- •Федеральное агентство по образованию
- •Оглавление
- •1. Введение
- •Солнечная энергетика
- •Недостатки и преимущества различных видов энергии
- •Терминология
- •Сравнительная стоимость электроэнергии
- •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
- •Вынужденная конвекция
- •Cвободная конвекция
- •Расчёт конвективного теплообмена
- •3.4. Радиационный перенос
- •Серые тела имеют диффузно излучающую поверхность, у которой коэффициенты
- •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
- •Расположение приёмника относительно Солнца
- •Поглощение в атмосфере
- •Оценки солнечной энергии
- •5. Нагревание воды солнечным излучением
- •5.1. Расчёт теплового баланса
- •5.2. Открытые нагреватели
- •5.3. Закрытые нагреватели
- •Эффективность плоского пластинчатого приёмника.
- •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
- •Влажность сельскохозяйственных продуктов
- •Энергетический баланс и температура просушки
- •Пассивные солнечные системы
- •Активные солнечные системы
- •6.4. Охлаждение воздуха
- •6.5. Опреснение воды
- •6.6. Солнечные пруды
- •6.7. Концентраторы солнечной энергии
- •Обычно выбирают
- •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
- •Мощность ветроколеса
- •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.
- •8.9. Производство механической работы
- •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.
- •11.8. Преобразование тепловой энергии океана.
- •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.
- •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
- •Стоимость угля, нефти и газа растёт, а их природные ресурсы сокращаются.
- •Литература
Терминология
-Ресурс возобновляемого источника энергии – объём энергии, заключённой или извлекаемой при определённых условиях из возобновляемого источника энергии в течение года.
-Валовый потенциал ВИЭ – средний годовой объём энергии, содержащийся в данном виде ВИЭ при полном её превращении в полезно используемую энергию.
-Технический потенциал ВИЭ – часть валового потенциала, преобразование которого в полезно используемую энергию возможно при данном уровне развития техники, при соблюдении требований по экологии.
-Экономический потенциал ВИЭ – часть технического потенциала, преобразование которого в полезно используемую энергию экономически целесообразно при данном уровне цен на ископаемое топливо, тепловую и электрическую энергию, оборудование, материалы и транспортные услуги, оплату труда и др.
-Низкопотенциальная тепловая энергия, содержащаяся в воздухе, вентиляционных выбросах, воде, в промышленных и бытовых стоках и в верхних слоях Земли (до 150м), с температурой до 400С.
-Энергия градиента температуры – энергия, получаемая за счёт разности верхних и глубинных слоёв морей и океанов и др.
-Биомасса – часть растительного и животного мира, которая в естественном или превращённом виде может быть использована для производства электрической и/или тепловой энергии, например, отходы лесозаготовки и лесопереработки, отходы растениеводства и животноводства, твёрдые и жидкие бытовые отходы, отходы биомассы перерабатывающей промышленности и др.
-Гидравлическая энергия – потенциальная и кинетическая энергия воды.
-МикроГэс – гидроэлектростанции единичной мощностью до 100кВт.
-Малые ГЭС – гидроэлектростанции общей мощностью до 30МВт.
-Геотермальная энергия – часть тепловой энергии ядра Земли, выходящая в верхние слои поверхности Земли за счёт теплопроводности твёрдых пород, а также в виде горячей воды или парогазовой смеси.
-Солнечная энергия – энергия солнечного излучения, приходящая на поверхность Земли.
-Ветровая энергия – кинетическая энергия движущихся масс воздуха.
-Волновая энергия – энергия морских волн.
-Приливная энергия – потенциальная энергия водных масс морей и океанов, запасаемая в результате воздействия планет.
-Горючие вещества, основной составляющей которых является углерод. Они делятся на природные и искусственные, на жидкие, твёрдые и газообразные.
Основная характеристика топлива – теплота сгорания.
Для сопоставления различных видов топлива в России принята единица – условное топливо (у.т.), для которого низшая теплота сгорания принята – 29,31ГДж/т (7000ккал/кг). В зарубежной практике используется нефтяной эквивалент (н.э.) с теплотой сгорания 41,868ГДж/т.
(см. Приложение).
Таблица 1.3.
Сравнительная стоимость электроэнергии
Типы электростанций и виды топлива |
Рублей за кВт – ч. |
Биомасса |
2,2 - 7 |
Малые ГЭС |
2,4 – 3,5 |
Геотермальные установки |
2,5 – 5,4 |
Ветровые установки |
2,2 – 3,2 |
Фотобатареи |
14,5 – 20,5 |
Угольные ТЭС |
1,8 – 2,9 |
Экологически чистые ТЭС |
2,5 – 3,2 |
Парогазовые установки |
1,5 – 1,8 |
Атомные электростанции |
1,5 – 2,9 |