Ольшанский А.И. Ольшанский В.И. Беляков Н.В. Основы энергосбережения. Курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

ОЛЬШАНСКИЙ А.И.

ОЛЬШАНСКИЙ В.И.

БЕЛЯКОВ Н.В.

ОСНОВЫ

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

КУРС ЛЕКЦИЙ

УДК 620.9(075.8)

ББК 31

О-56

Рецензенты:

д.т.н., академик НАНАБ Клубович В.В.

к.т.н., доцент кафедры МТВПО УО «ВГТУ» Алексеев И.С.

Рекомендовано к опубликованию редакционно-издательским Советом УО «ВГТУ» про-

токол №3 от «18» сентября 2007г.

О56

Ольшанский, А. И. Основы энергосбережения : курс лекций / А. И. Ольшан-

ский, В. И. Ольшанский, Н. В. Беляков ; УО «ВГТУ». – Витебск, 2007. – 223 с.

ISBN 985-481-091-7

В пособии проанализированы энергетические ресурсы мира и Республики Бела-

русь. Рассмотрены понятия: топливно-энергетического комплекса, станции преобразо-

вания энергии, графиков нагрузки, аккумулирования энергии. Приводятся методы пря-

мого преобразования энергии. Описаны нетрадиционные возобновляемые источники

энергии, вопросы транспорта и распределения энергии, ценового и тарифного регули-

рования, нормирования энергопотребления, а также основные правовые и нормативные

документы в области энергосбережения, программы по энергосбережению, некоторые

технические направления энергосбережения в Республике Беларусь. Приводятся осно-

вы энергетического менеджмента и аудита. Уделено внимание вторичным энергетиче-

ским ресурсам и способам их утилизации, вопросам эффективного использования энер-

гии в различных сферах городского хозяйства, а также вопросам экологии при энерго-

сбережении и энергосбережения в странах дальнего зарубежья

Настоящее пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обуче-

ния Учреждения образования «Витебский государственный технологический универси-

тет».

ISBN 985-481-091-7

УДК 620.9(075.8)

ББК 31

Н.В. Беляков 2007

«Витебский государственный

технологический университет», 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие………………………………………………………………………………………..

Блок 1. Введение в дисциплину. Энергетические ресурсы мира и РБ. ТЭК ……………...

1.1. Роль энергетики в развитии человеческого общества…………………………………... 7

1.2. Виды энергии и энергетических ресурсов…………………………………………………

1.3. Качество энергии и энергетических ресурсов…………………………………………….

1.4. Электрическая энергия……………………………………………………………………. 13

1.5. Ресурсная обеспеченность мировой энергетики и перспективы ее развития…………...

1.6. Невозобновляемые энергетические ресурсы Республики Беларусь…………………….

1.7. Энергетический кризис: суть и причины…………………………………………………..19

1.8. Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Рес-

публике Беларусь……………………………………………………………………………………..

1.9. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) ………………………………………………

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 2. Станции преобразования энергии.

Графики нагрузки и аккумулирование

энергии. Методы прямого преобразования энергии……………………………………………..

2.1. Тепловые, атомные и гидро электростанции…………………………………………….

2.2. Газотурбинные и парогазовые установки…………………………………………………. 29

2.3. Графики нагрузки………………………………………………………………………….....

2.4. Системы аккумулирования энергии……………………………………………………….32

2.4.1. Механические системы аккумулирования энергии……………………………….. 32

2.4.2. Электрические системы аккумулирования………………………………….........

2.4.3. Химические системы аккумулирования энергии………………………………..

2.4.4. Аккумуляторы тепловой энергии……………………………………….…………

2.5. Методы и перспективы прямого преобразования энергии…………………………..…..

2.5.1. Преобразование тепловой энергии в электрическую……………………………..

2.5.2. Преобразование световой энергии………………………………………………….

2.5.3. Преобразование химической энергии……………………………………………….

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 3. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии ………………………….

3.1. Перспективы, достоинства и недостатки нетрадиционных возобновляемых источ-

ников энергии…………………………………………………………………………………………

3.2. Биологическая энергия.…………………………………………………………………..

3.3. Гидроэнергетические ресурсы. …………………………………………………………

3.4. Ветроэнергетические ресурсы.……………………………………………………….... 49

3.5. Солнечная энергия………………………………………………………………………..

3.6. Геотермальные ресурсы ……………………………………………………………….....

3.7. Твердые бытовые отходы………………………………………………………………..

