НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ И СПОСОБЫ ЕЕ ПЕРЕДАЧИ

Причины появления интереса к нетрадиционным источникам энергии. За последние 10-15 лет существенно возрос интерес к нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, к числу которых в первую очередь относятся солнечная, ветровая, геотермальная энергия, энергия биомассы и энергия вод мирового океана. Этот интерес обусловлен главным образом экологической чистотой нетрадиционных возобновляемых источников энергии, и неисчерпаемостью и заботой о сохранении невозобновляемых источников - угля, нефти, и газа в недалеком будущем Определенное значение имеет и научно-технический прогресс в области их применения. Вклад перечисленных источников энергии в мировой энергетический баланс сейчас небольшой и в перспективе оценивается от 1 до 10 % в общем потреблении первичных энергоресурсов в мире, однако эти энергетические установки не только прошли экспериментальный период, но и в большинстве случаев получили массовое внедрение.

Таким образом, перечисленный вид возобновляемых источников энергии а будущем не решает вопроса о замене существующих традиционных невозобновляемых источников, а является дополнительным вкладом в общий энергетический баланс нашей планеты. Учитывая современный уровень развития фундаментальных и прикладных наук в области энергетики, можно сделать вывод, что замена существующих традиционных невозобновляемых источников получения энергии -не неисчерпаемые (в перспективе 21 век) может произойти при использовании одного из двух видов энергии - термоядерного синтеза или солнечной энергии, преобразованной в электрическую на одной из космических станций. Возможно их одновременное развитие и внедрение в большую энергетику.

Классификация нетрадиционных источников энергии. Промышленное получение электрической энергии основано на электромашинном способе, принцип действия которого базируется на законе электромагнитной индукции, открытом Фарадеем в 1831 году Этот способ получения электрической энергии, используемый на теневых, гидравлических м атомных электростанциях, является традиционным. Все другие способы получения электрической энергии, имеющие другую природу по сравнению с электромагнитной индукцией, а также новые способы использования первичных энергоресурсов с сохранением принципа электромагнитной индукции относятся к нетрадиционным) источникам получения электрической энергии. Все нетрадиционные источники получения энергии принадлежат к категории возобновляемых источников с периодом действия на необозримое будущее. Дадим краткую характеристику наиболее перспективным нетрадиционным источникам энергии.

В 80-х годах широкое развитие получила ветроэнергетика, которая пошла по пути создания и производства ветроагрегатов трех классов мощности: до 25 кВт, 55-500 кВт, I МВт и более. Наибольший объем продаж приходится на агрегаты малой мощности, используемые для электроснабжения автономных потребителей, насосных и мелиоративных установок Следует ожидать расширение рынка ветроагрегатов средней мощности, которые находят все большее применение как источники электроснабжения групп потребителей, для совместной работы с действующими энергосистемами и создание так называемых "ветровых ферм". Крупные агрегаты мегаваттного класса пока выпускаются единичными экземплярами, но имеют хорошую перспективу при создании ветроэнергетических систем электроснабжения, когда ветроагрегаты объединяются в I группу параллельно работающих машин Этому классу специалисты предсказывают большое будущее.

Производство электроэнергии в 1989 году всеми действующими в мире ВЭУ оценено примерно в 2,5 млрд. кВт-ч, из них в США вырабатывается 2 млрд. кВт-ч, Дании -291 млн. кВт-ч, Нидерландах - 29, Испании - 9, Швеции и Бельгии по 8 млн. кВт-ч.

Самая мощная в мире ВЭУ с ротором диаметром 64 и высотой 96 м, мощностью 4 МВт работает в Канаде. Наибольших успехов в развитии ветроэнергетики достигли США: суммарная мощность действующих ветроустановок 1500 МВт. Основная част» всех ВЭУ сосредоточена в штате Калифорния, где они обеспечивают более I % потребности • электроэнергии. По отдельным оценкам в Дания к 2000 году за счет ветроэнергетики будет произведено до 10 % всей вырабатываемой в стране электроэнергии. В нашей стране ветроэнергетика находится на начальном периоде развития, хотя в 1930 году а Крыму была сооружена первая в мире ВЭУ мощностью 100 кВт. Во время войны она была разрушена.

Этот вид энергии иногда причисляют к неисчерпаемому, экологически чистому источнику энергии. Принцип использования геотермальной энергии состоит в следующем: Пар , поступающий из недр земли, направляется в теплообменник , после этого очищается в сепараторе и через теплообменник поступает в паровую турбину , которая вращает электрический генератор. Отработанный в паровой турбине пар поступает в конденсатор , откуда конденсат подается в скважину для обратной закачки воды. Поскольку пар из пробуренной скважины имеет температуру в пределах 100-300 °С, то КПД ГеоТЭС ниже, чем ГЭС на органическом топливе, и составляет не более 25 %.

Эксплуатация первой геотермальной электростанции была начата в 1904 г. в итальянском городе Лардерелло В США сосредоточено около 10 % суммарных мировых ресурсов геотермальной энергии, в основном в долине Больших Гейзеров (Калифорния). Большййи геотермальными источниками богата Новая Зеландия, где ГеоТЭС вырабатывается 40 % всей электроэнергии. В Японии большие запасы

геотермальной энергии имеются в районах Мацукава, Огаке, Оникоба. В России геотермальные источники имеются на Камчатке (Паужетские источники) и Курильских островах. Северном Кавказе. В 1976 г. была введена и успешно эксплуатируетcя первая в стране Паужтетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 12 МВт Установленная мощность ГеоТЭС составляет: в США -504 МВт, Италии - 405 МВт, Мексике - 75 МВт, Японии - 43 МВт, России-12 МВт.

Приливные электростанции ПЭС.

В результате сил притяжения, которые действуют между Землей, Луной и Солнцем, возникают приливы и отливы е морях и океанах. Взаиморасположение Земли по отношению к Луне и Солнцу меняется со строгой закономерностью четыре раза в сутки, иа нашей планете происходят приливы и отливы в морях и океанах . В некоторых районах Мирового океана наблюдается очень большая амплитуда приливной волны и разность между верхней и нижними отметками прилива постигает наивысшего значения 19 м у берегов Канады. В России в северных морях Охотском и Беринговом волна достигает 10-13 м. Схема использования приливов и отливов проста. Бухта или устье реки, где приливная волна особенно высока, перегораживается плотиной, в которой монтируются реверсивные гидротурбины, использующие энергию не только приливов, но и отливов. Главным недостатком ПЭС является их вынужденный режим, в зависимости от времени приливов и отливов Несмотря на то, что использование этой энергии проходит начальную стадию технического освоения, в некоторых странах успешно работают приливные электростанции. Самая мощная ПЭС работает во Франции, в провинции Бретань, устье реки Ранс. Ее мощность 240 МВт: В России действует небольшая Кислогубская ПЭС мощностью 400 кВт. Подсчитано, что на мелководной Мезеньской губе, гпе высота приливов достигает 8-9 ч, можно построить ПЭС мощностью до 14 и,лн кВт. Проектируется на берегу Охотского моря Гургайская ПЭС мощностью 6,2 млн. кВт.

Разрабатывается несколько совместных американо-канадских проектов на строительство ПЭС в районе Фанди, знаменитом своими высокими приливами. Изучаются возможности строительства ПЭС в диапазоне мощностей 400-8000 МВт в Великобритании, Канаде, Индии и Южной Корее.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