Энергетические ресурсы Земли

Органическое топливо (ископаемое горючее). Классификация и характеристики органического топлива. Нефть; природный газ; уголь (добыча, переработка, транспортировка). Синтетическое топливо. Горение органического топлива. Ядерное топливо. Ядерное деление. Ядерный топливный цикл. Термоядерный синтез. Геофизическая энергия: солнечная энергия; гидроэнергия; энергия ветра; геотермальная энергия.

 

Основы теплотехники

Основные положения технической термодинамики. Параметры состояния. Теплота и работа. Внутренняя энергия. Первый и второй законы термодинамики. Энтропия. Цикл и теоремы Карно. Термодинамические процессы. Первый закон термодинамики для потока. Свойства и уравнение состояния реальных газов. Понятие о водяном паре. Основные термодинамические процессы водяного пара в h,s -диаграмме. Термодинамические циклы паротурбинных и газотурбинных установок, двигателей внутреннего сгорания. Основные понятия теории теплообмена. Теплопроводность. Конвективный теплообмен. Тепловое излучение. Теплопередача. Типы теплообменных аппаратов и их расчет.

 

4. Традиционные способы преобразования энергии органического

И ядерного топлива

Конденсационные электрические станции. Паровые турбины. Конденсаторы. Теплоэлектроцентрали. Котельные установки. Принцип получения пара и типы паровых котлов. Тепловой баланс и КПД котла. Водоподготовка и водный режим котлов. Газотурбинные установки. Парогазовые установки. Атомные электростанции. Принципиальные схемы АЭС. Реакторы АЭС. Воздействие тепловых и атомных электростанций на окружающую среду.

 

Гидроэнергетика

Типы гидроэнергетических установок: гидроэлектростанции, насосные станции, гидроаккумулирующие и приливные электростанции. Основные характеристики гидроэнергетических установок: напор, расход воды, мощность, энергия. Плотинная и деривационная схемы использования водной энергии; каскады гидроэлектростанций и водохранилищ, схемы насосного аккумулирования энергии; схемы использования энергии приливов. Гидравлические турбины: классификация; активные и реактивные гидротурбины. Кавитация. Регулирование речного стока: суточное, недельное, годичное, многолетнее. Каскадное и комплексное использование гидроресурсов.

 

 

6. Малая энергетика

Солнечные энергоустановки. Геотермальные энергоустановки. Ветроэнергетические установки. Мини- и микроГЭС. Когенерационные энергоустановки. Использование энергии биомассы. Волновые энергоустановки. Методы прямого преобразования энергии: топливные элементы; термоэлектрические генераторы; термоэмиссионный преобразователь.

 

Накопители энергии

Механические накопители: гидроаккумулирующие и воздухоаккумулирующие электростанции, инерционные накопители. Химические аккумуляторы электроэнергии. Водородный накопитель. Тепловые накопители. Электромагнитные накопители: сверхпроводящие индукционные накопители энергии; емкостные накопители.

 

ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

Общие сведения

Энергетика – совокупность больших естественных и искусственных систем, предназначенных для получения, преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех типов.

Энергетическими ресурсами называют материальные объекты, в которых сосредоточена возможная для использования человеком энергия. Различают возобновляемые и невозобновляемые энергоресурсы. Возобновляемые энергоресурсы – те, которые природа непрерывно восстанавливает (вода, ветер и др.). Невозобновляемые – ранее накопленные в природе (каменный уголь, нефть и др.).

Под энергией понимается общая мера различных форм движения материи. Для количественной характеристики качественно различных форм движения материи и соответствующих им взаимодействий условно вводят различные виды энергии: тепловую, механическую, электрическую, ядерную и др. Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется первичной (топлива, воды, ветра). Энергия, получаемая человеком после преобразования первичной энергии на специальных установках – станциях, называется вторичной (электрическая, пара, горячей воды). Станции в своем названии содержат указание на то, какой вид первичной энергии в какую вторичную энергию на них преобразуется. Например, тепловая электрическая станция (ТЭС) преобразует тепло (первичную энергию) в электрическую энергию (вторичную).

В России на традиционные способы преобразования энергоресурсов (с помощью тепловых электростанций (ТЭС), атомных электростанций (АЭС), гидроэлектростанций (ГЭС)) приходится 99 % всей выработанной электрической и тепловой энергии (рис.3.1), нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) составляют 1 %.

 

Рис. 3.1. Энергопроизводство в России. Источники энергии

Получение энергии необходимого вида и снабжение этой энергией потребителей происходят в процессе энергетического производства. Выделяют пять стадий энергопроизводства: 1) получение и концентрация энергоресурсов; 2) передача энергоресурсов к установкам, преобразующим энергию; 3) преобразование первичной энергии во вторичную; 4) передача и распределение вторичной энергии; 5) потребление энергии.