Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Министерство образования и науки РФ

ФГБОУ ВО Бурятский государственный университет

Факультет биологии, географии и землепользования

Кафедра географии и геоэкологии

Курсовая работа

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В РОССИИ:

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Выполнил: студент гр.764

Очиров Жаргал Мергенович

Научный руководитель: к.г.н, Доцент

Урбанова Чимита Болотовна

г.Улан-Удэ 2013г



Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

1.1 Развитие альтернативной электроэнергии

1.2 Анализ циклов получаемой энергии альтернативной и традиционной видов электроэнергии

1.3 Производительность альтернативной электроэнергии

Глава 2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

2.1 Условия развития альтернативной электроэнергии в мире

Крупные солнечные электростанции (СЭС) в мире

Крупнейшие ветряные-электростанции (ВЭС) в мире

Крупнейшие гидроэлектростанции (ГЭС) в мире

2.2 Эффективность развития альтернативных источников энергии в России

2.3 Методы определения эффективности альтернативной электроэнергии на СЭС

2.4 Проблемы и перспективы развития альтернативной электроэнергии в мире

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

альтернативный источник энергия солнце гидроэлектростанция



ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время, наиболее остро стоит вопрос развития альтернативных источников электроэнергии в России. По данным Министерства Энергетики РФ с 2001 по 2015гг более из 45% перспективных районов страны, действует всего 17% производства альтернативной электроэнергии в России. Главная проблема развития - это дороговизна оборудования и исследования потенциальных районов, которое займет много капиталовложения и времени.

За 50 лет развития эпохи НТР, производство электричества увеличивается каждый день, с помощью основных углеводородов - угля, газа и нефти. Запасы горючих ископаемых, которые вырабатывают в процессе горения тепловую энергию, становится всё меньше. Колоссальная угроза потери огромных лесных запасов и осушения болотных участков Западной Сибири и Дальнего Востока, чтобы добывать углеводородные горючие полезные ископаемые. Масштабная вырубка таежной зоны идет полным ходом Дальнего Востока, осушение больших заболоченных территорий Западной Сибири ради добычи торфа, газа и нефти, считается наиболее перспективным, в плане развития промышленности.

Осушая болота и вырубая, ценных лесов мы наносим огромный ущерб разным экосистемам, разрушаем разные циклы круговоротов разных природных веществ. Вслед за использованием многих вредных газовых веществ разрушается озоновый слой атмосферы Земли - это последовало к увеличению температуры каждые 20 лет на +1.5?, в целом через 50 лет может растаять весь Арктический щит и Антарктида уменьшится на 2000 метров в толщине. Для сохранения целостности природы, на наш взгляд наиболее перспективным способом является развитие альтернативных источников электроэнергии. Главная задача Министерства Энергетики РФ - это создание целой коллективной системы энергетической безопасности, а альтернативные источники - энергетической эффективности [2C.105-115].

В данной курсовой работе приводятся результаты сравнительной характеристики развития альтернативной электроэнергии в России. Данная сравнительная характеристика, доказывает перспективы развития возобновляемых и неисчерпаемых видов энергии перед традиционным способом получения электроэнергии.

Целью данной работы является - выявить альтернативные виды электроэнергии для развития.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

ь рассмотреть сравнительный цикл альтернативной и традиционной видов электроэнергии;

ь определить эффективный тип развития альтернативной электроэнергетики.

Для определения поставленных задач применены следующие методы исследования:

ь анализ научно-методической литературы;

ь метод сравнительного анализа - фактических данных;

ь математический расчетный метод.



Глава 1. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Альтернативный вид электроэнергии - это вид электроэнергии, который вырабатывает энергию с помощью эндогенныхсил (внутренние силы Земли - геотермальные и гидротермальные) и экзогенных (внешние силы ветер, вода и Солнце), компонентов природы [4C. 376-367].

Электричество - это форма энергии обусловленная с движением противоположных зарядов, тела заряженные зарядом одного знака (+), отталкиваются, а противоположно заряженные (-)притягиваются. При движении заряженных частиц, как макроскопических заряженных частицах, так и микроскопических заряженных частицах, переносящаяся электрический ток в проводниках возникает магнитное поле, таким образом, происходит явление - электромагнетизма, то есть получает электричество[4C. 376-367].

Энергия- скалярная физическая величина, которая является единым измерением различных форм движения[4C. 376-367].

1.1 Развитие альтернативной электроэнергии

На сегодняшний день экологический кризис ставит под угрозу возможность устойчивого развития окружающей среды и в целом существования человечества.

