|
ПУТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ<...> В СССР за время гидростроительства были переселены 1 млн 100 тыс. человек. Каждый двухсотый житель страны насильственно и безвинно был лишен малой Родины. <...> (С. 5) <...> Необходимо напомнить, как развивалось вековое классическое энергетическое хозяйство России, которое мы бездумно сгубили еще в 30-е годы. Это хозяйство шло по пути максимального использования разнообразных возобновимых источников энергии. Так, в стране работало несколько сот тысяч ветряных и несколько десятков водяных двигателей, многие из которых были построены по принципу деривационных (на отводных рукавах, без перегораживания основного русла реки), уже были созданы 6600 электростанций на базе водяных двигателей на малых реках. Только такие источники энергии, экологически безопасные, давали нам не менее 15 миллионов киловатт установленной мощности. Да к тому же работало в хозяйстве страны свыше 30 миллионов лошадей, использовавших биоэнергетический ресурс. Что было бы, если бы мы тогда, 40–50 лет тому назад, сохранили эту энергетику, модернизировали и переоборудовали двигатели, снабдив их генераторами, то есть увеличили их мощность в 2–3 раза? Мы бы обладали теперь установленной мощностью в 30–45 миллионов киловатт! А ведь это такая мощность, которая в 3–4 раза превышает установленную мощность всего Волжско-камского каскада ГЭС и составляет половину потребности в энергии всего агропромышленного комплекса. <...> <...> Практика развития мировой энергетики показала, что в решении энергетической проблемы важны пять фундаментальных направлений: соблюдение экологической безопасности создания и эксплуатации энергетических установок; максимальное приближение источников энергии к потребителям, особенно когда они рассредоточены; постоянное снижение затрат энергии на единицу вырабатываемой продукции; недопущение разрыва между потенциальными мощностями и используемой их долей и, наконец, максимальный выход технически применимой энергии с квадратного километра. Все эти пять принципов при создании энергетической базы как в целом по стране, так и в бассейне Волги не соблюдались. Исполнялся лишь один только принцип – затратный: как можно больше создать энергетических установок огромной единичной мощности, не считаясь ни с какими затратами, не определяя масштабов разрушения экологических систем.<...> (С. 8–9) <...> Ныне живущее поколение еще помнит, как по необъятным просторам России стояли бесчисленные ветряки на взгорьях и холмах, а по малым рекам, ручьям и даже арыкам – столь же многочисленные водяные мельницы, толчеи, крупорушки, маслобойки, лесопилки и т.п.<...> (С. 8) <...> Система малой энергетики ... преследовала много целей: и регулирование, и накопление воды, и поддержание оптимального уровня грунтовых вод, и обводнение пойменных и заливных лугов в паводок, и орошение этих лугов в межень, и сохранение чистоты воды, и развитие рыбного хозяйства, и увеличение прироста лесов, и сбережение ягодников, и наконец, получение энергии без урона для природы и хозяйства. Водорегулирование началось с верховьев рек и речек, и тем самым обеспечивалась их полноводность в нижнем течении, поддерживались судоходные глубины. Почвы и грунты на всем водосборе пропитывались влагой, и поток ее медленно шел с верховьев вниз с выходом вод на поверхность в родниках, ключах и речках. В таких условиях воздушные и почвенно-грунтовые засухи были редким явлением. Смыв почв по склонам был минимальным, а заиливание водотоков и водоемов незначительным.<...> (С. 9–10) <...> В начале нашего века было учтено 250 тысяч крестьянских ветряных мельниц мощностью до 1 миллиона киловатт. Они перемалывали 2,5 миллиарда пудов зерна на месте, без дальних перевозок. <...> <...> В 40-х годах была порушена основная часть ветряных и водяных двигателей, а к 50-м они почти совсем исчезли как энергетическая техника “отсталого исторического прошлого”. <...> В 1982 г. из 6600 малых ГЭС работало всего 180 мощностью 420 тысяч киловатт. <...> (С. 10) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ, НАИБОЛЕЕ ШИРОКО ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ГОРЬКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
