17
PRIMARNI ENERGETSKI IZVORI: PRIMARNI ENERGETSKI IZVORI: Neobnovljivi izvori energije Neobnovljivi izvori energije su izvori čiji je potencijal i obim ograničen utvrdjenim rezervama (ili pretpostavljenim, još neotkrivenim rezervama) Obnovljivi energetski izvori Obnovljivi energetski izvori su izvori čiji se potencijal procenjuje prema količini energije koju mogu da daju u nekom vremenskom periodu Konvencionalni izvori energije Konvencionalni izvori energije su oni izvori čija se upotreba može smatrati uobičajenom i čiji su postupci transformacije poznati Nekonvencionalni izvori energije su oni čija

ENERGIJA - predavanje

  • Upload
    vucong

  • View
    251

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ENERGIJA - predavanje

PRIMARNI ENERGETSKI IZVORI:PRIMARNI ENERGETSKI IZVORI:

• Neobnovljivi izvori energijeNeobnovljivi izvori energije su izvori čiji je potencijal i obim ograničen utvrdjenim rezervama (ili pretpostavljenim, još

neotkrivenim rezervama)• Obnovljivi energetski izvoriObnovljivi energetski izvori su izvori čiji se potencijal procenjuje prema količini energije koju mogu da daju u nekom vremenskom periodu

• Konvencionalni izvori energije Konvencionalni izvori energije su oni izvori čija se upotreba može smatrati uobičajenom i čiji su postupci transformacije poznati• Nekonvencionalni izvori energije Nekonvencionalni izvori energije su oni čija je upotreba još uvek ograničena a postupci transformacije i upotrebe u nedovoljno ispitani

Page 2: ENERGIJA - predavanje

PRIMARNI IZVORI ENERGIJE

KONVENCIONALNI

• ugalj• nafta• prirodni gas• fisiona nuklearna energija• geotermalni izvori

• vodeni tokovi• drvo i drugi biljni materijali• energija biomase

NEKONVENCIONALNI

• bituminozni škriljci• bituminozni pesak• geotermalna energija

• sunčeva energija• energija vetra• energija plime i oseke• unutrašnja energija mora i okeana• biogas• upotreba vodonika

obno

vljiv

ine

obno

vljiv

i

Page 3: ENERGIJA - predavanje

GorivaGoriva su prirodne i veštačke materije iz kojih se na racionalan i ekonomičan način procesima sagorevanja može dobiti veća količina toplotne energije.

Da bi se neka supstanca koristila kao gorivo mora da ispunjava nekoliko uslova:

• da se sagorevanjem oslobadja velika količina energije• da se u prirodi nalazi u što većim količinama i da su nalazišta pristupačna• da je stabilna pri skladištenju i transportu• da joj tačka paljenja nije ni suviše niska ni suviše visoka• da proizvodi sagorevanja ne deluju korozivno na uredjaje za sagorevanje niti da izazivaju negativne posledice po stanje životne sredine

Page 4: ENERGIJA - predavanje

ČVRSTAČVRSTA TEČNATEČNA GASOVITAGASOVITA

PRIRODNAPRIRODNA UgaljBituminozni škriljciBriketi

Nafta Prirodni gas

VEŠTAČKAVEŠTAČKA KoksPolukoks

BenzinDizel gorivoPetroleumLož uljeMazutAlkohol

Generatorski gasVodeni gasKoksarski gasRafinerijski gasAcetilen

PODELA GORIVAPODELA GORIVA

Page 5: ENERGIJA - predavanje

Toplotna Toplotna moć gorivamoć goriva je ona količina toplote koja se oslobadja pri potpunom sagorevanju jedinice mase i izražava se u kWhkWh//kgkg ili MJMJ//kgkg.

Gornja toplotna Gornja toplotna moć gorivamoć goriva je teorijska vrednost i odgovara onoj količini toplote koja bi se oslobodila pri potpunom sagorevanju jedinice mase u idealnim uslovima i bez prisustva vlage u gorivu.

