Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии (НВИЭ)

Топливо

Фотосинтез

Горючие ископаемые:

─ Уголь, торф

─ Нефть

─ Природный газ

Биомасса:

─ Растительное масло

─ Спирты

─ Биогаз

─ Пища (белок, жиры, углеводы)

─ Древесина

Погодные факторы:

─ Дождь: гидроэлектроэнергия

─ Ветер: энергия воды

─ Солнце: солнечная энергии

Земля:

1) Геотермальная энергия: Геотермальные воды; Природные резервуары горячей воды; Горючие горные породы

2) Ядерная энергия:

Ядерное деление (уран);

Ядерный синтез (водород)

Луна Энергия морских приливов

 

Топливо – горючие вещества, основным составляющих которых является углерод, выделяющий при сгорании теплоту. В теплоэнергетических установках выделившая из ─ тепловая энергия применяется для получения водяного пара или горячей воды, используемых в технологических процессах, для отопления зданий и для производства электроэнергии.

─ разделяют на 2 группы:

1) горючее

2) расщепляющееся (ядерное).

Горючее выделяет теплоту при взаимодействии с другим веществом (окислителем); при этом химические компоненты горючего переходят в его окислы. В энергетических установках окислителем ─ служит воздух, содержащий 21% (по объему) кислорода, и в особых – чистый кислород.

─ горючее делят на:

1) неорганическое

2)органическое

Неорганические вещества и их композиции при взаимодействии с окислителем выделяют большое количество теплоты. Такими веществами могут быть алюминий, магний, железо и др. металлы.

Органическое ─ используется при производстве тепловой энергии для теплоснабжения на ТЭЦ, ТЭС, производственных и отопительных котельных.

Органическое ─ делят на: природные ископаемые угли, горючие сланцы, торф, газ, нефть, древесину, растительные отходы и искусственное топливо, которое в свою очередь подразделяют на композиционное и синтетическое.

Природное ─ содержит углеводород, углерод, водород, их смеси.

По агрегатному состоянию . Подразделяют на:

─ Твёрдое

─ Жидкое

─ газообразное.

Отличительной особенностью твёрдых и жидких является сложность органичных веществ, входящих в их состав.

Газообразное представляет собой механическую смесь углеводородов и оценивается по их доле в .

По составу органическое ─ делится на:

A. горячую часть

B. негорючую часть.

А. Горючая часть (твёрдого и жидкого ) – органические соединения, образованные 5 химическими элементами: углеводородом, водородом, серой, кислородом и азотом. При этом кислород и азот не участвуют в экзотермических реакциях и поэтому являются - внутренним балластом .

Горючая часть включает также некоторые минеральные соединения, взаимодействующие с кислородом воздуха при высокой температуре со значительным тепловыделением.

В. Негорючая часть – влага, минеральная часть, образующая при сгорании золу. Влажность и зольность даже в пределах одного сорта подвержены значительным колебаниям. Влагу, содержащуюся в , разделяют на внешнюю и внутреннюю (гигроскопическую).

Внешняя попадает в . При его добыче, транспортировке и хранении. Количество ее колеблется в широких пределах (1-40%). Эта влага может быть удалена при сушке .

Внутренняя влага связана как с органической частью , так и с минеральными примесями в нём. К ней относят коллоидную и гидратную влагу. Первая присутствует в . В виде гелей. Количество её зависит от природы и наличия влаги в атмосферном воздухе. Гидратная влага химически связана с минеральными примесями. Содержание её в . невелико, при его сушке часть коллоидной влаги испаряется, содержание гидратной влаги не меняется.

Состав твёрдого и жидкого . Обычно выражаются в % по массе, при этом 100% принимают . С таким содержанием влаги и золы, с которым оно сжигается в топках.

Важнейшая характеристика практической ценности – теплота сгорания. Для сравнительных расчетов используют понятие условное топливо. Уровень образования воды, золы и на единицу теплоты сгорания (на единицу мощности котла) оценивают приведёнными характеристиками : влажностью , зольностью , и серностью .

Британская тепловая единица (британская термическая единица, BTU, англ. British thermal unit) – единица измерения энергии, используемая в США. В настоящее время используется в основном для обозначения мощности тепловых установок, в других сферах её заменила единица СИ джоуль.

BTU определяется как количество тепла, необходимое для того, чтобы поднять температуру 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта. Существует несколько альтернативных определений BTU различающихся по температуре воды, из-за чего значение BTU в разных определениях может отличаться на величину до 0,5%.

Вопросы самоконтроля

1) Определение различных источников энергии получаемых от Солнца – Земли – Луны

2) Определение топлива: горючее ─ расщепляющееся

3) Определение топлива:

¾ Органическое

¾ Неорганическое

4) Что горючая часть топлива

5) Что негорючая часть топлива

6) Определение теплоты сгорания

7) Условное топливо

8) Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)

9) Что относят к ВИЭ

10) Вид ВИЭ

11) Возобновляемая энергетика

12) Стандарты в области ВИЭ

13) Энергоресурсы России:

¾ Солнце

¾ Ветер

¾ Гидро

¾ Термо

¾ БИО

 

Условное топливо

Условное топливо – понятие, применяемое для сопоставления различных видов органического топлива и его суммарного учёта.

В качестве единицы у.т. принимают 1кг топлива с низшей удельной теплотой сгорания 29,3 Мдж/кг. Для пересчёта натурального топлива в условное используют тепловой эквивалент топлива Э - /29,308,кг у.т./кг. Усреднённые топливные эквиваленты: уголь – 0,718, газ природный – 1,17-1,2, нефть – 1,43, газ нефтепромысловый – 1,35-1,44, мазут – 1,3, горючие сланцы – 0,353, торф – 0,4, дрова – 0,249.

С помощью у.т. можно составить топливный баланс или суммарный энергетический баланс предприятия отрасли, страны и мира в целом.

В некоторых странах принят иной подсчёт у.т.: например, во Франции в качестве у.т. принято топливо, имеющее либо низшую удельную теплоту сгорания – 27,3 Мдж/кг, либо высшую удельную теплоту сгорания – 28,3 Мдж/кг; в США и Великобритании в качестве крупной единицы у.т. принимают единицу учёта, равную брит. тепловых единиц (БТИ)

 

 

Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии (НВИЭ)

Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии - источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а так же жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества.

В современной мировой практике к возобновляемым источникам энергии относят: гидро-, солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения, водородную энергетику, низкопотенциальное тепло вентиляционных и других выбросов, воды естественных и искусственных водоемов, в том числе промышленных и бытовых стоков.

Вид возобновляемого источника энергии – это возобновляемый источник энергии, в названии которого отражается либо источник его возникновения (солнечная, геотермальная, гидравлическая и др.), либо природное явление (ветровая, волновая, приливная и др.), либо вид энергоносителя (биомасса, “шахтный газ” и др.).

Некоторые источники, которые относят к возобновляемым, на самом деле не восстанавливаются и когда-нибудь будут исчерпаны. В качестве примера можно привести солнечную энергию.

Возобновляемая энергетика: область хозяйства, науки и техники, охватывающая производство, передачу, преобразование, накопление и потребление электрической, тепловой и механической энергии, получаемой за счет использования возобновляемых источников энергии.

В стандарте используется следующее сокращение: ВИЭ – возобновляемые источники энергии.