Anonim

Ang elektrisidad ay isang pangalawang mapagkukunan ng enerhiya : hanggang sa makaya nating makuha at direktang gumamit ng kidlat ay dapat nating ipagpatuloy na magawa ito sa pamamagitan ng pagsusunog ng mga gasolina o sa pamamagitan ng pagsamantala ng tubig, hangin o araw.
Ito rin ay isang partikular na uri ng enerhiya. Ang tinutukoy natin dito ay dapat nating tawagan itong electrokinetic : ito ang enerhiya na isang de-koryenteng kasalukuyang (ang paggalaw ng mga electron kasama ang isang cable), na ginawa ng isang kasalukuyang generator o sa pamamagitan ng mga electrochemical reaksyon sa isang baterya, kasama ang isang circuit, ay maaaring magbigay sa isang electric motor, isang risistor, isang mp3 player upang patakbuhin sila. Maliban sa mga baterya, ang koryente ay hindi makaipon. Upang matugunan ang mga pangangailangan ng isang bansa dapat itong magawa kapag kinakailangan at sa dami na kailangan nito, isang katotohanan na nililimitahan ang laganap na pamamahagi ng ilang mga teknolohiya, tulad ng mga photovoltaics.

Nagbibigay ang kuryente ng mga numero

Ilang oras ang gumagana ng isang power plant? Paano natin sinusukat ang lakas at lakas ng ating mga power plant? Ano ang kadahilanan sa paggamit?

Image

Ang paglalagay ng generator ay ang "engine" ng planta ng kuryente at upang makilala ang isang motor mula sa isa pa ay gumagamit kami ng dalawang kadahilanan: ang uri ng gasolina at ang kapangyarihan (kWatt, MegaWatt atbp.). Ang gasolina at kapangyarihan ay tumutulong sa amin upang mailarawan ang mga teknolohiya: sa mga sumusunod na pahina ay ibubuod namin ang pangunahing mga teknolohiya na ginagamit namin upang makabuo ng koryente sa antas ng pang-industriya at kumuha ng stock ng pananaliksik.

Ang mga thermoelectric power halaman ay ang pinaka-laganap sa mundo at pantay na karaniwan ay ang trio ng mga fuels na kadalasang ginagamit bilang isang mapagkukunan ng init: karbon (ang pinaka ginagamit sa mundo), langis at natural gas (ngayon ang pinaka ginagamit sa Italya).

Ang unang planta ng kuryente na fired fired sa Europa ay Ingles (1882), ang pangalawang Italyano, noong 1883, na itinayo sa Milan, isang pagtapon ng bato mula sa Duomo. Ang mga bentahe ng karbon, at sa lalong madaling panahon langis, ay kasaganaan at ekonomiya sa oras na iyon: mga bentahe na sa loob ng mahabang panahon ay pinutol ang kanilang mga binti sa paghahanap ng mga kahalili. Pagkaraan ng isang siglo, ang karbon ay pa rin ang pinaka-masaganang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya (at mayroon pa rin), ngunit ang senaryo ng ekonomiya para sa lahat ng mga fossil fuels ay nagbabago at higit pa, sa paglipas ng panahon, naiintindihan kung ano ang pinsala na maaari nilang gawin sa kapaligiran na ating tinitirhan.

