Городская ветроэнергетика. Часть 1

Чт, 05/08/2014 - 22:38

Знаменитая Днепровская ГЭС. Возможность построить еще одну такую ГЭС в Украине, учитывая реальный энергетический ресурс современных рек, просто невозможно

АЭС — самый популярный источник электроэнергии на сегодняшний день. Их популярность постоянно растет, но какую цену мы все заплатим в будущем за эту энергию?



Плоские концентраторы энергии ветра — последнее слово современной ветроэнергетики

Небоскребы от Project Web — оригинальное решение плоского концентратора, установленного между зданиями. Идея заманчивая, но никто еще не взялся за ее реализацию

Недавно в новостях услышал информацию о том, что весной 2010 г. городское население планеты превысило сельское и составляет 51%. В 2020 г. городское население уже будет составлять 57%.
Вроде бы ничего интересного. Сухая статистика.

Но за этой статистикой просматривается очень настораживающая тенденция, если учесть, что за этот период население Земли вырастет с 6,8 до 8 миллиардов человек.
Урбанизация растет огромными темпами.

Как обеспечить устойчивое развитие инфраструктуры растущих городов? Где взять ресурсы для обеспечения цивилизованных условий проживания этому огромному количеству людей?
Эти и подобные вопросы возникают сами собой, когда осознаешь весь масштаб возникающих проблем: энергия, питание, питьевая вода, утилизация отходов, социальная инфраструктура, жилье, транспорт и т.д.

Меня в этом бесконечном перечне городских проблем больше всего беспокоит один вопрос — как бесперебойно обеспечить растущие города электрической энергией?
Ведь не секрет, что в среднем городской житель потребляет больше электрической энергии, по сравнению с сельским жителем. Это связано с необходимостью круглосуточно поддерживать всю огромную инфраструктуру города.

Энергетика города сегодня

Все города получают электрическую энергию от центральной энергосистемы. Для компенсации пиковых потреблений электроэнергии часто используются электростанции, работающие непосредственно на нужды города и находящиеся в непосредственной близости от него.
Сегодня основными поставщиками электрической энергии в энергосистему есть три типа электростанций: тепловые, атомные и гидроэлектростанции.

Тепловые электростанции (ТЭС). Работают на ископаемом топливе (газ, нефть, уголь, мазут).
Города с их смогом, миллионами машин и огромной плотностью населения переживают не лучшие времена. Свою лепту в ухудшение экологической обстановки в городе вносят и электростанции на ископаемом топливе. Если ситуацию кардинально не изменить сегодня, то мы рискуем в обозримом будущем превратить наши города в территории, не пригодные для проживания.

Гидроэлектростанции (ГЭС) можно отнести к условно чистым источникам электрической энергии, по сравнению со станциями на ископаемом топливе. Строительство новых ГЭС можно было бы приветствовать. Но, к сожалению, на сегодня основной энергетический ресурс наших рек уже задействован и перспектив к существенному росту у гидроэнергетики нет.

Атомные электростанции (АЭС). У сторонников атомной энергетики, похоже, может открыться второе дыхание. После Чернобыльской аварии и четверти века забвения интерес к атомным станциям начал расти.

Тому есть объективные причины: стабильный источник электрической энергии, относительно безопасный (в современных конструкциях реакторов этому вопросу уделили особенное внимание), большие запасы урановой руды.

Но здесь меня беспокоит два вопроса:
У человечества еще нет опыта полной утилизации закрытой атомной станции.
Срок работы станции 20…30 лет. В отдельных случаях, если на то есть объективные предпосылки, срок эксплуатации атомной станции могут продлить еще на 10…20 лет. После истечения этого срока станция должна быть остановлена, с ее территории должны быть полностью вывезены и захоронены радиоактивные элементы, а сама площадка станции должна быть приведена в состояние, пригодное для дальнейшего использования человеком.

На сегодня я не знаю примера, где бы эти работы были выполнены вплоть до последней стадии — полного обеззараживания территории. Все атомные станции находятся в одной из двух стадий: либо работают, либо закрыты и законсервированы.

Даже самые совершенные системы безопасности не могут предотвратить возникновение аварийной ситуации и повторения Чернобыля. Яркий тому пример — многочисленные техногенные аварии и катастрофы на тех же атомных станциях, космических кораблях, самолетах, морских судах и т.п.
Если и дальше будет продолжаться строительство новых атомных станций, то нашим потомкам мы оставим Землю, усеянную тысячами «Чернобылей». Эти территории не будут пригодны для проживания еще не одну сотню лет.

