МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ

ПРИАЗОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В.М. ЖИТАРЕНКО

Учебное пособие

по курсу

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И ВТОРИЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

для студентов специальности 8.090510 «Теплоэнергетика»

очной и заочной форм обучения

Часть I

МАРИУПОЛЬ 2006

УДК 662.61+621

Учебное пособие по курсу «Возобновляемые и вторичные источники энергии» предназначено для студентов специальности 8.090510 «Теплоэнергетика» очной и заочной форм обучения. /Сост.: Житаренко В.М. - Мариуполь: ПГТУ, 2006. - 200 с.

В учебном пособии рссматриваются вопросы связанные с использоваием нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Приведен анализ запасов этих источников энергии для Украины и перспективы их использования. Представлены описания существующих и проектируемых схем использования ВИЭ, конструкции преобразователей энергии и основного оборудования. Рассмотрены вопросы экологического влияния нетрадиционной энергетики на окружающую среду.

Составитель В.М. Житаренко

Ответственный за выпуск

к.т.н., доц. В.Н. Евченко

Утверждено

на заседании

кафедры ПТЭУ протокол № ___ от ___ 2006 г.

Содержание

Введение……………………………………………………………5

1 Нетрадиционные источники энергии и их потенциал……. 7

1.1 Опыт возобновляемой энергетики СССР,

России и СНГ.……………………..………………………………10

1.2 Нетрадиционная энергетика Украины…………………14

2 Нетрадиционные преобразователи энергии……………… 18

2.1 Фотоэлектрические преобразователи………………….18

2.2 Термоэлектрические генераторы………………………23

2.3 Радиоизотопные термоэлектрические гене­раторы. ……27

2.4 Термоэмиссионные преобразователи…………………28

3 Солнечная энергетика………………………………………..32

3.1 Гелиоэнергетический потенциал Украины……………34

3.2 Солнечное теплоснабжение…………………………….35

3.3 Концентрирующие гелиоприемники. …………………38

3.4 Солнечные электростанции…………………………….45

4 Геотермальная энергетика……………………………………52

4.1 Термальные воды………………….…………………….53

4.2 Запасы и распространение термальных вод…………...56

4.3 Потенциал геотермальной энергии в Украине………..59

4.4 Использование геотермальной энергии для

выработки электрической энергии……………………………..62

4.5 Паужетская и Верхне-Мутновская ГеоТЭС…………66

4.6 Одноконтурные геотермальные энергоустановки…...69

4.7 Двухконтурные геотермальные энергоустановки. …73

4.8 Парогенераторы геотермальных установок…………...74

4.9 Турбокомпрессорные геотермальные энергоустановки..76

4.10 Гидропаротурбинные геотермальные энерго-

установки………………………………………………………… 81

4.11 Использование геотермальной энергии для

теплоснабжения………………………………………………..….86

5 Энергия ветра и ее использование……………………………94

5.1 Потенциал ветровой энергии в Украине……………….97

5.2 Классификация ветродвигателей ……………………..101

5.3 Работа поверхности при действии на нее силы ветра.103

5.4 Работа ветрового колеса крыльчатого ветродви-

гателя ……………………………………………………………106

6 Большая и малая гидроэнергетика………………………..111

6.1 Большая гидроэнергетика……………………………..111

6.2 Энергетический потенциал малых рек Украины……113

7 Тепловая энергия окружающей среды …………………….117

7.1 Теплонасосные установки и область их применения..120

7.2 Эффективность систем теплоснабжения с теплонасос-ными установками………………………………………………123

8 Энергия океана………………………………………………128

8.1 Энергетические ресурсы океана………………………128

8.2 Основы преобразования энергии волн………………..131

8.3 Преобразователи энергии волн………………………..134

8.4 Колеблющийся водяной столб.………….……………138

8.5 Подводные устройства ...……………………………..140

8.6 Энергия приливов и морских течений………….……140

8.7 Тепловая энергия океана............................……….…..151

9 Биоэнергетика……………………………………………….162

9.1 Энергетический потенциал биомассы в Украине…...164

9.2 Пиролиз (сухая перегонка)……………………….…..168

9.3 Термохимические процессы…………………….……170

9.4 Спиртовая ферментация (брожение)…………….…..172

9.5 Использование этанола в качестве топлива…………175

9.6 Твердые бытовые и сельскохозяйственные отходы ..176

10 Экология нетрадиционной энергетики…………………...177

10.1 Взаимодействие энергетики и экологии…………..…177

10.2 Экологические последствия развития солнечной

энергетики………………………………………………………..179

10.3 Влияние ветроэнергетики на природную среду……...180

10.4 Экология геотермальной энергетики………………...184

10.5 Экология энергии океана……………………………..186

10.6 Экология биоэнергетики……………………………...189

11 Мир ищет источник энергии (вместо заключения)……….190

Рекомендуемая литература……………………………………….197

Дополнительная литература………………………………..198

Справочная литература……………………………………..199

Некоторые полезные ссылки…………………………….…200