Enerji növləri: ənənəvi və alternativ. Gələcəyin enerjisi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Enerjinin bütün mövcud sahələri şərti olaraq yetkin, inkişaf edən və nəzəri öyrənilmə mərhələsində olanlara bölünə bilər. Bəzi texnologiyalar hətta özəl iqtisadiyyatda tətbiq oluna bilər, digərləri isə yalnız sənaye dəstəyi çərçivəsində istifadə edilə bilər. Müasir enerji növlərini müxtəlif mövqelərdən nəzərdən keçirmək və qiymətləndirmək mümkündür, lakin iqtisadi məqsədəuyğunluq və istehsalın səmərəliliyi üçün universal meyarlar prinsipial əhəmiyyət kəsb edir. Bir çox cəhətdən ənənəvi və alternativ enerji istehsalı texnologiyalarından istifadə anlayışları bu gün bu parametrlərdə fərqlənir.

Ənənəvi Enerji

Bu, dünyanın enerji istehlakçılarının təxminən 95%-ni təmin edən, qurulmuş istilik və enerji sənayelərinin geniş təbəqəsidir. Resursun yaradılması xüsusi stansiyalarda baş verir - bunlar istilik elektrik stansiyalarının, su elektrik stansiyalarının, atom elektrik stansiyalarının və s. obyektlərdir. Onlar hazır xammal bazası ilə işləyirlər, emal prosesində enerji hədəflənir. yaranır. Enerji istehsalının aşağıdakı mərhələləri fərqləndirilir:

• Xammalın istehsalı, hazırlanması və çatdırılmasıbu və ya digər enerji növünün istehsal obyekti. Bunlar yanacağın çıxarılması və zənginləşdirilməsi, neft məhsullarının yanması və s. proseslər ola bilər.
• Xammalın enerjini birbaşa çevirən aqreqatlara və birləşmələrə ötürülməsi.
• İlkin enerjidən ikinciliyə enerji çevrilməsi prosesləri. Bu dövrələr bütün stansiyalarda mövcud deyil, lakin məsələn, enerjinin çatdırılması və sonradan paylanmasının rahatlığı üçün onun müxtəlif formalarından - əsasən istilik və elektrik enerjisindən istifadə etmək olar.
• Tamamlanmış çevrilmiş enerjiyə qulluq, onun ötürülməsi və paylanması.

Son mərhələdə resurs həm milli iqtisadiyyatın sektorları, həm də adi ev sahibləri ola biləcək son istifadəçilərə göndərilir.

İstilik enerjisi sənayesi

Rusiyada ən çox yayılmış enerji sənayesi. Ölkədəki istilik elektrik stansiyaları xammal kimi kömür, qaz, neft məhsulları, şist yataqları və torfdan istifadə etməklə 1000 MVt-dan çox enerji istehsal edir. Yaranan ilkin enerji daha sonra elektrik enerjisinə çevrilir. Texnoloji cəhətdən belə stansiyaların populyarlığını müəyyən edən bir çox üstünlükləri var. Bunlara iş şəraitinə uyğun olmayan və iş axınının texniki təşkili asanlığı daxildir.

Kondensasiya qurğuları və kombinə edilmiş istilik və elektrik stansiyaları şəklində istilik enerjisi qurğuları bilavasitə sərf olunan resursun çıxarıldığı və ya istehlakçının yerləşdiyi ərazilərdə tikilə bilər. Mövsümi dalğalanmalar stansiyaların dayanıqlığına təsir göstərmir, bu da belə edirenerji mənbələri etibarlıdır. Lakin İES-lərin çatışmazlıqları da var, bunlara tükənən yanacaq ehtiyatlarının istifadəsi, ətraf mühitin çirklənməsi, böyük miqdarda əmək resurslarının qoşulması ehtiyacı və s.

