Производство, передача и потребление электрической энергии. Экологические проблемы производства и передачи электрической энергии Автор: Турбинская Кристина Юрьевна, учащаяся 10 класса УО «Климовичская районная государственная гимназия имени И.С.Николаева» Научный руководитель: Карелина Татьяна Васильевна 2016

В зависимости от вида используемого носителя энергии все современные электростанции делятся на тепловые, гидроэлектростанции и атомные.

Тепловые электростанции (ТЭС) используют теплоту, получаемую при сжигании угля, нефти, мазута, газа и других горючих ископаемых (КПД η = 40%). Гидроэлектростанции (ГЭС) используют энергию движущейся воды рек, водохранилищ и иных водных потоков ( КПД η = 90 – 93%). Атомные электростанции (АЭС) работают на энергии, выделяющейся при расщеплении ядер урана и плутония (КПД η = 20%).

При передачи энергии часть передаваемой энергии неизбежно теряется в соответствии с законом Джоуля – Ленца: Q = I^2RΔt, где I – действующее значение силы тока в линии электропередачи, R - сопротивление проводов, Δt – промежуток времени передачи энергии.

Для уменьшения тепловых потерь в линиях передач необходимо уменьшать их сопротивление и действующее значение силы тока. Однако уменьшение сопротивления проводов возможно только за счет увеличения их поперечного сечения, что приводит к значительному увеличению их массы.

Вследствие этого наиболее эффективно передавать электроэнергию при малом действующем значении силы тока. Уменьшение силы тока в n раз снижает тепловые потери в проводах в n^2 раз. Для сохранения величины передаваемой по линиям передах мощности следует повышать действующее значение напряжения во столько же раз, во сколько уменьшили действующее значение силы тока. Поэтому на практике применяют высоковольтные линии электропередач.

Блок-схема передачи электроэнергии

В современном обществе потребление электроэнергии распределяется примерно следующим образом: промышленность – 70%, транспорт – 15%, сельское хозяйство – 10%, бытовое потребление – 5%.

Преимущества постоянного тока по сравнению с переменным: Преимущества постоянного тока по сравнению с переменным: - постоянный ток, в отличии от переменного, не создаёт переменные магнитные поля, которые индуцируют токи в близлежащих проводниках, что приводит к потерям мощности; - постоянный ток можно передавать при более высоком напряжении

Лидером среди энергоносителей на сегодняшний день является нефть. На территории Беларусь к основным видам добываемых топливных ресурсов следует отнести дрова и торф.

Работа электростанций существенным образом влияет на состояние окружающей среды и приводит к появлению следующих экологических проблем: Работа электростанций существенным образом влияет на состояние окружающей среды и приводит к появлению следующих экологических проблем: ТЭС - загрязнение атмосферы продуктами сгорания, изменение природного теплового баланса из-за рассеяния тепловой энергии; ГЭС – изменение климата, нарушение экологического равновесия, уменьшение пахотных площадей; АЭС – опасность радиоактивного загрязнения среды при авариях, проблемы захоронения радиоактивных отходов.

Углекислый газ глобальное потепление Одной из главных экологических проблем современности является рост выбросов в атмосферу продуктов сгорания топлива. Углекислый газ «окутывает» Землю подобно пленке, препятствуя ее охлаждению. Это приводит к парниковому эффекту, при котором средняя температура на Земле медленно повышается. З последнее десятилетие на планете происходит глобальное потепление, которое может привести к необратимым изменениям в климате Земли.

Рост энергопотребления заставляет ученых и инженеров искать альтернативные источники энергии, которые имели бы возобновляемый характер, т. е., в отличие от нефти и газа, могли бы самостоятельно восстанавливаться с течением времени. К ним относятся ветер, недра Земли, морские приливы, а также солнечное излучение, используемое напрямую.

Ветроэнергетика - использование кинетической энергии ветра для получения электроэнергии.

Геотермальная энергетика – использование естественного тепла Земли для выработки электрической энергии.

использует энергию морских приливов Приливная энергетика использует энергию морских приливов. Инженерная идея подобных проектов проста: использовать перепад уровней воды во время прилива и отлива для вращения водой гидротурбин, чтобы уменьшить на соединенных с ними гидрогенераторах производить электричество.

Гелиоэнергетика Гелиоэнергетика – получение электрической энергии из энергии солнечного излучения. Водородная энергетика. Источником энергии служит водород.

Возобновляемые источники энергии сравнительно безопасны, поскольку их использование не приводит к загрязнению окружающей среды.

Спасибо за внимание!