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 4. Транспорт и распределение энергии ………………………………………………… 60

4.1. Транспортировка первичных энергоресурсов…………………………………………...

4.2. Транспортировка теплоты………………………………………………………………....

4.3. Теплоносители……………………………………………………………………………..

4.4. Транспортирование электрической энергии……………………………………………...

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 5. Цены и тарифы на энергоресурсы. Ценовое и тарифное регулирование. Нор-

мирование энергопотребления. Потенциал энергосбережения ……………………………..

5.1. Понятие тарифа. История тарифообразования на энергоносители РБ…………………

5.2. Виды систем тарифов на электроэнергию………………………………………………. 75

5.3. Тарифы на природный газ и тепловую энергию………………………………………….77

5.4. Регулирующая роль государства …………………………………………………………

5.5. О нормировании энергопотребления……………………………………………………...

5.6. Потенциал энергосбережения……………………………………………………………..

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 6. Основные правовые и нормативные документы в области энергосбе

режения.

Управление ТЭК. Программы по энергосбережению…………………………………………...

6.1. Закон «Об энергосбережении»…………………………………………………………….

6.2. Структура управления ТЭК и системой энергосбережения Республики Беларусь……

6.3. Республиканские отраслевые и региональные программы по энергосбережению…….92

6.4. Система финансовой поддержки энергосбережения……………………………………

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

Блок 7. Некоторые технические направления энергосбережения в Республике Бела-

русь……………………………………………………………………………………………………..

7.1. Малые и мини-ТЭЦ, повышение эффективности котельных……………………......97

7.2. Компрессорное оборудование и холодильная техника…………………………………

7.3. Электропривод……………………………………………………………………………..

101

7.4. Автоматизация управления производственными процессами…………………….

103

7.4.1. Общие положения……………………………………………………………………

103

7.4.2. Понятие автоматического регулирования………………………………………….

104

7.4.3. Классификация подсистем автоматизации……………………………………….. 105

7.4.4. Датчики ………………………………………………………………………………

105

7.4.5. Первичный приборный учет………………………………………………………. 111

7.4.6. Схемы автоматизации.

Автоматизированные системы контроля и управления

различными энергообъектами………………………………………………………………………..

113

7.5. Приоритетные направления энергосбережения в промышленных отраслях………….

114

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………...

118

Блок 8. Вторичные энергетические ресурсы………………………………………………….

119

8.1. Общие вопросы…………………………………………………………………………….

119

8.1.1. Вторичные энергетические ресурсы в промышленности……………………………

119

8.1.2. Вторичные энергетические ресурсы на предприятиях текстильной промышлен-

ности…………………………………………………………………………………………………….

120

8.1.3. Определение выхода ВЭР и экономия топлива за счет их использования…………

125

8.1.4. Экономическая эффективность использования вторичных энергетических ресур-

сов………………………………………………………………………………………………………

126

8.2. Утилизация ВЭР…………………………………………………………………………...

131

8.2.1. Теплообменные аппараты для утилизации вторичных энергоресурсов……………

131

8.2.2. Теплообменные аппараты для утилизации высокотемпературных ВЭР…………..

133

8.2.3. Теплообменные аппараты для утилизации низкопотенциальных вторичных энер-

горесурсов……………………………………………………………………………………………..

137

8.2.4. Некоторые примеры экономии тепловой энергии за счет использования ВЭР…..

143

Контрольные вопросы……………………………………………………………………….

146

Блок 9. Основы энергетического менеджмента и аудита ………………………………….. 147

9.1. Понятие энергетического менеджмента и аудита……………………………………… 147

9.1.1. Понятие энергетического менеджмента…………………………………………….. 147

9.1.2. Энергетический баланс………………………………………………...........................

149

9.1.3. Энергетические аудиты и обследования……………………………………………

…

151

9.2. Проектный подход в энергетическом менеджменте…………………………………….

157

9.2.1. Планирование капиталовложений на развитие энергетических источников………

157

9.2.2. Оценка и анализ рисков инвестиционных проектов………………………………

….

160

9.2.3. Схемы финансирования проектов……………………………………………………..

163

9.2.4. «Экономические» методы проектного анализа………………………………………

164

9.2.5. Показатели эффективности инвестиционных проектов…………………………….

167

9.2.6. «Неэкономические» методы проектного анализа……………………………………

172

9.2.7. Энергетическое планирование………………………………………………………..

176

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

181

Блок 10. Вопросы эффективного использования энергии в различных сферах горо

д-

ского хозяйства ………………………………………………............................................................

