от переменности ветра по величине и по направлению. Ветроагрегаты производят шум, в том числе ниже 16 Гц, опасный для людей и животных. В связи с этим изменяется жизнь животных в этом районе. Агрегаты занимают сельскохозяйственные земли.

Читать далее

Приливные и волновые электростанции

Приливные электростанции

Первую приливную электростанцию построили в 1913 г. вблизи Ливерпуля в бухте Ди, ее мощность достигала 635 кВт.

Для работы электростанции необходимо, чтобы перепад уровней между отливом и приливом составлял более четырех метров.

Princip_PES

С увеличением разницы высот воды увеличивается выработка электроэнергии приливной электростанции. Наиболее подходящим местом для использования энергии приливов необходимо считать такое место на морском побережье, где приливы обычно имеют амплитуду от 4 до 19 м, а береговой рельеф позволяет с минимальными затратами создать большой замкнутый бассейн.

Удобным местом для постройки приливной электростанции является узкий морской залив, который при устройстве ПЭС отсекается плотиной от океана. В отверстиях плотины размещаются гидротурбины с генераторами. Читать далее

Мини-ГЭС

Малые гидроэлектростанции мощностью от нескольких кВт до десятков и сотен кВт (от 1 до 100 кВт микроГЭС, от 100 до 1000 кВт – мини-ГЭС) находят широкое применение особенно в тех местах, где много рек. Различают бесплотинные и плотинные ГЭС.

Применяют бесплотинные ГЭС типа «водяное колесо», гирляндовые тросовые, с колесом Дарье (фото) и пропеллерные.

Водяное колесо

Водяное колесо

Ротор Дарье

Ротор Дарье

В плотинных ГЭС устраиваются вначале плотины, применяются гидроагрегаты с осевыми колесами, с радиально-осевыми колесами, с ковшовыми турбинами и поворотно-лопастными турбинами. Например, турбины фирмы ИНСЭТ,  а также фото турбин перечисленных типов:

Читать далее

Топливные элементы

Топливные элементы (ТЭ) или топливные ячейки – это устройства, в которых идет химическая реакция с получением электрической и тепловой энергии, но без горения. ТЭ состоит из катода, анода и электролита жидкого или твердого в виде мембраны. Электроды содержат катализаторы. В отличие от гальванического элемента в установку непрерывно подводятся компоненты топлива и отводятся продукты реакции. ТЭ не может запасать электроэнергию или заряжаться. Фактически в ТЭ происходит непрерывная реакция обратная электролизу воды. Эффективность преобразования в электроэнергию в ТЭ находится на уровне 30-70%, общий коэффициент использования топлива на уровне 70-85%.

Читать далее

Биотопливные и биогазовые электростанции

Биоплантации водорослей с получением биогаза из воды за счет фотосинтеза.

Примером биогазовых технологий являются биогазовая станция Лучки в г. Белгород  и информация ООО “Агробиогаз”. Используются установки по сжиганию биотоплива с применения цикла Ренкина, в том числе ОРЦ-цикла. В качестве примера предлагаем материал по Речицкой ТЭЦ и материалы ЗАО “НПВП “Турбокон”.

Читать далее

Преобразование тепловой энергии океана

Верхний слой поверхности океана имеет температуру Установка OTECна экваторе около +27°С. На глубине около 600 м температура воды равна около +4°С. В этом интервале температур возможна организация теплосилового цикла, предельная эффективность которого в соответствии с формулой для цикла Карно не превышает 7,7%. Проблема при реализации цикла состоит в том, что на транспортировку воды из глубины требуется затрата энергии на работу насосов. Д´Арсонваль еще в 1881 г. впервые высказал идею об использовании солнечной энергии, накопленной в океане в виде тепла.

Читать далее

Осмотические электростанции

В Норвегии ведут работ по созданию станций,ОсмЭС в Тофте основанных на осмосе — осмотических электростанций. Первая станция мощностью 4 кВт запущена в г. Тофта в 2009 г. Станция должна находиться в устье реки, впадающей в море или океан. Вода в реке пресная, в море или океане – соленая. Использование двух этих потоков позволяет в аппарате с полупроницаемыми мембранами за счет эффекта осмоса иметь равновесную разницу в столбах жидкости, которая используется для работы гидравлической турбины.

Читать далее