Деградация современного мира продолжается ежеминутно, разрушение природных экосистем ведет к дестабилизации географической оболочки, утрате ее целостности и способности поддерживать необходимого состава для благоприятной окружающей среды. Преодоление деградации природных систем, возможно, только на основе формирования нового типа взаимоотношений человека и природы, не рассматривающих возможность деградации экосистем[7C. 164-167].

Устойчивое развитие - сохранение природных экосистем и полезных ископаемых для будущего поколения. Устойчивое и альтернативное развитие, рассматривает вопросы социально-экономического характера, где потребности каждого человека должны быть удовлетворены, нона практике дело далеко не так работает.

В мире много бедного слоя населения, их число достигает до 3.5 млрд. Для достаточного снабжения с продуктами потребления населения всего мира - это удается с большим трудом и низким качеством продуктов потребления[7C. 164-167].

Надо найти альтернативу развития сельского хозяйства и самое главное найти возможность получения чистой воды для населения в засушливых районах планеты. В 2012 года кризис питьевой воды в мире только начинается, около 1.1 млрд., населения не получает достаточную чистую воду, а 2.2 млн., населения ежегодно умирает из-за нехватки чистой воды. Ежедневно умирает около 6000 тыс. жителей планеты или болеют болезнями связанных с отсутствием доступа к чистой питьевой воде[7C. 164-167].

К числу основных факторов деградации природных экосистем на мировом уровне относится:

· рост потребления природных ресурсов при сокращении их запасов;

· уничтожение целостности географической оболочки;

· изменения климата и истощения озонового слоя Земли.

Масштабы природно-ресурсного, интеллектуального и экономического потенциала всего мира обусловливает важную роль в решении глобальных экологических проблем[7C. 164-167].

Высокое качество жизни и здоровье, а также безопасность населения могут быть обеспечены только при условии сохранения природных экосистем, должно быть одним из приоритетных направлений для создания альтернативных мер с помощью государства и общества[7C. 164-167].



1.2 Анализ циклов получаемой энергии альтернативной и традиционной видов электроэнергии

Рис.1 Сравнительная характеристика альтернативной и традиционной циклов электроэнергии[5C. 135-138].

Циклы альтернативной электроэнергии весьма неоднородны и не постоянны, чем циклы традиционной электроэнергии:

Альтернативный цикл электроэнергии имеет несколько стадий производства электричества:

1. Стадия - основа циклической энергетики (альтернативной);

2. Стадия - разделения на виды энергетики:

· Нетрадиционная;

· Традиционная.

3. Стадия - отличие спроса энергетики:

· Нетрадиционная - малый спрос из-за невозможности контроля;

· Традиционная - большой спрос из-за высокой производительности.

4. Стадия - разделения ресурсов:

· Нетрадиционная - возобновляемая энергетика;

· Традиционная - невозобновляемая энергетика.

Стадия 5. - конечного цикла отраслей электроэнергии:

Таблица 1

Возобновляемая энергетика: · Сила ветра; · Реки и приливные и отливные; · Геотермальные; · Солнечное излучение.	Невозобновляемая энергетика: · Горючие углеводороды (уголь, нефть); · Радиоактивные элементы (АЭС).

Вывод: Анализируя циклы альтернативной и традиционной электроэнергии, можно подчеркнуть, что наиболее перспективные варианты наблюдаются у альтернативной электроэнергетики.Разнообразие возобновляемой энергетики 2 раза выше, чем у невозобновляемой энергетики, но учитывая, энергетическую производительность, можно сказать, что до сегодняшнего дня наиболее эффективная производительность энергетики остается за традиционными видами электроэнергии.

1.3 Производительность альтернативной электроэнергии

Весь арсенал функционирования альтернативной электроэнергетики, не зависит от человеческой усилий и имеет широкий спектр использования некоторых видов электроэнергии в жизнедеятельности человека.

Существует четыре вида альтернативной электроэнергии:

· Airenergy - воздушная энергетика (ветровая индустрия);

· Hydrological-гидрологическая энергетика (ГЭС);

· Solar energy-солнечная энергетика;

· Endogenousenergy- эндогенная энергетика. (геотермальные источники)[5C. 135-138].

Существенным образом, ученые подчеркивают и эндогенную энергетику, то есть литогенную основу Земли, получения энергии от магмы. На сегодняшний день, наибольшая доля использования альтернативной электроэнергии в мире - это гидрологическая энергетика, доля производства ГЭС больше на 4/10 всей электроэнергетики в мире.

Развитие альтернативной электроэнергии в мире считается XX век.

Учитывая, то что, производственные показатели потребления энергоресурсов в мире за последние 10 лет сильно изменились, в структуре топливно-энергетического баланса мира произошли значительные изменения.

