Surse de energie

1. Surse de energie Nume : Cristil Prenume : Stefania Ionela Clasa a XI a C Profesoara : Podocea Narcisa

2. Energia Energia inseamna pentru omenire ceea ce inseamna sangele pentru corpul omenesc. Cresterea consumului energetic al omenirii a cunoscut in ultimele decenii un ritm impresionant. Prognozele apreciaza ca in anul 2000 consumul energetic mondial se va situa intre 25 si 35 miliarde de tone echivalent carbune. Datele termotehnicienilor arata ca o tona de carbune echivaleaza cu 8 MWh, o tona de petrol cu 12 MWh si 1000 m3 de gaze naturale cu 10,6 MWh. Lipsa sau criza de energie nu poate fi analizata decat in colectia directa cu nevoile de energie si cu beneficiarii sau utilizatorii ei, adica cu societatea umana. Ceea ce trebuie sa subliniem este explozia demografica; la fiecare 25-30 de ani si la unele tari chiar la intervale de 15-20 de ani asistam la dublarea populatiei, si nu este prea departe momentul cand vom ajunge la maximul de populatie (dupa unele teorii, prin anii 2150) pe care in conditii tehnologiei si resurselor cunoscute actuale il poate suporta globul pamantesc, adica o populatie de 12-15 miliarde locuitori.

3. Surse de energie I. ENERGIA EOLIANA O prima resursa energetica ce poate fi luata in discutie este cea eoliana, adica folosirea vantului, care este deja reprezentata printr-o tehnica de rutina, constituita de morile de vant si o tehnica de vant constituita de sistemele puse la dispozitie de noua tehnologie care ne permite sa realizam minicentrale eoliene de 1-10 MW. Aceste sisteme pot fi construite in numar mare. Din partea acestui tip de energie, omneirea, nu spera sa aiba in anul 2000 mai mult din totalul energiei produse. Vantul este razultatul activitatii energetice a Soarelui si se formeaza datorita incalzirii neuniforme a suprafetei Pamantului. Miscarea maselor de aer se formeaza datorita temperaturilor diferite a doua puncte de pe glubul pamantesc, avand directia de la punctulcald la punctul rece.

4. Turbinele eoliene se pot utiliza singure sau in grupuri care formeaza sisteme eoliene. Turbina eoliana este comusa din : ~ pelete (pale) ~ generator ~ frana ~ angrenaj ~ regulatoare electrice ~ sistem de orientare ~ butuc

5. Paletele sunt realizate dintr-un amestec de fibra de sticla si materiale compozite. Ele au rolul de a capta energia vantului si de a transfera rotorului turbinei. De gorma lor depinde randamentul turbinei. Generatorul asigura producerea energiei electrice. Transforma energia mecanica a axului de intrare in energe electrica. POate fi de curent continuu dau de curent alternativ. Cele mai utilizate sunt cele de curent alternativ. Frana asigura blocarea turbinei eoliene pe axa vantului. Poate fi situata fie pe axul principal, in fata angrenajului de transmisie, fie pe axul de mare viteza in spatele angrenajului de transmisie.

6. Angrenajul transfera energia mecanica generatorului. Regulatoare electice sunt elemente de reglare. Sistemul de orientare este necesar pentru ca axa rotorului sa fie aliniata directiei vantului pentru a extrage cat mai mult posibil din energia cinetica a vantului. Este constituit dintr-o coroana dintata echipata cu un motor. El asigura orietarea turbinei eoliene acesteia pe axa vantului cu ajutorul franei. Butucul este prevazut cu un sistem pasiv,activ sau mixt care permite orientarea paletelor pentru controlul vitezei de rotatie a turbinei eoliene.

