Меню

Приливные электростанции ПЭС в России и мире принцип работы



Урок географии по теме «Электоэнергетика мира»

  1. Продолжить формирование ЗУН по предметам: читать карту, заполнять таблицу, работать с учебной литературой, строить диаграмму, делать выводы. Обеспечить в ходе урока ознакомление учащихся со структурой электроэнергетики, её проблемами и перспективами развития.
  2. Продолжить работу над развитием речи учащихся, их мышления, памяти и внимания.
  3. Воспитывать положительное отношение к предметам и знаниям. Продолжить формировать нравственные качества учащихся.
  1. Показать развитие электроэнергетики как одной из отраслей авангардной тройки.
  2. Дать характеристику различных типов электростанций.
  3. В целях экологического воспитания показать влияние электроэнергетики на окружающую среду.

Оборудование: Карта “Электроэнергетика мира”. Таблицы: “Ведущие производители электроэнергии”, “Десять крупнейших ГЭС мира”. Атласы, учебники В.П. Максаковский “География — 10” М. Просвещение, 2005.; карточки-задания, калькуляторы, компьютеры, интерактивная доска, слайдовая презентация.

Тип урока: комбинированный.

Формы урока: коллективная, индивидуальная.

Режимы урока: экстраактивный, интраактивный, интерактивный.

Методы урока: метод контроля, исследовательский, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

  1. Организационный этап 4 мин.
  2. Повторение пройденного материала 8 мин.
  3. Изучение нового материала 33 мин.
  4. Практическая работа 38 мин.
  5. Заключительный этап 7 мин.

I. Организационный этап.

Сегодня у нас необычный урок – интегрированный урок географии и физики.

Тема урока: “Электроэнергетика мира”.

На уроках географии мы рассматриваем эту тему при изучении топливно-энергетического комплекса мира. На уроках физики при изучении тем: “Тепловые двигатели” и “Производство и передача электроэнергии”.

Готовясь к этому уроку , вы получили опережающее задание подготовить материал о различных видах электростанций мира.

Сегодня на уроке вы узнаете:

  • о состоянии мировой энергетики.
  • о различных типах электростанций.
  • о проблемах и перспективах отрасли.

На уроке научитесь:

  • анализировать диаграмму, выстроенную в заданном масштабе.
  • делать выводы о развитии отрасли.

Ваша работа будет успешной, если вы активно будете работать с учебником, дополнительным материалом и внимательно слушать выступления учащихся.

II. Повторение пройденного материала.

Индивидуальный опрос по темам:

1. Топливная промышленность.
2. Основные виды энергетических ресурсов.

3.Что вы узнали об энергии топлива на уроках физики?

III. Изучение нового материала.

Откройте тетради и запишите тему урока: “Электроэнергетика мира”

Изучать отрасль будем по плану:

1. Значение отрасли.
2. Объёмы выработки электроэнергии по странам мира.
3. Структура электроэнергетики (по видам электростанций).
4. Проблемы отрасли.
5. Перспективы развития — использование альтернативных источников энергии.

1. Значение отрасли.

В нашем цивилизованном обществе от энергии зависит всё, без неё не будет совершаться работа. Энергия может совершать иногда созидательную, а иногда разрушительную работу (например, атомная бомба).

Электроэнергетика-это ключевой элемент жизнеобеспечения стран. Без энергии хозяйство мертво, а жизнь страны невозможна. Даже изменение цен на отдельные энергоносители приводит к неожиданным последствиям в экономике. Так, энергетический кризис 1985г., когда нефтедобывающие страны (ОПЕК) подняли цены на нефть, привёл к потрясению всю мировую экономику.

Электроэнергетика – одна из отраслей авангардной тройки. Её роль заключается в обеспечении электроэнергией других отраслей хозяйства и населения. Её значение резко возросло в эпоху НТР в связи с развитием электронной промышленности и комплекса автоматизации производства. Производство и потребление электроэнергии растёт быстрыми темпами. Так в 1990 г. – 11,6 трлн. кВт? ч. в 2000г.- 16,4 трлн кВт? ч.

2. Объёмы выработки электроэнергии по странам мира.

По объёмам выработки электроэнергии развитые страны в значительной степени опережают развивающиеся страны.

