34.Назначение, устройство и принцип работы ветроэнергетических установок.

Ветроэнергетика – отрасль науки и техники , разрабатывающая теоретические основы , методы и средства использования энергии ветра для получения механической , электрической, и тепловой энергии и определяющая области и масштабы целесообразного использования ветровой энергии в народном хозяйстве.

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) – это комплекс технических устройств для преобразования кинетической энергии ветрового потока в какой-либо другой вид энергии. ВЭУ состоит из ветроагрегата , устройства, аккумулирующего энергию или резервирующего мощность , в ряде случаев дублирующего двигателя и систем автоматического управления и регулирования режимов работы установки.

Различают ветросиловые и ветроэлектрические станции. Под ветродвигателем понимают двигатель, использующий кинетическую энергию ветра для выработки механической энергии.

Коэффициент удельной выработки электроэнергии

- годовая выработка электроэнергии. ометаемая поверхность ветроколеса.

Кинетическая энергия воздушного потока , m – масса воздуха, - скорость.

Величина m определяется по формуле p- плотность воздуха, F- поперечное сечение. V- скорость средняя.Мощность развиваемая потоком воздуха

При F равном 1 метру квадратному

Преобразование кине-ой энргии ветра в электрическую происходит с помощью ветроэнергетических установок, которые можно классифицировать по след признакам

По мощности (малые(до 10 кВт), средние(от 10 до 100 кВт), крупные (от 100 до 1000кВт), сверхкрупные (более 1000кВт)), по числу лопастей рабочего колеса: одно, двух, трех, многолопастные. По отношению рабочего колеса к направлению воздушного потока – с горизон-ой осью вращения, параллельной или перпендикулярной вектору скорости(ротор Дарье).Весьма перспективным для России представляется совместное использование ВЭУ и дизельных энергоустановок(ДЭУ)

35. Назначение, устройство и принцип работы солнечных энергоустановок.

Лучистая энергия Солнца, поступающая на Землю, представляет собой самый значительный источник энергии, которым располагает человечество. Поток солнечной энергии на земную поверхность эквивалентен .

Солнечная энергетика – отрасль науки и техники, разрабатывающая основы, и методы и средства использования солнечного излучения , или солнечной радиации, для получения электрической , тепловой , и других видов энергии.

Солнечное излучение – это процесс переноса энергии при распространении электромагнитных волн в прозрачной среде. Солнечная энергия на Земле используется с помощью солнечных энергетических установок , которые можно классифицировать по след признакам:

виду преобразования солнечной энергии в другие виды энергии – теплоту и электричество.

концентрированию энергии – с концентраторами и без концетнтраторов.

технической сложности – простые( нагрев воды, сушилки, нагревательные печи, опреснители.) и сложные.

Сложные можно подразделить на 2 подвида, один базируется на преобразовании солнечного излучения в теплоту, а второй базируется на прямом преобразовании солнечного излучения в электроэнергию с помощью солнечных фотоэлектрических установок(СФЭУ). Солнечные коллекторы – это технические устройства предназначенные для прямого преобразования СИ в тепловую энергию в системах теплоснабжения для нагрева воздуха, воды. Системы теплоснабжения бывают активные и пассивные.Солнечные коллекторы классифицируются по след признакам: 1 назначению – для горячего водоснабжения, отопления. 2 виду теплоносителя – жидкостные и воздушные. 3 продолжительности работы- сезонные и круглогодичные. 4 техническому решению – одно, двух и многоконтурные. Солнечные фотоэлектрические установки в н.в находят все более широкое распространение и применение как источники энергии. Конструктивно СФЭУ состоит из солнечных батарей в виде плоских прямоугольных поверхностей, работа которой состоит в преобразовании энергии СИ в электрическую энергию. Наиболее эффективны фотоэлектрические генераторы , основанные на возбуждении ЭДС на границе между проводником и светочувствительным полупроводником ( например, кремний).Более распространеныСФЭУ на основе кремния трех видов: монокристаллического, поликристаллического, аморфного. В промышленности находятся СФЭУ со след КПД монокристаллический 15..16%, поликристаллический 12..13%, аморфный 8..10%. Все эти данные соответствуют однослойным фотоэлементам. Сегодня уже исследуются 2-х и 3-х слойные фотоэлементы, они позволяют использовать большую часть солнечного спектра. Для 2-х слойного КПД 30%, для 3-х слойного 35..40%. В последние годы появился конкурент у кремния - арсенид галлия , на основе него в однослойном фотоэлементе КПД примерно 30%.

36 Назначение, устройство и принцип работы ТЭС.