PRO AT KONSON Ngayon ang mga bentahe ng tradisyonal na thermoelectric ay mga tipikal ng isang may sapat na teknolohiya at may maraming pinagsama-samang "mga variant" - ang mga tanim na kapangyarihan ng turbogas, ang pinagsamang siklo at iba pa - na nagpapahintulot sa pagsamantala sa gasolina nang pinakamahusay, mas kaunting polusyon, at dumating upang matustusan ang mga kapangyarihan ng pagkakasunud-sunod ng GigaWatt (GW) na patuloy at para sa pinalawig na panahon.
Ang mga kawalan ay malaking tatlo: ang parehong mapagkukunan ng enerhiya, na hindi mababago ngunit nilalayong maubusan; ang pagkakaiba-iba ng presyo ng gasolina, na nakakaapekto sa presyo ng enerhiya; ang polusyon na ginawa ng nasusunog na langis, karbon at, sa mas mababang sukat, natural gas (mitein), kasama ang lahat ng sumusunod sa mga tuntunin ng epekto sa kapaligiran kapwa sa lokal (smog at dust) at planetary (global warming at pagbabago ng klima).
MABUTING TEKNOLOHIYA, BETTER ANG ENVIRONMENT Kabilang sa mga pinaka-kagiliw-giliw na mga teknolohiya mayroong isang mahusay na ebolusyon ng halaman ng gas: ito ay ang pinagsamang siklo (CCGT, Pinagsamang Cycle Gas Turbine). Ang pagbawi ay ang konsepto sa likod ng solusyon na ito: sa madaling sabi, ang pulang-mainit na halo ng hangin at gas (sa 500-600 ° C) na ginagawang paikutin ang gas turbine, na iniiwan ang unang sistema na naglalaman pa rin ng sapat na enerhiya upang mapatakbo isang singaw na turbine.
Hindi lamang isang uri ng pinagsamang ikot ngunit, sa pangkalahatan, para sa lahat ng mga variant nito ang pangkalahatang kahusayan ay higit sa 50% kumpara sa 30-35% ng tradisyonal na mga turbin ng singaw. Ang antas ng kahusayan na ito ay posible upang mabawasan ang parehong pagkonsumo at paglabas kumpara sa maginoo na mga sistema.
Mayroon ding mga system na nakamit ang kahit na mas mataas na ani (80-85%), halimbawa ang tinatawag na cogeneration, kung saan ang isang karaniwang panloob na pagkasunog ng engine - halimbawa ng isang kotse - ay inilapat nang direkta sa isang kasalukuyang generator at ang mga tambutso na gas ginagamit ang mga ito upang magpainit ng tubig para sa paggamit sa sanitary o para sa pagpainit. Gayunpaman, ang laki ng mga solusyon na ito ay limitado, mula sa ilang kilowatt hanggang sa isang dosenang megawatts, na angkop para sa lokal na produksyon (maliliit na industriya, condominiums), at sa kasalukuyan ay kulang sila.
BAD TEKNOLOHIYA … Para sa kapaligiran, ang gas ay "mas maliit na kasamaan" sa mga fossil fuels sa kabila ng pag-unlad na ginawa sa mga teknolohiyang pagpapanggap - mula sa na-reclaim na karbon hanggang sa desulfurized gas oil - at ang pagkuha ng NOx (nitrogen oxides at ang kanilang mga mixtures ) at CO2. Sa katunayan, ang pagkasunog ng methane gas ay hindi gumagawa ng mga dust at asupre compound (responsable para sa acid rain) at may mababang mga paglabas ng CO at NOx.
Gayunpaman, ang pagpapanggap ng mga gasolina at pagpapabaya ng mga emisyon ay mga mamahaling solusyon at kahit na sa mga industriyalisadong bansa ay may mga pumipigil sa pag-ampon sa kanila sa isang malaking sukat dahil sa mga epekto sa presyo ng enerhiya at sa kompetisyon ng industriya: ang Estados Unidos ay marahil ang pinaka-kapansin-pansin na kaso, ngunit ang listahan ng mga nais na magpatuloy sa pagdurog, kahit na bahagyang, mula sa mga kasunduan sa Kyoto para sa pagbawas ng mga gas ng greenhouse (GHG, greenhouse gas) ay mahaba at kasama ang Australia, New Zealand, Italya at marami pang iba . Ang mga higanteng Asyano, Tsina at India, at ang mga umuusbong na ekonomiya, sa kabilang banda, ay walang problema: karbon, langis at mababang gastos (at samakatuwid ay mas maraming mga polluting) na teknolohiya ang pangunahing mga pagpipilian upang suportahan ang kanilang pag-unlad ng ekonomiya.

