ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВЕТРА

 Детский электромобиль JAGUAR

Детский электромобиль JAGUAR

Гуманитарные науки

У нас студенты зарабатывают деньги

 Дипломы, работы на заказ, недорого

 Контрольные работы

Контрольные работы

 Репетиторы онлайн по английскому

Репетиторы онлайн по английскому

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Атомная и традиционная энергетика
Энергетика
ПЕРВЫЙ ПРИНЦИП ТЕРМОДИНАМИКИ
Тепловые конденсационные электрические станции
ТУРБИНЫ
КОНДЕНСАТОРЫ
ПАРОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ
АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
ВОСПРОИЗВОДСТВО ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО
ПЕРСПЕКТИВЫ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ГЕНЕРАТОРЫ
ГЕОТЕРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНОЙ ЭНЕРГИИ ЗЕМЛИ
НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ
Солнечные электростанции
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ
ВРЕДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОРГАНИЗМ

Ветер — движение воздуха относительно поверхности Земли — имеет, как и многое другое, солнечное происхождение. Как известно, в физике существует понятие абсолютно черного тела, т. е. такого тела, которое полностью поглощает падающее на него излучение. В действительности таких тел нет, это гипотетическое понятие. Гипотетическое, но весьма полезное. На самом деле реальные тела серые: они могут воспринимать только часть падающего на них излучения. Насколько большую, определяется степенью черноты, т. е. отношением способностей поглощения сопоставляемого серого и абсолютно черного тел. Следовательно, степень черноты реальных тел всегда меньше единицы.

Некоторые реальные серые тела (например, сажа) близки по свойствам к абсолютно черному телу. Цвет поверхности тела может сильно влиять на его коэффициент черноты. В частности, черный цвет увеличивает коэффициент черноты. Именно поэтому солнечные панели обычно окрашивают в черный цвет. По той же причине в летнее время обычно не носят одежду черного цвета.

Поверхность Земли в различных местах имеет разную степень черноты. Поэтому различные участки Земли под действием солнечной радиации нагреваются до различной температуры. По той же причине неравномерный нагрев имеют нижние слои атмосферы. Вследствие этого неодинаково и давление воздуха на одной и той же высоте. Другими словами, в атмосфере существует горизонтальное распределение давления. Это приводит к перемещению больших масс воздуха, возникает ветер.

Использование энергии ветра, так же как и использование энергии рек, имеет длинную историю. Многие столетия ветряные мельницы были привычными сооружениями в сельскохозяйственных районах Европы. Но эти времена позади. В наше время вопрос использования энергии ветра еще не имеет определенного решения, но, вполне возможно, такое решение будет найдено.

Большая трудность в использовании энергии ветра заключается в его непостоянстве как по силе, так и по направлению. Противопоставить этому можно применение либо электрического аккумулятора, либо использование энергии ветра для процессов, не требующих постоянства действия механизма, либо передачу электрической энергии непосредственно в достаточно мощную электрическую систему, для которой относительно небольшие колебания количества поступающей электроэнергии малочувствительны. В Советском Союзе ведутся работы по всем трем названным направлениям. Организация, именуемая Ветроэн, выпускает ветроустановки, предназначенные для привода электрогенераторов относительно небольшой мощности (до 100 кВт, в большинстве до 10 кВт), как правило, в Комплекте с электрическими аккумуляторами. Выпуск таких установок измеряется тысячами в год. Они используются с самыми различными целями, включая электроснабжение небольших коттеджей в местах, как правило, еще не электрифицированных. Такого рода ветроустановки могут использоваться не только для выработки электроэнергии, но и для получения механической энергии, например для привода насосов, перекачивающих воду. В этом случае электрические генератор и аккумулятор не нужны, но зато необходим промежуточный сосуд с водой, играющий роль водяного аккумулятора.

В настоящее время в Советском Союзе ведется работа по созданию более мощных ветроэлектрогенераторов (мощность которых, вероятно, будет

измеряться тысячами киловатт) для подачи выработанной электроэнергии непосредственно в электросети, о чем уже говорилось выше.

По-видимому, на широкое использование ветра в энергетике можно смотреть с оптимизмом.

