- •Дополнительные элементы
- •140100.62 Направление подготовки «Теплоэнергетика и теплотехника», профиль «Энергообеспечение предприятий»
- •1. Введение
- •Солнечная энергетика
- •Терминология
- •2. Сведения из сопутствующих технических дисциплин
- •2.1. Закон сохранения энергии, уравнение Бернулли.
- •2.2. Закон сохранения количества движения
- •2.3. Вязкость
- •2.4. Турбулентность
- •2.5.Трение при течении в трубах
- •3. Теплоперенос
- •3.1. Метод тепловой цепи и терминология
- •3.2. Теплопроводность
- •3.3. Конвективный теплообмен
- •3.4. Радиационный перенос
- •3.5. Свойства прозрачных веществ
- •3.6. Теплоперенос посредством теплоносителя
- •3.7. Смешанный теплоперенос и его тепловая цепь
- •4. Солнечное излучение
- •4.1. Космическое солнечное излучение
- •4.2. Геометрия Земли и Солнца
- •5. Нагревание воды солнечным излучением
- •5.1. Расчёт теплового баланса
- •5.2. Открытые нагреватели
- •5.3. Закрытые нагреватели
- •5.4. Системы с изолированным накопителем.
- •5.5.Селективные поверхности.
- •5.6. Вакуумированные приёмники
- •6. Другие применения солнечной энергии
- •6.1. Подогреватели воздуха
- •6.2. Зерносушилки
- •Водяной пар и воздух
- •6.3. Солнечные отопительные системы
- •6.4. Охлаждение воздуха
- •6.5. Опреснение воды
- •6.6. Солнечные пруды
- •6.7. Концентраторы солнечной энергии
- •6.8. Солнечные системы для получения электроэнергии.
- •7. Фотоэлектрическая генерация.
- •7.1. Поглощение фотонов.
- •8. Энергия ветра
- •8.1. Ветроэнергетический кадастр
- •8.2. Классификация ветроустановок
- •Технико – экономические характеристики зарубежных вэу
- •8.3. Основы теории ветроэнергетических установок. Преобразование энергии ветра
- •8.4. Лобовое давление на ветроколесо
- •8.5.Крутящий момент.
- •8.6. Характеристики ветра.
- •8.7. Использование ветроколесом энергии ветра.
- •8.8. Удельные мощность и энергия ветрового потока.
- •9.Гидроэнергетика.
- •9.1. Основные принципы использования энергии воды.
- •9.2. Активные гидротурбины.
- •9.3. Размер струи и размер сопла.
- •9.4. Размер колеса турбины и его угловая скорость.
- •9.5. Реактивные гидротурбины.
- •9.6. Гидроэлектростанции.
- •Основные технические характеристики микрогидроэлектростанций
- •Основные технические характеристики гидроагрегатов с пропеллерными
- •10. Геотермальная энергия.
- •11. Энергия Мирового океана.
- •11.1. Энергия приливов и отливов.
- •11.2. Основы теории приливов.
- •11.3. Мощность приливных течений.
- •11.4. Энергия волн.
- •11.5. Энергия и мощность волны.
- •11.6. Отбор мощности от волн.
- •11.7. Утка Солтера. Утка Солтера является устройством, обладающим весьма высокой эффективностью преобразования энергии волн. Форма её обеспечивает максимальное извлечение мощности.
- •12. Энергия биомассы.
- •12.1. Классификация основных типов процессов, связанных с переработкой биомассы.
- •Биохимические
- •Агрохимические
- •12.2. Производство биомассы для энергетических целей.
- •12.3. Сжигание биотоплива для получения тепла.
- •12.4. Пиролиз (сухая перегонка).
- •Выход этанола из различных культур Бразилии
- •12.5. Получение биогаза путём анаэробного сбраживания.
- •250С полностью сбраживают исходные продукты.
- •13. Аккумулирование и передача энергии на расстояние.
- •Химическое аккумулирование.
- •Аккумулирование тепла.
- •Свинцово – кислотные батареи.
- •Механическое аккумулирование.
- •Маховики.
- •Сжатый воздух.
- •Транспорт биомассы.
- •Транспорт тепла.
- •14. Заключение
- •Динамика прироста мощностей ветроустановок в мире, мВт
- •Стоимость угля, нефти и газа растёт, а их природные ресурсы сокращаются.
- •Литература
11.4. Энергия волн.
Огромное количество энергии можно получить от морских волн. Мощность, переносимая волнами на глубокой воде, пропорциональна квадрату их амплитуды и периоду. Поэтому наибольший интерес представляют длиннопериодные (Т = 10с) волны большой амплитуды (а ≈ 2м), позволяющие снимать с единицы длины гребня в среднем от 50 до 70 кВт/м. Развитие волновой энергетики сопряжено со значительными трудностями:
Волны нерегулярны по амплитуде, фазе и направлению движения.
Всегда есть вероятность штормов и ураганов, способных разрушить конструкции.
Пиковые значения мощности присущи волнам на глубокой воде.
Период волн Т = 5…~ 10с. Трудно приспособить для частоты 50 Гц.
Преимущества волновой энергетики состоят в том, что она сильно сконцентрирована, доступна и прогнозируема. Поверхностные волны на глубокой воде имеют характерные особенности:
Волны являются не разрушающимися синусоидальными с нерегулярной длиной, фазой и направлением.
В волнах на глубокой воде нет поступательного движения жидкости.
Поверхностный слой жидкости остаётся на поверхности.
В настоящее время волно - энергетические установки используются для энергопитания автономных буёв, маяков, научных приборов. Создание волновых электростанций определяется оптимальным выбором акватории океана с устойчивым запасом волновой энергии. В волновых установках с пневматическими преобразователями под действием волн воздушный поток периодически изменяет своё направление на обратное. Для этих условий разработана турбина Уэллса, ротор которой обладает выпрямляющим действием, сохраняя неизменным направление своего вращения при смене направления воздушного потока и поддерживается неизменным направление вращения генератора. Волновая энергетическая установка «Каймей» (Морской свет) самая мощная действующая энергетическая установка с пневматическими преобразователями – построена в Японии в 1976г. Она использует волнение высотой до 6 – 10м. Волновой плот Коккерела состоит из шарнирно соединённых секций, перемещение которых относительно друг друга передаётся насосам с электрогенераторами. Трёхсекционный волновой плот Коккерела длиной 100м, шириной 50м и высотой 10м может дать мощность до 2 т. кВт.
Высота волны Hравна её удвоенной амплитудеH= 2а.
Рис. 11.6. Характеристики волны.
Зависимость между частотой и длиной для поверхностной волны на глубокой воде:
λ = 2πg/ω2. (11.14.)
Период движения волны:
Т = 2π/ω = 2π/(2πg/λ)1/2= (2πλ/g)1/2(11.15.)
Скорость перемещения поверхности волны в направлении (х):
с = ω*λ/2π = g/ω =g*(λ/2πg)1/2=g*λ/2π(11.16.)
Скорость с – фазовая скорость распространения волн.