Альтернативные источники питания

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южно- Уральский

государственный университет» (национальный исследовательский

университет) в г. Сатке  

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 

По дисциплине: «Общая энергетика»

Тема: Альтернативные источники питания

 

 

 

 

 

                                                                            Выполнил:

                                                                                           студент 3 курса

                                                                                               группы  ЭлЗ – 390

                                                                                    Панов С. А.

 

                                                                                     Проверила:

                                                                                            Михайлов В. В.                                                  

 

 

 

 

 

 

Сатка 2013

 

 

Содержание

Введение	3
Альтернативные источники питания	3
Солнечная энергия и энергия ветра	3
Биотопливо	20
Альтернативное биотопливо - биодизель	21
Ветряная энергия	27
Все новое – хорошо забытое старое.	31
Геотермальная энергия	37
Библиографический список	40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В последнее время отовсюду слышится об энергетическом кризисе. Настораживает? Конечно, всё может быть, но в любой ситуации нужно знать, что вообще можно сделать в сложившихся условиях. Особо в кризисе винить некого. Что бы не делало правительство, как бы не вели себя соседние страны с богатыми ресурсами, логично можно предположить, что запасы топлива рано или поздно заканчиваются. И если продолжать их использовать в том же темпе, газ и нефть скоро могут совсем закончиться. Как утверждают статистики, в самом лучшем случае на территории СНГ газа хватит не больше чем на 70 лет. А через 35 лет исчерпаются запасы нефти в Саудовской Аравии. Самый интересный вопрос – как быть дальше?

Единственный ответ – искать альтернативные выходы. В принципе первые шаги к этому уже осуществляются. К примеру, в Бразилии уже лет через пять хотят сделать так, чтобы 80 процентов транспорта работало на этаноле, а его добывают из сахарного тростника. Исландия планирует полностью пользоваться только энергией возобновляемых источников вместо органического топлива уже к 2050 году. Швеция и того раньше – к 2020 г. В Германии и Испании каждый год на 25 % увеличивается использование энергии ветра. США занимается развитием атомной энергетики. Разумно поступает и Великобритания, используя ветряную энергию и энергию волн. Естественно, что такой энергией можно будет пользоваться намного дольше.

Чем же может похвалиться Украина? Во-первых, это образование Института Обновляемой Энергетики, что случилось относительно недавно. А ещё раньше, в 1997 году был создан Институт Общей Энергетики. Информации о них крайне мало, но по крайней мере можно надеяться, что хоть какие-то работы ведутся.

Альтернативные источники питания

Мы можем достичь богатства, во всем мире разумно используя наши технологии и заботясь об окружающей среде. Это совсем другая система и о ней очень трудно говорить потому, что общество не достаточно информировано об уровне технологий.

  В настоящее время мы не  должны сжигать ископаемое топливо, мы не должны использовать ничего из того, что загрязняет окружающую среду. Существует много источников энергии. Проталкивание влиятельными людьми такие альтернативные источники энергии как водород, биомасса, даже ядерная энергия крайне недостаточно. Опасность существует также для сохранения системы основанной на прибыли. Когда мы присмотримся, то увидим лишь пропаганду и эгоистичные решения, продвигаемые энергетическими компаниями. Мы открыли, по-видимому, неисчерпаемый источник энергии, имеющийся в избытке и возобновляемой энергии.

Солнечная энергия и энергия ветра

  широко известны людям, но настоящий  потенциал этих источников энергии  замалчивают. Солнечная энергия, производимая Солнцем настолько сильна, что 1час света в жаркий солнечный день содержит энергии больше чем весь мир потребляет за год. Если бы мы могли поймать хоть одну сотую процента этой энергии, то нам бы никогда больше не приходилось использовать нефть, газ или что-либо еще. Проблема не в доступности этой энергии, а в технологии, с помощью которой можно ее преобразовывать. В наши дни существует много продвинутых технологий, которые могут осуществить эти задачи, если бы они небыли блокированы необходимостью конкурировать за долю рынка с уже существующими энергетическими корпорациями.

