7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 1/30

Universitatea Tehnică a Moldovei

Facultatea de Energetică

Catedra „Termotehnica şi Management în Energetică”

Raportla lucrarea de an (de informare-documentare)

„Omul şi energia”

la disciplina „Energetica generală”

A efectuat studentul gr. IME-091Melnicov Valeriu

A verificat Profesorul 

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 2/30

Chişinău – 2010

Cuprins

1. Formele de Energie: definiţii şi exemple..................................................................3

1.1 Energia mecanică..............................................................................................5

1.2 Energia chimică.................................................................................................5

1.3 Energia termică.................................................................................................6

1.4 Energia electrică................................................................................................6

1.5 Energia hidraulică.............................................................................................8

1.6 Energia solară....................................................................................................9

1.7 Energia din biomasă..........................................................................................10

1.8 Energia eoliană.................................................................................................111.9 Energia geotermică............................................................................................12

2. Unităţile de măsură a energiei şi puterii.................................................................13

3. Coeficienţii de conversie a energiei şi puterii.........................................................15

4. Tipurile de Combustibili.........................................................................................17

5. Impactul sectorului energetic asupra mediului.......................................................18

6. Centralele electrice şi clasificarea lor. Tehnologii de producere a energiei...........21

7. Dicţionar de termeni în 3 limbi: RO, EN şi RU......................................................278. Concluzie................................................................................................................28

9. Bibliografie.............................................................................................................29

2

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 3/30

1. Formele de Energie: definiţii şi exemple

Cuvântul energie (din limba greacă veche, ενέργεια (energhia) - activitate, "εν" avândsemnificaţia "în" şi "έργον" având semnificaţia „lucru”) în sensul folosit în fizică, sau, maigeneral, în ştiinţă, tehnică şi tehnologie, „energia”, „potenţialul care determină schimbări”, esteun concept folosit la înţelegerea şi descrierea proceselor .

 Definiţii

Din punct de vedere ştiinţific, energia este o mărime care indică capacitatea unui sistem fizic de aefectua lucru mecanic când trece printr-o transformare din starea sa într-o altă stare aleasă ca starede referinţă. Energia este o funcţie de stare.

Când un sistem fizic trece printr-o transformare, din starea sa în starea de referinţă, rămân în

natură schimbări cu privire la poziţia sa relativă şi la proprietăţile sistemelor fizice din exteriorullui, adică:

schimbarea poziţiei, vitezei, schimbarea stării termice, schimbarea stării electrice, magnetice,atât ale lui cât şi ale sistemelor din exteriorul său. Efectele asupra sistemelor externe se

numesc acţiunile externe ale sistemului în cursul transformării.

Dacă acţiunile sunt exclusiv sub forma efectuării de lucru mecanic, acesta este echivalentul în

lucru mecanic al acţiunilor externe. Suma echivalenţilor în lucru mecanic al tuturor acţiunilor externe care se produc când un sistem fizic trece, prin transformare, dintr-o stare dată într-o starede referinţă este energia totală a sistemului fizic în starea dată faţă de cea de referinţă şireflectăcapacitatea sistemului de a produce lucru mecanic.

Conform legii conservării energiei, diferenţa de energie a unui sistem fizic la o transformare întredouă stări este independentă de calea de transformare dintre cele două stări, ea depinzând numaide cele două stări. Alegând arbitrar valoarea energiei de referinţă, energia din orice altă stare are ovaloare bine determinată. Ca urmare, energia este o funcţie de starea sistemului fizic pe care o

caracterizează, adică este o funcţie de potenţial . În funcţie de starea de referinţă, energia poate fi pozitiv–ă, negativă sau nulă.

Se numeşte formă de energie fiecare termen aditiv din cea mai generală expresie a energiei totalea sistemelor fizice, care depinde exclusiv de o anumită clasă de mărimi de stare (de exemplu:mărimi mecanice, electrice, magnetice etc.).

Lucrul mecanic nu este o formă de energie, deoarece nu caracterizează sistemele fizice,ci transformările lor , respectiv interacţiunea dintre sistemele fizice în cursul transformării lor.

Căldura schimbată de un corp cu exteriorul de asemenea. nu este o formă de energie. Călduranefiind o energie, nu se poate defini o căldură conţinută de un corp, ci doar una schimbată cuexteriorul.

Conform relaţiei dintre masă şi energie, oricărei forme de energie a unui sistem fizic îi corespundeo masă inertă a sistemului, conform relaţiei lui Einstein:

unde m este masa sistemului, iar c este viteza luminii în vid. De subliniat că masa nu este oenergie, ci o mărime asociată acesteia.

3

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 4/30

Partea din energia totală a unui sistem fizic în a cărei expresie intervin dintre mărimile din

cinematică doar cele care caracterizează configuraţia geometrică a corpurilor din sistem senumeşteenergie potenţială. Energia potenţială depinde numai de poziţia relativă a corpurilor dinsistem şi faţă de sistemele din exterior. Energia potenţială poate fi sub diferite forme: dedeformare, elastică, gravitaţională, electrică etc.

Partea din energia totală a unui sistem fizic care depinde exclusiv de mărimile de stare interne senumeşte energie internă. În fizica clasică se presupune că energia internă a sistemelor fizice estesusceptibilă de variaţie continuă.

Forme

În funcţie de diferite criterii, se vorbeşte despre diverse forme de transfer energetic.

Din punct de vedere al sistemul fizic căruia îi aparţine, există (exemple):

energie hidraulică, care, la rândul ei, poate proveni din energia potenţială a căderilor deapă şi mareelor , sau din energia cinetică a valurilor ;

energie nucleară, care provine din energia nucleelor şi din care o parte poate fi eliberată prin fisiunea sau fuziunea lor; energie de zăcământ, care este energia internă a gazelor sub presiune acumulate deasupra

zăcămintelor de ţiţei; energie chimică, care este dat de potenţialul electric al legăturii dintre atomii moleculelor, energie de deformaţie elastică, care este energia potenţială datorită atracţiei dintre atomi; energie gravitaţională, care este energia potenţială în câmp gravitaţional.

După sursa de provenienţă, poate fi: energie stelară, solară, a combustibililor ,hidraulică, eoliană, geotermală, nucleară.

După faptul că urmează sau nu un ciclu se clasifică în:

energie neregenerabilă, care este energia obţinută resurse epuizabile, cum sunt consideratecombustibilii fosili şi cei nucleari;

energie regenerabilă, prin care se înţelege energia obţinută de la Soare, energie consideratăinepuizabilă, sub formă de energie electrică (conversie directă), termică (încălziredirectă),hidraulică, eoliană, sau cea provenită din biomasă.După modul de manifestare a energiei se vorbeşte despre energie mecanică, energie electrică, energie luminoasă.

După purtătorul de energie se vorbeşte de energie termică.

4

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 5/30

1.1 Energia mecanică

Se efectuează un lucru mecanic atunci când o forţă acţionează asupra unui corp şi îşi deplasează

 punctul de aplicaţie.Un sistem fizic, într-o stare determinată, posedă energie mecanică dacă, în cursul unui processpontan, plecând de la acea stare determinată, este capabil să efectueze lucrul mecanic.Energia mecanică are două forme: energia cinetică şi energia poptenţială.Energia cinetică reprezintă energia pe care o posedă un sistem fizic ce se află în mişcare.

Energia cinetică este semiprodusul dintre masa sistemului fizic şi pătratul vitezei sale:2

2mv

 E c= .

În general, energia potenţială a unui sistem fizic este energia datorată poziţiei părţilor salecomponente, aflate în interacţiune, una faţă de cealaltă.Energia potenţială într-o anumită poziţie reprezintă lucrul mecanic generat de interacţiunileconservative (greutatea sau forţa elastică) pentru a-l readuce în starea de nivel zero (configuraţie

zero).Tipurile de energie potenţială sunt: energie potenţială gravitaţională şi energie potenţială elastică.Energia potenţială a unui sistem format din corpul de masă m şi Pământ, când corpul se află laînălţimea h deasupra solului este: mgh E  p = .Lucrul mecanic efectuat de forţele conservative între două stări ale sistemului este egal cuvariaţia energiei potenţiale a sistemului, luată cu semn schimbat.