Donja toplotna Donja toplotna moć gorivamoć goriva odgovara vrednosti toplotne moći umanjene za onu količinu toplote koja je potrebna da se vlaga prisutna u gorivu i vlaga koja nastaje u procesu sagorevanja prevede u parno stanje.

Page 6: ENERGIJA - predavanje

ELEMENTARNI SASTAV I TOPLOTNA MOĆ ELEMENTARNI SASTAV I TOPLOTNA MOĆ PRIRODNIH ČVRSTIH GORIVAPRIRODNIH ČVRSTIH GORIVA

C(%)C(%) H(%)H(%) O(%)O(%) N(%)N(%) S(%)S(%) Isparljive Isparljive materijematerije

Donja Donja toplotna toplotna

moćmoćMJMJ//kgkg

Drvo Drvo 48-5248-52 5.8-6.25.8-6.2 43-4543-45 0.05-0.10.05-0.1 -- 70-7870-78 18.8-20.118.8-20.1

TresetTreset 49-6049-60 5-85-8 28-4528-45 1-41-4 0.1-10.1-1 45-6045-60 20.8-24.320.8-24.3

LignitLignit 65-7065-70 5-65-6 25-3025-30 0.5-1.50.5-1.5 0.5-30.5-3 35-5035-50 25.9-27.925.9-27.9

Mrki u.Mrki u. 65-7565-75 5-85-8 12-3012-30 0.5-20.5-2 0.5-30.5-3 40-6040-60 25.9-21.725.9-21.7

KameniKameni 75-9475-94 3.5-53.5-5 3-203-20 1-1.51-1.5 0.5-1.50.5-1.5 8-558-55 31.7-36.431.7-36.4

AntracitAntracit 94-9794-97 1-2.51-2.5 1-21-2 0.5-10.5-1 0.50.5 1-51-5 36.4-36.836.4-36.8

Page 7: ENERGIJA - predavanje

NAFTA

Nafta je prirodno tečno gorivo biogenog porekla. Godišnja proizvodnja iznosi oko 3·109 tona.

Nafta predstavlja najsloženiju smešu ugljovodonika u prirodi.

Dobija se iz bušotina sa dubina od oko 3000 metara (neka nalazišta su na dubinama i do 9000 metara), a sve više se istražuju nalazišta pod morem što zahteva posebne uslove eksploatacije.

Page 8: ENERGIJA - predavanje

Podela nafte prema sastavu:Podela nafte prema sastavu:

• Parafinske nafteParafinske nafte sadrže zasićene ugljovodonike opšte formule C sadrže zasićene ugljovodonike opšte formule CnnHH2n+22n+2

(izomerni oblici ovih ugljovodonika utiču na kvalitet goriva) (izomerni oblici ovih ugljovodonika utiču na kvalitet goriva)

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH2 – CH3

CH3

• Cikloparafinske nafteCikloparafinske nafte sadrže aliciklične ugljovodonike opšte formule sadrže aliciklične ugljovodonike opšte formule C CnnHH2n 2n (ugljovodonici sa cikličnom strukturom) (ugljovodonici sa cikličnom strukturom)

• Aromatične nafteAromatične nafte u svom sastavu imaju i do 30% aromatičnih u svom sastavu imaju i do 30% aromatičnih ugljovodonika, odnosno jedinjenja koja u osnovi imaju benzolov ugljovodonika, odnosno jedinjenja koja u osnovi imaju benzolov prsten C prsten C66HH66

Page 9: ENERGIJA - predavanje

Postupci prerade nafte:Postupci prerade nafte:

• Primarna prerada nafte obuhvataPrimarna prerada nafte obuhvata postupke kojima se sirova nafta postupke kojima se sirova nafta razdvaja na nekoliko frakcija u razdvaja na nekoliko frakcija u zavisnosti od tačke ključanja zavisnosti od tačke ključanja pojedinih komponenti (pod pojedinih komponenti (pod vakuumom ili u atmosferskim vakuumom ili u atmosferskim uslovima): uslovima):

