- •3. Краткий конспект лекций
- •Тема 1. Введение
- •1.1. Предмет, основные понятия и определения
- •1.2. Роль энергетики в жизни и развитии общества.
- •1.3. Эффективность использования и потребления энергии в мире и Беларуси
- •Тема 2. Виды энергетических ресурсов
- •2.1. Понятие энергетических ресурсов и их классификация.
- •2.2. Возобновляемые и невозобновляемые ресурсы.
- •2.3. Основные источники энергии.
- •Тема 3. Топливно-энергетический комплекс республики беларусь
- •3.1. Виды топлив.
- •3.2. Условное топливо
- •3.2. Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь.
- •3.3. Энергетическая безопасность Республики Беларусь.
- •Тема 4. ЭнергиЯ и ее основные виды.
- •4.1. Понятие энергия и ее основные виды.
- •4.2. Преимущества электрической энергии.
- •Тема 5. Традиционные способы получения энергии
- •5.1. Понятие электрических станций и их классификация.
- •5.2. Тепловые электростанции
- •5.3. Газотурбинные и парогазовые установки.
- •5.4. Атомные электростанции
- •5.5. Гидравлические и гидроаккумулирующие электростанции
- •Тема 6. Нетрадиционные способы получения и использования энергии. Гелиоэнергетика.
- •6.1 Общие положения
- •6.2. Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую энергию.
- •6.3. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую.
- •6.4. Примеры использования солнечной энергии
- •Тема 7. Ветро- и биоэнергетика.
- •7.1. Ветроэнергетика
- •7.1.1 Ветроэнергетика и энергия ветра.
- •7.1.2 Принцип действия и классификация ветроэнергетических установок.
- •7.1.3 Опыт использования энергии ветра за рубежом и в рб.
- •7.2. Биоэнергетика
- •7.2.1. Основные понятия. Источники биомассы.
- •7.2.2. Термохимические процессы переработки биомассы.
- •7.2.3. Биохимические процессы переработки биомассы.
- •7.2.4. Агрохимические процессы.
- •Тема 8. Управление энергосбережением в Республике Беларусь.
- •8.1. Необходимость энергосбережения и его резервы в рб.
- •8.2. Структура управления энергосбережением в рб.
- •8.3. Направления совершенствования системы управления энергосбережением.
- •8.4. Финансово-экономический механизм управления энергосбережением
- •Тема 9. Вторичные энергетические ресурсы.
- •9.1. Вторичных энергетических ресурсов и основные показатели их использования.
- •9.2. Классификация вэр. Примеры использования вэр.
- •9.3. Трансформаторы тепла.
- •10. Экономика энергетики и энергосбережения
- •10.1. Определение себестоимости выработки энергии.
- •10.2. Тарифы на электрическую и тепловую энергии.
- •10.3. Экономическая и тарифная политика в энергетике.
- •11. Основы энергетического менеджмента и аудита
- •11.1. Понятие энергоменеджмента, его цели, задачи и функции.
- •11.2. Уровни деятельности энергоменеджеров.
- •11.3. Понятие энергоаудита, его цели и задачи.
- •11.4. Уровни энергоаудита и его основные объекты.
- •12. Энергетический баланс предприятия и основы нормирования расхода энергетических ресурсов.
- •12.1. Понятие энергобаланса, его составные части.
- •12.2. Электробаланс предприятия.
- •12.3. Методы учета энергии.
- •12.4. Понятие и классификация норм расхода энергоресурсов.
- •12.5. Разработка норм расхода энергии.
- •13. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве и апк
- •13.1. Системы энергоснабжения предприятия.
- •13.2. Основные направления энергосбережения в промышленности.
- •13.3. Основные направления энергосбережения в строительстве.
- •13.4. Основные направления энергосбережения в апк.
- •14. Экономия электрической и тепловой энергии в быту
- •14.1. Основные направления энергоснабжения в коммунально-бытовом секторе.
- •14.2. Направления экономии электрической энергии.
- •14.3. Основные направления экономии тепловой энергии.
- •14.4. Экономия тепловой энергии при выборе оптимальной конструкции застекления оконных проемов.
- •15. Мировой опыт в области энергосбережения
- •15.1. Основные тенденции в мировом энергоснабжении.
- •15.2. Энергосбережение в России.
- •15.3. Опыт энергосберегающей политики сша
- •15.4. Японский опыт энергосбережения.
- •15.5. Энергосбережение в Европейских странах.
- •Эффективное использование тепловой энергии в Швеции.
- •4. Практические (семинарские) занятия
- •5. Управляемая самостоятельная работа студентов дневной формы обучения
- •5.1. Методические рекомендации по выполнению работ
- •5.2. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам лекций
- •Тема 1. Введение
- •Тема 4. Энергия и ее основные виды
- •Тема 13. Основные направления энергосбережения в промышленности, строительстве и апк
- •Тема 15. Мировой опыт в области энергосбережения
- •5.3. Содержание управляемой самостоятельной работы по темам практических занятий
- •Тема 5. Традиционные способы получения энергии
- •Тема 12. Приборы учета и контроля энергоресурсов, тепловой и электрической энергии
- •6. Перечень вопросов для подготовки к сдаче зачета тестированием
- •7. Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная литература
6.4. Примеры использования солнечной энергии
Республика Беларусь расположена между 51о и 56о северной широты и относится к району с умеренной солнечной радиацией. Средняя плотность солнечного излучения на горизонтальную поверхность земли составляет около 200 Вт/м2. Фактическое количество солнечных часов в году на широте Минска составляет – 1800 ч. В среднем за год насчитывается 28 ясных, 170 дней с переменной облачностью и 167 пасмурных.