— Среди регионов мира лидируют Северная Америка и западная Европа.
— Среди стран мира ведущими производителями электроэнергии являются (показать на карте):

“Ведущие производители электроэнергии” Таблица №1

Страна Выработка, млрд кВт*ч
1.США
2.Янония
3.Китай
4.Россия
5.Канада
6.ФРГ
7.Франция
8.Индия
9.Великобритания
10.Бразилия
3600
950
900
860
530
525
470
400
310
265

В составе “первой десятки” лидируют семь стран Севера и три страны Юга. По объёмам выработки электроэнергии на душу населения, безусловно, лидируют Норвегия, Канада, Швеция, США, Финляндия. Наименьший показатель — страны Африки, Китай, Индия.

Обратимся к учебнику за интересными фактами (ДТ [2] с. 165)

3. Структура электроэнергии.

Ребята, какие вы знаете традиционные типы электростанций?

— Ответ: ( ТЭС, ГЭС, АЭС)

Давайте обратимся к карте “Электроэнергетика мира ” По круговой диаграмме видно, что:

а) В структуре выработки электроэнергии в мире первое место принадлежит ТЭС. Их доля составляет 63%
б) Второе место производства электроэнергии обеспечивает ГЭС. Их доля составляет 20%
в) Третье место принадлежит АЭС. Их доля составляет 17%

Сейчас мы будем заносить данные по традиционным видам электростанций в карточку №1. Приготовьтесь с ней работать. Внесите данные в графы тип электростанции и доля вырабатываемой ими электроэнергии.

К сегодняшнему уроку вы готовили рефераты о работе различных типов электростанций. Прослушаем учащихся, готовивших материал о ТЭС. По ходу выступлений докладчиков всем остальным надо будет заполнять карточку. Поэтому будьте предельно внимательны при заполнении колонки технико-экономические особенности.

Итак, слушаем материал о ТЭС, ГЭС и АЭС.

По ходу заполнения карточки идут дополнения учителей.

Десять крупнейших ГЭС мира.

Название Страна Мощность, млн кВт*ч
Итайпу Бразилия-Парагвай 12,6
Гранд-Кули США 10,8
Гурии Венесуэла 10,3
Тукурун Бразилия 8,0
Саяно-Шушенская Россия 6.4
Корпус-Посадос Аргентина-Парагвай 6,0
Красноярская Россия 6,0
Ла-Гранд-2 Канада 5,2
Черчила-Фолз Канада 5,2
Кориндо Бразилия 5,0

Третье место принадлежит АЭС. В мире 450 атомных реакторов. Атомная энергетика обеспечена сырьём. К числу главных производителей уранового концентрата (U 3 O 8) относятся Канада, Австралия, Намибия, США и Россия.

Выступление учащихся об АЭС.

Карточка №1(ожидаемый результат)

Тип электростанции Доля вырабатываемой электроэнергии Технико-экономические особенности Крупнейшие электростанции
ТЭС 63% 1. Используют невозобновляемые ресурсы
2. Сильно загрязняют атмосферу
3. Воздействуют на водные ресурсы
4. Быстро строятся.
США, Китай, Россия, ФРГ, Польша, ЮАР, Нидерланды, Италия.
ГЭС 20% 1. Используют возобновляемые энергоресурсы
2. Производят самую дешёвую электроэнергию
3. Длительное время строительства
4. Меняют уровень грунтовых вод, что приводит к заболачиванию территории
Канада, США, Бразилия, Россия, Китай, Норвегия.
АЭС 17% 1. Создают опасность радиационного заражения
2. Производят дорогую электроэнергию
3. Неисчерпаемый запас топлива
США, Франция, Япония, ФРГ, Швеция, Россия, КНР, Канада, Великобритания, Украина.

4. Проблемы отрасли.

Итак, как вы поняли из выступлений, что основными проблемами электроэнергетики является:

1. Истощение запасов первичных энергоресурсов и их удорожание.
2. Загрязнение и разрушение природной среды.

Об этом более подробно расскажет наш эколог.

Проблема загрязнения и разрушения природной среды стоит очень остро. Тепловая электроэнергетика выбрасывает в атмосферу огромное количество вредных веществ (двуокись серы, окись азота, зола и т.д.), тем самым изменяется газовый состав атмосферы, повышается температура воды и воздуха.

