Нетрадиционные источники энергии как средство решения экологической проблемы

Федеральное государственное образовательное  бюджетное учреждение

высшего профессионального образования 

«Финансовый университет при  Правительстве Российской Федерации»

(Финуниверситет)

Бузулукский финансово-экономический колледж

(Бузулукский филиал Финуниверситета) 
 
 
 
 
 
 
 

ТВОРЧЕСКАЯ РАБОТА 

По  дисциплине: «ЭОПП» 

На  тему: «Нетрадиционные источники энергии как средство решения экологической проблемы» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: студетка 33 группы

                                                                                                        Кулаканова А. М.

Преподаватель: Суворина В. Г. 
 
 
 
 
 
 

Бузулук 2011 
 

Содержание 

1.  Введение.............................................................................................................................

2.  Что такое энергия ?...........................................................................................................

3.  Энергия солнца..................................................................................................................

4.  Ветровая энергия...............................................................................................................

5.  Энергия рек........................................................................................................................

6.  Энергия Земли...................................................................................................................

7.  Энергия океана..................................................................................................................

8.  Атомная энергия................................................................................................................

9. Заключение.........................................................................................................................

10. Список литературы.......................................................................................................... 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

     Энерговооруженность общества – основа его научно-технического прогресса, база развития производительных сил. Её соответствие общественным потребностям – важнейший фактор экономического роста. Развивающееся мировое хозяйство  требует постоянного наращивания  энерговооруженности производства. Она должна быть надежна и с  расчетом на отдаленную перспективу. Энергетический кризис 1973-1974 гг. в капиталистических  странах продемонстрировал, что  этого трудно теперь достичь, основываясь  лишь на традиционных источниках энергии (нефти, угле, газе). Необходимо не только изменить структуру их потребления, но и шире внедрять нетрадиционные, альтернативные источники энергии. К ним относят солнечную, геотермальную  и ветровую энергию, а также энергию  биомассы, океана и пр. Относят к  ним обычно и атомную энергию. Однако на нынешнем этапе развития атомном энергетики это представляется условным.

     В отличие от ископаемых топлив нетрадиционные формы энергии не ограничены геологически накопленными запасами. Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.

     Основной  фактор при оценке целесообразности использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии – стоимость  производимой энергии в сравнении  со стоимостью энергии, получаемой при  использовании традиционных источников. Особое значение приобретают нетрадиционные источники для удовлетворения локальных  потребителей энергии.

     Рассмотренные в работе новые схемы преобразования энергии можно объединить единым терминов «экоэнергетика», под которым подразумеваются любые методы получения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды 
 
 
 
 
 

     Что такое энергия?

     В нашем индустриальном обществе от энергии  зависит все. С ее помощью движутся автомобили, улетают в космос ракеты. С ее помощью можно поджарить  хлеб, обогреть жилище и привести в  действие кондиционеры, осветить улицы, вывести в море корабли.

     Могут сказать, что энергией являются нефть  и природный газ. Однако это не так. Чтобы освободить заключенную  в них энергию, их необходимо жечь, так же как бензин, уголь или  дрова.

     Ученые  могут сказать, что энергия - способность  к совершению работы, а работа совершается, когда на объект действует физическая сила (такая, как давление или гравитация). Согласно формуле A=F*S , работа равна  произведению силы на расстояние, на которое  переместился объект. Попросту говоря, работа - это энергия в действии.

     Вы  не раз видели, как подпрыгивает крышка закипающего кофейника, как  несутся санки по склону горы, как  набегающая волна приподнимает плот. Все это примеры работы, энергии  в действии, действующей на предметы.

     Подпрыгивание крышки кофейника было вызвано давлением  пара, возникшем при нагревании жидкости. Санки ехали потому, что существуют гравитационные силы. Энергия волн двигала плот.

     В нашем работающем мире основой всего  является энергия, без нее и не будет совершаться работа. Когда  энергия имеется в наличии  и может быть использована, любой  объект будет совершать работу - иногда созидательную, иногда разрушительную. Даже музыкальный инструмент - рояль - способен совершать работу.

     Представьте себе, что вдоль внешней стены  многоквартирного дома поднимают рояль. Пока люди тянут за веревки, они прилагают  силу, заставляющую рояль двигаться. В этом случае работу совершают люди, а не рояль. Он лишь накапливает потенциальную  энергию по мере того, как все  выше и выше поднимается над землей. Когда, наконец, рояль достигает  пятого этажа, он сможет висеть на этом уровне до тех пор, пока люди внизу  поддерживают его с помощью веревок  и блоков. Однако представьте, что  веревки обрываются. Немедленно проявится  сила гравитации, и потенциальная  энергия, накопленная роялем, начнет высвобождаться. Рояль рухнет вниз. Он расплющит все, что попадается на его пути, удариться о тротуар и разобьется вдребезги. Вся ситуация, разумеется, случайна, и, тем не менее, служит примером того, что и рояль может совершать работу. В данном случае - разрушительную, но все же работу.

     Мир наполнен энергией, которая может  быть использована для совершения работы разного характера. Энергия может  находиться в людях и животных, в камнях и растениях, в ископаемом топливе, деревьях и воздухе, в реках  и озерах. Однако самыми большими резервуарами накопленной энергии являются океаны - огромные пространства беспрерывно  перемещающихся водных потоков, покрывающих  около 71 % всей земной поверхности.

     Энергия солнца.

