Creeaza.com - informatii profesionale despre


Evidentiem nevoile sociale din educatie - Referate profesionale unice
Acasa » scoala » fizica
Energia pe pamant

Energia pe pamant


Energia pe pamant

Resurse si consumuri

Pamantul receptioneaza intr-un ritm destul de regulat, o cantitate mare de energie, datorita in principal radiatiei solare, dar si miezului in stare topita si interactiuni gravitationale cu luna. O mica parte din aceasta energie este distrusa la suprafata pamantului prin ciclurile meteorologice naturale, iar o mica parte este utilizata de flora si fauna si indirect de om. Consumul total de energie reprezinta aproximativ din energia receptionata de pamant de la soare. Una dintre dificultatile analizei o reprezinta multitudinea de unitati utilizate. Pentru a usura intelegerea, vom raporta totul la unitatea de masura cea mai accesibila electricianului, respectiv kWh:

1Wh = 3600 J (1 TWh = 1012 Wh, 1 EJ = 1018 J)



1 t.e.p (echivalent tone petrol) 11600 kWh

1 termie = 1,16 kWh

1 baril (159l sau 140 kg) 1700 kWh

1 BTU 252 cal 1050 J

Valorile energetice medii a principalilor combustibili sunt:

Hidrogen

kWh / kg

Gaz metan

kWh / m3

Propan

kWh / m3

Butan

kWh / m3

Carbon

kWh / dm3

Combustibil

kWh / dm3

Esenta

kWh / dm3

Lemn

kWh / kg

Uraniu natural

kWh / kg

Consumul mondial de energie este de , ceea ce corespunde unei puteri permanente de , ceea ce reprezinta din energia receptionata la suprafata pamantului. In Europa consumul total de energie este , din care, in prezent 8% sunt acoperite din resurse regenerabile.

La nivelul anului 2005 sunt esimate cresteri ale consumului energetic fata de 1995, astfel:

Europa de vest

Europa centrala

CEI

America de nord

Africa

Asia

Resurse energetice regenerabile

Pornind de la necesitatile de incalzire sunt posibile urmatoarele alternative la utilizarile actuale de combustibili fosili:

Energia solara la incalzirea apei

Avand o caldura masica de , 100l de apa la temperatura de 400C, acumuleaza o energie de 4,6 kWh. Prin aceasta se poate dovedii ca utilizand o suprafata absorbanta de energie solara de cativa m2 se poate asigura necesarul de apa calda a unei familii, facand sa circule un anumit debit de apa printr-un schimbator ce poate transfera apei caldura captata de la soare.

Geotermia

Reprezinta un potential important de acoperirea necesarului casnic de caldura la temaperaturi reduse (60 900C), cu rezerve mondiale estimate la si caracteristici pur ecologice.

Incalzirea cu lemn

Lemnul furnizeaza o energie de

Biomasa

Arderea rezidurilor vegetale, uscate si compactate, pot furniza 2% din energia acumulata, ceea ce reprezinta un randament foarte redus.

Incinerarea deseurilor

In tarile dezvoltate, prin incinerarea unei tone de deseuri se poate obtine 300 500 kWh

Pompa de caldura

Principiul consta in pune caloriile la o temperatura mai redusa si de a le transfera prin procedee termodinamice unui mediu ce trebuie incalzit. Dezvoltarea tehnicii este limitata atat prin costul investitiei cat si prin necesitatea unei surse calde suficiente, in special pentru climatizare si producere de frig

Hidrogenul

Reprezinta gazul cel mai raspandit in univers dar impune in prezent rezolvarea mai multor probleme tehnice privind producerea si stocarea, care poate fi:

In stare gazoasa comprimata la 200 barr

In stare lichida la -253 0C

In stare solida sub forma de hidruri metalice

Obtinerea hidrogenului se poate realiza prin electroliza sau vaporizarea apei la 1100 0C

Energia solara

Anual suprafata pamantului receptioneaza , din care:

30% este reflectata direct in spatiu;

45% este absorbita de sol si convertita in caldura ce este radiata in infrarosu de sol;

25% alimenteaza ciclurile hidrologice (24%) si procesele de fotosinteza (0,06%), respectiv echivalentul unei puteri de

45% din energia receptionata de tera cade peste oceane si mari, unde diferenta dintre temperatura la suprafata (230C) si cea de adancime (-60C la 1000 m) poate fi utilizata in actionarea motoarelorr termice cu un potential de

Energia radiata de sol

In functie de alternata zi-noapte, puterea medie este de 120 260 W, cu un varf posibil de


O parte din energie serveste la producerea in timp a combustibililor fosili

Partea exploatabila este de

Ciclurile hidrologice

prin evaporarea apei, precipitatii si curgeri, precum si prin vant

Energia hidraulica exploatabila tehnic este de

Energia eoliana are resurse estimate la

Biomasa imalele vii

Biomasa, rezultata prin fotosinteza, reprezinta un potential de

Rezidurile animale si umane reprezinta un potential de

Energia geotermica

Miezul topit al pamantului degajeaza o putere de 35 000 GW

Miezul pamantului in stare topita, corespunde unui potential de energie de , cu un flux termic variabil de , cu o posibilitate exploatabila pentru generare energie electrica de si pentru incalzire de

