Sveučilišni diplomski studij elektrotehnike
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 66

POGONSKI I RADNI STROJEVI PowerPoint PPT Presentation


  • 116 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Sveučilišni diplomski studij elektrotehnike. POGONSKI I RADNI STROJEVI. Uvodno predavanje 2011. Sva energija koju danas koristimo izvorno potječe od energije dozračene sa Sunca i pohranjene na Zemlji. Svijet. SAD. 36.4 %. 33.5 %. 18.6 %. 1.3 %. 27.1 %. 5.5 %. 5.9 %. 11.6 %. 26.8 %.

Download Presentation

POGONSKI I RADNI STROJEVI

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Pogonski i radni strojevi

Sveučilišni diplomski studij elektrotehnike

POGONSKI I RADNI STROJEVI

Uvodno predavanje

2011.


Pogonski i radni strojevi

Sva energija koju danas koristimo izvorno potječe od energije dozračene sa Sunca i pohranjene na Zemlji


Pogonski i radni strojevi

Svijet

SAD

36.4 %

33.5 %

18.6 %

1.3 %

27.1 %

5.5 %

5.9 %

11.6 %

26.8 %

22.9 %

6.4 %

4.1 %

Nafta: 52555 TWh

Ugljen: 39111 TWh

Plin: 33000 TWh

Hidroelektrane: 9167 TWh

Nuklearne elektrane: 8556 TWh

Obnovljivi izvori: 1833 TWh

Ukupno: 144222 TWh

Nafta: 4033 TWh

Ugljen: 7272 TWh

Plin: 5806 TWh

Hidroelektrane: 886 TWh

Nuklearne elektrane: 2506 TWh

Obnovljivi izvori: 1192 TWh

Ukupno: 21695 TWh

Potrošnja energije po izvorima a) u svijetu i b) u SAD tijekom 2006. godine


Pogonski i radni strojevi

Svijet

SAD

78.9 %

86.4 %

Nafta: 52555 TWh

Ugljen: 39111 TWh

Plin: 33000 TWh

Hidroelektrane: 9167 TWh

Nuklearne elektrane: 8556 TWh

Obnovljivi izvori: 1833 TWh

Ukupno: 144222 TWh

Nafta: 4033 TWh

Ugljen: 7272 TWh

Plin: 5806 TWh

Hidroelektrane: 886 TWh

Nuklearne elektrane: 2506 TWh

Obnovljivi izvori: 1192 TWh

Ukupno: 21695 TWh

Udio fosilnih goriva kao izvora energije tijekom 2006. godine


Pogonski i radni strojevi

Najveći dio proizvodnje energije koju danas koristi čovječanstvo potječe od izgaranja fosilnih goriva čime dobivamo toplinu koju primjenom termodinamičkih procesa pretvaramo u druge korisne oblike energije, najčešće u električnu energiju.


Pogonski i radni strojevi

Proizvodnja i industrijska djelatnost predstavlja jedan od značajnijih potrošača energije koja se ugrađuje u novostvorene proizvode. Primjer željezara u Kini.


Pogonski i radni strojevi

Sljedeći veliki potrošač energije su prijevoz roba i ljudi


Pogonski i radni strojevi

1.800.000

UGLJEN

1.600.000

1.400.000

1.200.000

TWh

1.000.000

800.000

600.000

400.000

200.000

0

Azija i Pacifik

Europa i Azija

Sjeverna Amerika

Afrika

Latinska Amerika

Srednji Istok

Svjetske poznate rezerve ugljena, stanje 2009. godine


Pogonski i radni strojevi

1.500.000

NAFTA

1.200.000

TWh

900.000

600.000

300.000

0

Srednji Istok

Europa i Azija

Afrika

Latinska Amerika

Sjeverna Amerika

Azija i Pacifik

Svjetske poznate rezerve sirove nafte, stanje 2009. godine


Pogonski i radni strojevi

900.000

PRIRODNI PLIN

800.000

700.000

600.000

TWh

500.000

400.000

300.000

200.000

100.000

0

Srednji Istok

Europa i Azija

Afrika

Azija i Pacifik

Sjeverna Amerika

Latinska Amerika

Svjetske poznate rezerve prirodnog plina, stanje 2009. godine


Pogonski i radni strojevi

Kina

SAD

Rusija

Indija

Japan

Njemačka

Kanada

V. Britanija

Iran

Južna Koreja

Italija

Meksiko

Australija

Saudijska Arabija

Indonezija

Francuska

Brazil

Po glavi stanovn

Emisija stakleničkog plina CO2 tijekom 2008. godine

Izvor IEA

Ukupne emisije u 106 t/god, emisija po stanovniku u t/god


Pogonski i radni strojevi

Udio antropogenih emisija CO2 u ukupnoj godišnjoj emisiji sa Zemljine površine u atmosferu je manji od 4%. Najveći dio emisija potječe iz oceana, požara i vulkanske djelatnosti. Koncentracija CO2 se dokazano mijenja periodički u Zemljinoj atmosferi s periodima između 100.000 i 150.000 godina.


