Использование нано - технологий для производства, передачи и использования электроэнергии Выполнил: студент группы КС-102 Ермаков Максим Преподаватель: Ярошевская Светлана Владимировна Выполнил: студент группы КС-102 Ермаков Максим Преподаватель: Ярошевская Светлана Владимировна

Сколько человеку нужно энергии ? Сколько энергии нужно произвести, чтобы жить в теплых и удобных квартирах, чтобы создавать необходимые изделия, пользоваться транспортом, чтобы готовить пищу, чтобы развлекаться ?

Использование электроэнергии Промышленность Сельское хозяйство Строительство Транспорт Связь Автоматика и ВТ В быту

Потребление электроэнергии в мире

Виды электростанций в России Тепловые : ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС Гидравлические : ГЭС Атомные : АЭС Ветровые : ВЭС Геотермические : ГеоТЭС Солнечные : СЭС Приливные : ПЭС традиционные альтернативные

Альтернативная энергетика ( дает 2-3% всей электроэнергии в стране ) Солнечная ЭС ГеоТЭС Ветровая ЭС Приливная ЭС ( схема )

Принцип работы ГЭС

Превращение энергии

Преимущества Проблемы Экологически чистый способ производства (нет вредных выбросов в атмосферу) Простая технология получения электроэнергии Небольшие затраты при эксплуатации Низкая стоимость электроэнергии Сложность выбора места для строительства Большие затраты при строительстве плотин Затопление больших площадей Заболачивание почв Трудности в рыбном хозяйстве и судоходстве

Схема работы ТЭС

Преимущества +1. Доступное сырье +2. Большие запасы сырья +3. Высокий КПД (у ТЭЦ – до 70%). +4. Использование тепловой энергии (пара) – 1. Загрязнение окружающей среды (большие выбросы в атмосферу) – 2. Исчерпание топлива (в перспективе) – 3. Высокая стоимость электроэнергии Проблемы

Схема работы АЭС

Крупнейшие АЭС России -Ленинградская ( мощность 4000 МВт) -Калининская ( мощность 3000 МВт) - Смоленская ( мощность 3000 МВт) - Курская ( мощность 4000 МВт)

Преимущества АЭС: - Отсутствие вредных выбросов - Выбросы радиоактивных веществ в несколько раз ниже, чем у ТЭС - Небольшой объём используемого топлива, возможность использования его после переработки - Высокая мощность: МВт на энергоблок - Стоимость энергии ниже, чем у ТЭС

Проблемы АЭС: - Топливо опасно, требует сложных и дорогих мер по переработке и хранению - Срок эксплуатации низок (30-35 лет) - Вероятность аварий и их тяжелые последствия - Высокая стоимость монтажа АЭС и её инфраструктуры, а также её демонтажа - Сложность выбора места для строительства (не везде можно построить) - Проблема захоронения радиоактивных отходов

Альтернативные ЭС Преимущества Экологически чистые Используют возобновляемые ресурсы ( энергию Солнца, ветра и др.) Проблемы Нестабильность работы Малая мощность Низкий КПД

Передача электроэнергии Выработанную на электростанциях энергию необходимо передать потребителям, часто находящимся за многие сотни километров от станции. Для этой цели между станции и потребителем строят линии электропередачи (ЛЭП). При передачи электроэнергии неизбежны потери, связанные с преобразованием части энергии на нагревание проводов. Эти потери можно уменьшить.

« Умные энергосети » Для создания поистине «умных» энергосетей промышленно развитые страны стремятся улучшить свойства электрических кабелей. Они пытаются кардинально изменить способы хранения и передачи энергии на основе сверхпроводящих кабелей, в которых практически нет потерь энергии. Всемирная энергетическая сеть должна перейти от транспортировки традиционного массивного топлива к передаче невесомой энергии (электрического тока по проводам).

Нано - материалы Передачу энергии можно сделать гораздо более эффективной за счет усовершенствования методов и материалов. Нано-материалы, например углеродные нано-трубки, представляют собой один из вариантов, повышающих эффективность системы передачи электрической энергии. Дело в том, что проводимость углеродных нано-трубок в 6 раз выше проводимости меди.

Нано - технологии Начинается выпуск противообледенительных нано-структурированных покрытий для нанесения на грозотросы, провода и другие элементы линий электропередачи. Использование таких проводов позволит снизить вероятность их обрыва по причине гололедообразования, а также увеличить срок службы воздушных ЛЭП, износ которых достигается, в том числе, за счет механических деформаций при гололедных отложениях.

Энергосбережение В отличие от технологий прошлого нано-технологии могут сочетать экономический рост и сокращение объема потребляемых материалов. Например, в Европе около 10% производимой электроэнергии расходуется на освещение. Свето-испускающие диоды способны заменить традиционные технологии. Такой переход приведет к значительной экономии ресурсов, поскольку по сравнению с обычной лампой накаливания диодам для производства того же количества света требуется в два раза меньше энергии. Миллионы телевизоров заменены на телевизоры с ЖК экраном, а позднее и с экранами на органических свето-испускающих диодах(ОСИД). Обе технологии могут сократить потребление электроэнергии на 90%. ЖК дисплеи и ОСИД производятся с помощью нано-технологий.

Перспективы энергетики Строительство АЭС высокой степени надежности Строительство АЭС высокой степени надежности Альтернативная энергетика Альтернативная энергетика Осуществление управляемой термоядерной реакции Осуществление управляемой термоядерной реакции Внедрение научных разработок на базе нано-технологий Внедрение научных разработок на базе нано-технологий Энергосбережение Энергосбережение Ресурсосбережение Ресурсосбережение Уменьшение загрязнения окружающей среды Уменьшение загрязнения окружающей среды

Выводы Передовые технологии позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии другими способами: 1. Используя нано-технологии сконструировать экологически чистые электростанции; 2. Получение электроэнергии с помощью управляемой термоядерной реакции; 3. Увеличить долю выработки электроэнергии с помощью АЭС; 4. Сократить потери при передаче электроэнергии (нано-трубки); 5. Переход на энергосберегающие лампочки и светодиоды (экономия 80%).

ПОМНИТЕ ! Для получения и передачи электроэнергии задействовано много людей, давайте уважать их труд и беречь электроэнергию!

Используемые источники : Интернет-ресурсы: Литература: - Источники энергии. Факты, проблемы, решения. Москва, Наука и техника - Юдасин Л.С. Энергетика: проблемы и надежды. Москва, Просвещение.