Файл: Шпоры.docx

Окружающий нас мир обладает поистине неиссякаемым источником различных видов энергии. Некоторые из них еще в полной мере не используются и в нынешнее время – энергия Солнца, энергия взаимодействия Земли и Луны, энергия термоядерного синтеза, энергия тепла Земли.

Сейчас энергия играет решающую роль в развитии человеческой цивилизации. Существует тесная взаимосвязь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Энергетика имеет большое значение в жизни человечества. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества, возможности научно-технического прогресса и уровень жизни населения.

Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энергия, пригодная для практического использования человеком. Энергетические ресурсы – носители энергии, которые используются в настоящее время или могут быть полезно использованы в перспективе.

Энергия – всеобщая основа природных явлений, базис культуры и всей деятельности человека. В то же время под энергией (греческое – действие, деятельность) понимается количественная оценка различных форм движения материи, которые могут превращаться одна в другую.

В зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макромира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекулярных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов – ядерную.

Топливно-энергетические ресурсы, используемые человечеством: нефть, природный газ, уголь, древесина, ядерное топливо и др.

2.Традиционные и альтернативные источники энергии

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе (энергия топлива, воды, ветра, тепловая энергия Земли, ядерная), и которая может быть преобразована в электрическую, тепловую, механическую, химическую называетсяпервичной.

Рис. 1 Классификация первичной энергии

При классификации первичной энергии выделяют традиционныеинетрадиционныевиды энергии. К традиционным относятся такие виды энергии, которые на протяжении многих лет широко использовались человеком. К нетрадиционным видам энергии относят такие виды, которые начали использоваться сравнительно недавно.К традиционным видам первичной энергии относят: органическое топливо (уголь, нефть и т.д.), гидроэнергию рек и ядерное топливо (уран, торий и др.). Энергия, получаемая человеком, после преобразования первичной энергии на специальных установках - станциях,называется вторичной(электрическая энергия, энергия пара, горячей воды и т.д.).Единственный способ преодоления энер.кризиса – это масштабное использование нетрадиц. возобновляемых источников энергии.Ветровая энергетика– это получение механической энергии от ветра с последующим преобразованием ее в электрическую. Имеются ветровые двигатели с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Энергию ветра можно успешно использовать при скорости ветра 5 и более м/с. Недостатком является шум.Гелиоэнергетика – получение энергии от Солнца.Фотоэлектрогенераторы для прямого преобразования энергии излучения Солнца, собранные из большого числа последовательно и параллельно соединенных элементов, получили названиесолнечных батарей.Биоэнергетика – это энергетика, основанная на использовании биотоплива. Она включает использование растительных отходов, искусственное выращивание биомассы (водорослей, быстрорастущих деревьев) и получение биогаза.

3. Ед. Измерения и учета электрической энергии

Если энергия – результат изменения состояния движения материальных точек или тел, то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепловую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положения однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую энергию.

Механическая энергия– проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.Тепловая энергия– энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ. Электрическая энергия– энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока). Химическая энергия – это энергия, «запасенная» в атомахвеществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами. Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны. Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция). Гравитационная энергия– энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1Джоуль(Дж).1Джэквивалентен 1 ньютон метр (Нм). Если расчеты связаны с теплотой биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии применяется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал=4,18 Дж. Для измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт·час (Вт·ч, кВт·ч, МВт·ч), 1 Вт·ч=3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг·м=9,8 Дж.

W – электроэнергия (кВт-ч);

Q – тепловая энергия (Гкал) гигокалория;

1 Гкал=10⁹ кал;

1 Гкал = 1163 кВт-ч.

4.Ед. Измерения и учета тепловой энергии

Механическая энергия– проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел или частиц.Тепловая энергия– энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодействия молекул веществ. Электрическая энергия– энергия движущихся по электрической цепи электронов (электрического тока). Химическая энергия – это энергия, «запасенная» в атомахвеществ, которая высвобождается или поглощается при химических реакциях между веществами. Электромагнитная энергия – это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультрафиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны. Ядерная энергия – энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоактивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или синтезе легких ядер (термоядерная реакция). Гравитационнаяэнергия – энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) массивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве.

W – электроэнергия (кВт-ч);

Q – тепловая энергия (Гкал) гигокалория;

1 Гкал=10⁹ кал;

1 Гкал = 1163 кВт-ч.

5.Ед. Измерения и учета топлива: условное топливо, нефтяной эквивалент

Различные виды энергетических ресурсов обладают разным качеством, которое характеризуется энергоемкостью топлива. Удельной энергоемкостью называется количество энергии, приходящееся на единицу массы физического тела энергоресурса.

Для удобства сопоставления различных видов энергоресурсов и возможности расчетов расход всех видов топлива сравнивают с расходом так называемого условного топлива. За условное принято такое топливо, при сгорании 1 кг которого выделяется 29,3 *10⁶ Дж, или 7000 ккал энергии.

В качестве единицы измерения в государствах СНГ принята 1 тонна условного топлива (т.у.т.). За рубежом применяется идентичная по сути и функциональному назначению единица измерения – тонна условного топлива в нефтяном эквиваленте или проще тонна нефтяного эквивалента (т.н.э.),1 т.н.э.=41,86*10⁶ Дж.

Нефть и газ обладают высокой энергоемкостью. Это во многом определило быстрый рост их потребления в конце ХIХ – ХХ столетии. Однако, нефть и газ используются не только в энергетической промышленности. Это еще сырье для химической промышленности и топливо для транспорта.

Весьма перспективным видом топлива, обладающим в три раза большей удельной энергоемкостью по сравнению с нефтью, является водород. В настоящее время в нашей стране и за рубежом ведутся научно-экспериментальные работы по изысканию экономичных способов промышленного преобразования водорода. Запасы водорода неистощимы и не связаны с каким-либо регионом планеты. Водород в связанном виде содержится в молекулах воды Н2О. При его сжигании образуется вода, не загрязняющая окружающую среду.

6. Топливно-энергетический баланс мирового хозяйства

Высшим приоритетом энергетической политики нашего государства является повышение эффективности использования энергии как средства для снижения затрат общества на энергоснабжение, обеспечения устойчивого развития страны и повышения конкурентоспособности производительных сил. Поэтому электроэнергетическая отрасль постоянно находится в поле зрения Президента нашего государства.

На основании Концепции Национальной стратегии устойчивого развития и Основных направлений Энергетической политики Республики Беларусь в 2003 году разработан топливно-энергетический баланс страны на период до 2020 года, в котором немаловажное место отведено вопросам дальнейшего развития электроэнергетики.