За короткий промежуток времени - 15 последних лет - доля возобновляемых источников в конечном потреблении энергии в мире выросла с 1,9 до 12,5%, и рост продолжается. В выработке электроэнергии доля возобновляемых источников энергии еще больше - 20,3% [5C. 135-138].

Производство основанные на использовании возобновляемых источников энергии, стали существенной составляющей энергетического хозяйства некоторых стран мира[5C. 135-138].

Главный момент в использовании альтернативных источников энергии в мире произошло в 1996 году (рис. 2), когда их потребление резко увеличилось. Данные изменениясвязаны с тем, что с 1998 года в мире начинают реализовываться программы по развитию альтернативной энергетики[8. №6].

В 2000 году вступил в силу «Закон о возобновляемых источниках энергии». Он регулирует получение и оплату электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников. Система основывается на гарантии минимальной цены, которую сетевая компания обязана предоставить производителю. Расходы распределяются среди частных домохозяйств и предприятий [8. №6].



Рис. 2. Изменение производства энергии в мире на базе возобновляемых источников энергии с 1990 по 2011 г., кДж.[8. №6].

Таким образом, производство энергии на базе возобновляемых источников энергии в мире стало экономически выгодным[8. №6].

Одновременно некоторые постиндустриальные страны принимают решение об отказе от использования ядерной энергии [8. №6].

В 2001 году был принят «Закон об упорядоченном прекращении использования ядерной энергии для коммерческого производства электроэнергии». В ряде стран, таких как: Голландия, Новая Зеландия, Дания, Германия. Запрещено строительство новых атомных электростанций, а срок действия действующих ограничен 32 годами с момента ввода в эксплуатацию [8. №6].

В основном возобновляемые источники энергии используются для производства тепла (48%) и выработки электроэнергии (41%). 11% идёт на выработку различных видов топлива. Динамика производства тепла и электроэнергии полностью совпадает с описанными выше общими тенденциями, а именно - рост с 1996 года. Производство топлива из возобновляемых источников энергии также увеличивалось, но с 2007 года наблюдается тенденция сокращения[8. №6].

Это связано с тем, что конкурентоспособность производства биодизельного топлива снижается из-за роста налоговой нагрузки. До сих пор биодизельное топливо стоит дороже нефтяного. Кроме того, внедрение биодизельного топлива требует дополнительных инвестиций в развитие инфраструктуры, поскольку оно используется в основном как «подмес» к нефтяному[8. №6].

Вывод: Таким образом, развитие энергетики, основанной на использовании возобновляемых энергоресурсов, не всегда развивается планомерно. Некоторые проблемы остаются нерешенными и препятствуют росту использования возобновляемых источников энергии.

Производственная фаза альтернативного вида электроэнергии в мире %:

Диаграмма 1.

*(ВИ-ветряная индустрия (энергоблоки, лопасти и высокая технология));

*(Солар - солнечная электроэнергия).



Вывод: Анализируя данные «ИндустриалТехник»-2017 года, можно сделать точный вывод, на диаграмме показано, что наиболее стабильной фазой обладает «Солар»-солнечная энергетика.

Высокая динамика фазы наблюдается у «ВИ»-ветряная индустрия, увеличилось количество производства 25 раз за 30 лет.

Максимальное значение имеет ГЭС - это наиболее выгодная сторона энергетической структуры в промышленности, во всех странах мира идет внимательное изучение данной фазы, количество производства увеличилось на 2 раза.



Глава 2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ

Экономическая эффективность применения альтернативной электроэнергии, представляет собой огромные перспективы на будущее. В настоящий момент ситуация иная, ВИЭ - имеет туманное состояние [6C. 246-248].

Во-первых неполное исследование в области альтернативных теорий еще не дает возможных гарантов создание крупных ВИЭ центров. В этой области в наиболее уверенно, ввели ГЭС сооружения через реки[6C. 246-248].

Во-вторых для многих стран программа развития ВИЭ считается дорогим, чем традиционный способ добычи электроэнергии[6C. 246-248].

В итоге, большое количество научных и промышленных сообществ, комментируют развитие ВИЭ затратным методом развития электроэнергии, если на это нет природных условий.

2.1 Условия развития альтернативной электроэнергии в мире

Условия развития альтернативной электроэнергии - зависит от природных условий, прежде всего от географической зональности.

Поскольку Земля имеет форму сферы, а на круглую форму лучи Солнца попадает крайне неравномерно и поэтому это обусловило разнообразие природных зон на планете.

Физико-географическая характеристика природных зон различаются везде, прежде всего географическая оболочка разделяется на гидрологическую (сила потока воды), атмосферную (температура воздуха) и на силу ветра (скорость ветра в метрах секунду)[6C. 246-248].