182

10.1. Концепция и задачи энергосбережения…………………………………………………

182

10.2. Энергосбережение при в градостроительстве и зданиях………………………………

182

10.2.1. Градостроительство…………………………………………………………………..

182

10.2.2. Здания………………………………………………………………………………….

183

10.3. Энергосбережение при освещении………………………………………………………

189

10.4. Теплоснабжение…………………………………………………………………………...

193

10.4.1. Реконструкция и модернизация систем централизованного теплоснабжения… 193

10.4.2. Децентрализация и регулирование теплоснабжения……………………………….

194

10.4.3. Теплоснабжение производственных зданий………………………………………...

197

10.5. Автомобильный транспорт……………………………………………………………….

198

10.6. Экономия энергии в быту………………………………………………………………. 199

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

202

Блок 11. Энергосбережение и экология ……………………………………………………….

203

11.1. Экологические проблемы, связанные с работой ТЭС, ГЭС, транспорта……………..

203

11.2. Специфические экологические проблемы ядерной энергетики……………………….

206

11..3. Парнниковый эффект………………………………………………................................

208

11.4. Экологические эффекты энергосбережения…………………………………………….

210

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

211

Блок 12. Энергосбережение в странах дальнего зарубежья …………………………………

212

12.1. Мировой опыт энергосбережения……………………………………………….............

212

12.2. Энергосберегающая политика в США………………………………………………......

216

12.3. Японский опыт энергосбережения………………………………………………........... 218

12.4. Опыт энергосбережения Дании……………………………………………….................

220

Контрольные вопросы…………………………………………………………………………..

222

Список использованных источников…………………………………………………………. 223

ПРЕДИСЛОВИЕ

Среди важнейших проблем, поставленных наукой и практикой особое место занимает

проблема энергосбережения. Энергосбережение в народном хозяйстве Республики Беларусь

поднято на уровень государственной политики. Главные направления и важнейшие меро-

приятия по развитию топливно-энергетического комплекса страны и повышению эффектив-

ности энергоиспользования отражены в законе Республики Беларусь «Об энергосбережении»

и закреплены энергетической программой до 2010 года.

Энергосберегающая политика имеет особо важное значение для отраслей промышлен-

ного производства, основанных на теплотехнологии с большой энергоемкостью и с низким

уровнем полезного использования топлива. Во многих отраслях легкой промышленности

имеются особо крупные резервы экономии топлива и тепла и возможности их практической

реализации. Значительное место занимает проблема рационального использования вторич-

ных энергетических ресурсов.

Дисциплина «Основы энергосбережения» введена в учебные планы высших учебных

заведений. Поставлена задача качественно нового уровня образования инженерного корпуса

в области энергосбережения с учетом современных задач государства.

Курс лекций представляет собой содержание курса «Энергосбережение» и содержит

все разделы, отраженные государственной учебной программой «Основы энергосбереже-

ния». Цель учебного пособия – связать основы энергосбережения как общетехническую дис-

циплину с их практическим применением в работе инженера и дать конкретные знания для

принятия и внедрения энергоэффективных мероприятий и решений. Сформировать у буду-

щих специалистов важность понимания энергосбережения как обязательного процесса, как

системы при осуществлении своей деятельности и реализации своего интеллектуального по-

тенциала.

Учебное пособие предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения спе-

циальностей 1-50 01 01 «Технология пряжи, тканей, трикотажа и нетканых материалов», 1-50

02 01 «Конструирование и технология изделий из кожи», 1-50 01 02 «Конструирование и тех-

нология швейных изделий», 1-36 08 01 «Машины и аппараты легкой, текстильной промыш-

ленности и бытового обслуживания» Учреждения образования «Витебский государственный

технологический университет».

БЛОК 1

ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ МИРА И РБ. ТЭК

1.1. Роль энергетики в развитии человеческого общества

Источником всей энергии на Земле является Солнце. В процессе фотосинтеза, являю-

щегося основой жизни многих видов растений, живая природа потребляет лишь незначи-

тельную часть (около 40 ТВт) от общего количества исходящей от Солнца энергии (около

200000 ТВт). Большее количество солнечной энергии расходуется на согревание атмосферы

Земли (50 %), освещение планеты (30 %) и на осуществление процессов кругооборота ве-

ществ на Земле (20 %). Использование энергии человечеством растет в геометрической про-

фессии. В 1990 году оно составило около 12 ТВт, т. е. 30 % от ее общего количества, погло-

щаемого в процессе фотосинтеза.

