Энергиянын түрлөрү: салттуу жана альтернативалуу. Келечектин энергиясы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Энергетиканын бар болгон бардык тармактарын шарттуу түрдө жетилген, өнүгүп келе жаткан жана теориялык изилдөө стадиясында турган деп бөлүүгө болот. Кээ бир технологиялар жеке экономикада да ишке ашыруу үчүн жеткиликтүү, ал эми башкалары өнөр жайлык колдоонун алкагында гана колдонулушу мүмкүн. Энергиянын заманбап түрлөрүн ар кандай позициялардан карап чыгууга жана баалоого болот, бирок экономикалык максатка ылайыктуулугунун жана өндүрүштүн натыйжалуулугунун универсалдуу критерийлери принципиалдуу мааниге ээ. Көп жагынан алганда, салттуу жана альтернативдик энергияны өндүрүү технологияларын колдонуу концепциялары бүгүнкү күндө бул параметрлерде айырмаланат.

Салттуу энергия

Бул дүйнөдөгү энергия керектөөчүлөрдүн 95%га жакынын камсыз кылган жылуулук жана энергетика тармагынын кеңири катмары. Ресурсту генерациялоо атайын станцияларда ишке ашат - булар ТЭЦтин, ГЭСтердин, атомдук электр станцияларынын жана башкалардын объекттери. Алар даяр чийки зат базасы менен иштешет, кайра иштетүү процессинде максаттуу энергия түзүлөт. Энергия өндүрүүнүн төмөнкү этаптары бөлүнөт:

• Чийки заттарды өндүрүү, даярдоо жана жеткирүүэнергиянын тигил же бул түрүн өндүрүү объектиси. Бул күйүүчү майды алуу жана байытуу, мунай продуктуларын күйүү ж.б. процесстери болушу мүмкүн.
• Чийки заттарды түздөн-түз энергияны айландыруучу агрегаттарга жана агрегаттарга өткөрүп берүү.
• Энергияны баштапкыдан экинчиликке айландыруу процесстери. Бул циклдер бардык станцияларда жок, бирок, мисалы, энергияны жеткирүүнүн жана андан кийин бөлүштүрүүнүн ыңгайлуулугу үчүн анын ар кандай формаларын – негизинен жылуулук жана электр энергиясын колдонууга болот.
• Дайын конверттелген энергияны тейлөө, аны өткөрүү жана бөлүштүрүү.

Акыркы этапта ресурс улуттук экономиканын тармактары да, катардагы үй ээлери да боло турган акыркы колдонуучуларга жөнөтүлөт.

Жылуулукэнергетика тармагы

Россиядагы эң кеңири таралган энергетика тармагы. Өлкөдөгү жылуулук электр станциялары көмүр, газ, мунай продуктулары, сланец кендерин жана чымкый чөптү чийки зат катары пайдалануу менен 1000 МВттан ашык кубаттуулуктарды иштеп чыгышат. Алынган алгачкы энергия андан ары электр энергиясына айланат. Технологиялык жактан мындай станциялардын көптөгөн артыкчылыктары бар, бул алардын популярдуулугун аныктайт. Аларга иштөө шарттарын талап кылбоо жана жумуш процессин техникалык уюштуруунун жөнөкөйлүгү кирет.

Конденсациялык курулуштар жана комби-нацияланган жылуулук-энергетикалык станциялар турундегу жылуулук-энергетикалык объектилер тузден-туз керектелуучу ресурс алынган же керектеечу жайгашкан жерлерде курулушу мумкун. Сезондук олку-солкулуктар станциялардын туруктуулугуна таасир этпейт, бул мындай кылатэнергия булактары ишенимдүү. Бирок ЖЭБдин кемчиликтери да бар, алар түгөнүүчү отун ресурстарын пайдалануу, айлана-чөйрөнүн булганышы, чоң көлөмдөгү эмгек ресурстарын кошуу зарылдыгы ж.б.

