Тема: энергия и ее виды. Традиционные способы получения тепловой и электроэнергии

Дмитрий Иванович Менделеев определил, «Горючее, которое специально сжигается для получения теплоты, именуется топливом». Минеральным топливом называют главный источник энергии в нынешнем хозяйстве и ценное и индустриальное сырье. Основой развития промышленных предприятий, в том числе газохимических, торфобрикетных, нефтехимических и иных, считается переработка минерального топлива.

Выделяют четыре типа топлива:

· твердое;

· газообразное;

· жидкое;

· ядерное.

Следующие виды топлива являются твердыми:

· продукты природного происхождения;

· торф;

· уголь;

· горючие сланцы.

В результате гумификации органической массы, образуются твердое ископаемое топливо (исключая сланцы). Торф, их молодой представитель, является плотной массой, которая образовывается из разложившихся остатков болотных растений.

Представителями группы твердых каустобиолитов, которые при осуществлении сухой перегонки, выделяют высокое количество смолы, которая схожа по химическому составу с нефтью, являются горючие сланцы. В Республике Беларусь месторождения горючих сланцев находятся в южных областях (месторождение в Турове на Гомельщине, в Любанске – в районах Солигорска и Любанска Минской области), они найдены в 1963 г. По некоторым прогнозам их резервы составляют 11,3 миллиарда тонн, включая индустриальные на глубине 320 м – 3,67 миллиарда тонн. Особенно освоенным является месторождение в Турове.

Более древними представителями считаются бурые угли – однородная масса угольного или буро-черного цвета, которая при взаимодействии с кислородом от части окисляется и превращается в порошкообразную массу.

Дальше в хронологической лестнице располагаются каменные угли. В большинстве случаев они обладают высокой прочностью и невысокой пористостью. Наиболее сильным изменениям подверглась органическая масса, в составе которой 92,99% углерода, одних из наиболее древних из углей – антрацитов. Известно, что антрацит отличается чрезвычайной твердостью.

Древесина, торф, нефть, бурый уголь, горючие сланцы – это те топливные ресурсы, которые широко распространены на территории РБ. Суммарные резервы запасов древесины в республике оцениваются приблизительно в 1091,2 миллионов м³, что составляет около 1-2 % древесных запасов стран ближнего зарубежья. Лесистость местности составляет приблизительно 38,3 %.

Ценность древесины, как ресурса, который играет важную роль в республиканском топливном балансе, пока второстепенна, по причине проводившейся с 1960 г. и существующей сейчас газификации, которая практически полностью вытеснила древесину как вид топлива. В минувшие годы, все больше объектов хозяйствования сменяют покупное топливо на древесное топливо, преимущественно на отходы деревообработки. Это связанно с появившимися проблемами, которые связаны с применением не дешевого топлива. Ключевые запасы нефти на территории страны находятся в районе Припятского прогиба. Известно 55 источников нефти, в т. ч. 53 – в Гомельской и 2 – в Могилевской областях. Одно из значимых залежей, которые разрабатываются – месторождение в Речице, оно находится в эксплуатации начиная с 1965 года.

Республика Беларусь ежегодно нуждается в 16-18 миллионах тонн нефти. Собственными ресурсами покрываются только около 8-11 %. Остальную потребность в нефтепродуктах восполняют приблизительно 69 объектов хозяйствования.

Торф в качестве топливного ресурса, является более распространённым для нашей страны. По резервам торфа, только Россия обгоняет Беларусь, тем самым наша страна расположилась на втором месте в СНГ. Для страны характерно наличие торфяных отложений почти во всех районах. Первичные запасы составляли 5,65 миллиарда тонн, остаточные геологические, составляют примерно 4,25 миллиарда тонн.

Еще в Припятском прогибе существуют резервы бурого угля. По прогнозам геологов, количество его ресурсов оцениваются в 411,5 миллиона тонн, включая мощностью пласта от 0,75 м и более – 295 миллионов тонн.

Изученные месторождения запасов угля еще не разрабатываются, ибо ресурс находится на не маленькой глубине, а мощность его пластов мала.

Отсутствует потребность в добыче горючих сланцев, с имеющимися запасами в 11 миллиардов тонн, ибо это не выгодно. Подобная ситуация сложилась и для бурых углей, запасы которых составляют 152 миллионов тонн.

Энергия и её виды.

Энергия является единой численной мерой движения и взаимодействия всех типов материи. Энергия – это способность выполнения работы, а работа совершается при воздействии на тело физической силы.

Выделяются несколько типов энергии. В их число входят: механическая; электрическая; тепловая; магнитная; атомная энергии.

Одной из самых превосходных видов энергии, является электрическая энергия. Она повсеместно используется из-за нижеописанных причин:

· добывается в немалых количествах рядом с недрами ресурсов и водных источников;

· транспортируется на довольно большие расстояния с малыми утечками;

· легко преобразовывается в различные виды энергии;

· не сказывается пагубно на экологии;

· многие совершенно новые, прогрессирующие научно-технические процессы со значимой степенью автоматизации, фундаментируются на использовании электроэнергии.