1.2 Energia Chimică

Energia chimică este energia datorită asocierii atomilor în molecule şi a diferitelor alte

feluri de agregare ale materiei. Ea se poate defini pe baza lucrului mechanic al forţelor electrice caurmare a rearanjarării sarcinilor electrice a electronilor şi protonilor în procesul agregării. Dacă întimpul unei reacţii chimice energia sistemului scade, se transferă energie sistemelor înconjurătoare sub diferite forme, de obicei sub formă de căldură. Dacă în timpul unei reacţiichimice energia sistemului creşte, asta se obţine prin conversia altor forme de energie dinsistemele înconjurătoare.Sistemele în care energia chimică se transform în energie electric se numesc pile electric.Experimental s-a constatat încă din anul 1800 că reacţiile redox permit transformarea energieichimice în energie electric. Dispozitivul în care se petrece această transformare se numeşteelement galvanic. În principiu funcţionarea unui element galvanic se datorează tradiţiei diferite ametalelor de a se transforma în ioni pozitivi.

Bateria, element galvanic, este un dispozitiv ce transform energia chimică în electricitate. Strictvorbind, o baterie este format din două sau mai multe celule singular.Toate celulele sunt alcătuite dintr-un lichid, pasta sau electrolit solid şi doi electrolizi, unul din

 pozitiv şi celălalt negative. Electrolitul este un conductor ionic; unul din electrolizi va reacţiona ,eliberînd electroni, pe cînd celălalt va accepta electroni.

5

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 6/30

1.3 Energia Termică

Energia termică este energia conţinută de un sistem fizic şi care poate fi transmisă sub formăde căldură altui sistem fizic pe baza diferenţei dintre temperatura sistemului care cedează energieşi temperatura sistemului care primeşte energie. Exemple: energia aburului, energia apei calde sau

fierbinţi, energia gazelor calde etc.

Conversiunea termică (energia termosolară) este transformarea directă a radiaţiei solare în energietermică (căldură). Stocarea în energie internă este realizată de unele substanţe lichide, solide şigazoase, numite substanţe de lucru. Energia termică acumulată poate fi folosită direct prinîncălzire, uscare, sau indirect printr+o conversiune secundară în alt tip de energie mecanică sauelectrică.

1.4 Energia Electrică

Energia electrica reprezinta capacitatea de actiune a unui sistem fizico-chimic.Energia electrica prezinta o serie de avantaje in comparatie cu alte

forme de energie, si anume:- producerea energiei electrice in centrale electrice are loc in

conditii economice avantajoase;- energia electrica poate fi transmisa la distante mari prin

intermediul campului electromagnetic, fie direct prin mediulinconjurator, fie dirijat prin linii electrice;

- la locul de consum, energia electrica poate fi transformata inconditii economice in alte forme de energie;

- energia electrica poate fi divizata si utilizata in parti oricat demici, dupa necesitati;Dezavantajul pe care il prezinta energia electrica in comparatie cualte forme ale energiei consta in aceea ca nu poate fi inmagazinata.Energia electrica trebuie produsa in momentul cand este ceruta deconsumatori.Producerea energiei electrice se realizeaza prin transformareaaltor forme de energie:

- transformarea energiei chimice a combustibililor in turbine cu aer, gaz, motoare cu ardereinterna;

- transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor;- transformarea energiei atomice;- transformarea altor forme de energie: maree, solara, eoliana;

Producerea energiei electrice prin transformarea energiei chimice a combustibililor se realizeazain centrale electrice de termoficare sau centrale termoelectrice.Producerea energiei electrice prin transformarea energiei potentiale sau cinetice a apelor serealizeaza in centrale hidroelectrice care produc energie electrica pe cale hidrautica. Aceasta sursade nergie este economica si inepuizabila.Energia electrica este transportata la distanta printr-un sistem de retele electrice, la diversetensiuni: 110 kV, 220 kV, 400 kV si chiar peste 800 kV. Transportul energiei electrice se face fie

 prin linii aeriene, fie prin cabluri subterane.La tensiunea de 110 kV, stalpii de sustinere au peste 25 m inaltime, fiind plasati la intervale decirca 300 m; la 220 kV ei au inaltimea de peste 35 m, intervalul fiind circa 350m; la 400 kV,inaltimea poate ajunge la 50 m, distanta intre ei fiind de peste 350 m. In anumite situatii, cum sunt

de exemplu trecerile peste ape, ei pot atinge inaltimi mai mari.Cablurile subterane sunt folosite in localitatile urbane si acolo unde costul suplimentar este justificat de alte consideratii, cum ar fi cel estetic de pilda.

*Bec cu incandescenţă

6

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 7/30

Un cablu subteran de inalta tensiune necesita instalatii de racire si instalatii suplimentare pentruevitarea pierderilor in pamant. Din acest motiv el este mult mai scump decat o linie aeriana.Liniile aeriene sunt confectionate din conductoare de cupru, aluminiu cu miez de otel si cadmiu-cupru. Conductoarele din cupru sunt folosite la toate tensiunile; pentru deschideri mari seutilizeaza cele din cadmiu-cupru care au o mare rezistenta mecanica. Conductoarele din aluminiucu miez de otel sunt folosite in special in cazul tensiunilor inalte. Exista tendinta ca aluminiul sa

inlocuiasca cuprul, datorita costului sau mai scazut.Conductibilitatea electrica variaza cu temperatura pentru cele mai multe dintre materiale. Ingeneral pentru conductoare ea descreste la cresterea temperaturii. Exceptie fac carbunele sielectrolitii, pentru care, la fel ca la majoritatea nemetalelor, conductibilitatea creste la ridicareatemperaturii.In cazul cablurilor subterane sunt necesare straturi de izolatie si protectie. Dintre materialeleizolatoare remarcam: hartia impregnata cu ulei, cauciucul natural si sintetic, materialele plasticecum sunt policlorura de vinil sau polietilena (utilizata de obicei in locul cauciucului). Cablurileizolate cu hartie pot fi utilizate pana la 400 kV, in timp ce cablurile izolate cu cauciuc saumateriale plastice, numai pana la 11 kV.Protectia unui cablu cu izolatie de hartie impregnata este mai intai realizata cu un strat de plumb

sau aluminiu pentru evitarea umezelii si apoi cu un strat de bitum armat sau fara armaturametalica, pentru evitarea coroziunii si a distrugerii mecanice. Pentru cablurile izolate cu cauciucsau materiale plastice protectia este determinata de necesitatile de serviciu.In mod obisnuit, trebuie sa stim daca izolatorul ales corespunde temperaturii la care va lucra. Sedefinesc in acest scop urmatoarele clase de izolatie:

- clasa Y de izolatie, satisfacatoare pana la 90 grade C. Hartia, bumbacul si matasea netratatefac parte din aceasta clasa;

- clasa A de izolatie, utilizata pana la 105 grade C. Aici sunt incluse hartia, bumbacul simatasea impregnate;

- clasa E de izolatie corespunde temperaturilor pana la 120 grade C. Hartia si tesaturileimpregnate fac parte din ea;

- clasa B de izolatie, utilizata pana la 130 grade C. Ea corespunde materialelor folosite intransformatoare si motoare electrice si din ea fac parte asbestul, mica si portelanul;

- clasa F de izolatie corespunde temperaturilor pana la 155 grade C, clasa H celor pana la180 grade C, iar clasa C temperaturilor mai mari de 180 grade C. In toate aceste clase sunt inclusediverse varietati de sticla, mica si portelan.

Intreruptor 

+ _ Baterie

Bec

*Fig.1. Un circuit simplu, inchis prin intreruptor 1

Un semiconductor difera de alte materiale electrice conductoare prin faptul ca factorii aditionali pot influenta trecerea curentului prin el. Conductibilitatea sa electrica se situeaza intre cea a unui

conductor si cea a unui izolator si creste la ridicarea temperaturii.Proprietatile sale electrice sunt rezultatul structurii sale cristaline si a prezentei impuritatilor.

1 www.google.com/images/circuit%electric 

7

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 8/30

Majoritatea semiconductoarelor, in stare pura, sunt izolatoare, dar introducerea impuritatilor creeaza un surplus de electroni sau o lipsa de elctroni, fiecare din aceste stari permitand trecereacurentului electric. Semiconductoarele utilizate in mod obisnuit sunt germaniul, siliciul, seleniul,oxidul de cupru, sulfura de plumb, arseniura de galiu, fosfura de galiu si carbura de siliciu.

Orice portiune conductoare inchisa, prin care poate circula curentul electric se numeste circuitelectric. In figura 1 este prezentat un circuit simplu care contine o baterie, un intreruptor si olampa electrica. Cand intreruptorul este inchis, curentul circula conventional de la borna pozitivaa bateriei spre cea negativa, prin intrerupator si lampa, facand-o sa lumineze.

1.5 Energia Hidraulică

Energia hidraulică reprezintă capacitatea unui sistem fizic (apa) de a efectua un lucru mecanic la trecerea dintr-o stare dată în altă stare (curgere). Datorită circuitului apei în natură întreţinut de energia Soarelui, este considerată o formă de energie regenerabilă.

Energia hidraulică este de fapt o energie mecanică, formată din energia potenţială a apei datăde diferenţa de nivel între lacul de acumulare şicentrală, respectiv din energia cinetică a apei înmişcare.[1] Exploatarea acestei energii se face curentîn hidrocentrale, care transformă energia potenţialăa apei în energie cinetică, pe care apoi o captează cuajutorul unor turbine hidraulice careacţionează generatoare electrice care o transformăîn energie electric ă.

Tot formedeenergie hidraulică sunt considerate energia cineticăa valurilor şi mareelor .

Energia hidraulică a fost folosită încă din antichitate În India se foloseau roţile hdraulice la morile de apă. ÎnImperiul Roman morile acţionate de apă produceau fâină şi eraufolosite de asemenea la acţionarea gaterelor  pentru tăierea lemnului şi a pietrei. Puterea unui torentde apă eliberată dintr-un rezervor a fost folosită la extracţiaminereurilor , metodă descrisă încăde Pliniu cel B ă tr â n. Metoda a fost folosită pe larg în evul mediu în Marea Britanie şi chiar maitârziu la extracţia minereurilor de plumb şi staniu. Metoda a evoluat în mineritul hidraulic,folosită în perioada goanei după aur din California.

În China şi în extremul orient, roţi hidraulice cu cupe erau folosite la irigarea culturilor. Înanii 1830, în perioada de vârf a canalelor, energia hidraulică era folosită la tractarea barjelor în susşi în josul pantelor pronunţate. Energia mecanică necesară diverselor industrii a determinatamplasarea acestora lângă căderile de apă.

În zilele de azi utilizarea curentă a energiei hidraulice se face pentru producerea curentuluielectric, care este produs în acest caz co costuri relativ reduse, iar energia produsă poate fiutilizată relativ departe de surse

Roţi hidraulice

O roată hidraulică utilizează energia râurilor pentru a produce direct lucru mecanic.

*Barajul Hoover

8

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 9/30

La debite mici se exploatează în principal energia potenţială a apei. În acest scop se folosesc roţi pe care sunt montate cupe, iar aducţiunea apei se faceîn partea de sus a roţii, apa umplând cupele. Greutateaapei din cupe este forţa care acţionează roata. În acestcaz căderea corespunde diferenţei de nivel între

 punctele în care apa este admisă în cupe, respectiv

evacuată şi este cu atât mai mare cu cât diametrul roţiieste mai mare.

La debite mari se exploatează în principal energia cinetică a apei. În acest scop se folosesc roţi pecare sunt montate palete, iar aducţiunea apei se face în partea de jos a roţii, apa împingând

 paletele. Pentru a aveamomente cât mai mari, raza roţii trebuie să fie cât mai mare. Adesea, pentrua accelera curgerea apei în dreptul roţii, înaintea ei se plasează un stăvilar deversor, care ridicănivelul apei (căderea) şi transformă energia potenţială a acestei căderi în energie cineticăcuplimentară, viteaza rezultată prin deversare adăugându-se la viteza de curgere normală a râului.

1.6 Energia Solară

Sursele de energie solara au fost considerate, chiar de ceva timp ca fiind cele mai bune, imediat profitabile optiuni pentru majoritatea oamenilor de pe Pamant, prin asigurarea energiei pentrudiferite instalatii.

Soarele este, de departe cea mai importanta sursa de energie pentru noi. El incalzeste atmosfera pamantului, vaporizeaza apa din oceane, directioneaza norii rezultati prin curenti de aer, denumitesi vanturi spre continente, acolo unde isi dovedesc utilitatea determinand ploile si mentinanddebitele raurilor. Aceasta este o modalitate directa de a folosi aceasta energie si face parte din

 procesele fiziologice ce au loc pe pamant de milioane de ani. Insa Soarele poate face “un pic” maimult: ar putea sa asigure intreaga cantitate de energie de care a re nevoie o societate industrialamoderna, la scara mondiala pentru un viitor indefinit; ceea ce nu poate face o sursa de energieobisnuita. Acestea s-ar putea intampla cu usurinta fara poluare sau batai de cap in privintaresurselor naturale epuizabile. Multi oameni insa nu sunt convinsi de acest lucru ei avand parereaca o astfel de investitie ar aduce pierderi si nu un profit negandit de mare.

In anii 1970 oamenii de stiinta americani erau cuprinsi de un entuziasm puternic gandind ca ar  putea schimba vechea tehnologie cu aceasta noua, bazata pe energia asigurata de Soare.

Aceasta s-a intamplat dupa primele esecuri in transportul si prelucrarea petrolului, care poluaufoarte grav mediul. Astfel s-a ajuns la concluzia ca aceasta noua tehnologie ar trebui initializata laviata de la sate, insa nu dupa mult timp aceasta miscare cu tot cu entuziasmul s-au risipit.Motivele pentru aceasta si pentru absenta utlizarii in ziua de astazi a energiei solare pe scara larga,nusunt nici dificultati conceptuale nici tehnologice.

Exista insa persoane cu mare influenta asupra a astfel de lucruri care pur si simplu se tem de otrecere completa la utilizarea energiei solare.

*Rroţi hidraulice cu aducţiuneinferioară la Hama, Siria

9

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 10/30

O buna masura a suveranitatoii acestora este aceea ca, chiar in ciuda importatntei capitale aleacestui fapt pentru societatea moderna, acest concept de a valorifica anergia a fost completeliminat din planurile Statelor Unite, mai ales din perspectiva informarii opiniei publice ( cuexceptia planelor militare care au in perspectiva folosirea acestui nou tip, mai ales in cazul uneicrize de petrol.) Daca s-ar fi inceput cu folosirea energiei in limite restranse, astazi s-ar fi ajuns laun procent semnificativ ocupat de folosirea energiei solare din anergia totala. Ideea principala era

ca pentru directionarea energiei solare, lumina soarelui trebuia sa fie concentrata. Aparate care puteau realiza acest lucru puteau fi facute la un pret mic, chiar intr-o productie mare, inca din anii1970. Nu a fost sa fie asa.

Au fost si inca sunt probleme asociate cu progresul solar, unele reale altele scornite. Una dintreacestea ar fi ca soarele nu straluceste intotdeauna nici macar in California, insa sunt destule solutii

 pentru a remedia problema aceasta – aceasta face parte din problemele serioase; una dintre celeinventate de unii sceptici, ar fi de exemplu prabusirea instalatiilor, aceasta determinand un pericolchiar mai mare decat fuziunea nucleara; insa ideea de periculozitate nu poate fi contrazisa intotalitate.

Toate acestea au fost mai intai amintite intr-o lucrare publicate la inceputul anului 1983 numita“Cea mai lunga oda a Soarelui”, in prima dintre cele trei volume- manuscrise, din care numai

 putine parti pot fi incluse aici.

Unele aspecte ale energiei solare constituie o problema pentru unii si chiar o oportunitate pentrualtii. Pentru simplul fapt ca soarele straluceste deasupra fiecarui acoperis, acesta poate fi unexemplu de avantaj pentru oamenii de rand si pentru folosirea enrgiei solare la nivel individual nunumai in marile companii dotate cu echipamente speciale de captre si prelucrare a razelor solare,echipamente ce ar fi etalate pe suprafete mari de teren. Avantejele sunt multiple: un profit crescutconsiderabil, o stare de sanatate mai buna a oamenilor determinata de lipsa poluarii, sau daca nu,macar de diminuarea ei.

Folsorea acestei energii se poate incepe prin atingerea unor scopuri simple, apoi la trecerea laobiectiva mai avansate.

Productia ieftina a lentilelor de concentrare, si folosirea lor sub acoperisuri de sticla constituiemiezul primelor incercari. Exista pasaje din diferite lucrari publicate in anii 1977-1980, caredescriu avantajele principale ale folosirii lentilelor sub paravane de sticla, sau a lentilelor cu formade diamant.

1.7 Energia din biomasă

Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deşeurilor şi rezidurilor din agricultură, inclusivsubstanţele vegetale şi animale, sivicultură şi industriile conexe, precum şi partea biodegradabilă adeşeurilor industriale şi urbane.Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absoluttoată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii.Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului.Energia înglobată în biomasă se eliberează prin metode variate, care însă, în cele din urmă,reprezintă procesul chimic de ardere.