Гидроэнергетика

Энергетикалык подстанциялар түрүндөгү гидротехникалык курулуштар суунун агымынын энергиясын өзгөртүүнүн натыйжасында электр энергиясын иштеп чыгууга арналган. Башкача айтканда, муундун технологиялык процесси жасалма жана жаратылыш кубулуштарынын айкалышы менен камсыз кылынат. Станция эксплуатациялоонун журушунде суунун жетиштуу басымын тузет, ал андан кийин турбина-нын калпактарына багытталат жана электр генераторлорун ишке киргизет. Энергиянын гидрологиялык түрлөрү колдонулган агрегаттардын түрү, жабдуулардын табигый суунун агымы менен өз ара аракеттенүүсүнүн конфигурациясы ж.

• Чакан - 5 МВтка чейин өндүрөт.
• Орто - 25 МВтка чейин.
• Күчтүү - 25 МВттан ашык.

Суунун басымынын күчүнө жараша классификация да колдонулат:

• Төмөн басымдагы станциялар - 25 мге чейин.
• Орто басым - 25 мден.
• Жогорку басым - 60 мден жогору.

ГЭСтин артыкчылыктарына экологиялык тазалык, экономикалык жеткиликтүүлүк (энергия бекер), түгөнгүс жумушчу ресурс кирет. Ошол эле учурда, гидротехникалык курулуштар сактоо инфраструктурасын техникалык уюштуруу үчүн ири баштапкы чыгымдарды талап кылат, ошондой эле чектөөлөр бар.станциялардын географиялык жайгашуусу - дарыялар жетиштүү суунун басымын камсыз кылган жерде гана.

Атомдук энергетика

Кандайдыр бир мааниде бул жылуулук энергиясынын бир түрү, бирок иш жүзүндө атомдук электр станцияларынын ишинин көрсөткүчтөрү ТЭЦтен бир топ жогору. Россия атомдук энергияны өндүрүүнүн толук циклдерин колдонот, бул чоң көлөмдөгү энергетикалык ресурстарды иштеп чыгууга мүмкүндүк берет, бирок уран рудасын кайра иштетүү технологияларын колдонууда да чоң тобокелдиктер бар. Коопсуздук маселелерин талкуулоо жана бул тармактын милдеттерин жайылтуу, атап айтканда, Россиянын 17 аймагында өкүлчүлүктөрү бар "Атомдук энергетика боюнча маалымат борбору" АНО тарабынан ишке ашырылат.

Реактор ядролук энергияны өндүрүү процесстерин аткарууда негизги ролду ойнойт. Бул атомдордун бөлүнүү реакцияларын колдоо үчүн иштелип чыккан бирдик, ал өз кезегинде жылуулук энергиясын чыгаруу менен коштолот. Колдонулган күйүүчү майдын жана муздаткычтын түрүнө жараша реакторлордун ар кандай түрлөрү бар. Көбүнчө колдонулган конфигурация - бул муздаткыч катары кадимки сууну колдонгон жеңил суу реактору. Уран рудасы атомдук энергетика тармагындагы негизги кайра иштетүү ресурсу болуп саналат. Ушул себептен улам, атомдук электр станциялары, адатта, уран кендерине жакын реакторлорду жайгаштыруу үчүн иштелип чыккан. Бүгүнкү күндө Россияда 37 реактор иштеп жатат, алардын жалпы өндүрүштүк кубаттуулугу жылына 190 миллиард кВт саатка жакын.

Альтернативалуу энергиянын мүнөздөмөсү

Альтернативдүү энергиянын дээрлик бардык булактары жакшы салыштырылатфинансылык жеткиликтүүлүк жана экологиялык тазалык. Чындыгында бул учурда иштетилген ресурс (нефть, газ, көмүр ж.б.) табигый энергияга алмаштырылат. Бул күн нуру, шамал агымы, жердин жылуулугу жана башка табигый энергия булактары болушу мүмкүн, азыр салттуу болуп саналган гидрологиялык ресурстарды кошпогондо. Альтернативдик энергия концепциялары көптөн бери бар, бирок бүгүнкү күнгө чейин алар жалпы дүйнөлүк энергия менен камсыздоодо аз үлүшүн ээлеп келет. Бул тармактарды енуктуруунун артта калуулары электр энергиясын иштеп чыгаруу процесстерин технологиялык уюштуруудагы проблемалар менен байланыштуу.