Главные районы для солнечной электростанции обычно располагаются на солнечных районах, там, где количество солнечных ясных дней должно быть от 240 до 350 дней.

Солнечная энергетика занимает пока незначительную долю в мировом производстве энергии, но стремительно развивается. Вероятно, через 20 лет СЭС станут главным источником энергии на Земле. Сегодня 70% солнечной энергии мира вырабатывает СЭС в 5 странах - Германии, Китае, Японии, Италии и США.

Таблица 2

Объём производства солнечной энергии в мире в 2014 году в %:	Страны производители электроэнергии:
21,2%	Германия
15,6%	Китай
12,9%	Япония
10,2%	США
10,1%	Италия
0,2%	Россия

Визуальный объем производства солнечной электроэнергии:

Диаграмма 2

Вывод:

Мощности солнечной энергетики вырастают в 10 раз каждые 6-7 лет вот уже три цикла. Гонку начала Япония было лидером в 90-х, потом в нее включилась Германия лидер от 2000-2010-х гг, затем Испания, Италия и США.

Последним стартовал Китай, который в 2015 году, вышел на первое место в мире по мощности СЭС.

Крупные солнечные электростанции (СЭС) в мире

Таблица 3

Название СЭС	Расположение	Страна - производитель	Энергетическая мощность (в КВт, МВт, ГВт/ч)
Солнечная ферма Топаз (TopazSolarFarm,)	Калифорния.	США	Установленная мощность 550 МВт.
Калифорнийская солнечная ферма (CaliforniaSolarRanch)	г. Лос-Анджелес, Калифорния.	США	Установленная мощность 480 МВт.
Гидроэнергетический солнечный парк Хуанхэ	Провинция Цинхай	КНР	Установленная мощность 225 МВт.
Солнечный парк Перово (Австрийская компания ActivSolar)	Республика Крым.	Россия	Установленная мощность 212 МВт.

Вывод: Рассматривая наиболее перспективные районы для СЭС, можно сделать существенные выводы, по данным таблицы 2, самым перспективным районом для развития солнечных установок является США, энергетическая мощность составляет около 1030 МВт/ч.

Цинхай занимает в мире второе место по солнечным электростанциям, на этом районе установленная энергетическая мощность составляет 225 МВт/ч в долине реки Хуанхэ.

Менее мощный солнечный парк построили в Республике Крым, Россия, энергетическая мощность составляет 212 МВ/ч.



Энергетическая мощность крупных солнечных электростанций в мире (в МВт/ч):

Диаграмма 3

Вывод: По данным диаграммы можно сделать сравнительную характеристику солнечной электроэнергии по крупным странам:

Наиболее освоенная солнечная электроэнергия находится в США в основном штате Калифорния, сухой субтропический климат, обусловлен высоким потенциалом солнечных дней.КНР обладает два 4 раза меньше, чем США и на 13 МВт/ч, выше России, солнечные установки расположены в долине реки Хуанхэ.

Россия занимает 3 позицию солнечной электроэнергии в основном на районах с благоприятным климатом Республики Крым.

Крупнейшие ветряные-электростанции (ВЭС) в мире



Таблица 4

Название ВЭС	Расположение	Производитель	Энергетическая мощность (в КВт, МВт, ГВт/ч)
«Ганьсу»	г. Цзюцюань, провинция Ганьсу.	КНР	Установленная мощность 7965 МВт, рабочий 8 ГВт.
«Муппандал»	г.Каньякумари, штат Тамил Наду.	Индия	Установленная мощность 1,5 ГВт.
«Альта»	Перевал Техачапи, штат Калифорния.	США	Установленная мощность: 1020 МВт. Рабочий потенциал 61 ГВт.
«ШефердсФлэт»	Город Арлингтон, штат Орегон.	США	Установленная мощность: 845 МВт.
«Лондон Эррей»	Устье Темзы, 20 км от берега.	Великобритания	Установленная мощность: 630 МВт.

Вывод: Развитие ВЭС приходится около 2/10 альтернативных проектов мира. Устанавливаются с учетом географических факторов.

По данным таблицы 3 наибольшим энергетическим потенциалом обладает ВЭС Ганьсу г. Цзюцюань КНР установленная мощность 7955 МВт/ч, а рабочий потенциал ВЭС составляет около 8 ГВт/ч.

Средние показатели имеют ВЭСы Альта и ШфердсФлэт оба находятся на территории США общий потенциал энергетической мощности 1865 МВт/ч.

Менее мощный ВЭС - это Лондон Эррей расположено в устье Темзы 20 км от берега, установленная мощность 630 МВт/ч.

Для развития Ветровых энергетический станций уделяется большое внимание характеристикам воздушных потоков, западного влияния циклонов или антициклонов.