Наибольшее распространение получили тепловые электрические станции (ТЭС), на которых используется тепловая энергия, выделяемая при сжигании органического топлива (уголь, нефть, газ и др.). На тепловых электростанциях вырабатывается около 76% электроэнергии, производимой на нашей планете. Тепловые электрические станции, предназначенные только для производства электроэнергии, называют конденсационными электрическими станциями (КЭС). Электростанции, предназначенные для комбинированной выработки электрической энергии и отпуска пара, а также горячей воды тепловому потребителю имеют паровые турбины с промежуточными отборами пара или с противодавлением. На таких установках теплота отработавшего пара частично или даже полностью используется для теплоснабжения, вследствие чего потери теплоты с охлаждающей водой сокращаются. Однако доля энергии пара, преобразованная в электрическую, при одних и тех же начальных параметрах на установках с теплофикационными турбинами ниже, чем на установках с конденсационными турбинами. Теплоэлектростанции, на которых отработавший пар наряду с выработкой электроэнергии используется для теплоснабжения,называют теплоэлектроцентралями. Принципиальная тепловая схема ТЭС1 – паровой котёл; 2 – турбина; 3 – электрогенератор; 4 – конденсатор; 5 – конденсатный насос; 6 – подогреватели низкого давления; 7 – деаэратор; 8 – питательный насос; 9 – подогреватели высокого давления; 10 – дренажный насос

. Эту схему называют схемой с промежуточным перегревом пара. Рассмотрим принципы работы ТЭС. Топливо и окислитель, непрерывно поступают в топку котла (1). В качестве топлива используется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут.. За счёт тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину (2). В турбине кинетическая энергия струй пара передается ротору. В электрическом генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. После паровой турбины водяной пар, имея уже низкое давление и температуру, поступает в конденсатор (4). Здесь пар с помощью охлаждающей воды, прокачиваемой по расположенным внутри конденсатора трубкам, превращается в воду, которая конденсатным насосом (5) через регенеративные подогреватели (6) подаётся в деаэратор (7). Деаэратор служит для удаления из воды растворённых в ней газов; одновременно в нём, так же как в регенеративных подогревателях, питательная вода подогревается паром, отбираемым для этого из отбора турбины. Деаэрация проводится для того, чтобы довести до допустимых значений содержание кислорода и углекислого газа в ней и тем самым понизить скорость коррозии в трактах воды и пара. Деаэрированная вода питательным насосом (8) через подогреватели (9) подаётся в котельную установку. Конденсат греющего пара, образующийся в подогревателях (9), перепускается каскадно в деаэратор, а конденсат греющего пара подогревателей (6) подаётся дренажным насосом (10) в линию, по которой протекает конденсат из конденсатора (4)

37.Классификация систем теплоснабжения. Теплоснабжение-сист обеспеч-я теплом зданий и сооружений,предназнач-е для обеспеч-я тепл комфорта,наход-ся в них людей,для выполнения техгологич норм работы оборудования. Теплофикация(когенерация)-одна из форм централизов-го теплоснабж-я,кот базируется на комбиниров-ой выработке тепловой и эл.энергии на ТЭС и ТЭЦ. Осн-ое назнач-е любой системы теплоснабж-я состоит в обеспечении потребителей необходимым кол-вом теплоты заданных пар-ров. Сист теплоснабж-я сост-т из:-источник тепла,-сист транспорта,-сист теплопотребления. Классиф-я:1)в зав-сти от размещ-я источн тепла по отношения к потребителям:-децентрализов-е(ист тепла и теплоприемник совмещены в одном агрегате,передача тепла производится без тепловой сети).-централизов-е(передача теплоты произв-ся по тепловым сетям).Децентрализов-е теплоснабж-е делится на:-индивидуал(передача тепла обеспеч-ся от ототдельноо ист-ка(печное,поквартирное отопление)).-местные(от отдельного ист-ка тепл,обычно от местной котельной(центр отопление зданий).2)В зав-сти от стапени централизации:-групповое(теплоснабж-е группы зданий),-районное(неск групп зданий(район),-городское(неск-х районов),-межгородское(неск-ко городов).3)по роду теплоносителей:-водяные,-паровые.4)По способу подключ-я сист отопления и тепл сетям:-зависимые(знач-е давления в сист теплоснабж-я зависит от знач-я давл в тепл сети),-независимые.5)По спос присоедин-я сист ГВС к тепл сетям(ТС):-открытая(вода на ГВС забирается из тепл сети),-закрытая(вода забирается из водопровода и нагревается в теплообменнике сетевой водой).6)по режиму работы:-сезонные(в холодный период года),-ОЗП(осенне-зимний период),-круглогодичная.