Экологически чистые источники энергии Козадёров О.А. К.х.н., доц. кафедры физической химии Воронежского госуниверситета
Тема  2 . Возобновляемые источники энергии. Экология их использования Лекция  3 . Альтернативная энергетика.
Альтернативная энергетика Малая  гидро энергетика Приливная  энергетика Ветро энергетика Солнечная  энергетика Энергетика  биомассы
 
Гидроэнергия: история потребления Водяное колесо Размол зерна Распиливание древесины Производство тканей
Гидроэлектроэнергия: принцип выработки ТЭС
Особенности обычных ГЭС Наличие мощного потока воды Водопады Вместилища для накопления воды (плотины, водохранилища) КПД = 60-70% Дороговизна сооружения Бесплатное «топливо»
Безвредны ли обычные ГЭС? Плотины и водохранилища выводят из оборота затопляемые земли, утрачиваются земельные угодья Вода из водохранилища может содержать очень мало растворенного кислорода Спускаемая вода в большей степени размывает русло потока ниже плотины
Решение экологических проблем гидроэнергетики Переход к  низконапорной  гидроэнергетике турбины ООО "Энерго-Альянс" могут эксплуатироваться при напорах от 1 метра и получать при этом мощности порядка 6-8 кВт Использование  погружных агрегатов работают на любых водотоках, имеющих скорость течения воды порядка 3 метров в секунду
Положительные стороны малой гидроэнергетики Меньший экологический ущерб Сравнительно небольшое время для достижения проектной мощности (1-5 лет вместо 10-12 лет) Относительно небольшая стоимость
 
Приливная энергетика
Приливы – результат гравитационного притяжения больших масс воды океанов со стороны Луны
Схема работы приливной электростанции
Экологическая безопасность приливной энергетики исключен выброс загрязняющих веществ в атмосферу не образуются радиоактивные и тепловые отходы не требуется добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, затопление территорий на ПЭС гибнет 5-10% планктона, а на ГЭС - 83-99 %
Отрицательные стороны приливной энергетики Огромная стоимость  станции (в 2.5 раза больше речной гидроэлектростанции) Если приливная станция находится далеко от ближайшего крупного центра использования энергии, потребуются  длинные и дорогие ЛЭП Выработка приливной энергии  непостоянна Влияние на экосистемы  в приливной зоне за счет большего изменения уровня воды и усиления течения
Приливные электростанции в мире Существуют ПЭС во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС "Ля Ранс", построенная в р. Ранс (Северная Бретань, Франция) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт
Приливные электростанции в мире
Приливные электростанции в России С 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море В настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.
Ветроэнергетика
Ветроэнергетика: история Парус – первая «машина», использующая энергию ветра Существует 6000 лет Обладает наивысшим КПД
Ветроэнергетика: история Ветряные мельницы Качали воду Поднимали камни Вращали мукомольные жернова
Энергия ветра – преобразованная энергия солнечного излучения Ветры Глобальные Пассаты (образуются в результате нагрева экваториальной части Земли) Западный ветер (дует с запада на восток вдоль кромки дрейфующих льдов Антарктиды) Местные
Принцип действия ветроагрегатов Напор ветра     вращение ветроколеса    передача крутящего момента валу генератора    выработка электроэнергии
Ветроэнергетика в России 1918 год – полная теория ветряной мельницы (В. Залевский), разработка оптимальной ветроустановки Начало 20 века – 2500 ветряков общей мощность 1 млн. кВт. Разрушены после 1917 г.
Ветроэнергетика в России 1929-1930 гг. – первая в стране ветровая электростанция (ВЭС) под Курском (Уфимцев, Ветчинкин) 1931 г. – более крупная ВЭС вблизи Ялты. Разрушена в 1942 г.
Ветроэнергетика в России 1950-1955 гг. – производилось до 9 тыс. ветроустановок в год 1960-1980 гг. – энергетическая отрасль ориентирована на строительство ТЭС, ГЭС и АЭС. Развитие ветроэнергетики затормозилось
Ветроэнергетика за рубежом 1970-е гг. – интенсивное развитие после нефтяного кризиса Дотирование отрасли на государственном уровне Самостоятельная прибыль 2000-е гг. Дания (20% всей энергии) Германия (10 %)
Перспективы ветроэнергетики в России «Золотой» порог  - скорость ветра 5 м/с (тогда станция самоокупается)
Экологическая чистота ветроэнергетики Работающие ветродвигатели создают значительный шум Ветроустановки генерируют инфразвук, от которого дребезжат стекла; он небезопасен для человека Большое количество ветряков отпугивает птиц и животных Затрудняется прием телепередач

Лекция 3. Альтернативная энергетика.