Энергетическая мощность (МВт/ч) крупнейшие ветряные электростанции мира:

Диаграмма 4.

*(ЮК - «Юнайтед Кингдом» - Великобритания).

Вывод: Анализируя, данные диаграммы мы можем написать исчерпывающий вывод. Ветряная электроэнергия набирает свои обороты развития в мире более развитых странах Европы и Америки, но ситуация на сегодняшний день немного поменялось.

Для развития данного вида электроэнергии, прежде всего, нужно учитывать физико-географические характеристики местности, а потом надо делать экономические расчёты используя различные точные методы.

КНР более 6 раз превышает по энергопроизводительности остальных стран мира, это обусловлено муссонным климатом восточного побережья.

На втором месте идет США, горный климат западного побережья обусловлен перемещением сильных воздушных масс.

В Индии дует ветры юго-западных течений Индийского океана. Великобритании активны ветры фрейма.

Крупнейшие гидроэлектростанции (ГЭС) в мире

Таблица 5

Название ГЭС	Расположение	Страна-производитель	Энергетическая мощность (в КВт, МВт, ГВт/ч)
«Три ущелья»	На реке Янзцы Расположена близ г.Саньдупин в округе Ичан провинции Хубей.	КНР	Установленная мощность 22,40 ГВт.
«Итайпу»	На реке Парана, в 20 км от г.ФосдуИгуас.	Бразилия	Установленная мощность 14 ГВт.
«ГЭС имени Симона Боливара»	В штате Боливар на реке Карони в 100 км перед слиянием в Ориноко.	Венесуэла	Установленная мощность 10,30 ГВт
«Черчилл-Фолс»	Деривационная ГЭС на реке Черчилл сооружена на месте водопада Черчилл с высотой 75 метров.	Канада	Установленная мощность 5.43 ГВт
ТукуруйскаяГЭС	На реке Токантинс, расположенная в графстве Тукуруи, штат Токантинс	Бразилия	Установленная мощность 8,30 ГВт
Саяно-Шушенская	Расположена на реке Енисей.	Россия	Установленная мощность 6,40 ГВт

Вывод: Для постройки мощной ГЭС требуется мощный поток водотока и поэтому все ГЭС установлены на руслах больших рек. По данным таблицы 4, самый сильный ГЭС находится в КНР на реке Янзцы, мощность ГЭСа-22,40 ГВт/ч. Средние показатели в мощности расположены в Канаде и Бразилии. Менее мощная ГЭС расположена на реке Енисей, в России с энергетической мощностью 6,40 ГВт/ч.

Энергетическая мощность (в ГВт/ч) крупные гидроэлектростанции мира:

Диаграмма 5.

Вывод: Крупнейшие гидроэлектростанции на сегодняшний день их стало намного больше, чем солнечные и ветростанции. В хозяйственном значении гидроэлектростанции приносит огромную пользу, чем вышеописанные. Гидроэлектростанции имеет преимущество, постоянство потока воды и соответственно приносит постоянную энергию.

По данным диаграммы, наиболее крупные ГЭС в КНР, Бразилии, Канаде и в России. Объем производство энергии КНР и Венесуэлы почти равные и 1 раз больше Канады и почти 4 раза больше России.

Гидроэлектростанции - вырабатывающие энергию за счет падающей воды, сооружены на больших реках, перегораживаемой плотиной. ГЭС отличаются по напору-высоконапорные, средненапорные, низконапорные и по мощности-мощные, средние, малые.

ГЭС можно разделить по принципу использования ресурсов-русловые, плотинные, деривационные, гидроаккумулирующие а также приливные.

Самые больше гидроэлектростанции находятся в Китае, Бразилии, Венесуэлы, Канады и России.

Вывод:Для развития альтернативных видов электроэнергии стоит, рассматривать отличие природных условий разных природных зон. С высокой точностью уметь определять эффективность проекта.

Россия для развития альтернативной электроэнергии имеет большой потенциал, так как в 1966 году на Камчатке была построена первая геотермальная электростанция - Паужетская - мощностью 5 МВт. В 1968 году на побережье Баренцева моря была запущена в эксплуатацию первая приливная электростанция - Кислогубская - мощностью 0,4 МВт. Сегодня для реализации многих проектов понадобится от государства полная финансовая помощь.

2.2 Эффективность развития альтернативных источников энергии в России

Россия в плане развития альтернативной электроэнергии является одним из наиболее перспективных районов в мире.В настоящее время на территории России работает несколько видов альтернативной электроэнергии:

· Гидроэлектростанции (Саяно-Шушенский ГЭС 6.4 МВт/ч);

· Приливные электростанции (Кислогубская ПЭС 1.3 МВт/ч);

· Геотермальные электростанции (Паужетская ПЭС 1.7 МВт/ч);

· Солнечные электростанции (Крымская СЭС 2.1 МВт/ч).