Pogonski i radni strojevi

Prema analizama meteorologa i geologa, antropogeni utjecaj na Zemljinu klimu je premalen da bi se samo tome smio pripisivati utjecaj na okoliš i klimatske promjene na Zemlji. Mnogo je veći utjecaj drugih procesa, kao što su promjene Sunčeve aktivnosti i Zemljine aktivnosti.

Ljudi kao svjesna bića moraju svejedno nastojati da svoj utjecaj na prirodu smanje, kako bi se za buduće generacije sačuvao zdravi okoliš. Stoga nastojimo da i u tehnici razvijamo energijske procese koji će biti prihvatljivi u smislu održivog razvoja. U svemu tome veliku ulogu ima i termodinamika.


Pogonski i radni strojevi

IZVORI I POTROŠNJA ENERGIJE U SVIJETU


Pogonski i radni strojevi

Primarna energija


Pogonski i radni strojevi

Svjetska potrošnja primarnih energija po vrstama

Tona ekvivalenta nafte: 1 T.e.n. = 42.5 GJ = 11.8 MWh

Ekvivalent energije u milijunima tona nafte (106 T.e.n.)

Ugljen

Hidroenergija

Nafta

Prirodni plin

Nuklearna energ.

Globalna potrošnja primarne energije zabilježila je najveći rast od 4.3% godišnje posljednjih 10 godina za sva područja i za sve vrste goriva.


Pogonski i radni strojevi

Struktura potrošnje primarnih energija po regijama

Postotak

Sjeverna Amerika

Europa i EurAzija

J. i C. Amerika

Srednji Istok

Afrika

Azija i Pacifik

Nafta ostaje najveći pojedinačni izvor energije u nejvećem broju dijelova svijeta. Izuzetak od toga su zemlje bivšega Sovjetsog Saveza, gdje dominira prirodni plin, te Azija i Pacifik gdje je dominantni izvor energije ugljen


Pogonski i radni strojevi

Specifična potrošnja primarnih energija po regijama

Tona ekvivalentne nafte (T.e.n.)

T.e.n. po glavi stanovnika


Pogonski i radni strojevi

Potrošnja primarnih energija u svijetu

1 exa J = 1018 J = 1012 MJ = 277.8·106 MWh

5%

12%

Potrošnja energije u exa J

19%

23%

Obnovljiva

Nuklearna

Ugljen

Plin

Nafta

41%

Godine


Pogonski i radni strojevi

Ukupna potrošnja finalnih oblika energije, zemlje IEA

Nafta

Ukupna finalna energija, exa J

Plin

El. energija

Ugljen

Biomasa

Centralno grijanje

El. energija 20%

Nafta 58%

El. energija 12%

Nafta 53%

Centralno gr. 1%

Biomasa 3%

Biomasa 3%

Ugljen 3%

Ugljen 8%

Plin 20%

Plin 19%


Pogonski i radni strojevi

Promjena cijene fosilnih goriva US$/t

Cijena fosilnih goriva u US$(2000)/t.e.n.

Plin - Pacifik

Nafta

Plin - Europa

Plin - Sj. Amerika

Para na ugljen


Pogonski i radni strojevi

Potrošnja goriva u usporedbi s GDP-om

Potrošnja goriva u MJ/US$(GDP)


Pogonski i radni strojevi

Potrošnja energije za grijanje u domaćinstvu

Potrošnja energije, exa J / god.

Biomasa

Centr. grijanje

El. energija

Plin

Ugljen

Nafta


Pogonski i radni strojevi

Ostvarena ušteda energije po područjima potrošnje

Udio u ukupnoj uštedi

Ostala proizvodnja 14%

Grijanje 19%

Primarna metalna ind. 13%

Primjene 3%

Domaćinstva 1%

Osobna vozila 8%

Industrija nemetala 4%

Zračni prijevoz 6%

Kemijska industrija 9%

Teretna vozila 1%

Ostali prijevoz tereta 2%

Papir i celuloza 2%

Uslužne djelatnosti 18%

Prijevoz tereta Prijevoz putnika

Domaćinstva Uslužne djelatnosti Proizvodnja


Pogonski i radni strojevi

Potrošnja energije po načinima prijevoza putnika

Vodom

Zrakom

Željeznicom

Autobusi

Osobna vozila

Potrošnja energije, exa J / god.


