Круглый стол «Актуальные вопросы развития электроэнергетики в России XXI века»

• Должна иметь легкие, простые и экономичные способы получения.
• Должны быть известны простые способы ее передачи от места производства к потребителю.
• Энергия должна легко делиться между потребителями, так чтобы каждый из них получил ровно столько энергии, сколько ему нужно для производства какой-либо работы.
• Должна быть не дорогой и использовать возобновляемые источники энергии.

1

2

3

4

Потребление энергии в разрезе источников (ТВт·ч)

Ископаемые

1990

Атомные

2000

83,374

Возобновляемые

94,493

2008

6,113

117,076

Итого

Изменение 2000-2008

в ТВт∙ч

13,082

7,857

Изменение 2000-2008

в % к 2000г.

22,583

102,569

15,337

8,283

23,9

117,687

18,492

0,426

3,155

143,851

5.14

26,164

17,06

18,19

Структура производства электроэнергии в России

Выбросы ТЭС:

• сернистый газ,
• окислы азота,
• окислы углерода,
• углеводороды,
• альдегиды,
• золовая пыль,

на газовых ТЭС на1 ГВт установленной мощности выбросы составляют около 13 тыс. тонн в год…

• на угольных ТЭС на1 ГВт установленной мощности выбросы составляют около 165 тыс. тонн в год.

Воздействие ГЭС :

• в зону полного или частичного затопления попало 9 городов: 7 на Волге, 1 на Оби и 1 на Енисее: Молога, Корчева, Калязин, Весьегонск, Пучеж, Куйбышев (Спасск-Татарский), Ставрополь Волжский, Бердск, Шагонар и многих сёл и городов;
• затоплены пахотные плодородные земли;
• в водохранилищах развиваются сине-зеленые водоросли, что приводит к ухудшению качества воды;
• нарушается функционирование экосистем;
• нарушаются естественные нерестилища;
• изменяется уровень подземных вод.

Город Молога

Последствия аварии на Чернобыльской АЭС :

во время взрывов погиб только один человек, ещё один скончался утром от полученных травм;

у 134 сотрудников ЧАЭС и членов спасательных команд, находившихся на станции во время взрыва, развилась лучевая болезнь, 28 из них умерли в течение следующих нескольких месяцев ;

из сельскохозяйственного оборота было выведено около 5 млн га земель

вокруг АЭС создана 30-километровая зона отчуждения, уничтожены и захоронены сотни мелких населённых пунктов;

По оценкам в окружающую среду было выброшено от 10 до 55 тонн ядерного топлива и большое количество радиоактивных продуктов деления этого топлива;

Суммарная активность веществ, выброшенных в окружающую среду, составила, по различным оценкам, до 14 × 10 18  Бк (14 ЭБк),

Термоядерная электростанция работает на основе термоядерного синтеза — реакции синтеза тяжелых изотопов водорода с образованием гелия и выделением энергии.

В ЮАР в пещере Вондерверк обнаружили свидетельства того, что древние люди пользовались огнем примерно миллион лет назад.

Изобретение паровой машины

1680 Дени Папен - паровой котел;

1698 Томас Севери - поршневой паровой насос;

1712 Томас Ньюкомен - «атмосферный двигатель»;

1764 Иван Иванович Ползунов паровая машина в России;

1769 Николь-Жозеф Кюньо первое действующее самоходное паровое транспортное средство: «fardier à vapeur» (паровую телегу);

1781 Джеймс Уатт - паровая машина с непрерывным вращательным движением.

Горизонтальная стационарная паровая машин. Конец 19 века.

• Первую активную паровую турбину построил шведский инженер К. Лаваль в 1889 г.
• Первую реактивную паровую турбину изобрёл английский инженер Ч.  Парсонс  в 1884 г.
• Коэффициент полезного действия современных паровых турбин достигает 40–42 %.
• Паровые турбины являются основными двигателями для генераторов электрического тока на тепловых и атомных электростанциях.

1 – входной паропровод; 2 – направляющие лопатки турбины; 3 – рабочее колесо турбины; 4 – вал; 5 – выходной паропровод

• Первые ТЭС, работающие на угле, появились
• в 1882 г. в Нью-Йорке,
• в 1883 г. – в Санкт-Петербурге.

• поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.
• Изобретен в 1897 году Рудольфом Дизелем
• 1898 Густав Тринклер построил первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления».

