Typer af energi: traditionel og alternativ. Fremtidens energi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Alle eksisterende energiområder kan betinget opdeles i modne, udviklende og at være i fase af teoretisk undersøgelse. Nogle teknologier er tilgængelige for implementering selv i en privatøkonomi, mens andre kun kan bruges inden for rammerne af industriel støtte. Det er muligt at overveje og vurdere moderne energityper fra forskellige positioner, men universelle kriterier for økonomisk gennemførlighed og produktionseffektivitet er af fundamental betydning. I mange henseender divergerer koncepterne med at bruge traditionelle og alternative energigenereringsteknologier i dag i disse parametre.

traditionel energi

Dette er et bredt lag af etablerede varme- og elindustrier, der leverer omkring 95 % af verdens energiforbrugere. Genereringen af ressourcen finder sted på specielle stationer - disse er objekter for termiske kraftværker, vandkraftværker, atomkraftværker osv. De arbejder med en færdiglavet råvarebase, i processen med at behandle, som målenergien er genereret. Der skelnes mellem følgende stadier af energiproduktion:

• Produktion, klargøring og levering af råvarer tilgenstand for produktion af en eller anden type energi. Det kan være processer med udvinding og berigelse af brændstof, forbrænding af olieprodukter osv.
• Overførsel af råmaterialer til enheder og samlinger, der direkte omdanner energi.
• Processer for energiomdannelse fra primær til sekundær. Disse cyklusser er ikke til stede på alle stationer, men for eksempel, for at lette leveringen og efterfølgende distribution af energi, kan forskellige former for det bruges - hovedsageligt varme og elektricitet.
• Vedligeholdelse af færdig omdannet energi, dens transmission og distribution.

På sidste fase sendes ressourcen til slutbrugere, som kan være både sektorer af den nationale økonomi og almindelige boligejere.

Termisk energiindustri

Den mest almindelige energiindustri i Rusland. Termiske kraftværker i landet producerer mere end 1.000 MW ved at bruge kul, gas, olieprodukter, skiferaflejringer og tørv som råmateriale. Den genererede primærenergi omdannes yderligere til elektricitet. Teknologisk har sådanne stationer en masse fordele, som bestemmer deres popularitet. Disse omfatter krævende driftsforhold og let teknisk organisering af arbejdsgangen.

Termiske kraftanlæg i form af kondensanlæg og kraftvarmeværker kan opføres direkte i de områder, hvor den forbrugbare ressource udvindes, eller hvor forbrugeren befinder sig. Sæsonudsving påvirker ikke stationernes stabilitet, hvilket gør sådanneenergikilder er pålidelige. Men TPP'er har også ulemper, som omfatter brugen af udtømmelige brændstofressourcer, miljøforurening, behovet for at forbinde store mængder arbejdskraftsressourcer osv.

Hydropower

Hydrauliske strukturer i form af energitransformatorstationer er designet til at generere elektricitet som et resultat af omdannelse af vandstrømmens energi. Det vil sige, at den teknologiske generationsproces er leveret af en kombination af kunstige og naturlige fænomener. Under driften skaber stationen et tilstrækkeligt tryk af vand, som derefter ledes til turbinebladene og aktiverer de elektriske generatorer. Hydrologiske energityper adskiller sig i typen af anvendte enheder, konfigurationen af udstyrs interaktion med naturlige vandstrømme osv. I henhold til ydeevneindikatorer kan følgende typer vandkraftværker skelnes:

• Small - generer op til 5 MW.
• Medium - op til 25 MW.
• Kraftfuld - mere end 25 MW.

En klassificering anvendes også afhængigt af vandtrykkets kraft:

• Lavtryksstationer - op til 25 m.
• Middeltryk - fra 25 m.
• Højtryk - over 60 m.