На перспективе производительности электроэнергии наиболее эффективными являются гидроэлектростанции, например: Саяно-Шушенский ГЭС вырабатывает около 6.4 МВт/Ч - этот показатель превышает некоторые атомные электростанции.

В России Кислогубская ПЭС в Мурманской области, на побережье Баренцева моря в губе Кислая, которая построена одноименная приливная электростанция, причем единственная в стране. Глубоко вдающаяся в материк узкие заливы, относительная высота прилива подается перекрытию с плотинами, что свою очередь создает условия для постройки приливных электростанций. Кислогубская ПЭС построена в 1968 году, станция построена простым способом, гидромеханическое и вспомогательное оборудование смонтировано в прямоугольном блоке установлен к створу на морское дно, слева и справа от блока из камня отсыпали небольшие плотины и губа Кислая была перекрыта. В прилив вода поднимается, проходит верхний бассейн крутит турбину, а в отлив вода идет назад и опять приводит в рабочий процесс гидротурбины, которые вырабатывают по 1.7 МВт/ч[5C. 135-138].

ПаужетскаяГеоЭС находится на южной части Камчатского полуострова, на территории геотермальных источников вблизи вулканов Кошелева и Камбального. ПаужетскаяГеоЭСвведена в эксплуатацию в 1966 году, для обеспечением электроэнергией ближайших населенных пунктов и предприятий по переработке рыбы. Станция вырабатывает около 1.7 МВт/ч, принцип работы данной станции, за счет энергии горячих подземных источников, сеть гейзерных скважин работающих в пульсирующем режиме, от скважин горячая вода и пар идет по трубопроводу и попадают в сепаратор, далее подается в бак аккумулятор, потом пар с более низкими параметрами попадает паровые вакуумные турбины, которые установлены в машинном зале и турбина в свою очередь, приводит в действие генераторы, которые производят электричество [5C. 135-138].

Саяно-Шушенская ГЭС - самая мощная электростанция в России и 8-ая среди действующих гидроэлектростанций в мире. ГЭС расположена на реке Енисей на территории Хакасии у поселка Черемушки. Саяно-Шушенская ГЭС - это арочно-гравитационная плотина с высотой 242 метра, самая высокая плотина России и одна из высочайших плотин мира, строительство ГЭС начали еще в 1963 году и в 1978 ввели в рабочую нагрузку первый гидроагрегат, а полностью все 10 гидроагрегатов запустили в 1986 году. Саяно-Шушенская ГЭС представляет собой мощную высоконапорную гидроэлектростанцию. Плотина имеет максимальную высоту 245 м, её верхняя грань проходит дугой с радиусом 600 м, ширина плотины по основанию 105 м, по гребню 25 м, длина гребня плотины с учётом береговых врезок составляет 1075 м.Эксплуатационный водосброс предназначен для сброса избыточного притока воды в половодье и паводки, который не может быть пропущен через гидроагрегаты ГЭС либо аккумулирован в водохранилище. Проектная максимальная пропускная способность эксплуатационного водосброса составляет 13 600 мі/сек, фактическая при отметке водохранилища 540 м -- 13 090 мі/сек.В здании ГЭС размещено 10 гидроагрегатов, мощностью 640 МВт каждый [5C. 135-138].

Солнечная электростанция Перово - станция расположен на юге крымского полуострова, данная станция один из самых мощных солнечных электростанций в России и мире. СЭС Перово построена австрийской компанией Актив Солар, электростанция состоит из 440 000 кристаллических солнечных фотоэлектрических модулей, соединенных 1500 км кабеля и установленных на более 200 га площади, данная станция позволяет сократить выбросы СО2 на 125 тысяч тонн в год. Станция имеет мощность 105 МВт [5C. 135-138].

Таким образом, описывая, виды альтернативных электростанций, можно написать короткий вывод. В России огромный потенциал для развития ВИЭ разного вида:гидро, геотермальные, солнечные и приливные. В 1973 году работало в стране около 45% потенциально рабочих альтернативных станций, но сегодня действует всего 17%, причиной такого резкого сокращения является, неэффективность перед углеводородными ископаемыми.

2.3 Методы определения эффективности альтернативной электроэнергии СЭС

Для определения эффективности альтернативной электроэнергии СЭС использовали математический метод, с помощью данного метода и температурных данных данного района [5C. 135-138].

Атмосфера характеризуется довольно высокой прозрачностью и ясным небом в течение года. Количество солнечных дней на территории кластерного участка варьирует от 280 до 320, соответственно, количество пасмурных дней не превышает 40-45 дней. Годовое количество часов солнечного сияния в целом составляет 2200-1700, что соответствует 50-75% относительно возможного.

