Todo mundo já ouviu falar sobre a principal desvantagem das usinas nucleares - as graves consequências de acidentes em usinas nucleares. Dezenas de milhares de mortos e muitos doentes terminais, poderosa exposição à radiação que afeta a saúde de uma pessoa e de seus descendentes, cidades que se tornaram inabitáveis ​​... a lista, infelizmente, pode continuar indefinidamente. Graças a Deus que os acidentes são raros, a grande maioria das usinas nucleares do mundo opera com sucesso há décadas, nunca encontrando falhas no sistema.

Hoje, a energia nuclear é uma das áreas de mais rápido crescimento na ciência mundial. Vamos tentar nos afastar do mito persistente de que as usinas nucleares são um perigo de desastres nucleares e aprender sobre as vantagens e desvantagens das usinas nucleares como fontes de eletricidade. De que forma as usinas nucleares são superiores às usinas termelétricas e hidrelétricas? Quais são as vantagens e desvantagens das usinas nucleares? Vale a pena desenvolver esta área de produção de eletricidade? Tudo isso e muito mais…

Você sabia que pode obter eletricidade com uma batata comum, limão ou flor de interior? Tudo que você precisa é de um prego e fio de cobre. Mas batatas e limões, é claro, não serão capazes de fornecer eletricidade para o mundo inteiro. Portanto, desde o século 19, os cientistas começaram a dominar os métodos de geração de eletricidade por geração.

Geração é o processo de conversão de diversos tipos de energia em energia elétrica. O processo de geração ocorre em centrais elétricas. Hoje existem muitos tipos de geração.

Você pode obter eletricidade hoje das seguintes maneiras:

1. Indústria de energia térmica - a eletricidade é obtida pela combustão térmica de combustíveis fósseis. Simplificando, o óleo e o gás queimam, liberam calor e o calor aquece o vapor. O vapor pressurizado faz com que o gerador gire e o gerador gere eletricidade. As usinas termelétricas nas quais ocorre esse processo são chamadas de UTEs.
2. Energia nuclear - o princípio de funcionamento das usinas nucleares(usinas nucleares que recebem eletricidade por meio de instalações nucleares) é muito semelhante à operação de usinas termelétricas. A única diferença é que o calor é obtido não da combustão de combustível orgânico, mas da fissão de núcleos atômicos em um reator nuclear.
3. Hidrelétrica – no caso de hidrelétricas(usinas hidrelétricas), a energia elétrica é obtida a partir da energia cinética do fluxo de água. Você já viu cachoeiras? Esse método de geração de energia é baseado na força das cachoeiras, que giram os rotores dos geradores elétricos que produzem eletricidade. Claro, cachoeiras não são naturais. Eles são criados artificialmente usando a corrente natural do rio. A propósito, não faz muito tempo, os cientistas descobriram que a corrente do mar é muito mais poderosa que a corrente do rio, e há planos para construir usinas hidrelétricas offshore.
4. Energia eólica - neste caso, a energia cinética do vento aciona o gerador elétrico. Lembra dos moinhos? Eles refletem plenamente esse princípio de trabalho.
5. Energia solar - na energia solar, o calor dos raios solares serve como plataforma de transformação.
6. Energia de hidrogênio - a eletricidade é obtida pela queima de hidrogênio. O hidrogênio é queimado, libera calor e então tudo acontece de acordo com o esquema que já conhecemos.
7. Energia das marés - o que é usado para produzir eletricidade neste caso? A energia das marés!
8. A energia geotérmica é a produção de calor primeiro e depois eletricidade a partir do calor natural da Terra. Por exemplo, em regiões vulcânicas.

Desvantagens das fontes alternativas de energia

Usinas nucleares, hidrelétricas e termelétricas são as principais fontes de eletricidade no mundo moderno. Quais são as vantagens das usinas nucleares, hidrelétricas e termelétricas? Por que não somos aquecidos pela energia do vento ou pela energia das marés? Por que os cientistas não gostaram do hidrogênio ou do calor natural da Terra? Existem razões para isso.

As energias do vento e do sol e das marés são normalmente chamadas de alternativas devido ao seu uso raro e aparecimento muito recente. E também pelo fato de o vento, o sol, o mar e o calor da Terra serem renováveis, e o fato de uma pessoa usar o calor do sol ou da maré não trará nenhum dano ao sol ou a maré. Mas não tenha pressa para correr e pegar as ondas, nem tudo é tão fácil e cor-de-rosa.

A energia solar tem desvantagens significativas - o sol brilha apenas durante o dia, portanto, à noite, você não receberá energia dele. Isso é inconveniente, porque o principal pico de consumo de eletricidade ocorre à noite. Em diferentes épocas do ano e em diferentes lugares da Terra, o sol brilha de maneira diferente. Ajustar-se a ela é caro e difícil.

O vento e as ondas também são fenômenos rebeldes, eles querem soprar e soprar, mas não querem. Mas se eles funcionam, eles o fazem devagar e fracamente. Portanto, a energia eólica e a energia das marés ainda não receberam ampla distribuição.

A energia geotérmica é um processo complexo, porque é possível construir usinas apenas em zonas de atividade tectônica, onde o calor máximo pode ser "espremido" do solo. Quantos lugares com vulcões você conhece? Aqui estão alguns cientistas. Portanto, é provável que a energia geotérmica permaneça com foco estreito e não seja particularmente eficiente.

