- •Введение
- •I. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
- •1.1 Цель преподавания дисциплины
- •1.2. Задачи изучения дисциплины
- •1.3. Связь дисциплины с другими учебными дисциплинами
- •II. Темы лекций и их Содержание
- •Тема 1. Взаимоотношение человека и природы на современном этапе.
- •Тема 2. Теоретические основы экологии
- •Тема 3. Основные компоненты биосферы
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •Тема 5. Организация экологического контроля в Республике Беларусь.
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Тема 7. Роль энергетики в развитии человеческого общества.
- •Тема 8. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 9. Нетрадиционные способы получения энергии.
- •Тема 10 Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и в быту.
- •Краткий конспект лекций по разделу «Основы экологии»
- •Тема 1. Взаимоотношение человека и природы на современном этапе.
- •1.1. Введение
- •1.2. Экологические проблемы современности.
- •1.3. Основные принципы природопользования и охраны природы.
- •1.4 Правовое регулирование природопользования и природоохранной деятельности в Беларуси
- •Тема 2. Теоретические основы экологии.
- •2.1.Экологические факторы среды
- •2.2. Учение в.И.Вернадского о биосфере и ноосфере.
- •2.3.Ноосфера - единство биосферы и человека.
- •2.4. Основные законы и принципы экологии (по б.Коммонеру и н.Ф. Реймерсу).
- •2.5. Сущность нового биосферного мировоззрения.
- •Тема 3. Основные компоненты биосферы
- •3.1 Атмосфера-состав, строение, свойства, атмосферы.
- •3.1.1. Загрязнение воздушного бассейна, качество воздушной среды,
- •3.1.2 Основные направления охраны атмосферного воздуха
- •3.1.3. Методы защиты атмосферы от загрязнений
- •3.2. Гидросфера - значение водных ресурсов, их классификаця.
- •3.2.1. Источники загрязнения водных ресурсов
- •3.2.2. Проблемы обеспечения населения питьевой водой.
- •3.3. Земля как средство производства и пространственный базис развития общества
- •3.3.1.Плодородие земли.
- •3.3.2. Экологическое значение лесных и других биологических ресурсов.
- •3.3.3. Растительность Беларуси.
- •3.3.4. Особенности лесопользования и лесовоспроизводства.
- •3.3.5. Охрана и защита лесов.
- •3.3.6. Недра - средства производства и пространственный базис развития общества.
- •3.3.7. Основные направления рационального использования и охраны недр
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •4.1. Температурный режим земли и проблемы его сохранения
- •4.1.1. Антропогенные факторы влияния на тепловой режим Земли.
- •4.1.2. Сохранение теплового баланса Земли – насущная задача человечества.
- •4.2 Рост численности народонаселения. Демографические закономерности в изменении численности населения.
- •4.3 Загрязнение биосферы.
- •Тема 5. Организация экологического контроля в Республике Беларусь.
- •5.1. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •5.2. Сущность и виды мониторинга окружающей среды.
- •5.3. Экологическая экспертиза
- •5.4. Экологический аудит
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Введение
- •6.1. Загрязнение территории республики радионуклидами
- •6.2. Загрязнение атмосферного воздуха
- •6.3. Загрязнение вод
- •6.4. Деградация и загрязнение почв
- •6.5. Заповедное дело, особо охраняемые природные территории
- •6.6. Международное сотрудничество в природоохранной деятельности.
- •6.7. Принципы устойчивого развития.
- •Краткий конспект лекций по разделу «Основы энергосбережения»
- •Тема 7 Роль энергетики в развитии человеческого общества
- •7.1 Предмет, основные понятия и определения
- •7.2. Роль энергетики в развитии общества и эффективность использования и потребления им энергии
- •7.3 Классификация энергетических ресурсов.
- •7.4 Основные источники энергии и топлива. Условное топливо
- •7.4.1 Виды топлив.
- •1. Твердое топливо.
- •7.4.2 Условное топливо
- •7.5 Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
- •7.6 Энергетическая безопасность Республики Беларусь
- •7.7 Организация энергосбережения в рб.
- •Тема 8 Традиционные способы получения энергии
- •8.1 Понятие энергии и ее основные виды. Особенности использования электрической энергии.
- •8.2 Понятие электрических станций и их классификация.
- •8.3 Тепловые электростанции
- •8.4 Атомные электростанции
- •8.5 Гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции
- •Тема 9 нетрадиционные способы получения и использования энергии.
- •9.1 Гелиоэнергетика
- •9.1.1 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую энергию.
- •9.1.2 Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
- •9.1.3 Примеры использования солнечной энергии
- •9.2. Ветроэнергетика.
- •9.2.1 Принцип действия и классификация ветроэнергетических установок.
- •9.2.2 Опыт использования энергии ветра за рубежом и в рб.
- •9.4 Биоэнергетика
- •9.4.1. Термохимические процессы переработки биомассы.
- •9.4.2. Биохимические процессы переработки биомассы.
- •9.4.3. Агрохимические процессы.
- •9.4 Вторичных энергетические ресурсы
- •Тема 10 Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и быту.
- •10.1. Системы энергоснабжения предприятия.
- •10.2. Основные направления энергосбережения в промышленности.
- •10.3. Основные направления энергосбережения в строительстве.
- •10.4. Основные направления энергосбережения в апк.