Следует отметить, что указанная величина меняется по сезонам и в течение летнего периода. Так, в мае-июле показатель составляет 54-60%, в августе и сентябре - 52-74%, в зимнее время снижается до 25-35 %. В зимний период достаточно редко отмечается низкая облачность. В весенний и летний период число дней с низкой облачностью повышается. Годовое количество суммарной радиации составляет 130 ккал на смІ горизонтальной поверхности земли. Данный показатель соответствует показателям суммарной радиации на территории Крымского полуострова и Северного Кавказа. В период с мая по июль количество солнечного тепла, поступающего на поверхность наибольшее и составляет от 15 до 17 ккал/смІ в месяц [1 C. 2-5].

Как известно, на формирование климатических условий помимо солнечной радиации и атмосферной циркуляции, оказывает существенное влияние абсолютная высота местности и характер подстилающей поверхности.

Таким образом, формирование климатических условий в пределах Убсунурской котловины и на территории кластерного участка отличается рядом особенностей. В целом, климатические условия характеризуются суровостью. Годовое количество осадков на территории кластерного участка составляет 200 мм. Средние температуры января -24°С. Количество осадков в течение зимнего периода не превышает 300 мм, что не способствует формированию мощного снежного покрова. Средние температуры летнего периода не превышают +18°С. В целом, лето можно охарактеризовать как сухое и прохладное [5C.135-138].

Для снижения риска возникновения экологических катастроф, сохранения биоразнообразия нашей планеты, по нашему мнению, необходимо ускорить решение вопроса о переходе на альтернативные источники энергии для генерации электричества в пределах труднодоступных и особо охраняемых природных территорий[7 C.164-167].

Теоретический потенциал солнечной энергии региона - это среднемноголетняя суммарная энергия солнечного излучения, падающая на территорию в течение одного года, Wв ,кВт·ч/год[3 C. 10-13].

Среднемноголетний приход солнечной энергии на единицу площади в год(табл. 2):

Е = 1308,81, кВт·ч/(м² год).[3 C. 10-13].

Теоретический потенциал солнечной энергии:

Wв=Е·S=1308,81·S=1308,81·5335,4·10⁶ =6983,025·10⁹кВт·ч/год

Среднемноголетний приход солнечной энергии на единицу горизонтальной поверхности в месяц (51°с.ш., 92°в.д.) [3 C. 10-13].



Таблица 7.

Месяц	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XII	XII
Еi, кВтЧч/(м 2 Чмес.)	46,05	77,85	129,94	148,11	166,95	160,51	167,39	144,58	113,52	77,94	42,4	33,57
Итого за год	Е=1308,81, кВтЧч/(м 2 Чгод)

Вывод: Из этой формулы можно сделать вывод, если установить пару десятков тысяч солнечных зеркал, можно получать электроэнергию с мощностью в среднем от 4-5 Мвт.

2.4 Проблемы и перспективы развития альтернативной электроэнергии в мире

Пожалуй, одной из важнейших проблем энергетического комплекса можно считать высокую стоимость оборудования и энергия, приводящую, в свою очередь, к удорожанию себестоимости выпускаемой продукции. Несмотря на то, что в последние годы активно ведутся разработки, способные позволить использование альтернативных источников энергии, ни одна низ них на сегодняшний момент не способна полностью вытеснить углеводороды с мировой энергетической арены. Альтернативные технологии - дополнение к традиционным источникам, но не их замена, по крайней мере, сейчас [7 C.164-167].

В условиях современного рынка проблема усугубляется еще и состоянием упадка энергетического комплекса. Электрогенерирующие комплексы находятся не в самом лучшем состоянии, многие электростанции физически разрушаются. В результате стоимость электроэнергии не снижается, а постоянно возрастает[7 C.164-167].

Долгое время мировое энергетическое сообщество делало ставку на атом, но это направление развития также можно назвать тупиковым. В европейских странах наблюдается тенденция к постепенному отказу от АЭС. Несостоятельность энергии атома подчеркивается еще и тем, что за долгие десятилетия развития она так и не смогла вытеснить углеводороды[7 C.164-167].

Как уже отмечалось, перспективы развития энергетики, в первую очередь, связываются с разработкой эффективных альтернативных источников. Наиболее изученными направлениями в этой области являются:

Ш Ветроэнергетика;

Ш Геотермальная энергетика;

Ш Приливная энергетика.