  • 1.
    Экологически чистые источникиэнергии Козадёров О.А. К.х.н., доц. кафедры физической химии Воронежского госуниверситета
  • 2.
    Тема 2. Возобновляемые источники энергии. Экология их использования Лекция 3 . Альтернативная энергетика.
  • 3.
    Альтернативная энергетика Малая гидро энергетика Приливная энергетика Ветро энергетика Солнечная энергетика Энергетика биомассы
  • 4.
  • 5.
    Гидроэнергия: история потребленияВодяное колесо Размол зерна Распиливание древесины Производство тканей
  • 6.
  • 7.
    Особенности обычных ГЭСНаличие мощного потока воды Водопады Вместилища для накопления воды (плотины, водохранилища) КПД = 60-70% Дороговизна сооружения Бесплатное «топливо»
  • 8.
    Безвредны ли обычныеГЭС? Плотины и водохранилища выводят из оборота затопляемые земли, утрачиваются земельные угодья Вода из водохранилища может содержать очень мало растворенного кислорода Спускаемая вода в большей степени размывает русло потока ниже плотины
  • 9.
    Решение экологических проблемгидроэнергетики Переход к низконапорной гидроэнергетике турбины ООО "Энерго-Альянс" могут эксплуатироваться при напорах от 1 метра и получать при этом мощности порядка 6-8 кВт Использование погружных агрегатов работают на любых водотоках, имеющих скорость течения воды порядка 3 метров в секунду
  • 10.
    Положительные стороны малойгидроэнергетики Меньший экологический ущерб Сравнительно небольшое время для достижения проектной мощности (1-5 лет вместо 10-12 лет) Относительно небольшая стоимость
  • 11.
  • 12.
  • 13.
    Приливы – результатгравитационного притяжения больших масс воды океанов со стороны Луны
  • 14.
    Схема работы приливнойэлектростанции
  • 15.
    Экологическая безопасность приливнойэнергетики исключен выброс загрязняющих веществ в атмосферу не образуются радиоактивные и тепловые отходы не требуется добыча, транспортировка, переработка, сжигание и захоронение топлива, затопление территорий на ПЭС гибнет 5-10% планктона, а на ГЭС - 83-99 %
  • 16.
    Отрицательные стороны приливнойэнергетики Огромная стоимость станции (в 2.5 раза больше речной гидроэлектростанции) Если приливная станция находится далеко от ближайшего крупного центра использования энергии, потребуются длинные и дорогие ЛЭП Выработка приливной энергии непостоянна Влияние на экосистемы в приливной зоне за счет большего изменения уровня воды и усиления течения
  • 17.
    Приливные электростанции вмире Существуют ПЭС во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС "Ля Ранс", построенная в р. Ранс (Северная Бретань, Франция) имеет самую большую в мире плотину, ее длина составляет 800 м. Плотина также служит мостом, по которому проходит высокоскоростная трасса, соединяющая города Св. Мало и Динард. Мощность станции составляет 240 МВт
  • 18.
  • 19.
    Приливные электростанции вРоссии С 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море В настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в инвестпроект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт.
  • 20.
  • 21.
    Ветроэнергетика: история Парус– первая «машина», использующая энергию ветра Существует 6000 лет Обладает наивысшим КПД
  • 22.
    Ветроэнергетика: история Ветряныемельницы Качали воду Поднимали камни Вращали мукомольные жернова
  • 23.
    Энергия ветра –преобразованная энергия солнечного излучения Ветры Глобальные Пассаты (образуются в результате нагрева экваториальной части Земли) Западный ветер (дует с запада на восток вдоль кромки дрейфующих льдов Антарктиды) Местные
  • 24.
    Принцип действия ветроагрегатовНапор ветра  вращение ветроколеса  передача крутящего момента валу генератора  выработка электроэнергии
  • 25.
    Ветроэнергетика в России1918 год – полная теория ветряной мельницы (В. Залевский), разработка оптимальной ветроустановки Начало 20 века – 2500 ветряков общей мощность 1 млн. кВт. Разрушены после 1917 г.
  • 26.
    Ветроэнергетика в России1929-1930 гг. – первая в стране ветровая электростанция (ВЭС) под Курском (Уфимцев, Ветчинкин) 1931 г. – более крупная ВЭС вблизи Ялты. Разрушена в 1942 г.
  • 27.
    Ветроэнергетика в России1950-1955 гг. – производилось до 9 тыс. ветроустановок в год 1960-1980 гг. – энергетическая отрасль ориентирована на строительство ТЭС, ГЭС и АЭС. Развитие ветроэнергетики затормозилось
  • 28.
    Ветроэнергетика за рубежом1970-е гг. – интенсивное развитие после нефтяного кризиса Дотирование отрасли на государственном уровне Самостоятельная прибыль 2000-е гг. Дания (20% всей энергии) Германия (10 %)
  • 29.
    Перспективы ветроэнергетики вРоссии «Золотой» порог - скорость ветра 5 м/с (тогда станция самоокупается)
  • 30.
    Экологическая чистота ветроэнергетикиРаботающие ветродвигатели создают значительный шум Ветроустановки генерируют инфразвук, от которого дребезжат стекла; он небезопасен для человека Большое количество ветряков отпугивает птиц и животных Затрудняется прием телепередач