Рудольф Кристиан Карл Дизель  

Повозка под парусом Симона Стевина

• Первая ветряная мельница была построена в Китае задолго до нашей эры.
• В Вавилоне при царе Хаммурапи (около 1750 г. до н. э.) ветряные мельницы использовались не только чтобы перемалывать в муку зерно, но они заставляли звучать орган.

"Ветер, ветер! Ты могуч, ты гоняешь стаи туч,  Ты волнуешь сине море, всюду веешь на просторе.  Не боишься никого, кроме бога одного.

А.С. Пушкин

• В настоящее время самой длинной является лопасть длиной 83,5 м.
• Эта конструкция колоссальных размеров позволит турбине вырабатывать от 10 - до 12 МВт электроэнергии, тем самым удвоив текущую производительность ветряных мельниц.

Летающий ветряной электрический генератор

Аэростатный летающий ветряной электрический генератор

• сильные вибрации несущих частей ВЭС передаются в грунт;
• инфразвуковой диапазон этих вибраций отрицательно воздействует на организм человека и многих животных;
• Работа ВЭС нарушает прием телепередач в радиусе 1-2 км от генератора;
• ВЭС источник радиопомех;
• губит птиц и нарушает миграцию перелетных птиц;
• мешают ориентации насекомых.

Самое крупное работающее водяное колесо (деревня Лекси на острове Мэн в Ирландском море. Размеры конструкции:

22 метра в диаметре

и 1,83 метра в ширину.

. Водяные колеса:

а – нижнебойное;

б – среднебойное;

в – верхнебойное

Итайпу. Самая мощная ГЭС в мире Располагается в Бразилии на реке Парана. Мощность станции составляет 14 ГВт. 

Первая промышленная ГЭС России «Белый уголь»в Ессентуках

• Чиркейская гидроэлектроста́нция расположена на реке Сулак в Республике Дагестан.
• Она построена в узком Чиркейском ущелье глубиной более 200 м, шириной в нижней части 12-15 м, по верху – 300 м.
• Установленная мощность ГЭС – 1000 МВт. Среднегодовая выработка 2,47 млрд. кВт·ч.

Динорвик местечко в северном Уэльсе. Спрятанная внутри горы ниже уровня этого озера находится компенсирующая электростанция, достаточно мощная, чтобы защитить всю Англию и Уэльс от перебоев электроэнергии.

• Приливная плотина длиной 750 метров была построена в Бретани (Франция) еще в 1967 году и с тех пор работает без перебоев. Её мощность составляет 240 МВт.
• В нашей стране в 1968 г. на побережье Баренцева моря близ г. Мурманска была построена Кислогубская приливная электростанция мощностью 800 кВт. В 2009 году её мощность составляла уже 1,7 МВт.

• Приливная электростанция (ПЭС) – это разновидность гидроэлектростанции, использующая кинетическую энергию Земли в момент, когда гравитационные силы Солнца и Луны два раза в сутки меняют уровень воды.
• Колебания могут достигать величины в 18 метров.
• Функционирование ПЭС возможным только в составе системы с другими типами электростанций.

Архимед поражает флот Марцелла

Паровой котел на солнечной энергии

Церемония зажжения олимпийского огня

Из истории изобретения солнечных батарей

• Прототип солнечной батареи был сделан Чарльзом Фриттсом, в 1883 г.
• Александр Столетов в 1888 году изобрел фотоэлектрический элемент.
• Альберт Эйнштейн в 1905 году объяснил явление фотоэлектрического эффекта.
• Фотогальванический эффект впервые наблюдал в 1939 году Антуан Анри Беккерель.
• Современные солнечные батареи на основе кристаллического кремния были разработаны в Лабораториях Белла инженерами Кельвином Соулзером Фуллером, Дэрил Чапин и Геральдом Пирсоном в 1954 году.

• Фотогальваническое электричество - используются фотоэлементы, поглощающие прямое солнечное излучение и преобразующие его в электрическую энергию.

• Солнечная термоэлектрика - использует солнечный коллектор. Он имеет зеркальную поверхность, которая отражает солнечное излучение на ресивер, который нагревает жидкость. Эта жидкость преобразуется в пар для получения электричества.

• В качестве примесей для р-полупроводника используется бор, а n -полупроводника используется мышьяк.
• Кроме них при производстве солнечных батарей используются такие компоненты, как арсенид, галлий, медь, кадмий, теллурид, селен и другие.

