Energiya turlari: an'anaviy va muqobil. Kelajak energiyasi

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Energetikaning barcha mavjud sohalarini shartli ravishda etuk, rivojlanayotgan va nazariy oʻrganish bosqichida boʻlganlarga boʻlish mumkin. Ba'zi texnologiyalar hatto xususiy iqtisodiyotda ham amalga oshirilishi mumkin, boshqalari esa faqat sanoatni qo'llab-quvvatlash doirasida qo'llanilishi mumkin. Zamonaviy energiya turlarini turli pozitsiyalardan ko'rib chiqish va baholash mumkin, ammo iqtisodiy maqsadga muvofiqlik va ishlab chiqarish samaradorligining universal mezonlari fundamental ahamiyatga ega. Ko'p jihatdan an'anaviy va muqobil energiya ishlab chiqarish texnologiyalaridan foydalanish tushunchalari bugungi kunda ushbu parametrlarda farqlanadi.

An'anaviy energiya

Bu jahon energiya iste'molchilarining qariyb 95 foizini ta'minlaydigan issiqlik va energiya sanoatining keng qatlami. Resurs ishlab chiqarish maxsus stansiyalarda amalga oshiriladi - bular issiqlik elektr stansiyalari, gidroelektrostantsiyalar, atom elektr stantsiyalari va boshqalar ob'ektlari. Ular tayyor xom ashyo bazasi bilan ishlaydi, qayta ishlash jarayonida maqsadli energiya olinadi. hosil qilinadi. Energiya ishlab chiqarishning quyidagi bosqichlari ajratiladi:

• Xom ashyo ishlab chiqarish, tayyorlash va yetkazib berishenergiyaning u yoki bu turini ishlab chiqarish ob'ekti. Bular yoqilg'ini qazib olish va boyitish, neft mahsulotlarini yoqish va hokazo jarayonlar bo'lishi mumkin.
• Xom ashyoni energiyani toʻgʻridan-toʻgʻri aylantiruvchi birlik va agregatlarga oʻtkazish.
• Energiyani birlamchidan ikkilamchiga aylantirish jarayonlari. Bu davrlar hamma stantsiyalarda mavjud emas, lekin, masalan, energiyani yetkazib berish va keyinchalik taqsimlash qulayligi uchun uning turli shakllaridan foydalanish mumkin - asosan issiqlik va elektr energiyasi.
• Tayyor aylantirilgan energiyani saqlash, uni uzatish va taqsimlash.

Yakuniy bosqichda resurs milliy iqtisodiyot tarmoqlari ham, oddiy uy-joy mulkdorlari ham boʻlishi mumkin boʻlgan oxirgi foydalanuvchilarga yuboriladi.

Issiqlik energetikasi

Rossiyadagi eng keng tarqalgan energetika sanoati. Mamlakatdagi issiqlik elektr stansiyalari xom ashyo sifatida ko‘mir, gaz, neft mahsulotlari, slanets konlari va torfdan foydalangan holda 1000 MVt dan ortiq quvvat ishlab chiqaradi. Ishlab chiqarilgan birlamchi energiya keyinchalik elektr energiyasiga aylanadi. Texnologik jihatdan bunday stantsiyalar juda ko'p afzalliklarga ega, bu ularning mashhurligini belgilaydi. Bularga oddiy ish sharoitlari va ish jarayonini texnik tashkil etish qulayligi kiradi.

Kondensatsiya inshootlari va issiqlik elektr stansiyalari koʻrinishidagi issiqlik elektr inshootlari toʻgʻridan-toʻgʻri isteʼmol qilinadigan resurs qazib olinadigan yoki isteʼmolchi joylashgan hududlarda qurilishi mumkin. Mavsumiy tebranishlar stansiyalarning barqarorligiga ta'sir qilmaydi, bu shunday qiladienergiya manbalari ishonchli. Ammo IES ning kamchiliklari ham bor, ular orasida tugaydigan yoqilg'i resurslaridan foydalanish, atrof-muhitning ifloslanishi, katta miqdordagi mehnat resurslarini ulash zarurati va hokazo.

