Малая энергетика

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

Кафедра технологии важнейших отраслей промышленности

 

 

РЕФЕРАТ

 

     по дисциплине: Основы энергосбережения

     на тему: Малая  энергетика

 

 

 

Студентка                                                                     Ж.Б. Маркевич

ФМЭО, 2-й курс, ДАИ-1

 

Проверил                                                                       А.Н. Ковалев

кандидат технологических  наук,

доцент

 

Минск 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Малая энергетика (общая характеристика) …………………………………4

Глава 2. Источники  энергии ……………………………………………………………………….…5

Глава 3. Малая энергия в Беларуси:перспективы развития………………………6

Заключение

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Представление об энергетике у многих связано с крупными теплоэлектростанциями (ТЭЦ), гидроэлектростанциями (ГЭС),атомными электростанциями (АЭС),станциями теплоснабжения(АСТ),тепловыми  сетями большой протяжённости, высоковольтными  линиями электропередач, мощными  трансформаторными станциями и  подстанциями, огромными градирнями и высокими дымовыми трубами больших  диаметров и т. д. и т.п.

И это справедливо. Но только отчасти.

Кроме перечисленных ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ГРЭС, АСТ и других мощных источников тепло- и электроэнергии, в большинстве своём относящихся  к системе Минэнерго, существует значительное число локальных систем тепло-электрогенерирования, которые  сосредоточены по населённым пунктам  и различным отраслям промышленности.

Это - районные отопительные и отопительно-производственные котельные, заводские ТЭС, ТЭЦ и котельные, промышленные печи, бытовые энергоустановки, предназначенные для обслуживания нескольких зданий и сооружений и  индивидуальных построек, коттеджей, частных  домов и т.д.

Все эти энергогенерирующие источники имеют признаки отдельной (единой) отрасли со своей   продукцией в виде тепло и электроэнергии и со своими потребностями в топливе, оборудовании, материалах, инвестициях  и т.д. По сути это - своеобразный топливно-энергетический комплекс, который принято называть Малой энергетикой.

Этот термин пока не узаконен стандартом, но в кругах специалистов он нашёл  уже широкое признание. Более того, перечисленный выше круг объектов, который условно можно  отнести к понятию “традиционной” малой энергетики, существенно расширен за счёт так называемых нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. К таким объектам относятся установки  и сооружения, использующие солнечную  энергию, энергию ветра, геотермальную  энергию, энергию мирового океана, биомассы и др.

Малая энергетика позволяет  потребителю не зависеть от централизованного  энергоснабжения и его состояния, использовать оптимальные для данных условий источники производства энергии. Закономерно, что такие  технологии находят себе место и  в промышленно развитых, и в  развивающихся районах с различным  климатом.

Глава 1

Малая энергетика (альтернативная энергетика) — это на сегодняшний день наиболее экономичное решение энергетических проблем в условиях все возрастающей потребности в энергоресурсах. Автономность малой энергетики позволяет решить задачу электро- и теплоснабжения удаленных и энергодефицитных районов, которым трудно найти средства на строительство крупных станций, прокладки теплоцентралей, сооружении ЛЭП. 

 
Малая энергетика — направление энергетики, связанное с получением независимых от централизованных сетей тепла и электричества. Характерной чертой установок в малой энергетике являются компактные размеры генераторных блоков и, как правило, мобильность конструкций.

 

Новые технологии и материалы позволяют сегодня делать компактные энергетические установки доступными для небольших производств и населенных пунктов. Массовое производство генераторов дает возможность создавать на их основе новые, интересные решения, используя при этом тот источник энергии, который всегда был рядом, но ещё вчера не приносил никакой «энергетической пользы».

 

 

 Важная функция  малой энергетики – создание резервных  источников питания (электроснабжения), что делает возможным обезопасить  потребителя от перебоев в основной сети. Это особенно важно для электроснабжения медицинских, военных, торговых и производственных комплексов. Как отмечают специалисты, малая энергетика наиболее востребована сегодня в энергоемких производствах  нефтехимии, текстильной промышленности, производстве минеральных удобрений. Не секрет, что значительная часть  себестоимости продукции и услуг  приходиться на энергетические расходы. И значит, вложенные средства в  строительство объектов малой (альтернативной) энергетики не только быстро окупаются, но и делают предприятие независимым  от роста цен на электроэнергию и  углеводородное сырье.

