Энергетический баланс предприятий Нетрадиционная виды получения электрической энергии Альтернативная гидроэнергетика Водородная энергетика Атомная физика Реакторы с водой под давлением

Альтернативная гидроэнергетика

А). приливные электростанции

Особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли. Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды.

Рис. 29. Схема работы приливной электростанции

Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). [an error occurred while processing this directive]

Рис. 30. Схема электростанции на приливном течении.

Прототип коммерческой приливной турбины, расположенной в Северной Ирландии. Мощность установки 1,2 МВт. Проект SeaGen изготовитель Marine Current Turbines (Великобритания, Бристоль)

Рис. 31. Приливная турбина

 

Перспективы развития отрасли: В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляет 1,7 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.

Существуют ПЭС и за рубежом — во Франции, Великобритании, Канаде, Китае, Индии, США и других странах. ПЭС «Ля Ранс», построенная в эстуарии р. Ранс (Северная Бретань) 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, в Норвегии - ПЭС Хаммерфест,в Канаде - ПЭС Аннаполис.

Б). волновые электростанции

Энергия волн — возобновляемый источник энергии. Волновая энергия представляет собой сконцентрированную энергию ветра и, в конечном итоге, солнечной энергии. Мощность, полученная от волнения всех океанов планеты, не может быть больше мощности, получаемой от Солнца. Но удельная мощность электрогенераторов, работающих от волн, может быть гораздо большей, чем для других альтернативных источников энергии. Энергия морских волн значительно выше энергии приливов. Приливное рассеяние (трение, вызванное Луной) составляет порядка 2,5 ТВт. Энергия волн значительно выше и может быть использована значительно шире, чем приливная.

1-воздушные турбинки; 2-направление движения морских волн; 3-платформа.

Рис. 32. Один из возможных вариантов схемы волновой электрической станции.

Рис. 33. Типы волновых установок

Установка «утка Солтера»

а). схема преобразования энергии волны; б). вариант конструкции преобразователя

1-плавучая платформа; 2-цилиндрическая опора с размещенными в ней приводами и электрогенераторами; 3-асимметричный поплавок

Принцип работы: рабочее тело (поплавки, водяные колеса), находящиеся в контакте с водой, совершает под действием волн те или иные движения. Полученная энергия преобразуется силовых преобразователей и генератора в электрическую.

Рис. 34. Волновая электростанция Oceanlinx. Порт-Кембл, Австралия. Мощность 450 кВт.

Перспективы развития отрасли:

Рис. 35. Карта перспективных волновых установок (с указанием мощности, МВт) составлена специалистами фирмы Voith Hydro Wavegen Limited (Германия)

В настоящее время в мире проводятся испытания шести волновых электростанций.

Тепловая экономичность ТЭЦ.

Комбинированной выработкой называется процесс, при котором теплота рабочего тела частично или полностью отработавшего в тепловом двигателе используется для покрытия внешних и внутристанционных тепловых нагрузок.

Внешние тепловые нагрузки – это теплофикация (централизованное теплоснабжение внешних потребителей на базе выработки тепловой электрической энергии). Именно теплофикация обеспечивает экономию топлива нагрузки, по этому теплофикация широко используется.

Любой КПД должен показывать, что экономия должна расти. В ТЭЦ недостаток: КПД увеличивается при уменьшении выработки электроэнергии, максимальный КПД при нулевой выработке.

 

Считается, что на ТЭЦ выработка тепловой энергии практически равна выработке в котельной, т.е. 

А на выработку электрической энергии идет остальная часть.

Чисто в конденсатной паро-силовой установке теплоты нужно подводить меньше, чем в теплофикационной паро-силовой установке.

Более строгим показателем тепловой эффективности ТЭЦ является удельная выработка электроэнергии.

Nэ – электрическая мощность, вырабатываемая в единицу времени паром, поступающим из турбины с противодавлением либо отборов к внешнему тепловому потребителю, а также на регенеративный подогрев питательной воды.

 или

ЭT↑, если i0↑ (t0↑, P0↑),

ЭT↑, если iкн ↓(РТ↓),

ЭT↑, если ↑η0i, ηМ, ηГ,

ЭT↑, если iок↑.

ТЭС с отборами пара и конденсацией.

Dкэ – расход пара в конденсатор, обеспечивающий заданную электрическую нагрузку Nэ при включенном отборе.

уТ – коэффициент недовыработки электроэнергии потоком пара, отбираемым внешнему потребителю.

Гелиоэнергетика Источником энергии солнечного излучения служит термоядерная реакция на Солнце. При прохождении через атмосферу солнечный свет ослабляется, в основном из-за поглощения инфракрасного излучения – озоном и рассеяния излучения молекулами газов и находящимся в воздухе частицами пыли и аэрозолями. Солнечную энергию получают в большинстве случаев с помощью фотоэлементов.

Концентрические гелиоприемники Сферические зеркала выполненные из полированного металла, в фокус которых помещается теплоприемник, через который циркулирует теплоноситель. Для повышения КПД гелиоприемник снабжают системой слежения, за направлением движения Солнца, блок преобразователем, электродвигателем для поворота гелиоконструкции.

Геотермальная энергетика Производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счёт тепловой энергии, содержащейся в недрах земли. В вулканических районах циркулирующая вода перегревается выше температур кипения на относительно небольших глубинах и по трещинам поднимается к поверхности иногда проявляя себя в виде гейзеров. Доступ к подземным тёплым водам возможен при помощи глубинного бурения скважин.

Космическая энергетика Получение электроэнергии в фотоэлектрических и других видов элементах, расположенных на орбите Земли. Природное электричество поступает к планете исходно от Солнца через геомагнитные полярные зоны схождения магнитных силовых линий над магнитными полюсами планеты, примерно с высот 30-40 км над планетой, путем захвата природной плазмы геомагнитными силовыми линиями и далее накапливается в ионосферы планеты и ее радиационных поясах


На главную