Fordelene ved vandkraftværker omfatter miljøvenlighed, økonomisk tilgængelighed (gratis energi), uudtømmelig arbejdsressource. Samtidig kræver hydrauliske strukturer store startomkostninger til den tekniske organisering af lagerinfrastrukturen og har også begrænsninger mht.geografisk placering af stationer - kun hvor floder giver tilstrækkeligt vandtryk.

Atomkraftindustrien

I en vis forstand er dette en underart af termisk energi, men i praksis er ydeevneindikatorerne for atomkraftværker en størrelsesorden højere end termiske kraftværker. Rusland bruger fulde cyklusser af atomkraftproduktion, hvilket gør det muligt at generere store mængder energiressourcer, men der er også enorme risici ved at bruge teknologier til behandling af uranmalm. Diskussion af sikkerhedsspørgsmål og popularisering af opgaver i denne industri, især, udføres af ANO "Information Center for Nuclear Energy", som har repræsentationskontorer i 17 regioner i Rusland.

Reaktoren spiller en nøglerolle i udførelsen af kerneenergiproduktionsprocesser. Dette er en enhed designet til at understøtte reaktionerne ved fission af atomer, som igen er ledsaget af frigivelse af termisk energi. Der er forskellige typer reaktorer, forskellige i den anvendte type brændstof og kølevæske. Den mest almindeligt anvendte konfiguration er med en letvandsreaktor, der bruger almindeligt vand som kølemiddel. Uranmalm er den vigtigste forarbejdningsressource i atomkraftindustrien. Af denne grund er atomkraftværker norm alt designet til at lokalisere reaktorer tæt på uranforekomster. I dag er der 37 reaktorer i drift i Rusland, hvis samlede produktionskapacitet er omkring 190 milliarder kWh/år.

Karakteristika ved alternativ energi

Næsten alle kilder til alternativ energi sammenlignes positivtøkonomisk overkommelighed og miljøvenlighed. Faktisk er den forarbejdede ressource (olie, gas, kul osv.) i dette tilfælde erstattet med naturlig energi. Dette kan være sollys, vindstrømme, jordvarme og andre naturlige energikilder, med undtagelse af hydrologiske ressourcer, som nu betragtes som traditionelle. Alternative energikoncepter har eksisteret længe, men den dag i dag fylder de en lille del af verdens samlede energiforsyning. Forsinkelser i udviklingen af disse industrier er forbundet med problemer i den teknologiske organisering af elproduktionsprocesser.

Men hvad er årsagen til den aktive udvikling af alternativ energi i dag? I vid udstrækning, behovet for at reducere hastigheden af miljøforurening og miljøproblemer generelt. Også i den nærmeste fremtid kan menneskeheden stå over for udtømningen af de traditionelle ressourcer, der bruges til energiproduktion. Derfor, selv på trods af de organisatoriske og økonomiske forhindringer, er der mere og mere opmærksomhed på projekter til udvikling af alternative energiformer.

geotermisk energi

En af de mest almindelige måder at få energi på derhjemme. Geotermisk energi genereres i processen med akkumulering, overførsel og transformation af jordens indre varme. I industriel skala serviceres underjordiske bjergarter i dybder på op til 2-3 km, hvor temperaturen kan overstige 100°C. Med hensyn til den individuelle brug af geotermiske systemer, bruges overfladeakkumulatorer oftere, placeret ikke i brønde i dybden, menvandret. I modsætning til andre tilgange til at generere alternativ energi klarer næsten alle geotermiske energikilder i produktionscyklussen sig uden et konverteringstrin. Det vil sige, at primær termisk energi i samme form leveres til slutforbrugeren. Derfor bruges et begreb som jordvarmeanlæg.

solenergi

Et af de ældste alternative energikoncepter, der bruger fotovoltaiske og termodynamiske systemer som lagerudstyr. For at implementere den fotoelektriske genereringsmetode bruges omformere af lysfotoners energi (kvanter) til elektricitet. Termodynamiske installationer er mere funktionelle og kan på grund af solstrømme generere både varme med elektricitet og mekanisk energi for at skabe en drivkraft.

