- •Д.С. Фалеев
- •Оглавление
- •Глава 1. Место, роль и влияние на общественные отношения возобновляемых источников энергии 7
- •Глава 2. Солнечное излучение и его характеристики 18
- •Глава 3. Фотоэлектрические преобразователи солнечного излучения в электричество 36
- •Глава 6. Энергия волн 140
- •Глава 1. Место, роль и влияние на общественные отношения возобновляемых источников энергии
- •1.1. Введение
- •1.2. Теоретические основы использования возобновляемых источников энергии
- •1.3. Технические аспекты использования возобновляемых источников энергии
- •1.4. Совершенствование источников энергии и потребителей
- •1.5. Методы управления источниками возобновляемой энергии
- •1.6. Социально-экономические и экологические аспекты развития энергетики на возобновляемых источниках
- •Глава 2. Солнечное излучение и его характеристики
- •2.1. Введение
- •2.2. Солнечное излучение, достигающее атмосферы Земли
- •2.3. Взаимное расположение Земли и Солнца во времени
- •2.4. Расположение приемника радиации относительно Солнца
- •2.5. Влияние земной атмосферы на величину потока излучения Солнца
- •2.6. Расчет и оценки солнечной энергии
- •Глава 3. Фотоэлектрические преобразователи солнечного излучения в электричество
- •3.1. Введение
- •3.3. Механизм поглощения фотонов вp-n-переходе. Эффективность преобразования солнечного излучения
- •1КВтм-2/[(2эВ) 1,610-19Дж 4 эВ)] 31021фотонм-2с-1 .
- •3.4. Особенности электрической цепи содержащей солнечный фотоэлемент
- •3.5. Проблема эффективности солнечных элементов
- •3.6. Требования к материалам и технология производства солнечных элементов и батарей
- •3.7. Особенности конструкций солнечных элементов и их типы
- •3.8. Краткая характеристика материалов для солнечных элементов. Внутренняя структура солнечных элементов
- •3.9. Вспомогательные системы для солнечных батарей
- •3.10. Инженерный расчет системы энергоснабжения на базе солнечных модулей (батарей) применительно к железнодорожному транспорту
- •3.11. Примеры решения задач
- •3.12. Задачи
- •4. Гидроэнергетика
- •4.1. Введение
- •4.2. Основные методы использования энергии воды и оценка гидроресурсов для малых электростанций
- •4.3.Гидротурбины
- •4.4. Примеры решения задач
- •4.5. Задачи
- •5. Ветроэнергетика
- •5.1. Введение
- •5.2. Краткая классификация ветроэнергетических установок
- •5.3. Ветроустановки с горизонтальной и вертикальной осью
- •5.4. Теоретические основы ветроэнергетических установок
- •5.5. Лобовое давление на ветроколесо
- •5.6. Крутящий момент
- •5.7. Некоторые режимы работы ветроколеса
- •5.8. Общая характеристика ветров и их анализ
- •5.9. Использование ветроколесом энергии ветра
- •5.10. Производство и распределение электроэнергии от ветроэнергетических установок
- •5.11. Классификация ветроэнергетических установок
- •Классы ветроэнергетических систем
- •5.12. Примеры решения задач
- •5.13. Задачи
- •Глава 6. Энергия волн
- •6.1.Общая характеристика волнового движения жидкости. Уравнение поверхностной волны
- •6.2.Энергия и мощность волны. Отбор мощности от волн
- •6.3.Краткое описание устройств для преобразования энергии волн
- •6.4.Примеры решения задач
- •6.5.Задачи
- •Глава 7.Энергия приливов
- •7.1. Введение
- •7.2.Усиление приливов
- •7.3.Мощность приливных течений
- •7.5.Мощность приливного подъема воды
- •7.5.Примеры решения задач
- •7.5.Задачи
- •Глава 8. Аккумулирование энергии
- •8.1. Необходимость процессов аккумулирования энергии
- •8.2. Тепловые аккумуляторы
- •8.3. Воздушные аккумуляторы
- •8.4 Сверхпроводящие индуктивные накопители
- •8.5. Емкостные накопители
- •8.6. Химическое аккумулирование
- •8.7. Аккумулирование электроэнергии
- •8.8. Механическое аккумулирование. Гидроаккумулирующие электростанции
- •Заключение
- •Приложения Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Список литературы
- •Дмитрий Серафимович Фалеев возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии
- •680021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47
Заключение
Несмотря на то, что в прогнозах развития большой энергетики на XXI век видные специалисты России и многих зарубежных стран приоритет в масштабах использования отдают термоядерной энергетике, однако за возобновляемыми ресурсосберегающими технологиями получения энергии большое будущее. Не случайно страны, у которых мало собственных невозобновляемых источников энергии, очень активно (уже на протяжении 20–30 лет) ведут поиски и внедряют возобновляемые источники энергии. Это, прежде всего, относится к солнечной и ветровой энергетике.