<...> Возможен ли переход Горьковской области на экологически чистые источники энергии? Убедительный пример этому дает нам Лысковский энергетический феномен, существовавший длительное время в нынешней Горьковской области. Здесь 50–60 лет тому назад на реках Сундовике и Валаве стояло 18 водяных мельниц, а рядом, в окрестностях сел Лысково и Трофимово, – 150 ветряных мельниц. Десять водяных мельниц были двухпоставными (мощностью 48 киловатт каждая). Ветряные двигатели имели мощность: однопоставные – до 7 киловатт, а двухпоставные – до 14 киловатт. Водяные двигатели давали суммарную мощность 500 киловатт, а ветряные – более 2000 киловатт. Двухпоставные водяные мельницы перемалывали 1 тонну, а четырехпоставные – до 15 тонн зерна в сутки. Ветряные двигатели имели производительность помола более 3 тонн зерна в сутки. Сделанные подсчеты показали, что в этом районе на площади в 600 квадратных километров экологическая энергетика давала с квадратного километра не менее 10 киловатт, а в наиболее насыщенной ее части ( на площади в 100 квадратных километров) – вблизи сел Лысково и Трофимово – более 20–25 киловатт.<...> (С. 11) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
МАЛЫЕ ГИДРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
<...> В 1952 году в стране насчитывалось 6614 малых ГЭС, а их суммарная мощность составляла 332 тысячи киловатт.<...> <...> Дальнейшее развитие малой энергетики, строительство новых малых ГЭС было признано бесперспективным, ведь полным ходом шло развитие большой энергетики, строились гидростанции-гиганты на Волге, затем в Сибири. Появились мощнейшие тепловые и атомные электростанции.<...> <...> И так обстояло дело не только у нас. В США, где бум малой энергетики пришелся на первую треть века, с 1930 по 1970 год были законсервированы как недостаточно экономичные более 3 тысяч малых ГЭС. С 1963 по 1975 год выработка энергии на малых ГЭС Франции снизилась в 4,5 раза.<...> <...> Близ малой ГЭС не надо возводить жилье, даже маленькую сторожку, тем более не нужны школы, магазины для обслуживающего персонала, поскольку сам персонал, как правило, не нужен. Агрегаты работают в закрытом помещении, за ними “присматривают” приборы. <...> <...> Только крупных (водохранилищ), емкостью свыше миллиона кубометров, более 2000. Из них 460 очень крупные: в каждом – более 20 миллионов кубометров воды. А свыше 200 – водохранилища-гиганты – более чем по 100 миллионов кубометров воды в каждом. Так вот, 42 процента водохранилищ – стомиллионников, 58 процентов – двадцатимиллионников и 90 процентов – миллионников не используются для выработки электроэнергии. <...> (С. 14–15) <...> Например, в США обширная программа развития малой энергетики уже давно составлена. Проведено обследование почти 3 тысяч выведенных ранее из эксплуатации малых ГЭС и подготовлены рекомендации по вводу в действие 2,1 тысячи из них. Проведена опись и обследование почти 50 тысяч существующих плотин, не имеющих в своем составе ГЭС. К 2020 году намечается довести суммарную мощность малых ГЭС до 50 миллионов киловатт и производить на них примерно 200 миллиардов киловатт-часов электроэнергии в год, что позволит экономить ежегодно около 65 миллионов тонн жидкого топлива. Со временем же общая мощность малых ГЭС, как предполагают, может составить половину мощности всех гидроэлектростанций США.<...> <...> Интенсивно строятся малые ГЭС в странах Западной Европы. Ныне их насчитывается: в Австрии – 950, в Италии – 1200, в Норвегии – 500, в Финляндии – 170, во Франции – 1100, в ФРГ – 800, в Швеции – 1200. В Голландии активно реконструируют водяные мельницы в малые ГЭС. 1300 ГЭС действуют в Японии, 2000 – в Индии и почти 100 тысяч в Китае, где около трети электроэнергии производится на малых ГЭС. Общая их мощность сейчас 10 миллионов киловатт, и ежегодно она увеличивается примерно на полмиллиона. <...> (С. 16) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