Энергия является основой жизни на Земле. Растения поглощают солнечную энергию в

процессе фотосинтеза; животные потребляют эту энергию косвенным путем, поедая расте-

ния и других животных. Человек потребляет солнечную энергию различными путями, в том

числе и с пищей. Еще в глубокой древности человек научился перерабатывать энергию

Солнца путем сжигания биологической материи (например, древесины или навоза).

История энергетики насчитывает тысячелетия. Процесс потребления энергии на нашей

планете исторически протекал крайне неравномерно. Ориентировочное представление о нем

может дать рис. 1.1, на котором показано изменение расхода энергии человечеством во вре-

мени. Кривая указывает на резкое возрастание потребления энергии начиная с XX в. Челове-

чество за всю историю своего существования израсходовало около 900-950 тыс. ТВт ∙ч энер-

гии всех видов, причем почти 2/3 этого количества приходится на последние 40-50 лет.

На каждом новом этапе историче-

ского развития усложнение хозяй-

ственной деятельности человека

неизбежно приводило к нехватке

энергии, к противоречию между

желаемым и возможным. Для пре-

одоления противоречия необходи-

мо было находить новые источни-

ки сил и энергии. Проблема энер-

гии - одна из важнейших глобаль-

ных проблем, в решении которой

заинтересованы все народы, все

страны мира.

Первый в истории человече-

ства энергетический кризис разра-

зился во II тысячелетии до нашей

эры. Тогда единственными источ-

никами энергии были собственная сила человека и сила животных. Выход из этого кризиса

был найден в использовании мускульной силы рабов. Развивались ремесла, техника: появи-

лись приспособления для увеличения «силовых» возможностей человека – блоки, рычаги,

катки и т. п.

Встречались в те давние времена и с энергетическими проблемами, похожими на со-

временные. Исследования археологов в древнем горнопромышленном и металлургическом

центре Востока – Древнем Египте установили, что выплавка меди там внезапно прекратилась

примерно за 1000 лет до нашей эры. Хотя до этого в течение 1000 лет не менее 1000 печей

плавили металл, причем в качестве топлива использовали древесный уголь из стволов пальм,

там произраставших. Когда пальмовые леса близ месторождения были вырублены, топлива

стало не хватать - «локальный энергетический кризис» привел к прекращению производства

Рис. 1.1. Динамика потребления энергии на Земле и

развития цивилизации человечества.

металла.

С крахом рабовладельческого строя кончилась эпоха «живой энергетики», и человече-

ство должно было искать новые источники энергии. Прежде всего, люди обратили свои по-

иски к источникам, которые всегда были перед их глазами – к текущей воде и к ветру. Па-

русные суда, водяные колеса, мельницы, ветряные мельницы нашли применение уже в Древ-

ней Греции и в период Римской империи. Новый, феодальный строй вызвал к жизни и новую

технику, основными энергетическими источниками становятся сила воды и ветра, более про-

дуктивно используется сила животных, меняется энергетическая база производства: для при-

ведения в движение самых разнообразных станков и механизмов широко используются во-

дяные колеса. К середине XVIII в. водяные колеса распространились по всей Европе, вокруг

них строятся фабрики, возникают города. Развивающаяся промышленность (ткацкая, метал-

лургическая, горное дело, металлообрабатывающая) требовала все больше и больше энергии.

В поисках возможных источников энергии люди настойчиво пытались создать машины, ко-

торые работали бы сами по себе – вечные двигатели. Навязчивая идея не умерла и до на-

стоящего времени, хотя и развенчана наукой.

Великим изобретением, предоставившим человечеству необходимую энергию и воз-

можность дальнейшего прогресса, стало изобретение паровой машины и ее распространение

в XVIII в. Здесь нельзя не отметить заслуги нашего соотечественника – И. И. Ползунова. С

изобретением паровой машины человек научился превращать в движение, в работу теплоту,

запасенную в угле, дереве, торфе. Однако серьезные недостатки паровых машин: низкий ко-

эффициент полезного действия, большие размеры машины, необходимость подвоза топлива,

сложный привод станков (передача движения от машины к станкам), большое количество

выделяемой сажи - требовали искать другие, новые источники энергии, новые способы ее

получения и преобразования.

Наступает век электричества. Открытие вольтовой дуги, электрического освещения

русским электротехником В. В. Петровым положило начало практическому использованию

электричества. В 1831 г. Майкл Фарадей изобрел электрогенератор, а за 10 лет до этого -

электродвигатель. Электрические машины совершенствовались. Резкий рывок в их развитии

– изобретение русским ученым М. О. Доливо-Добровольским нового типа машины - трех-

фазного асинхронного двигателя, работающего на переменном токе.