Как в промышленности, так и в обиходе обширно применяют тепловую энергию. Используют её в виде энергии пара, результата сгорания топлива или горячей воды.

Первоначальная энергия видоизменятся во вторичную, включая и электрическую, на станциях, которые именуются в зависимости от того, с помощью какого типа энергии получается электроэнергия:

· на тепловых электростанциях (ТЭС) – используется тепловая электроэнергия;

· гидроэлектростанциях (ГЭС) – механическая (получается за счет движения воды);

· гидроаккумулирующих станциях (ГАЭС) – механическая (энергия движения, ранее наполненном водоеме, воды);

· атомных электростанциях (АЭС) – атомная;

· приливных электростанциях (ПЭС) – энергия приливов и отливов.

В нашей стране значительная часть энергии (около 94,8%) получается на ТЭС. Есть два типа теплоэлектростанций:

· конденсационные тепловые электростанции (КЭС). Они используются для производства исключительно электрической энергии;

· теплоэлектроцентрали (ТЭЦ). На них проводится составное производство тепловой и электрической энергии.

Тепловые электростанции.

Электростанции, которые вырабатывая электрическую энергию применяют преобразование тепловой энергии, получающейся при сгорании органического топлива, называются тепловыми электростанциями (ТЭС). Появление и активная популяризация первых ТЭС началось в конце 19 века. ТЭС становится главным типом электрических станций в середине 70-х гг. 20 в. Ими производилось в России и США примерно 81% и в мире около 77 % по данным 1975 г. и 1973 г. соответственно.

ТЭС снабжают множество регионов республики. Помимо ТЭС в большинстве случаев используются теплоэлектроцентрали – ТЭЦ, которые производят не только электроэнергию, но и тепло, использующееся в качестве горячей воды. Данная система имеет свои недостатки, она является несколько непрактичной, поскольку надежность теплотрасс на больших расстояниях намного ниже, в отличии, например, от электрокабеля, в котором энергетические потери намного ниже.

В случае километража теплотрасс более 20 км, что является распространенным положением для множества больших населенных пунктов. Использование электрических бойлеров в домах по отдельности, является менее затратным.

На ТЭС производится взаимопревращение химической энергии топлива, в первую очередь в механическую, а затем в электрическую.

В качестве топлива, для данной электростанции применяются: уголь, газ, торф, горючие сланцы, мазут.

Гидроэлектростанции.

Гидроэлектрическая станция, или как её именуют гидроэлектростанция (ГЭС) – это совокупность построек и оборудования, благодаря которым энергия водного потока видоизменяется в электроэнергию. В состав ГЭС включаются: последовательная цепь гидротехнических построек, которые обеспечивают требуемый напор и концентрацию потока воды; энергетическое оборудование, преобразующее энергию воды, движущейся под высоким напором, в механическую вращательную энергию, которая, в свою очередь, преобразуется в электрическую энергию.

В зависимости от плана применения водных ресурсов и интенсивности напоров ГЭС, в большинстве случаев разделяют на следующие типы: русловые, приплотинные, деривационные с напорной и безнапорной деривацией, смешанные, гидроаккумулирующие и приливные.

Гидроэлектростанции, в которых напор воды достигается благодаря созданию плотин, перегораживающих реку и поднимающих уровень воды в верхнем бьефе, называются русловые и приплотинные. При их использовании частым явлением является подтопление русла реки. Площадь затопления можно уменьшить, посредствам построение двух плотин на одном отрезке реки. Высоту плотины на равнинных реках ограничивает наибольшая допустимая экономическим положением площадь затопления. В основном данные виды ГЭС строят на реках, как с быстрым течением, так и с медленным.

Атомные электростанции.

В атомных электростанциях (АЭС) электрическая энергия получается, посредством преобразования атомной (ядерной) энергии. Основополагающим элементом на АЭС является атомный реактор. При совершении цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, выделяется тепло, которое, как и на обыкновенных теплоэлектростанциях, преобразуется в электрическую энергию. В отличие от ТЭС, действующих благодаря органическому топливу, АЭС работает на ядерном горючем. Количество запасов ядерного горючего, такого как уран, плутоний и иных, в разы больше чем резервы органического топлива, например, нефти, угля, природного газа. И это дает преимущество АЭС перед теплоэлектростанциями. Открываются обширные перспективы для удовлетворения растущих потребностей в топливе. Прогрессивно увеличивается потребление угля и нефти для индустриальных целей мировой химической промышленности, это также следует учитывать.

Увеличивается стоимость органического топлива, невзирая на то, что открываются новые месторождения, совершенствуются способы добычи. И это создает значительные экономические проблемы для развивающихся стран, у которых имеется малое количество месторождений ресурсов. Становится очевидна потребность в стремительном развитии атомной (ядерной) энергетики, которая уже на данный момент занимает не последнее место в энергетическом балансе.