ЭНЕРГИЯ ВЕТРА
<...> Первые ветряные электрогенераторы были разработаны еще в 90-х годах прошлого столетия в Дании, а уже к 1910 году в этой стране было построено несколько сот мелких установок. Еще через пару лет датская промышленность получала от ветряных генераторов четверть необходимой ей электроэнергии. Их общая мощность составила 150–200 мегаватт.<...> (С. 21) <...> Более 75% ветроустановок находится в Калифорнии (США), а из оставшихся 25% большая часть – в Дании.<...> <...> В 1982 году на китайском рынке было продано 1280 ветряных турбин, а в 1986-м – 11000 таких установок, что позволило обеспечить электричеством те районы, в которых раньше его никогда не было.<...> (С. 23) <...> Поскольку энергия ветра пропорциональна кубу его скорости, точность оценки средней скорости ветра должна быть очень высокой. Ведь при изменении этой величины погрешность в 10% может привести к отклонению среднего значения расчетной выработки энергии примерно на 30%, что существенно затрудняет экономические прогнозы. <...> (С. 25) <...> ...Расчеты специалистов показали, что технически доступный ветроэнергетический потенциал только на суше СССР примерно в 10 раз больше потенциала всех рек страны. Годовой ветроэнергетический потенциал нашей страны составляет около 20000 миллиардов киловатт-часов. Напомним, что ежегодная валовая выработка электроэнергии у нас достигает 1500 миллиардов киловатт-часов. Такое количество энергии можно было бы снимать от ветра только в одной Архангельской области, а в Ямало-Ненецком округе – в 2 раза, в Красноярском крае – в 5 раз, в Казахской ССР – в 3 раза больше. Значительный ветроэнергетический потенциал имеется в Коми АССР и особенно на Украине. <...> (С. 28) <...> Мелководные акватории Финского залива обладают огромными ветроэнергетическими ресурсами: их оценивают в 150 миллиардов киловатт-часов в год. В одном только районе к юго-западу от острова Котлин и до города Ломоносова, где среднегодовая скорость ветра – 8,4 м/с, с помощью современных установок можно получить около 25 миллиардов киловатт-часов в год, это приблизительно годовая выработка АЭС в Сосновом Бору под Ленинградом, за закрытие которой ратуют сейчас многие ученые и общественные деятели. <...> (С. 29) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
<...> Равнинный ландшафт, постоянные ветры с Атлантики создают исключительно благоприятные условия для ветроэнергетики в Дании. В 1920 г. в стране с населением 3 млн человек действовало не менее 30 тыс. ветряных мельниц. Сейчас число ветряков составляет примерно 3 тыс. при населении 5,5 млн человек. Это гораздо меньше, чем было, но зато они другого качественного уровня. Ветряки не только вращают мельничные жернова, но и вырабатывают электроэнергию и поднимают воду из колодцев. К новым поискам в области использования возобновляемых источников энергии экономически развитые страны подстегнул нефтяной кризис начала семидесятых годов. В Дании первые ветротурбины действующих сегодня типов появились в 1976 г. Они отличаются надежностью и долговечностью. В 1978 г. при опытном производстве, выпускающем ветряки, была открыта Национальная лаборатория, занимающаяся тестированием выпускаемой продукции. Агрегаты, прошедшие испытания, получают соответствующий сертификат, после чего могут запускаться в серийное производство. <...> (С. 10–11) <...> ...В стране преобладают три вида собственности на ветряки. Одна часть ветряков принадлежит частным лицам, но таких сравнительно немного из-за их высокой стоимости. Другая часть принадлежит крупным компаниям, производящим и продающим электроэнергию. Третья, наиболее многочисленная часть владельцев – это кооперативы, объединяющие, как правило, несколько десятков семей. Они в складчину покупают и устанавливают ветряк, а потом, когда через несколько лет он окупается, начинают делить прибыль. Правда, прибыль не очень велика, однако она позволяет покрывать значительную часть расходов на электроэнергию, которая весьма дорога в Европе. В Дании 1 кВт. ч электроэнергии стоит около 1 кроны, что составляет примерно 15 американских центов. <...