A energia do hidrogênio é a mais promissora. O hidrogênio tem uma eficiência de combustão muito alta e sua combustão é absolutamente ecológica, porque. produto da combustão é água destilada. Mas, há um mas. O processo de produção de hidrogênio puro custa uma quantia incrivelmente grande de dinheiro. Você quer pagar milhões por eletricidade e água quente? Ninguém quer. Estamos esperando, esperando e acreditando que em breve os cientistas encontrarão uma maneira de tornar a energia do hidrogênio mais acessível.

energia nuclear hoje

Segundo várias fontes, a energia nuclear fornece hoje de 10 a 15% da eletricidade mundial. A energia nuclear é utilizada por 31 países. O maior número de estudos na área da indústria de energia elétrica é realizado justamente sobre o uso da energia nuclear. É lógico supor que as vantagens das usinas nucleares são claramente grandes se, de todos os tipos de produção de eletricidade, esta estiver sendo desenvolvida.

Ao mesmo tempo, existem países que se recusam a usar energia nuclear, fecham todas as usinas nucleares existentes, por exemplo, a Itália. No território da Austrália e da Oceania, as usinas nucleares não existiam e não existem em princípio. Áustria, Cuba, Líbia, Coréia do Norte e Polônia interromperam o desenvolvimento de usinas nucleares e abandonaram temporariamente os planos de criar usinas nucleares. Esses países não prestam atenção às vantagens das usinas nucleares e se recusam a instalá-las principalmente por razões de segurança e altos custos para a construção e operação de usinas nucleares.

Os líderes em energia nuclear hoje são os EUA, França, Japão e Rússia. Foram eles que apreciaram as vantagens das usinas nucleares e começaram a introduzir a energia nuclear em seus países. O maior número de projetos de NPP em construção hoje pertence à República Popular da China. Cerca de 50 outros países estão trabalhando ativamente na introdução da energia nuclear.

Como todos os métodos de geração de eletricidade, as usinas nucleares têm vantagens e desvantagens. Falando sobre as vantagens das usinas nucleares, deve-se destacar o respeito ao meio ambiente da produção, a rejeição do uso de combustíveis fósseis e a comodidade no transporte do combustível necessário. Vamos considerar tudo com mais detalhes.

Vantagens das usinas nucleares sobre as termelétricas

As vantagens e desvantagens das usinas nucleares dependem do tipo de geração de eletricidade com a qual comparamos a energia nuclear. Como os principais concorrentes das usinas nucleares são as termelétricas e as hidrelétricas, vamos comparar as vantagens e desvantagens das usinas nucleares em relação a esses tipos de geração de energia.

As usinas termelétricas, ou seja, usinas termelétricas, são de dois tipos:

1. Os CPPs de condensação ou curtos servem apenas para a produção de eletricidade. A propósito, seu outro nome veio do passado soviético, IES também é chamado de GRES - abreviação de "usina regional estadual".
   2. Usinas combinadas de calor e energia ou CHPPs permitem apenas a produção não apenas de energia elétrica, mas também de energia térmica. Tomando, por exemplo, um edifício residencial, é claro que o IES fornecerá apenas eletricidade para os apartamentos, e o CHP também fornecerá aquecimento.

Como regra, as usinas termelétricas operam com combustível orgânico barato - carvão ou pó de carvão e óleo combustível. Os recursos energéticos mais demandados hoje são carvão, petróleo e gás. Segundo especialistas, as reservas mundiais de carvão serão suficientes por mais 270 anos, petróleo - por 50 anos, gás - por 70. Até um estudante entende que as reservas de 50 anos são muito poucas e devem ser protegidas, e não queimadas diariamente em fornos.

É IMPORTANTE SABER:

As usinas nucleares resolvem o problema da escassez de combustível fóssil. A vantagem das usinas nucleares é a rejeição de combustíveis fósseis, preservando assim o desaparecimento de gás, carvão e petróleo. Em vez disso, as usinas nucleares usam urânio. As reservas mundiais de urânio são estimadas em 6.306.300 toneladas. Ninguém considera quantos anos vai durar, porque. as reservas são muitas, o consumo de urânio é bastante pequeno e ainda não é preciso pensar no seu desaparecimento. No caso extremo, se os alienígenas de repente levarem consigo as reservas de urânio ou elas evaporarem por si mesmas, o plutônio e o tório podem ser usados ​​como combustível nuclear. Convertê-los em combustível nuclear ainda é caro e difícil, mas possível.

As vantagens das usinas nucleares sobre as termelétricas também são a redução da quantidade de emissões nocivas para a atmosfera.

O que é liberado na atmosfera durante a operação de IES e CHP e quão perigoso é:

1. Dióxido de enxofre ou dióxido de enxofre- um gás perigoso que é prejudicial para as plantas. Quando ingerido em grandes quantidades, causa tosse e sufocação. Combinado com a água, o dióxido de enxofre se transforma em ácido sulfuroso. É devido às emissões de dióxido de enxofre que existe o risco de chuva ácida, que é perigosa para a natureza e para os seres humanos.
   2. óxidos de nitrogênio- perigoso para o sistema respiratório de humanos e animais, irritar as vias respiratórias.
   3. benapireno- perigoso porque tende a se acumular no corpo humano. A exposição a longo prazo pode causar tumores malignos.

