Дипломная работа
Содержание
Введение 3
Раздел 1. Мир ищет энергию. 4
Предисловие 5
Энергия - с чего все началось 8
Сколько людям нужно энергии 12
Раздел 2. Альтернативные источники энергии. 15
Ветровая энергия. 16
Хранение ветровой энергии 19
Энергия рек. 20
Геотермальная энергия 23
Гидротермальные системы 24
Горячие системы вулканического происхождения 25
Системы с высоким тепловым потоком 26
Энергия мирового океана 27
Тепловая энергия океана 27
Энергия приливов и отливов. 28
Энергия морских течений 30
Энергия солнца. 32
Атомная энергия. 37
Водородная энергетика 40
Современные и перспективные методы производства водорода 41
Использование водорода 42
Заключение 44
Список литературы 46
Введение
Энергия - не только одно из чаще всего обсуждаемых сегодня понятий; помимо своего основного физического (а в более широком смысле - естественнонаучного) содержания, оно имеет многочисленные экономические, технические, политические и иные аспекты.
Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы тради-ционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) конечны. Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутоний. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топли-ва - водорода, однако управляемые термоядерные реак-ции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использова-ны для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Данная дипломная работа является кратким, но обширным обзором современного состояния энергоресурсов человечества. В работе рассмотрено развитие энергетики, как отрасли народного хозяйства, эволюция источников энергии, а также проблемы освоения и использования новых ресурсов энергии (альтернативные источники энергии). Цель работы - прежде всего ознакомиться с современным положением дел в этой необычайно широкой проблематике, анализ новых путей получения практически полезных форм энергии.
К новым формам первичной энергии, рассмотренным в нашей дипломной работе в пер-вую очередь относятся: солнечная и геотермальная энергия, приливная, атомная, энергия ветра и энергия волн. В отличие от ископаемых топлив эти формы энергии не ограниче-ны геологически накопленными запасами (если атом-ную энергию рассматривать вместе с термоядерной). Это означает, что их использование и потребление не ведет к неизбежному исчерпанию запасов.
Рассмотренные в работе новые схемы преобразования энергии можно объединить единым термином “экоэнергетика”, под которым подразумеваются любые методы по-лучения чистой энергии, не вызывающие загрязнения окружающей среды.
Раздел 1.
Мир ищет энергию
Предисловие
Никакой вид энергии не обходится так дорого, как её недостаток.
Гоми Баба, 1964.
Это высказывание известного индийского ученого никогда не звучало столь актуально, как в наши дни, когда человечество, не считаясь с огромными финансовыми расходами, прилагает все уси-лия к поиску новых путей получения энергии.
Проблемы, связанные с происхождением, экономичностью, тех-ническим освоением и способами использования различных источни-ков энергии, были и будут неотъемлемой частью жизни на нашей планете. Прямо или косвенно с ними сталкивается каждый житель Земли. Понимание принципов производства и потребления энергии составляет необходимую предпосылку для успешного решения при-обретающих все большую остроту проблем современности и в еще большей степени - ближайшего будущего.
Мир, в котором мы живем, можно изучать с самых разных то-чек зрения. Новые знания ведут к постоянному их сужению, ко все большей дифференциации научных дисциплин и соответствующих им областей человеческой деятельности. Результаты объективной оцен-ки “состояния дел” в этих областях весьма различны. Если говорить о существующей и поныне угрозе войн, о миллионах недоедающих и голодных, о все возрастающем загрязнении жизненной среды, то приходится констатировать наличие серьезнейших проблем, решение которых не терпит отлагательства. Проблемы эти тревожат весь про-грессивный мир и не позволяют человечеству удовлетвориться до-стигнутым. Если же оценивать развитие пауки и техники само по себе, в самом широком смысле слова, то здесь успехи весьма велики и заслуживают высочайшего уважения.
Почему же именно сейчас, как никогда остро, встал вопрос: что ждет человечество - энергетический голод или энергетичес-кое изобилие? Не сходят со страниц газет и журналов статьи об энергетическом кризисе. Из-за нефти возникают войны, расцвета-ют и беднеют государства, сменяются правительства. К разряду газетных сенсаций стали относить сообщения о запуске новых ус-тановок или о новых изобретениях в области энергетики. Разра-батываются гигантские энергетические программы, осуществление которых потребует громадных усилий и огромных материальных затрат.