Forme de valorificare energetică a biomasei (biocarburanţi) :• Arderea directă cu generare de energie termică.

• Arderea prin piroliză, cu generare de singaz (CO+H2

).

10

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 11/30

• Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3-CH2-OH)-în cazulfermentării produşilor zaharaţi; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, în amestec cu

 benzina, poate fi utilizat în motoarele cu combustie internă.• Transformarea chimică a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool şi generare

de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) şi glicerol. În etapa următoare, biodieselul purificatse poate arde în motoarele diesel.

• Degradarea enzimatică a biomasei cu obţinere de etanol sau biodiesel.• Celuloza poate fi degradată enzimatic la monomerii săi, derivaţi glucidici, care pot fi• Ulterior fermentaţi la etanol.

Biomasa reprezintă componentul vegetal al naturii. Ca formă de păstrare a energiei soarelui înformă chimică, biomasa este unul din cele mai populare şi universale resurse de pe Pămînt. Eaasigură nu doar hrana, ci şi energie, materiale de construcţie, hîrtie, ţesături, medicamente ţisubstanţe chimice. Biomasa este utilizată în scopuri energetice din momentul descoperirii de cătreom a focului. Astăzi, combustibilul din biomasă poate fi utilizat în diferite scopuri: de laîncălzirea încăperilor pînă la producerea energiei electrice şi combustibililor prentru automobile.

1.8 Energia Eoliană

Energia eoliana este energia continuta de forta vantului ce bate pe suprafata pamantului.Exploatata, ea poate fi transformata in energie mecanica pentru pomparea apei, de exemplu, saumacinarea graului, la mori ce functioneaza cu ajutorul vantului. Prin conectarea unui rotor la ungenerator electric, turbinele de vant moderne transforma energia eoliana, ce invarte rotorul, inenergie electrica.Pentru ca vantul este o sursa de energie curata si interminabila, turbinele de vant sunt instalate intarile dezvoltate si acolo unde intensitatea vantului permite puterii eoliane sa poata fi exploatata,

 pentru a suplini sursele traditionale de energie electrica, precum caldura degajata de ardereacarbunilor.

Imbunatatirile aduse rotoarelor si elicelor, combinate cu o crestere a numarului de turbine instalate,a dus la o marire a puterii energiei eoliene cu circa 150% din 1990. In 1997, de exemplu, piatamondiala a energiei eoliene manipula in jur de 3 miliarde de dolari.

Sa gasesti o sursa de curent pentru a-ti putea incarca telefonul mobil poate fi o problema atuncicand te afli intr-o calatorie la munte sau, pur si simplu, ai uitat sa iti iei incarcatorul cu tine. Insa,solutia acestei probleme poate fi mai simpla decat s-ar. Gizmodo spune ca studentii de la IndianInstitute of Technology au venit cu o idee extraordinara. Ei au creat o turbina portabila, alimentatade energia eoliana, care poate fi atasata telefonului mobil pentru incarcare.Tehnica nu este inca pe piata, insa departamentul a trimis o propunere Ministrului Stiintei siTehnologiei din India pentru a putea fabrica acest tip de turbina la o scara mai larga, a afirmat

Prof. Lalit Kumar Das, conducatorul Departamentului de Design Industrial. Acest aparat estemenit celor ce se afla pe zonele de coasta, unde vantul este mai mereu prezent. Insa poate fifolosit peste tot, chiar si in timpul unei calatorii, atata timp cat exista curenti de aer. Acestmecanism ar putea fi o solutie ideala pentru cei ce nu au la indemana o sursa de electricitate.Si in cazul in care va intrebati cine va cumpara un telefon celular, daca nu are curent electric, s-ar 

 putea sa ramaneti uimiti. De exemplu, populatia din Ciosa, Bistrita Nasaud,Romania, cumpara telefoane mobile, chiar daca electricitatea e doar un concept la care viseaza cao sa ajunga intr-o buna zi si in satul lor. Semnalul de retea in zona este bun, dar daca vor saincarce un telefon, aeasta inseamna un drum de 8 km pana la cel mai apropiat oras. Iar acesta nueste un caz izolat. Potrivit lui Roy Stear, de la Freeplay Energy, o companie care va produce sivinde generatoare bazate energie eoliana, „Kenya are 30 de miloane de oameni si 3 milioane deutilizatori de telefoane mobile, insa numai 200,000 de case beneficiaza de energie electrica”.

11

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 12/30

  Energia eoliana e o sursa de putere electrica promitatoare in viitor datorita ecologitatii si infinitatii sale. Totusi, pentru ca viteza vantuluivariaza in timpul zilei, sezonului sau anilor energia generata de vant e oresursa intermitenta. In zonele de pe glob cu actiune puternica avantului turbinele actioneaza in jur de 60% din timpul anului. Chiar siasa vantul poate fi insuficient pentru ca turbinele sa functioneze la

capacitate maxima. Cu toate acestea tehnologia a reusit sa-si adaptezecreatiile imbunatatindu-le si producand si alte ce folosesc acest tip deenergie.

1.9 Energia Geotermică

ENERGIA GEOTERMALA reprezinta caldura continuta in fluidele si rocile subterane. Estenepoluanta, regenerabila si poate fi folosita in scopuri diverse: incalzirea locuintelor, industrialsau pentru producerea de electricitate

Rezervoarele geotermale, care se gasesc la cativa kilometri in adancul scoartei terestre, pot fifolosite pentru incalzire directa, aplicatii ce poarta numele de utilizare directa a energieigeotermale. Oamenii au folosit izvoarele calde inca de acum cateva mii de ani, pentru furnizareaapei de imbaiere sau gatit. Astazi, apa izvoarelor este captata si utilizata in statiunile balneare.

In sistemele moderne, se construiesc fantani in rezervoarele geotermale si se obtine un fluxcontinuu de apa fierbinte. Apa este adusa la suprafata printr-un sistem mecanic, iar un alt

ansamblu o reintroduce in put dupa racire, sau oevacueaza la suprafata.

Aplicatiile caldurii geotermale sunt foarte variate.Ele includ incalzirea locuintelor (individual sauchiar a unor intregi orase), cresterea plantelor insere, uscarea recoltelor, incalzirea apei increscatorii de pesti, precum si in unele proceseindustriale, cum este pasteurizarea laptelui.

In ziua de azi exista doua tipuri de uzine electricegeotermale: binare si pe baza de aburi.

Uzinele pe baza de aburi folosesc apa la temperaturi foarte mari

- mai mult de 182 °C. Aburul e obtinut dintr-o sursa directa sau prin depresurizarea si vaporizarea apei fierbinti. Vaporii pun in functiune turbinele si genereazaelectricitate. Nu exista emisii toxice semnificative, iar urmele de dioxid de carbon, dioxid de azotsi sulf care apar sunt de 50 de ori mai mici decat in uzinele ce utilizeaza combustibili fosili.Energia produsa astfel costa aproximativ 4-6 centi/KWh.

Uzinele binare utilizeaza apa la temperaturi mai mici, intre 107 si 182 °C.

Apa fierbinte isi cedeaza energia termica unui fluid secundar, cu punct de fierbere scazut - cel maiadesea se utilizeaza hidrocarburi inferioare precum izobutanul sau izopentanul -, cu ajutorul unuisistem de schimb al caldurii. Fluidul secundar se evapora si pune in miscare turbinele, iar apoi e

condensat si readus intr-un rezervor.

*Turbine de vânt

*Energie Geotermică

12

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 13/30

Electricitatea produsa astfel costa de la 5 pana la 8 centi per KWh. Ele sunt mai des intalnite decatcele pe baza de aburi.

Desi uzinele geotermale se aseamana destul de mult cu uzinele traditionale, ele prezinta sidificultati speciale: gaze si minerale necondensabile in fluidul utilizat, utilizarea de hidrocarburi,absenta apei de racire utilizata in condensare.

2. Unităţile a energiei şi puterii (energie electrică, energie termică, energie mecanică)

Unităţile de măsură reprezintă un standard de măsurare a cantităţilor fizice.In Sistemul Internaţional energia se măsoară în Joule (J) iar puterea in watt (W). Pe lîngăaceste mai sunt tolerate si alte unităţi.