> (С. 11) <...> Наиболее распространенная серия ветряков, выпускаемых и используемых в Дании, носит название DANmark и объединяет несколько групп ветровых машин: DANmark-11; 17; 19; 22; 25 мощностью 20, 75, 95, 150, 200–270 кВт соответственно. Все они имеют ветровое колесо типа “пропеллер” и мало различаются конструктивно. Главный вал, на ступице которого закреплены, как правило, три лопасти, имеет систему тормозов и коробку скоростей. Тормоза делятся на механические и воздушные – аэродинамические. Механические тормоза (дисковые, барабанные или пневматические) служат для защиты ветряка в экстренных ситуациях или при возникновении неисправности. Аэродинамические тормоза размещаются на концах лопастей. Когда при вращении лопастей центробежная сила превышает определенную величину, тормоза срабатывают, снижая скорость вращения до оптимальной. Большинство ветряков снабжены двумя асинхронными генераторами. Один работает при небольшом ветре, а второй включается при более сильном. Переключение генераторов автоматическое. Лопасти начинают вращаться, когда скорость ветра превышает 3,5 м/с, и энергию дает меньший из двух генераторов. Если скорость ветра превышает 5,5 м/с, автоматически включается второй генератор, рассчитанный на большее число оборотов. Когда же сила ветра превышает 24 м/с, ветряк останавливается, так как дальнейшая работа может привести к серьезным поломкам. Первый агрегат DANmark-11 был изготовлен в 1978 г. Сегодня он считается одним из наиболее надежных в мире. Этот ветряк имеет три пятиметровые лопасти, двухскоростной генератор – на 4 и 20 кВт и снабжен автоматической системой “наведения” на ветер, позволяющей сделать полный оборот вокруг своей оси за семь с половиной минут. <...> (С. 11) <...> Кроме ветряков, вырабатывающих электричество, есть вторая – несколько меньшая группа ветряков, используемая для поднятия воды из колодцев. Эти агрегаты представляют особый интерес для развивающихся стран, расположенных в жарких климатических поясах. <...> (С. 12) <...> Широкое использование энергии ветра и ветротехники сопровождалось в Дании исследованием всей территории страны с точки зрения запасов энергии ветра, а также влияния элементов ландшафта на эффективность ветроустановок. С этой целью создан Атлас ветров, охвативший всю территорию страны. Разработаны также методы учета особенностей ландшафта. Ландшафт характеризуется четырьмя классами – от нулевого до третьего. Нулевой класс ранжирования, которому соответствуют десять условных единиц энергии, – открытые водные пространства. Это наилучшее место для установки ветряков. Уже сейчас в Дании на некоторых участках побережья можно видеть длинные ряды ветряков, а в будущем предполагается вообще выносить их в море. Первый класс ранжирования, которому соответствуют семь условных единиц энергии, представлен открытыми пространствами без строений – полями, лугами. Это лучшее место для монтирования ветряков на суше. Второй класс ранжирования, соответствующий пяти сравнительным единицам энергии, представлен сельским ландшафтом с отдельными зданиями и расстоянием между лесозащитными полосами не менее километра. Третий класс ранжирования, которому соответствуют лишь три условных единицы энергии, считается нерентабельным. Он представлен застроенными участками, лесами и сельской местностью с многочисленными лесозащитными полосами. В Дании поставлена цель – к 2000 г. около 6% общего энергопотребления покрывать за счет возобновляемых источников энергии. В первую очередь имеется в виду энергия ветра. <...> (С. 13) Печатается по тексту:Ларин В.Страна трех тысяч ветряков // Энергия. 1992. № 1. С. 10–13.
