Природные ресурсы. Лекция 2

Содержание

Слайд 2

Классификация природных ресурсов Земли

Классификация природных ресурсов Земли

Слайд 3

Виды природных ресурсов

Виды природных ресурсов

Слайд 4

Любой природный ресурс должен рассматриваться со следующих позиций: • как объект

Любой природный ресурс должен рассматриваться со следующих позиций:

• как объект

международного права или как объект конкретного государства;
• обеспеченность конкретным ресурсом;
• отношение конкретного ресурса к возобновляемым или невозобновляемым.
Государства вправе использовать собственные природные ресурсы в соответствии со своей национальной политикой, однако на них лежит ответственность за то, чтобы их деятельность не причиняла ущерба окружающей среде других стран или регионов, лежащих за пределами национальной территории.
Слайд 5

Объекты, которые не вошли в категорию международных, могут при необходимости выступать в качестве объектов международного сотрудничества.

Объекты, которые не вошли в категорию международных, могут при необходимости выступать

в качестве объектов международного сотрудничества.
Слайд 6

Континентальный шельф Континентальный шельф включает морское дно и недра подводных районов,

Континентальный шельф

Континентальный шельф включает морское дно и недра подводных районов,

находящихся за пределами территориального моря на всем протяжении естественного продолжения сухопутной территории государств
Весьма важно понятие экономической зоны. Это морской район, находящийся за пределами территориального моря, и прилегающий к нему район с особым правовым режимом, установленным международными договорами и нормами международного права.
.
Слайд 7

Ресурсообеспеченность Ресурсообеспеченность − это соотношение между величиной конкретного природного ресурса и

Ресурсообеспеченность

Ресурсообеспеченность − это соотношение между величиной конкретного природного ресурса и интенсивностью

его использования, при этом она выражается либо количеством лет, на которые должно хватить данного ресурса, либо его запасами из расчета на душу населения страны.
Статус континентального шельфа тесно связан с понятием его природных ресурсов, в них входят минеральные и другие неживые ресурсы морского дна и его недр, а также живые организмы, относящиеся к «сидячим водам», т.е. организмы, которые в период, когда возможен их промысел, находятся в неподвижном состоянии на морском дне или под ним, не способны передвигаться без постоянного физического контакта с морским дном или его недрами.
Слайд 8

Природные ресурсы подразделяют на две группы: возобновляемые и невозобновляемые. К первым

Природные ресурсы подразделяют на две группы: возобновляемые и невозобновляемые.
К первым

относят ресурсы, способные к восстановлению через размножение (животные и растения) или другие природные циклы за сроки, соизмеримые со сроками их потребления.
К невозобновляемым причисляют ресурсы, которые не восстанавливаются или восстанавливаются во много раз медленнее, нежели используются человечеством. Это полезные ископаемые, находящиеся в недрах Земли.

К возобновляемым относят все виды энергии, непрерывно действующие в биосфере Земли: солнечную, ветровую, энергию океана и гидроэнергию рек.
Невозобновляемые источники − ископаемые виды топлива, ядерная и термоядерная энергия.
Важное различие этих источников состоит в их влиянии на биосферу Земли.

Слайд 9

Классификация возобновляемых источников энергии

Классификация
возобновляемых
источников энергии

Слайд 10

Добавляющая (загрязняющая) и недобавляющая (безотходная) энергетика Энергетика, основанная на невозобновляемых источниках,

Добавляющая (загрязняющая) и недобавляющая (безотходная) энергетика

Энергетика, основанная на невозобновляемых источниках, способствует

дополнительному нагреву окружающей среды, поэтому они именуются добавляющими, т.е. их энергия добавляется к энергии планеты, которая обеспечивается Солнцем.
Использование возобновляемых источников энергии не приводит к дополнительному нагреванию планеты, поэтому такую энергию называют недобавляющей или альтернативной.
недобавляющую энергию можно условно назвать безотходной, в то время как добавляющая должна рассматриваться как загрязняющая окружающую среду.
Слайд 11

Добавляющие и недобавляющие энергетические ресурсы

Добавляющие и недобавляющие энергетические ресурсы

Слайд 12

Солнечные батареи Фотовольтаика — единственная технология прямого превращения энергии солнечного света

Солнечные батареи

Фотовольтаика — единственная технология прямого превращения энергии солнечного света в

электричество.
В некоторых случаях солнечные батареи уже конкурентоспособны, например — в домах в удаленной местности.
Однако их дальнейшее внедрение тормозит высокая стоимость и невысокий кпд. Улучшение этих показателей — главное условие развития солнечных батарей. Нанотехнологии могут решить обе проблемы.
Уменьшить стоимость солнечных батарей можно, если использовать более дешевые материалы и более дешевые процессы производства.
Используя наночастицы, можно увеличить отношение площади поверхности батареи к объему, в результате чего кпд возрастет.
Наибольшие значения КПД были достигнуты для систем на основе материалов AIIIBV, в то время как для остальных полупроводников КПД в настоящее время не превышает 20-25%.
Слайд 13