Если в конце прошлого века самая распространенная сейчас энергия - энергетическая - играла, в общем, вспомогательную и незначительную в мировом балансе роль, то уже в 1930 году в мире было произведено около 300 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Вполне реален прогноз, по которому в 2000 году будет произведено 30 тысяч миллиардов киловатт-часов! Гигант-ские цифры, небывалые темпы роста! И все равно энергии будет мало, а потребности в ней растут еще быстрее.
Уровень материальной, а в конечном счете и духовной куль-туры людей находится в прямой зависимости от количества энер-гии, имеющейся в их распоряжении. Чтобы добыть руду, выплавить из нее металл, построить дом, сделать любую вещь, нужно израс-ходовать энергию. А потребности человека все время растут, да и людей становится все больше.
Так за чем же остановка? Ученые и изобретатели уже давно разработали многочисленные способы производства энергии, в первую очередь электрической. Давайте тогда строить все больше и больше электростанций, и энергии будет столько, сколько по-надобится! Такое, казалось бы, очевидное решение сложной зада-чи, оказывается, таит в себе немало подводных камней.
Неумолимые законы природы утверждают, что получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее пре-образований из других форм. Вечные двигатели, якобы производя-щие энергию и ниоткуда ее не берущие, к сожалению, невозможны. А структура мирового энергохозяйства к сегодняшнему дню сложи-лась таким образом, что четыре из каждых пяти произведенных киловатт получаются в принципе тем же способом, которым поль-зовался первобытный человек для согревания, то есть при сжига-нии топлива, или при использовании запасенной в нем химической энергии, преобразовании ее в электрическую на тепловых элект-ростанциях.
Конечно, способы сжигания топлива стали намного сложнее и совершеннее.
Новые факторы - возросшие цены на нефть, быстрое развитие атомной энергетики, возрастание требований к защите окружающей среды, потребовали нового подхода к энергетике.
В разработке Энергетической программы приняли участие виднейшие ученые нашей страны, специалисты различных минис-терств и ведомств. С помощью новейших математических моделей электронно-вычислительные машины рассчитали несколько сотен вариантов структуры будущего энергетического баланса страны. Были найдены принципиальные решения, определившие стратегию развития энергетики страны на грядущие десятилетия.
Хотя в основе энергетики ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах, струк-тура ее изменится. Должно сократиться использование нефти. Су-щественно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется использование пока еще не тронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канс-ко-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы которого в стране намного превосходят запасы в других странах.
Энергетическая программа страны - основа нашей техники и экономики в канун 21 века.
Но ученые заглядывают и вперед, за пределы сроков, уста-новленных Энергетической программой. На пороге 21 века, и они трезво отдают себе отсчет в реальностях третьего тысячелетия. К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе, чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет, израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запа-сов топлива может хватить на века. К сожалению, многие нефте-добывающие страны живут сегодняшним днем. Они нещадно расходу-ют подаренные им природой нефтяные запасы. Сейчас многие из этих стран, особенно в районе Персидского залива, буквально купаются в золоте, не задумываясь, что через несколько десятков лет эти запасы иссякнут. Что же произойдет тогда -, а это рано или поздно случится, - когда месторождения нефти и газа будут исчерпаны? Происшедшее повышение цен на нефть, необходимую не только энергетике, но и транспорту, и химии, заставило заду-маться о других видах топлива, пригодных для замены нефти и газа. Особенно призадумались тогда те страны, где нет собс-твенных запасов нефти и газа и которым приходится их покупать.
А пока в мире все больше ученых инженеров занимаются поисками новых, нетрадиционных источников, которые могли бы взять на себя хотя бы часть забот по снабжению человечества энергией. Решение этой задачи исследователи ищут на разных пу-тях. Самым заманчивым, конечно, является использование вечных, возобновляемых источников энергии-энергии текущей воды и вет-ра, океанских приливов и отливов, тепла земных недр, солнца. Много внимания уделяется развитию атомной энергетики, ученые ищут способы воспроизведения на Земле процессов, протекающих в звездах и снабжающих их колоссальными запасами энергии.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