БИОГАЗ<...>“Сан даймонд гроверс оф Калифорния” производит 4,5 мегаватта электроэнергии за счет сжигания скорлупы грецких орехов – побочного продукта их переработки. <...> (С. 32) <...> Фактически все горючие ископаемые могут быть заменены топливом из биомассы. Так, в период с 1977 по 1982 год Япония снизила количество нефти, которое идет на топливо, с 74,5 до 62 процентов, а к 1990 году надеется довести этот показатель до 50 процентов. <...> (С. 33) <...> Для строительства таких отвалов фирма “Калеппио” выпускает геомембраны: водогазонепроницаемый полиэтиленовый материал невиданной доселе ширины – 12 метров. Им выстилают основание отвала. <...> <...> Биогаз, по расчетам фирм, уже начавших эксплуатацию таких контролируемых отвалов, будет выделяться в течение 20 лет с хорошей производительностью – до 250 кубометров в час, этого хватит на получение электроэнергии для города с 100-тысячным населением. <...> <...> Метан выделяется на всех свалках, где есть органический мусор, но обычно он пропадает впустую. За час на свалке близ Хальбенрайна выделяется около 300 кубометров газа, на 60 процентов состоящего из метана (остальное – углекислый газ). <...> (С. 35) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ<...> Мощность солнечного излучения, достигающего Земли, составляет 2? 1017 Вт, что более чем в 30 тыс. раз превышает сегодняшний уровень энергопотребления человечества. <...> (С. 52) <...> В большинстве районов планеты на каждый квадратный километр земной поверхности яркое Солнце бросает бесплатный киловатт лучистой энергии. Если учесть “простой” в ночное время, облака на небосводе и т.п., то можно с запасом считать, что мы имеем средний поток даровой энергии 200–300 ватт на квадратный метр. Не так давно был популярен простейший расчет, в первом приближении он и сегодня справедлив: в среднеазиатской пустыне площадка размером 70? 70 километров даже при нынешних средних фотоэлектрических преобразователях может заменить все электростанции страны. <...> <...> В феврале 1983 года американская фирма “Арка Солар” начала эксплуатировать первую в мире солнечную электростанцию мощностью 1 мегаватт. Эта же компания приступила к строительству фотоэлектрической станции в Калифорнии, мощность которой должна достичь 6,5 мегаватта. На вершинах Гималаев солнечные батареи заряжают никель-кадмиевые аккумуляторы альпинистов. В пустынях Египта они питают ирригационные насосы, а в отдаленных районах Австралии – электрические ограждения для овец. В домах японских крестьян они греют воду и дают электроток. <...> (С. 52) <...> До недавнего времени из-за высокой стоимости солнечных элементов они применялись либо в космонавтике, либо в местностях, отдаленных от линий электропередач, либо в особых видах изделий, где затраты энергии минимальны. Сейчас цена на эти элементы быстро падает: за последние 10 лет она понизилась в 3,5 раза. В этом заслуга химиков, разработавших новые способы получения кремниевых солнечных элементов. Обычно солнечные элементы изготавливают из монокристаллических кремниевых стержней, выращиваемых в лаборатории. Их разделяют на маленькие пластинки, которые затем собирают в панели. Сейчас все большее внимание уделяется поликристаллическому и аморфному кремнию. Ему придают форму пленки толщиной 1 микрометр. КПД элементов на аморфном кремнии составляет 6–10 процентов, а на монокристалле – 12–16 процентов, но первые значительно дешевле, так как для их создания не требуется материала высокой чистоты. <...> (С. 53–54) <...> Пожалуй, первый вопрос, который может возникнуть, это: как велика будет площадь Земли, покрытая преобразовательными системами, для производства заметной в мировом энергетическом бюджете доли электроэнергии? Очевидно, эта площадь зависит от эффективности используемых преобразовательных систем, и поэтому требование разработки эффективных преобразователей особенно важно. Так, например, при 10% КПД солнечных преобразователей (типичное значение КПД для кремниевых фотоэлементов, освоенных в серийном промышленном производстве для нужд космической энергетики) потребовалось бы покрыть такими преобразователями 12500 км2, чтобы произвести всю электроэнергию, необходимую США в 1974 году. Заметим для сравнения, что магистральными автомобильными дорогами в США занята существенно большая территория (50 тыс. км2). <...> (С. 54) <...