Виды солнечных батарей Солнечные батареи, сенсибилизированные кра­сителями Квантовые колодцы, углеродные нанотрубки и фуллерены, нанонити и дендримеры

Виды солнечных батарей

Солнечные батареи, сенсибилизированные кра­сителями
Квантовые колодцы, углеродные нанотрубки и фуллерены,

нанонити и дендримеры
Слайд 14

Кремниевые солнечные батареи на их долю сегодня приходится 90% рынка фотовольтаических

Кремниевые солнечные батареи

на их долю сегодня приходится 90% рынка фотовольтаических элементов,

бывают двух типов:
монокристаллические и
поликристаллические.
Первые имеют наибольший кпд (для коммерческих продуктов обычно 15%, а в лабора­торных условиях — до 25%), но, как уже было отмечено выше, такие батареи дороги, так как в них используется сверхчистый полупроводник.
Поликристаллические батареи дешевле, но из-за нерегулярностей кристалли­ческой структуры их кпд заметно ниже.
Слайд 15

Экологичны ли кремниевые солнечные батареи? Хотя кремниевые солнечные панели считаются одними

Экологичны ли кремниевые солнечные батареи?

Хотя кремниевые солнечные панели считаются одними из

самых чистых и возобновляемых источников энергии среди доступных источников, они оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду – солнечные электростанции требует больших участков земли, что может нарушить экосистему окружающей среды..
Для производства фотоэлектрических ячеек требуется монокристаллический кремний, технология получения которого затратна и небезопасна из-за применения ядовитого тетрахлорида кремния, неорганических кислот и выделения в ходе производства вредных и опасных веществ, которые отрицательно влияют на природную среду и работников, занятых на данном производстве.
К тому же производство кремниевых солнечных элементов энергоемкое и требует дорогостоящего, громоздкого оборудования.
Слайд 16

Пленочные батареи из аморфного кремния Здесь используются не кристаллы кремния, а

Пленочные батареи из аморфного кремния

Здесь используются не кристаллы кремния, а так называемый

силан (кремневодород). Его наносят на подложку, внутри батарей. КПД у такого вида солнечных батарей намного ниже — около 5%. Но всё не так плохо! Есть и преимущества, среди которых можно назвать: намного лучшее поглощение (в 20 раз лучше), лучше работает при отсутствии прямого солнца, когда пасмурно, эластичность панелей.
Плёночные панели — это следующий шаг развития источников питания на солнечной энергии. Шаг, который продиктован в первую очередь необходимостью снижения цен на производство батарей и стремлением к повышению энергоэффективности.
Слайд 17

Плёночные батареи на основе теллурида кадмия и селенида меди-индия Кадмий —

Плёночные батареи на основе теллурида кадмия и селенида меди-индия

Кадмий — это

материал, который обладает высоким уровнем светопоглощения, открытый как материал для солнечных батарей в 70-х годах. Самой главной проблемой в использовании такого материала является его ядовитость. Также, несмотря на низкий КПД (CdTe) в районе 10%, стоит единица мощности в таких батареях меньше, чем у аналогов.
Чрезвычайно высока способность к поглощению солнечного из­лучения у диселенида меди и индия (CuInSe2). КПД достигает 15 %. Селен также относится к ядовитым элементам.

Структура солнечного элемента на основе CdTe

Слайд 18

Солнечные батареи, сенсибилизированные кра­сителями солнечные панели работающие по этому принципу, скорее

Солнечные батареи, сенсибилизированные кра­сителями

солнечные панели работающие по этому принципу, скорее напоминают

процесс фотосинтеза в природе. 
Суть инновации в том, чтобы использовать оконное стекло в качестве панели, добывающей солнечную энергию.
Слайд 19

Солнечные ячейки на стекле Солнечная ячейка состоит из двух электродов: Прозрачная

Солнечные ячейки на стекле

Солнечная ячейка состоит из двух электродов:
Прозрачная проводящая

пленка оксида индия-олова (ITO) наносится на стекло для создания тоководов.
Пленку TiO2 наносим на проводящее стекло
Для создания электрохимической ячейки полученную структуру стекло/ITO/TiO2 покрываем ITO стеклом.
Вводим между ними жидкий электролит.

Экспериментальный образец

Солнечное окно

Слайд 20

Полимерные батареи и перспективы развития солнечных батарей В полимерных батареях в

Полимерные батареи и перспективы развития солнечных батарей

В полимерных батареях в качестве

тонких пленок используют некоторые органиче­ские полимеры (например, полифениленвинилен), имею­щие свойства полупроводников. У них низкая себестои­мость, однако низок и кпд (5 %) . К тому же они чувствительны к воздуху и влажности.
Квантовые колодцы, углеродные нанотрубки и фуллерены, нанонити и дендримеры также при¬влекают к себе внимание как материалы для солнечных батарей. Сегодня приложения нанотехнологий в области солнечных батарей находятся на стадии фундаментальных исследований.
Эти материалы и технологии станут лидирующими в следующие десять лет наряду с солнечными батареями, сенсибилизированными красителями.
Слайд 21

КПД солнечных элементов

КПД солнечных элементов