Практическое занятие №1. Занятие 1 Введение в дисциплину Альтернативные источники энергии Цель

• Название: Занятие 1 Введение в дисциплину Альтернативные источники энергии Цель
• Дата: 08.02.2023
• Размер: 35.24 Kb.
• Имя файла: Практическое занятие №1.docx
• Тип: Занятие; #927056

Практическое занятие № 1

Введение в дисциплину «Альтернативные источники энергии»

Цель:

Ознакомление с основными понятиями традиционной и альтернативной энергетики. Определение их роли в экономике РФ в современных условиях и реалиях.

Задание:

1. 
   Подготовить и озвучить доклады-презентации по следующим темам:
   

1. Традиционные и невозобновляемые источники энергии (уголь, природный газ, нефть и нефтепродукты, ядерная энергетика) в РФ, их роль и удельный вес в топливно-энергетическом балансе страны, имеющиеся запасы ресурсов, прогноз исчерпания и перспективы развития до 2035 г.

2. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) (солнечная, ветровая, геотермальная, гидравлическая, термоэлектрическая энергия, энергия биомассы животного, растительного и бытового происхождения, твердых бытовых отходов; топливные элементы, водородная энергетика; энергия морских приливов, волн, течений; сбросовых технологических и бытовых вод; энергия низкотемпературного тепла Земли, воздуха, рек, озер и др.) Понятие, роль в топливно-энергетическом балансе страны, перспективы развития, имеющиеся проблемы.

3. Экологические проблемы энергетики в РФ.

4. Динамика потребления энергоресурсов в России и развитие энергетического хозяйства.

5. Нормативно-правовая база развития НВИЭ и энергетики (ТЭК) в целом

2. 
   Формирования глоссария (словаря основных терминов)
   
3. 
   Разработать систему резюмирующих презентационных слайдов на тему «Введение в дисциплину»
   
4. 
   Заполнить контрольный тест по закреплению знаний на заданную тему практического занятия №1
   

Литература

1. 
   Возобновляемые источники энергии. Учебно-методическое обсуждение. Минобразования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «Удмуртский госуниверситет», 2012г.
   
2. 
   М.В. Голицын, А.Н. Голицын, Н. М. Пронина «Альтернативные энергоносители», Москва, Наука, 20074 г.
   
3. 
   Л.М. Четомникова «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии» Учебное пособие к практическим занятиям. Челябинск. Издание Центр ЮУрГУ 2010 г.
   
4. 
   Доклад МЭА «Возобновляемая энергия в России: от возможности к реальности», 2002 г.
   
5. 
   Указ президента РФ «О стратегии экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года», № 176 от 19.04.2017.
   
6. 
   Росстат РФ Топливно-энергетический баланс.
   
7. 
   Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 (Утвержденное распоряжением правительства РФ №1523-р от 09.06.2020 г.).
   
8. 
   Стратегия развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035г. (Распоряжение правительства РФ №2914-Р от 22.12.2018г.).
   
9. 
   Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие (Губарь В.Я., Арзамасцев А.Г. – Липецкий государственный технический университет, ЭБС АВС, 2014. – премиум версия)
   
10. 
    Альтернативные источники энергии: учебное пособие (Васильцева Е.А. – Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна, 2018. – премиум версия).
    
11. 
    Нетрадиционные источники энергии: биоэнергетике (Кузьмин С.Н., Ляшков В.И. – ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М; 2021).
    
12. 
    Змановская Е.В. Альтернативные источники энергии в транспортно- технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования, 2015 г. – ФГБОУ ВПО ВГЛТУ им. Г.Ф.Морозова (ИНФРА-М)
    
13. 
    Чуенкова И.Ю. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии – учебное пособие – Северо-Кавказский федеральный университет, 2015 г.- премиум версия.
    

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ:

Энергетика — отрасль народного хозяйства, охватывающая энергетические ресурсы: выработку, преобразование и использование различных видов энергии.

Теплоэнергетика — отрасль теплотехники, занимающаяся преобразованием тепловой энергии в другие виды энергий (механическую, электрическую).