Sidroenergetika

Enerji yarımstansiyaları şəklində olan hidrotexniki qurğular su axınının enerjisinin çevrilməsi nəticəsində elektrik enerjisi istehsal etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. Yəni nəslin texnoloji prosesi süni və təbiət hadisələrinin birləşməsi ilə təmin edilir. İstismar zamanı stansiya kifayət qədər su təzyiqi yaradır, daha sonra turbin qanadlarına yönəldilir və elektrik generatorlarını işə salır. Enerjinin hidroloji növləri istifadə olunan aqreqatların növünə, avadanlığın təbii su axınları ilə qarşılıqlı əlaqəsinin konfiqurasiyasına və s. görə fərqlənir. İstismar göstəricilərinə görə su elektrik stansiyalarının aşağıdakı növlərini ayırd etmək olar:

• Kiçik - 5 MVt-a qədər istehsal.
• Orta - 25 MVt-a qədər.
• Güclü - 25 MVt-dan çox.

Su təzyiqinin gücündən asılı olaraq təsnifat da tətbiq edilir:

• Aşağı təzyiqli stansiyalar - 25 m-ə qədər.
• Orta təzyiq - 25 m-dən.
• Yüksək təzyiq - 60 m-dən yuxarı.

Su elektrik stansiyalarının üstünlüklərinə ətraf mühitə uyğunluq, iqtisadi əlçatanlıq (pulsuz enerji), tükənməz iş resursu daxildir. Eyni zamanda, hidravlik qurğular anbar infrastrukturunun texniki təşkili üçün böyük ilkin xərclər tələb edir, həmçinin məhdudiyyətlərə malikdir.stansiyaların coğrafi yeri - yalnız çayların kifayət qədər su təzyiqi təmin etdiyi yerlərdə.

Nüvə enerjisi sənayesi

Müəyyən mənada bu istilik enerjisinin alt növüdür, amma praktikada AES-lərin performans göstəriciləri istilik elektrik stansiyalarından daha böyük bir sıradır. Rusiya nüvə enerjisi istehsalının tam dövrlərindən istifadə edir ki, bu da böyük həcmdə enerji resursları yaratmağa imkan verir, lakin uran filizi emalı texnologiyalarından istifadənin də böyük riskləri var. Təhlükəsizlik məsələlərinin müzakirəsi və bu sənayenin vəzifələrinin populyarlaşdırılması, xüsusən də Rusiyanın 17 regionunda nümayəndəlikləri olan "Nüvə Enerjisi üzrə İnformasiya Mərkəzi" ANO tərəfindən həyata keçirilir.

Reaktor nüvə enerjisi istehsalı proseslərinin icrasında əsas rol oynayır. Bu, öz növbəsində istilik enerjisinin sərbəst buraxılması ilə müşayiət olunan atomların parçalanması reaksiyalarını dəstəkləmək üçün hazırlanmış bir vahiddir. İstifadə olunan yanacaq və soyuducu növü ilə fərqlənən müxtəlif növ reaktorlar var. Ən çox istifadə edilən konfiqurasiya, soyuducu kimi adi suyu istifadə edən yüngül su reaktorudur. Uran filizi nüvə enerjisi sənayesində əsas emal resursudur. Bu səbəbdən atom elektrik stansiyaları adətən uran yataqlarına yaxın reaktorların yerləşdirilməsi üçün nəzərdə tutulub. Bu gün Rusiyada ümumi istehsal gücü təqribən 190 milyard kVt/saat olan 37 reaktor fəaliyyət göstərir.

Alternativ enerjinin xüsusiyyətləri

Alternativ enerjinin demək olar ki, bütün mənbələri müsbət müqayisə olunurmaliyyə əlverişliliyi və ətraf mühitə uyğunluq. Əslində, bu zaman emal olunmuş resurs (neft, qaz, kömür və s.) təbii enerji ilə əvəz olunur. Bu, günəş işığı, külək axınları, yerin istiliyi və indi ənənəvi hesab olunan hidroloji ehtiyatlar istisna olmaqla, digər təbii enerji mənbələri ola bilər. Alternativ enerji konsepsiyaları çoxdan mövcuddur, lakin bu günə qədər onlar ümumi dünya enerji təchizatında kiçik bir paya sahibdirlər. Bu sənaye sahələrinin inkişafındakı ləngimələr elektrik enerjisi istehsalı proseslərinin texnoloji təşkili ilə bağlı problemlər ilə bağlıdır.