- gasoviti proizvodi- gasoviti proizvodi do 50do 50ooCC - sirovi benzin- sirovi benzin 40-200 40-200 - petroleum- petroleum 150-300150-300 - gasno ulje- gasno ulje 200-350200-350 - ostatak (mazut)- ostatak (mazut) od 350od 350

Aditivi

ATMOSFERSKADESTILACIJA

Rafinerijski gas

Sirovi benzinPetroleumGasno ulje

OSTATK (MAZUT)

VAKUUMDESTILACIJA

Vretensko uljeMaziva uljaCilindars. ulje

OSTATK (BITUMEN)

Page 10: ENERGIJA - predavanje

Tečna goriva na bazi nafte (veštačka tečna goriva)Tečna goriva na bazi nafte (veštačka tečna goriva)

Toplotna moć tečnih goriva je, u proseku, veća Toplotna moć tečnih goriva je, u proseku, veća za oko 50% u odnosu na toplotnu moć čvrstih za oko 50% u odnosu na toplotnu moć čvrstih goriva, postoji mogućnost transportovanja goriva, postoji mogućnost transportovanja cevovodima, sagorevaju bez čvrstog ostatka, a cevovodima, sagorevaju bez čvrstog ostatka, a proces sagorevanja se lakše kontroliše i proces sagorevanja se lakše kontroliše i automatizuje. automatizuje.

Nedostaci su velika emisija CONedostaci su velika emisija CO22 pri pri sagorevanju i ograničene rezerve nafte kao sagorevanju i ograničene rezerve nafte kao osnovne sirovine.osnovne sirovine.

Page 11: ENERGIJA - predavanje

Tečna goriva na bazi nafte (veštačka tečna goriva)Tečna goriva na bazi nafte (veštačka tečna goriva)

Motorni benzinMotorni benzin spada u grupu srednjih benzina sa tačkom ključanja od spada u grupu srednjih benzina sa tačkom ključanja od 50 – 200 50 – 200ooC. Dobija se iz sirovog benzina sekundarnom preradom.C. Dobija se iz sirovog benzina sekundarnom preradom. Predstavlja smešu ugljovodonika. Zbog načina rada motora SUS veoma Predstavlja smešu ugljovodonika. Zbog načina rada motora SUS veoma bitna karakteristika kvaliteta benzina je otpornost prema samozapaljenju bitna karakteristika kvaliteta benzina je otpornost prema samozapaljenju koja se izražava oktanskim brojem. koja se izražava oktanskim brojem. Dizel gorivoDizel gorivo dobija se iz viših petroleumskih frakcija i gasnih frakcija pri dobija se iz viših petroleumskih frakcija i gasnih frakcija pri atmosferskoj destilaciji nafte. Sagoreva u smeši zagrejanog vazduha atmosferskoj destilaciji nafte. Sagoreva u smeši zagrejanog vazduha pod povišenim pritiskom. Kvalitet se odredjuje na osnovu niza osbina pod povišenim pritiskom. Kvalitet se odredjuje na osnovu niza osbina kao što su viskozitet, gustina, stepen prerade prema čemu razlikujemo kao što su viskozitet, gustina, stepen prerade prema čemu razlikujemo četiri grupe dizel goriva, D četiri grupe dizel goriva, D11 (veoma lako), D (veoma lako), D22 (lako), D (lako), D33 (srednje) (srednje) i D i D44 (teško). (teško). Lož uljeLož ulje je namenjeno upotrebi u domaćinstvima. Po sastavu je veoma je namenjeno upotrebi u domaćinstvima. Po sastavu je veoma slično veoma lakom i lakom dizel gorivu. slično veoma lakom i lakom dizel gorivu. PetroleumPetroleum je srednja frakcija atmosferske destilacije nafte. Daljom je srednja frakcija atmosferske destilacije nafte. Daljom preradom dobija se petroleum za osvetljenje, običan motorni petroleum, preradom dobija se petroleum za osvetljenje, običan motorni petroleum, a posebnim postupkom prerade dobija se specijalno gorivo za mlazne a posebnim postupkom prerade dobija se specijalno gorivo za mlazne motore – kerozin. motore – kerozin.