Pogonski i radni strojevi

Specifična potrošnja energije po načinima prijevoza putnika

Zrakoplovi

Osobna vozila

Autobusi

Željeznica

Potrošnja energije, MJ/(putnik-km)


Pogonski i radni strojevi

Godišnji prijeđeni put u 1000 km po putniku


Pogonski i radni strojevi

Promjena udjela različitih načina prijevoza putnika

Vodom

Zrakom

Željeznicom

Autobusi

Osobna vozila


Pogonski i radni strojevi

Prosječna potrošnja goriva l/100 km po osobnom vozilu


Pogonski i radni strojevi

Prosječna potrošnja goriva l/100 km po novom osobnom vozilu


Pogonski i radni strojevi

Prodajna cijena benzina u US$/l po pojedinim zemljama


Pogonski i radni strojevi

Potrošnja energije po različitim načinima prijevoza tereta

Brodovi

Željeznica

Kamioni

Potrošnja energije, exa J / god.


Pogonski i radni strojevi

Specifična potrošnja energije po načinima prijevoza tereta

Potrošnja energije, MJ/tona-km

Kamioni Željeznica Brodovi


Pogonski i radni strojevi

Ugljen


Pogonski i radni strojevi

Dokazane rezerve ugljena u Gt (109 t)

(Udio antracita i bituminoznog ugljena prikazan je u zagradi)

Azija i Pacifik

Europa i EurAzija

Sjeverna Amerika

Afrika

J. i C. Amerika

Srednji istok


Pogonski i radni strojevi

Sirova nafta


Pogonski i radni strojevi

Dokazane svjetske rezerve sirove nafte u mega barrelima

Milijarde bačvi (barrela), 1 barrel = 159 litara

Srednji istok

Europa i EurAzija

J. i C. Amerika

Afrika

Sjeverna Amerika

Azija i Pacifik


Pogonski i radni strojevi

Promjena dokazanih svjetskih rezervi sirove nafte

Postotni udjeli

1984 ukupno 761.6 milijardi barrela

1994 ukupno 1017.5 milijardi barrela

2004 ukupno 1188.6 milijardi barrela

Europa i EurAzija

Srednji istok

Afrika

J. i C. Amerika

Sjeverna Amerika

Azija i Pacifik


Pogonski i radni strojevi

Dnevna proizvodnja sirove nafte

Milijuna barrela na dan

Europa i EurAzija

Sjeverna Amerika

J. i C. Amerika

Azija i Pacifik

Srednji istok

Afrika

Proizvodnja nafte raste više od 3 milijuna b/d u 2004, što je najveće povećanje od 1976. Proizvodnja u OPEC-u raste više od 2 milijuna b/d, raste i proizvodnja u Rusiji.


Pogonski i radni strojevi

Dnevna potrošnja sirove nafte

Milijuna barrela na dan

J. i C. Amerika

Europa i EurAzija

Sjeverna Amerika

Srednji istok

Afrika

Azija i Pacifik


Pogonski i radni strojevi

Prosječna godišnja potrošnja sirove nafte u svijetu po stanovniku

Tona po stanovniku


Pogonski i radni strojevi

Promjena cijene sirove nafte

Svjetski događaji

Cijena sirove nafte US$/barrel

US$ te godine

US$ 2004. godine


Pogonski i radni strojevi

Godišnji prijevoz sirove nafte (2000)

Godišnji prijevoz, 106 t

SAD

Kanada

Meksiko

J. i C. Amerika

Europa i EurAzija

Srednji istok

Afrika

Azija i Pacifik


Pogonski i radni strojevi

Zemni plin


Pogonski i radni strojevi

Dokazane svjetske rezerve zemnog plina

U 1012 m3 plina

Srednji istok

Europa i EurAzija

J. i C. Amerika

Afrika

Sjeverna Amerika

Azija i Pacifik


Pogonski i radni strojevi

Udjeli i iznosi dokazanih rezervi zemnog plina

Postotni udjeli

1994 ukupno 142.89 1012 m3

2004 ukupno 179.53 1012 m3

1984 ukupno 96.39 1012 m3

Azija i Pacifik

Srednji istok

Europa i EurAzija

J. i C. Amerika

Sjeverna Amerika

Afrika


Pogonski i radni strojevi

Dnevna proizvodnja zemnog plina po područjima

Proizvodnja, 106 m3

Sjeverna Amerika

Europa i EurAzija

Azija i Pacifik

Ostatak svijeta


Pogonski i radni strojevi

Dnevna potrošnja zemnog plina po područjima

Proizvodnja, 106 m3

Ostatak svijeta

Azija i Pacifik

Sjeverna Amerika

Europa i EurAzija


Pogonski i radni strojevi

Specifična godišnja potrošnja zemnog plina po područjima

T.e.n. po stanovniku


Pogonski i radni strojevi

Godišnji transport zemnog plina po područjima

Transport, 109 m3 / god.