> Основные методы накопления энергии: электрохимическое накопление аккумуляторами, механическое ( с помощью вращающихся маховиков) и накопление в форме водорода. При электрохимическом методе использование кислотно-свинцовых аккумуляторов не является перспективным не столько по соображениям малой емкости и сравнительно высокой стоимости, сколько вследствие дефицита свинца, который возникает при значительных масштабах использования этого метода. Поэтому электрохимический подход нуждается в дальнейших исследованиях. Электрическую энергию можно преобразовать в механическую и накапливать как кинетическую энергию вращающихся маховиков с последующим обратным преобразованием. При высоких скоростях вращения КПД установки и плотность накопленной энергии на единицу массы и объема могут быть достаточно высоки. Исследования здесь направлены на создание прочных долговечных конструкций, работающих на сверхвысоких скоростях. Производство водорода путем электролиза воды является весьма эффективным и сравнительно дешевым процессом. Водород может сохраняться в виде гидридов металлов или в жидком состоянии, а затем использоваться для выработки электроэнергии в топливных элементах или в качестве горючего. Эффективной, особенно для СЭС небольших мощностей, может оказаться и гидроаккумуляция энергии. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости в новом классе керамических материалов может позволить совершенно по-новому решать эту задачу: путем создания сверхпроводящих индуктивных накопителей электрической энергии. <...> (С. 55) <...> С 1974 года стоимость одного ватта, рождаемого кремниевым полупроводниковым фотоэлементом, снизилась на порядок: с 50 до 5 долларов. Для того, чтобы СЭС стали экономически конкурентоспособными в сравнении с другими типами электростанций, нужно пройти такую же дистанцию – снизить стоимость еще в 10 раз. <...> (С. 56) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ<...> В 1980 году прямое потребление геотермальной энергии в мире достигло порядка 9000 МВт, из них около 60% приходилось на долю бальнеологии. <...> <...> Первые эксперименты по производству электричества из энергии термальных вод были проведены в Лардерелло в 1904 году, когда динамо-машина была присоединена к поршневому двигателю, приводившемуся в действие паром нагретых природных флюидов. Успех эксперимента возвестил о начале производства геотермоэлектричества, которое приблизительно до 1955 года развивалось только в Италии. В 1955–1960 гг. к Италии присоединились еще три страны (Мексика, Новая Зеландия и США), приступившие к производству геотермического электричества, затем в 1965–1970 гг. эта отрасль стала развиваться в Японии и СССР. В конце 1960-х гг. мировые мощности достигли 680 МВт, из них только на долю Италии приходилось 387 МВт. Средние общемировые темпы роста за этот период составляли около 6% в год. Начиная с 1970 года, особенно после 1973 года, наблюдался резкий рост использования геотермальных флюидов для производства электроэнергии: к концу 1979 года общемировая мощность (2022 МВт) возросла в три раза по сравнению с предшествующим десятилетием. В среднем за период с января 1970 года по декабрь 1979 года темпы роста фактически составили 13,6% в год. В первые годы текущего десятилетия развитие геотермоэлектроэнергетики происходило еще более высокими темпами, но они резко замедлились в 1985 и 1986 годах. Тем не менее ежегодные средние темпы роста с января 1981 года по декабрь 1986 года составили 15,2%. На декабрь 1986 года в мире действовало 190 силовых установок мощностью 4734 МВт. В 1986 году на геотермоэлектростанциях было выработано около 99 млрд кВт•ч энергии. Стоимость такой энергии существенно колеблется от страны к стране и даже внутри отдельных стран, главным образом в зависимости от термодинамических характеристик флюидов, типа и размера станций. Для справки можно привести следующие цифры за 1986 год: минимальные затраты – 1,5, максимальные – 9, средние – 4 цента за 1 кВт•ч. <...> (С. 59) <...> В отличие от других первичных источников энергии геотермальные флюиды невозможно транспортировать на расстояние, превышающее несколько километров; их приходится использовать на месте. Поэтому земное тепло – это типично локальный источник энергии. Именно по этой причине работы, связанные с его эксплуатацией (разведка, подготовка буровых площадок, бурение, испытание скважин, забор жидкости, получение энергии, подпитка, передача энергии, создание инфраструктур и т.д.), ведутся, как правило, на относительно небольшом участке с учетом местных условий. <...> (С. 61) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ<...