Gidroenergetika

Energetik podstansiyalar koʻrinishidagi gidrotexnik inshootlar suv oqimi energiyasini konvertatsiya qilish natijasida elektr energiyasi ishlab chiqarishga moʻljallangan. Ya'ni avlodning texnologik jarayoni sun'iy va tabiiy hodisalarning uyg'unligi bilan ta'minlanadi. Ish paytida stansiya suvning etarli bosimini hosil qiladi, so'ngra turbina pichoqlariga yo'n altiriladi va elektr generatorlarini ishga tushiradi. Energiyaning gidrologik turlari ishlatiladigan birliklar turiga, uskunaning tabiiy suv oqimlari bilan oʻzaro taʼsiri konfiguratsiyasiga va boshqalarga koʻra farqlanadi. Ishlash koʻrsatkichlariga koʻra gidroelektrostansiyalarning quyidagi turlarini ajratish mumkin:

• Kichik - 5 MVtgacha ishlab chiqaradi.
• Oʻrta - 25 MVtgacha.
• Kuchli - 25 MVt dan ortiq.

Suv bosimi kuchiga qarab tasnif ham qo'llaniladi:

• Past bosimli stansiyalar - 25 m gacha.
• Oʻrtacha bosim - 25 m dan.
• Yuqori bosim - 60 m dan yuqori.

GESlarning afzalliklari orasida ekologik tozalik, iqtisodiy foydalanish (bepul energiya), bitmas-tuganmas ish resursi kiradi. Shu bilan birga, gidrotexnik inshootlar saqlash infratuzilmasini texnik tashkil etish uchun katta boshlang'ich xarajatlarni talab qiladi, shuningdek, cheklovlarga ega.bekatlarning geografik joylashuvi - faqat daryolar etarli suv bosimini ta'minlagan joyda.

Atom energetikasi

Qaysidir ma'noda, bu issiqlik energiyasining kichik turi, ammo amalda atom elektr stantsiyalarining ishlash ko'rsatkichlari issiqlik elektr stantsiyalariga qaraganda kattaroq tartibdir. Rossiya atom energiyasini ishlab chiqarishning to'liq tsiklidan foydalanadi, bu katta hajmdagi energiya resurslarini ishlab chiqarishga imkon beradi, ammo uran rudasini qayta ishlash texnologiyalaridan foydalanishning katta xavflari ham mavjud. Xavfsizlik masalalarini muhokama qilish va ushbu sohaning vazifalarini ommalashtirish, xususan, Rossiyaning 17 ta hududida vakolatxonalariga ega bo'lgan "Atom energiyasi bo'yicha axborot markazi" ANO tomonidan amalga oshiriladi.

Reaktor yadro energiyasini ishlab chiqarish jarayonlarini amalga oshirishda asosiy rol o'ynaydi. Bu atomlarning bo'linish reaktsiyalarini qo'llab-quvvatlash uchun mo'ljallangan birlik bo'lib, ular o'z navbatida issiqlik energiyasini chiqarish bilan birga keladi. Amaldagi yoqilg'i va sovutish suvi turiga qarab har xil turdagi reaktorlar mavjud. Eng ko'p ishlatiladigan konfiguratsiya oddiy suvni sovutish suvi sifatida ishlatadigan engil suv reaktoridir. Uran rudasi atom energetikasida asosiy qayta ishlash resursidir. Shu sababli, atom elektr stantsiyalari odatda uran konlariga yaqin reaktorlarni joylashtirish uchun mo'ljallangan. Bugungi kunda Rossiyada 37 ta reaktor ishlamoqda, ularning umumiy ishlab chiqarish quvvati yiliga 190 milliard kVt/soatni tashkil qiladi.