Ang isang partikular na uri ng "thermoelectric" ay geothermal energy : sa kasong ito ang Earth ay kumikilos bilang isang mapagkukunan ng init, na siyang tira ng isa sa pormasyon ng planeta na pinakain ng mga reaksyon ng nuklear na nagaganap sa loob nito kasama ang pagkabulok ng uranium, thorium, potasa at iba pang mga isotopes. Ang thermal energy ng Earth ay napakataas at pare-pareho, ngunit bahagyang maaabot at magagamit ito. Sa pangkalahatan, mula sa ibabaw hanggang sa loob, ang temperatura ay nagdaragdag ng halos 3 ° C bawat 100 metro (30 ° C / km), isang katamtaman na halaga, na walang gamit para sa isang planta ng kuryente.
KONVENTIONAL GEO Gayunpaman, may mga "pribilehiyo" na mga lugar kung saan ang mga temperatura sa pagitan ng 5 hanggang 15 km sa subsoil ay maaaring umabot sa 20 beses na mas mataas: malapit sila sa mga subduction zone, fractures ng crust o likido na magmatic masa o sa pamamagitan ng ng paglamig. Ito ay hindi isang pangkaraniwang kondisyon sa lumitaw na lupain, at hindi rin ito isang sapat na kondisyon: kinakailangan din na magkaroon ng isang "geothermal reservoir", ibig sabihin, ang mataas na temperatura ng tubig o sobrang singaw. Nakuha mula sa subsoil upang patakbuhin ang turbine ng isang planta ng kuryente, ang likido ay dapat na muling mai-rerodroduced sa natural na reservoir na kapwa upang mapanatili ang balanse ng geological at magpatuloy na magkaroon ng likidong vector na nagdadala ng init sa ibabaw.
NON-CONVENTIONAL GEO Kapag may mga ideal na kondisyon ng temperatura at sa halip (o hindi sapat) ang vector fluid ay maaaring malunasan sa pamamagitan ng pumping sa malalim na tubig na pagkatapos ay nakuha sa nais na temperatura at presyon. Ito ang Enhanced Geothermal System (EGS), isang teknolohiyang nangangako na gagawin ang pagsasamantala ng mga malalaking geothermal na "mga patlang" kung hindi man hindi nagagawa. Gayunpaman, ito ay isang kamakailang teknolohiya, kahit na mas demonstrative kaysa sa produktibo: may mga pag-aaral at pagsubok sa pag-unlad (USA, Italy, Switzerland, Pransya, Alemanya, Austria), ngunit para sa malakihang paggawa ng kuryente ay marahil kailangan nating maghintay ng isa pang 10-15 taon .
PRO AT KONTONG Ang pagsasamantala ng enerhiya ng geothermal upang makagawa ng koryente ay isa pang talaang Italyano: noong 1905, sa Larderello (Tuscany), ang unang planta ng geothermal power sa mundo ay nagsimula sa operasyon. Ang naka-install na motor ay nagbigay ng isang kapangyarihan ng … 20 kW! Ngayon, sa loob ng isang siglo mamaya, ang ranggo ng Italy sa ika-lima sa mundo, na may isang naka-install na kapasidad na halos 800 MW, sa isang ranggo na pinamunuan ng US na may 2, 700 MW. Hindi sila makabuluhang dami … bakit?
Ang "pag-init" ng Earth ay isang hindi masasayang at libreng mapagkukunan. Gayunpaman, ang maginoo na geothermal na enerhiya ay hindi kailanman tinanggal dahil sa hindi magandang pagganap ng teknolohiya (5-25%, nakasalalay sa uri ng halaman) at ang mga gastos sa pagkontrol at pag-abay ng mercury at hydrogen sulfide, na naroroon sa mga emisyon ng atmospera mula sa mga tore ng paglamig. Bilang karagdagan, ang mga pag- aalinlangan tungkol sa mga posibleng mga problema sa collateral, mula sa seismicity na sapilitang sa pagguho ng lupa, mula sa kontaminasyon hanggang sa pagbawas ng dami ng mga mababaw na aquifers ay hindi pa ganap na nalutas.
Sa lahat ng ito kailangan nating idagdag na sa huling siglo ang mga ekonomiya ng fossil fuels ay hindi pinapaboran ang mga pamumuhunan upang mapagbuti ang teknolohiya (isang pare-pareho para sa lahat ng mga alternatibong teknolohiya) o hinikayat ang paghahanap para sa madaling mapagsamantalang mga bulsa ng geothermal. Isang sitwasyon na nakatakdang magbago, ngunit sa anong oras?

