геосфера. ответы экз энергетика геосферы. Дисцеплина Энергетика геосферы. Экзаменационный билет 1

• Название: Дисцеплина Энергетика геосферы. Экзаменационный билет 1
• Анкор: геосфера
• Дата: 17.11.2022
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: ответы экз энергетика геосферы.docx
• Тип: Документы; #793618
• страница: 1 из 18

Дисцеплина: Энергетика геосферы.

Экзаменационный билет № 1

1.Этапы развития электроэнергетики России.

В развитии электроэнергетики можно выделить следующие основные этапы:

соединение электростанций на параллельную работу и образование первых энергосистем; образование территориальных объединений энергосистем (ОЭС);

создание Единой энергетической системы (ЕЭС);

функционирование электроэнергетики после образования независимых государств на территории бывшего СССР.

С созданием первых энергосистем возникли серьезные проблемы, и в первую очередь проблема устойчивости. Случаи нарушения устойчивости наблюдались в США еще в 1921 г. В нашей стране они произошли несколько позже — в конце 20-х годов в «Мосэнерго». В следующем десятилетии случаи нарушения устойчивости учащаются и превращаются в бич энергоснабжения. Часто причинами нарушений устойчивости был дефицит активных и реактивных мощностей и недопустимо низкие уровни частоты и напряжения, приводящие к авариям типа «лавины частоты» и «лавины напряжения».

Важнейшее значение приобретают углубление интеграции стран СНГ в области электроэнергетики и организация эффективного оперативно-технологического взаимодействия объединенных энергосистем государств Содружества. Это позволит оптимальным образом развивать электроэнергетику, уменьшить объем необходимых инвестиций, повысить надежность электроснабжения потребителей, улучшить использование первичных энергоресурсов, осуществлять взаимовыгодные обмены электроэнергией, уменьшить затраты на топливо для электростанций и оказать в целом положительное влияние на экономику стран СНГ, повысить ее конкурентоспособность на мировом рынке.
2. Схема преобразования энергии солнца в энергию биомассы. Эффективность преобразования.

Следует различать три существующих пути использования солнечной энергии:
1) преобразование солнечной энергии в электрическую;

2) получение тепловой энергии;

3) производство биомассы, концентрирование солнечной энергии автотрофными организмами и последующее использование их химической энергии.
Производство биомассы автотропными организмами. Это одно из важнейших направлений использования солнечной энергии связано с живыми (в первую очередь растительными) организмами. Автотрофные организмы ежегодно ассимилируют в результате процесса фотосинтеза около 200 млрд тонн углерода, превращая его в органические соединения. Общее энергосодержание образующейся при этом биомассы оценивается в 3 • 1021 Дж. Эт,а величина примерно в 10 раз превышает ежегодное мировое потребление энергии и в 200 раз больше энергосодержания ежегодно потребляемой человечеством пищи. Эффективность фотосинтеза с точки зрения трансформации солнечной энергии является крайне низкой, в среднем 0,1% от теоретической величины, равной 15%. Однако имеются растения, которые используют 1 3% солнечной энергии (некоторые растения на севере). Таким образом, имеются громадные возможности для селекционеров; в перспективе это огромный резерв пищи. Общее количество энергии солнечного излучения, получаемое поверхностью Земли за год, более чем в 20000 раз превышает современный уровень мирового производства энергии.

Доля растительной биомассы в мировом потреблении энергии пока сравнительно невелика и составляет примерно 8% от общего количества топлива, расходуемого в мире. Однако для развивающихся стран биомасса растений, т. е. дрова и сжигаемые отходы сельского и лесного хозяйства, чрезвычайно важны и в настоящее время являются основными источниками получения энергии. В развивающихся странах на долю биологических источников энергии (в основном это дрова) приходится 68% получаемой энергии, в странах Дальневосточного региона (за исключением Японии) 50%. В странах Европейского экономического сообщества растительная биомасса служит источником 5% получаемой энергии, что эквивалентно, однако, расходу примерно 500 млн тонн нефти в год. В США доля энергии, получаемой из топлива растительного происхождения, составляет более 3% от общего баланса производства энергии и неуклонно увеличивается.
Возросший интерес к растительным источникам топлива в развитых странах связан не только с удорожанием нефти и продуктов ее переработки, но и с ростом коэффициента полезного использования энергии в дровяных печах (США). Совершенствование конструкций печей позволило увеличить КПД их использования до 30-80%. Однако при этом резко возросла их стоимость, поэтому в развивающихся странах до настоящего времени пользуются в основном печами старых образцов, имеющих КПД б 8%.

Сжигание растительного топлива в бытовых печах далеко не единственный способ переработки биомассы, синтезируемой или образующейся в результате жизнедеятельности живых организмов (табл. 15.1). Перспективы использования тех или иных способов переработки биомассы по-разному оцениваются в различных странах и определяются климатическими условиями и доступностью других источников энергии. Одним из важнейших среди вспомогательных источников энергии справедливо считают отходы сельскохозяйственного производства, в том числе жидкие и твердые отходы животноводства. Сосредоточенная в них химическая энергия это тоже результат трансформации солнечной энергии.
Наиболее перспективный метод переработки таких отходов связан с получением биогаза смеси горючего газа метана (60 70%) и негорючего углекислого газа (30 -35%). В нем обычно бывает немного примесей: сероводород, водород, кислород, азот. Образуется биогаз в результате анаэробного разложения органических соединений, поэтому сырьем для его получения могут быть не только отходы животноводства, но и осадок сточных вод, мусор и некоторые другие органические отходы.
При анаэробном разложении таких отходов, в зависимости от химического состава сырья, выделяется от 5 до 15 м3 биогаза на 1 кг перерабатываемой органики. Обычно процесс идет не до конца, и примерно половина органических веществ не разлагается. Но этот неразложив- шийся остаток является прекрасным удобрением. Поскольку процесс анаэробного разложения протекает при температуре 50-55 °С в течение нескольких дней, значительная доля болезнетворных микроорганизмов и яиц гельминтов гибнет, поэтому образующийся остаток обеззараживается и происходит его дезодорация. В состав этого остатка входят азот, фосфор, калий и другие микроэлементы. Использование такого удобрения в сельском хозяйстве замыкает кругооборот веществ. Вещества, извлеченные из почвы растениями, вновь возвращаются в почвенный слой.
Полученный в результате анаэробного разложения биогаз имеет теплотворную способность около 5000 ккал/м3. Его можно сжигать для получения электроэнергии, отопления домов, использовать в качестве горючего для автомобилей и тракторов. Работы по получению биогаза при переработке сельскохозяйственных отходов широко ведутся в различных странах мира.
Таким образом, при производстве биогаза можно не только избавиться от неприятных отходов животноводства, но и получить энергию и ценное удобрение.