As emissões totais anuais das usinas termelétricas por 1.000 MW de capacidade instalada são de 13 mil toneladas por ano a gás e 165 mil toneladas nas termelétricas a carvão pulverizado. Uma usina termelétrica com capacidade de 1000 MW por ano consome 8 milhões de toneladas de oxigênio para oxidação do combustível, as vantagens das usinas nucleares são que o oxigênio não é consumido em princípio na energia nuclear.

As emissões acima para usinas nucleares também não são típicas. A vantagem das usinas nucleares é que as emissões de substâncias nocivas para a atmosfera nas usinas nucleares são insignificantes e, em comparação com as emissões das usinas termelétricas, são inofensivas.

As vantagens das usinas nucleares sobre as termelétricas são os baixos custos de transporte de combustível. Carvão e gás são extremamente caros para entregar à produção, enquanto o urânio necessário para reações nucleares pode ser colocado em um pequeno caminhão.

Desvantagens das usinas nucleares sobre as termelétricas

1. As desvantagens das usinas nucleares em relação às termelétricas são principalmente a presença de resíduos radioativos. Eles tentam reciclar ao máximo os resíduos radioativos nas usinas nucleares, mas não podem ser descartados de forma alguma. Os resíduos finais em usinas nucleares modernas são transformados em vidro e armazenados em instalações de armazenamento especiais. Ainda não se sabe se eles serão usados.
   2. As desvantagens das usinas nucleares também são um pequeno fator de eficiência em relação às usinas termelétricas. Como os processos nas usinas termelétricas funcionam em temperaturas mais altas, elas são mais produtivas. Ainda é difícil conseguir isso em usinas nucleares, porque as ligas de zircônio, que estão indiretamente envolvidas em reações nucleares, não podem suportar temperaturas proibitivamente altas.
   3. O problema geral das usinas de calor e energia nuclear se destaca. A desvantagem das usinas nucleares e termelétricas é a poluição térmica da atmosfera. O que isso significa? Quando a energia nuclear é obtida, uma grande quantidade de energia térmica é liberada, que é liberada no meio ambiente. A poluição térmica da atmosfera é um problema da atualidade, acarreta muitos problemas como a criação de ilhas de calor, mudanças no microclima e, em última análise, o aquecimento global.

As usinas nucleares modernas já resolvem o problema da poluição térmica e usam suas próprias piscinas artificiais ou torres de resfriamento (torres de resfriamento especiais para resfriar grandes volumes de água quente) para resfriar a água.

Vantagens e desvantagens das usinas nucleares em relação às hidrelétricas

As vantagens e desvantagens das usinas nucleares em relação às hidrelétricas estão relacionadas principalmente à dependência das hidrelétricas dos recursos naturais. Mais sobre isso…

1. A vantagem das usinas nucleares sobre as hidrelétricas é a possibilidade teórica de construção de novas usinas nucleares, enquanto a maior parte dos rios e reservatórios que podem funcionar em benefício das hidrelétricas já estão ocupados. Ou seja, a abertura de novas hidrelétricas é dificultada pela falta de locais adequados.
   2. As seguintes vantagens das usinas nucleares sobre as hidrelétricas são a dependência indireta de recursos naturais. As usinas hidrelétricas dependem diretamente de um reservatório natural, as usinas nucleares dependem apenas indiretamente da mineração de urânio, todo o resto é fornecido pelas próprias pessoas e suas invenções.

As desvantagens das usinas nucleares em relação às estações de água são insignificantes - os recursos que as usinas nucleares usam para uma reação nuclear, e especificamente o combustível de urânio, não são renováveis. Embora a quantidade de água seja o principal recurso renovável das usinas hidrelétricas, a operação de uma usina hidrelétrica não mudará de forma alguma e o próprio urânio não pode ser restaurado na natureza.

NPP: vantagens e desvantagens

Examinamos em detalhes as vantagens e desvantagens das usinas nucleares em relação a outros métodos de geração de eletricidade.

“Mas e as emissões radioativas das usinas nucleares? É impossível viver perto de usinas nucleares! É perigoso!" você diz. “Nada disso”, as estatísticas e a comunidade científica mundial responderão a você.

De acordo com avaliações estatísticas comparativas realizadas em diferentes países, observa-se que a mortalidade por doenças que surgiram como resultado da exposição às emissões de TPP é maior do que a mortalidade por doenças que se desenvolveram no corpo humano por vazamento de substâncias radioativas.

Na verdade, todas as substâncias radioativas estão firmemente trancadas no armazenamento e aguardam uma hora para aprender como processá-las e usá-las. Essas substâncias não são lançadas na atmosfera, o nível de radiação nos assentamentos próximos às usinas nucleares não é superior ao nível tradicional de radiação nas grandes cidades.

Falando sobre as vantagens e desvantagens das usinas nucleares, não se pode deixar de lembrar o custo de construção e lançamento de uma usina nuclear. O custo estimado de uma pequena usina nuclear moderna é de 28 bilhões de euros, dizem os especialistas que o custo de uma usina termelétrica é quase o mesmo, ninguém ganha aqui. No entanto, as vantagens das usinas nucleares estarão nos custos menores de compra e descarte do combustível - o urânio, embora mais caro, consegue “trabalhar” por mais de um ano, enquanto as reservas de carvão e gás devem ser constantemente repostas.

Acidentes em usinas nucleares

Anteriormente, não mencionamos apenas as principais desvantagens das usinas nucleares, conhecidas de todos - essas são as consequências de possíveis acidentes. Os acidentes em usinas nucleares são classificados de acordo com a escala INES, que possui 7 níveis. O risco de exposição para a população é representado por acidentes de 4º nível e acima.