Не стоит забывать и про энергию ветра. Энергия ветра долгое время считалась слабой и учитывая привязки к определенной местности – непрактичной. На самом деле не так, в 2007 году департамент США сообщил, что если б энергию ветра использовали хотябы в 3 из 50 американских штатах, то это бы позволило обеспечить энергией все государство.

Также существует малоизвестный способ получения энергии из волн и приливов. Энергия приливов добывается благодаря движению воды в океане. Установив специальные турбины можно ловить эти движения воды и посредством этого получать энергию. На данный момент в Великобритании доступно 42 подходящих для установки турбин места. По прогнозам можно обеспечить около трети необходимой Великобритании энергии используя лишь энергию приливов. Сила морских волн существующих благодаря движению океана может в глобальных масштабах приносить 80000 кв./час каждый год. Это означает, что 50% всей использованной нами энергии может быть получено с помощью несколько волн. Очень важно отметить, что при образовании энергии приливов, волн, солнца, и ветра фактически не требует заготовки энергии для последующего использования в отличие от угля, нефти, газа, биомассы, водорода, а также всех остальных подобных источников энергии.

Если разумно использовать лишь эти 4 источника энергии и применить самые последние разработки, то можно обеспечить энергией весь мир навсегда.

Также существует еще одна форма экологически чистой и возобновляемой энергии, которая превосходит все остальные – это ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ энергия. Геотермальную энергию можно получить путем утилизации так называемого тепа земных недр, когда при помощи элементарного процесса с использованием воды можно генерировать огромное количество чистой энергии. В 2006 году Масачусетский технологический институт открыл, что на земле в настоящее время доступно 13000 ZJ (зетаджоулей) энергии с возможностью использовать еще 2000 ZJ при некотором развитии технологии. Суммарное потребление энергии земного шара составляет примерно 0,5 ZJ в год, а это означает, что на протяжении 4000 лет мы можем получать количество энергии необходимой всей планете только из этого источника. И когда мы понимаем, что тепло нашей планеты постоянно восполняется становиться очевидным что его можно использовать вечно.

Эти источники энергии лишь немногие из взобновимых энергетических ресурсов, которые нам доступны и со временем мы только будем находить новые, а в смысле это становится очевидным, что мы имеем огромное изобилие энергии с возможностью обойтись без загрязнения окружающей среды, традиционных методов охраны природы и особенно денег.

А как на счет транспорта? Традиционным транспортным средством в наше время является автомобиль и самолет. Области, в которых используется ископаемое топливо для своей работы. В случае с автомобилем требуемым технологии акумулыторов обеспечивающих электрический автомобиль энергией достаточных для движения со скоростью 160 км/час на протяжении 320 км на одном заряде, существуют и существовали в течении многих лет. Однако из-за патентов на аккумулятор контролируемых неземной промышленностью, которые ограничивают их использование для сохранения своей доле на рынке, сочетаем с политическим давлением со стороны энергетики доступность по применению этой технологии, является ограниченной. И нет абсолютно никаких причин кроме чистой и безнравственной заинтересованности в прибыли против того, чтобы каждый автомобиль в мире стал электромобилем совершенно безопасным для экологии и без необходимости заправлять его бензином. Что касается самолета, в настоящее время мы поняли, что этот способ передвижения неэффективный, обременительный, медленный и вызывает слишком много загрязнений.

Это поезд на магнитной подвеске и он использует магниты в качестве двигателя. Магнитное поле удерживает его в воздухе и требует минимум 2% энергии используемых в самолетах. У этого поезда нет колес, поэтому ничего не изнашивается. Текущая максимальная скорость поезда с этой технологией, которую используют в Японии 580 км/час. Однако и эта версия поезда уже устарела. Организация под названием ЕТ3, которая связана с проектом «Венера», разработала Магнитоплан, который способен передвигаться быстрее 6400 км/час в неподвижной, свободной от трения трубе лежащей на земле или под водой. Только представьте из Лосанжелеса в Ньюйорк за обеденный перерыв или из Вашингтона в Пекин за 2 часа, это будущее континентальных и межконтинентальных путешествий. Быстро, чисто и при этом затратив лишь часть энергии используемых нами сегодня для тех же целей.