Беспилотный самолёт Helios с фотоэлементами на крыльях

Sunswift IVy - самый быстрый электромобиль на солнечных батареях

Солнечная жаровня

Температура в центре 150 º С

Персональная техника на солнечных батареях

Калининская АЭС

Ленинградская АЭС

Нововоронежская АЭС

В мае 1950 года близ посёлка Обнинское Калужской области начались работы по строительству первой в мире АЭС.

  27 июня 1954 года эта станция была запущена. Её мощность 5 МВт.

За пределами СССР первая АЭС была введена в эксплуатацию в 1956 годув Колдер-Холле (Великобритания).

Через год вступила в строй АЭС в Шиппингпорте (США).

Ростовская (Волгодонская)АЭС

ФУКУСИМА, Япония

• Получают метановым брожением биомассы.
• Состав биогаза:

• 50-87 % метана, 13-50 % CO2, незначительные примеси H 2 и H 2 S.
• 50-87 % метана,
• 13-50 % CO2,
• незначительные примеси H 2 и H 2 S.

• После очистки биогаза от CO 2 получается биометан, который является полным аналогом природного газа.
• Биогаз может быть получен из практически любых органических отходов.

Первая в России промышленная  

биогазовая станция «Байцуры» Белгородская область

Электростанция, рабатывающая на биогазе из пищевых и бытовых отходов г. Бранденбург (Германия).

В год утилизируется около 86 000 тонн биоотходов.

• Водород - один из самых распространенных химических элементов.
• Его запасы в воде, из которой он получается путем простого электролиза, практически неисчерпаемы, причем при перевозке и хранении не требуется больших затрат.
• Для выработки одинакового количества энергии расход водорода будет в 3 раза меньше, чем соответствующий расход бензина.

• – обеспечивать надежное и долгосрочное энергоснабжение при одновременном сохранении ископаемых топливных ресурсов и защите окружающей среды.
• Для этого необходим экономный подход к использованию существующих энергоресурсов и переход на возобновляемые источники.

Источники иллюстраций

• Титульный лист http :// interaffairs . ru / read . php ? item =456
• Диаграмма мощности электростанций России http :// ru . wikipedia . org / wiki / Файл:Динамика_мощности_всех_электростанций_в_России_ (1992-2008). png
• Диаграмма структуры электроэнергии России и динамика роста производства электроэнергии http :// nauka . relis . ru /06/0209/06209042. htm
• Тепловые электростанции http :// www . atomic - energy . ru / smi /2011/06/27/23875
• http :// www . aif . ru / hydro / dontknow /12058
• Затопленный город Молога http :// blog . rushydro . ru /? p =7080
• Чернобыльская станции после аварии http :// dic . academic . ru / dic . nsf / ruwiki /22926
• Радиоактивные загрязнения территорий после Чернобыльской аварии http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Tchernobyl _ radiation _1996- ru . svg ? uselang = ru
• Схема термоядерного реактора http :// www . greensource . ru / proizvodstvo - jenergii / termojadernye - jelektrostancii . html
• Использование огня древними людьми http :// zn . ua / SCIENCE / uchenye _ obnaruzhili ,_ chto _ drevnie _ lyudi _ nauchilis _ polzovatsya _ ognem _ million _ let _ nazad . html
• Изросцовая печь http :// www . ratanews . ru / travel / travel 144. aspx
• Работа в кузне http :// soprotivlenie . ws / articles / word / culture /1014/
• Выплавка металла в Древнем Египте http :// dic . academic . ru / dic . nsf / enc _ tech /695/ металлургия
• - chuvashii . html

• Керамика неолита http :// www . what - this . ru / civilization / neoliticheskaya _ revoluciya / novie _ yavleniya . php
• Горизонатльная паровая машина http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Горизонтальная_стационарная_паровая_машина . JPG ? uselang = ru
• Анимация паровой машины http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Steam _ engine _ in _ action . gif ? uselang = ru
• Паровая турбина http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Curtis - turbina . jpg ? uselang = ru
• http :// dic . academic . ru / dic . nsf / enc _ tech /830/ паровая
• Схема тепловой электростанции http :// manbw . ru / analitycs / steam - turbines . html
• Анимация дизельного двигателя http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Diesel _ Engine _(4_ cycle _ running ). gif ? uselang = ru
• Структурная схема объемов ветроэнергетики http :// www . atomic - energy . ru / news /2012/07/05/34612
• Карта интенсивности ветров России http :// cheboksar . net / negativ /1449- vetrjanye - mysli - prezidenta
• Парусные суда http :// subscribe . ru / group / klub - zdorovya - dlya - teh - komu - za - sorok /6277430/
• http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Fighter 1. jpg ? uselang = ru
• http :// znaj . net / article / read / Ispolzovanije _ vetra . html
• http :// svpressa . ru / sport / photo /80707/10
• http :// perevodika . ru / articles /18204. html

