Традиционные и возобновляемые источники электроэнергии

УЧРЕЖДЕНИЕ  ОБРАЗОВАНИЯ

«ГОСУДАРСТВЕННАЯ  ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДНЯЯ ШКОЛА  №11 г. ВИТЕБСКА»

 

 

 

 

 

Реферат на тему:

«Традиционные и возобновляемые источники электроэнергии»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат подготовил

Ученик 11 «А»  класса

Мандрик Михаил

СОДЕРЖАНИЕ

1. Вступление…………………………………………………………………………...    3

2. Электрическая энергия………………………………………………………………	3
3. Источники энергии…………………………………………………………………..	4
4. Происхождение природных источников энергии…………………………………	5
5. Происхождение каменного угля…………………………………………………….	6
6. Происхождение нефти и природного газа…………………………………………	6
7. Круговорот углерода, водорода и кислорода………………………………………	7
8. Запасы природных источников энергии…………………………………………..	7
9. Энергетические источники будущего………………………………………………	8
10. Солнце как важнейший источник энергии………………………………………..	9
11.Ядерные реакции - источник энергии Солнца…………………………………….	10
12. Аккумуляция солнечной энергии………………………………………………….	10
13. Происхождение энергии воды и ветра…………………………………………….	11
14. Хорошо ли используется солнечная энергия……………………………………..	11
15. Энергия ветра……………………………………………………………………….	12
16. Энергия океанских течений………………………………………………………..	13
17. Заключение  и вывод………………………………………………………………… Список литературы………………………………………………………………………	13 14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 За историю планеты еще не один вид существ не смог подчинить себе природные явления и её законы в такой степени, как это сделал человек. Человек научился культивировать растения и животных, благодаря чему и создал разные их сорта и пароды. Помимо этого он также научился использовать более изощренные орудия труда и техники обработки земли, добывать огонь и т. п.

           На данном же этапе человечество обладает гораздо большими знаниями, однако и сейчас потребность в научной деятельности высока, ведь именно благодаря ей человечество может и дальше развиваться стабильно. Численность населения планеты на данном этапе развития растет, что приводит к поиску новых источников благ необходимых для привычного развития человечества. Одними из таких источников являются источники энергии, необходимые для полноценного развития сложившихся систем общественных отношений в мире.

Электрическая энергия 

В энергетическом балансе современного высокоразвитого  общества электрическая энергия  играет все большую роль. В действительности нам, разумеется, ненужна электроэнергия как таковая, поскольку мы не можем ее ни воспринимать, ни непосредственно употреблять. Электрическую энергию можно, однако, относительно простыми средствами превращать в тепло, механическую работу или другие формы энергии. Производство электроэнергии, т. е. превращение имеющихся в природе, других форм энергии в электрическую, в больших масштабах экономически сравнительно выгодно.

Электрическую энергию можно передавать на большие  расстояния с относительно малыми потерями и, таким образом, легко подводить к потребителям, поэтому ее следует считать лучшей и наиболее легко поддающейся использованию формой энергии, с помощью которой имеющиеся в природе энергетические ресурсы распределяются в соответствии с нашими нуждами.

Ныне электрическая  энергия производится в основном в результате превращения химической энергии угля или нефти сначала  в тепло, которое дает возможность  получать механическую работу; за счет этой работы и получается в дальнейшем электрическая энергия. Такое непрямое превращение весьма неэкономично, так как при этом пропадает значительная часть энергии. При современном состоянии науки и техники не обойтись без такого, связанного с большими потерями, способа получения электрической энергии, хотя теоретически известно, как можно избежать этих потерь. Соответствующие методы уже применяются в лабораторных условиях. Однако надежное и экономически оправданное непосредственное превращение в больших масштабах химической энергии в электрическую потребует еще очень большой исследовательской работы.

Незначительная  часть электрической энергии  производится не из химической, а из механической (потенциальной и кинетической) энергии воды на гидроэлектростанциях. В последнее время начинает получать некоторое распространение, новый метод получения электроэнергии - путем превращения атомной энергии в электрическую, - однако и здесь потери энергии в виде тепла значительны.

В настоящее время находят также  применение, правда в весьма ограниченных масштабах, такие виды энергии, как акустическая и магнитная.

Источники энергии 

В большинстве  случаев природа поставляет нам  энергию не в той форме, в какой  она нужна для наших конкретных целей. Поэтому мы вынуждены преобразовывать  имеющуюся в нашем распоряжении энергию. Для получения работы мы должны найти соответствующие источники энергии, т. е. такие вещества, которые являются носителями наиболее пригодного для реализации вида энергии.

Следует отметить, что живые организмы (в том  числе человек) сами являются носителями значительных запасов энергии. Живые организмы содержат относительно большое количество химической энергии. В ходе таких и до сих пор недостаточно изученных химических процессов происходит превращение энергетически богатых сложных веществ живого организма в простые вещества, которое сопровождается выделением энергии. Эти превращения являются источником мускульной работы человека и животных, при помощи которой они поддерживают свои жизненные функции, перемещаются, обеспечивают себе пропитание, а также могут производить необходимые и полезные изменения окружающей среды. Эти "естественные" источники энергии, питаемые химической энергией собственного тела, удовлетворяли человека только на ранней стадии человеческого общества, длившейся, однако, многие тысячелетия. Уже в первобытную эпоху человек поставил себе на службу "внешний" энергетический источник - мускульную силу животных, что позволило ему значительно увеличить объем производимых работ. В дальнейшем в связи с разделением труда одни люди стали претендовать на мускульную силу других. Позднее, еще через многие тысячелетия, человек заставил работать на себя энергию воды, которая приводила в движение мельничные колеса и устройства оросительных систем и ветра, а он вращал крылья мельниц и надувал паруса судов.