Ни одно из этих направлений не способно решить проблему энергетического кризиса, когда простого дополнения старых источников энергии альтернативными уже недостаточно. Разработки ведутся в разных направлениях и находятся на различных стадиях своего развития. Тем не менее, уже можно очертить круг технологий, которые способны положить начало инновационной энергетике:

Вихревые теплогенераторы. Такие установки используются достаточно давно, найдя свое применение в теплоснабжении домов. Прокачиваемая через систему трубопроводов рабочая жидкость нагревается до 90 градусов. Несмотря на все преимущества технологии, она еще далека от окончательного завершения разработок. Например, в последнее время активно изучается возможность использования в качестве рабочей среды не жидкости, а воздуха[6C. 246-248].

Холодный ядерный синтез. Еще одна технология, развивающаяся примерно с конца 80-х годов прошлого века. В ее основе лежит идея получения ядерной энергии без сверхвысоких температур. Пока направление находится на стадии лабораторных и практических исследований[6C. 246-248].

На стадии промышленных образцов находятся магнитомеханические усилители мощности, использующие в своей работе магнитное поле Земли. Под его воздействием увеличивается мощность генератора и увеличивается количество получаемой электроэнергии[6C. 246-248].

Очень перспективными представляются энергетические установки, в основе которых лежит идея динамической сверхпроводимости. Суть идеи проста - при определенной скорости возникает динамическая сверхпроводимость, позволяющая генерировать мощное магнитное поле. Исследования в этой области идут довольно давно, накоплен немалый теоретический и практический материал [6C. 246-248].

Следует ожидать, что в ближайшие годы появятся и другие технологии, разработка которых позволит отказаться от использования углеводородов и, что немаловажно, снизить себестоимость энергии[6C. 246-248].



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проанализировав, теоретический материал мы выявили, что в 2015 году продолжилось уверенное развитие альтернативной энергетики в России. Всё большее число перспективных районов всё еще на подходе изучения с научными кадрами, они понимают и начинают осуществлять конкретные действия по внедрению технологий, использующих возобновляемые источники энергии (ВИЭ) для производства электричества и тепла. Хотя на сегодняшний день в России энергетическом балансе ВИЭ занимают порядка 3%, ежегодно наблюдается устойчивая тенденция к увеличению этой доли.В России районы развития производства энергии из нетрадиционных источников являются:

v Камчатский край (около 25% приходится на долю ВИЭ, в основном используется энергия геотермальных источников),

v Республика Алтай (ВЭС -20,6%, основной источник - энергия ветра),

v Республика Крым(СЭС-18%, основные источники - энергия солнца),

v Мурманская область (ПЭС-13,7%, основной источник -энергия волн)

v Сибирский Федеральный округ (ГЭС-61,1%, в основном используется энергия напора воды).

К положительным сторонам использования солнечной энергии в целях генерации электричества относятся: низкая стоимость получаемой энергии, неистощаемость ресурса, отсутствие поступления в атмосферу загрязняющих веществ, поддерживание естественного теплового баланса планеты, доступность использования, использование земель, не пригодных для землепользования в других сферах, отсутствие потребности в воде.

Отметим, что ветроэнергетические установки экономически целесообразно использовать в регионах со среднегодовой скоростью ветра от 4 м/с. Кроме того, преимущество использования ветровой энергии перед энергией солнца в данной местности состоит в росте производительности даже в зимний период.

Таким образом, учитывая наличие необходимых природных условий, энергоэффективность, следует констатировать, что перспективы использования солнечных установок на территории кластерного участка можно оценить как достаточно благоприятные.



ЛИТЕРАТУРА

1.Данилина М.В, С. Ю Ерошкин. Способы стабилизации финансовых поступлений в федеральные бюджеты зарубежных стран// Научный журнал Российского газового общества.-2014.-№2.- С.105-115.

2.Даваа, Ш.Д. Развитие туризма на базе заповедника «Убсунурская котловина» [Электронный ресурс] // вып. квал. работа: Тувинский.гос. универ: 2016. - Режим доступа: http://tuvsu.ru/upload/osnovnoy/VKR_2016/OFO/EGF/430302_Turizm/Davaa%20Sh.pdf, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения 04.04.2018 г) [2 - c. 10 - 13]

3.Калашников С. Г. Электричество. -- М., Наука, 1985. -- 576 с.;

4. «Альтернативные циклы» / Изд-во БГУ/г.Улан-Удэ. 2016 г. - с.135-138.

/ Экологическая география и проблемы :«Альтернативные циклы электрэнергии»: автореферат: 25.00.23 / г.Москва. Изда-во:/Актуальность.рф, 2017. - с.164-167.

5.Шувалова О.В. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ГЕРМАНИИ // Современные проблемы науки и образования.-2012.-№6.URL:http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=7726 (дата обращения: 26.04.2018).

Размещено на Allbest.ru

...