Utilizarea resurselor energetice ale mărilor și oceanelor
Utilizarea energiei solare
Folosind energia mărilor și oceanelor. Utilizarea energiei eoliene
Sursele de energie regenerabile. Utilizarea energiei solare.
Utilizarea surselor regenerabile de energie din cauza problemelor de mediu. Dintre toate 18% din energia produsă de omenire este necesară pentru energia din surse regenerabile.
În astfel de surse de energie ca debitul râurilor, valuri, maree și vânt energia mecanică. Energia termică este folosită la un diferențial (gradient) temperatura apei mărilor și oceanelor, aerul, pământul subsurface (vulcani), energia radiantă - în cazul în care radiația solară, produse chimice - de la plante și gazon.
US operat zonă colector solar de 10 mcm 2. În România -. Nu mai mult de 100 mii m 2 ..
De exemplu, în orașul Zhukovsky producătoare de colectoare solare termice pentru capacitatea de încălzire a apei de până la 100.000 m 3 pe an.
În deșert din California capacitate totală de mai multe termoelektroustanovok solare comerciale de 275 MW construit Mojave, iar în California de Sud are două astfel de instalații de capacitate de proiectare modulară de 80 și 300 MW.
De asemenea, termoelektroustanovki solare funcționează în Spania (stație de 5 MW în Almeria) și Iordania (stație de putere de 30 MW).
Fotoelektroenergiya produs dispozitive semiconductoare care transformă radiația solară în energie electrică.
Instalațiile fotovoltaice nu au nici un impact asupra mediului, fără zgomot, nu au piese în mișcare, necesită puțină întreținere, nu au nevoie de apă. Ele pot fi instalate în zone îndepărtate sau aride, astfel de centrale electrice variază de la câteva wați (module portabile pentru comunicații și instrumente) pentru mai multe megawați (suprafata de mai multe milioane de metri pătrați).
De exemplu, celule solare cu un randament de 12%, o suprafață de 40 m 2 montat în pantă sudică S.U.A. pe un acoperiș casă, este capabil să asigure toate nevoile de energie de uz casnic.
Fotovoltaice este foarte promițătoare pentru zonele rurale ale țărilor în curs de dezvoltare.
Ocean - o baterie gigant și de transformare a energiei solare transformate în fluxurile de energie, căldură și vânt.
resurse energetice Ocean sunt de mare valoare ca regenerabile și practic inepuizabilă. Experiența de operare a sistemelor energetice oceanice existente arată că acestea nu aduc nici un prejudiciu apreciabil mediului oceanic.
Ideea de utilizare a energiei termice oceanelor a fost propusă în secolul al XIX-lea. Primele încercări de a pune în aplicare au fost făcute în 30-e. secolului nostru și sa arătat promisiunea acestei idei.
În 70-e. numărul de țări au început să proiecteze și să construiască centrale avansate oceanice termice electrice (OTPP), care sunt structuri complexe de mari dimensiuni.
OTPP pot fi plasate pe plajă sau să fie în ocean (la sistemele de ancorare sau în derivă liberă). OTPP se bazează pe principiul că este utilizat într-un motor cu aburi. Puterea nominală proiectată OTPP este 250 - 400 MW.
Oamenii de stiinta Institutul Oceanografic din Pacific ale Uniunii Sovietice au fost propuse și implementate inițial ideea genera energie electrică bazată pe o apă cu gheață diferența de temperatură a aerului și care este de 26 ° C sau mai mult în regiunile arctice.
Comparativ cu centralele termice și nucleare convenționale OTPP estimate de către experți ca fiind mai rentabile și nu poluează mediul oceanic.
Descoperirea recentă a izvoarelor hidrotermale în partea de jos a Oceanului Pacific dau naștere la ideea de a crea un atractiv subacvatic OTPP de lucru pe diferența de temperatură dintre sursele și apele din jur. Locația cea mai atractivă pentru OTPP sunt latitudini tropicale și arctice.
Utilizarea energiei mareelor
Utilizarea energiei mareelor a început deja în secolul al XI-lea. pentru mori si fabrica de cherestea de pe malurile albușului și Marea Nordului. Până în prezent, aceste facilități servi locuitorii din mai multe țări de coastă. Acum, cercetarea privind dezvoltarea centralelor electrice mareelor (TPP) sunt realizate în multe țări ale lumii.
Tidal energie - rezultatul forțelor mareice ale lunii și soarele. De două ori pe zi, în același timp, nivelul mării a crescut și picături. Off-shore fluctuații ale nivelului apei nu depășesc 1 m, dar mal pot ajunge la 13 de metri, cum ar fi o buză pe Penzhina Okhotsk.
puterea mareei funcționează pe următorul principiu:
· În gura de vărsare a râului sau a golfului pentru a construi baraje, în organism, care sunt instalate unități hidro.
· Peste baraj creează un bazin de maree, care este umplut cu flux de maree care trece prin turbină.
· La debitul de apă refluxului se repede din piscină în mare, turbina se rotește în sens invers.
Se crede că construcția PES punct de vedere economic în zonele cu fluctuații maree la nivelul mării, cel puțin 4 m.
Capacitatea de proiectare a PES depinde de natura curentului în zona de construcție a stației, volumul și zona bazinului tidal, numărul de turbine instalate în corpul barajului.