SAD

Kanada

Meksiko

J. i C. Europa

Europa i EurAzija

Srednji istok

Afrika

Azija i Pacifik

Plinovodi

Prijevoz LNG brodovima


Pogonski i radni strojevi

Nuklearna energija


Pogonski i radni strojevi

Godišnja proizvodnja nuklearne energije po područjima

Proizvodnja, 106 T.e.n.

Azija i Pacifik

Ostatak svijeta

Sjeverna Amerika

Europa i EurAzija


Pogonski i radni strojevi

Hidroenergija


Pogonski i radni strojevi

Godišnja proizvodnja hidroenergije u Mt ekvivalenta sirove nafte

106 T.e.n.

Sjeverna Amerika

J. i C. Amerika

Europa i EurAzija

Azija i Pacifik

Srednji istok i Afrika


Pogonski i radni strojevi

Prognoze buduće svjetske potrošnje energije


Pogonski i radni strojevi

PRIMJENA OBNOVLJIVIH IZVORA ENERGIJE


Pogonski i radni strojevi

Dozračivanje Sunčeve energije na površinu Zemlje

Ukupna godišnja potrošnja energije koju koriste ljudi na Zemlji tijekom godine jednaka je ukupno dozračenoj energiji na Zemljin disk tijekom 1 sata. Ukupno godišnje dozračena energija na Zemljin disk iznosi 1.263.400.000 TWh


Pogonski i radni strojevi

Korištenje fotonaponskih panela

Prosječna dnevna insolacija na Zemljinu površinu je oko 250 W/m2. Pri specifičnoj potrošnji energije po stanovniku razvijenih zemalja od 500 W, bilo bi potrebno 20 m2 fotonaponskih panela (uz spremnike energije) po jednom stanovniku. Stupanj djelovanja fotonaponskih panela je manji od 10%, a cijena instalacije je visoka i iznosi oko 5 US$/W, zbog čega je njihova primjena za sada ograničena ili traži visoku državnu novčanu potporu. Po 1 m2 panela godišnje možemo dobiti do 200 kWh energije.


Pogonski i radni strojevi

Sunčeva termoelektrana vršne snage 17 MW s 265.000 m2 ogledala

na površini od 1.5 km2

Reflektirano Sunčevo zračenje usmjerava se na vrh tornja u kojemu se vrši zagrijavanje tekuće metalne soli pri 600 oC. Ta se tekućina koristi za proizvodnju pregrijane pare ili se može spremiti u posebne spremnike za proizvodnju struje tijekom noći. Regulacija opterećenja postiže se skretanjem reflektiranog zračenja prema vrhu tornja ili van njega. Stupanj djelovanja ovoga postrojenja je između 30% i 40%. Godišnja proizvodnja energije je 104.000 MWh, tako da je prosječna snaga 11.9 MW. Prosječna godišnje proizvedena energija po 1 m2 ogledala je 560 kWh.


Pogonski i radni strojevi

Solarna elektrana s paraboloidnim ogledalima snage 50 MW s površinom ogledala od 510.000 m2 ogledala na površini od 2 km2

Elektrana radi isto tako da Sunčeva energija grije tekuću metalnu sol s kojom se proizvodi pregrijana vodena para za pogon parno turbinskog postrojenja. Godišnja proizvodnja energije je 188.000 MWh, što daje prosječnu snagu tijekom godine od 21.5 MW. Prosječna godišnje proizvedena energija po 1 m2 ogledala je 860 kWh.


Pogonski i radni strojevi

Vjetroelektrana

Vršna snaga pojedinih rotora doseže do 5 MW s rotorima promjera 180 m. Zbog nestalnog vjetra računa se da je prosječna proizvodnja energije od 1/5 do 1/7 vršne snage za nizinska područja s konstantnim vjetrovima. Ako imamo vjetroelektranu s 30 rotora promjera 100 m s ukupnom vršnom snagom od 50 MW, možemo očekivati godišnju proizvodnju energije od 62.500 do 87.600 MWh, tj. prosječnu snagu od 7.1 do 10 MW. Godišnja proizvodnja energije po 1 m2 površine diska rotora je od 265 do 370 kWh.


Pogonski i radni strojevi

Goriva proizvedena iz biomase


Pogonski i radni strojevi

Svjetska i regionalna godišnja proizvodnja etanola (goriva)

Milijuni litara

Svijet

Izvor: F.O. Lichts (2003). Ne uključuje proizvodnju etanola za pića


Pogonski i radni strojevi

Svjetska i regionalna godišnja proizvodnja biodizela (goriva)

Milijuni litara

Istočna Europa

Svijet


Pogonski i radni strojevi

Zahvaljujemo na Vašoj pozornosti


  • Login