В представленном учебном пособии изложены основные теоретические закономерности в солнечной, ветро- и гидроэнергетике, а также рассмотрены вопросы энергии приливов и волн.
Во всех главах пособия акцентируется внимание на относительно высокой экологической чистоте этих источников.
Следует иметь в виду, что в ближайшем будущем энергоемкость устройств автоматики, телемеханики и связи значительно снизится, тогда солнечные электростанции и ветроэнергетические установки найдут широкое применения для питания этих устройств, и для энергообеспечения железнодорожного транспорта, главным образом – для отдаленных малых станций.
Приложения Приложение 1
Основные физические константы
|
Константа |
Значение |
|
Скорость света в вакууме |
c = 2,998108 м/c |
|
Гравитационная постоянная |
= 6,6710-11 м3/кг с2 |
|
Ускорение свободного падения |
g = 9,807 м/с2 |
|
Число Авогадро |
NА= 6,0231023 моль-1 |
|
Число Лошмидта |
no = 2,691025 м-3 |
|
Универсальная газовая постоянная |
R = 8,314 Дж/моль К |
|
Постоянная Больцмана |
К = 1,3810-23 Дж/К |
|
Заряд электрона |
e =1,60210-19 Кл |
|
Масса электрона |
me = 0,91110-30 кг |
|
Удельный заряд электрона |
e/me =1,761011 Кл/кг |
|
Постоянная Стефана-Больцмана |
= 5,6710 -8 Вт/м2 К4 |
|
Постоянная закона смещения Вина |
b = 0,29 смК |
|
Постоянная Планка |
ћ = 1,05410 -34 Дж с h = 0,65910 -15 эВ с h = 6,5310 -34 Дж с |
|
Постоянная Ридберга |
R = 3,2910 15 c-1 R = 1,09710 7 м-1 |
|
Магнетон Бора |
b = 9,2710 -24 Дж/Тл |
|
Атомная единица массы |
1 а.е.м.=1,6610 -27 кг |
|
Электрическая постоянная |
εо = 0,88510 -11 Ф/м |
|
Магнитная постоянная |
μo = 1,25710 -6 Гн/м |
Приложение 2
Внешний вид и основные технические
характеристики солнечных батарей при плотности
потока солнечного излучения 1000 Вт/м2 при 25 С
|
Тип |
Масса, кг |
Размеры, мм |
Мощность максимальная, Вт |
Напряжение холостого хода, В |
Ток короткого замыкания, А |
|
PVM-10 |
1,8 |
510х234х30 |
8,5…11 |
21,6 |
0,55…0,65 |
|
PVM-15 |
3,5 |
508х410х30 |
14…18 |
21,6 |
0,9…1,05 |
|
PVM-20 |
4,0 |
527х450х30 |
17…22 |
21,6 |
1,2…1,3 |
|
PVM-30 |
6,0 |
975х410х30 |
28…36 |
21,6 |
1,8…2,1 |
|
PVM-40 |
6,5 |
970х450х30 |
34…45 |
21,6 |
2,4…2,6 |
|
PVM-50 |
7,7 |
970х595х30 |
42…55 |
21,6 |
2,8…3,2 |
|
PVM-60 |
8,0 |
970х645х30 |
55…65 |
21,6 |
3,6…3,9 |
|
Температурные коэффициенты, %/ оС |
-0,4 |
-0,5 |
+0,1 | ||