Bəs bu gün alternativ enerjinin aktiv inkişafının səbəbi nədir? Ətraf mühitin çirklənməsinin və ümumiyyətlə ekoloji problemlərin sürətinin azaldılması ehtiyacı böyük ölçüdə. Həmçinin, yaxın gələcəkdə bəşəriyyət enerji istehsalında istifadə edilən ənənəvi resursların tükənməsi ilə üzləşə bilər. Buna görə də, təşkilati və iqtisadi maneələrə baxmayaraq, enerjinin alternativ formalarının inkişafı layihələrinə getdikcə daha çox diqqət yetirilir.

Geotermal Enerji

Evdə enerji əldə etməyin ən ümumi yollarından biri. Geotermal enerji Yerin daxili istiliyinin yığılması, ötürülməsi və çevrilməsi prosesində yaranır. Sənaye miqyasında, yer altı qayalara 2-3 km-ə qədər dərinliklərdə qulluq edilir, burada temperatur 100 ° C-dən çox ola bilər. Geotermal sistemlərin fərdi istifadəsinə gəldikdə, yerüstü akkumulyatorlar daha çox istifadə olunur, dərinlikdəki quyularda deyil,üfüqi. Alternativ enerjinin yaradılmasına dair digər yanaşmalardan fərqli olaraq, hasilat dövründəki demək olar ki, bütün geotermal enerji mənbələri çevrilmə mərhələsi olmadan həyata keçirilir. Yəni eyni formada ilkin istilik enerjisi son istehlakçıya verilir. Buna görə də geotermal istilik sistemləri kimi bir konsepsiya istifadə olunur.

Günəş enerjisi

Saxlama avadanlığı kimi fotovoltaik və termodinamik sistemlərdən istifadə edən ən qədim alternativ enerji konsepsiyalarından biri. Fotoelektrik istehsal metodunu həyata keçirmək üçün işıq fotonlarının (kvanta) enerjisini elektrikə çevirənlərdən istifadə olunur. Termodinamik qurğular daha funksionaldır və günəş enerjisi axını sayəsində hərəkətverici qüvvə yaratmaq üçün həm elektrik, həm də mexaniki enerji ilə istilik yarada bilər.

Sxemlər olduqca sadədir, lakin bu cür avadanlıqların işində çoxlu problemlər var. Bu onunla bağlıdır ki, günəş enerjisi, prinsipcə, bir sıra xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunur: gündəlik və mövsümi dalğalanmalara görə qeyri-sabitlik, hava şəraitindən asılılıq, işıq axınının aşağı sıxlığı. Buna görə də, günəş panelləri və akkumulyatorların dizayn mərhələsində meteoroloji amillərin öyrənilməsinə çox diqqət yetirilir.

Dalğa enerjisi

Dalğalardan elektrik enerjisinin əmələ gəlməsi prosesi gelgit enerjisinin çevrilməsi nəticəsində baş verir. Bu tip elektrik stansiyalarının əksəriyyətinin mərkəzində bir hovuz,ya çayın mənsəbinin ayrılması zamanı, ya da körfəzi bəndlə bağlayaraq təşkil edilir. Formalanmış maneədə hidravlik turbinli suötürücülər yerləşdirilmişdir. Yüksək gelgit zamanı suyun səviyyəsi dəyişdikcə turbin qanadları fırlanır ki, bu da elektrik enerjisinin yaranmasına kömək edir. Qismən, bu enerji növü su elektrik stansiyalarının iş prinsiplərinə bənzəyir, lakin su ehtiyatının özü ilə qarşılıqlı əlaqə mexanikasında əhəmiyyətli fərqlər var. Dalğa stansiyalarından suyun səviyyəsinin 4 m-ə qədər yüksəldiyi dəniz və okeanların sahillərində istifadə oluna bilər ki, bu da 80 kVt/m-ə qədər enerji istehsal etməyə imkan verir. Belə strukturların olmaması suötürücülərin şirin və dəniz suyunun mübadiləsini pozması ilə əlaqədardır və bu, dəniz orqanizmlərinin həyatına mənfi təsir göstərir.