Unităţile de măsură pentru energie

Joule este unitatea de măsură pentru energie în Sistemului Internaţional, numită în onoareafizicianului James Prescott Joule (1818-1889).Un joule este egal cu lucrul mecanic efectuat de o forţă de un newton care îşi deplasează

 punctul de aplicaţie pe o distanţă de un metru pe direcţia şi în sensul forţei.Joule-ul a fost definit iniţial ca unitate de măsură pentru lucrul mecanic şi pentru energiamecanică, fiind însă utilizat în prezent pentru măsurarea tuturor formelor de transfer energeticşi tuturor formelor de energie.

Un watt-oră , notat W*h sau Wh, este o unitate de măsură pentru energie, egală cu cantitateade energie transferată de un proces care transferă o putere de un watt timp de o oră. Watt-ora

nu face parte din Sistemul Internaţional, în care unitatea de măsură pentru energie este joule-ul (J). Echivalenţa este dată de 1 wh=3600 J=3,6 kJ.

Caloria, notată cal, este o unitate de măsură pentru energie, egală cu cantitatea de căldurănecesară pentru ridica temperatura unui gram de apă, aflată la presiune atmosferică normală,de la 14,5 la 15,5 °C (de la 287,65 la 288,65 K).Caloria este numită uneori calorie mică pentru a o deosebi de kilocaloria, numită şi caloriemare, egală cu 1000 cal.Caloria (cal) fiind o unitate de măsură tolerată a energiei termice W, această unitate a fostînlocuită în SI cu Joule.în Sistemul Internaţional, 1 calorie = 4,1868 Joule.

Un cal putere oră , notat C.P.h este o unitate de măsură pentru energie, egală cu cantitatea deenergie transferată de o putere de un cal putere în timp de o oră. Calul putere oră nu face partedin Sistemul Internaţional. Echivalentul în SI este: 1 C.P.*h~2,68 MJCalul putere oră este utilizat frecvent în exprimarea consumului specific al motoarelor termice. Acesta se exprimă în grame de combustibil pe cal putere oră.

13

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 14/30

Unităţile de măsură pentru putere

Acronimul MW, ce semnifică un megawatt, este un cuvânt compus provenind din combinarea prefixului mega cu cuvântul watt (a se vedea şi James Watt), cuvânt ce semnifică unitatea demăsură a puterii în Sistemul Internaţional (SI).

 Mega (cuvânt provenit din limba greacă) este un prefix multiplicator al unităţii de măsură de bază,egal cu 1.000.000 (un milion) sau, folosind notaţia exponenţială, este 1 x 106 unitatea de măsură.În concluzie, un megawatt este egal cu 1.000.000 watt.

1 MW = 1.000.000 W = 1 x 106

W = 106

W

Ca unitate de măsură a puterii energiei electrice furnizate de centralele electrice watt-ul este ounitate mult prea mică. De aceea, în exprimarea concretă a puterii debitate, recepţionate şi/saufolosite în industrie şi economie megawatt-ul este multiplul folosit ca "unitate" de măsură a

 puterii în locul watt-ului.

Un cal putere, prescurtat CP sau C.P. este o unitate de măsură pentru putere, presupusă a fi egalăcu puterea mecanică pe care este capabil s-o furnizeze un cal. Calul putere se utilizează uneori

 pentru a specifica puterea motoarelor termice sau electrice. În contextul motoarelor termice, seutilizează ca unitate de măsură pentru energie calul putere oră.

Calul putere nu face parte din Sistemul Internaţional.

O definiţie alternativă, folosită în ingineria mecanică, pe baza sistemului metric, este forţanecesară ridicării unui corp de 75 kg la înălţimea de un metru, în timpul de o secundă, ceea ce setraduce cu o valoare de 735,49875 W.

•  Energia mecanică – energia se măsoară în Joule (J) iar puterea în WATT (W).

•  Enegia termică – energia se măsoară în Calorie (cal) iar puterea în WATT (W).

•  Energia electrică – energia se măsoară în – ELECTRON-VOLT (eV), 1 eV=1,602 x10-19 J, acest indicator de regulă se foloseşte în fizica nucleară, sau WATTORĂ (Wh),

iar puterea în WATT (W). 

*Unităţi de energie

14

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 15/30

3. Coeficienţii de conversie a energiei şi puterii

Actual, sistemul internaţional este cel mai utilizat sistem de unităţi de măsură pe plan mondial.Sistemul este folosit in majoritatea ţărilor lumii, la ora actuală doar Marea Britanie şi încă trei ţărin-au trecut încă oficial la SI: Statele Unite ale Americii, Liberia şi Myanmar . Totuşi, în SUA SIeste larg folosit în mediile ştiinţifice.

Cu toate astea, majoritea unităţilor de măsură non-metrice sunt definite pe baza unităţilor SI. Deexemplu, Institutul Naţional de Standarde şi Tehnologii al SUA (NIST) publică tabele cu definiţiiale unităţilor de măsură americane în funcţie de cele metrice.

Prefixele cu ajutorul cărora se formează multiplii şi submultiplii unităţilor de măsură din Sistemul internaţional de unităţi (SI) sunt:

 

Actual, standardul ISO 80000-5:2007[1] stabileşte echivalentul SI la:

1 BTU ≈ 1055,056 J

care este o valoare rotunjită la acurateţea măsurăturilor practice a valorii calculate pe baza calorieiinternaţionale.

Pe baza BTU este definită o unitatea de măsură pentru putere termică, BTU pe oră ( BTU/h),utilizată pentru a specifica puterea termică de încălzire şi de răcire a instalaţiilor de climatizare înţările în care se foloseşte sistemul de unităţi anglo-saxon. În acest context, puterile se exprimăadesea în mod eronat în BTU (valorile reprezintă de fapt BTU/h). O astfel de exprimare este cuacelaşi tip de eroare ca şi a exprima vitezele în kilometri în loc de kilometri pe oră.

Relaţia de conversie a BTU/h in kW este:

*Unităţi de putere

*Unitate de măsură (Prefixe SI)

15

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 16/30

1 BTU/h ≈ 1055,056:3600 kW ≈ 1:3412 kW

Pentru evaluări aproximative raportul 1:3400 dă o eroare sub 0,4 %

Existenta mai multor sisteme de unitati de masura si faptul ca la ora actualaînca se utilizeaza destul de frecvent unitatile tolerate (ca exemple pot servi:tur/min; cal – putere; mm a coloanei de mercur; ar; hectar, etc.) si unitati

 britanice apartinând sistemului FPS (foot, pound, secunda) duc la necesitateatransformarii unitatilor SI în unitati ale altor sisteme si invers. Globalizarea siefectele ei: e-economia, e-comertul, eeducatia, internetul – au condus la unschimb colosal de informatii. Cu regret, informatia cu caracter tehnic sicomercial lansata din tarile anglofone, adesea, contine unitati de masuranationale care difera de unitatile SI. Metodele generale de conversie avalorilor numerice dintr-un sistem de unitati de masura în altul sunt stabilite înSistemul National de Metrologie. Din aceste cauze consideram utile tabelele

 prezentate mai jos în care s-au inclus unitatile de masura din alte sisteme maifrecvent utilizate.

GJ MWh Gcal t.c.c t.c.p tcărbune

t păcură

mieGN

1 GJ 1.0000 0.2778 0.2388 0.0341 0.0239 0.0500 0.0250 0.02991 MWh 3.6000 1.0000 0.8598 0.1228 0.0860 0.1800 0.0900 0.10751 Gcal 4.1868 1.1630 1.0000 0.149 0.1000 0.2093 0.1047 0.12501 t.c.c 29.307

68.1410 7.0000 1.0000 0.7000 1.4654 0.7327 0.8749

1 t.c.p 41.8680

11.6300 10.000 1.4286 1.0000 2.0934 1.0467 1.2498

1 t cărbune 20.0000

5.5556 4.7769 0.6824 0.4777 1.0000 0.5000 0.5970

1 t păcură 40.0000

11.1111 9.5538 1.3648 0.9554 2.0000 1.0000 1.1940

1 mie m3 GN 33.5000

9.3056 8.0013 1.1430 0.8001 1.6750 0.8375 1.0000

 *Coeficienţi ai transformărilor energetice echivalente

16

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 17/30

4. Tipurile de combustibili

Prin combustibil se intelege orice substanta care, reactionand cu oxigenul dinaerul atmosferic, isi transforma energia chimica in caldura si produce gaze deardere la temperatura inalta, permitand utilizarea caldurii in conditiitehnicoeconomice avantajoase.

Se exclud astfel din categoria combustibililor unele substante organice(alcooli, R-OH; eteri, R-O-R), care ard cu oxigenul din aer si produc caldura,

dar aceasta nu poate fi folosita avantajos din punct de vedere tehnico-economic.