В заключение приведем принятую градацию скорости ветра. Ветер, имеющий скорость 5—8 м/с, считается умеренным, а больше 14 м/с —сильным, скорость 20— 25 м/с — штормом, а свыше 30 м/с —ураганом. Наблюдались порывы ветра порядка 100 м/с.

При конструировании ветроэнергетических установок необходимо учитывать возможную силу ветра в данном районе, в противном случае установки могут оказаться жертвой шторма или урагана.

ВЛИЯНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Защита окружающей человека среды, как это всем хорошо известно, одна из важнейших глобальных проблем. Мы остановимся только на той части проблемы, которая связана с электростанциями. Воздействие на окружающую среду различных типов электростанций (ТЭС, ГЭС, АЭС) различно, и поэтому рассмотрим каждый из этих трех случаев отдельно.

Пожалуй, наибольшее отрицательное воздействие на окружающую среду в настоящее время оказывают ТЭС. Их воздействие заключается в загрязнении атмосферы мелкими твердыми частицами золы и особенно выбросами с уходящими газами окислов серы (если, конечно, сера содержится в топливе, что бывает сплошь и рядом) и окислов азота.

Что касается выбросов мелких частиц золы, то для борьбы с этим злом налажен массовый выпуск фильтров с КПД 95—99%. Можно было бы считать этот вопрос решенным, если бы на многих электростанциях, работающих на угле, фильтры не находились бы в столь безобразном состоянии, что их КПД снижается до 80% и даже еще более. Но это уже вопрос порядка, дисциплины.

С выбросами окислов серы и азота дело обстоит гораздо сложнее. До настоящего времени не создано эффективно действующих и дешевых фильтров. Однако необходимо отметить, что работа по созданию таких фильтров ведется

 Так как большинство ТЭС использует в качестве топлива мелкоизмельченный (в специальных мельницах) уголь, унос мелких частиц несгоревшего угля ничтожен; коэффициент избытка воздуха в топке всегда больше единицы (примерно на 20%).

 Окислы серы возникают при сжигании любого топлива (угля, мазута, природного газа), если в нем содержится сера; окислы азота образуются при сжигании любого топлива тем в большем количестве, чем выше температура.

Создание фильтров ведется энергично, и, нужно думать, она будет успешно завершена к 2000 г, а может быть, и ранее. Пока что для избежания предельных концентраций SОХ и NО2 в местах расположения электростанций строятся высокие выхлопные трубы — до 320—350 м.

Следует заметить, что окислы углерода, когда речь идет о тепловых электростанциях, не создают сколько-нибудь серьезных затруднений. Продукт неполного сгорания углерода СО, вредно действующий на людей даже в малых концентрациях, в продуктах сгорания ТЭС практически отсутствует. Как уже говорилось выше, причиной этого является большой избыток воздуха.

Выбросы углекислого газа СО2, который независимо от человеческой деятельности входит в состав атмосферы в количестве около 0,03% по объему, обращают на себя внимание главным образом с точки зрения увеличения так называемого парникового эффекта атмосферы и связанного с этим возможного повышения температуры атмосферы. Сущность парникового эффекта в том, что атмосфера Земли прозрачна для основной части излучения Солнца (в оптическом диапазоне). В атмосфере Земли излучение поглощается молекулами СО2, Н2О и другими, именно поэтому увеличение углекислоты в атмосфере Земли может привести к повышению ее (атмосферы) температуры., которая может скоро приблизиться к уровню конца XIX в.

Что все это означает? Только то, что мы еще плохо знаем описываемые процессы. Многие считают, что до сих пор не принималось во внимание значение аэрозолей находящихся во взвешенном состоянии мельчайших твердых частиц и капель жидкости. Рассмотрение этой гипотезы ведется.

 Что касается жидкой фазы (рек, озер, прудов), то ТЭС сколько-нибудь существенно их не загрязняют. Надо только внимательно следить, чтобы нагрев воды, например пруда, не превысил допустимых пределов. В случае чего всегда есть запасной вариант градирня. Умеренный нагрев пруда может быть даже полезным содействовать рыбному хозяйству.

  Разговор о воздействии ТЭС на окружающую среду можно было бы считать на этом исчерпанным. Но нам хочется, несколько выходя за рамки установленной программы, поставить такой вопрос: какие источники загрязнения наиболее существенны для атмосферы?