- •10.5.Экономия электрической и тепловой энергии в быту.
- •10.5.1. Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом хозяйстве.
- •10.5.2.. Направления экономии электрической энергии.
- •10.5.3. Основные направления экономии тепловой энергии.
- •10.5.4. Экономия тепловой энергии при выборе оптимальной конструкции застекления оконных проемов.
- •IV. Практические (семинарские) занятия
- •V. Управляемая самостоятельная работа студентов дневной формы обучения
- •5.1. Методические рекомендации по выполнению работ
- •5.2. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам лекций
- •4.1.1 Управляемая самостоятельная работа по темам лекций
- •Тема 2. Теоретические основы экологии.
- •Тема 3 Характеристика основных компонент биосферы, их состояние и проблемы сохранения.
- •4.2.2 Управляемая самостоятельная работа по темам практических занятий.
- •Тема 5. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •VI. Перечень вопросов для подготовки к сдаче зачета тестированием
- •Тема 1. Теоретические основы экологии
- •Тема2. Экологические факторы
- •Тема 4. Глобальные экологические проблемы
- •Тема 5. Виды экологического контроля в Республике Беларусь
- •Тема 6. Экологические проблемы Беларуси.
- •Тема 7. Роль энергетики в развитии человеческого общества.
- •Тема 8. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 9 . Нетрадиционные способы получения и использования энергии.
- •Тема 10. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве, апк и быту.
- •VII. Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная литература
9.1.2 Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
Преобразование солнечной энергии в электрическую может происходить так же непосредственным ее преобразованием с помощью специальных приборов. Работа таких приборов основана на использовании физического явления, получившего название фотоэффекта.
Взаимодействие солнечного излучения с окружающей средой характеризуется следующими физическими параметрами.
Поток излучения солнечного света – величина, равная количеству энергии, переносимой потоком фотонов, распространяющихся в виде электромагнитных волн за 1 секунду через произвольную поверхность. Единицей измерения является Вт = 1 Дж/с.
Плотность потока излучения (энергетическая освещенность) – отношение потока излучения через поверхность, расположенную перпендикулярно направлению переноса энергии, к величине площади этой поверхности (Вт/м2).
Световой поток – мощность светового излучения, оцениваемая по его восприятию человеческим глазом, которая зависит от длины волны излучения. Единицей измерения является люмен (лм).
Освещенность – величина равная отношению светового потока, падающего на поверхность, к площади освещаемой поверхности. Единицей измерения является люкс (лк) = 1 лм / м2.
Фотоэффект – электрическое явление, происходящее в веществе или материале при освещении его светом. Различают три вида фотоэлектрического эффекта: внешний, внутренний и вентильный фотоэффекты.
Внешний фотоэффект (фотоэлектрическая эмиссия) - испускание электронов веществом под действием падающего на него света. Внутренний фотоэффект заключается в освобождении связанных с атомом электронов внутри вещества под действием света, что приводит к изменению электрической проводимости вещества. Вентильный фотоэффект (фотоэффект запирающего слоя) связан с перемещением зарядов через границу раздела полупроводников с различными типами их проводимости (p-n).
Основным полупроводниковым материалом, используемым при изготовлении фотоэлектрических приборов, является кремний.
Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую осуществляется с помощью следующих видов фотоприборов: солнечных элементов, солнечных модулей и солнечных батарей. Солнечный модуль представляют собой последовательно соединенные солнечные элементы. Такое соединение позволяет повысить величину вырабатываемого модулем напряжения. Для повышения мощности электрического тока солнечные модули или солнечные элементы, в свою очередь, соединяют параллельно в солнечные батареи.
Работа солнечных фотоприборов характеризуется коэффициентом преобразования. Он представляет собой отношение плотности потока излучения, падающего на фотоприбор, к максимальной электрической мощности вырабатываемой им. Кремниевые солнечные элементы имеют коэффициент преобразования равный 10-15 %.
Первые солнечные батареи были использованы в космической технике и до настоящего времени являются основными источниками электроэнергии в космических аппаратах. Они также получили широкое использование и в земных условиях для питания различных электроприборов, используемых в быту на транспорте и т.п.
Возможность массового производства и использования солнечных батарей для выработки электроэнергии связана с трудностями, возникающими при создании технологий и материалов, позволяющих снизить стоимость установленной мощности примерно в 5 раз, до 1 – 2 долл./Вт, а стоимость электроэнергии до 0,10 – 0,12 долл./кВт∙ч. Принципиальным ограничением для такого снижения стоимости является высокая стоимость кремния солнечного качества – 40 – 100 долл./кг. Поэтому создание новых технологий получения кремния, обеспечивающих радикальное, на порядок, снижение его стоимости, является задачей номер один в перечне альтернативных технологий в энергетике.
В 1990 году фирмой "Симменс" была достигнута величина КПД элементов из солнечного кремния составляющая 14,2%. Технология "Симменс" предусматривала использование особо чистых кварцитов. Новая технология производства кремния солнечного качества позволила получить выход кремния 80-85% и стоимость кремния 5-15 долл./кг. В случае применения этой технологии в широких масштабах стоимость солнечных элементов составит 0,7-1,4 долл./Вт, а модулей - 1,0 - 2,0 долл./Вт. Стоимость вырабатываемой ими электроэнергии составит 0,10 - 0,12 долл./кВт∙ч.