Источники иллюстраций

• Ветряные мельницы http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Gorskii _03965 u . jpg ? uselang = ru
• http :// energorus . com / vetryanaya - melnica - kak - istochnik - energii /
• http://ukhtoma.ru/plotina2.html
• Устройство ветрогенератора http :// promplace . ru / article _ single . php ? arc =73
• Тучка http://www.neizvestniy-geniy.r… http :// promplace.ru /article_single.php?arc=73#ixzz2wtqOxhYr
• Размеры ветрогенераторов http :// www . qwrt . ru / news /195
• Внешний вид ветрогенераторов http :// novostienergetiki . ru / tag / vetrogenerator / page /2/
• ВЭС http :// www . karelexpo . ru / news / sovremennoe - energo 05 fektivnoe / internet - konferenciya / energetika - i - ekologiya
• http :// www . atomic - energy . ru / news /2013/01/17/38248
• http :// apocalypsejournal . ru /2008/01/22/ vetrovye - elektrostancii - budut - letat
• http :// globalscience . ru / article / read /20415/
• Авария на ВЭС http :// basik . ru / architecture /3301/
• ВЭС и птицы http :// animalworld . com . ua / news / Vetrjaki - i - pticy - sovmestima - li - zeljonaja - energetika - s - ekologijej
• Гидроэнергетический потенциал рек России http :// kurs . znate . ru / docs / index -104050. html

• Водяное колесо http :// energetika . in . ua / ru / books / book -1/ part -1/ section -3/3-2
• http :// www . liveinternet . ru / users /3395230/ post 220021246
• http :// turbina . ru / guide / Khama - Siriya -109088/ Foto / Vodyanye - kol - sa - na - reke - Oront -64006/ photo 1253387
• http :// sfw . so /1149031733- samaya - bolshaya - v - mire - deystvuyuschaya - vodyanaya - melnica - laxey . html
• Схема ГЭС http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Hydroelectric _ dam - ru . svg ? uselang = ru
• ГЭС http :// nuclphys . sinp . msu . ru / ecology / ecol / ecol 05. htm
• http :// blog . rushydro . ru /? p =3060
• http :// www . molomo . ru / inquiry / large _ hps . html
• http :// www . fresher . ru /2012/01/12/ chirkejskaya - ges - samaya - vysokaya - arochnaya - plotina - v - rossii
• http :// f 1 designe . ru / arhitektura / gidroakkumuliruyuschie - elektrostantsii - dinorvik . htm
• Приливные гидроэлектростанции http :// www . fizika . ru / fakultat / index . php ? theme =5& id =5250& PHPSESSID = qhtm 231 acnutoetpuisqrpk 5 r 2
• http :// svainova . ru / shotlandiya - stroit - samuyu - bol - shuyu - v - mire - prilivnuyu - e - lektrostantsiyu /
• www . greensource . ru / proizvodstvo - jenergii / prilivno - otlivnaja - jelektrostancija . html
• http :// www . fizika . ru / fakultat / index . php ? theme =5& id =5250& PHPSESSID = qhtm 231 acnutoetpuisqrpk 5 r 2

Источники иллюстраций

• Схема геотермальной электростанции http :// dic . academic . ru / dic . nsf / enc _ tech /284/ геотермальная
• ПГЭС http :// www . greensource . ru / proizvodstvo - jenergii / geotermalnaja - jelektrostancija . html
• http :// ru . wikipedia . org / wiki / Файл: MutnovGeo . jpg
• Волновая электростанция http :// www . membrana . ru / particle /13933
• http :// www . kommersant . ru / doc - rss /1816814
• http :// www . dengi - v - biznes . ru / proekt - wawe
• Суммарные энергетические ресурсы Солнца http :// neftegaz . ru / science / view /517
• Мощность солнечного излучения http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Solar _ land _ area . png ? uselang = ru
• Энергоресурсы Солнца России http :// st . panelkinsun . ru /1/895/992/ Karta - solnechnogo - siyaniya - RF . jpg
• Зеркало Архимеда http :// www . istorya . ru / person / arhimed . php
• http :// cyclowiki . org / wiki /Файл: EngravingMirrorBig . jpg
• паровой котел на солнечной энергии http :// www . powerinfo . ru / sun - power . php
• . html
• Церемония зажжения олимпийского огня http :// zn . by / ogon - xxx - letnikh - olimpiiskikh - igr - v - londone - zazhzhen - v - grecheskoi - drevnei - olimpii . html
• Солнечные батареи на фасадах зданий
• http :// vfasade . blogspot . ru /2013/06/ sun - fasad . html