7. II. ENERGIA HIDRAULICA Exista trei tipuri de curenti de apa (de deplasare a apei pe suprafata pamantului): ~ rauri ~ maree ~ curenti maritimi

8. Fluxurile, curentii de apa si valurile produc energie mecanica. Aceasta energie prin intermediul diverselor tehnologii poate fi transformata in energie electrica. Fluxurile si refluxurile se deosebesc de toate celelalte surse energetice prin faptul ca sunt rezultatul sistemului “Pamant-Luna-Soare”. Se stie ca fluxurile si refluxurile oceanelor apar datorita influentei Lunii asupra Pamantului. Astfel se schimba nivelul apelor marine de-a lungul liniei de litoral a tuturor continentelor. Nivelul apei se schimba de doua ori pe zi “ocupand” si “eliberand” o parte din teritoriul litoralului, formand astfel bazine.

9. Curentii de apa, formati in aceste bazine, pot fi utilizati pentru aducerea in miscare a hidroturbinelor, care, fiind conectate cu generatoare, pot produce energie electrica. Cu cat fluxurile sunt mai inalte, cu atat mai multa energie se poate produce. Tehnologia care utilizeaza aceasta sursa, este asemanatoare cu tehnologia hidroenergetica cu viteza mica a curentului de apa. Valurile imense ale oceanelor poarta cantitati masive de energie, dar aceasta energie este greu de exploatat eficient si ieftin. Conversia energiei hidraulice in energie electrica nu este poluanta, presupune cheltuieli mici de intretinere si constituie o solutie de lunga durata. Creeaza insa niste probleme de ordin ecologic.

10. Principiul de obtinere a energiei electrice folosind forta apei este urmatorul: apa este colectata intr-un lac de acumulare si apoi canalizata printr-o conducta de aductie direct in turbina. Caderea pe verticala creeaza presiunea necesara la capatul inferior al conductei de aductie pentru a pune in miscare turbina. Este o relatie directa de proportionalitate ntre energia obtinuta, debitul si caderea apei. Tipuri de hidrocentrale: ~ centrale hidroelectrice fluviale normale, folosite exclusiv la producerea energiei electice ~ centrale hidroelectrice de acumulare prin pompare ~ centrale hidroelectrice maree motoare.

11. Hidrocentralele au o serie de inflente pozitive asupra mediului, cum ar fi: ~ lipsa de degajari cu impact negativ asupra mediului ~ reglarea debitului raului ~ excluderea inundatiei localitatilor situate in avalul centralei ~dezvoltarea irigatiilor. Hidrocentralele au si o serie de influente negative asupra mediului, cum ar fi: ~ excluderea din sistemul agricol a unor sprafete roditoare de teren ~ schimbarea florei si faunei ~ schimbarea regimului hidrologic al raurilor si reducerea debitului in aval

12. III. ENERGIA GEOTERMALA Potentialul caloric geotermic mondial este estimat la cca. 1013 tone echivalent carbun, dar el contribuie cu numai 0,05% la consumul mondial de energie. Ne putem imagina centrale geotermice in care apa pompata de la adancimi de cca. 2000 m (in zonele mai calde) sa ne livreze vaporii necesari unor centrale de puteri mai mari de 1000 MW. Din interiorul Pamantului spre suprafata este transmis un flux de caldura cu intensitate medie. Deoarece diferite parti ale scoartei terestre poseda conductivitati termice inegale, intensitatea fluxului de caldura variaza in limite largi. Energia rocilor este numita petrogeotermica, iar energia apelor freatice incalzite de aceste roci, hidrogeotermaica. Ajungand in caverne, intre doua straturi impermeabile, apa geotermala se poate transforma in abur. Caracteristic pentru majoritatea apelor geotermale este continutul sporit de saruri dizolvate. Aburul geotermal contine gaze si vapori, care uneori, pot fi periculoase pentru mediu.