Ang kontribusyon ng thermodynamic solar sa paggawa ng kuryente ay katawa-tawa: sa pagtatapos ng 2008 mayroong na-install at operating - sa mundo - mga halaman para sa isang kabuuang kapangyarihan ng 1, 000 MW, na may isang pagtataya ng pag-unlad (mga proyekto na nagsimula) na dapat humantong sa 6-7, 000 MW sa pamamagitan ng 2011.
Gayunpaman, ito rin ang pinaka-promising na solar alternatibo sa mga fossil fuels dahil pinapayagan nito ang akumulasyon ng init na gagamitin sa kawalan ng Araw. Ito ay malinaw na nakikilala mula sa photovoltaic, mas laganap sa antas ng mga pag-install ng micro ngunit hindi angkop para sa malakihang henerasyon ng koryente.

Magkano ang halaga ng enerhiya?

Sa Italya ang average na gastos ng paggawa ng enerhiya ay nag-iiba mula 66 hanggang 75 euro / MWh, na may mga minimum na 50 euro / MWh para sa malaking lakas ng hydroelectric at maximum na 100 euro / MWh (mapagkukunan: Enea 2010).

Image

Sa Europa, sa unahan ng pananaliksik ay ang Espanya kung saan sa pagtatapos ng 2008 mayroong 3 mga halaman na tumatakbo - para sa isang kabuuang 63 MW - at sa ilalim ng pagtatayo ng karagdagang pitong para sa karagdagang 390 MW. Isang napaka "hinihikayat" na tala na ibinigay na ang mga tagagawa ay maaaring magtamasa ng mga insentibo hanggang sa 180 euros / MWh kumpara sa average na mga gastos sa produksyon ng 290 euro / MWh at maaaring umabot sa 540 euro, tulad ng kaso ng imbakan ng thermodynamics ng imbakan ng proyekto ng Archimedes, malapit na makumpleto sa Italya.

Ang Archimede ay isang planta ng 5 MW pilot na isinama sa pinagsama na cycle ng turbogas plant sa Priolo Gargallo, Sicily . Ang maliit na sukat ng solar power plant ay nabibigyang katwiran sa pamamagitan ng katotohanan na ito ay isang proyekto ng pananaliksik, habang ang pagsasama sa isang umiiral na planta ng kuryente ay nagpapahintulot sa pagsasamantala ng sistema ng turbine ng huli, nang hindi kinakailangang magtayo ng mga bagong sistema ng ad hoc.
Ang halaman ng Archimedean ay uri ng mga linear concentrator. Ang mga concentrator ay isang hanay ng mga 54 in-line parabolic collectors, na nakaayos sa 18 na mga hilera, na-motor upang sundin ang posisyon ng Araw: ang planta ay sumasakop ng 30 hectares (300, 000 square meters, katumbas ng 0.3 square square). Ang direktang solar radiation ay puro sa isang "tubo ng tatanggap" na nakalagay sa pokus ng parabola. Ang isang halo ng tinunaw na mga asing-gamot ay nagpapalipat-lipat sa tubo na, pagkatapos na pinainit, ay pagkatapos ay naka-imbak sa isang sistema ng imbakan na nagbibigay-daan sa isang operating margin ng hanggang sa 16 na oras sa kawalan ng Araw.

HYDROELECTRIC Ang netong paggawa ng kuryente mula sa isang mapagkukunan ng tubig sa Italya noong 2009 ay 52, 843 GWh, sa paligid ng 19% ng pambansang kuryente at higit pa o mas mababa sa 81% ng produksyon mula sa mga nababagong mapagkukunan (tubig, geothermal, hangin, photovoltaic) . Bilang mga uri ng halaman ay nagsasalita kami ng malaking hydroelectric (malaking reservoir at dam), menor de edad na hydroelectric (mula 3 hanggang 10 MW) at micro hydroelectric (sa ilalim ng 3 MW). Kung walang pagkakaiba-iba mula sa isang taon hanggang sa isa pa, dahil sa mga kondisyon ng panahon, at anumang mga hadlang na dulot ng mga hadlang sa tanawin sa pagsasamantala ng kilala ngunit hindi nagamit na mga mapagkukunan, para sa malaking hydroelectric doon ay tila walang anumang pag-asam ng karagdagang pag-unlad: ang teknolohiya ay matanda at maaasahan at ang mga magagamit na mapagkukunan ay sinamantala.
Sa kabilang banda, maaaring magkaroon ng pagbawas sa produksiyon sa susunod na ilang taon dahil sa posibleng buong aplikasyon ng tinatawag na Minimum Vital Outflow (DMV), na tinukoy ang minimum na daloy ng tubig na dapat palayain sa ibaba ng isang reservoir o dam para sa ginagarantiyahan ang isang sapat na daloy upang mapanatili ang "ilog" at ang ekosistema nito. Ang paggamit ng tubig sa bahagyang pagkabulok mula sa mga pamantayang ito ay, bukod sa iba pang mga bagay, ay malakas na nag-ambag sa pagtaas ng antas ng polusyon ng sistema ng tubig ng Italya, at ngayon ang mga Rehiyon ay tinawag upang malunasan.
Para sa iba pang mga uri ng hydroelectric (mini at micro) ay may malawak na posibilidad para sa kaunlaran, ngunit sa lokal na antas (mga komunidad, maliliit na negosyo, ilang mga lugar …), para sa mga photovoltaics. Ang katotohanang ito ay hindi binabawasan ang kahalagahan ng mga solusyon na kung saan, kapag idinagdag nang sama-sama at binibigyang kahulugan sa pananaw ng isang ipinamamahaging network ng enerhiya, ay palaging mapagkumpitensya sa ekonomya tungkol sa iba pang nababago at maaaring mag-ambag sa pagbabawas ng mga pangangailangan ng gasolina.

