Тема 7. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии

Контрольный тест

1. Какую мощность в кВт имела первая в мире АЭС?

а ) 100, б) 5000, в) 12000.

2. Какой изотоп урана используется на АЭС?

а) 238, б) 233, в) 235.

3. Установленная мощность в ГВт АЭС мира?

а) 300, б) более 300, в) 430.

4. Сколько контуров в реакторе типа ВВЭР?

а) 1, б) 2, в) 3.

5. Функции воды в реакторе типа ВВЭР?

а) замедлитель, б) теплоноситель, в) замедлитель и теплоноситель.

6. Главная функция ТВЭЛов?

а) осуществление ядерной реакции, б) отвод тепла, в) выделение тепла.

7. Какая масса ядерного топлива называется критической?

а) при которой начинается самоподдерживающаяся цепнаяреакция,

б) при которой начинается реакция расщепления ядер.

8. Состояние рабочего тела в 1-ом контуре реактора типа ВВЭР?

а) пар, б) вода, в) паровая смесь.

9. Соотношение температур в контурах реактора типа ВВЭР?

а) t₁>t₂, б) t₁=t₂, в) t₁<t₂.

10. Соотношение давлений в контурах реактора типа ВВЭР?

а) P₁>P₂, б) P₁=P₂, в) P₁<P₂.

11. Наибольшая мощность в МВт реактора типа ВВЭР?

а) 1500, б) 440, в) 1000.

12. Почему с реактором ВВЭР-1000 работает ТГ-1000 с n=1500 об/мин?

а) увеличен диаметр лопаток ЦНД турбины;

б) повышена вибрация при n=3000;

в) синхронный генератор имеет р=2.

13. Преимущества реактора типа РБМК по сравнению с ВВЭР?

а) повышена надёжность; б) отсутствуют корпуса заводского

изготовления; в) возможность повышения мощности до 1500 МВт.

14. Назначение барабана в реакторе типа РБМК?

а) отделение пара от воды;

б) преобразование воды в пароводяную смесь;

в) теплопередача тепла пару.

15. Вид теплоносителя в реакторах типа БН?

а) вода, б) натрий, в) ртуть.

16. Число контуров в реакторах типа БН?

а) 1, б) 2, в) 3, г) 2,5.

17. Почему в реакторах типа БН не используется вода в качестве

теплоносителя?

а) вода замедляет нейтроны;

б) вода является плохим теплоносителем;

в) вода снижает надёжность теплоотвода.

18. Почему реакторы типа БН называют размножителями?

а) в ходе работы образуется новое ядерное топливо;

б) в ходе реакции образуются новые нейтроны;

в) в ходе реакции увеличивается масса ²³⁸U.

К возобновляемым источникам энергии, ресурсы которых по мере использования не уменьшаются, относятся: солнечная энергия, энергия ветра, гидроэнергия, энергия морских приливов и волн, энергия биомассы. Все эти виды энергии имеют солнечное происхождение. Гидроэнергия в больших объёмах используется для производства электроэнергии, поэтому не относится к нетрадиционным источникам, исключая малые ГЭС.

К возобновляемым источникам энергии обычно относят и геотермальную энергию – глубинное тепло Земли, образующееся в недрах Земли в результате химических реакций, распада радиоактивных элементов и других процессов.

Самый мощный источник возобновляемой энергии – солнечная радиация. Считается, что на один квадратный метр поверхности Земли приходится в среднем около 150 Вт солнечной радиации. Мощность, поступающая с солнечными лучами на площадку суши размером 100´100 км², соизмерима с установленной мощностью всех электростанций планеты.

Однако преобразование солнечной энергии, как впрочем и других возобновляемых видов, в электрическую сопряжено с большими затратами. Это связано, главным образом, с низкой плотностью энергии, запасённой в любом возобновляемом источнике.

Другим недостатком возобновляемых источников является неравномерность поступления энергии. Наступила ночь, или солнце скрылось за тучами – резко снизилось поступление энергии.

Несмотря на это сегодня в мире использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) достигло промышленного уровня, ощутимого в энергобалансе ряда стран. Масштабы применения НВИЭ в мире непрерывно и интенсивно возрастают. Это направление является одним из наиболее динамично развивающихся среди других направлений в энергетике.

Существенный импульс развитию НВИЭ во многих западных странах придал нефтяной кризис 1973 г., который по существу перевел это направление из стадии разрозненных НИР к стадии реализации целенаправленных государственных программ НИОКР и создания опытных и головных образцов оборудования и демонстрационных объектов по использованию НВИЭ. Эти работы являлись составной частью предпринятых энергосберегающих мероприятий, направленных на снижение зависимости от импорта нефтепродуктов.

По мере стабилизации нефтяного рынка и снижения мировых цен на нефть в 80-е годы главным стимулом развития НВИЭ стали экологические соображения, так как природоохранная идеология к этому времени прочно укоренилась в общественном сознании в развитых странах. В целом же использование НВИЭ рассматривается как альтернативная резервная технология в области энергетики, развитие которой необходимо, поскольку наперед неизвестно, в какие сроки и какие масштабные ограничения могут быть наложены на традиционную топливную и ядерную энергетику вследствие ее влияния на окружающую среду. Поэтому данное направление признано во многих странах одним из приоритетных направлений в энергетике.

Развитие этого направления поддерживается узаконенным правом подключения НВИЭ к электрическим сетям энергоснабжающих компаний и продажей электроэнергии, налоговыми льготами и государственными программами финансирования научно-исследовательских работ по использованию НВИЭ.

Наиболее приоритетными по объёму финансирования являются НВИЭ на основе солнечной энергии, затем следует геотермальная и ветровая энергия, биомасса, и замыкают этот список малые ГЭС и энергия океана.

В настоящее время суммарная установленная мощность солнечных электростанций составляет более 400 МВт, геотермальных более 6000 МВт, ветроэлектростанций – более 40 000 МВт, приливных более 250 МВт, а всего с учётом малых ГЭС и других нетрадиционных электростанций – более 60 000 МВт.

Успехи России на этом направлении более скромные. И это при том, что ещё в 30-е годы прошлого века в созданном при Академии наук энергетическом институте по инициативе Г.М. Кржижановского были начаты исследования по возобновляемым источникам энергии, направленные на использование в первую очередь солнечной и ветровой энергии, а в 40-е годы в институте была создана специализированная лаборатория для проведения исследований в данной области.

Оценка экономического потенциала НВИЭ по России [7] составляет примерно 250 млн. т у.т. в год, в том числе геотермальная энергия – 115, малая гидроэнергетика – 65, энергия биомассы – 35, низкопотенциальное тепло – 32, солнечная энергия – 12, энергия ветра – 10.