В действительности же если использовать технологии магнитных подвесок, аккумуляторных батарей и геотермальной энергии, то не останется никаких причин возвращаться к сжиганию ископаемого топлива. И мы можем это сделать, пряма сейчас если бы нас не сдерживала централизующая система, основанная на выгоде.

Преимущества солнечной энергетики

Солнце - энергия доступная бесплатно, которая может использоваться разными способами. Энергия от солнца может использоваться тремя основными способами, и при разговоре о солнечной энергии важно различать эти три типа: 
1. Пассивное тепло – тепло, которое мы получаем от солнца естественно. Его можно брать во внимание и использовать в проектах зданий так, чтобы меньше требовалось дополнительного обогрева. 
2. Солнечный тепловой тип, где мы используем тепло солнца, чтобы нагреть воду для домов или бассейнов (также системы нагрева).  
3.Фотовольтаический тип (энергия PV) - использование солнечной энергии для создания электричества, чтобы работали электронные устройства и освещение. Фотовольтаическая система требует не прямой, а только дневной свет, чтобы генерировать электричество.

Процесс превращения солнечного света в электричество.

"Фотовольтаика" - соединение  двух слов: "фото" - от греческих  корней, означает свет, и "вольтаика" - от "Вольт", что является параметром, который используют для измерения  электрического напряжения.

Фотовольтаические системы используют ячейки преобразующие солнечное излучение в электричество. Система состоит из одного или двух слоев полупроводниковой структуры. Когда свет падает на ячейки - это создает электрическое поле, которое проникая через слои вырабатывает электричество. Чем больше интенсивность света, тем больше поток электричества.

Наиболее распространенный полупроводниковый материал, используемый в фотовольтаической системе - кремний, элемент которого больше всего обычно находится в песке. Нет никакого ограничения к его доступности как к сырью; кремний является вторым по распространенности материалом на земле.

Фотовольтаическая система не нуждается в ярком солнечном свете чтобы работать. Она может генерировать электричество даже в облачные дни. Из-за отражения солнечного света, в слегка облачные дни можно даже получать более высокие энергетические урожаи, чем в дни с абсолютно безоблачным небом.

Десять причин для перехода на солнечную энергетику.

Солнечная энергия может стать главным источником электроэнергии из-за многочисленных экологических и экономических преимуществ и доказанной надежности.

1. Топливо свободно. 
Солнце - единственный ресурс, приводящий в действие солнечные батареи. Солнце - вечный источник света. Кроме того, фотовольтаические ячейки сделаны из кремния, а кремний - богатый и нетоксичный ресурс, второй по количеству материала на земле.

2. Без шума, без  вредной эмиссии или загрязнений  газом.  
Горение естественных ресурсов для энергии может создать дым, вызвать кислотный дождь, загрязнить воду и загрязнить воздух. Углекислый газ CO2, парниковые газы, также вредны. Солнечная энергия использует только питание солнца как топливо. Это не создает вредного побочного продукта и активно способствует уменьшению глобального потепления.

3. Системы PV безопасны  и высоконадежны. 
Предполагаемое время жизни модуля PV - 30 лет. Кроме того, его производительность очень высока и обеспечивает более чем 80 % начального питания после 25 лет эксплуатации. Это делает фотовольтаику очень надежной технологией в долгосрочной перспективе. Кроме того, очень высоки стандарты качества, установленные на европейском уровне, которые гарантируют то, что потребители покупают надежную продукцию.

4. Модули PV могут  быть переработаны и поэтому материалы, используемые в производственном процессе (кремний, стекло, алюминий, и т.д.), могут быть снова использованы. Рециркуляция не только выгодна для окружающей среды, но также и потому, что дает возможность уменьшить энергозатраты, материалы и стоимость производства.

5. Система не  требует особого обслуживания. 
Солнечные модули работают автоматически и легки в установке.

6. Электричество  в отдаленных сельских районах. 
Солнечные системы дают дополнительную помощь сельским районам (особенно в местах, где другое электричество недоступно). Освещение дома, системы охлаждения больницы и закачка воды - часть из многих возможностей, которые станут более доступны. Телекоммуникационные системы в отдаленных областях также доступны пользователям систем PV.