Экологические проблемы энергетики

Туризм, путешествия: Бронирование отелей

Туризм, путешествия: Бронирование отелей

 

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач

Закажите реферат

Закажите реферат

Лабораторные работы по электротехнике Машиностроительное черчение Решение контрольной по математике

Энергетика
Экологические проблемы производства энергии
Изменение климата и Киотский протокол
Проблема теплового загрязнения
Экологические проблемы тепловой энергетики
Экологические проблемы ядерной энергетики
Альтернативный источник энергии
Возобновляемые источники энергии
Ветроэнергетика
Геотермальная энергетика
Энергия приливов и отливов морей и океанов
Гидроэлектростанции (ГЭС)
Биоэнергия
Ядерная энергетика.
Водородная энергетика
Основные способы получения энергии
Анализ процессов трансформации энергии

Анализ процессов трансформации энергии. Один из основополагающих законов природы – закон сохранения энергии устанавливает закономерности взаимной трансформации всех видов энергии. Согласно установившейся трактовке этого закона энергия не может быть уничтожена или получена из ничего, она может лишь пере­ходить из одного вида в другой. Но это вовсе не означает, что любой вид энергии может быть переведён в другой полностью. Это утверждение справедливо лишь в случае перевода любого вида энергии в тепловую энергию. Процесс обратной трансформации тепловой энергии в другие виды энергии не всегда возможен и, если происходит, то в любом слу­чае не полностью.

Тепловая энергия занимает особое положение среди других видов энергии. Дело в том, что тепловая энергия – результат неупорядоченного движения молекул и атомов вещества, в то время как другие виды энергии – результат упорядоченного движения. Безусловно, тепловая энергия, как все виды энергии, подчиняется закону сохранения энергии. Но, как и в жизни, порядок просто превратить в хаос, а сделать наоборот гораздо труднее, так и в случае превращения неупорядоченного движения в упорядоченное.

Существует принципиальная разница в понятиях арифметического эквивалента различных видов энергии и способности различных видов энергии переходить друг в друга. С арифметическим эквива­лентом энергии дело обстоит сравнительно просто, так как все виды энергии могут быть выражены в одних и тех же единицах.

Однако, это вовсе не означает, что, например, из 1 ккал световой энергии может быть получен 1,16 кВтч электрической энергии (эквивалент 1 ккал). На первом этапе этого процесса в резуль­тате процессов фотосинтеза в химическую энергию перейдет только 1% солнечной энергии. На следующем этапе, в процессе добычи ископаемого топлива (угля), будет неизбежно «потеряно» примерно 50% оставшейся энергии. В даль­нейшем, при преобразовании химической энергии в тепловую, механи­ческую и  электрическую энергию будет потеряно еще около 70% энер­гии. Таким образом, в результате этой цепочки преобразования энергии из 1,16 кВтч световой энергии может быть получено лишь 0,5810-3 кВтч электроэнергии. Или, если подойти к этому превращению с другой стороны, для получения 1 кВтч электрической энергии потребуется в 2000 раз больше кВтч солнечной энергии. Приведенные в табл. 15.5 данные об эффективности преобразования наиболее распространённых видов энергии позволяют оценить, насколько рационально используются энергетические ресурсы при получении энергии.

Рассмотрим конкретный пример. Необходимо рассчитать количество природного газа, для нагрева 1м3 воды от 0оС до 100оС в случае, если нагрев осуществляется электронагревателем (КПД 98%) и газовой горелкой (КПД 62%).

Решение: для нагрева 1 м3 воды от 0оС до 100оС необходимо затратить:

Qт  = VoC Т= 1000  1  100 = 105 ккал,

где Qт – количество тепловой энергии (ккал); Vо – объём воды (м3); С – теплоёмкость воды равная 1 ккал/(моль град.); Т – разность температур. 

Таблица15.5

Эффективность преобразования различных видов энергии

Вид преобразования энергии

Аппаратурное оформление

Эффективность преобразования (КПД), %

Химическая – тепловая

Дровяные плиты

Бытовой мазутный отопитель

Бытовой газовый отопитель

Промышленный паровой котёл

5-10

65

85

88

Химическая – тепловая – механическая

Паровоз

Автомобиль

Газовая турбина

Паровая турбина на ТЭС

Дизельный двигатель

Ракетный двигатель

8

25

34

37

38

47

Механическая – электрическая

Водяная электростанция

Ветрянная электростанция

Электрогенератор

30

30-40 (теоретически 50)

до 98 наиболее часто 75-95

Электрическая – механическая

Бытовые электроприборы

Промышленные электромоторы

62

92

Световая – электрическая

Солнечные батареи

10 - 30

Так как КПД электронагревателя равен 98%, затраты электри­ческой энергии составят:

Qэ =  = 1,02   105ккал.

Общий КПД электростанции, работающей на природном газе, составит:

КПДобщ. = 0,37 0,98 100% = 36%,

поэтому потребность в тепловой энергии, образующейся при сжигании природного газа на ТЭС будет:

Qобщ = = 2,83  105 ккал.

 

Принимая теплотворную способность природного газа, равную 9000 ккал/м3, определим потребность в природном газе:

Vг =   = 31,4 м3 .

В случае непосредственного нагрева воды газовой горелкой потребность в тепловой энергии составит:

Qт = = 1,61105 ккал.

Расход природного газа, имеющего ту же теплотворную способность, равен:

V1т = = 12,9 м3 .

Таким образом, использование электроэнер­гии в качестве промежуточного звена в цепи преобразования энергии ископаемого топлива далеко не всегда является оправданным с точки зрения экономии топливно-энергетических ресурсов.

Энергоэффективные технологии в настоящее время совершенствуются так быстро, что удельные потребности в энергии снижаются год от года. Современная компактная флуоресцентная лампа может обеспечить то же количество света, что и лампа накаливания, при сокращении потребляемой энергии в 4 раза. Значительное сокращение энергии в коммунальном хозяйстве достигается за счёт оборудования зданий современными трёхслойными окнами и регулирующими устройствами тепла в жилых и служебных помещениях.

Большие успехи достигнуты в экономии бензина в современных автомобилях (30-70 км на 1 л топлива).

Согласно некоторым подсчётам вследствие повышения эффективности использования энергии её общее мировое потребление может оставаться на современном уровне и даже сокращаться без уменьшения производительности труда и комфортности жизни. При этом необходимо помнить, что всякое сокращение использования первичных энергетических ресурсов ведёт к уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, в том числе «парниковых» газов, и тепловому загрязнению околоземного пространства за счёт рассеивания тепла.

Энергосбережение на сегодняшний день является самым эффективным, дешёвым и экологически обоснованным средством для решения энергетических проблем, особенно в РФ.

[an error occurred while processing this directive]