Гидроэнергетика приводит к экологическим нарушениям при строительстве ГЭС: затоплению земель и нарушению водного баланса территории, гибели рыб, изменению режима рек и растительного покрова.

Возникновение атомной энергетики породило проблему захоронения отходов и аварий на АЭС.

5. Перспективы развития – использование альтернативных источников энергии.

Решение проблем, перечисленных нашим экологом и проблем истощения запасов минерального топлива, видится в переходе к энергосберегающей политике, к использованию альтернативных (нетрадиционных) источников энергии.

Какие вы знаете нетрадиционные типы электростанций?

Ответ: ПЭС, СЭС, ВЭС, ГеоТЭС

Давайте послушаем наших докладчиков и заполним карточку №2, внося в неё названия стран .

Карточка №2 (ожидаемый результат)

Приливные электростанции (ТЭС) Солнечные электростанции (СЭС) Ветровые электростанции (ВЭС) Геотермальные электростанции (ГеоТЭС)
Франция
Великобритания
Канада
Россия
Индия
Китай
Кислогубская
Работают в 30 странах мира
Франция
Испания
Япония
США
Крым
Западная Европа
Дания, ФРГ
Великобритания
Нидерланды
США, Индия
Китай
Север России
Страны Центральной Америки
Филиппины
Исландия
Камчатка (Паужетская ГТЭС)
Читайте также:  Postgresql посмотреть какие внешние ключи ссылаются на таблицу

Давайте обратимся к учебнику за справочным материалом о ВЭС стр. 166 и ГТЭС стр.166.

Международная транспортировка электроэнергии осуществляется с помощью магистральных ЛЭП.

Итак, вы узнали о состоянии мировой электроэнергетики, о различных типах электростанций и проблемах и перспективах отрасли.

А сейчас переходим ко второй части урока — практической работе.

IV. Практическая работа.

1. Постройте диаграмму, используя таблицу №1“Ведущие производители электроэнергии” в масштабе: в 0,5 см. 265 млрд кВт? ч Ответьте ,в каких странах электроэнергия развивается на собственном сырье, в каких на привозном?

2. Заполните карточку №3: “География промышленности”.

С помощью текста учебника (стр.130-131) заполните пропуски в предложениях.

1) Наиболее ярко ориентация на ТЭС выражена в таких “угольных ” странах, как Польша или ЮАР, и в таких “нефтяных” странах, как Саудовская Аравия, Кувейт, ОАЭ, Алжир, где ТЭС дают всю электроэнергию.
2) Гидроэлектростанции вырабатывают более 90 % электроэнергии в Норвегии, Бразилии и Киргиз ии.
3) Более всего электроэнергии на АЭС вырабатывают Франция, Литва и Бельги я.
4) Геотермальные электростанции в Исландии используются не только для получения электроэнергии, но и для отопления .

Давайте проверим правильность заполнения карточки (один ученик читает ответы, другие проверяют).

3. Заполните карточку №4, (задание выполняется на компьютере).

“Электроэнергетика” Карточка № 4

1. На рисунке показаны доли электроэнергии, производимой различными типами электростанций. Подпишите их, отметьте их процентное содержание.

2. Укажите, к каким типам электростанций относятся следующие технико-экономические особенности:

  • Используют невозобновляемые ресурсы.
  • Сильно загрязняют атмосферу.
  • Воздействуют на водные ресурсы.
  • Используют возобновляемые энергоресурсы.
  • Длительное время строительства.
  • Дают самую дешёвую электроэнергию.
  • Создают опасность радиационного заражения.
  • Дают много твёрдых отходов.
  • Дают дорогую электроэнергию.

V. Заключительный этап.

1. Домашнее задание : на контурной карте разными цветами нанесите крупнейшие электростанции мира, используя карточку №1.

2. Пользуясь планом, скажите, пожалуйста, что вы узнали нового на уроке, чему научились? Сформулируйте вывод урока.

Вывод урока (ожидаемый результат):

Электроэнергетика – одна из отраслей “авангардной тройки”. Её роль заключается в обеспечении электроэнергией других отраслей хозяйства и населения.