Температура — физическая величина, характеризующая степень нагретости тела. С молекулярно-кинетической точки зрения температура есть мера интенсивности теплового движения молекул. Численное значение температуры связано с величиной средней кине­тической энергии молекул.

Температурное поле — совокупность значений температуры во всех точках рассматри­ваемого тела в данный момент времени.

Изотермическая поверхность — поверхность внутри тела или на его границах, имею­щая одинаковую температуру.

Давление — взаимодействие молекул рабочего тела с поверхностью. Численно оно равно силе, действующей на единицу площади поверхности тела по нормали к ней.

В системе СИ давление выражается в паскалях (1 Па = 1 н/м²), в технических атмос­ферах (1 ат = 1 кгс/см² = 105 Па).

Отопление — процесс поддержания нормируемой температуры воздуха в закрытых по­мещениях.

Система отопления — техническая установка, состоящая из комплекта оборудования, связанного между собой конструктивными элементами, предназначенная для получения, переноса и передачи заданного количества теплоты в обогреваемое помещение.

Теплопотребляемая установка — комплекс устройств, использующих тепловую энер­гию для отопления, вентиляции, горячего водоснабжения, кондиционирование воздуха и технологических нужд.

Теплоснабжение - обеспечение потребителей тепловой энергией.

Теплосчетчик — прибор или комплект приборов (средств измерения), предназначен­ный для определения количества теплоты и измерения массы и параметров теплоносителя.

Узел учета — комплект приборов и устройств, обеспечивающий учет тепловой энер­гии, массы (объема) теплоносителя, а также контроль и регистрацию его параметров.

Потребитель тепловой энергии — юридическое или физическое лицо, которому при­надлежит теплопотребляющие установки, присоединенные к системе теплоснабжения энергоснабжающей организации.

Система теплоснабжения — совокупность взаимосвязанных источника теплоты, те­пловых сетей и систем теплопотребления.

Система теплопотребления — комплекс теплопотребляющих установок с соедини­тельными трубопроводами или тепловыми сетями.

Тепловая сеть — совокупность трубопроводов и устройств, предназначенных для пере­дачи тепловой энергии.

Виды тепловых нагрузок — отопительная, вентиляционная, технологическая, конди­ционирование воздуха, горячее водоснабжение.

Водосчетчик — измерительный прибор, предназначенный для измерения массы (объ­ема) воды, протекающей в трубопроводе через сечение, перпендикулярное направлению скорости потока.

Водоохранная зона — территория, выделяемая для охраны водных источников от за­грязнения и истощения.

Водопользование — использование водных ресурсов для нужд населения и народного хозяйства в порядке, установленном водным законодательством.

Биомасса — выраженное в единицах массы (веса) или энергии количество живого ве­щества тех или иных организмов, приходящееся на единицу площади или объема.

Биосфера — часть географической оболочки земли, где обитают живые организмы. Верхняя граница биосферы находится на высоте 10 — 12 км от земной коры, нижняя на глубине 2 — 3 км в нефтеносных водах.

Землеустройство — система государственных мероприятий по организации наиболее полного, рационального и эффективного использования земли.

Кадастр земельный — совокупность сведений о земле, отображающих важные для сельскохозяйственной деятельности земли и их класс (количество, качественное состоя­ние, хозяйственную ценность, правовое положение).

Кадастр водный - свод сведений о водных ресурсах и источниках страны. Включает географическое описание, запасы, качество и режим вод в них.

Оценка природных ресурсов кадастровая — определение денежной цены природного ресурса как результат теоретических исследований и подсчетов.

Оценка природных ресурсов эколого-экономическая — определение экономической ценности естественного ресурса с учетом экологических последствий его использования и последующих потерь или выигрышей в цепи экологических изменений, вызванных экс­плуатацией ценного ресурса.

Охрана природы — система государственных, общественных и международных меро­приятий, обеспечивающих рациональное использование природных ресурсов, умножение и охрану природных ресурсов от разрушения и истощения.

Электрическая станция — промышленное предприятие, вырабатывающее электроэнергию и обеспечивающее её передачу потребителям по электрической сети. На электро­станции происходит преобразование энергии какого-либо природного источника в меха­ническую энергию вращения турбины и далее с помощью электрических генераторов — в электрическую энергию. В зависимости от того, какой природный источник энергии ис­пользуется, выбирается тип электростанции.

