Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии (НВИЭ)
Топливо
Фотосинтез
Горючие ископаемые:
─ Уголь, торф
─ Нефть
─ Природный газ
Биомасса:
─ Растительное масло
─ Спирты
─ Биогаз
─ Пища (белок, жиры, углеводы)
─ Древесина
Погодные факторы:
─ Дождь: гидроэлектроэнергия
─ Ветер: энергия воды
─ Солнце: солнечная энергии
Земля:
1) Геотермальная энергия: Геотермальные воды; Природные резервуары горячей воды; Горючие горные породы
2) Ядерная энергия:
Ядерное деление (уран);
Ядерный синтез (водород)
Луна Энергия морских приливов
Топливо – горючие вещества, основным составляющих которых является углерод, выделяющий при сгорании теплоту. В теплоэнергетических установках выделившая из ─ тепловая энергия применяется для получения водяного пара или горячей воды, используемых в технологических процессах, для отопления зданий и для производства электроэнергии.
─ разделяют на 2 группы:
1) горючее
2) расщепляющееся (ядерное).
Горючее выделяет теплоту при взаимодействии с другим веществом (окислителем); при этом химические компоненты горючего переходят в его окислы. В энергетических установках окислителем ─ служит воздух, содержащий 21% (по объему) кислорода, и в особых – чистый кислород.
─ горючее делят на :
1) неорганическое
2)органическое
Неорганические вещества и их композиции при взаимодействии с окислителем выделяют большое количество теплоты. Такими веществами могут быть алюминий, магний, железо и др. металлы.
Органическое ─ используется при производстве тепловой энергии для теплоснабжения на ТЭЦ, ТЭС, производственных и отопительных котельных.
Органическое ─ делят на: природные ископаемые угли, горючие сланцы, торф, газ, нефть, древесину, растительные отходы и искусственное топливо, которое в свою очередь подразделяют на композиционное и синтетическое.
Природное ─ содержит углеводород, углерод, водород, их смеси.
По агрегатному состоянию . Подразделяют на:
─ Твёрдое
─ Жидкое
─ газообразное.
Отличительной особенностью твёрдых и жидких является сложность органичных веществ, входящих в их состав.
Газообразное представляет собой механическую смесь углеводородов и оценивается по их доле в .
По составу органическое ─ делится на:
A. горячую часть
B. негорючую часть.
А. Горючая часть (твёрдого и жидкого ) – органические соединения, образованные 5 химическими элементами: углеводородом, водородом, серой, кислородом и азотом. При этом кислород и азот не участвуют в экзотермических реакциях и поэтому являются - внутренним балластом .
Горючая часть включает также некоторые минеральные соединения, взаимодействующие с кислородом воздуха при высокой температуре со значительным тепловыделением.
В. Негорючая часть – влага, минеральная часть, образующая при сгорании золу. Влажность и зольность даже в пределах одного сорта подвержены значительным колебаниям. Влагу, содержащуюся в , разделяют на внешнюю и внутреннюю ( гигроскопическую).
Внешняя попадает в . При его добыче, транспортировке и хранении. Количество ее колеблется в широких пределах (1-40%). Эта влага может быть удалена при сушке .
Внутренняя влага связана как с органической частью , так и с минеральными примесями в нём. К ней относят коллоидную и гидратную влагу. Первая присутствует в . В виде гелей. Количество её зависит от природы и наличия влаги в атмосферном воздухе. Гидратная влага химически связана с минеральными примесями. Содержание её в . невелико, при его сушке часть коллоидной влаги испаряется, содержание гидратной влаги не меняется.
Состав твёрдого и жидкого . Обычно выражаются в % по массе, при этом 100% принимают . С таким содержанием влаги и золы, с которым оно сжигается в топках.
Важнейшая характеристика практической ценности – теплота сгорания. Для сравнительных расчетов используют понятие условное топливо. Уровень образования воды, золы и на единицу теплоты сгорания (на единицу мощности котла) оценивают приведёнными характеристиками : влажностью , зольностью , и серностью .