Muqobil energiyaning xususiyatlari

Deyarli barcha muqobil energiya manbalari ijobiy taqqoslanadimoliyaviy qulaylik va ekologik tozalik. Aslida, bu holda qayta ishlangan resurs (neft, gaz, ko'mir va boshqalar) tabiiy energiya bilan almashtiriladi. Bu quyosh nuri, shamol oqimlari, er issiqligi va boshqa tabiiy energiya manbalari bo'lishi mumkin, hozirgi vaqtda an'anaviy deb hisoblangan gidrologik resurslar bundan mustasno. Muqobil energiya tushunchalari uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lib kelgan, ammo hozirgi kunga qadar ular butun dunyo energiya ta'minotida kichik ulushni egallaydi. Ushbu tarmoqlarning rivojlanishidagi kechikishlar elektr energiyasi ishlab chiqarish jarayonlarini texnologik tashkil etishdagi muammolar bilan bog'liq.

Ammo bugungi kunda muqobil energiyaning faol rivojlanishining sababi nimada? Atrof-muhitning ifloslanish darajasini va umuman ekologik muammolarni kamaytirish zarurati katta darajada. Shuningdek, yaqin kelajakda insoniyat energiya ishlab chiqarishda ishlatiladigan an'anaviy resurslarning tugashi bilan duch kelishi mumkin. Shu bois, tashkiliy va iqtisodiy to‘siqlarga qaramay, energiyaning muqobil turlarini rivojlantirish loyihalariga tobora ko‘proq e’tibor qaratilmoqda.

Geotermal energiya

Uyda energiya olishning eng keng tarqalgan usullaridan biri. Geotermal energiya Yerning ichki issiqligini to'plash, uzatish va o'zgartirish jarayonida hosil bo'ladi. Sanoat miqyosida er osti jinslariga 2-3 km gacha bo'lgan chuqurliklarda xizmat ko'rsatiladi, bu erda harorat 100 ° S dan oshishi mumkin. Geotermal tizimlardan individual foydalanishga kelsak, chuqurlikdagi quduqlarda emas, balki chuqurlikda joylashgan sirt akkumulyatorlari ko'proq qo'llaniladi.gorizontal. Muqobil energiya ishlab chiqarishning boshqa yondashuvlaridan farqli o'laroq, ishlab chiqarish tsiklidagi deyarli barcha geotermal energiya manbalari konversiya bosqichisiz amalga oshiriladi. Ya'ni, oxirgi iste'molchiga bir xil shakldagi birlamchi issiqlik energiyasi etkazib beriladi. Shuning uchun geotermal isitish tizimlari kabi tushuncha ishlatiladi.

Quyosh energiyasi

Eng qadimgi muqobil energiya tushunchalaridan biri, saqlash uskunasi sifatida fotovoltaik va termodinamik tizimlardan foydalanish. Fotoelektrik ishlab chiqarish usulini amalga oshirish uchun yorug'lik fotonlari (kvantalari) energiyasini elektrga aylantiruvchi vositalar qo'llaniladi. Termodinamik qurilmalar yanada funktsional va quyosh oqimlari tufayli harakatlantiruvchi kuch yaratish uchun ham elektr, ham mexanik energiya bilan issiqlik hosil qilishi mumkin.

Sxemalar juda oddiy, ammo bunday uskunaning ishlashida ko'plab muammolar mavjud. Buning sababi shundaki, quyosh energiyasi, printsipial jihatdan, bir qator xususiyatlar bilan tavsiflanadi: kunlik va mavsumiy tebranishlar tufayli beqarorlik, ob-havoga bog'liqlik, yorug'lik oqimlarining past zichligi. Shuning uchun quyosh panellari va batareyalarini loyihalash bosqichida meteorologik omillarni o'rganishga katta e'tibor beriladi.

Toʻlqin energiyasi

To'lqinlardan elektr energiyasini ishlab chiqarish jarayoni to'lqin energiyasining o'zgarishi natijasida sodir bo'ladi. Ushbu turdagi ko'pgina elektr stantsiyalarining markazida basseyn,daryoning og'zini ajratish paytida yoki ko'rfazni to'g'on bilan to'sish orqali tashkil etiladi. Shakllangan to'siqda gidravlik turbinali suv o'tkazgichlar o'rnatiladi. To'lqinlar paytida suv sathi o'zgarganda, turbina pichoqlari aylanadi, bu esa elektr energiyasini ishlab chiqarishga yordam beradi. Qisman energiyaning bu turi gidroelektr stansiyalarining ishlash tamoyillariga o'xshaydi, lekin suv resursining o'zi bilan o'zaro ta'sir qilish mexanikasi sezilarli farqlarga ega. To'lqinli stantsiyalar dengiz va okeanlarning qirg'oqlarida ishlatilishi mumkin, bu erda suv sathi 4 m gacha ko'tariladi, bu esa 80 kVt / m gacha energiya ishlab chiqarish imkonini beradi. Bunday tuzilmalarning yo'qligi trubalarning chuchuk va dengiz suvlari almashinuvini buzishi va bu dengiz organizmlari hayotiga salbiy ta'sir ko'rsatishi bilan bog'liq.