Производство и потребление электроэнергии растёт высокими темпами. Отрасль продолжает изменяться и, прежде всего под воздействием НТР. В состав “первой десятки” стран по объёмам выработки электроэнергии лидируют семь стран Севера и три страны Юга. Но по размерам выработки электроэнергии на душу населения различия между ними остаются ещё большими.

Электроэнергия вырабатывается на различных видах электростанций ТЭС -63%, ГЭС-20%, АЭС-17%, которые имеют технико-экономические особенности.

Проблема отрасли состоит в истощении запасов первичных энергоресурсов и загрязнении природной среды.

Перспективы отрасли — в энергосберегающих технологиях и использовании нетрадиционных источниках энергии ПЭС, СЭС, ВЭС и т.д.

Источник

Типы и виды электростанций

Типы электростанций

В зависимости от источника энергии различают следующие типы электростанций:

  • Тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо. Они делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ)
  • Гидравлические электростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), использующие энергию падающей воды
  • Атомные электростанции (АЭС), использующие энергию ядерного распада
  • Дизельные электростанции (ДЭС)
  • ТЭС с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми установками (ПГУ)
  • Солнечные электростанции (СЭС)
  • Ветровые электростанции (ВЭС)
  • Геотермальные электростанции (ГЕОТЭС)
  • Приливные электростанции (ПЭС)

Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную и нетрадиционную энергетики.

Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.

Наиболее удобный вид энергии — электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Примерно 70% мировой электроэнергии вырабатывают на ТЭС. Они делятся на конденсационные тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят электроэнергию и теплоту.

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных горных реках. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках. Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает (в западной части страны).

Основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.

Принципиальная схема тепловой электростанции

Рис.1. Принципиальная схема тепловой электростанции

Принципиальная схема тепловой электростанции представлена на рис.1. Стоит иметь в виду, что в ее конструкции может быть предусмотрено несколько контуров — теплоноситель от тепловыделяющего реактора может не идти сразу на турбину, а отдать свое тепло в теплообменнике теплоносителю следующего контура, который уже может поступать на турбину, а может дальше передавать свою энергию следующему контуру. Также в любой электростанции предусмотрена система охлаждения отработавшего теплоносителя, чтобы довести температуру теплоносителя до необходимого для повторного цикла значения. Если поблизости от электростанции есть населенный пункт, то это достигается путем использования тепла отработавшего теплоносителя для нагрева воды для отопления домов или горячего водоснабжения, а если нет, то излишнее тепло отработавшего теплоносителя просто сбрасывается в атмосферу в градирнях. Конденсатором отработавшего пара на неатомных электростанциях чаще всего служат именно градирни.

Основное оборудование ТЭС — котел-парогенератор, турбина, генератор, конденсатор пара, циркуляционный насос.

В котле парогенератора при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине энергия водяного пара превращается в механическую энергию вращения. Генератор превращает механическую энергию вращения в электрическую. Схема ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо электрической энергии, вырабатывается и тепловая путем отвода части пара и нагрева с его помощью воды, подаваемой в тепловые магистрали.

Есть ТЭС с газотурбинными установками. Рабочее тело и них — газ с воздухом. Газ выделяется при сгорании органического топлива и смешивается с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь при 750-770°С подается в турбину, которая вращает генератор. ТЭС с газотурбинными установками более маневренна, легко пускается, останавливается, регулируется. Но их мощность в 5-8 раз меньше паровых.

Процесс производства электроэнергии на ТЭС можно разделить на три цикла: химический — процесс горения, в результате которого теплота передается пару; механический — тепловая энергия пара превращается в энергию вращения; электрический — механическая энергия превращается в электрическую.

Общий КПД ТЭС состоит из произведения КПД (η) циклов:

КПД идеального механического цикла определяется так называемым циклом Карно:

где T1 и Т2 — температура пара на входе и выходе паровой турбины.

На современных ТЭС Т1=550°С (823°К), Т2=23°С (296°К).

Практически с учетом потерь ηтэс=36-39%. Из-за более полного использования тепловой энергии КПД ТЭЦ = 60-65%.

Атомная электростанция отличается от ТЭС тем, что котел заменен ядерным реактором. Теплота ядерной реакции используется для получения пара.