Энергетика города будущего

Все мы помним массовые аварийные отключения электроэнергии в Канаде и США (2003 г.), в России, Москва (2005 г.). В одночасье хорошо отлаженный городской механизм превратился в сплошной хаос. Убытки составили сотни миллионов долларов.
Проблема состоит в том, что невозможно гарантировать отсутствия повторения подобных катаклизмов в будущем.

Основная причина — современные города полностью зависят от поставок электрической энергии от центральной энергетической системы, т.е. от поставок энергии извне. Если в энергосистеме происходит авария (а это может произойти в сотнях и даже тысячах километров от города), то город полностью остается без электричества.

Если мы сейчас не сделаем из всего этого надлежащие выводы и не предпримем необходимые меры, то в самом ближайшем будущем такие аварии станут для нас нормой, а периодическое отключение электрической энергии — обязательным атрибутом жизни в городе.

Кстати, о городе будущего. Мы часто не замечаем, что город, к которому мы уже привыкли, уже и стал тем самым городом будущего. Посмотрите на прекрасный город Минск. Возможно это и есть город вашего будущего. Чтобы ваши мечты сбылись, обратитесь в агентство недвижимости "Академическое" по адресу akadem.by и начните воплощать свои мечты.

Есть ли выход?

Если не полностью устранить проблемы с энергообеспечением города, то хотя бы обеспечить живучесть основных объектов инфраструктуры города можно за счет собственных внутригородских генерирующих мощностей. Их общая генерирующая способность должна обеспечить, в условиях аварийной ситуации, функционирование городской инфраструктуры хотя бы на минимальном уровне.
Как было сказано выше, традиционные станции генерации электрической энергии (ТЭС, ГЭС, АЭС), по тем или иным причинам, не приемлемы для использования в городской черте.
Остается уповать только на чистые возобновляемые источники энергии.

Другие материалы рубрики

  • При минусовой температуре проблемы с запуском двигателя гарантированы. Это знает каждый опытный автомобилист, которому не раз приходилось подолгу просиживать в холодном салоне, пытаясь завести автомобиль. А вот о причинах этих самых проблем думает далеко не каждый водитель. Еще до того, как температура опустится ниже нуля, важно сменить все жидкости в автомобиле на незамерзающие. Это касается моторного масла, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке омывателя. Нужно тщательно смазать стартер и прочие системы мотора, от этого также зависит степень прилагаемых для запуска двигателя усилий в сильный мороз.



  • Чтобы получать тепло из снега, дождя и, что реже, града, нужен АТМОТЕРМ. Это устройство относится к стационарным приборам для нагревания текущих сред, использующий при прохождении данного процесса тепловой эффект экзотермической реакции образования гидроксида кальция из СаО, которая проходит при утилизации снежного покрова на месте его образования.
    Область применения устройства – генерация тепловой энергии для обогрева стен жилых и нежилых помещений, используя атмосферные осадки.
    Исследуя решения в данной области, мы не найдем наверняка устройства, объединяющего в себе функции переработки атмосферных осадков и обогревателя, работающего без подвода электроэнергии, при этом являясь таким экономичным, как атмотерм (экономичность смотрите дальше). Решения, предлагаемые другими авторами (смотри ниже) имеют ряд недостатков: потребляемость большого количества электроэнергии, узкая направленность технологий – только утилизация снега или только генерация тепловой энергии, сложность устройства, лежащее в наличии большого количества комплектующих компонентов, таких как ИК-излучатели и другие подобные устройства.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Ситуация с термоядерной энергетикой сегодня довольно любопытна и имеет общие черты с начинавшейся некогда «космической гонкой». Открытие способа, открывающего доступ к неограниченному источнику энергии, казалось бы, уже «витает в воздухе». Уже всерьёз проектируются термоядерные электростанции. Уже почти видна финишная ленточка и вопрос лишь в том, кто успеет раньше. Руководители развитых государств ревностно следят за «успехами» конкурентов в этой области и боятся остаться «не солоно хлебавши». Эти страхи умело эксплуатируют крупные исследовательские центры, работающие по данной проблеме, добиваясь щедрого финансирования. Вот-вот и пресса возвестит об открытии века...



