Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
Имеются проекты создания крупных СЭС подобного типа мощностью 200—300 тыс.кВт. Однако, несмотря на все усовершенствования, . расчетные затраты на этих станциях во много раз превышают затраты на ТЭС традиционного типа.
В США созданы установки мощностью 30 тыс.кВт, в которых водяной пар получают другим, чем в СЭС-5, путем: солнечные лучи фокусируют на трубе, по которой протекает синтетическое масло. Масло нагревается до 390°С, поступает в теплообменник, где вода превращается в пар, приводящий в действие турбогенератор электроэнергии. В 1989 г. в Калифорнии начала работу аналогичная установка мощностью 80 тыс.кВт. Стоимость электроэнергии здесь сравнима со стоимостью электроэнергии, получаемой на АЭС.
До недавнего времени считалось, что при использовании энергии солнечного излучения будущее за электростанциями на полупроводниковых фотоэлектрических преобразователях (ФЭП). Стоимость существующих установок с ФЭП мощностью до десятков киловатт Намного дороже паровых СЭС, не говоря уже о традиционных источниках энергии. Пока что область применения ФЭП — малые автономные установки, используемые в местах, куда сложно доставить топливо, а также для космических аппаратов.
В 60-х годах группой английских и американских ученых был предложен проект создания мощных космических солнечных электростанций. Предлагалось запустить на высоту 36 тыс .км над экватором со скоростью вращения Земли шестьдесят спутников с панелями полупроводниковых фотоэлементов каждая площадью 160 км2 и массой 50 тыс.т. Получаемая энергия после преобразования в СВЧ передается на Землю, где преобразуется обратно в электрическую. Поначалу каза-46 лось, что проект вполне осуществим. Однако огромная масса гелио-станции (300 тыс.т) создает серьезную техническую проблему по доставке грузов на орбиту. Кроме того, опасность представляет поток микроволновой энергии огромной мощности. Он ионизирует воздух, убивая все живое, распространяет радиопомехи и т.д. Расчеты показали, что суммарные потери на двойное преобразование энергии и потери на ее передачу из космоса сводят на нет выигрыш от размещения подобной СЭС в космосе по сравнению с расположением ее на поверхности Земли. Поэтому более перспективны наземные солнечные электростанции.
1.5.4.2. Термоядерная энергетика
Большие надежды возлагаются на управляемую термоядерную реакцию синтеза легких ядер, в частности изотопов водорода (О — дейтерия, Т — трития). Для реакции синтеза необходима огромная температура — порядка нескольких сотен миллионов градусов. В результате реакции термоядерного синтеза выделяется колоссальное количество энергии: в реакции Б + Б — 3,3 млн.эВ, в реакции В + Т — 17,6 млн.эВ. Наиболее заманчиво осуществить синтез ядер только дейтерия, содержащегося в обычной воде в количестве 1/350 от массы водорода или 1/6300 от массы воды. Соответственно 1 литр воды по теплотворной способности эквивалентен 300 л бензина, а 1 г дейтерия выделяет в термоядерной реакции теплоту, эквивалентную сжиганию 10 т угля. Энергия, соответствующий сжиганию ежегодно добываемых в мире горючих ископаемых, содержится в кубе воды со стороной всего 160 м.
При овладении энергией ядерного синтеза человечество получило бы доступ к практически неисчерпаемому источнику энергии, безопасному с точки зрения радиоактивного загрязнения окружающей среды,
поскольку конечный продукт реакции синтеза дейтерия — гелий — безвреден.
Над решением проблемы термоядерного синтеза интенсивно работают физики ряда стран. В 1988 г. было решено объединить усилия по осуществлению проекта международного экспериментального реактора ИТЭР. Предполагается, что экспериментальная эксплуатация ИТЭР сможет начаться в 2003 г.
1.5.4.3. Энергия ветра
Около 20% поступающего на Землю солнечного излучения превращается в энергию ветра, которую молено использовать практически во
47
всех районах Земного шара. Использование ветра для создания ветровых электрических станций (ВЭС) затрудняется его непостоянством. Сейчас выпускаются промышленные ветроустановки мощностью 4—6 кВт, предназначенные для сельскохозяйственных ферм. За рубежом выпускаются ВЭС мощностью 100 кВт.
В последние годы начаты разработки мощных агрегатов для получения электроэнергии. В 1982 г. был опубликован прогноз развития электроэнергетических комплексов в ФРГ до 2000 г. Предполагается, что большие комплексы ветроагрегатов общей мощностью 4,5 млн.кВт (1500 башен Высотой 100 'м по 3 тыс.кВт каждая) будут производить 4% электроэнергии страны, что позволит сэкономить в год 3,5 млн.т каменного угля. Намечается также сооружение 6 тыс. малых установок мощностью от 5 до 20 кВт, что позволит сэкономить около 0,3 млн.т жидкого топлива.
В Великобритании принято решение о строительстве в ближайшие годы "ветровых парков" площадью 3—4 км2. В каждом из них будет действовать по 25 ветротурбин суммарной мощностью 8 тыс.кВт. В перспективе планируется создание гигантских "ветропарков" площадью 500 км2, состоящих из нескольких сотен энергоустановок.
В Швеции планируется строительство 4000 ВЭС (по 3 тыс.кВт каждая), которые обеспечат 20% потребности Швеции в электроэнергии. Большая часть их будет установлена в прибрежных вода на расстоянии 3—5 км от берега.