Combustibilii sunt formati din :• substante combustibile (in care intra elementele combustibile – carbon

(C), hidrogen (H) si sulf (S); si elementele necombustibile – oxigen (O) si azot(N)

• substante minerale necombustibile• umiditate

Clasificarea combustibililor :

Combustibilii se clasifica dupa mai multe criterii.In functie de starea de agregare :• combustibili solizi• combustibili lichizi• combustibili gazoşi

In functie de modul de obtinere :

• combustibili naturali• combustibili artificiali (produsi din cei naturali, prin procedee

industriale)• combustibili sintetici (fabricati din alte substante, pe cale industriala)

In functie de calitate :• combustibili inferiori (Qi(0) < 12,6 MJ/Kg)• combustibili medii (12,6 < Qi(0) < 21MJ/Kg)• combustibili superiori (Qi(0) > 21MJ/Kg)

*Qi(0) – puterea calorifica inferioara raportata la starea initiala (calduradezvoltata prin arderea completa a unitatii de combustibil si racirea gazelor de

17

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 18/30

ardere pana la temperatura de 25ºC, fara caldura latenta de condensare avaporilor de apa din gazele de ardere).

In functie de scopul utilizarii :• combustibili tehnologici (folositi in diverse procese tehnologice, in

scopul producerii de materii prime pentru industrie – petrochimica,cocsochimica etc.)

• combustibili energetici (folositi pentru ardere, in scopul producerii

energiei termice, mecanice sau electrice)

Stare deagregare

Combustibilinaturali

Combustibili artificiali Combustibili sintetici

Combustibilisolizi

PaieLemnTurbaCarbune brunCarbune brunhuilosHuilaAntracitSisturicombustibile

MangalSemicocsCocs de carbuneCocs de petrolBrichete de carbuneDeseuri combustibile(rumegus, talas,coji de seminte, puzderii etc.)Deseuri menajere

Combustibili pentru rachete

Combustibililichizi

(Titei) BenzinaPetrol lampantPetrol pentru tractoarePetrol pentru reactoareMotorinaCombustibil pentru calorifer PacuraGaze lichefiate

BenzinaIzopropilbenzen (cumen)(C9H12)

 Neohexan (C6H14)AlchilatiMetanol (CH3OH)Combustibili pentru rachete

Combustibiligazosi

Gaze naturaleGaze de sonda

Gaze de :· furnal· cocserie

· semicocserie· generator · rafinarie

Hidogen (H2)

5. Impactul sectorului energetic asupra mediului

Energia este unul dintre cei mai importanţi factori ce prejudiciază mediul prindiverse fenomene: creşterea emisiilor de gaze cu efect de seră, poluareamediului cu hidrocarburi, stocarea pe termen lung a deşeurilor miniere şinucleare, despăduri în ritm alert etc.

*Clasificarea Combustibililor 

18

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 19/30

Producţia şi consumul de energie exercită presiuni considerabile asupramediului, care includ contribuţii la schimbările climatice, deteriorareaecosistemelor naturale şi producerea de efecte negative asupra sănătăţiiumane.Activitatea energetică este responsabilă de existenţa poluanţilor în proporţiede peste 50% din emisiile de metan şi monoxid de carbon, aproximativ 90%

din emisiile de dioxid de sulf, aproximativ 88% din emisiile de oxizi de azot,aproximativ 72% din cantitatea de pulberi în suspensie evacuate în atmosferăşi aproximativ 99% din emisiile de dioxid de carbon.În România, sectorul energetic a contribuit ca factor major de degradare amediului prin dezvoltarea centralelor electrice pe cărbuni inferiori. Poluarea înacest sector poate fii cauzată de procesul de producţie a energiei primare, detransport, conversie şi consum. Sectorul energetic contribuie la emisia înatmosferă a unor cantităţi însemnate de dioxid de sulf (SO 2), monoxid decarbon (CO), dioxid de carbon (CO2), oxizi de azot (NOx), particule fine,

 precum şi la deversarea de ape reziduale.Pentru reducerea impactului sectorului energetic asupra mediului România a

transpus în legislaţia românească în anul 2003 Directiva 2001/80/CE pentrulimitarea emisiilor în aer ale anumitor poluanţi proveniţi din instalaţii mari deardere.Acest act normativ vizează limitarea emisiilor de dioxid de sulf, oxizi de azotşi pulberi din instalaţiile mari de ardere, şi anume instalaţiile care au puteretermică mai mare de 50 MW termici.Sectorul energetic cuprinde următoarele activităţi: extracţia şi preparareacărbunelui; extracţia petrolului şi gazelor naturale; extracţia şi preparareaminereurilor radioactive; industria de prelucrare a ţiţeiului; producţia,transportul şi distribuţia de energie electrică şi termică, gaze şi apă caldă.Unităţile de producţie sunt: termocentralele, hidrocentralele şi centralanuclearo-electrică de la Cernavodă.Termocentralele reprezintă sursa cea mai importantă, care poluează aerul prin

 procesele de combustie şi care generează emisii de gaze cu efect de seră (oxizide azot, oxizi de sulf, CO2) afectând calitatea atmosferei. Apa caldă rezultatăîn urma răcirii aburului în condensatoare, modifică parametrii calitativi aiapelor de suprafaţă, cu consecinţe asupra faunei şi florei acvatice; depozitelede zgură şi cenuşă afectează calitatea aerului din zonă (prin spulberări decenuşă) şi a apelor subterane. Accidentele produse la termocentrale, scăpărilede produse petroliere, afectează calitatea apelor de suprafaţă şi a solului.Impactul asupra mediului cauzat de sursele de energie care a atras în mod

special atenţia în ultimii ani, este cel asupra atmosferei: ploile acide şiîncălzirea globală, efecte ce provin din folosirea pe scară largă acombustibililor fosili. Este avut în vedere şi impactul asupra apei, solului şi

 peisajului, efect care se manifestă mai mult la nivel local.Hidrocentralele, în aparenţă unităţi nepoluatoare, afectează şi ele factorii demediu. Hidrocentralele modifică peisajul, ecosistemele, varietatea şi numărulde specii, calitatea apei (prin concentrarea în săruri). Prin construcţia uneihidrocentrale se eliberarează suprafeţe mari de teren, se fac defrişări masive, sedeplasează populaţia spre alte zone. Datorită excesului de umiditateatmosferică în zonă se pot produce perturbaţii climatice.

Comparativ cu sectorul producerii de energie prin arderea combustibililor 

fosili, producerea de energie în hidrocentrale are un impact redus asupramediului, aducând în plus o serie de beneficii, care constau in principal din:

19

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 20/30

• asigurarea de debite suplimentare pentru alimentarea cu apă alocalităţilor şi obiectivelor industriale şi economice;

• servicii de gospodărirea apelor prin apărarea împotriva inundaţiilor alocalităţilor, obiectivelor economice şi căilor de comunicaţii;

• contribuie la depoluarea apelor prin decantarea şi sedimentareasuspensiilor transportate de râuri, posibilitatea de reţinere a anumitor deşeuri,

 produse petroliere etc.Centrala nuclearo-electrică de la Cernavodă poluează mediul prin debitul

mare de apă necesar în sistemul de răcire şi prin conţinutul în radionuclizi algazelor, lichidelor şi materialelor solide evacuate.Reducerea impactului sistemelor energetice asupra mediului şi implementareanormelor prevăzute în acest domeniu impuse de reglementările UniuniiEuropene urmează să se realizeze prin: lucrări de reabilitare şi modernizare,ecologizarea haldelor de zgură şi cenuşă, monitorizarea continuă a calităţiimediului în zona marilor obiective energetice, reabilitarea solurilor poluate şireintroducerea acestora în circuitul agricol, reducerea emisiilor de poluanţi larafinării şi minimizarea pierderilor, refacerea ecologică a unor zone petrolifere

 prin reducerea riscului în operare.

 Impactul consumului de energie asupra mediului

Producerea de energie este o sursă majoră de poluare aaerului, prin:

• emisiile de gaze cu efect de seră (dioxid decarbon, metan), sectorul energetic deţinând ponderea majoră(cca. 75%) din emisiile totale din surse industriale.

• emisiile de gaze acidifiante (oxizi de azot şioxizi de sulf). Procesele de ardere din sectorul energetic(instalaţiile mari de ardere ale SC TERMICA SA Suceava, SCAMBRO SA Suceava, centrale termice de oraş/cartier) augenerat în anul 2004 cca. 51,2% din emisiile de oxizi de sulf şicca. 63% din cele de oxizi de azot, raportat la emisiile totaleprovenite din sursele staţionare inventariate la nivelul

 judeţului Suceava.