 

Общепринятого термина «малая энергетика» в  настоящее время нет. В электроэнергетике  наиболее часто к малым электростанциям  принято относить электростанции мощностью  до 30 МВт с агрегатами единичной  мощностью до 10 МВт. Обычно такие  электростанции разделяют на три  подкласса:

1. микроэлектростанции мощностью до 100 кВт;
2. миниэлектростанции мощностью от 100 кВт до 1 МВт;
3. малые электростанции мощностью более 1 МВт.

 

 Наряду  с термином «малая энергетика»  применяются понятия «локальная  энергетика», «распределенная энергетика»,  автономная энергетика» и «распределенная  генерация энергии (РГЭ)». Последнее  понятие определяют как производство  энергии на уровне распределительной сети или на стороне потребителя,  включенного в эту сеть.  

 

 

Глава 2

 

Каждый  год открываются новые возможности  получения небольшими установками  тепловой и электрической энергии. В этом разделе перечисляются  основные и будут добавляться  новые, интересные решения.

 

Энергия малых рек

 

Сегодня серийно выпускаются гидротурбины для малого, среднего и высокого давления потока воды. Даются рекомендации и предлагаются рядом предприятий технические решения для сооружения объектов, предполагающих установку гидротурбин.

 

Горючие отходы

 

Отходы  лесопереработки, сельского хозяйства, горючие бытовые отходы  — всё, что горит, должно быть сожжено! И сожжено эффективно. Наука сжигания опилок сегодня значительно опережает науку сжигания дров.

 

Ветроэнергетика

 

До начала 1990-х годов европейское первенство удерживала страна — родоначальник ветроэнергетики — Дания. Тем не менее во второй половине 1990-х гг. Дания уступила его Германии, мощности ветроустановок которой в 1999 году достигли 4 млн кВт, а выработка электроэнергии на них —6 млрд кВт/ч. К тому же в отличие от Дании, где преобладают мелкие автономно работающие установки, для Германии более характерны крупные «ветровые фермы».

 

Тепло Земли

 

Средний рост температуры близ поверхности  Земли оценивается в 20°С на 1 км вглубь от поверхности. Преобразование  этого тепла в электрическую  энергию -  сложная и дорогостоящая  задача. Большинство машин, созданных  для этой цели, используют принцип  тепловых насосов. Однако во многих регионах тепло Земли подходит к поверхности так близко, что требует сопоставимых с традиционной энергетикой затрат на освоение.

 

Энергия Солнца

 

В настоящее  время активно развиваются два  направления преобразования энергии  Солнца в электрическую: фотовольтаника и концентрированная солнечная энергия. 

 
Первое направление принято отождествлять  с солнечными батареями - пластинами, несущими на себе множество фотоэлементов, преобразующих падающий свет в электрический импульс. Это направление активно развивается - КПД солнечных батарей постоянно растет, а стоимость снижается, и они всё чаще применяются в быту и на производстве, покрывая всё больше крыш в Западной Европе. У этого направления появилась альтернатива - набор наноспиралей, объединенных на тонких пленках - инфракрасное излучение сразу преобразуется в электрический импульс.

 

Концентрированная солнечная энергетика -  более давний способ извлечения энергии Солнца - использует принцип концентрации  и направления лучей Солнца  на элементы, в которых теплоноситель  приобретает более высокую температуру  (например, нагревается газ), либо меняет физическое состояние (например, закипает вода) и далее энергоноситель поступает в расширительную машину, в которой отдает свою энергию электрогенератору.   

 

 

 

Глава 3

 

Надежное и безопасное энергообеспечение является основополагающим условием жизнедеятельности и развития общества. Вместе с тем в последнее  время мировое потребление энергии  стало соизмеримым с запасами горючих ископаемых - базой современной  энергетики, что грозит их скорым исчерпанием. Это заставляет обратиться к необходимости  глубокого освоения и широкого использования  альтернативных и, в первую очередь, возобновляемых источников энергии.