Можно считать, что первые сознательные действия для  получения энергии человек совершил тогда, когда научился извлекать  огонь из сухих растений. Огонь  давал человеку тепло/помогал улучшать пищу и отпугивать диких зверей. Однако использовать огонь для получения механической работы наши предки еще не умели. Известно, что уже во 2 веке до нашей эры Герои в Александрии открыл способ превращения тепла с помощью пара в кинетическую энергию вращающегося тела (в сущности, он открыл паровую турбину), но в течение двух тысячелетий никто не пытался использовать это явление для получения работы. Такое пренебрежение к неживым источникам энергии объясняется не только относительно низкими потребностями тогдашнего общества, но и дешевизной рабочей силы, легкостью ее эксплуатации - не было нужды в изобретении сложных орудий для замены этой силы.

Только с  развитием капиталистического способа  производства потребности в энергии  настолько возросли, что не могли  уже полностью удовлетворяться  за счет эксплуатации существовавших в то время источников энергии. Примерно 200 лет назад был открыт пар как носитель энергии. Во второй половине XVIII века в Англии, в то время наиболее развитой индустриальной стране, была сконструирована паровая машина, которая начала применяться в широких масштабах, и обеспечила невероятно высокий, невиданный до тех пор темп промышленного развития. Поэтому XIX век, а также начало XX, по праву считают веком пара. На исходе прошлого столетия у паровой машины появились конкуренты - двигатели внутреннего сгорания (бензиновые и дизельные). Преимущества двигателей внутреннего сгорания особенно велики для машин малой и средней мощности; для очень больших мощностей все же выгоднее паровал машина.

Уже в конце XIX века наряду с паром получила распространение  электрическая энергия, а в первые десятилетия XX она заняла ведущее место. Мы можем с полным правом сказать, что живем в век электричества. Правда, большую часть электрической энергии еще и сегодня получают с помощью паровых машин, но производство ее сосредоточено преимущественно на огромных тепловых электростанциях. Мощные паровые турбины электростанций гораздо рентабельнее малых паровых машин. Электрические моторы и двигатели внутреннего сгорания все больше вытесняют паровую машину как силовую установку. Электромоторы имеют высокий КПД, работают без отходов и бесшумно, электроэнергия может передаваться по проводам на многие тысячи километров от источника.

Наряду с  тепловыми электростанциями растет значение гидроэлектростанций, где. генераторы электрического тока приводятся в движение не паровыми, а гидротурбинами. Однако при строительстве современных гидроэлектростанций необходимо сооружать водяные плотины и производить другие дополнительные работы, и в большинстве своем они требуют больших капиталовложений, чем тепловые электростанции. Все же производство электроэнергии на гидростанциях обходится дешевле благодаря использованию энергии воды, поставляемой самой природой, но распространение их ограничено в связи с тем, что экономичны они только там, где достаточно воды и благоприятен рельеф местности. Топливо же для котлов тепловых электростанций(уголь, нефть или газ) необходимо добывать из недр Земли весьма трудоемким путем и доставлять к месту потребления.

 

 

Происхождение природных источников энергии 

Мировое производство энергии стремительно растет. В 1962 г. оно уже достигло примерно 33x1015 ккал. Большую часть этого количества человечество использует для механической работы и отопления. Непрерывно возрастает количество электрической энергии, включаемой в этот процесс в качестве посредника.

Как уже говорилось, работу нельзя накапливать, таким образом, в природе не может быть "запаса работы". Нет на Земле также  электрической энергии в форме, доступной для непосредственного  макроскопического использования. Поэтому для покрытия энергетических потребностей общества мы вынуждены обратиться к другим источникам.

Поскольку энергию  нельзя "создать" из ничего, мы вынуждены  производить необходимые для  нас виды энергии путем преобразования других форм, причем это превращение должно быть экономичным и возможным в широких производственных масштабах. К носителям таких видов энергии следует отнести в первую  очередь уголь (каменный и бурый), а также нефть и природный газ, применяющийся в настоящее время в промышленности в качестве топлива для двигателей, производящих механическую работу или электрическую энергию. Помимо указанных выше носителей энергии, в странах с подходящим рельефом местности довольно широко используется энергия воды ("белый уголь") и в меньшей мере ветра. В развитых странах применение мускульной энергии животных все больше и больше отходит на задний план. В настоящее время постоянно растет доля атомных электростанций в общем производстве электрической энергии. В связи со стремительным ростом потребности в энергии во всем мире предпринимаются попытки использовать в производственных целях новые источники энергии, например солнечное излучение. Предлагается, в частности, концентрировать солнечную энергию с помощью зеркал, а добытое таким образом тепло использовать для получения пара, который сможет приводить в движение турбины. Исследования в области проводников еще не дали больших результатов, но в настоящее время они уже обеспечивают возможность изготовления термо- и фотоэлементов, при помощи которых энергия теплового или светового излучения Солнца может быть превращена в электрическую энергию с КПД 10-13 %. Ученые занимаются также проблемой использования тепла Земли. Температура внутри Земли растет с глубиной. Если подвести тепло с больших глубин к поверхности земли, то можно понижая эту температуру частично превратить тепло в работу. На этом принципе уже построены геотермические электростанции. Однако на пути их более широкого распространения стоят еще не преодоленные технические трудности.

Предпринимаются также попытки использовать энергию, соответствующую разности уровней поверхности воды во время прилива и отлива.

Все эти новые  источники энергии, в настоящее  время покрывают весьма малую  часть мирового потребления энергии. Ныне потребность в энергии удовлетворяется в основном за счет угля, нефти и природного газа; такое положение, очевидно, сохранится и в ближайшем будущем. В связи с этим несомненный интерес представляет вопрос о происхождении энергии, накопленной в этих природных источниках.