Külək enerjisi

Texnoloji sadəliyi və iqtisadi əlverişliliyi ilə səciyyələnən şəxsi ev təsərrüfatlarında istifadə oluna bilən elektrik enerjisi istehsalının başqa bir üsulu. Hava kütlələrinin kinetik enerjisi emal edilmiş resurs kimi çıxış edir, fırlanan bıçaqları olan mühərrik isə batareya kimi çıxış edir. Tipik olaraq, külək enerjisi elektrik cərəyanı generatorlarından istifadə edir, onlar pervanelərlə şaquli və ya üfüqi rotorların fırlanması nəticəsində işə salınır. Bu tip orta daxili stansiya 2-3 kVt elektrik enerjisi istehsal edə bilir.

Gələcəyin enerji texnologiyaları

Mütəxəssislərin fikrincə, 2100-cü ilə qədər kömür və neftin qlobal balansda ümumi payı təxminən 3% olacaq ki, bu da termonüvə enerjisini geri çəkməlidir.ikinci dərəcəli enerji mənbəyi kimi. Birinci yerdə günəş stansiyaları, eləcə də simsiz ötürmə kanalları əsasında kosmik enerjinin çevrilməsi üçün yeni konsepsiyalar yer almalıdır. Gələcəyin enerjisinə çevrilmə prosesləri karbohidrogen yanacaq mənbələrindən imtina və "təmiz" və bərpa olunan mənbələrə keçid dövrünün gəldiyi 2030-cu ildən başlamalıdır.

Rusiyanın Enerji Görünüşü

Daxili enerjinin gələcəyi əsasən təbii ehtiyatların çevrilməsinin ənənəvi yollarının inkişafı ilə bağlıdır. Sənayedə əsas yeri nüvə enerjisi tutmalı olacaq, lakin birləşmiş versiyada. Atom elektrik stansiyalarının infrastrukturu hidrotexnika elementləri və ekoloji cəhətdən təmiz bioyanacaqların emalı vasitələri ilə tamamlanmalıdır. Mümkün inkişaf perspektivlərində sonuncu yer günəş batareyalarına verilmir. Rusiyada, bu gün belə, bu seqment bir çox cəlbedici ideyalar təklif edir - xüsusən də qışda işləyə bilən panellər. Batareyalar hətta termal yük olmadan belə işığın enerjisini çevirir.

Nəticə

Enerji təchizatının müasir problemləri ən böyük dövlətləri enerji və ətraf mühitin təmizliyi arasında istilik və elektrik enerjisi istehsalı arasında seçim qarşısında qoyur. İnkişaf etmiş alternativ enerji mənbələrinin əksəriyyəti bütün üstünlükləri ilə ənənəvi resursları tam əvəz edə bilmir və bu da öz növbəsində daha bir neçə onilliklər ərzində istifadə oluna bilər. Ona görə də gələcəyin enerjisi çoxdurmütəxəssislər bunu enerji istehsalının müxtəlif konsepsiyalarının bir növ simbiozu kimi təqdim edirlər. Üstəlik, yeni texnologiyalar təkcə sənaye səviyyəsində deyil, həm də ev təsərrüfatlarında gözlənilir. Bu baxımdan, enerji istehsalının gradient-temperatur və biokütlə prinsiplərini qeyd etmək olar.