В начале – середине XX в. электрификация стала основным фактором увеличения про-

изводительности труда и условием повышения уровня благосостояния народа.

Современные энергосистемы являются неотъемлемым компонентом инфраструктуры

общества, в особенности промышленно развитых стран, которые расходуют примерно 4/5

энергоносителей и в которых живет лишь 1/4 населения планеты. На страны третьего мира,

где живет 3/4 населения Земли, приходится около 1/5 мирового потребления энергии.

Учитывая, что энергия является важнейшим элементом устойчивого развития любого

государства, каждое из них стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые

наилучшим образом обеспечивали бы развитие и повышение качества жизни людей, особен-

но в развивающихся странах, при одновременном сведении к минимуму воздействия челове-

ческом деятельности на здоровье людей и окружающую среду.

В последние 25 лет все развитые страны мира перестали наращивать потребление пер-

вичной энергии на душу населения, обеспечив достаточно высокий уровень жизни своих

граждан.

Существует тесная взаимосвязь между энергообеспечением, богатством государства и

благосостоянием народа. Уровень развития общества определяется способом его энерго-

обеспечения. По подсчетам академика А. Берга еще 100 лет назад 98 % потребляемой на

Земле энергии приходилось на мускульную силу человека и животных. Энергия, вырабаты-

ваемая ветровыми мельницами, водяными колесами, паровыми и электрическими машинами,

составляла лишь малую долю.

В настоящее время в результате научно-технического прогресса почти всю тяжелую ра-

боту выполняют машины, а на мускульную силу людей приходится меньше 1 % энергии.

Пользование даровыми природными энергоресурсами (ветром и солнечным теплом) способ-

ствовало зарождению и становлению цивилизации. Последовательно сменяющиеся виды все

более калорийных энергоносителей - дрова, уголь, нефть, газ и, наконец, ядерное топливо -

это этапы прогресса, который, создавая блага для человечества, вместе с тем ухудшает эко-

логическую среду, уменьшает предел экологической емкости среды обитания, что явля-

ется глобальной энергетической проблемой.

1.2. Виды энергии и энергетических ресурсов

Согласно представлениям физической науки, энергия – это способность тела или сис-

темы тел совершать работу. Существуют различные классификации видов и форм энер-

гии. Назовем те ее виды, с которыми люди наиболее часто встречаются в своей повседневной

жизни: механическая, электрическая, электромагнитная, тепловая, химическая, атомная

(внутриядерная). Последние три вида относятся к внутренней форме энергии, т. е. обуслов-

лены потенциальной энергией взаимодействия частиц, составляющих тело, или кинетиче-

ской энергией их беспорядочного движения.

Энергию в естествознании в зависимости от природы делят на следующие виды.

Механическая энергия — проявляется при взаимодействии, движении отдельных тел

или частиц.

К ней относят энергию движения или вращения тела, энергию деформации при сгиба-

нии, растяжении, закручивании, сжатии упругих тел (пружин). Эта энергия наиболее широко

используется в различных машинах — транспортных и технологических.

Тепловая энергия — энергия неупорядоченного (хаотического) движения и взаимодей-

ствия молекул веществ.

Тепловая энергия, получаемая чаще всего при сжигании различных видов топлива, ши-

роко применяется для отопления, проведения многочисленных технологических процессов

(нагревания, плавления, сушки, выпаривания, перегонки и т.д.).

Электрическая энергия — энергия движущихся по электрической цепи электронов

(электрического тока).

Электрическая энергия применяется для получения механической энергии с помощью

электродвигателей и осуществления механических процессов обработки материалов: дроб-

ления, измельчения, перемешивания; для проведения электрохимических реакций; получе-

ния тепловой энергии в электронагревательных устройствах и печах; для непосредственной

обработки материалов (электроэррозионная обработка).

Химическая энергия — это энергия, "запасенная" в атомах веществ, которая высвобож-

дается или поглощается при химических реакциях между веществами.

Химическая энергия либо выделяется в виде тепловой при проведении экзотермических

реакций (например, горении топлива), либо преобразуется в электрическую в гальваниче-

ских элементах и аккумуляторах. Эти источники энергии характеризуются высоким КПД (до

98%), но низкой емкостью.

Магнитная энергия — энергия постоянных магнитов, обладающих большим запасом

энергии, но «отдающих» ее весьма неохотно. Однако электрический ток создает вокруг себя

протяженные, сильные магнитные поля, поэтому чаще всего говорят об электромагнитной

энергии.