• Солнечные батареи http :// www . astrobl . ru / news /73226
• Сферическое зеркало http :// zeleneet . com / solnechnaya - batareya - ustrojstvo - solnechnoj - batarei /1043/
• Схема тепловой солнечной электростанции http :// elstan . ru / articles / solnechnye - elektrostantsii /10030/
• Схемы солнечных отражателей http ://5 klass . net / fizika -11- klass / Solnechnye - elektrostantsii /010- Solnechnye - elektrostantsii
• Солнечные ЭС http :// think - blue . ru / blog / post /167
• http :// ecofriendly . ru / book / export / html /192
• Схема получения фотогальванического электричества http :// www . powersolar . ru / novinki / solnechnaya - enegriya - prevraschaetsya - v - elektricheskii - tok /
• Солнечные батареи http :// avtonomnoeteplo . ru / altenergiya /45- effektivnoe - otoplenie - zagorodnogo - doma - solnechnymi - batareyami . html
• http :// www . alternatesource . ru / files / gelio / index . html
• http :// ecofriendly . ru / book / export / html /192
• http :// bliki 20. narod . ru / index /0-12
• Строение солнечных батарей http :// www . sun - battery . biz / stat / princip _ raboty _ i _ ustrijstvo _ solnechnoj _ batarei . php
• Самолет с фотоэлементами http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Helios _ in _ flight . jpg ? uselang = ru

Источники иллюстраций

• Автомобиль на солнечных батареях http :// www . infuture . ru / article /3953
• Солнечная жаровня http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Solarkocher _1. jpg ? uselang = ru
• Персональная техника http :// www . fresher . ru /2011/08/04/ texnofresher - ustrojstva - na - solnechnyx - batareyax - ot - apple - i - samsung /
• Выработка электроэнергии атомными станциями http :// www . uran . ru / gazetanu /2005/12/ nu 30/ wvmnu _ p 1 a _30_122005. htm
• Страны с атомными станциями http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : Nuclear _ power _ station . svg ? uselang = ru
• Атомграды и АЭС России http :// www . naukograds . ru / media / article /8.2. gif
• АЭС http :// fedpress . ru / news / society / news _ event /1385373761- pozhar - na - aes - v - tverskoi - oblasti - zadymlenie - v - pervom - energobloke
• http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : RIAN _ archive _305005_ Leningrad _ nuclear _ power _ plant . jpg ? uselang = ru
• http :// pronedra . ru / atom /2012/07/06/ novovoronezhskaya - aes /
• http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : RIAN _ archive _409173_ World ' s _ first _ nuclear _ power _ plant _ in _ Obninsk . jpg ? uselang = ru
• http :// planeta . moy . su / blog / katastrofa _ v _ japonii /1-0-19

• Курчатов http :// ru . wikipedia . org / wiki /Курчатов,_Игорь_Васильевич
• Анимация работы АЭС http :// commons . wikimedia . org / wiki / File : PressurizedWaterReactor _ ru . gif ? uselang = ru
• Развитие http :// nauka . relis . ru /06/0209/06209042. htm
• Схема преобразование органических отходов http :// www . cleandex . ru / articles /2011/01/12/ biogas _ making _ money _ from _ waste
• схема биоустановки http :// www . energoprice . ru / reshen / bio . php
• биогазовые станции http :// agro . su / content /белгородская-область-запустит-первую-в-россии-биогазовую-станцию
• http :// www . ges - ukraine . com / maininfo _14-17. html
• водородное топливо http :// www . lifansolano - club . ru / main /197- vodorod - alternativa - tradicionnym - vidam - topliva . html
• получение водорода электролизом http :// wsyachina . narod . ru / technology / fuel _ item _3. html
• горение водорода http :// wsyachina . narod . ru / technology / fuel _ item _3. html
• структура будущей энергетики http :// www . ges - ukraine . com / maininfo _14-17. html