Первичной энергией на АЭС является внутренняя ядерная энергия, которая при делении ядра выделяется в виде колоссальной кинетической энергии, которая, в свою очередь, превращается в тепловую. Установка, где идут эти превращения, называется реактором.

Через активную зону реактора проходит вещество теплоноситель, которое служит для отвода тепла (вода, инертные газы и т.д.). Теплоноситель уносит тепло в парогенератор, отдавая его воде. Образующийся водяной пар поступает в турбину. Регулирование мощности реактора производится с помощью специальных стержней. Они вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а значит, и интенсивность ядерной реакции.

Читайте также:  Тип кишечнополостные таблица представители группы

Природное ядерное горючее атомной электрической станции — уран. Для биологической защиты от радиации используется слой бетона в несколько метров толщиной.

При сжигании 1 кг каменного угля можно получить 8 кВт-ч электроэнергии, а при расходе 1 кг ядерного топлива вырабатывается 23 млн. кВтч электроэнергии.

Более 2000 лет человечество использует водную энергию Земли. Теперь энергия воды используется на гидроэнергетических установках (ГЭУ) трех видов:

  • гидравлические электростанции (ГЭС);
  • приливные электростанции (ПЭС), использующие энергию приливов и отливов морей и океанов;
  • гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), накапливающие и использующие энергию водоемов и озер.

Гидроэнергетические ресурсы в турбине ГЭУ преобразуются в механическую энергию, которая в генераторе превращается в электрическую.

Таким образом, основными источниками энергии являются твердое топливо, нефть, газ, вода, энергия распада ядер урана и других радиоактивных веществ.

Все основные типы электростанций оказывают значительное негативное воздействие на природу. ТЭС загрязняют воздух, шлаки станций, работающих на угле, занимают огромные территории. Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к заболачиванию земель. Небезопасными оказались и АЭС.

Будущее за использованием нетрадиционных источников энергии — энергии ветра, приливов, Солнца и внутренней энергии Земли.

Источник

Таблица типы электростанций пэс

Типы электростанций

В зависимости от источника энергии различают следующие типы электростанций:

  • Тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо. Они делятся на конденсационные (КЭС) и теплофикационные (ТЭЦ)
  • Гидравлические электростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие (ГАЭС), использующие энергию падающей воды
  • Атомные электростанции (АЭС), использующие энергию ядерного распада
  • Дизельные электростанции (ДЭС)
  • ТЭС с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми установками (ПГУ)
  • Солнечные электростанции (СЭС)
  • Ветровые электростанции (ВЭС)
  • Геотермальные электростанции (ГЕОТЭС)
  • Приливные электростанции (ПЭС)

Наиболее часто в современной энергетике выделяют традиционную и нетрадиционную энергетики.

Традиционную энергетику главным образом разделяют на электроэнергетику и теплоэнергетику.

Наиболее удобный вид энергии — электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Примерно 70% мировой электроэнергии вырабатывают на ТЭС. Они делятся на конденсационные тепловые электростанции (КЭС), вырабатывающие только электроэнергию, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), которые производят электроэнергию и теплоту.

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных горных реках. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках. Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает (в западной части страны).

Основным типом электростанций в России являются тепловые (ТЭС). Эти установки вырабатывают примерно 67% электроэнергии России. На их размещение влияют топливный и потребительский факторы. Наиболее мощные электростанции располагаются в местах добычи топлива. ТЭС, использующие калорийное, транспортабельное топливо, ориентированы на потребителей.

Принципиальная схема тепловой электростанции

Рис.1. Принципиальная схема тепловой электростанции

Принципиальная схема тепловой электростанции представлена на рис.1. Стоит иметь в виду, что в ее конструкции может быть предусмотрено несколько контуров — теплоноситель от тепловыделяющего реактора может не идти сразу на турбину, а отдать свое тепло в теплообменнике теплоносителю следующего контура, который уже может поступать на турбину, а может дальше передавать свою энергию следующему контуру. Также в любой электростанции предусмотрена система охлаждения отработавшего теплоносителя, чтобы довести температуру теплоносителя до необходимого для повторного цикла значения. Если поблизости от электростанции есть населенный пункт, то это достигается путем использования тепла отработавшего теплоносителя для нагрева воды для отопления домов или горячего водоснабжения, а если нет, то излишнее тепло отработавшего теплоносителя просто сбрасывается в атмосферу в градирнях. Конденсатором отработавшего пара на неатомных электростанциях чаще всего служат именно градирни.