Shamol energiyasi

Texnologik soddaligi va iqtisodiy arzonligi bilan ajralib turadigan xususiy uy xo'jaliklarida foydalanish mumkin bo'lgan elektr energiyasini ishlab chiqarishning yana bir usuli. Havo massalarining kinetik energiyasi qayta ishlangan resurs rolini o'ynaydi va aylanadigan pichoqli dvigatel batareya vazifasini bajaradi. Odatda, shamol energiyasi vertikal yoki gorizontal rotorlarning pervanellar bilan aylanishi natijasida faollashtirilgan elektr toki generatorlarini ishlatadi. Bunday turdagi o'rtacha mahalliy stansiya 2-3 kVt quvvat ishlab chiqarishga qodir.

Kelajakning energiya texnologiyalari

Mutaxassislarning fikriga ko'ra, 2100 yilga borib ko'mir va neftning global balansdagi umumiy ulushi taxminan 3% ni tashkil qiladi, bu esa termoyadro energiyasini orqaga surishi kerak.energiya resurslarining ikkilamchi manbai sifatida. Quyosh stantsiyalari birinchi o'rinni egallashi kerak, shuningdek, simsiz uzatish kanallari asosida kosmik energiyani aylantirish bo'yicha yangi kontseptsiyalar. Kelajak energiyasiga aylanish jarayonlari uglevodorod yoqilg'i manbalaridan voz kechish, "toza" va qayta tiklanadigan resurslarga o'tish davri kelganda, 2030 yilda boshlanishi kerak.

Rossiyaning energiya istiqbollari

Mahalliy energetikaning kelajagi asosan tabiiy resurslarni oʻzgartirishning anʼanaviy usullarini ishlab chiqish bilan bogʻliq. Sanoatdagi asosiy o'rinni atom energetikasi egallashi kerak, ammo birlashtirilgan versiyada. Atom elektr stantsiyalari infratuzilmasi gidrotexnika elementlari va ekologik toza bioyoqilg'ini qayta ishlash vositalari bilan to'ldirilishi kerak. Mumkin bo'lgan rivojlanish istiqbollarida oxirgi o'rin quyosh batareyalariga berilmaydi. Rossiyada bugungi kunda ham ushbu segment juda ko'p jozibali g'oyalarni taklif qiladi - xususan, qishda ham ishlashi mumkin bo'lgan panellar. Batareyalar yorug'lik energiyasini termal yuksiz ham o'zgartiradi.

Xulosa

Energiya ta'minotining zamonaviy muammolari eng yirik davlatlarni energiya va issiqlik va elektr energiyasini ishlab chiqarishning atrof-muhit tozaligi o'rtasida tanlov qilish oldiga qo'yadi. Ishlab chiqilgan muqobil energiya manbalarining aksariyati barcha afzalliklari bilan an'anaviy resurslarni to'liq almashtira olmaydi, bu esa o'z navbatida yana bir necha o'n yillar davomida ishlatilishi mumkin. Shuning uchun kelajak energiyasi juda ko'pMutaxassislar uni energiya ishlab chiqarishning turli tushunchalarining o'ziga xos simbiozi sifatida taqdim etadilar. Bundan tashqari, yangi texnologiyalar nafaqat sanoat darajasida, balki uy xo'jaliklarida ham kutilmoqda. Shu munosabat bilan energiya ishlab chiqarishning gradient-harorat va biomassa tamoyillarini ta'kidlash mumkin.