13. Energia geotermala poate fi: ~ de inalta temperatura (caracteristica zonelor vulcanice); panzele de apa limitrofe ajungand la sute de grade, realizand o vaporizare partiala care se utilizeaza intr-o centrala elecrica. Accesul la panza de apa este dificil. Uneori, adancimea de foraj poate depasi 10.000 m ~ de joasa temperatura; accesibila in orice parte a globului. Temperatura scoartei pamantesti creste in adancime cu 3’ C la fiecare 100 m. Diferenta de temperatura creata ar putea fi aplicata in termaficare prin recircularea fluidului in pompe de caldura, nu in producerea energiei electrice.

14. Centrale electrice geotermale Aburul sau apa supraincalzita iese prin sonda de extractie sub propria presiuue. Turbinele centralelor electrice geotermale functioneaza cu abur saturat, care poate fi obtinut pe trei cai: ~ direct din sonda ~ prin destinderea apei supraincalzite ~ prin vaporizarea apei cu o presiune mai joasa sau a unui lichid cu temperatura de fierbere mai scazuta Avantajele energiei geotermale: ~ lipsa produselor obtinute prin ardere ~ sisteme eficiente de incalzire Dezavantajele energiei geotermale: ~ sporirea seismicitatii zonei prin reducerea presiunii in sol la extragerea apei ~ poluarea aerului cu diferite gaze rezultate prin exploatarea aburului ~ poluarea apei cu diferite substante reziduale ale apei extrase

15. IV. ENERGIA SOLARA Soarele trimite catre pamant un flux de energie care corespunde unei puteri de 170 miliarde MW. Din pacate energia solara prezinta o serie de dezavantaje: concentratia de energie solara este mica, iar captarea ei se face greu, cu cheltuieli mari si este distribuita neregulat in timp si pe suprafata planetei.

16. Energia solara este practic inepuizabila. Este cea mai curata forma de energie de pe Pamant si este formata din radiatii calorice, luminoase, radio sau de alta natura, emise de soare. Cantitatile uriase ale acestei energii stau la baza majoritatii proceselor naturale de pe Pamant. Cu toate acestea, este destul de dificila captarea si stocarea ei intr-o anumita forma care sa permita utilizarea ei ulterioara. Energia solara poate incalzii locuintele in mod pasiv, datorita constructiei acestora sau poate fi stocata in acumulatoare termice sub forma de energie termica. Caldura generata solar se poate folosi in principal la prepararea apei calde menajere, incalzirea agentului termic responsabil de temperatura ambianta a casei si incalzirea piscinelor.

17. Utilizarea energiei solare reprezinta la nivel global cea mai eficienta metoda de a aduce caldura in locuinte. In general, cantitatea de caldura solara ce cade asupra acoperisului unei case este mai mare decat energia totala consumata in casa. Cu mijloace simple, eficiente constructiv, se poate utiliza energia solara pentru a reduce sau chiar pentru a inlocui total celelalte surse de energie necesare traiului dintr-o locuinta moderna.

18. Conversia energiei solare Pentru utilizarea energiei solare este nevoie de conversia acesteia in alte forme de energie,cum ar fi: ~ conversia fototermica; presupune transferul energetic de la razele Soarelui la apa, abur, aer cald si alte medii. Caldura astfel obtinuta poate fi folosita direct sau convertita in energie electrica, prin centrale termoelectrice sau prin efect termoionic. Conversia fototermica prezinta o mare importanta in aplicatii industriale, inacalzirea cladirilor, prepararea apei calde de consum, uscarea materialelor, distilarea apei, etc.

19. ~ conversia fotomecanica este importanat in energetica spatiala, unde, conversia bazata pe presiunea luminii da nastere la motorul tip “vela solara”, utilizand la zborurile navelor cosmice. Conversia fotomecanica se refera la echiparea navelor cosmice destinate calatoriilor lungi, interplanetare, cu asa-zisele “panze solare”, la care, datorita interactiunii dintre fotoni si mari suprafete reflectante, desfasurate dupa ce nava a ajuns in vidul cosmic, se produce propulsarea navei prin impulsul cedat de fotoni la interactiune. ~ conversia fotochimica se imparte in doua categorii: una presupune uitlizarea directa a Soarelui prin excitarea luminoasa a moleculelor unui corp, iar cealalta utilizarea indirecta prin intermediul planetelor sau a transformarii produselor de dejectie a animalelor. ~ conversia fotoelectrica directa se realizeaza folosind proprietatile materialelor semiconductoare din care se confectioneaza celulele fotovoltaice.

