Область использования основных видов НИЭ

 

Область и перспектива применения НИЭ определяется видом энергии (излучение, тепловая пара и воды, механическая, химически связанная и др.), характером её поступления (изменение интенсивности поступления в течение суток, года, зависимость её от климатических и географических условий), технико-экономическими характеристиками и технологией её использования (уровнем развития техники).

Технические группы НИЭ делятся по целевому использованию на четыре группы:

§ Системы для выработки тепловой энергии:

¨ Солнечные коллекторы (в основном с плоскими гелиоприёмниками) для получения низкотемпературной теплоты (отопление помещений, воды в бассейнах и т. п.);

¨ Системы для опреснения воды и получения соли;

¨ Тепловые насосы и холодильники для теплоснабжения потребителей;

¨ Система оптических преобразователей (солнечные печи);

¨ Системы теплоснабжения на базе геотермальной энергии;

¨ Системы получения высокотемпературной тепловой энергии для термохимического разложения воды и получения водорода;

§ Системы получения электрической энергии:

¨ Солнечные электростанции на основе термодинамического цикла;

¨ Солнечные электростанции на основе прямого преобразования солнечной энергии в электрическую с помощью фотоэнергетики;

¨ Ветроэнергетические установки;

¨ Гидроэлектростанции небольшой мощности (до 200 кВт);

¨ Приливные электростанции;

¨ Электростанции на основе использования температурного градиента океана, энергии волн;

§ Системы получения искусственного топлива:

¨ Производство органического топлива путем ферментации отходов сельскохозяйственной и городской деятельности (биотопливо);

¨ Каталическое разложение воды при низкой и высокой температуре для получения водорода;

¨ Производство спиртов из биомассы с использованием в качестве добавок к традиционному жидкому топливу (в основном для нужд транспорта);

¨ Производство синтечиского топлива из угля;

§ Установки для получения механической энергии (ветроустановки и т.п.);

В современной экономике 80% всей энергии используется в виде теплоты.

Для получения промышленными потребителями высокотемпературных энергоносителей (свыше 600^оС), способных заменить органическое топливо, могут быть использованы водород и синтетическое топлива из биомассы или угля. В области средних (200-400 ^оС) и низких температур (20-200^оС) для потребителей коммунально-бытового назначения (отопление, вентиляция, конденционирование воздуха, горячее водоснабжение, бани, прачечные, бассейны, парники, выпарные установки), сушильни химической промышленности, пищевой промышленности могут быть использованы солнечная и геотермальная энергия. В современном энергоснабжении имеем примерно следующую структуру распределения топлива и энергии по секторам экономики:

§ промышленность и сельское хозяйство – 30-50%;

§ транспорт – 20-25%;

§ непроизводственная сфера – 25-50%;

Например, в 1996 году структура распределения электроэнергии в мире была следующая:

1. Промышленность – 43% (в 1972 году – 52.2%);

2. Транспорт – 2.1%;

3. Сельское хозяйство, жилой, коммерческий сектор, сфера услуг – 54.9%.

 

Принципы производства и использования НИЭ.

 

Источник энергии	Вид энергии	Использование энергии
1. Солнце	Солнечная энергия – прямая форма	§ Производство тепловой энергии термодинамическим методом. Производство электрической энергии термодинамическим и фотоэлектрическим метолом. § Производство водорода для аккумулирования солнечной энергии при помощи электролиза, фотосинтеза. § Производство тепловой энергии термодинамическим методом в сопряжении с тепловыми насосами.
Косвенные формы солнечной энергии
2. Ветер	Кинетическая энергия ветра	Системы механического привода насосов, электрогенераторов, вентиляторов и т. п.
3. Вода	Кинетическая энергия падения воды, морских волн, приливов и отливов	Производство электроэнергии, гидропривод используется в теплонасосных установках для преобразования в тепловую энергию более высокого потенциала.
4. Биомасса	Преобразованная энергия солнечного излучения за счет явления фотосинтеза	В качестве органического топлива для производства теплоты и электроэнергии, производство водорода. Производство топлива (этанола, метана) из сельскохозяйственных структур и отходов.
5. Гео-термальная энергия	1) Тепловая энергия глубинных зон земли. 2) Тепловая низкопо-тенциальная энергия приповерхносных зон земли	1) Получение тепла и холода, производство электрознергии. 2) Используется для регазификации сжиженных газов.
6. Ядерная энергия	Кинетическая энергия нейтронного излучения в процессе деления или синтеза атомных ядер	§ Производство тепловой и электрической энергии реакторами – размножителями и термоядерными установками. § Производство водорода (тепло-химических способом с использованием высокотемпературных реакторов) электролизом. § Производство синтетического топлива из угля с использованием низкотемпературных реакторов.