Бирок бүгүнкү күндө альтернативдик энергетиканын активдүү өнүгүүсүнүн себеби эмнеде? Бир кыйла даражада курчап турган чөйрөнүн булганышынын темптерин жана жалпысынан экологиялык көйгөйлөрдү азайтуу зарылдыгы келип чыкты. Ошондой эле, жакынкы келечекте адамзат энергия өндүрүүдө колдонулган салттуу ресурстардын түгөнүшүнө туш болушу мүмкүн. Ошондуктан, уюштуруучулук жана экономикалык тоскоолдуктарга карабастан, энергиянын альтернативдүү түрлөрүн өнүктүрүү долбоорлоруна көбүрөөк көңүл бурулууда.

Геотермалдык энергия

Үйдө энергия алуунун эң кеңири таралган жолдорунун бири. Геотермалдык энергия Жердин ички жылуулугун топтоо, өткөрүү жана трансформациялоо процессинде пайда болот. Өнөр жайлык масштабда жер астындагы тектер 2-3 кмге чейинки тереңдикте тейленет, бул жерде температура 100°С ашат. Геотермалдык системаларды жекече колдонууга келсек, жер үстүндөгү аккумуляторлор көбүрөөк колдонулат, алар тереңдиктеги скважиналарда эмес,туурасынан. Альтернативдик энергияны өндүрүүнүн башка ыкмаларынан айырмаланып, өндүрүш циклиндеги дээрлик бардык геотермалдык энергия булактары конверсиялык кадамсыз иштейт. Башкача айтканда, баштапкы жылуулук энергиясы ошол эле формада акыркы керектөөчүгө берилет. Ошондуктан, геотермалдык жылытуу системалары сыяктуу түшүнүк колдонулат.

Күн энергиясы

Сактагыч жабдуулар катары фотоэлектрдик жана термодинамикалык системаларды колдонгон эң эски альтернативдик энергия концепцияларынын бири. Фотоэлектрдик генерациялоо ыкмасын ишке ашыруу үчүн жарык фотондорунун (кванттарынын) энергиясын электр энергиясына өзгөрткүчтөр колдонулат. Термодинамикалык орнотуулар көбүрөөк функционалдык жана күн агымынан улам кыймылдаткыч күчтү түзүү үчүн электр жана механикалык энергия менен жылуулукту да жаратышы мүмкүн.

Схемалар абдан жөнөкөй, бирок мындай жабдууларды иштетүүдө көптөгөн көйгөйлөр бар. Бул күн энергиясы, негизинен, бир катар өзгөчөлүктөрү менен мүнөздөлөт: күнүмдүк жана мезгилдик термелүүлөрдүн туруксуздугу, аба ырайына көз карандылык, жарык агымдарынын тыгыздыгы төмөн. Ошондуктан, күн батареяларын жана батареяларды долбоорлоо этабында метеорологиялык факторлорду изилдөөгө көп көңүл бурулат.

Толкун энергиясы

Толкундардан электр энергиясын өндүрүү процесси толкундун энергиясынын өзгөрүшүнүн натыйжасында пайда болот. Бул типтеги көпчүлүк электр станцияларынын жүрөгүндө бассейн,же дарыянын сагасын бөлүү учурунда, же булуңду дамба менен тосуу жолу менен уюштурулат. Түзүлгөн тосмодо гидравликалык турбиналары бар түтүктөр орнотулган. Катуу толкундар учурунда суунун деңгээли өзгөргөн сайын турбинанын калпактары айланып, электр энергиясын иштеп чыгууга көмөктөшөт. Энергиянын бул түрү жарым-жартылай ГЭСтердин иштөө принциптерине окшош, бирок суу ресурсу менен өз ара аракеттенүү механикасында олуттуу айырмачылыктар бар. Толкун станцияларын суунун деңгээли 4 мге чейин көтөрүлгөн деңиздердин жана океандардын жээктеринде колдонууга болот, бул 80 кВт/м электр энергиясын өндүрүүгө мүмкүндүк берет. Мындай түзүлүштөрдүн жоктугу суу өткөргүчтөрдүн тузсуз жана деңиз сууларынын алмашуусун бузуп, деңиз организмдеринин жашоосуна терс таасирин тийгизгендигине байланыштуу.