Основное оборудование ТЭС — котел-парогенератор, турбина, генератор, конденсатор пара, циркуляционный насос.

В котле парогенератора при сжигании топлива выделяется тепловая энергия, которая преобразуется в энергию водяного пара. В турбине энергия водяного пара превращается в механическую энергию вращения. Генератор превращает механическую энергию вращения в электрическую. Схема ТЭЦ отличается тем, что по ней, помимо электрической энергии, вырабатывается и тепловая путем отвода части пара и нагрева с его помощью воды, подаваемой в тепловые магистрали.

Есть ТЭС с газотурбинными установками. Рабочее тело и них — газ с воздухом. Газ выделяется при сгорании органического топлива и смешивается с нагретым воздухом. Газовоздушная смесь при 750-770°С подается в турбину, которая вращает генератор. ТЭС с газотурбинными установками более маневренна, легко пускается, останавливается, регулируется. Но их мощность в 5-8 раз меньше паровых.

Процесс производства электроэнергии на ТЭС можно разделить на три цикла: химический — процесс горения, в результате которого теплота передается пару; механический — тепловая энергия пара превращается в энергию вращения; электрический — механическая энергия превращается в электрическую.

Общий КПД ТЭС состоит из произведения КПД (η) циклов:

КПД идеального механического цикла определяется так называемым циклом Карно:

где T1 и Т2 — температура пара на входе и выходе паровой турбины.

На современных ТЭС Т1=550°С (823°К), Т2=23°С (296°К).

Практически с учетом потерь ηтэс=36-39%. Из-за более полного использования тепловой энергии КПД ТЭЦ = 60-65%.

Атомная электростанция отличается от ТЭС тем, что котел заменен ядерным реактором. Теплота ядерной реакции используется для получения пара.

Первичной энергией на АЭС является внутренняя ядерная энергия, которая при делении ядра выделяется в виде колоссальной кинетической энергии, которая, в свою очередь, превращается в тепловую. Установка, где идут эти превращения, называется реактором.

Через активную зону реактора проходит вещество теплоноситель, которое служит для отвода тепла (вода, инертные газы и т.д.). Теплоноситель уносит тепло в парогенератор, отдавая его воде. Образующийся водяной пар поступает в турбину. Регулирование мощности реактора производится с помощью специальных стержней. Они вводятся в активную зону и изменяют поток нейтронов, а значит, и интенсивность ядерной реакции.

Природное ядерное горючее атомной электрической станции — уран. Для биологической защиты от радиации используется слой бетона в несколько метров толщиной.

При сжигании 1 кг каменного угля можно получить 8 кВт-ч электроэнергии, а при расходе 1 кг ядерного топлива вырабатывается 23 млн. кВтч электроэнергии.

Более 2000 лет человечество использует водную энергию Земли. Теперь энергия воды используется на гидроэнергетических установках (ГЭУ) трех видов:

  • гидравлические электростанции (ГЭС);
  • приливные электростанции (ПЭС), использующие энергию приливов и отливов морей и океанов;
  • гидроаккумулирующие станции (ГАЭС), накапливающие и использующие энергию водоемов и озер.

Гидроэнергетические ресурсы в турбине ГЭУ преобразуются в механическую энергию, которая в генераторе превращается в электрическую.

Таким образом, основными источниками энергии являются твердое топливо, нефть, газ, вода, энергия распада ядер урана и других радиоактивных веществ.

Все основные типы электростанций оказывают значительное негативное воздействие на природу. ТЭС загрязняют воздух, шлаки станций, работающих на угле, занимают огромные территории. Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к заболачиванию земель. Небезопасными оказались и АЭС.

Будущее за использованием нетрадиционных источников энергии — энергии ветра, приливов, Солнца и внутренней энергии Земли.

Источник

Приливные электростанции ПЭС в России и мире: принцип работы

Приливные электростанции (ПЭС) – особый вид гидроэлектростанций, работающих за счет энергии, возникающей при приливах. Возникновение энергии основано на глобальных естественных процессах, связанных со сменой гравитационного воздействия Луны и Солнца. Такой способ получения электроэнергии мало распространен в мире и до недавнего времени рассматривался как экспериментальный. В последние годы произошел небольшой скачек, связанный с открытием нескольких приливных электростанций.