Теплоэлектростанция (ТЭС) — преобразует теплоту, выделяющуюся при сжигании топлива в электроэнергию.

Первые ТЭС появились в конце XIX века (в 1882 г. — в Нью-Йорке, в 1883 г. — в Петербурге, в 1884 г. — в Берлине) и получили преимущественное распространение. В настоящее время более .50% всей электроэнергии мира производится па тепловых элек­тростанциях. большинство городов России снабжаются ТЭЦ — теплоэлектроцентралями, производящими не только электроэнергию, но и тепло в виде горячей воды.

Такая система является довольно-таки непрактичной, так как в отличие от электрока­беля надежность теплотрасс чрезвычайно низка на больших расстояниях и характеризует­ся большими потерями тепла, что снижает КПД ТЭЦ до 50- 60%.

Гидроэлектростанция (ГЭС) — преобразует естественные водные ресурсы реки в гидроэнергетические ресурсы с помощью строительства гидротехнических сооружений.

Гидроэнергетические ресурсы используются в турбине и превращаются в механическую энергию, механическая энергия используется в генераторе и превращается в электриче­скую энергию. Гидроэлектростанции находятся на втором месте по количеству выраба­тываемой электроэнергии. Они производят наиболее дешёвую электроэнергию, но име­ют довольно большую стоимость и длительность строительства. Именно ГЭС позволили СССР в первые десятилетия совершить большой прорыв в развитии социалистической промышленности.

Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — их действие основано на циклич­ном перемещении одного и того же объема воды между двумя бассейнами: верхним и ниж­ним. В ночные часы, когда потребность в электроэнергии мала, вода перекачивается из нижнего водохранилища в верхнее потребляя излишки производимой электроэнергии.

Днем, когда резко возрастает потребление электричества, вода сбрасывается из верхнего водохранилища вниз, через турбины, вырабатывая при этом электроэнергию. Это выгод­но, так как остановки ГЭС в ночное время невозможны. Таким Образом, ГАЭС позволяет решить проблему пиковых нагрузок.

Приливные электростанции (ПЭС) Природа сама создает условия для получения на­пора, под которым может быть использована вода морей. В результате приливов и отливов между поверхностями бассейна и моря образуется разница уровней (до 13 метров) и таким образом создается напор. Главным недостатком таких станций является вынужденный ре­жим работы. Приливные электростанции дают свою мощность не тогда, когда этого тре­бует потребитель, а в зависимости от приливов и отливов воды. Велика также стоимость сооружения таких станций.

Атомная электростанция (АЭС). Первая в мире АЭС — Обнинская была пущена в 1954 году в России. Самый потенциально опасный вид электростанций. С момента черно­быльской катастрофы 1986 года прекратилось их проектирование и строительство. С раз­витием и широкомасштабным распространением по России электростанций на нетрадици­онных возобновляемых источниках энергии необходимо заглушить все реакторы атомных электростанций.

Нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) следует рассматривать как альтернативу традиционной энергетике, решающие энергетические, экологические, продовольственные, социально-экономические задачи и задачи безопасности страны.

К НВИЭ в мировой практике относят: солнечную, ветровую, геотермальную, гидрав­лическую, энергию морских приливов, волн, течений, термоэлектрическую энергию, энер­гию температурного градиента морской £оды, низкотемпературного тепла Земли, воздуха, рек, озер, сбросовых технологических и бытовых вод, биомассу животного, растительного и бытового происхождения, твердые бытовые отходы, топливные элементы и водородную энергетику.

Традиционные невозобновляемые источники энергии: уголь, нефть и нефтепродукты, природный газ, ядерное топливо.

Биогаз - горючий газ, получаемый из сельскохозяйственных и быто­вых отходов.

Биосфера - область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Биотопливо - топливо, возобновляемое ежегодно в результате фото­синтеза и хозяйственной деятельности (древесина, торф, полевые культу­ры, иловые осадки, бытовые отходы).

Ветроагрегат - агрегат, включающий ветродвигатель (лопастное колесо) и электрогенератор.