• emisiile de  pulberi (îndeosebi din ardereacărbunilor şi a păcurii). Ponderea sectorului energetic în anul2004 a fost de 12% din totalul emisiilor de pulberi totaleprovenite de la sursele industriale şi respectiv 88,5%. Dintre acestea,

 ponderea cea mai mare o au în general pulberile micronice, periculoase pentrusănătatea umană.Cresterea nivelului de trai nu poate avea loc fara o crestere corespunzatoare a

consumului de energie. De aceea, atunci când vrem sa analizam necesarulconsumului de energie este util sa trecem în revista evolutia istorica a acestuia.Consumul minim de energie necesar unui om este cantitatea de energie

20

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 21/30

obtinuta din hrana necesara pentru a trai. În urma cu un milion de ani, ca dealtfel si astazi, înunele regiuni de pe glob, oamenii traiesc cu hrana ce contine circa 1800 calorii

 pe zi de fiecare om sau, daca am masura energia în unitatile cu care ne-amobisnuit, doi kilowati-ore pe zi si pe om. Aceasta energie este consumata îndoua scopuri: asigurarea unei temperaturi constante a corpului si asigurarea

energiei mecanice necesara pentru miscarile cu care omul îsi procura hrana sidiferite deplasari.Transformarea energiei chimice din alimente în energie termica, calduranecesara mentinerii temperaturii corpului, cât si în energia mecanica amuschilor, se realizeaza prin procedee biologice incomplet cunoscute. Sursa

 principala de energie acum un milion de ani, ca de altfel pâna la descoperireaenergiei nucleare, era energia solara care, prin procesul de fotosinteza,

 producea hidrocarburile necesare hranei. În urma cu aproximativ o suta de miide ani s-a facut un salt important, prin utilizarea controlata a focului. Energiasolara, transpusa prin fotosinteza în lemn, este prima sursa de energie pe careomul o transforma, prin mijloace externe, în formele de energie necesare

lui, în primul rând în caldura. Lemnul devine primul combustibil care, printr-un proces chimic, combinarea carbonului cu oxigenul din aer, se transforma înenergie termica.Energia termica astfel produsa este utilizata pentru prepararea hranei,încalzirea si iluminarea locuintei. Totodata, ea îi permite omului sa

 prelungeasca ziua si sa sperie animalele periculoase în cursul noptii, cândacestea devin periculoase. Un salt simtitor, care a deschis o noua era îneconomia energetica, s-a facut cu circa 7000 de ani înaintea erei noastre, cândomul a învatat sa domesticeascaanimalele si sa faca agricultura. În societatea agricola, hrana este produsa princultivarea pamântului si omul nu numai ca poate mânca mai mult, consumândcirca 4 kWh pe zi, dar are un surplus cu care poate sa hraneasca animaleledomesticite, care îi folosesc pentru a produce energia mecanica necesara întransport si în cultivarea pamântului.

6. Centralele electrice şi clasificarea lor. Tehnologii de producere a

energiei

• Centrale electriceProducerea energiei electrice reprezinta procesul de transformare a diferitelor forme de energie primara în energie electrica, în cadrul unor instalatiispecializate de complexitate mare, denumite centrale electrice. Evolutiaconsumului de energie electrica a facut ca acestea sa fie tot mai mari, puterilelor instalate fiind limitate de restrictii tehnologice, economice, de mediu saudesecuritate.Centrala electrica reprezinta un ansamblu de instalatii complexe, în care se

asigura conditiile pentru conversia unei forme primare de energie în energieelectrica. Ea materializeaza tehnologic o conceptie de conversie.

21

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 22/30

Dezvoltarea unei industrii energetice puternice esteconditionata de existenta unor surse de energie primaracare sa se caracterizeze prin: diversitate, accesibilitate,siguranta, preturi stabile, asigurarea cantitatilor dorite

 pe o perioada de timp cât mai mare. În raport cu acesteconditii, atentia industriei energetice se îndreapta spre ogama din ce în ce mai diversificata de surse de energie

 primara, cu particularitati din ce în ce mai diferite. Princonversia realizata în instalatii specializate, aceste surseacopera cererea de energie electrica si termica asocietatii.În mod conventional, sursele de energie primara suntîmpartite îndoua mari categorii:• surse finite;

• surse regenerabile.

Sursele finite de energie primara se considera a fi limitate atât în timp, cât si înspatiu. Ele sunt capabile sa acopere nevoile societatii umane doar pentru o

 perioada de timp limitata. Marimea acestei perioade de timp depinde devolumul rezervelor de energie primara la care are acces societatea umana.Cele mai importante surse finite de energie primara sunt combustibilii fosili sinucleari. Din punct de vedere al modului în care se definesc rezervelecorespunzatoare surselor finite de energie, se disting:

•  Rezerva cert a: reprezinta cantitatea din respectivul combustibil existenta înzacamânt, care a fost certificata prin masuratori si a carui exploatare esteconsiderata ca fiind rentabila în conditiile economice si de dezvoltaretehnologica corespunzatoare unui anumit moment dat.

•  Rezerva cert a recuperabil a: reprezinta cota din rezervele certe care poate firecuperata (extrasa din zacamânt), în conditiile economice si de dezvoltaretehnologica corespunzatoare unui anumit moment dat.

•  Rezerva aditional a: reprezinta cantitatea din respectivul combustibil,aditionala în raport cu rezervele certe, care poate fi:

- certificata prin masuratori, dar a carei exploatare nu este rentabila pentruconditiile tehnologice si economice curente;- rezultata în urma unor estimari care se refera atât la portiuni neexploatate aleunor zacaminte cunoscute, cât si la regiuni care ofera conditii geologicefavorabile.•  Rezerva aditional a recuperabil a: reprezinta cota din rezervele aditionale

 posibil a fi recuperate în viitor.Se subliniaza faptul ca volumul rezervelor certe, respectiv aditionale, estevariabil în timp, el depinzând de dezvoltarea cunostintelor geologice, devariatia pretului combustibililor, de progresul înregistrat în domeniultehnologiei. De exemplu, scaderea pretului la o categorie de combustibili

 poate muta un zacamânt din zona rezervelor certe în cea a rezervelor aditionale, exploatarea lui devenind nerentabila din punct de vedere tehnico – economic. Sursele regenerabile se refera la acele categorii de surse primare de

*Centrală Electrică

22

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 23/30

energie care sunt generate în mod continuu de catre sistemele naturale. Sedisting urmatoarele categorii principale de surse regenerabile de energie:hidraulica, solara, eoliana, geotermala, a mareelor, a valurilor, biomasa. Ele secaracterizeaza prin:

•  Potentialul teoretic brut : Reprezinta energia care ar deveni disponibila prin

conversia în energie utila a tuturor fluxurilor naturale de energie regenerabila,cu o eficienta de 100 %.•  Potential tehnic: Reprezinta cota din potentialul teoretic brut care poate ficonvertita în energie utila, tinând seama de nivelul de dezvoltare tehnologic side posibilitatea de utilizare a acesteia de catre societatea umana (geografiaumana).•  Potential economic: Reprezinta cota din potentialul tehnic care poate ficonvertita în energieutila, în conditii de rentabilitate economica. 

23

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 24/30

*Modul de acoperire a cererii mondiale deenergie primară2

• Centrale Termoelectrice

O centrală termoelectrică, sau termocentrală este o centrală electrică care producecurent electric pe baza conversiei energiei termice obţinută prin arderea combustibillilor . Curentul electric este produs de generatoare electrice antrenate de turbine cu abur, turbine cu gaze, sau, mai rar,cu motoare cu ardere internă.

Drept combustibili se folosesc combustibilii solizi(cărbune, deşeuri sau biomasă), lichizi ( păcură) sau gazoşi (gaz natural).

Uneori sunt considerate termocentrale şi cele care transformă energia termică provenită din alte surse, cum ar fi energianucleară, solară sau geotermală, însă construcţiaacestora diferă întrucâtva de cea a centralelor carese bazează pe ardere.

După destinaţie, termocentralele se clasifică în:

Centrale termoelectrice (CTE), care produc înspecial curent electric, căldura fiind un produs

secundar. Aceste centrale se caracterizează prinfaptul că sunt echipate în special cu turbine cu abur cu condensaţie sau cu turbine cu gaze. Mainou, aceste centrale se construiesc având la

 bază un ciclu combinat abur-gaz.

