МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"Балтийский федеральный университете имени Иммануила Канта»
(БФУ им. И. Канта)
ФАКУЛЬТЕТ БИОЭКОЛОГИИ
Кафедра общей и экологической физиологии человека и животных
Использование возобновляемый источников энергии
Работу выполнил:
Студент 5-го курса
очной формы обучения
Голубицкий В.В.
Калининград
2012
Оглавление
Введение…………………………………………………………………………….3
Гидроэнергетика……………………………………………………………………5
Ветроэнергетика…………………………………………………………………….6
Биологическая энергетика………………………………………………………….8
Геотермальная энергетика………………………………………………………….10
Гелиоэнергетика…………………………………………………………………….12
Морская энергетика …………………………………………………………………13
Водородная энергетика ……………………………………………………………..16
Список литературы …………………………………………………………………18
Введение
Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) – источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а также жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества
Возобновляемыми энергоресурсами называют целую гамму энергетических ресурсов, основной характеристикой которых является то, что они постоянно возобновляются, не смотря на их использование. Кроме энергии приливов и отливов, все возобновляющиеся энергоресурсы получают подпитку от солнца - практически единственного источника энергии на нашей планете.
Структура нашей планеты достаточно сложная включает литосферу, гидросферу и атмосферу, из которых каждая обладает специфическими качествами и по разному реагирует на воздействие солнечной радиации. Наряду с неравномерным распределением солнечного света по земной поверхности всё это вызывает разницу в давлении, температуре, химическом потенциале и уровня солености воды. Эти различия, поддерживаемые солнечным излучением, и есть потенциальные источники энергии. В естественных условиях эти различия постепенно сглаживаются вследствие необратимого рассеивания, и какая-то определенная часть энергии, в конечном счете, уходит в космос.
Использование возобновляющихся источников энергии, по сути, есть вмешательство в процесс распределения солнечной энергии и использование этой энергии на нужды человека. К счастью в большинстве случаев между поглощением солнечной энергии тем или иным объектом и её выделением в космос в виде инфракрасных излучений проходит достаточно много времени. Это дает возможность воспользоваться выше упомянутой энергией.
Так как Земля находится в среднем на расстоянии 150 млн. км от Солнца, только малая часть радиации, зависящая от угла падения, попадает на Землю. Однако даже это количество оказывается достаточно большим и поддерживает практически все процессы, происходящие на Земле, включая жизнь.
Конкретное количество энергии солнечного излучения, а именно количество солнечной энергии, поступающей за 1 сек на поверхность площадью 1 м2, расположенную перпендикулярно солнечным лучам за пределами земной атмосферы, так называемая солнечная постоянная, составляет около 1340 Вт/м2. Общее количество солнечного излучения, попадающего на Землю составляет около 180Ч1015 Вт, в то время как в год это составляет 60Ч1023 Дж. Это в 15 тысяч раз больше, чем потребляемая человечеством энергия за год (около 4Ч1010 Дж в год).
Но не всё излучение достигает Земли как написано выше. Примерное разделение входящей радиации показано на рисунке. Вся энергия, пребывающая на Землю, за исключением малой части, возвращается в космос. Однако между поступлением энергетического потока и его возвращения в космос может существовать определенный временной промежуток, возникающей вследствие ряда преобразований солнечной энергии. Часть этой энергии, как показано на рисунке, мгновенно отражается обратно в космос облаками. Значительная часть энергии, достигшая поверхности земли, затрачивается на испарение воды. Испарившаяся вода поступает в атмосферу и через какое-то время возвращается в виде дождя, росы и снега, что в свою очередь вызывает к жизни речные потоки. Энергия этих потоков в конечном итоге рассеивается. Другая часть энергии поглощается сушей, океанами, морями и атмосферой.
Это поглощение не постоянно от места к месту в течение дня и ночи, что вызывает ветер, океанские течения, приводит к разнице температур между сушей и морем и т.д. И опять же, с течением времени эти потоки теряют свою энергию из-за трения, температурного распределение уравнивается в процессе теплообмена и конвекции, и запас относительной энергии рассеивается. Достаточно малая часть солнечного излучения (менее 0,1%, не показанного на рисунке) тратится на фотосинтез наземными и водными растениями. Этот запас энергии хранится в тканях растений и возвращается обратно в ходе естественных процессов после их смерти.
Всем известно, что по законам термодинамики, объект может представлять собой источник полезной энергии при условии, что он не находится в равновесии с окружающей средой. Подпитываемая солнечным излучением, наша окружающая среда никогда не находится в состоянии равновесия. Излучение приводит к возникновению различий разного рода, например температура и давление. Они могут рассматриваться в качестве источника энергии, подпитывающихся излучением Солнца.
Это справедливо для приливов, вызываемых гравитационным взаимодействием между Луной, Землёй и Солнцем.
В этом реферате я дам обзор различных способов добычи полезной энергии, используя существующую в природе разницу различных параметров. Все эти потенциальные источники энергии возобновляемы. Это значит, что когда мы превратим их энергию в полезную, получающаяся относительная разница будет скомпенсирована солнечным излучением при гравитационном взаимодействии Земли, Луны и Солнца.