Apenas dois acidentes na história foram classificados no nível máximo 7 - o desastre de Chernobyl e o acidente na usina nuclear de Fukushima 1. Um acidente foi considerado nível 6, este é o acidente de Kyshtym, ocorrido em 1957 na usina química de Mayak planta na região de Chelyabinsk.

É claro que as vantagens e desvantagens das usinas nucleares são insignificantes em comparação com a possibilidade de desastres nucleares que ceifam a vida de muitas pessoas. Mas as vantagens das usinas nucleares hoje são um sistema de segurança aprimorado, que elimina quase completamente a possibilidade de acidentes, porque. o algoritmo de operação dos reatores nucleares é informatizado e com a ajuda de computadores, os reatores são desligados em caso de violações mínimas.

As vantagens e desvantagens das usinas nucleares são levadas em consideração no desenvolvimento de novos modelos de usinas nucleares que funcionarão com combustível nuclear reprocessado e urânio, cujas jazidas não foram colocadas em operação anteriormente.

Isso significa que as principais vantagens das usinas nucleares hoje são as perspectivas de modernização, aprimoramento e novas invenções nessa área. Parece que as vantagens mais importantes das usinas nucleares serão reveladas um pouco mais tarde, esperamos que a ciência não pare e muito em breve aprenderemos sobre elas.

VANTAGENS DO HPP:

Flexibilidade

A energia hidrelétrica é uma fonte flexível de eletricidade, pois a energia hidrelétrica pode se adaptar muito rapidamente às mudanças nas demandas de energia, aumentando ou diminuindo a produção de eletricidade. A hidroturbina tem um tempo de partida da ordem de alguns minutos. São necessários 60 a 90 segundos para trazer o dispositivo de partida a frio para carga total; isso é muito menor do que para turbinas a gás ou usinas a vapor. A produção de eletricidade também pode ser rapidamente reduzida quando há excesso de capacidade.

Usina de Ffestiniog pode gerar 360 MW em 60 segundos

Baixos custos de energia

A principal vantagem da energia hidrelétrica é a ausência de custo de combustível. O custo de operação de uma usina hidrelétrica é quase imune ao aumento do custo dos combustíveis fósseis, como petróleo, gás natural ou carvão, e nenhuma importação é necessária. O custo médio da eletricidade de uma usina hidrelétrica maior que 10 megawatts está entre 3 e 5 centavos de dólar por quilowatt-hora.

As usinas hidrelétricas têm uma longa vida útil, algumas UHEs ainda estão produzindo eletricidade após 50-100 anos de operação.

Os custos de manutenção são baixos, poucas pessoas são necessárias para controlar a operação da usina hidrelétrica.

A barragem pode ser usada para vários propósitos ao mesmo tempo: acumular água para hidrelétricas, proteger territórios de enchentes, criar um reservatório.

Adequação para aplicações industriais

Embora muitas usinas hidrelétricas forneçam energia para a rede elétrica pública, algumas são construídas para atender indústrias específicas. Por exemplo, na Nova Zelândia, uma usina elétrica foi construída para fornecer eletricidade a uma fundição de alumínio em Tiwai Point.

Emissões reduzidas de CO2

As usinas hidrelétricas não queimam combustíveis fósseis e não produzem dióxido de carbono diretamente. Embora algum dióxido de carbono seja gerado durante a produção e construção do projeto. De acordo com um estudo de Paul Scherrer, da Universidade de Stuttgart, a energia hidrelétrica produz a menor quantidade de dióxido de carbono entre outras fontes de energia. Em segundo lugar ficou o vento, o terceiro foi a energia nuclear, a energia solar ficou em 4º lugar.

Outros usos do reservatório

Os reservatórios hidrelétricos geralmente oferecem oportunidades para esportes aquáticos e se tornam atrações turísticas por si só. Em alguns países, a aquicultura em reservatórios é comum. A água dos reservatórios pode ser usada para irrigação de culturas agrícolas, é possível criar peixes nela. Além disso, as barragens ajudam a evitar inundações.

DESVANTAGENS DO HPP:

Danos ao ecossistema e perda de terras

Os grandes reservatórios necessários para alimentar as usinas hidrelétricas inundam vastas áreas a montante da barragem, destruindo vales florestais e pântanos. A perda de terras é muitas vezes agravada pela destruição do habitat das áreas circundantes ocupadas pelo reservatório.
Usinas hidrelétricas podem levar à destruição de ecossistemas, já que a água que passa pelas turbinaslimpa de depósitos naturais. Especialmente perigosas são as usinas hidrelétricas em grandes rios, que levam a sérias mudanças no habitat.

A foto mostra um reservatório que surgiu como resultado da construção da barragem.

assoreamento

Quando a água flui, as partículas mais pesadas flutuam a jusante.
Isso tem um impacto negativo nas barragens e, posteriormente, em suas usinas, especialmente em rios ou bacias hidrográficas com alto grau de lodo. O lodo pode encher o reservatório e reduzir sua capacidade de controlar enchentes, causando pressão horizontal adicional na barragem. A redução do leito do rio pode levar a uma diminuição na geração de eletricidade. Além disso, mesmo verões quentes ou pouca chuva podem levar a uma diminuição do rio.