  Для развитых стран, особенно для больших городов, это автомобиль. В ФРГ, например, на долю ТЭС приходится около 25% всего используемого топлива, а на долю автомобилей  около 12%. В то же время в загрязнении воздушной среды на долю ТЭС приходится примерно 9% (это, конечно, немало, но, как сказано выше, есть реальные возможности резкого снижения этой цифры), а на долю автомобилей 50%. Дело заключается в том, что в автомобилях (с карбюраторными двигателями) плохо сжигается топливо. Автомобили имеют, в частности, в отработавших продуктах сгорания много СО.

 Вслед за автомобилями большое загрязнение атмосферы приносят отопительные (особенно нецентрализованные) установки, а также выхлопные газы предприятий.

Промышленные предприятия (особенно целлюлозно-бумажной, химической и нефтехимической промышленности, цветной металлургии и некоторые другие) главные загрязнители водных объектов. Поэтому особо большое внимание должно уделяться очистным сооружениям. Кардинальное решение проблемы создание предприятий с использованием воды в замкнутом контуре. Переходим теперь к ГЭС. Всего несколько десятилетий назад широкое распространение получила неправильная точка зрения о том, что ГЭС якобы не могут отрицательно влиять на окружающую среду. К сожалению, как об этом говорилось выше, дело обстоит не так.

На вопрос о том, можно ли сказать, что ГЭС настолько отрицательно влияют на окружающую среду, что их не надо строить вовсе, или, наоборот, влияние ГЭС на окружающую среду настолько мало, что их можно строить дальше, единого ответа дать нельзя. В некоторых конкретных случаях их строить можно и должно, а в некоторых  нет.

 В наибольшей мере объективный ответ на этот вопрос зависит от характеристики будущего водохранилища. Поэтому, повторяем, ответ о целесообразности строительства каждой конкретной ГЭС должен рассматриваться самостоятельно. К важнейшим характеристикам водохранилища относятся: размер зеркала водохранилищ, наличие в водохранилищах мелководий, влияние водохранилищ на местный климат, состояние почв и растительности, а также на рыбное хозяйство и водный (речной) транспорт.

 Нельзя дать каких-либо твердых цифровых показателей типа: если на тысячу установленных киловатт ГЭС приходится не более п квадратных километров зеркала водохранилища, то ГЭС строить можно, а если больше, то нет. Надо, конечно, учитывать, насколько ценные земли (главным образом с точки зрения сельского хозяйства) будут затоплены.

Большим бедствием являются водохранилища, большую часть которых составляют мелководья. Возникают они в случаях, когда плотины ГЭС сооружаются в равнинной местности, например волжские ГЭС. Вода мелководий интенсивно прогревается солнцем, что создает благоприятные условия для развития сине-зеленых водорослей. Они в большинстве случаев не используются и, разрастаясь, гниют, заражают воду и атмосферу.

Важен также учет интересов речного судоходства. В принципе сооружение ГЭС оказывает двоякое воздействие на судоходство: повышение глубины реки в верхнем бьефе, что для судоходства выгодно, и необходимость (при сквозном движении судов) сооружения шлюзов, что влечет за собой дополнительные капиталовложения.

Два обстоятельства главным образом влияют на рыбное хозяйство. Во-первых, это касается так называемых проходных рыб, совершающих в период нереста миграцию из морей в реки, например из Каспийского моря в Волгу. Воздвижение плотин на пути их миграции может привести к ликвидации очень ценных проходных рыб. Попытки создать специальные устройства для миграции проходных рыб пока к успеху не привели.

Во-вторых, дело заключается и в том, что уровень воды в реках, на которых построены плотины ГЭС, подвержен колебаниям, определяемым электрической загрузкой ГЭС и, следовательно, количеством воды, которая должна протекать через ее турбины. Нередки случаи, когда выметанная рыбами икра вблизи поверхности реки гибнет (засыхает) вследствие понижения уровня воды.

Вопросы безопасности ядерных реакторов были рассмотрены выше. Здесь нам остается добавить очень немного. Реакторы ВВР второго поколения, о которых также уже говорилось, должны обладать так называемой внутренней безопасностью.

Это значит, если возникнет аварийная ситуация, а эксплуатационный персонал произведет неправильные действия, реактор все равно остановится.

АТОМНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