Шамал энергиясы

Технологиялык жөнөкөйлүгү жана экономикалык жеткиликтүүлүгү менен мүнөздөлгөн жеке үй чарбаларында колдонууга жеткиликтүү болгон электр энергиясын өндүрүүнүн дагы бир ыкмасы. Абанын массаларынын кинетикалык энергиясы иштетилген ресурстун ролун аткарат, ал эми айлануучу бычактары бар кыймылдаткыч батареянын милдетин аткарат. Адатта, шамал энергиясы винттери менен вертикалдык же горизонталдык роторлордун айлануусунун натыйжасында ишке кирген электр тогунун генераторлорун колдонот. Мындай типтеги орточо үй станциясы 2-3 кВт кубаттоого жөндөмдүү.

Келечектин энергетикалык технологиялары

Эксперттердин пикири боюнча, 2100-жылга карата дүйнөлүк баланста көмүр менен мунайдын жалпы үлүшү болжол менен 3%ды түзөт, бул термоядролук энергияны артка түртүшү керек.энергия ресурстарынын экинчи булагы катары. Күн станциялары биринчи орунду ээлеши керек, ошондой эле зымсыз берүү каналдарынын негизинде космостук энергияны конвертациялоо боюнча жаңы концепциялар. Келечектин энергиясы болуу процесстери углеводороддук отун булактарынан баш тартуу жана “таза” жана кайра жаралуучу ресурстарга өтүү мезгили келген 2030-жылы башталышы керек.

Орусиянын энергетикалык болжолу

Ата мекендик энергетиканын келечеги негизинен жаратылыш ресурстарын трансформациялоонун салттуу жолдорун өнүктүрүү менен байланышкан. Тармактагы негизги орунду атомдук энергия ээлеши керек, бирок бириккен вариантта. Атомдук электр станцияларынын инфраструктурасы гидротехникалык элементтер жана экологиялык жактан таза биоотундарды кайра иштетүү каражаттары менен толукталууга тийиш. Мүмкүн болгон өнүгүү перспективаларында акыркы орун күн батареяларына берилген эмес. Россияда, бүгүнкү күндө да, бул сегмент көптөгөн жагымдуу идеяларды сунуш кылат - атап айтканда, кышында да иштей алат панелдер. Батареялар жылуулук жүктөмү болбосо да жарыктын энергиясын ушундай кылып өзгөртүшөт.

Тыянак

Энергия менен камсыз кылуунун заманбап көйгөйлөрү ири мамлекеттерди электр энергиясы менен экологиялык тазалыктын ортосундагы жылуулук менен электр энергиясын өндүрүүнү тандоонун алдына коюп жатат. Өнүккөн альтернативдик энергия булактарынын көпчүлүгү бардык артыкчылыктары менен салттуу ресурстарды толук алмаштыра албайт, алар өз кезегинде дагы бир нече ондогон жылдар бою колдонулушу мүмкүн. Демек, келечектин энергиясы көпэксперттер аны энергияны өндүрүүнүн ар кандай концепцияларынын симбиозунун бир түрү катары көрсөтүшөт. Анын үстүнө жаңы технологиялар өнөр жай деңгээлинде гана эмес, үй чарбаларында да күтүлөт. Бул жагынан алганда, энергияны өндүрүүнүн градиент-температура жана биомасса принциптерин белгилей кетүү керек.