Centrale electrice de termoficare (CET), care produc în cogenerare atât curentelectric, cât şi căldură, care iarna predomină. Aceste centrale se caracterizează

 prin faptul că sunt echipate în special cu turbine cu abur cu contrapresiune.

2 http://facultate.regielive.ro/biblioteca/energetica-21.html

*Termocentrala Mohave pe cărbune, de1580 MW, lângă Laughlin, Nevada

24

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 25/30

Funcţionarea:

De obicei termocentralele funcţionează pe baza unui ciclu Clausius-Rankine.Sursa termică, cazanul, încălzeşte şi vaporizează apa. Aburul produs se

destinde într-o turbină cu abur producând lucru mecanic. Apoi, aburul estecondensat într-un condensator . Apa condensată este pompată din nou în cazanşi ciclul se reia.

Turbina antrenează un generator de curent alternativ (alternator), care

transformă lucrul mecanic înenergie electrică, de obicei la

tensiunea de 6000 V şi frecvenţa de 50 Hz în Europa, respectiv 60 Hz

în America de Nord şi mare parte din America de Sud.

• Centrale HidroelectriceO hidrocentrala este o centrala electrica folosita pentru a transforma energia

mecanica produsa de apa in energie electrica.

*Schema de principiu a unei centrale termoelectrice

convenţionale(GA - generator de abur; TA - turbina cu abur; G -

 generator electric; C - condensator; PA - pompa dealimentare)

*Termocentrală

25

WG1

G2

TAGA

 PA

C 

G 

 

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 26/30

Functionare

Printr-un baraj de acumulare a apei pe cursul unui rau unde poate fi prezentasi o cascada se realizeaza acumularea unei energii potentiale, trasformata inenergie cinetica prin rotirea turbinei hidrocentralei. Aceasta miscare de rotatieva fi transmisa mai departe printr-un angrenaj de roti dintate generatoruluide curent electric, care prin rotirea rotorului generatorului intr-un campmagnetic, va transforma energia mecanica in energie electrica.

Putere

Puterea unei hidrocentrale este determinata de debitul de apa, de diferenta de

nivel si de randamentul hidraulic si cel al echipamentului.

 Hidrocentralele moderne au un randament ridicat prin intermediul turbinelor si generatoarelor ce pot realiza un randament de pana la 90 %.

 

Tipuri de hidrocentrale 

Folosirea caderii de apa ca parametru, este determinat de diferenta de nivel

dintre oglinda apei din lacul de acumulare (in spatele barajului) si oglinda apeide jos dupa ce apa a trecut prin turbina. Astfel hidrocentrale sunt:

• cu o cadere mica de apa - < 15 m, debit mare• cu o cadere mijlocie - 15–50 m, cu debit mijlociu• cu o cadere mare 50–2.000 m, cu un debit mic de apa

Deasemenea hidrocentralele mai pot fi clasificate dupa capacitate, sau dupafelul constructiei, ca de exemplu hidrocentrale:

• asezate pe firul raului (centrale fluviale), producand curent dupadebit

• cu un lac de acumulare• CHEAP - centrale hidroelectrice cu acumulare prin pompare• cu caverne, pentru acumularea apei

 

26

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 27/30

Imagini hidrocentrale

* Hidrocentrala de la lacul Vidra *Hidrocentrala de la Portile de Fier 1 *Hidrocentrala de la Portile de Fier 2

 

*Hidrocentrala de la Karoon, Iran *Hidrocentrala de la Tarnita

27

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 28/30

7.  Dicţionar de termeni în 3 limbi: RO, RU şi EN 

Dicţionar de termeni Limba română Limba rusă Limba engleză

Energie энергия EnergyCăldură тепло Heat

Centrală Electrică Электростанция Power PlantElectricitate электричество Electricity

Energie Potenţială Потенциальная энергия Potential energyEnergie Cinetică Кинетическая энергия Kinetic energy

Întrerupător Выключатель SwitchBec Колба Bulb

Baterie Аккумулятор BatterySemiconductor Полупроводник Semi-conductor  

Uzină Завод FactoryA furniza Доставлять Delivering

Curent alternativ Переменный ток Alternating currentConversie Преобразование ConversionCombustibil Топливо Fuel

Abur пар SteamIzolare изоляция InsulationLemn дерево WoodPaie Солома Straw

Rezervă Резерв ReserveCărbune Уголь Coal

Regenerabil Возобновляемый RenewableBaraj Плотина Dam

Putere мощность Power  Generator Генератор Generator  

Pompă Насос PumpTensiune Напряженность Tension

Curent electric Электричество Electric CurrentInginer Инженер Engineer  

28

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 29/30

8. Concluzie

 În urma efectuării acestei lucrări de an am capătat cunoştinţe mai aprofundateîn domeniul energetic. Ne dăm bine seama ca daca nu ar exista electricitatea,oamenii vor deveni incapabili de a realiza o mulţime de lucruri necesare vieţiide zi cu zi. Însă pe an ce trece cantităţile de resursele minerale devin tot mai

reduse din cauza folosirii iraţionale şi randamentului scăzut de la centrale,ceea ce duce la pierderi enorme de combustibil în atmosfera.

Aceste eliminari provoara schimbari ale climei, ca efectul de seră sidistrugerea stratului de ozon, ceea ce duce la agravarea sănătăţii omului cit şila afectarea organismelor animale şi vegetale. Din acest motiv trebuie deintreprins diferite masuri pentru stoparea poluarii excesive a Terrei şi folorirearesurselor regenerabile de energie.

Ştim destul de bine ca impactul energetic asupra mediului ambiant este destulde vizibil din motive că acesta afectează mult natura si vietăţile ei.Sperăm că în viitorul apropiat se vor găsi noi metode de obţinere a energie, pt

a putea asigura populaţia pe viitor, pentru ca resursele de care dipune globul pamintesc în prezent pot acoperi necesitatea de energie şi căldură doar pentruciteva sute de ani, ceea ce prezintă un pericol pentru omenire.

29

7/28/2019 Lucr de an Energetica

http://slidepdf.com/reader/full/lucr-de-an-energetica 30/30

  9.Bibliografie

1. Formele de Energie: definiţii şi exemplehttp://ro.wikipedia.org/wiki/Energie1.1 Energia mecanicăwww.didactic.ro/files/4/energiamecanica .ppt 

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_mecanică1.2 Energia chimicăhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_chimică http://referate.educativ.ro/cautare-referat-energia-chimica.html1.3 Energia termicăhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_termicăhttp://www.wagner-solar.ro/index.php?mid=21.4 Energie Electricăhttp://www.e-referate.ro/referate/Energia_electrica2005-03-18.htmlhttp://www.referat.ro/referate/Energia_Electrica_10cff.html1.5 Energia hidraulică

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_hidraulică1.6 Energia solarăhttp://www.e-referate.ro/referate/Energia_solara2005-03-18.html1.7 Energia din biomasăhttp://www.energianoastra.ro/index.php?id=15http://energia-verde.centrale-cazane.ro/1.8 Energia eolianăhttp://www.e-referate.ro/referate/Energia_Eoliana2006-09-27.html1.10 Energia geotermicăhttp://www.e-referate.ro/referate/Energia_Geotermala2010-02-25.html

2. Unităţile de măsură a energiei şi puteriihttp://www.utm.md/metrolog/manuale/SI/Anexa%20B.pdf http://ro.wikipedia.org/wiki/Unitate_de_măsură3. Coeficienţii de conversie a energiei şi puteriihttp://ro.wikipedia.org/wiki/Unitate_de_măsurăhttp://ro.wikipedia.org/wiki/British_thermal_unit4. Tipurile de Combustibilihttp://referat.clopotel.ro/Combustibili-8635.htmlhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Combustibil5. Impactul sectorului energetic asupra mediuluiwww.anpm.ro/.../13%20ENERGIA  _200812191216413.doc 

www.anpm.ro/.../Capitolul%209%20-%20Presiuni%20asupra%20 mediului _ 2007112148.pdf -6. Centralele electrice şi clasificarea lor. Tehnologii de producere a

energieiCentrale Electrice http://facultate.regielive.ro/biblioteca/energetica-21.html

  http://facultate.regielive.ro/biblioteca/energetica-24.htmlCentrale Termoelectrice http://ro.wikipedia.org/wiki/TermocentralăCentrale Hidroelectrice http://ro.wikipedia.org/wiki/Hidrocentrală

  http://www.energie-gratis.ro/hidrocentrale.php

  http://www.agp.ro/ro/energia_hidro/hidrocentrale