     В последнее время интерес к  проблеме использования солнечной  энергии резко возрос, и хотя этот источник также относится к возобновляемым, внимание, уделяемое ему во всем мире, заставляет нас рассмотреть  его возможности отдельно.

     Потенциальные возможности энергетики, основанной на использовании непосредственно  солнечного излучения, чрезвычайно  велики.

     Заметим, что использование всего лишь 0.0125 % этого количества энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние  потребности мировой энергетики, а использование 0.5 % - полностью покрыть  потребности на перспективу.

     К сожалению, вряд ли когда-нибудь эти  огромные потенциальные ресурсы  удастся реализовать в больших  масштабах. Одним из наиболее серьезных  препятствий такой реализации является низкая интенсивность солнечного излучения. Даже при наилучших атмосферных  условиях (южные широты, чистое небо) плотность потока солнечного излучения  составляет не более 250 Вт/м . Поэтому, чтобы коллекторы солнечного излучения "собирали" за год энергию, необходимую для удовлетворения всех потребностей человечества нужно разместить их на территории 130 000 км !

     Необходимость использовать коллекторы огромных размеров, кроме того, влечет за собой значительные материальные затраты. Простейший коллектор  солнечного излучения представляет собой зачерненный металлический (как правило, алюминиевый) лист, внутри которого располагаются трубы с  циркулирующей в ней жидкостью. Нагретая за счет солнечной энергии, поглощенной коллектором, жидкость поступает для непосредственного  использования. Согласно расчетам изготовление коллекторов солнечного излучения площадью 1 км , требует примерно 10 тонн алюминия. Доказанные на сегодня мировые запасы этого металла оцениваются в 1.17 10 тонн.

     Из  написанного ясно, что существуют разные факторы, ограничивающие мощность солнечной энергетики. Предположим, что в будущем для изготовления коллекторов станет возможным применять не только алюминий, но и другие материалы. Изменится ли ситуация в этом случае? Будем исходить из того, что на отдельной фазе развития энергетики (после 2100 года) все мировые потребности в энергии будут удовлетворяться за счет солнечной энергии. В рамках этой модели можно оценить, что в этом случае потребуется "собирать" солнечную энергию на площади от 1 10 до 3 10 км . В то же время общая площадь пахотных земель в мире составляет сегодня 13 10 км .

     Солнечная энергетика относится к наиболее материалоемким видам производства энергии. Крупномасштабное использование  солнечной энергии влечет за собой гигантское увеличение потребности в материалах, а следовательно, и в трудовых ресурсах для добычи сырья, его обогащения, получения материалов, изготовление гелиостатов, коллекторов, другой аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт год электрической энергии с помощью солнечной энергетики потребуется затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной энергетике на органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов.

     Пока  еще электрическая энергия, рожденная  солнечными лучами, обходится намного  дороже, чем получаемая традиционными  способами. Ученые надеются, что эксперименты, которые они проведут на опытных  установках и станциях, помогут решить не только технические, но и экономические  проблемы.

     Ветровая  энергия.

     Огромна энергия движущихся воздушных масс. Запасы энергии ветра более чем  в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Постоянно  и повсюду на земле дуют ветры - от легкого ветерка, несущего желанную прохладу в летний зной, до могучих  ураганов, приносящих неисчислимый урон и разрушения. Всегда неспокоен воздушный  океан, на дне которого мы живем. Ветры, дующие на просторах нашей страны, могли бы легко удовлетворить  все ее потребности в электроэнергии! Климатические условия позволяют развивать ветроэнергетику на огромной территории - от наших западных границ до берегов Енисея. Богаты энергией ветра северные районы страны вдоль побережья Северного Ледовитого океана, где она особенно необходима мужественным людям, обживающим эти богатейшие края. Почему же столь обильный, доступный, да и экологически чистый источник энергии так слабо используется? В наши дни двигатели, использующие ветер, покрывают всего одну тысячную мировых потребностей в энергии.

     Техника 20 века открыла совершенно новые  возможности для ветроэнергетики, задача которой стала другой - получение  электроэнергии. В начале века Н.Е.Жуковский разработал теорию ветродвигателя, на основе которой могли быть созданы высокопроизводительные установки, способные получать энергию от самого слабого ветерка. Появилось множество проектов ветроагрегатов, несравненно более совершенных, чем старые ветряные мельницы. В новых проектах используются достижения многих отраслей знания.

     В наши дни к созданию конструкций  ветроколеса - сердца любой ветроэнергетической  установки - привлекаются специалисты-самолетостроители, умеющие выбрать наиболее целесообразный профиль лопасти, исследовать его  в аэродинамической трубе. Усилиями ученых и инженеров созданы самые  разнообразные конструкции современных  ветровых установок.

     Энергия рек.

     Многие  тысячелетия, верно, служит человеку энергия, заключенная в текущей воде. Запасы ее на Земле колоссальны. Недаром  некоторые ученые считают, что нашу планету правильнее было бы называть не Земля, а Вода - ведь около трех четвертей поверхности планеты  покрыты водой. Огромным аккумулятором  энергии служит Мировой океан, поглощающий  большую ее часть, поступающую от Солнца. Здесь плещут волны, происходят приливы и отливы, возникают могучие  океанские течения. Рождаются могучие  реки, несущие огромные массы воды в моря и океаны. Понятно, что человечество в поисках энергии не могло  пройти мимо столь гигантских ее запасов. Раньше всего люди научились использовать энергию рек.