Emissões de metano (de reservatórios)

Usinas hidrelétricas em regiões tropicais têm o maior impacto, enquanto usinas em regiões tropicais produzem quantidades significativas de metano. Isso se deve à presença de material vegetal em áreas alagadas que se decompõem em ambiente anaeróbico e formam metano e um gás de efeito estufa. De acordo com o relatório da Comissão Mundial de Barragens, nos casos em que o reservatório é grande em relação à capacidade de geração (menos de 100 watts por metro quadrado de superfície) e não houve desmatamento na área de o reservatório. Isso significa que as emissões de gases de efeito estufa no reservatório podem ser superiores às de uma termelétrica convencional.

Universidade Estadual de Novosibirsk

Colégio Superior de Informática

Redação sobre segurança de vida

Tópico: "Segurança e compatibilidade ambiental da energia hidrelétrica"

Aluno: Kisarova Valentina

Grupo: 803C

Palestrante: Khegay E.G.

Introdução

A energia é dividida em tradicional e não tradicional. A energia tradicional baseia-se na utilização de combustíveis fósseis ou nucleares e energia hídrica de grandes rios. É subdividida em termelétrica, elétrica, nuclear e hidrelétrica.

Por muitos milênios, a energia contida na água corrente serviu fielmente ao homem. Suas reservas na Terra são colossais. Não é à toa que alguns cientistas acreditam que seria mais correto chamar nosso planeta não de Terra, mas de Água - afinal, cerca de três quartos da superfície do planeta são cobertos por água. O Oceano Mundial serve como um enorme acumulador de energia, absorvendo a maior parte vinda do Sol. Aqui as ondas espirram, vazam e fluem, surgem poderosas correntes oceânicas. Nascem poderosos rios, transportando enormes massas de água para os mares e oceanos. É claro que a humanidade em busca de energia não poderia passar por reservas tão gigantescas. Em primeiro lugar, as pessoas aprenderam a usar a energia dos rios.

A invenção da máquina a vapor, ao que parece, interrompeu a centenária procissão triunfal das rodas d'água. Pequenos motores de sopro que podiam ser instalados em qualquer lugar, e não apenas na margem do rio, acionavam máquinas-ferramentas e martelos de ferreiro e fullers, até mesmo invadindo o antigo propósito das rodas d'água - irrigar campos. Uma após a outra, rodas d'água gigantes foram descartadas, parecia que a história secular da energia da água estava chegando ao fim. Mas quando chegou a idade de ouro da eletricidade, houve um renascimento da roda d'água, porém, com uma aparência diferente - na forma de uma turbina hidráulica. Os geradores elétricos que produzem energia tinham que ser rotacionados, e isso poderia ser feito com bastante sucesso pela água.

Um pouco de história

A energia hidrelétrica, assim como a energia solar, é utilizada há muito tempo. A menção do uso da energia da água em moinhos de água para moer grãos e soprar ar durante a fundição de metais remonta ao final do século II aC. BC e. Ao longo dos séculos, as rodas d'água aumentaram de tamanho e eficiência. No século XI. na Inglaterra e na França, havia um moinho para cada 250 pessoas. Nessa época, o escopo das usinas se expandiu. Eles começaram a ser usados ​​na produção mais completa, na fabricação de cerveja, serragem de madeira, para bombeamento de bombas e em lagares de óleo. Podemos supor que a hidreletricidade moderna nasceu em 1891. Este ano, o engenheiro russo Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky, que emigrou para a Alemanha devido à "falta de confiabilidade política", deveria demonstrar um motor CA que ele inventou em uma exposição elétrica em Frankfurt am Main. Este motor com capacidade de cerca de 100 quilowatts na era do domínio da corrente elétrica contínua deveria se tornar o destaque da exposição em si, mas o inventor decidiu construir uma estrutura completamente inesperada para a época - uma usina hidrelétrica - para alimentá-lo. Na pequena cidade de Lauffen, Dolivo-Dobrovolsky instalou um gerador de corrente trifásico, que era girado por uma pequena turbina de água. A energia elétrica foi transmitida para a área de exposição ao longo de linhas de transmissão, incrivelmente longas para aqueles anos, 175 quilômetros de extensão (agora linhas de transmissão de milhares de quilômetros não surpreendem ninguém, ao mesmo tempo tal construção foi unanimemente reconhecida como impossível). Apenas alguns anos antes deste evento, o mais proeminente engenheiro e físico inglês Osborne Reynolds, em suas palestras de Cantor, aparentemente provou irrefutavelmente que durante a transmissão de energia por meio de transmissão, as perdas de energia são de apenas 1,4% por milha, enquanto durante a transmissão de energia elétrica através de fios na mesma distância, a perda será de 6%. Com base em dados experimentais, ele concluiu que, ao usar corrente elétrica na outra extremidade da linha de transmissão, é improvável que seja possível ter mais de 15 a 20% da potência inicial. Ao mesmo tempo, ele acreditava, pode-se ter certeza de que 90% da energia será economizada quando a energia for transferida por um cabo de acionamento. Esta conclusão "indiscutível" foi refutada com sucesso pela prática da hidrelétrica primogênita em Lauffen.

