Качество энергии - технико-экономическая и экологическая характеристика энергоносителей

Якість енергії: техніко-економічна та екологічна характеристика енергоносіїв

У розділі, присвяченому термодинаміці, ми вже обговорювали це питання стосовно природничих процесів конверсії енергії, характеризуючи якість енергії як її концентрованість. Що вища така характеристика енергії, то вищою буде її здатність перетворюватись з меншими витратами в більш концентровану форму.

Встановлено (за Одумом), що з кожних 10 000 J сонячної енергії, яка надходить на фотосинтез рослини, остання концентрує в більш якісній формі міжатомного хімічного зв’язку біомаси лише одну соту — 100 J, з яких, у свою чергу, може бути конвертовано в енергію біомаси травоїдної тварини вже одну десяту — 10 J, і хижака — 1 J.

Другий напрямок концентрованості енергії рослинної біомаси — це її послідовна концентрація у вигляді природних горючих копалин, що їх використовує сучасна економіка як енергоносії (торф, вугілля, нафта і газ).

На рис. 2 наведено схему послідовної конверсії сонячної енергії в електричну відповідно до сучасної технології з ланкою теплової електростанції.  

Рис. 2. Схема енергетичних втрат за послідовної конверсії сонячної енергії в електричну й підвищення її якості

Як бачимо, концентрація електричної енергії у 8000 разів перевищує сонячну

Кількісну характеристику якості енергії (коефіцієнт) можна виражати в сонячних еквівалентах Кс = Ес/Ек, де Ес — сонячна енергія, яка надійшла на конверсію; Ек — енергія, отримана в процесі прямої чи послідовної конверсії.

Іншою, більш практичною характеристикою якості енергії, може бути еквівалент умовного викопного палива Кп (відношення сонячного еквівалента даної енергії до сонячного еквівалента умовного палива):

 

Коефіцієнт Кп характеризує ступінь концентрації енергії у даному паливі відносно її концентрації в умовному паливі. Значення еквівалентів Кс і Кп для різних видів енергоносіїв наведено в табл. 1.

Таблиця 1

КОЕФІЦІЄНТИ ЯКОСТІ ЕНЕРГІЇ (ЕКВІВАЛЕНТИ) І КОНВЕРСІЇ (ВЗАЄМОПЕРЕТВОРЕННЯ)

Тип енергоносія

Сонячний еквівалент

Еквівалент

умовного палива*

Коефіцієнт технічної конверсії

Сонячне світло

1

0,0005

в електричну — до 0,1

Рослинна маса (дрова)

1000

0,5

 

Викопне паливо:

Вугілля, нафта, газ

(на умовне паливо)

2000

1

 

Механічна енергія:

потік падаючої води,

припливів, вітру

6000

3

в електричну 0,97

Електроенергія

8000

4

в механічну 0,99

Усе ж така форма вираження якості енергії є більше якісним ніж кількісним показником і не може дати нам чіткої відповіді на питання: яке з викопних палив і за яких умов забезпечить більш високий коефіцієнт конверсії в більш концентровану форму. Спробуємо, однак, відповісти на це питання.

Передовсім таке паливо має згоряти за більш високої температури. Очевидно, що знання такої його технічної характеристики, як питома теплота згоряння , недостатньо: температура згоряння не завжди пропорційна цій фізичній величині. Наприклад, звичайне вугілля, питома

1 2 3 4 5 6

Похожие работы

Рефераты

Курсовые

Дипломные