Электрическая и магнитная энергии тесно взаимосвязаны друг с другом, каждую из них

можно рассматривать как "оборотную" сторону другой.

Электромагнитная энергия — это энергия электромагнитных волн, т.е. движущихся

электрического и магнитного полей. Она включает видимый свет, инфракрасные, ультра-

фиолетовые, рентгеновские лучи и радиоволны.

Таким образом, электромагнитная энергия — это энергия излучения. Излучение пере-

носит энергию в форме энергии электромагнитной волны. Когда излучение поглощается, его

энергия преобразуется в другие формы, чаще всего в теплоту.

Ядерная энергия — энергия, локализованная в ядрах атомов так называемых радиоак-

тивных веществ. Она высвобождается при делении тяжелых ядер (ядерная реакция) или син-

тезе легких ядер (термоядерная реакция).

Бытует и старое название данного вида энергии – атомная энергия, однако это название

неточно отображает сущность явлений, приводящих к высвобождению колоссальных коли-

честв энергии, чаще всего в виде тепловой и механической.

Гравитационная энергия — энергия, обусловленная взаимодействием (тяготением) мас-

сивных тел, она особенно ощутима в космическом пространстве. В земных условиях, мо, на-

пример, энергия, «запасенная» телом, поднятым на определенную высоту над поверхностью

Земли – энергия силы тяжести.

Таким образом, в зависимости от уровня проявления, можно выделить энергию макро-

мира – гравитационную, энергию взаимодействия тел – механическую, энергию молекуляр-

ных взаимодействий – тепловую, энергию атомных взаимодействий – химическую, энергию

излучения – электромагнитную, энергию, заключенную в ядрах атомов –ядерную.

Современная наука не исключает существование и других видов энергии, пока не за-

фиксированных, но не нарушающих единую естественнонаучную картину мира и понятие об

энергии.

В Международной системе единиц СИ в качестве единицы измерения энергии принят 1

Джоуль (Дж). 1 Дж эквивалентен 1 ньютон метр (Н м). Если расчеты связаны с теплотой,

биологической и многими другими видами энергии, то в качестве единицы энергии приме-

няется внесистемная единица - калория (кал) или килокалория (ккал), 1кал = 4,18 Дж. Для

измерения электрической энергии пользуются такой единицей, как Ватт час (Вт ч, кВт ч,

МВт ч), 1 Вт ч = 3,6 МДж. Для измерения механической энергии используют величину 1 кг м

= 9,8 Дж.

Если энергия – результат изменения cостояния движения материальных точек или тел,

то она называется кинетической; к ней относят механическую энергию движения тел, тепло-

вую энергию, обусловленную движением молекул.

Если энергия – результат изменения взаимного расположения частей данной системы

или ее положения по отношению к другим телам, то она называется потенциальной; к ней

относят энергию масс, притягивающихся по закону всемирного тяготения, энергию положе-

ния однородных частиц, например, энергию упругого деформированного тела, химическую

энергию.

Энергетические ресурсы – это материальные объекты, в которых сосредоточена энер-

гия, пригодная для практического использования человеком.

Энергия, непосредственно извлекаемая в природе, называется первичной, а носители

первичной энергии называются первичными энергоресурсами.

На рис. 1.2 представлена классификация первичной энергии. Выделены традиционные

виды энергии, во все времена широко использовавшиеся человеком, и нетрадиционные виды

энергии, сравнительно мало использовавшиеся до последнего времени в силу отсутствия

экономичных способов их промышленного преобразования, но особо актуальные сегодня

ввиду их высокой экологичности.

Различают невозобновляемые и возобновляемые виды энергии и, соответственно, нево-

зобновляемые и возобновляемые энергоресурсы. Невозобновляемые энергоресурсы – это те,

которые ранее были накоплены в природе и в новых геологических условиях практически не

образуются, например, уголь, нефть, природный газ. Возобновляемые энергоресурсы – те,

восстановление которых постоянно осуществляется в природе, например, энергия ветра, био-

топливо, энергия морских волн и т. д. На классификационной схеме рис. 1.2 невозобновляе-

мые и возобновляемые виды энергии обозначены, соответственно, белыми и серыми прямо-

угольниками.

К невозобновляемым энергетическим ресурсам относят: каменный уголь; нефть; при-

родный газ, уран.

Топливо подразделяют на следующие четыре группы (рис. 1.2):

– твердое;