Problemas con el combustible químico
Al generar electricidad, la energía se genera durante la combustión de combustibles fósiles, lo que impulsa la turbina para generar electricidad. Los generadores más antiguos utilizan vapor como combustible para impulsar una turbina. Actualmente, muchas centrales eléctricas utilizarán directamente motores de turbina de gas.
En el ritmo de modernización global, desde el siglo XX hasta el siglo XX, 265.438+0 siglos, existe una potencial crisis de escasez energética en combustibles fósiles, especialmente gasolina extraída del petróleo, que está provocando una global Una de las causas de la crisis del petróleo. Actualmente, la tendencia mundial es hacia el desarrollo de energías renovables y energía nuclear, lo que contribuye al aumento de la demanda energética mundial.
La quema continua de combustibles fósiles por parte de la humanidad es una de las fuentes de emisiones de dióxido de carbono de gases de efecto invernadero y uno de los factores que aceleran el calentamiento global. Además, el dióxido de carbono de los biocombustibles proviene de la atmósfera, por lo que el desarrollo de biocombustibles puede reducir el dióxido de carbono en la atmósfera, reduciendo así el efecto invernadero.
Hasta la fecha, casi todos los combustibles utilizados en el mundo son fósiles, concretamente petróleo, gas natural y carbón. Los combustibles fósiles que se han ido formando gradualmente en la naturaleza a lo largo de millones de años pueden ser agotados por los humanos en unos pocos cientos de años. Según las observaciones y las investigaciones, hoy en día no se forma carbón ni petróleo bajo tierra. El petróleo, también conocido como petróleo crudo, es un líquido viscoso inflamable de color amarillo a negro que a menudo coexiste con el gas natural y es una mezcla muy compleja. Las propiedades del petróleo varían de un lugar a otro y la densidad, la viscosidad y el punto de congelación varían mucho. Por ejemplo, el punto de congelación es tan alto como 30 ℃ y tan bajo como -66 ℃. El rango de poder calorífico es de 43,7 a 46,2 MJ/kg. Los puntos de ebullición de varios componentes del petróleo también varían mucho, desde 25°C hasta más de 500°C. Los principales elementos del petróleo son el carbono y el hidrógeno, que representan entre el 83% y el 87% y el 11% al 14% respectivamente. Además, también contiene pequeñas cantidades de azufre (0,06 ~ 8%), nitrógeno (0,02 ~ 1,7%), oxígeno (0,08 ~ 1,8%) y oligoelementos metálicos (níquel, vanadio, hierro, cobre). El gas natural en un sentido amplio se refiere al gas natural enterrado en la formación. Sin embargo, el gas natural generalmente se refiere sólo a los gases combustibles (combustibles fósiles gaseosos) almacenados en las profundidades de la tierra y a los gases almacenados con petróleo (a menudo llamado gas asociado a yacimientos petrolíferos). El principal componente del gas natural es el metano. Además, dependiendo de las diferentes condiciones geológicas, también contiene diferentes cantidades de alcanos bajos en carbono como etano, propano, butano, pentano y hexano, así como sustancias no hidrocarbonadas como dióxido de carbono, nitrógeno, hidrógeno y sulfuro. . Algunos yacimientos de gas también contienen helio. El gas natural con un alto contenido de metano se denomina gas seco y el gas natural con un alto contenido de alcanos de más de dos átomos de carbono se denomina gas húmedo. Zigong, Sichuan, China, es rico en recursos de gas natural. El carbón, también llamado carbón, es un mineral combustible sólido enterrado bajo tierra. El carbón es una mezcla y no tiene una única estructura molecular. Después de una larga investigación realizada por científicos, se presentan los tipos de estructuras de carbón más comunes. Hay una gran cantidad de anillos de átomos de carbono en la estructura del carbón, algunos de los cuales están fusionados entre sí y otros unidos para formar largas cadenas. Los modelos estructurales de carbón bituminoso de Wyze son comunes, pero ninguno de ellos revela la verdadera estructura del carbón. Los elementos orgánicos del carbón son principalmente carbono, seguido del hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre.
La energía solar generalmente se refiere a la energía radiante de la luz solar. La reacción nuclear en la que el "hidrógeno" se convierte en "helio" dentro del sol libera continuamente enormes cantidades de energía, irradiando energía al espacio. Esta energía es la energía solar. Esta reacción de fusión nuclear dentro del sol puede durar entre miles de millones y miles de millones de años. La potencia de radiación emitida por el Sol al espacio es de 380 mil millones de kilovatios, de los cuales mil millones de kilovatios llegan a la atmósfera terrestre. El 30% de la energía solar que llega a la atmósfera terrestre es reflejada por la atmósfera, el 23% es absorbida por la atmósfera y el resto llega a la superficie terrestre con una potencia de 8.000 mil millones de kilovatios. Esto significa que la energía que incide el sol. la Tierra cada segundo equivale a la energía liberada al quemar 5 millones de toneladas de calor. A grandes rasgos, la energía solar es la fuente de gran parte de la energía de la tierra, como la energía eólica, la energía química, la energía potencial del agua, etc. La energía solar en sentido estricto se limita a la conversión directa de la energía de la radiación solar en luz, calor, electricidad y fotoquímica.