В Республике Беларусь предполагается использовать солнечную энергию по следующим направлениям:
использование солнечной энергии для прямого преобразования ее в электрическую с помощью солнечных элементов;
использование солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления с помощью гелиоподогревателей;
использование солнечной энергии для отопления помещений и сушки сельхозпродукции с помощью подогревателей воздуха, а также строительства домов "солнечной архитектуры". В конструкции таких домов предполагается использование пассивных солнечных теплоиспользующих систем.
Около 40 % всего расходуемого в стране топлива идет на теплоснабжение зданий. Находящиеся в эксплуатации дома имеют значительное теплопотребление, составляющее более 250 кВт∙ч/м2. Если проектирование зданий проводить с учетом энергетического потенциала климата местности и условий для саморегулирования теплового режима зданий, то расход энергии на теплоснабжение можно сократить на 20—60 %. Так, строительство домов на принципах "солнечной архитектуры" может снизить удельное годовое теплопотребление до 70—80 кВт∙ч/м2 [3]. Использование гелиоподогревателей позволит обеспечить такие дома теплом, и горячим водоснабжением.
Для изучения эффективности работы гелиосистем в условиях нашей страны в Институте проблем энергетики НАН Беларуси создана установка для подогрева воды, поступающей в котельную, отапливающую, находящийся в пригороде Минска, поселок "Сосны" и промплощадку. Вода нагревается с помощью гелиоподогревателей, смонтированных на крыше здания котельной. Установка оборудована соответствующей измерительной аппаратурой, позволяющей проводить испытания и оценивать эффективность различных конструкций гелиоподогревателей.
В Беларуси с 1991г. фирма "Электрет" занимается созданием производства солнечных элементов и изделий с их применением.
В настоящее время построен и работает цех по выпуску элементов мощностью 250 кВт/год. Благодаря современным технологиям обработки поверхности, применению серебросодержащих паст для создания металлизации, способу герметизации элементов в батареях достигнут КПД – 13-15%, а себестоимость элементов на уровне 3-3,5 долл./Вт. В настоящее время ведутся работы по снижению себестоимости до 2,8-3,3 долл./Вт.
Солнечные элементы используются для изготовления источников питания радиоаппаратуры, электропастухов в зоне Полесского заповедника. Ведется внедрение солнечных батарей для освещения передвижных доильных установок, зарядки аккумуляторных батарей питания устройств связи, электрообеспечения постов наблюдения за пожарами в лесах, энергообеспечения отдельных коттеджей.
Завод "Измеритель" (г. Новополоцк) выпускает базовые солнечные модули для автономных источников энергоснабжения систем навигации, связи, дорожного обслуживания, бытовой техники.
Представляют определенный интерес примеры использования солнечной энергии в разных странах.
Так, например, в Англии свои потребности в тепловой энергии жители сельской местности покрывают на 40—50 % за счет использования солнечной энергии.
В условиях Германии гелиоподогреватель площадью 9 м2 способен обеспечивает теплом семью из 4 человек. Современные гелиоустановки могут обеспечить потребности сельского хозяйства в теплой воде в летний период на 85 - 90%, а в зимний — на 25 - 30 %. Экспериментально определено, что для удовлетворения на 80% потребностей 1 человека в теплой воде в жилых домах в сельской местности требуется энергетическая установка, состоящая из гелиоподогревателя площадью 2 - 3 м2 и изолированный бак для горячей воды на 100 – 150 литров.
Наиболее эффективно солнечные энергоустановки эксплуатируются в южных странах Европы, таких как - Греция, Португалия, Испания, Франция.
В целом по Европейскому союзу из солнечной энергии вырабатывается 185600 МВт ч тепловой энергии в год (по данным 1992 г.).
Наибольшей суммарной площадью установленных солнечных коллекторов располагают: США — 10 млн. м2, Япония — 8 млн. м2, Израиль — 1,7 млн. м2, Австралия — 1,2 млн. м2 [3].
Вопросы для самоконтроля по теме 6
Охарактеризуйте нетрадиционную энергетику.
Перечислите и охарактеризуйте основные нетрадиционные возобновляемые источники энергии.
В чем суть прямого преобразования солнечной энергии в тепловую энергию.
Охарактеризуйте устройство и суть работа различных видов гелиоподогревателей.
Опишите принцип работы солнечных подогревателей воздуха.
Принцип работы и устройство солнечных коллекторов.
Охарактеризуйте параметры и единицы измерения, используемые для характеристики солнечного излучения.
Что такое фотоэффект и его разновидности.
Структура солнечного элемента, модуля и батареи и описание их работы.
Перечислите направления использования солнечной энергии в Республике Беларусь.
Перечислите успехи отечественных разработчиков в использовании солнечной энергии.
Опишите примеры использования солнечной энергии за рубежом.