Planerne er ret enkle, men der er mange problemer i driften af sådant udstyr. Dette skyldes det faktum, at solenergi i princippet er kendetegnet ved en række funktioner: ustabilitet på grund af daglige og sæsonbestemte udsving, afhængighed af vejret, lav tæthed af lysstrømme. Derfor lægges der stor vægt på studiet af meteorologiske faktorer i designfasen af solpaneler og batterier.

Bølgeenergi

Processen med at generere elektricitet fra bølgerne opstår som et resultat af transformationen af tidevandets energi. I hjertet af de fleste kraftværker af denne type er en pool,som er organiseret enten under adskillelsen af flodmundingen, eller ved at spærre bugten med en dæmning. I den dannede barriere er stikledninger med hydrauliske turbiner anbragt. Når vandstanden ændrer sig under højvande, roterer vindmøllevingerne, hvilket bidrager til produktionen af elektricitet. Til dels ligner denne type energi principperne for drift af vandkraftværker, men mekanikken for interaktion med selve vandressourcen har betydelige forskelle. Bølgestationer kan bruges på kyster af have og oceaner, hvor vandstanden stiger til 4 m, hvilket gør det muligt at generere strøm op til 80 kW/m. Manglen på sådanne strukturer skyldes, at stikledninger forstyrrer udvekslingen af fersk- og havvand, og det påvirker marine organismers liv negativt.

Vindenergi

En anden metode til at generere elektricitet, der er tilgængelig til brug i private husholdninger, kendetegnet ved teknologisk enkelhed og økonomisk overkommelighed. Luftmassernes kinetiske energi fungerer som en bearbejdet ressource, og en motor med roterende blade fungerer som et batteri. Typisk bruger vindenergi elektriske strømgeneratorer, som aktiveres som følge af rotation af lodrette eller vandrette rotorer med propeller. En gennemsnitlig indenlandsk station af denne type er i stand til at generere 2-3 kW.

Fremtidens energiteknologier

Ifølge eksperter vil den samlede andel af kul og olie i den globale balance i 2100 være omkring 3 %, hvilket burde presse termonuklear energi tilbagesom en sekundær energikilde. Solcellestationer bør tage førstepladsen, samt nye koncepter til konvertering af rumenergi baseret på trådløse transmissionskanaler. Processerne med at blive fremtidens energi bør begynde allerede i 2030, hvor perioden med opgivelse af kulbrintebrændstofkilder og overgangen til "rene" og vedvarende ressourcer vil komme.

Russian Energy Outlook

Fremtiden for indenlandsk energi er hovedsageligt forbundet med udviklingen af traditionelle måder at transformere naturressourcer på. Nøglepladsen i industrien skal indtages af atomkraft, men i en kombineret udgave. Atomkraftværkernes infrastruktur vil skulle suppleres med elementer af vandteknik og midler til forarbejdning af miljøvenlige biobrændstoffer. Ikke den sidste plads i de mulige udviklingsperspektiver gives til solcellebatterier. I Rusland, selv i dag, tilbyder dette segment mange attraktive ideer - især paneler, der kan fungere selv om vinteren. Batterier omdanner lysets energi som sådan, selv uden en termisk belastning.

Konklusion

Moderne problemer med energiforsyning sætter de største stater før valget mellem strøm og miljømæssig renlighed af varme- og elproduktion. De fleste af de udviklede alternative energikilder, med alle deres fordele, er ikke i stand til fuldt ud at erstatte traditionelle ressourcer, som igen kan bruges i flere årtier. Derfor er fremtidens energi mangeeksperter præsenterer det som en slags symbiose af forskellige koncepter for energiproduktion. Desuden forventes nye teknologier ikke kun på industrielt niveau, men også i husholdninger. I denne forbindelse kan man bemærke gradient-temperatur- og biomasseprincipperne for energiproduktion.