Ветровая электростанция (ВЭС) - электростанция, состоящая из нескольких ветровых энергоустановок (ВЭУ), преобразующих энергию ветра в электроэнергию.

Ветродвигатель - лопастный двигатель, преобразующий энергию ветра в механическую энергию. Вместе с электрогенератором входит в со­став ветроагрегата.

Водородная энергетика - получение и использование водородного топлива.

Волновая энергоустановка - устройство для преобразования энергии морских волн в электроэнергию.

Вторичные энергоресурсы - теплота, которая остается после сжига­ния топлива в производственных процессах и тепловых машинах, и кото­рую можно использовать для выработки электроэнергии и теплофикации.

Гелиостаты - зеркала, фокусирующие солнечные лучи на башне солнечной паротурбинной установки.

Геотермальная электростанция (ГеоТЭС) - комплекс оборудования, использующий тепловую энергию горячих источников Земли для выработ­ки электроэнергии и теплоснабжения.

Гидроагрегат - агрегат, состоящий из гидравлической турбины и электрического генератора (гидрогенератора).

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС) - гидростанция, ко­торая закачивает воду в верхний бассейн в периоды провала нагрузки в энергосистеме и срабатывает напор в периоды пиков.

Двухконтурная ГеоТЭС - паротурбинная электростанция, рабочее тело которой получает теплоту в парогенераторе от геотермальной парово­дяной смеси.

Детандер-генераторные установки - газотурбинные установки на отводах от магистральных газопроводов к газораспределительным сетям.

Иловые осадки - перебродившие осадки органики после переработки городских сточных вод.

Капсульный гидроагрегат - горизонтальная гидротурбина и гидро­генератор, заключенные в капсулу. Применяется на низконапорных ГЭС, на ГАЭС и ПЭС.

Котлы с кипящим слоем - котлы, в топках которых измельченное топливо сжигается в слое инертного материала, продуваемого снизу воз­духом.

Котлы-утилизаторы - паровые котлы, не имеющие собственной топки и обогреваемые отходящими газами промышленной или энергетиче­ской установки.

Низкокипящие теплоносители - фреоны и углеводороды, применяе­мые в двухконтурных ГеоТЭС.

Обратимый гидроагрегат - агрегат для гидроаккумулирующих и приливных электростанций, состоящий из насосо-турбины и электродвига­теля-генератора.

Одноконтурная ГеоТЭС - паротурбинная электростанция, работаю­щая на паре, отсепарированном из геотермальной пароводяной смеси.

Отопительный коэффициент теплового насоса - количество тепло­ты, передаваемой нагреваемому объекту, за счет затраты единицы механи­ческой энергии.

Парниковый эффект - потепление атмосферы из-за поглощения те­плового излучения Земли углекислым газом.

Пиролиз - превращения органических соединений под действием высоких температур.

Подведенный напор гидротурбины - разность уровней в верхнем и нижнем бьефах за вычетом гидравлических потерь.

Приливная электростанция (ПЭС) - электростанция, преобразующая энергию морских приливов в электроэнергию.

Синтетическое топливо - жидкое или газовое топливо, получаемое из твердого - бурого угля, сланца, полевых культур.

Смесевое рабочее тело - водоаммиачная смесь, применяемая в двух­контурных ГеоТЭС.

Солнечная постоянная - мощность лучистой энергии, приходящей от Солнца к квадратному метру на верхней границе атмосферы.

Солнечная электростанция (СЭС) - электростанция, использующая солнечное излучение для выработки электроэнергии.

Тепловой насос - комплекс оборудования для передачи теплоты от менее нагретого тела к более нагретому за счет затраты механической энергии.

Термоэлектрические преобразователи - устройства для прямого преобразования тепловой энергии в электрическую на основе эффекта Зеебека. Применяются в СЭС.

Топливный элемент - электрохимический генератор, преобразующий энергию реакции окисления топлива непосредственно в электрическую энергию.

Фотоэлектронные преобразователи - устройства для преобразова­ния лучистой энергии в электрическую на основе фотоэффекта, т.е. выби­вания электронов световыми квантами. Применяются в СЭС.

Экономический потенциал гидроресурсов - та часть гидроресурсов, которая может быть использована для выработки электроэнергии.