Mas a era da energia hidrelétrica ainda não havia chegado. As vantagens das usinas hidrelétricas são óbvias - um suprimento de energia constantemente renovável pela própria natureza, facilidade de operação e ausência de poluição ambiental. Sim, e a experiência de construir e operar rodas d'água pode ser de grande ajuda para a energia hidrelétrica. No entanto, a construção de uma grande barragem hidrelétrica revelou-se uma tarefa muito mais difícil do que a construção de uma pequena barragem para a rotação de uma roda de moinho. Para colocar hidroturbinas potentes em rotação, é necessário acumular um grande suprimento de água atrás da turbina. Construir uma represa exige tanto material que o volume das gigantescas pirâmides egípcias parecerá insignificante em comparação. Portanto, no início do século XX, apenas algumas usinas hidrelétricas foram construídas. Este foi apenas o começo. O desenvolvimento dos recursos hidrelétricos ocorreu em ritmo acelerado e, na década de 1930, foi concluída a implementação de grandes projetos como a usina hidrelétrica de Hoover nos EUA com capacidade de 1,3 Gigawatts. A construção de usinas hidrelétricas tão potentes provocou um aumento no consumo de energia nos países industrializados, o que, por sua vez, impulsionou programas de desenvolvimento de grandes potenciais hidrelétricos.

Atualmente, o aproveitamento da energia hídrica ainda é relevante, sendo o principal direcionamento a produção de eletricidade.

Hidrelétrica - prós e contras

Usinas hidrelétricas ou usinas hidrelétricas são construídas principalmente em grandes rios. E eles têm muitos lados positivos e negativos.

Os positivos incluem o fato de usarem recursos naturais renováveis, "economizarem" recursos de combustível (incluindo dinheiro para sua extração e transporte), exigirem 15-20 vezes menos pessoal de manutenção do que as usinas termelétricas (termelétricas), Eficiência significativa (mais de 80%), baixo custo (5-6 vezes menos que as usinas termelétricas), permitem regular o fluxo de água, permitem proteger áreas adjacentes de inundações catastróficas, melhorar as condições de navegação do país (território), criar condições para o desenvolvimento da recreação cultural de massa.

As desvantagens incluem 100% de ligação a grandes rios, inundação de uma parte significativa da terra (prados, assentamentos florestais), uma mudança gradual no microclima dos territórios circundantes, rebanhos de peixes valiosos são reduzidos, algas verde-azuladas estão se desenvolvendo.

Outro representante da HE são as Usinas Hidrelétricas ou UHEs, que são construídas apenas nas maiores áreas industriais densamente povoadas, onde está localizado um grande número de consumidores de eletricidade. Eles reduzem significativamente o problema de falta de eletricidade (especialmente durante o dia), são construídos principalmente em reservatórios artificiais e, portanto, causam poucos danos à flora e fauna circundantes, são justificados em termos de custos financeiros, mas não são economicamente lucrativos (não lucrativos), porque Eles consomem mais eletricidade durante seu trabalho do que eles mesmos produzem.

Ao usar recursos hidrelétricos, o aspecto ambiental é muito importante. Os recursos hidrelétricos são as reservas de energia da água corrente dos fluxos dos rios e reservatórios localizados acima do nível do mar (bem como a energia das marés do mar). A construção de usinas hidrelétricas em muitos casos é acompanhada pela construção de reservatórios, que às vezes têm um impacto negativo na situação ecológica, fazer uma série de mudanças na natureza. A energia hidrelétrica do futuro deve, com um mínimo de impacto negativo no ambiente natural, atender ao máximo as necessidades de eletricidade das pessoas. Portanto, cada vez mais atenção está sendo dada aos problemas de preservação do ambiente natural e social durante a construção de engenharia hidráulica. Nas condições modernas, a previsão correta das consequências de tal construção é especialmente importante. O resultado da previsão deve ser recomendações para mitigar e superar situações ambientais adversas durante a construção de UHEs, uma avaliação comparativa da eficiência ambiental de aproveitamentos hidrelétricos criados ou planejados. Assim, podemos falar sobre a conveniência de formar uma nova categoria mais restrita e complexa de recursos hidrelétricos - uma parte ambientalmente eficaz, diferenciada pelo grau de carga ambiental causada pelo uso de uma determinada parcela do potencial hidrelétrico. Infelizmente, no momento, o desenvolvimento de métodos para determinar o potencial energético ecológico praticamente não está sendo realizado, mas é óbvio que o desenvolvimento de hidrelétricas sem avaliações ambientais detalhadas de projetos hidrelétricos pode prejudicar o já frágil equilíbrio ecológico do mundo.

Na esteira do interesse pelas fontes renováveis ​​de energia no mundo, hidrelétricas estão sendo construídas aqui e ali, algumas das quais surpreendem pela grandiosidade. Mas, prestando homenagem às ousadas soluções de engenharia, deve-se lembrar que as enormes massas de água retidas pelas barragens estão repletas de um terrível poder destrutivo.

As instalações hidrelétricas têm um impacto significativo no meio ambiente. Essa influência é local. No entanto, a construção de cascatas de grandes reservatórios, planejando a transferência de parte do fluxo dos rios da Sibéria para a Ásia Central e outras atividades importantes de gerenciamento de água podem mudar as condições naturais em escala regional.

Durante o período de operação, as usinas hidrelétricas têm um impacto diverso no meio ambiente. Os reservatórios têm o impacto mais significativo na natureza:

1. A criação de reservatórios leva à inundação do território. Terras agrícolas, depósitos minerais, estruturas industriais e civis, monumentos antigos, estradas, florestas, habitats permanentes de animais e plantas, etc. desenvolvido. Há pouca terra agrícola nas encostas das montanhas, geralmente não há instalações industriais. Portanto, a criação de reservatórios nas montanhas traz muito menos danos do que nas planícies.