20. Captarea energiei solare Pentru captarea razelor de soare si conversia fototermica se folosesc mai multe sisteme: ~ sisteme cu receptor central – aceste sisteme concentreaza razele de Soare spre un colector central cu ajutorul unor oglinzi plasate radial ~ sisteme cu albii – albiile sunt lungi, formate din oglinza curbate ce concentreaza razele Soarelui pe tevi umplute cu un lichid. Acest lichid p[oate atinge temperaturi foarte mari (pana la 400 grade C) ~ sisteme cu parabola – folosesc o parabola ce concentreaza radiatiile solare spre un colector montat in punctul focal al acesteia

21. Stocarea energiei solare Energia solara la nivelul scoartei terestre este o sursa energetica dependenta de miscarea de rotatie a Pamantului si de conditiile atmosferice. Caracteristicile pe care trebuie sa le indeplineasca o unitate de stocare a energiei solare sunt urmatoarele: ~ unitatea se stocare trebuie sa fie capabila sa primeasca energia cu maximum de viteza fara forte termodinamice excesive ~ unitatea de stocare trebuie sa livreze energia cu maximum de viteza fata a utiliza forte termodinamice excesive ~ unitatea de stocare trebuie sa aiba pierderi mici ~ unitatea de stocare a energiei trebuie sa fie capabila sa suporte un numar ridicat de cicluri incarcare-descarcare, fara diminuarea substantiala a capacitatii sale

22. V. ENERGIA BIOMASEI Prin fotosinteza, invelisul vegetal al plantei produce o biomasa care corespunde unei energii apreciate la cca 3,1021 J/an. Fiind regenerabila, energia biomasei este inepuizabila, cu conditia ca omul sa nu grabeasca procesele de desertificare ale planetei. Din biomasa se pot obtine combustibili, putandu-se folosi ca biomasa deseuri de lemn, trestie de zahar, deseuri de cereale, etc. Pentru a putea vorbi insa practic de biomasa ar trebui cultivate plante la care productia la hectar sa fie enorma iar continutul caloric sa fie de ordinul 4-5000 kcal/kg.

23. Energia biomasei poate fi folosita prin arderea directa sau prin transformarea ei in combustibili artificiali, cum ar fi : manganul, alcoolul, biogaz, motorina produsa din uleiuri vegetale, etc. Biomasa a fost utilizata in scopuri energetice din monetul descoperirii de catre om a focului. Astazi combustibilul din biomasa poate fi utilizat in diferite scopuri, de la incalzirea incaperilor pana la producerea energiei electrice si combustililor pentru automobile.

24. Biomasa, se poate utiliza ca si combustibil pentru a se obtine caldura si electricitate, in urmatoarele forme: ~ lemne ~ deseuri ale industriei forestiere si de prelucrare a lemnului ~ deseuri ale industriei usoare (confectii, pielarie, etc) ~ deseuri menajere ~ biogazul ~ deseuri obtinute prin prelucrarea produselor agricole ~ deseuri obtinute de la animale ~ deseuri agricole

25. Bioenergetica poate fi modernizata datorita tehnologiilor moderne de transformare a biomasei initiale in purtatori de energie moderni si comozi (energie electrica, combustibili lichizi si gazosi, combustibil solid finisat) Spre deosebire de alte forme de energie durabila, biomasa are doua avantaje importante si anume: ~ poate fi stocata ~ se gaseste pretutindeni “Invataturatrebuiesa fie …totdeauna un orizont” N.IORGA