În 1968, pe coasta Mării Barents, nu departe de Murmansk, în buza acidă construită pentru prima dată în cercetarea noastră țară și EPR industriale. Clădirea centrală are o capacitate de 2 hidroelectrică de 400 kW.
În Canada, capacitatea de lucru energia mareelor de 4 milioane de kilowați, în Anglia - .. 10 milioane kWh, în Franța, cu o capacitate de 240 și 9 mii de kilowați, funcționează la fel de mici centrale electrice mareelor în China.
Spre deosebire de râuri hidroelectrice, energia mareelor medie variază puțin de la sezon la sezon, permițând energia mareelor oferă un mod mai uniform industria energetică.
În timp ce energia energiei mareelor este mult mai scumpe centrale termice, dar cu o implementare mai rațională a construcției de structuri hidraulice ale acestor stații de costul energiei produse de aceștia este posibil să se reducă costul energiei de putere râu.
Utilizarea energiei valurilor
Ideea de generare a energiei electrice din valurile mării a fost descrisă în 1935 de către omul de știință sovietic Konstantin Tsiolkovsky.
În centrul centralelor val este impactul valurilor asupra flotorului, lame cu pendul. Energia mecanică a mișcării lor, cu ajutorul generatoarelor este transformată în energie electrică.
În prezent, plantele volnoenergeticheskie sunt utilizate pentru geamanduri autonome de energie, faruri, instrumente științifice.
A început ca utilizarea industrială a energiei valurilor. În Norvegia, din 1985 funcționează prima stație de putere val comercial mondial de 850 kW.
In 1978 Modelul stabilește o lungime de 50 m a fost testat, care constă din 20 flotoare diametru de 1 m. Puterea generata se ridica la 10 kW.
Un proiect de instalare mai puternic 20 - 30 de Flotoare 15 m în diametru, montat pe axul și o lungime de 1200 m estimată de instalare de putere 45 mii kW ..
Sisteme similare au fost instalate la țărmurile vestice ale insulelor britanice, poate oferi necesarul de energie electrică din Marea Britanie.
Crearea unui val de putere este determinată de alegerea optimă a apelor oceanice cu o sursă constantă de proiectare eficientă a energiei valurilor a stației, în care dispozitivul de netezire construit moduri inegale de emoție.
Experiența în funcționare a instalațiilor existente a arătat că energia electrică generată de acestea până la 2-3 ori mai scumpe decât tradiționale, dar, în viitor, va exista o reducere semnificativă a costului său.
Utilizarea fluxurilor de energie
Cele mai puternice ale curentilor oceanului - o potențială sursă de energie. Stadiul actual permite extragerea fluxurilor de energie la un debit mai mare de 1 m / s. Puterea de 1 m 2 suprafață de curgere a secțiunii transversale este de aproximativ 1 kW.
Promitator este utilizarea unor astfel de curenți puternici ca Gulf Stream și Kuroshio. Purtătorii 83 și 55 Mill. m 3 / s de apă la o viteză de 2 m / s, iar fluxul de Florida (30 milioane. 3 m / s, viteza de 1,8 m / s).
Pentru energia oceanelor sunt de fluxul de interes în Strâmtoarea Gibraltar, Canalul limba engleză, Kurile.
Cu toate acestea, stabilirea de centrale electrice pe energia oceanelor curge din cauza unor dificultăți tehnice, până când, în special cu stabilirea de centrale electrice de mari dimensiuni, care reprezintă o amenințare la navigare.
Întregul sistem „Coriolis“, lungimea totală de 60 km va fi axat pe fluxul principal; lățimea sa la amplasarea turbinelor în 22 rânduri de 11 fiecare în turbinele va fi de 30 km. (242 turbină - setare a puterii 10tys.MVt
Unitățile de așteptat să fie remorcat la locul de instalare și îngroapă până la 30 m, astfel încât să nu împiedice navigația.
Acest lucru va satisface nevoile statului Florida (SUA) 10%.
Utilizarea de „sare“ energie a mărilor și oceanelor
oceane cu apă sărată și mărilor reprezintă un imens rezerve neexploatate de energie care pot fi convertite în mod eficient în alte forme de energie în zonele cu gradienți mari de salinitate, care sunt gura celor mai mari râuri din lume, cum ar fi Amazon, Paraná, Congo și altele.
Presiunea osmotică generată la amestecarea apei de râu proaspăt cu sare, proporțională cu diferența în concentrații de sare în aceste ape. În medie, presiunea este de 24 atm. iar la confluența râului Iordan, în Marea Moartă este de 500 atm.
Ca sursa de energie osmotică asemenea, se presupune a utiliza un domuri de sare închise în grosimea fundului oceanului.
De lucru pentru a transforma „sare“ de energie în energie electrică sunt în stadiul de proiecte și instalații pilot.
saramura Camera gidroosmoticheskoy din cupola de sare este amestecat cu apă de mare. Prin urmare, se trece prin apa cu membrană semipermeabilă presurizat intră în turbina cuplat la un generator electric.
solvenți și soluții adecvate utilizate de apă dulce - apă de mare sau apă de mare - saramură. Acesta din urmă este produsă prin dizolvarea depozitelor cupolei de sare.