Читайте также:  Презентация на тему Физиократы

Содержание

  1. Места строительства ПЭС
  2. Виды приливных электростанций
  3. Устройство и принцип работы
  4. Существующие приливные электростанции
  5. Плюсы и минусы данных электростанций

Места строительства ПЭС

При возникновении прилива уровень воды повышается на несколько метров, максимальное повышение на Земле – 18 метров. Приливные электростанции строятся в местах самого высокого повышения уровня моря. Большинство действующих ПЭС построено в местах, где вода поднимается не менее чем на 10 метров. Таких мест на Земле несколько:

  • Бухта Фанди (Канада) – самые высокие приливы на Земле (15-18 метров);
  • Побережье Бретани у города Сан-Мело (Франция) – самые высокие приливы Европы (до 14 метров);
  • Пенжинская губа (Россия) – самые высокие приливы на тихоокеанском побережье (до 13 метров);
  • Побережье Баренцева моря (Россия и Норвегия) – до 10 метров.

Виды приливных электростанций

ПЭС отличаются друг от друга по типу устройства и выработки энергии, несмотря на общее небольшое число таких станций в мире. В зависимости от типа станции она располагается прямо в бухте или вдоль береговой линии. В бухтах или на открытой воде устанавливаются мощные турбины. При расположении вдоль берега используются турбины с малой мощностью. На основании этих характеристик выделяется 4 типа электростанций:

  • приливно-отливные;
  • лагунные;
  • динамические;
  • генераторы приливного потока.

Приливно-отливные

Принцип действия приливно-отливных электростанций заключается в последовательном прохождении воды через турбины: сначала при приливе, затем – при отливе.

При подъеме уровня воды образуется потенциальная энергия, которая удерживается с помощью заградительных ворот до отлива. При снижении уровня воды под напором происходит вращение турбин, что приводит к преобразованию потенциальной энергии в кинетическую и выработке электрического тока. ПЭС такого типа наиболее похожи на обычные гидроэлектростанции, где выработка энергии происходит от вращающихся турбин под напором водяного потока. Единственная в России ПЭС работает по приливно-отливному принципу, это старейший способ выработки энергии от приливов.

По типу лагуны

Похожи по принципу работы электростанции по типу лагуны. Для них подготавливается искусственное водохранилище, в которое должна поступать вода при отливе. Такие электростанции способны решить проблему по поиску места для размещения гидроагрегатов путем искусственного создания подходящих условий. В остальном принцип выработки электроэнергии такой же, как у приливно-отливных электростанций: вода накапливается, а затем при снижении уровня вращает турбины и производит энергию. Ни одной такой ПЭС в мире построено не было: в Уэльсе отменили строительство единственной запланированной.

Динамические

В местах с небольшими колебаниями уровня моря во время приливов и отливов строятся динамические электростанции. Это вытянутые на десятки километров вдоль береговой линии конструкции, в которых равномерно размещаются турбины малой мощности. Протяженность таких электростанций составляет более 10 километров. В остальном принцип выработки энергии такой же, как у приливно-отливных станций: преобразование потенциальной энергии в кинетическую при снижении уровня воды.

Генераторы приливного потока

Конструкция генераторов приливного потока похожа на ветрогенераторы, а принцип работы – на работу гидроэлектростанций. Это лопасти, устанавливаемые в воде, которые вращаются и вырабатывают энергию при изменении ее уровня. Такие генераторы могут устанавливаться в местах приливного потока, а также там, где поток регулярный: в реках, каналах. Распространенные места для размещения: опоры мостов и других гидросооружений. Величина выработки энергии у таких генераторов в несколько раз выше, чем у аналогичных ветряных.

Устройство и принцип работы

Большинство ПЭС состоят из двух основных частей:

  • турбины, вырабатывающие энергию;
  • водохранилище, где накапливается масса воды.

У генераторов приливного тока отсутствует накопительная часть, поэтому величина выработки в среднем на одну турбину ниже.