1. Inundação. A inundação dos terrenos adjacentes ao reservatório ocorre devido à elevação do nível do lençol freático. Na zona de umidade excessiva, a inundação traz consequências negativas - encharcamento das raízes das plantas e sua morte. Com uma mudança no regime água-ar do solo, pode ocorrer encharcamento e gleying dos solos, o que piora a qualidade do solo e reduz sua produtividade. Em áreas secas, a inundação melhora as condições de crescimento das plantas em profundidades adequadas de água no solo. Sob condições desfavoráveis, pode ocorrer salinização do solo.
2. Processamento costeiro. Devido à subida e descida do nível da água na albufeira, ao regular os fenómenos de caudal e onda, as margens da albufeira estão a ser processadas, consistindo na erosão e colapso de encostas íngremes, cortando capas e escarpas. O tamanho do processamento costeiro depende de sua estrutura geológica, regime de níveis de água e profundidade do reservatório, configuração das costas, ventos predominantes, etc. A estabilização relativa das costas ocorre 5-20 anos após o enchimento do reservatório .
3. Qualidade da água. Devido à diminuição da vazão e diminuição do movimento da água ao longo da profundidade, as características físico-químicas mudam significativamente. A qualidade em anos no reservatório é afetada pela população da zona de inundação, as espécies e a composição etária da floresta, vegetação rasteira e serapilheira, a presença de tributários, o modo e profundidade de rebaixamento do reservatório, etc. Ao criar reservatórios, é necessário estudar cuidadosamente a influência combinada de todos os fatores, levando em consideração as perspectivas para a construção de cascatas UHE e tomar medidas para manter a qualidade da água. A qualidade da água é uma característica da composição e propriedades da água, que determina sua adequação para tipos específicos de uso da água. As águas residuais que entram no reservatório devem ser cuidadosamente limpas. É necessário utilizar as terras adjacentes na agricultura, usando métodos avançados de tecnologia agrícola que limitam a remoção de fertilizantes para o reservatório.
4. Influência das albufeiras no microclima. Os reservatórios aumentam a humidade do ar, alteram o regime de ventos da zona costeira, bem como a temperatura e o regime de gelo do curso de água. Isso leva a uma mudança nas condições naturais, bem como na vida e nas atividades econômicas da população, nos habitats dos animais e dos peixes. O grau de influência de grandes reservatórios no microclima é diferente para cada região do país.
5. Influência dos reservatórios na fauna. Muitos animais da zona de inundação são forçados a migrar para áreas com maiores elevações. Ao mesmo tempo, a composição de espécies e o número de animais são significativamente reduzidos. Em vários casos, as albufeiras contribuem para o enriquecimento da fauna com novas espécies de aves aquáticas, nomeadamente peixes: carpa cruciana, carpa, lúcio, etc. o que afeta negativamente a desova dos peixes na piscina superior.

Estruturas hidrotécnicas também afetam o meio ambiente. A construção de barragens hidrelétricas leva ao aumento do nível das águas a montante e à formação de reservatórios. As barragens que bloqueiam os rios dificultam o acesso dos peixes aos locais de desova natural nas partes superiores dos rios. Mas barragens, edifícios de centrais hidroeléctricas, comportas, canais, etc., bem inscritos no terreno e bem arquitectonicamente desenhados, criam conjuntos monumentais e pitorescos em conjunto com a zona de água a montante.

Medidas de proteção da natureza . A construção de instalações hidrelétricas deve ser projetada com o mínimo de danos à natureza. Ao desenvolver planos de construção, é necessário escolher racionalmente as pedreiras, a localização das estradas, etc. No momento da conclusão da construção, devem ser realizados os trabalhos necessários para restaurar o distúrbio do solo e plantar vegetação no território. Para o reservatório, a medida de proteção ambiental mais eficaz é a proteção de engenharia. Por exemplo, a construção de barragens de aterro reduz a área de inundação e preserva os depósitos de terra e minerais para uso econômico, reduz a área de águas rasas e melhora as condições sanitárias do reservatório, preserva os complexos naturais naturais. Se a construção de barragens não for economicamente justificável, as águas rasas podem ser usadas para a criação de aves e para outras necessidades econômicas. Ao manter os níveis de água necessários, as águas rasas podem ser usadas para a pesca, como local de desova e base de forragem.

Para evitar ou reduzir o processamento dos bancos, a proteção bancária é realizada. Empresas, ferrovias, edifícios residenciais e comunitários, monumentos antigos são removidos da zona de inundação.

Para garantir a qualidade da água, é necessário higienizar o leito do reservatório antes de enchê-lo com água. Para isso, estão sendo tomadas medidas agrotécnicas para reduzir o escoamento superficial poluído e estão sendo construídas instalações de tratamento.

Em caso de necessidade, organizam-se reservas, santuários, armadilhas e movimentação de animais, realizam-se plantações florestais. Para efeito de piscicultura, são criados locais artificiais de desova, explorações de desova e criação, estão a ser construídas passagens de peixes para a passagem de peixes para desova de jusante para montante. Grandes obras de proteção de engenharia estão sendo realizadas na jusante.

Conclusão

O estado da indústria hidrelétrica de qualquer país depende em grande parte da proporção de seus recursos hidrelétricos ou, em outras palavras, do potencial hidrelétrico de seus rios, bem como da escala e nível de seu desenvolvimento.