WIND Ito ang teknolohiyang pinakabagong binuo sa mga nakaraang taon. Gayundin para sa lakas ng hangin, ang pagkakaiba sa pagitan ng isang system at isa pa ay ginagawang laki: mayroong "maliit" na isang karaniwang karaniwang angkop para sa lokal na paggamit, ang "daluyan" na may mga kapangyarihan mula 250 hanggang 1, 000 kW at ang "malaki" na may mga kapangyarihan mula 1 hanggang 3 MW at rotors hanggang sa 100 metro ang lapad, na naka-mount sa mga pylon hanggang sa 105 metro ang taas.
Ang isa pang pagkakaiba-iba ay sa pagitan ng nasa baybayin ( nasa baybayin ) at off-baybayin, mga istasyon ng kuryente sa labas ng baybayin : ang huling uri na ito ay nasiyahan sa pinakapangakong pag-unlad, sapagkat pinapayagan nito ang isang malaking bilang ng mga blades na itinanim ng isang hindi nauugnay na epekto sa tanawin . Ang pinakamalaking planta ng kuryente sa mundo ng ganitong uri ay Ingles: na binuo lamang ng ilang kilometro mula sa baybayin sa North Sea, binubuo ito ng 80 na turbines ng hangin na may kabuuang kapasidad na 160 MW ng koryente. Ang mga generator ay nasasakop ang isang lugar na 27 square square, halos kalahati ng isang lungsod tulad ng Pavia .

PERFORMANCE O KATOTOHANAN NG KABATAAN? Para sa lakas ng hangin, ang pagganap ay hindi tamang salita. Para sa mga halaman na ito, sa halip, ang "paggawa" ay binibilang, na nakasalalay sa teknolohiyang ginamit, sa layout ng mga indibidwal na turbine ng hangin at sa mga katangian ng hangin (anemological) ng site. Ang kadahilanan ng kapasidad ay ang ugnayan sa pagitan ng enerhiya na ginawa ng isang solong talim (o gitnang) sa isang tiyak na lugar at para sa isang tiyak na tagal ng panahon, at ang enerhiya na makagawa ng parehong talim (o gitnang) kung nagtrabaho ito sa lugar at para sa oras na iyon sa pinakamataas na kapasidad nito. Sa teksto, para sa pagiging simple ginamit namin ang "ani" sa halip na "kapasidad factor".

Sa Italya, kung saan ang lakas ng hangin ay hindi lalampas sa 30%, si Enea ay kasangkot sa dalawang mga proyekto sa pilot na malayo sa pampang . Ang una ay isa ring record sa mundo: ang pag-install (noong 2007) ng isang "lumulutang" na halaman ng hangin sa Otranto Channel, na naka-angkla ng 20 km mula sa baybayin. Ang pag-install ng isang 70 kW machine (upang makakuha ng data ng pang-eksperimento) ay susundan ng isang 2-3 MW generator. Ang pangalawa ay nagsasangkot sa muling paggamit ng isang hindi nagamit na platform ng pagbabarena 22 km mula sa baybayin ng Sicily, kung saan mai-install ang isang solong turbine ng hangin na 4.5 MW (din isang prototype).