Классификация нетрадиционных источников энергии

13.2 Классификация нетрадиционных источников энергии

Промышленное получение электрической энергии основано на электрома­шинном способе, принцип действия которого базируется на законе электромагнит­ной индукции, открытом Фарадеем в 1831 г. Этот способ получения электрической энергии, используемый на теневых, гидравлических и атомных электростанциях, является традиционным.

Все другие способы получения электрической энергии, имеющие другую при­роду по сравнению с электромагнитной индукцией, а также новые способы ис­пользования первичных энергоресурсов с сохранением принципа элек­тромагнитной индукции относятся к нетрадиционным источникам получения элек­трической энергии. Все нетрадиционные источники получения энергии принадле­жат к категории возобновляемых источников с периодом действия на необозримое будущее. Дадим краткую характеристику наиболее перспективных нетрадицион­ных источников энергии.

В 80-х годах широкое развитие получила ветроэнергетика, которая пошла по пути создания и производства ветроагрегатов трех классов мощности: до 25 кВт, 55 – 500 кВт,  1 МВт и более. Наибольший объем продаж приходится на агрегаты малой мощности, используемые для электроснабжения автономных потребителей, насосных и мелиоративных установок. Следует ожидать расширения рынка ветроагрегатов средней мощности, которые находят все большее применение как источ­ники электроснабжения групп потребителей, для совместной работы с действую­щими энергосистемами и создания так называемых "ветровых ферм". Крупные агрегаты мегаваттного класса пока выпускаются единичными экземплярами, но имеют хорошую перспективу при создании ветроэнергетических систем электроснабжения, когда ветроагрегаты объединяются в первую группу параллельно работающих машин. Этому классу специалисты предсказывают большое будущее.

Производство электроэнергии в 1989 г. всеми действующими в мире ветроэнергетическими установками (ВЭУ) оценено примерно в 2,5 млрд. кВт-ч, из них в США вырабатывается 2 млрд. кВтּч, Дании – 291 млн. кВтּч, Нидерландах – 29, Испании – 9, Швеции и Бельгии по 8 млн. кВтּч.

Самая мощная в мире ВЭУ с ротором диаметром 64 и высотой 96 м, мощно­стью 4 МВт работает в Канаде. Наибольших успехов в развитии ветроэнергетики достигли США: суммарная мощность действующих ветроустановок 1500 МВт. Основная часть всех ВЭУ сосредоточена в штате Калифорния, где они обеспечи­вают более 1 % потребности в электроэнергии. По отдельным оценкам в Дании к 2000 г. за счет ветроэнергетики будет произведено до 10 % всей вырабатываемой в стране электроэнергии. В нашей стране ветроэнергетика находится на начальном этапе развития, хотя в 1930 г. в Крыму была сооружена первая в мире ВЭУ мощно­стью 100 кВт. Во время войны она была разрушена.

Этот вид энергии иногда причисляют к неисчерпаемому, экологически чисто­му источнику энергии. Принцип использования геотермальной энергии состоит в следующем. Пар, поступающий из недр земли, направляется в теплообменник, по­сле этого очищается в сепараторе и через теплообменник поступает в паровую турбину, которая вращает электрический генератор. Отработанный в паровой турбине пар поступает в конденсатор, откуда конденсат подается в скважину для обратной закачки воды. Поскольку пар из пробуренной скважины имеет температуру и пределах   100 – 300 °С, то КПД ГеоТЭС ниже, чем ГЭС на органическом топливе, и составляет не более 25 %.

Эксплуатация первой геотермальной электростанции была начата в 1904 г. в итальянском городе Лардерелло. В США сосредоточено около 10% суммарных мировых ресурсов геотермальной энергии, в основном в долине Больших Гейзеров (Калифорния). Большими геотермальными источниками богата Новая Зеландия, ГеоТЭС вырабатывается 40% всей электроэнергии. В Японии большие запасы геотермальной энергии имеются в районах Мацукава, Огаке, Оникоба. В России геотермальные источники имеются на Камчатке и Курильских островах, Северном Кавказе. В 1976 г. была введена и успешно эксплуатируется первая в стране Паужтетская ГеоТЭС на Камчатке мощностью 12 МВт. Установленная мощность Гео-ТЭС составляет: в США – 504 МВт, Италии – 405 МВт, Мексике – 75 МВт, Японии 43 МВт, России – 12 МВт.