Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

З НЕТРАДИЦІЙНІ ДЖЕРЕЛА ЕНЕРГІЇ

3.1 ПОНЯТТЯ НЕТРАДИЦІЙНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ

3.1.1 Класифікація нетрадиційних джерел енергії

На жаль у сьогоднішньому переліку стандартизованих термінологій в Україні відсутній термін “нетрадиційні джерела енергії”. У зв’язку з чим у законодавчій базі України, керівних матеріалах, технічній літературі цей термін, з одного боку, обмежується так званими “позабюджетними джерелами енергії”, з другого боку, поширюється і на деякі поновлювальні джерела енергії.

Для розгляду пропонується такий склад нетрадиційних джерел енергії:

- джерела прямого перетворення різних видів енергії в електричну;

- нетрадиційні види палива;

- вторинні енергетичні ресурси.

До джерел прямого перетворення різних видів енергії в електричну відносять джерела, що передбачають безпосереднє перетворення теплової та хімічної енергій в електричну [1].

Технологіями, які перетворюють теплову енергію в електричну, є:

- магнітогідродинамічне перетворення енергії;

- використання енергії реакторів-розмножувачів на швидких нейтронах;

- використання енергії термоядерних реакцій;

- термоелектричні технології;

- термоемісійні технології;

- технології з використанням цирконію.

Безпосереднє перетворення теплової енергії в електричну дозволяє суттєво підвищити рівень ефективності використання теплових ресурсів. У класичному паросиловому циклі перетворення енергії теплота, що отримується при спалюванні палива, перетворюється у внутрішню енергію пари, температура і тиск якої при цьому підвищуються. Потім у парових турбінах енергія пари перетворюється в механічну й тільки після цього в електричну.

Процеси цих багаторазових перетворень супроводжуються неминучими втратами, які знижують ефективність усього циклу.

У магнітогідродинамічному циклі відбувається пряме перетворення теплової енергії в електричну. Однак не тільки в цьому полягає перевага МГД-перетворення. В ідеальному тепловому циклі Карно ККД залежить від максимальної та мінімальної температур робочого тіла. В сучасних топках парогенераторів температура перевищує 2000 °С, а нагрів лопаток парових турбін через обмеженість теплостійкості матеріалу не повинен перевищувати 750 °С, що обмежує ККД до 60 %. За реальних умов у результаті недосконалості паросилового циклу ККД не вдається підвищити більше ніж до 40 %. В МГД-генераторах статичні умови роботи дозволяють використовувати матеріали, на поверхні яких температура може досягати 2700-3000 °С, що відкриває широкі перспективи підвищення ККД перетворення енергії.

Значні перспективи забезпечення людства електричною енергією пов’язані з використанням реакторів-розмножувачів на швидких нейтронах і термоядерного синтезу. Якщо перші вже знаходять практичне застосування, то використання термоядерного синтезу може отримати промислове значення через не один десяток років.

Термоелектричні генератори давно використовуються в техніці й побудовані на ефекті Пелтьє. Останній полягає у виникненні термоЕРС в замкненому колі з двох різнорідних провідників (напівпровідників) з різною температурою спаїв. Такі системи мають дуже низький ККД (2-3 %), але мають багато переваг: автономність, компактність, безпечність, безшумність.

Принцип дії термоемісійного перетворювача ґрунтується на емісії електронів при сильному нагріванні емітера. Пристрій такого типу подібний до двоелектродної електронної лампи. Як джерело енергії можна використовувати ядерне паливо, органічне паливо, сонячне випромінювання. Одним із найбільш перспективних напрямів у даній галузі є створення автономних ядерних енергетичних установок із термоемісійним реактором-перетворювачем.

При прямому отриманні електричної енергії за рахунок хімічної енергії розглядаються електрохімічні генератори й паливні елементи (комірки).

З електрохімічних перетворювачів найбільший інтерес становлять паливні елементи, в яких відбувається пряме перетворення хімічної енергії в електричну. На відміну від гальванічних елементів тут наявні розхідні матеріали - паливо та окиснювач. Найбільш поширена схема

- це використання водню як палива і кисню як окиснювача. При цьому єдиним продуктом електрохімічної реакції є вода, тобто паливний елемент є цілковито чистим, з екологічної точки зору, джерелом енергії. З енергетичної точки зору перевагою паливних елементів є максимальний на сьогодні ККД (тобто коефіцієнт перетворення хімічної енергії в електричну) - до 50 - 70 %.

До нетрадиційних видів палива насамперед слід віднести водень, водневу енергетику [2]. Вона цікава насамперед тим, що використовується водень, який має теплотворну здатність в 2,5 разу вище, ніж природний газ. Запаси водню необмежені, він екологічний, єдиним продуктом його спалювання є вода. До того ж водень можна використовувати для прямого перетворення хімічної енергії в електричну в паливних елементах.

Також до цієї групи джерел енергії віднесений метан вугільних шахт, метан сміттєвих звалищ, синтез-газ, енергія газів геотермальних вод, енергія біомулу очисних споруджень тощо.

На сьогодні і в найближчу перспективу ще будуть існувати процеси з матеріальними й енергетичними відходами. На технологічний процес використовується визначена кількість палива, електричної та теплової енергії. Крім того, самі технологічні процеси проходять із виділенням різних енергетичних ресурсів - теплоносіїв, горючих продуктів, газів і рідин надлишкового тиску. Однак не вся кількість цієї енергії використовується в технологічному процесі або агрегаті. Такі невикористані в процесі (агрегаті) енергетичні відходи називають вторинними енергетичними ресурсами (ВЕР) [3].

Вторинні енергетичні ресурси промисловості розподіляються на три основні групи:

- горючі;

- теплові;

- надлишкового тиску.

Горючі (пальні) ВЕР - це хімічна енергія відходів технологічних процесів хімічної та термохімічної переробки сировини, до них можна віднести:

- побічні горючі гази плавильних печей (доменний газ, колошниковий, шахтних печей і вагранок, конверторний тощо);

- горючі відходи процесів хімічної та термохімічної переробки вуглецевої сировини (синтез, відходи електродного виробництва,

горючі гази для отримання вихідної сировини для пластмас, каучуку тощо);

- тверді й рідкі паливні відходи, які не використовуються для подальшої технологічної переробки (відходи деревообробки, целюлозно-паперового виробництва тощо).

Горючі ВЕР використовуються в основному як паливо.

Теплові ВЕР - це теплота відхідних газів при спалюванні палива, теплота води й повітря, які використовуються для охолодження технологічних агрегатів та установок, теплота виробів і відходів виробництва, наприклад гарячих металургійних шлаків.

Особливо значні обсяги теплових вторинних ресурсів наявні в чорній металургії, газовій, нафтопереробній і нафтохімічній промисловості.

ВЕР надлишкового тиску (напору) - це потенціальна енергія газів, рідин і сипучих тіл, що залишають технологічні агрегати з надлишковим тиском (напором), які необхідно знижувати перед послідуючим використанням цих рідин, газів сипучих тіл або при викиді їх в атмосферу, водоймища, ємності та інші приймачі. До ВЕР цього типу належить і надлишкова кінетична енергія.

Вторинні енергетичні ресурси надлишкового тиску перетворюються в механічну енергію, яка безпосередньо використовується для приводу механізмів і машин або перетворюється в електричну енергію.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru

WordPress Video Lightbox