> Приливы обусловлены силами притяжения Луны и Солнца в сочетании с центробежными силами, развивающимися при вращении систем Земля-Луна и Земля-Солнце. Движение этих тел относительно друг друга порождает различные приливные циклы: полусуточный, весенний квадратурный, полугодовой и другие более длительные циклы. Все оказывают влияние на уровень подъема воды, и знание этих колебаний необходимо для правильного проектирования приливных энергетических систем. Амплитуда приливов может значительно увеличиваться за счет таких факторов, как склоны, воронки, характерное отражение и резонанс. Наиболее часто такие условия наблюдаются в устьях рек. <...> (С. 61) <...> Теоретически приливные электростанции могли бы производить в целом 635 тыс. ГВт•ч/год электроэнергии, что является энергетическим эквивалентом более чем 1 млрд баррелей нефти. Наиболее перспективными в этом отношении районами являются залив Фанди в Канаде и США, залив Кука на Аляске, Шозе в бухте Мон-Сен-Мишель во Франции, Мезенский залив в СССР, устье р. Северн в Великобритании, залив Уолкотт в Австралии, Сан-Хосе в Аргентине, залив Асанман в Южной Корее. С незапамятных времен человек стремился использовать энергию приливов. Первые приливные мельницы появились на побережье Бретани, Андалузии и Англии еще в ХII в. В более поздние времена сотни таких устройств приводили в движение лесопильные и мукомольные машины в британских владениях на территории Новой Англии (США). <...> (С. 62) <...> В настоящее время действует совсем немного приливных станций. Электростанция Ранс является первым и крупнейшим предприятием такого рода в мире. Она была задумана как прототип более крупных приливных станций на побережье Бретани. Строительство началось в 1961 г. и завершилось в 1968 г. Система использует двадцать четыре 10-мегаваттных турбины Каплана, обладает проектной мощностью 240 МВт и ежегодно производит около 50 ГВт•ч электроэнергии. Амплитуда прилива в устье реки составляет 14 м. Плотина длиной 750 м ограничивает бассейн площадью 22 км2, который содержит 180 млн м3 полезной воды. Другая крупная приливная электростанция мощностью 20 МВт расположена в Аннаполис-Ройал, в заливе Фанди (провинция Новая Шотландия, Канада). Она была официально открыта в сентябре 1984 г. Система смонтирована на о. Хогс в устье р. Аннаполис на основе уже существующей дамбы, защищающей плодородные земли от затопления морской водой в период штормов. Амплитуда прилива колеблется от 4,4 до 8,7 м. Стоимость станции Аннаполис-Ройал составила 53 млн долл., или 2650 долл. за киловатт мощности. Согласно проекту, цена производимого электричества должна была составлять 2,7 цента за киловатт. Удовлетворительные показатели данной станции подтвердили рентабельность низконапорных гидроресурсов, открыли широкие перспективы строительства крупных приливных станций в Канаде и других частях земного шара. Кислогубская опытно-промышленная станция на побережье Баренцева моря, использующая 400-киловаттный генератор, начала действовать в 1967 году. Средняя амплитуда прилива в этом районе – 3,3 м. В Китае за последние несколько лет были построены три маленькие станции – 40, 150 и 320 кВт. В начале 1986 г. в Китае начала действовать 10-мегаваттная станция, расположенная на Янцзы в провинции Чжэцзян. <...> (С. 63–64) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с.
ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГИЯ ОКЕАНА<...> Природный потенциал энергии теплового градиента оценивается в 1013 Вт. <...> В настоящее время наблюдается значительный разброс в оценках реального потенциала энергии океана, вполне вероятной является цифра порядка 1011 Вт. Для сравнения заметим, что суммарная установленная мощность всех существующих электростанций составляет порядка 1012 Вт. <...> (С. 67) <...> В одной камере происходит адиабатическое расширение теплой морской воды под низким давлением. Водяной пар вращает турбину электрогенератора, а затем поступает в камеру с холодной водой, где давление, естественно, ниже, и конденсируется. Одно из преимуществ данной системы заключается в том, что конденсат представляет собой практически опресненную воду, которую можно использовать для питья.<...> <...> При градиенте температур порядка 20 °С реальный КПД установки преобразования тепловой энергии океана составляет около 3% против 30% у электростанции, работающей на обычном топливе. Поскольку холодная вода находится на большой глубине (вплоть до 100 м), а расход воды на производство 1 МВт электроэнергии достигает порядка 4–8 м3/с, можно представить, каких размеров должна быть установка. <...> (С. 68) Печатается по тексту:Экологически чистая энергетика ( в помощь лектору) / Авт.-сост. А.А. Каюмов. Горький: Горьковский областной совет ВООП и областной молодежный экологический центр “Дронт”, 1990. 76 с. |
|