Анализ мирового опыта  свидетельствует, что, хотя суммарный  теоретический потенциал возобновляемых источников энергии (ВИЭ) на несколько  порядков превышает современный  уровень мирового потребления первичных  топливно-энергетических ресурсов (ТЭР), однако при существующем уровне технологического развития и сложившейся в настоящий  момент конъюнктуре на мировых энергетических рынках лишь весьма незначительная часть  теоретического потенциала ВИЭ может  быть эффективно использована. Такие  очевидные преимущества установок, работающих на ВИЭ, как неисчерпаемость, отсутствие затрат на топливо и экологическая  безопасность, пока не могут безоговорочно  перевесить хорошо технически отработанные и более дешевые методы получения  энергии на базе органического топлива.

Вместе с тем для  РБ как государства, экономика которого базируется преимущественно на импорте  энергоресурсов, эффективность использования  или замены последних является одним  из определяющих факторов производства конкурентоспособной продукции  и, в конечном итоге, благосостояния общества.

Какие энергообъекты следует  относить к малой, а какие - к нетрадиционной энергетике? Согласно Постановлению  СМ РБ №400 от 24 апреля 1997 г., к объектам малой энергетики относятся источники  электрической или тепловой энергии, использующей котельные, теплонасосные, паро- и газотурбинные, дизель- и  газогенераторные установки единичной  мощностью до 6 МВт; к объектам нетрадиционной энергетики - возобновляемые и нетрадиционные источники электрической и тепловой энергии, использующие энергетические ресурсы рек, водохранилищ и промышленных водостоков, энергию ветра, солнца, редуцируемого природного газа, биомассы (включая древесные отходы), сточных  вод и твердых бытовых отходов.

Малая и нетрадиционная энергетика предназначены для решения одной  и той же задачи - непосредственного  удовлетворения бытовых и производственных нужд населения в электрической  и тепловой энергии на базе местных  энергоресурсов. Тем самым обеспечивается истинная энергетическая автономия  региона, что особенно важно для  стран с низким потенциалом энергетической самообеспеченности или высокой  степени зависимости от импорта  энергоносителей.

Малая энергетика представлена в основном высокоэкономичными блок-ТЭЦ, оборудованными паротурбинными, газотурбинными и парогазовыми установками мощностью  до 6000 кВт, обеспечивающими выработку  электроэнергии по теплофикационному  циклу с минимальными удельными  расходами топлива. 1 МВт установленной мощности на таких ТЭЦ при 5000 часов использования этой мощности дает экономию органического топлива в размере 800-900 тонн условного топлива в год. В расчете на 1 Гкал присоединенной тепловой нагрузки для ПТУ экономия топлива составляет порядка 300 т у.т./год, для высокотемпературной ГТУ-800т у. т./год, для ПГУ-1,4Мт.у.т./год.

В предшествующие 20-25 лет  в условиях технического прогресса  крупных тепловых электростанций, развития ядерной энергетики и низкой стоимости  топлива мелкие ТЭЦ потеряли свою конкурентоспособность, и строительство  их было прекращено. В настоящее  время с изменением экономической  конъюнктуры малые ТЭЦ вновь  обретают свои преимущества. Кроме  высокой экономичности, их важными  достоинствами являются быстрота сооружения, небольшие единовременные капиталовложения и возможность строительства  за счет всех отраслевых министерств  и ведомств. Прежде всего они рассматриваются  как источники экономии энергоресурсов. Но при быстром развороте потенциала малой энергетики она может существенно  смягчить дефицит мощности в энергосистеме, что исключительно актуально  для Беларуси.

Об эффективности этого  направления убедительно говорит  опыт Дании, где в соответствии с "Энергопрограммой-2000" из 7,15 млн  кВт вырабатываемой электрической  мощности 1,3 млн кВт приходится на мелкие комбинированные энергоустановки (дизельные, газотурбинные, паротурбинные) мощностью от нескольких кВт до 1-3 МВт.

Основная сфера применения малых ТЭЦ - это промузлы, а также  средние и малые города, имеющие  определенную концентрацию и продолжительность  использования тепловых нагрузок, прежде всего промышленных. В ряде случаев  малые теплофикационные установки  могут устанавливаться на действующих  и новых промышленных и промышленно-отопительных котельных.

В Энергетической программе  Беларуси до 2010 г. намечено ввести около 600 МВт мощностей за счет малой  энергетики.