Британская тепловая единица ( британская термическая единица, BTU, англ. British thermal unit) – единица измерения энергии, используемая в США. В настоящее время используется в основном для обозначения мощности тепловых установок, в других сферах её заменила единица СИ джоуль.
BTU определяется как количество тепла, необходимое для того, чтобы поднять температуру 1 фунта воды на 1 градус Фаренгейта. Существует несколько альтернативных определений BTU различающихся по температуре воды, из-за чего значение BTU в разных определениях может отличаться на величину до 0,5%.
Вопросы самоконтроля
1) Определение различных источников энергии получаемых от Солнца – Земли – Луны
2) Определение топлива: горючее ─ расщепляющееся
3) Определение топлива:
¾ Органическое
¾ Неорганическое
4) Что горючая часть топлива
5) Что негорючая часть топлива
6) Определение теплоты сгорания
7) Условное топливо
8) Возобновляемые источники энергии (ВИЭ)
9) Что относят к ВИЭ
10) Вид ВИЭ
11) Возобновляемая энергетика
12) Стандарты в области ВИЭ
13) Энергоресурсы России:
¾ Солнце
¾ Ветер
¾ Гидро
¾ Термо
¾ БИО
Условное топливо
Условное топливо – понятие, применяемое для сопоставления различных видов органического топлива и его суммарного учёта.
В качестве единицы у.т. принимают 1кг топлива с низшей удельной теплотой сгорания 29,3 Мдж/кг. Для пересчёта натурального топлива в условное используют тепловой эквивалент топлива Э - /29,308,кг у.т./кг. Усреднённые топливные эквиваленты: уголь – 0,718, газ природный – 1,17-1,2, нефть – 1,43, газ нефтепромысловый – 1,35-1,44, мазут – 1,3, горючие сланцы – 0,353, торф – 0,4, дрова – 0,249.
С помощью у.т. можно составить топливный баланс или суммарный энергетический баланс предприятия отрасли, страны и мира в целом.
В некоторых странах принят иной подсчёт у.т.: например, во Франции в качестве у.т. принято топливо, имеющее либо низшую удельную теплоту сгорания – 27,3 Мдж/кг, либо высшую удельную теплоту сгорания – 28,3 Мдж/кг; в США и Великобритании в качестве крупной единицы у.т. принимают единицу учёта, равную брит. тепловых единиц (БТИ)
Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии (НВИЭ)
Нетрадиционные возобновляемые (неистощаемые) источники энергии - источники энергии, образующиеся на основе постоянно существующих или периодически возникающих процессов в природе, а так же жизненном цикле растительного и животного мира и жизнедеятельности человеческого общества.
В современной мировой практике к возобновляемым источникам энергии относят: гидро- , солнечную, ветровую, геотермальную, гидравлическую энергии, энергию морских течений, волн, приливов, температурного градиента морской воды, разности температур между воздушной массой и океаном, тепла Земли, биомассу животного, растительного и бытового происхождения, водородную энергетику, низкопотенциальное тепло вентиляционных и других выбросов, воды естественных и искусственных водоемов, в том числе промышленных и бытовых стоков.
Вид возобновляемого источника энергии – это возобновляемый источник энергии, в названии которого отражается либо источник его возникновения (солнечная, геотермальная, гидравлическая и др.), либо природное явление (ветровая, волновая, приливная и др.), либо вид энергоносителя (биомасса, “шахтный газ” и др.).
Некоторые источники, которые относят к возобновляемым, на самом деле не восстанавливаются и когда-нибудь будут исчерпаны. В качестве примера можно привести солнечную энергию.
Возобновляемая энергетика: область хозяйства, науки и техники, охватывающая производство, передачу, преобразование, накопление и потребление электрической, тепловой и механической энергии, получаемой за счет использования возобновляемых источников энергии.
В стандарте используется следующее сокращение: ВИЭ – возобновляемые источники энергии.