Los seres humanos tienen una larga historia de utilización de la energía solar. Ya en el Período de los Reinos Combatientes, hace 2.000 años, China sabía cómo utilizar espejos de acero de cuatro lados para enfocar la luz solar para la ignición. Utilice energía solar para secar productos agrícolas y secundarios. Con el desarrollo de los tiempos modernos, la utilización de la energía solar se ha generalizado cada vez más, incluida la utilización fototérmica de la energía solar, la utilización fotoeléctrica de la energía solar y la utilización fotoquímica de la energía solar. Hay dos formas de utilizar la energía solar: utilización pasiva (conversión fototérmica) y conversión fotoeléctrica.
La generación de energía solar es una nueva forma de utilizar energía renovable.
Las células solares convierten la energía contenida en la luz solar en energía eléctrica mediante conversión fotoeléctrica. Los calentadores de agua solares utilizan el calor de la luz solar para calentar agua, y la energía solar se utiliza para desalinizar. agua de mar. En la actualidad, el uso de energía solar no es muy popular y el uso de energía solar para generar electricidad todavía tiene problemas como el alto costo y la baja eficiencia de conversión. Sin embargo, se han utilizado células solares para proporcionar energía a los satélites artificiales.
Ventajas:?
1) Universalidad: el sol brilla sobre la tierra, ya sea tierra u océano, ya sean montañas o islas, puede desarrollarse y utilizarse directamente sin minería ni transporte. ?
2) Inofensivo: El desarrollo y utilización de la energía solar no contaminará el medio ambiente. Es una de las fuentes de energía más limpias, lo que resulta extremadamente valiosa hoy en día, a medida que la contaminación ambiental se vuelve cada vez más grave. ?
3) Enorme: La energía de la radiación solar que llega a la superficie terrestre cada año equivale aproximadamente a 130 billones de toneladas de carbón estándar, que es la mayor fuente de energía que se puede desarrollar en el mundo hoy en día. ?
4) A largo plazo: Según el ritmo actual de energía nuclear generada por el sol, la capacidad de almacenamiento de hidrógeno es suficiente para durar miles de millones de años, y la vida de la Tierra es de unos miles de millones de años. años. En este sentido, se puede decir que la energía del sol es inagotable. ?
Desventajas:?
1) Dispersión: Aunque la cantidad total de radiación solar que llega a la superficie terrestre es grande, la densidad del flujo de energía es muy baja. En promedio, cerca del Trópico de Cáncer, cuando el clima está despejado en verano, la irradiancia de la radiación solar es mayor al mediodía, a 1 m? La energía solar promedio que se recibe en esta área es de unos 1000 W, si es promedio de día y de noche durante todo el año, es solo de unos 200 W, solo aproximadamente la mitad en invierno y solo aproximadamente 1/5 en los días nublados, por lo que la energía. La densidad del flujo es muy baja. Por lo tanto, cuando se utiliza energía solar, para obtener una determinada potencia de conversión, a menudo se requiere un conjunto de equipos de captación y conversión con un área considerable, lo cual resulta costoso. ?
2) Inestable: Debido a las limitaciones de las condiciones naturales como el día y la noche, la estación, la latitud geográfica y la altitud, así como a la influencia de factores aleatorios como el cielo despejado, nublado, nublado y lluvioso. , la irradiancia solar que llega a una determinada superficie es intermitente y extremadamente inestable, lo que aumenta la dificultad de la aplicación de energía solar a gran escala. Para hacer de la energía solar una fuente de energía sostenible y estable, y eventualmente una fuente de energía alternativa que pueda competir con las fuentes de energía convencionales, es necesario resolver el problema del almacenamiento de energía, es decir, almacenar la energía de la radiación solar en los días soleados tanto como sea posible. posible su uso por la noche o en días lluviosos, pero actualmente el almacenamiento de energía también es uno de los eslabones débiles en la utilización de la energía solar. ?
3) Baja eficiencia y alto costo: el nivel de desarrollo actual de utilización de la energía solar es teóricamente factible y técnicamente maduro. Sin embargo, algunos dispositivos de utilización de energía solar no pueden competir económicamente con las fuentes de energía convencionales debido a su baja eficiencia y alto costo. En el futuro, el mayor desarrollo del aprovechamiento de la energía solar se verá limitado principalmente por limitaciones económicas.