|
| |
|
Главная -> Экология
Аккумулирующие гидроэлектрически. Переработка и вывоз строительного мусораПроблема городских свалок стала одной из наиболее актуальных проблем современных мегаполисов. Но, оказывается, их можно еще использовать для производства электроэнергии. Именно так поступили в США, в штате Пенсильвания. Когда построенная для сжигания мусора и одновременной выработки электроэнергии для 15000 домов печь стала получать недостаточно топлива, было решено восполнить его мусором с уже закрытых свалок. Вырабатываемая из мусора энергия приносит округу около 4000$ прибыли еженедельно. Но главное- объем закрытых свалок сократился на 78%. Разлагаясь на свалках, мусор выделяет газ, 50-55 % которого приходится на метан, а 45-50% - на углекислый газ и около одного процента - на другие соединения. Если раньше выделяемый газ просто отравлял воздух, то теперь в США его начинают использовать в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания с целью выработки электроэнергии. Только в мае 1993 года 114 электростанций, работающих на газе от свалок, произвели 344 мегаджоуля электроэнергии. Самая крупная из них, в городе Уиттиер, производит за год 50 мегаджоулей. Станция мощностью 12 мегаватт способна удовлетворить потребность в электроэнергии жителей 20 тысяч домов. По подсчетам специалистов, газа на свалках США хватит для работы небольших станций на 30-50 лет. Не стоит ли и нам задуматься над проблемой вторичного использования мусора? При наличии эффективной технологии мы могли бы сократить количество мусорных “курганов”, а заодно значительно пополнить и восполнить запасы энергии, благо “дефицита сырья” для ее производства не предвидится. Близ датского города Виборг в поселке Форуп находились четыре старые мусорные свалки -в каждом около 30 тыс. т отходов. Местные жители решили создать здесь биогазовую станцию, которая могла бы работать на свалочном газе. Вместо традиционного давнего способа - бурение отверстий в грунте - были использованы дюймовые перфорированные трубы, вертикально погруженные в грунт на глубину 5-6 м. Потом их соединили с основными трубами, положенными на поверхности грунта на специально насыпанную стружку. Таким образом было обеспечено собирание свалочного газа с максимально активной поверхности залежей бывшей свалки. Эту трубную систему было объединено с топливной системой газово-дизельного двигателя мощностью 110 кВт. Общая производительность такой биогазовой станции составляла около 60 тыс. кВт·ч в год. Сегодня собственниками этой биогазовой компании являются 25 семей. Работа станции контролируется всего одним домашним компьютером. для обеспечения работы двигателя используется 8-10 м3/ч газа. Причем эффективность работы двигателя ограничивается не количеством газа, который подается, а мощностью работающего двигателя. В свалочном газе содержится до 50% метана. Другими его составными есть СО2 и оксиды серы. Поскольку содержимое метана в свалочном газе постоянно изменяется, приходится его регулировать, используя так называемые колодцы, расположенные вдоль всего трубопровода. Состав метана контролирует техник-надсмотрщик, используя газоанализатор. Техник делает замеры в трубных колодцах и на участках, там где содержимое метана уменьшается ниже чем необходимая норма, перекрывает соответствующий вентиль подачи газа. Создание биогазовой станции финансировалось датским правительством. Это был экспериментальный участок, на примере которого хотели продемонстрировать возможность использования свалочного газа, чтобы вырабатывать электроэнергию для небольших поселений. Эксперимент прошел удачно. Теперь для работы биогазовой станции не нужно дополнительных субсидий, и вырабатывать электрику можно уже на коммерческой основе. Ныне стоит задача передать полученный опыт другим заинтересованным жителям, чьи дома находятся на довольно небольшом расстоянии от мест бывших свалок. Через 11-12 лет после закрытия свалки уже можно собирать от 4 до 6 м3/ч свалочного газа. Технология использования свалочного газа довольно простая и дешевая. Она еще раз доказывает широкие возможности повторного использования отходов с целью сохранения первичных энергоресурсов, запасы которых чрезвычайно быстро уменьшаются. Навоз Казалось бы, что может быть неприятнее навоза? Много проблем связано с загрязнением водоемов отходами звероводческих хозяйств. Большие количества органического вещества, попадающие в водоемы, способствуют их загрязнению. Известно, что теплоцентрали - активные загрязнители окружающей среды, свинофермы и коровники - тоже. Однако из этих двух зол можно составить нечто хорошее. Именно это произошло в английском городе Пиделхинтоне, где разработана технология переработки навоза свиней в электроэнергию. Отходы идут по трубопроводу на электростанцию, где в специальном реакторе подвергаются биологической переработке. Образующийся газ используется для получения электроэнергии, а переработанные бактериями отходы - для удобрения. Перерабатывая 70 тонн навоза ежедневно, можно получить 40 кВт·ч электроэнергии.
