- •Глава 1. Характеристики возобновляемых источников энергии и основные аспекты их использования в России
- •1.1 Возобновляемые источники энергии
- •1.2 Преимущества возобновляемых источников энергии в сравнении с традиционными
- •1.3 Наиболее распространенные возобновляемые источники энергии
- •1.4 Состояние возобновляемой энергетики в России
- •Глава 2. Энергия Солнца
- •2.1 Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения
- •2.2 Практическое использование солнечной энергии
- •2.3 Достоинства и недостатки солнечной энергетики
- •Глава 3. Ветровая энергия
- •3.1 Получение энергии с помощью ветрогенераторов
- •3.2 Типы ветродвигателей
- •3.3 Достоинства и недостатки ветрогенераторов
- •Глава 4. Энергия волн
- •4.1 Характеристики волн
- •4.2 Использование энергии волн
- •4.3 Экологические и экономические вопросы использования волновой энергии
- •Глава 5. Геотермальная энергия
- •5.1 Геотермальные электростанции
- •5.2 Тепловые насосы
- •5.3 Преимущества и недостатки геотермальной энергетики
- •Глава 6. Биогазовая энергетика
- •6.1 Получение биогаза
- •6.2 Сырьё:
- •6.3 Типы биогазовых установок
- •6.4 Достоинства и недостатки биогаза
- •Глава 7. Энергия приливов и отливов
- •7.1 Происхождение и виды приливов
- •7.2 Энергия и мощность прилива
- •7.3 Приливные электростанции
1.4 Состояние возобновляемой энергетики в России
Этот вид энергетики представлен в России главным образом крупными гидроэлектростанциями, обеспечивающими около 19% производства электроэнергии в стране. Другие виды ВИЭ в России пока заметны слабо, хотя в некоторых регионах, например на Камчатке и Курильских островах, они имеют существенное значение в местных энергосистемах. Суммарная мощность малых гидроэлектростанций порядка 250 МВт, геотермальных электростанций - около 80 МВт. Ветроэнергетика позиционируется несколькими пилотными проектами общей мощностью менее 13 МВт. Приливная энергетика ограничена возможностями экспериментальной Кислогубской ПЭС.
Глава 2. Энергия Солнца
Солнечная энергетика -- использование солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и в перспективе может стать экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов
2.1 Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения
Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов
Преобразование энергии в фотоэлементах основано на фотовольтаическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.
Неоднородность структуры фотоэлементов может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (создание p-n переходов) или путём соединения различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещённой зоны - энергии отрыва электрона из атома (создание гетеропереходов), или же за счёт изменения химического состава полупроводника, приводящего к появлению градиента ширины запрещённой зоны (создание варизонных структур). Возможны также различные комбинации перечисленных способов.Эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик неоднородной полупроводниковой структуры, а также оптических свойств фотоэлементов , среди которых наиболее важную роль играет фотопроводимость. Она обусловлена явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их солнечным светом.
гелиотермальная энергетика - нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах).
Солнечный водонагреватель
Устройство состоит из короба со змеевиком, бака холодной воды, бака-аккумулятора и труб. Короб стационарно устанавливается под углом 30-50° с ориентацией на южную сторону. Холодная, более тяжелая, вода постоянно поступает в нижнюю часть короба, там она нагревается и, вытесненная холодной водой, поступает в бак-аккумулятор. Она может быть использована для отопления, для душа либо для других бытовых нужд. Дневная производительность на широте 50° примерно равна 2 кВт/ч с квадратного метра. Температура воды в баке-аккумуляторе достигает 60-70°. КПД установки - 40%.
“Солнечный парус” -- приспособление, использующее давление солнечного светана зеркальную поверхность для приведения в движение космического аппарата.
Давление солнечного света чрезвычайно мало (на Земле -- около 5·10-6 Н/м) и уменьшается пропорционально квадрату расстояния от Солнца. Но солнечный парус не требует ракетного топлива, и может действовать в течение длительного периода времени, поэтому в некоторых случаях его использование может быть привлекательно. Эффект солнечного паруса использовался несколько раз для проведения малых коррекций орбиты космических аппаратов, в роли паруса использовались солнечные батареи или радиаторы системы терморегуляции. Однако на сегодняшний день ни один из космических аппаратов не использовал солнечный парус в качестве основного двигателя.
Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергию в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).
Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием). Преимущество -- запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду.