- •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
Сжатый воздух.
Воздух может быть быстро сжат и медленно расширен.
Главной трудностью при таком способе аккумулирования оказывается снижение потерь в процессе сжатия от нагревания.
Транспорт биомассы.
Биомассу можно доставлять контейнерами по дорогам, по рельсам, по водным путям. Однако из – за низкой плотности большинства видов биомассы редко бывает экономически целесообразно перевозить её на большие расстояния (более 1000км).
Транспорт тепла.
Передача тепла ограничивается малыми расстояниями из – за тепловых потерь через стенки трубопроводов.
14. Заключение
Возобновляемые источники энергии – это бурно развивающаяся отрасль энергетики. Этой отрасли принадлежит будущее в развитии мировой энергетики.
Нельзя выдать рекомендации о повсеместном внедрении возобновляемых источников энергии. В каждом регионе Земли может иметь превалирующеезначение тот или иной источник возобновляемой энергии.
Особенно привлекательным является использование энергии ветра, так как мало найдётся на Земле мест, где средняя скорость ветра менее 3 м/с. Ою этом убедительно говорят темпы строительства ветроустановок в Европе, США и Азии.
Европейская ассоциация ветроэнергетики прогнозирует увеличение прироста мощности ветроэнергоустановок в мире в 2010г. до 170000 МВт.
Запасы энергии ветра более, чем в 100 раз, превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.Страны мира планируют производить из энергии ветра до 10 – 20% потребляемой электроэнергии в ближайшие 5 лет.
Ветрогенераторы практически не потребляют ископаемого топлива.
Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволит экономить 29 тыс. тонн угля или 14,5 тыс. тонн нефти и сокращает ежегодные выбросы в атмосферу1800 тонн CO2, 9 тоннSO2, 4 тонн окислов азота.
Себестоимость 1 кВт – ч, выработанного ветрогенератором, соизмерима с себестоимостью 1 кВт – ч, выработанного ТЭС, работающей на газе, угле или мазуте – 4 – 5 центов США.
В России в настоящее время ветроэлектростанции работают:
- в Калининградской области – 5,1 МВт;
- на Чукотке, Анадырская ВЭС – 2,5 МВт;
- в Башкортостане - 2,2 МВт;
- Калмыцкая ВЭС - 1 МВт;
- в г. Воркута - 1,5 МВт;
- на о. Беринг - 1,2 МВт.
Существуют проекты:
- Архангельская ВЭС - 200 МВт;
- Ленинградской ВЭС - 75 МВт;
- в Карелии - 30 МВт;
- в Приморском крае - 30 МВт;
- Магаданской ВЭС -30 МВт;
- в Алтайском крае - 24 МВт;
- на Камчатке - 16 МВт;
- в Республике Коми - 10 МВт;
- Дагестанской ВЭС - 6 МВт;
- в Красноярском крае - 5 МВт;
- Новороссийской ВЭС - 5 МВт;
- Валаамской ВЭС - 4 МВт.
Динамика прироста мощностей ветроустановок в мире приведена в табл. 14.1.
Таблица 14.1.
Динамика прироста мощностей ветроустановок в мире, мВт
Страна |
2007г., |
2010г. |
2012г. |
Германия |
22300 |
27214 |
31000 |
США |
16800 |
40200 |
60000 |
Испания |
15200 |
20676 |
23000 |
Индия |
8000 |
13064 |
|
Китай |
6050 |
41800 |
77000 |
Италия |
2730 |
5797 |
|
Великобритания |
2400 |
5203 |
8500 |
Франция |
2450 |
5660 |
|
Португалия |
2150 |
3702 |
|
Нидерланды |
1750 |
2237 |
|
Канада |
1850 |
4008 |
|
Япония |
1540 |
2304 |
|
Австралия |
820 |
2020 |
|
Ирландия |
805 |
1748 |
|
Швеция |
790 |
2163 |
|
Норвегия |
333 |
441 |
|
Бразилия |
247 |
932 |
|
Бельгия |
287 |
911 |
|
Польша |
276 |
1107 |
|
Турция |
146 |
1329 |
|
Финляндия |
110 |
197 |
|
Болгария |
70 |
375 |
|
Венгрия |
65 |
329 |
|
Эстония |
58 |
149 |
|
Литва |
50 |
154 |
|
Россия |
16,5 |
- |
|
Иран |
66 |
|
|
Египет |
310 |
|
|
Украина |
89 |
87 |
|
Греция |
817 |
|
|
Всего |
93849 |
196630 |
282000 |