O potencial técnico, ou seja, o que pode ser posteriormente aproveitado pela geração de energia elétrica em hidrelétricas ou por outros métodos técnicos disponíveis, costuma ser calculado em bilhões de kWh/ano. Porém, neste caso, antes de mais nada, será levada em consideração a viabilidade econômica de construção e, claro, operação de pequenas centrais hidrelétricas. Ou seja, quanto maior o preço do combustível consumido, maiores os benefícios do uso da energia hidrelétrica.

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As usinas de energia são uma parte essencial da vida de todas as pessoas, pois convertem energia em eletricidade. Uma estação é todo um complexo de atividades, subsistemas artificiais e naturais que servem para converter e distribuir todos os tipos de fontes de energia. Todo o processo pode ser dividido em várias etapas:

1. O processo de extração e processamento da fonte primária de energia.
2. Entrega na usina.
3. O processo de conversão de energia primária em energia secundária.
4. Distribuição secundária (elétrica ou entre consumidores.

A indústria de energia elétrica inclui a produção de energia na estação e sua posterior entrega através de linhas de transmissão. Tais elementos críticos desta cadeia como as usinas diferem no tipo de fontes primárias que estão disponíveis em uma determinada região.

Vamos considerar alguns tipos de processos de transformação com mais detalhes, bem como as vantagens e desvantagens de cada um deles.

Pertencem ao grupo das energias tradicionais e ocupam uma parcela significativa da geração mundial de eletricidade (aproximadamente 40%). As vantagens e desvantagens dos TPPs são mostradas na tabela a seguir:

Use como fonte primária de energia por exemplo, reservatórios e rios. As vantagens e desvantagens dos HPPs também estão resumidas na tabela.

Usinas nucleares (NPP) - um conjunto de instalações e atividades destinadas às quais é liberado como resultado da fissão de núcleos atômicos, em térmica e, em seguida, no elemento mais importante desse sistema também é um complexo de dispositivos relacionados. A tabela abaixo mostra as vantagens e desvantagens das usinas nucleares.

Uma etapa igualmente importante é o transporte de recursos de combustível para a usina. Este processo pode ser realizado de várias maneiras, cada uma com suas vantagens e desvantagens. Considere os principais meios de transporte:

• Transporte de água. A entrega é realizada com a ajuda de petroleiros e bunkers.
• Transporte automóvel. O transporte é feito em tanques. A capacidade de transportar apenas combustível líquido ou gasoso determina as vantagens e desvantagens existentes no transporte rodoviário.
• Transporte ferroviário. Entrega em tanques e vagões abertos em longas distâncias.
• Suspenso e raramente usado e apenas para distâncias muito curtas.

Uma das principais vantagens das pequenas centrais hidrelétricas é a segurança ambiental. Durante sua construção e posterior operação, não há efeitos nocivos nas propriedades e na qualidade da água. Os reservatórios podem ser utilizados tanto para atividades pesqueiras quanto como fontes de abastecimento de água para a população. Porém, além disso, as micro e pequenas centrais hidrelétricas apresentam muitas vantagens. As estações modernas são de design simples e totalmente automatizadas, ou seja, não requer a presença de uma pessoa durante a operação. A corrente elétrica gerada por eles atende aos requisitos do GOST em termos de frequência e tensão, e as estações podem operar tanto no modo autônomo, ou seja, fora da rede elétrica do sistema de energia da região ou região e como parte dessa rede elétrica. E a vida útil total da estação é de pelo menos 40 anos (pelo menos 5 anos antes da revisão). Bem, e o mais importante, instalações de energia de pequena escala não requerem a organização de grandes reservatórios com a correspondente inundação do território e danos materiais colossais.

Durante a construção e operação das PCHs, a paisagem natural é preservada, praticamente não há carga no ecossistema. As vantagens da pequena hidrelétrica - em comparação com as usinas de combustível fóssil - também podem incluir: baixo custo de eletricidade e custos operacionais, substituição relativamente barata de equipamentos, maior vida útil das UHEs (40-50 anos), uso integrado de recursos hídricos (eletricidade , abastecimento de água, recuperação de terras, proteção da água, pesca).

Muitas das pequenas UHEs nem sempre oferecem garantia de geração de energia, sendo usinas sazonais. No inverno, sua produção de energia cai drasticamente, a cobertura de neve e os fenômenos de gelo (gelo e lodo), bem como a vazante do verão e o ressecamento dos rios, geralmente podem suspender seu trabalho. A natureza sazonal de pequenas UHEs requer fontes de energia redundantes; um grande número delas pode levar à perda da confiabilidade do fornecimento de energia. Portanto, em muitas áreas, a capacidade de pequenas UHEs é considerada não como principal, mas como um backup.

Os reservatórios de pequenas centrais hidrelétricas, especialmente áreas montanhosas e sopés, são afetados de forma muito aguda pelo problema de seu assoreamento e pelo problema relacionado de aumento do nível das águas, enchentes e enchentes, reduzindo o potencial hidrelétrico dos rios e gerando eletricidade. Sabe-se, por exemplo, que o reservatório da UHE Zemonechalskaya no rio Kura foi assoreado em 60% em 5 anos.

Para a pesca, as barragens das pequenas centrais hidrelétricas são menos perigosas do que as médias e grandes, que bloqueiam as rotas migratórias de peixes migratórios e semianádromos e bloqueiam os locais de desova. Embora, em geral, a criação de hidrelétricas não elimine completamente os danos aos estoques pesqueiros dos rios principais, uma vez que a bacia hidrográfica é um sistema ecológico único e as violações de suas ligações individuais inevitavelmente afetam o sistema como um todo.