  • В начале нового тысячелетия почти весь мир столкнулся с новой, весьма болезненной проблемой — истощением топливных запасов планеты. Ученые с каждого угла кричали, что через 30 лет на земле не останется ни капли нефти. Но прошло уже 10 лет, и эти крики понемногу улеглись. Были найдены новые месторождения в Саудовской Аравии, в России разведали новые, огромные запасы сибирской и заполярной нефти. Единственная проблема — добраться до них, но учитывая сегодняшнюю стоимость «черного золота» на мировом рынке, это не будет составлять особого труда.
    Но беда, как известно, не приходит одна. С топливной проблемой пришла проблема загрязнения окружающей среды обитания человека. Продукты сгорания бензина и дизтоплива стали настолько насыщать атмосферу Земли, что экологи забили тревогу. Их главный девиз — «Парниковый эффект!» К сожалению, они до сих пор не могут определиться, чем он грозит нашей планете — глобальным потеплением или новым ледниковым периодом. Впрочем, одно не исключает другое. Сначала довольно сильно потеплеет, арктические льды растают, опять понизят температуру, но настолько сильно, что 2/3 суши (по самым пессимистическим прогнозам) покроется снегом и льдом.
    Что же делать? Отказаться от автомобильного транспорта и вообще от использования нефти и нефтепродуктов? В данный исторический отрезок времени это даже не теория, а какая-то фантазия Гринписа, если не сказать больше. Но нам надо как-то сберечь природу и при этом не нанести вреда экономике, как в мировом масштабе, так и в масштабе отдельной страны. И тут, к огромной радости почти всех экологов (почему почти — будет сказано ниже) на мировую топливную арену семимильными шагами выходит новое горючее — биодизель.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Нефте- и газодобыча уже в течение многих лет — ведущие отрасли российской экономики. В иные периоды они давали до 50% поступлений в федеральный бюджет. Это стало возможным только после введения в эксплуатацию крупнейших месторождений Западной Сибири. Поиск месторождений, ставших открытием века, стоил огромного труда. Основной вклад в него внесли сибирские геологи.
    Чтобы понять, где и как искать нефть, — а ее считают самым труднодоступным богатством планеты, — надо знать, как она образуется. В 1932 году была опубликована классическая работа основоположника советской нефтяной геологии Ивана Михайловича Губкина (1871-1939) «Учение о нефти», которая сыграла огромную роль в развитии представлений о происхождении нефти и формировании ее залежей. Он сформулировал четыре этапа образования нефтяных запасов, которые и сегодня лежат в основе научных воззрений о процессах нефтеобразования.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Многие ученые считают, что единственным масштабным и долговременным решением надвигающейся энергетической проблемы, одновременно удовлетворяющей условиям энергетической эффективности и экологической безопасности, является термоядерный синтез на базе использования лунного изотопа элемента гелия.
    Страна, которая опередит другие в освоении Луны и добычи гелия-3, станет лидером в мировой экономике, считает академик Эрик Галимов.



  • Еще в 212 году до н. э. древнегреческий ученый Архимед использовал светоотражающие свойства бронзовых боевых щитов для того, чтобы сосредоточить солнечный свет и поджечь вражеские деревянные суда римлян, осаждающих его родной город Сиракузы. Но прошло почти полтора тысячелетия, за время которых люди продолжали греться на солнышке, не задумываясь, какой мощный источник представляет собой это божественное дневное светило. И лишь в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик Антуан Лоран Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650°С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8х3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

    В 1866 г. французский математик Август Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных коллекторов, ставших прообразами современных, и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С. Однако только в 1980-е годы были созданы первые крупномасштабные солнечные электрогенераторы.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Возможность установки ветрогенераторов также зависит от климата, а конкретнее – от средней скорости ветра в данной местности. Трудно спрогнозировать, каковы будут скорость и направление ветра в определенный момент. Но если рассматривать большие временные промежутки, соизмеримые со сроком эксплуатации ветряка, то можно довольно точно сказать, что, например, в течение года в месте его установки будет 4000 часов со скоростью ветра более 4 м/с, что обеспечит гарантированную генерацию, условно говоря, 1000 КВт·ч в год. В частности, у нас средняя скорость ветра составляет около 5 м/с, что вполне пригодно для получения ветровой энергии, так как рекомендуемая скорость ветра для этих целей 4 м/с и более.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Теперь уже никто не сомневается, что в расстрельные 30-е годы прошлого века ничего прогрессивного в России существовать не могло. Старшее поколение стыдливо молчит, поскольку высказывать иную точку зрения ныне считается непатриотичным. А постперестроечное вообще не ведает, что в основе многих модных сейчас инновационных проектов лежат неосуществленные мечты почти восьмидесятилетней давности. Примером может служить история со сгущенным бензином.

    • Страницы
    • 1
    • 2