Производство электроэнергии на электрических станциях и ее использование различными потребителями представляют собой процессы, взаимосвязанные таким образом, при котором вследствие физических закономерностей мощность потребления электроэнергии в какой-либо момент времени может равняться мощности, которая генерируется. При условии идеального равномерного потребления электроэнергии может происходить равномерная работа определенного количества электростанций. На самом деле работа большинства отдельных электропотребителей неравномерна и суммарное использование электроэнергии также неравномерное. Можно привести множество примеров равномерности работы установок и приборов, которые расходуют электроэнергию. Завод, который работает в одну или две смены, равномерно потребляет электрическую энергию на протяжении суток. В ночное время потребляемая им энергия близкая к нулю. Улицы, квартиры освещаются только в определенное время суток. В утренние и вечерние часы коммунальная нагрузка наибольшая. График нагрузки определенного района или города, который представляет собой изменение во времени суммарной мощности всех потребителей, имеет провалы и максимумы. Это означает, что в одно время суток требуется большая суммарная мощность генераторов, а в другое время часть генераторов или электростанций может быть отключена или может работать с уменьшенной нагрузкой. Энергетики принимают меры для выравнивания графика суммарной нагрузки потребителей. Например, вводится дифференцированная стоимость электроэнергии в зависимости от того, в какой период времени она потребляется. Если электроэнергия потребляется в моменты максимумов нагрузки, то и стоимость её определяется как большая. Это повышает заинтересованность потребителей в такой постановке работы, которая оказывала бы содействие уменьшению электрической нагрузки в моменты максимумов потребления в энергосистеме. Вообще возможности выравнивания потребления электроэнергии небольшие. Итак, электроэнергетические системы должны быть довольно маневренными, способными быстро изменять мощность электростанций. Регулирование мощности ГЭС происходит таким образом. В периоды, когда в системе есть провалы нагрузки, ГЭС работает с незначительной мощностью и вода заполняет водохранилище. При этом накапливается энергия. С наступлением пиков включаются агрегаты станции и вырабатывается энергия. Накопление энергии в водохранилищах рек приводит к затоплению больших территорий, что в большинстве случаев очень не желательно. Небольшие речки малопригодны для регулирования мощности в системе, поскольку они не успевают заполнить водой водохранилище. Задачу снятия пиков решают гидроакумулирующие станции (ГАЭС), работая следующим образом. В интервалы времени, когда электрическая нагрузка в объединенных системах минимальная, ГАЭС перекачивает воду из нижнего водохранилища в верхнее и потребляет при этом электроэнергию из системы. В режиме непродолжительных пиков - максимальных значений нагрузки - ГАЭС работает в генераторном режиме и тратит накопленную в верхнем водохранилище воду. ГАЭС стали особенно эффективными после появления оборотных гидротурбин, которые выполняют функции и турбин, и насосов. Перспективы применения ГАЭС во многом зависят от КПД, под которым относительно этих станций понимается отношение энергии, выработанной станцией в генераторном режиме, к энергии, израсходованной в насосном режиме. Основными предпосылками гидроаккумулирования электроэнергии является потребность в маневренной мощности для покрытия пиков нагрузки и компенсации ее краткосрочных изменений, уплотнении нагрузки с использованием дешевой ночной энергии, увеличении мощности и времени использование базовых электростанций, экономии топлива в энергосистеме. Экономия топлива при использовании ГАЭС достигается за счет догрузки теплового оборудования для зарядки ГАЭС. При этом потребляется меньше топлива, чем для производства пиковой электроэнергии на ТЭС или газотурбинной станции. Кроме того, режим ее зарядки оказывает содействие введению в эксплуатацию базовых электростанций, которые будут вырабатывать энергию с меньшими удельными затратами топлива. Первые ГАЭС в начале XX ст. имели КПД, не больше 40%, в современных ГАЭС КПД составляет 70-75%. К преимуществам ГАЭС, кроме относительно высокого значения КПД, относится также и низкая стоимость строительных работ. В отличие от обычных ГЭС, здесь нет необходимости перекрывать речки, строить высокие дамбы с длинными туннелями и т.п. ГАЭС и ветровые электростанции, которые отличаются непостоянством вырабатываемой мощности удачно объединяются между собой. При этом тяжело рассчитывать на мощность ветровых станций в часы пиков в энергосистеме. Если же электроэнергию, которая вырабатывается на этих станциях, накапливать на ГАЭС в виде воды, которая перекачивается в верхний бассейн, то выработанная на ветровых электростанциях за определенный промежуток времени энергия может быть использована соответственно потребностям системы. Преимущества ГАЭС позволяют широко применять их для аккумулирования энергии. Угольные фантазии кинаха. Глава 2. Запорожье не газированное. Отопительный сезон по новым правилам. 4. Главная -> Экология 
|