Interactiunea pamant - luna (mareele)

Reprezinta aproximativ

Bilantul potentialului exploatabil de energii regenerabile este urmatorul:

Sursa

kWh

Radiatie solara

Biomasa

Vant

Valuri

Hidraulic

Geotermic

Maree

Previziunile de evolutie a exploatarii energiilor regenerabile la nivelul anului 2000 arata astfel:

Sursa

109 kWh

% din consumul mondial

Eoliana

Geotermica

Mareica

Solara

Resurse energetice epuizabile

In raport cu timpul, soarele si nucleul pamantului sunt surse inepuizabile de energie, in timp ce combustibilii fosili creati pe decursul a milioane de ani prin fotosinteza, reprezinta surse energetice epuizabile, disponibile pe o durata limitata.

Sursa

Rezerve kWh

Durata estimata de exploatare - ani

Total estimate

Exploatabile

Petrol

Sisturi bituminoase

Gaz metan

Carbune

Locul energiei electrice

La nivelul anului 1996 productia de energie electrica era estimata la . Datorita randamentului destul de redus al conversiei termomecanice, energiile regenerabile, in principal hidraulica, contribuie cu aproximativ 40% din productia mondiala de energie.

Producerea termomecanica

Apa este incalzita intr-un generator de vapori, prin a caror presiune este antrenata o turbina a unui alternator. Pentru incalzire sunt utilizati combustibili fosili, nucleari sau chiar lemnul. Randamentul turbinei nu depaseste 30%.

Cogenerare

Parte din energia transformata in caldura, pentru productia termomecanica a energiei, este recuperata si utilizata pentru producerea de agent termic

Hidroelectricitate

Solutia cea mai atractiva (), dar resursele sunt inegal distribuite

Energia mareica

Potentialul actual este de , dar urmeaza de a fi valorificat numai in viitorii ani

Energia eoliana

In prezent se dezvolta foarte rapidfiind preponderent dezvoltate unitati mici de putere (10 25 kW)pentru zone mediu ventilate (). Pentru puteri mai mari se impun zone puternic ventilate. Potentialul mondial este estimat la 20000 TWh/an ceea ce poate acoperi un necesar de energie electrica de 10

Termic solara

Caldura radiatiei solare poate incalzii apa ce poate actiona turbina unor centrale termice, dar randamentul este destul de redus (15%), fapt ce implica un cost foarte ridicat al energiei produse.

Geotermia

Cu temperaturi de 150 350 0C pot fi produsi vapori de apa. Potentialul mondial actual este de , care poate acoperii un necesar de energie de 12%

In prezent, consumul actual de energie este repartizat astfel:

Motoare electrice

Din care:

Motocompresoare

Pompe

Ventilatoare

Altele

Variatoarele electronice de putere reprezinta mijloace tehnice de minimizare a consumului prin adaptarea consumului la caracteristicile mecanice. Utilizand aceste echipamente consumurile estimate sunt:

Antrenare

mecanisme

Agitatoare,

Prelucrari

Pompare fluide

Laminare

Altele

Procese termice

Consumul energiei electrice in procese termice, estimat in GWh, este:

Incalzire rezistiva

Incalzire cu arc electric

Electroliza

Incalzire directa a fluidelor

Incalzire prin inductie

Incalzire in infrarosu

Compresia mecanica a vaporilor

Pompa de caldura

Altele

Iluminat

Randamentul este in general redus (7% la iluminatul incandescent si 28% la cel fluorescent). Din totalul facturii energetice costul iluminarii poate atinge 15

Diverse

In concluzie:

Nivelul de activitate actual al umanitatii constituie o perturbare asupra esosistemului ce nu poatre fi neglijat, fapt ce impune diminuarea emanatiilor de factori poluanti (gaze carbonice si reziduri nucleare) si utilizarea resurselor regenerabile nepoluante

Generarea energiei electrice cu un randament superior celui specific producereii termomecanie, de exemplu prin pilele de combustie sau prin captatori fotovoltaici

Utilizarea preponderent a energiei mecanice (hidraulice, eoliene, mareice) pentru producerea de energie electrica

Adaptarea consumului la productia de energie si invers utilizand stocatoare de energie si progresele inregistrate in electronica de putere

Generarea caldurii la temperaturi reduse prin captarea energiei solare sau recuperarea energiei disipate in ape, sol si alte materiale.

Utilizarea pe termen lung a retelor interconectate de energie, pe plan mondial.





Politica de confidentialitate


creeaza logo.com Copyright © 2024 - Toate drepturile rezervate.
Toate documentele au caracter informativ cu scop educational.