Page 12: ENERGIJA - predavanje

Prirodna gasovita goriva – zemni gas

Prirodni gas je visokokvalitetno gorivo velike toplotne moći (34,9-39,9 MJ/Nm3), sagoreva bez ostatka, ekološki je najprihvatljivije od svih prirodnih goriva, lako se transportuje cevovodima i ne zahteva skladišni prostor. Korišćenjem gasa mogu se ostvariti znatne uštede u energetici.

U prirodi se nalazi kao pratilac nafte ili u posebnim gasnim ležištima.

Prirodni gas sastoji se u najvećem procentu (i preko 90%) od metana (CH4), zatim etana (C2H6), butana (C4H10) i u manjem procentu ostalih lakih ugljovodonika. Prema sastavu se deli na:- suvi gas (uglavnom od metana sa malim procentom propana i butana,- mokri gas (veći procenat butana, a sadrži i pentan i heksan),- korozivni gas (sadrži i okside sumpora).

Page 13: ENERGIJA - predavanje

Nuklearna goriva

Od velikog broja radioaktivnih elemenata mali broj se može smatrati nuklearnim gorivom zbog posebnih zahteva koji su usmereni ka mogućnostima kontrolisanog i kontinualnog odvijanja nuklearne reakcije i ekonomičnosti eksploatacije. Zbog toga se pod nuklearnim gorivima podrazumevaju izotopi urana (naročito 92U233), torijum i plutonijum.

Nalazišta ovih elemenata u prirodi nisu retka ali je njihov procentni udeo u rudama veoma mali (od 0,01 do 4%).

Nuklearna goriva su goriva velike toplotne moći

Ugalj (MJ/kg) Derivati nafte Fisija urana Fuzija vodonika u helijum

20-28 30-45 82 260 000 540 000 000

Page 14: ENERGIJA - predavanje

Radioaktivni otpad je iskorišćeno (osiromašeno) nuklearno gorivo sa visokim stepenom radioaktivnosti.

Odlaganje radioaktivnog otpada zahteva posebne mere predostrožnosti, posebne lokacije i obezbedjen transport.

Vreme poluraspada radioaktivnih elemenata je ono vreme za koje se kolčina posmatranog elementa smanji na polovinu.

Page 15: ENERGIJA - predavanje

SOLARNA ENERGIJASOLARNA ENERGIJA

1,4 kW/m2s

Page 16: ENERGIJA - predavanje

Korišćenje solarne energijeKorišćenje solarne energije

SVETLOSNA ENERGIJASVETLOSNA ENERGIJA TOPLOTNA ENERGIJATOPLOTNA ENERGIJA

Foto ćelijaFoto ćelija

BiokonverzijaBiokonverzija

Gasovita i tečna Gasovita i tečna gorivagoriva

Električna energijaElektrična energija

Statički Statički prijemnikprijemnik

Voda temperature preko 90Voda temperature preko 90ooCC

Voda temperature do 90Voda temperature do 90ooCC

Heliostatički Heliostatički prijemnikprijemnik

Page 17: ENERGIJA - predavanje

Električna energijaElektrična energija

HE

voda

TE

mazut, ugaljprirodni gas

NE

nuklearnogorivo

fisija

mehanička energija

toplotna energija

sagorevanje

Električna energija

biomasabiogasgeotermalna energija

vetarplima i osekaenergija talasa

Solarna energija(fotoćelija)