Природа образования приливов и отливов основана на взаимодействии Земли и Луны. При взаимном вращении изменяется уровень гравитации, что приводит к движению водных масс. Работа приливных электростанций основана на создании напора воды из накопленной массы воды. Вода формирует в водохранилище потенциальную энергию, а с помощью удержания затворами она накапливается. При отливе уровень снижается и поток начинает двигаться, образуя кинетическую энергию и вращая турбины. Работа состоит из 4 циклов: по приливу и отливу в течение 12 часов, а также время простоя.

Существующие приливные электростанции

В строительстве приливных электростанций выделяется несколько периодов:

  1. Появление первых двух ПЭС в 1960-х.
  2. Дополнение еще двумя ПЭС в 1980-х.
  3. Массовое (относительно предыдущих периодов) строительство, начиная с конца 2000-х.

Первая станция такого типа «Ля Ранс» была построена во Франции в 1966 году, спустя 2 года была открыта ПЭС в СССР.

В 80-х по станции построили в Канаде и Китае, с конца 2000-х список стран значительно расширился. К действующему списку добавились: Норвегия, Республика Корея, Нидерланды, Великобритания. В планах или в стадии строительства находятся 12 приливных электростанций, из новых стран – Индия.

В России

В 1968 году в СССР была введена в эксплуатацию Кислогубская приливная электростанция. С тех пор она единственная среди действующих ПЭС в России. Расположена она на Кислой губе в Мурманской области на берегу Баренцева моря. Вырабатываемая мощность Кислогубской ПЭС составляет всего 1,7 МВт, что в десятки раз ниже обычной тепловой электростанции. Это связано с низкой высотой приливов, которая составляет примерно 5 метров. С момента открытия станция используется в качестве экспериментальной базы по исследованиям в сфере извлечения энергии из приливной силы.

На основании опыта эксплуатации и действующих разработок в России запланированы новые приливные электростанции. Некоторые проекты разработали еще в советское время, другие – недавно в российское.

Список запланированных ПЭС в России:

  • Северная (Мурманская область, недалеко от Кислогубской), мощность 12 МВт;
  • Мезенская (Архангельская область), 8-24 ГВт;
  • Пенжинская (Магаданская область, Камчатский край), 87-120 ГВт;
  • Тугурская (Хабаровский край), 3,6 ГВт.

По планам новые российские ПЭС должны были бы вырабатывать в тысячи раз больше электроэнергии, но в итоге проекты не реализовались.

В мире

Современными лидерами в открытии и строительстве новых приливных электростанций являются две страны: Великобритания и Республика Корея. До 2011 года первая в мире построенная ПЭС была одновременно и самой мощной – это французская «Ля Ранс». Ее мощность составляет 240 МВт, но в 2011 году в Корее открыли станцию мощностью 254 МВт – Сихвинскую ПЭС. Это динамическая приливная электростанция, растянувшаяся более чем на 12 километров вдоль берега. На стадии строительства в Корее еще 2 более мощные станции: на 800-1300 МВт, 520 МВт. В Великобритании планируется открытие 2 станций: на 400 МВт и 8,6 ГВт.

В остальных странах мира ПЭС имеют экспериментальный характер и вырабатывают минимум энергии. Среди таких стран: Канада (20 МВт), Китай (3,2 МВт), Нидерланды (1,2 МВт), Индия (план на 50 МВт), Норвегия (на несколько лет открывалась станция на 0,3 МВт

Плюсы и минусы данных электростанций

Приливные электростанции дороже в эксплуатации, чем обычные ГЭС. К этому прибавляется то, что ПЭС строятся в труднодоступных и удаленных местах, что еще сильнее влияет на экономический фактор. Низкий уровень выработки электроэнергии: например, самая мощная в мире ПЭС производит эквивалентную мощность, как и обычная ТЭЦ. Дополнительный отрицательный фактор, который невозможно устранить – цикличность работы, связанная с природой приливов и отливов.

Преимущество ПЭС заключается в практически полном отсутствии негативного влияния на экосистему.

Приливные станции внедряются с минимальным ущербом для природы, не приводят к изменениям жизнедеятельности морских организмов. Приливная энергия – возобновляемый источник, что спровоцировало небольшой рост в использовании этого вида выработки электроэнергии.

Источник