Вопрос 9 Назовите и докажите преимущества электрической энергии над другими видами энергии.

Преимущества электрической энергии

Преимущества электрической энергии перед другими видами энергии заключаются в простоте и экономичности ее передачи па большие расстояния, легкой делимости между потребителями разной мощности, высоком уровне гигиенических условий.

Электрическую энергию легко превратить в механическую энергию движения, в тепловую энергию с регулированием температуры в широких пределах, в видимое и невидимое излучение, в электромагнитные колебания, которые используются не только для передачи информации на расстояние, но и для воздействия на биологический объект, при сушке, обогреве и т. д.

Электрическая энергия широко применяется в дачном и садово-огородном хозяйстве не только для освещения и обогрева помещений, но и для электропривода различных механизмов и приспособлений для обработки почвы (электроплуги, фрезы, мотыги, культиваторы и т. д.), для обогрева почвы в парниках и теплицах.

Электрическая энергия вырабатывается на электростанциях, расположенных, как правило, у источников первичной энергии.

Электростанции связаны между собой и с потребителями электрическими сетями, которые объединяют их в централизованно управляемые энергетические системы (энергосистемы).

Нагрузку на электростанции распределяют так, чтобы получить наиболее дешевую электроэнергию.

Например, если запас воды на гидравлической станции (ГЭС) большой, то ее нагружают на полную мощность, а тепловую (ТЭС) разгружают, экономя топливо.

Или же за счет ТЭС удовлетворяют постоянную (базисную) нагрузку в течение суток, а ГЭС включают в часы, когда нагрузка возрастает.

Благодаря энергосистемам не только повышается экономичность электроснабжения, но и значительно увеличивается его надежность, возрастает общая полезная выработка электроэнергии и т. д.

Вопрос 10 Какие Вы знаете способы преобразования энергии? Подробно

объясните один из них по своему выбору, назовите его преимущества,

недостатки и область применения.

Способы преобразования энергии морских волн в электрическую

Водяной столб – один из самых востребованных, дешёвых и востребованных видов волновых установок с пневматическим преобразователем который использует энергию колеблющегося водяного столба для преобразования её в электрическую. Принцип действия здесь таков. При набегании волны на частично погруженную полость, открытую под водой, столб жидкости в полости колеблется, вызывая изменения давления в газе над жидкостью. Полость может быть связана с атмосферой через турбину, в качестве которой испорльзуется турбина Уэльса. Это воздушная турбина низкого давления, имеющая симметричную аэродинамическую поверхность лопаток, позволяющую им вращаться всегда в одну сторону, независимо от направления потока воздуха или жидкости. Достигается это тем, что рабочее тело, попадая на лопатку, разделяется непропорционально – отклонение в одну сторону всегда больше, чем в другую. Принцип работы турбины Уэльса схож с принципом подъема крыла самолета. Поток регулируется так, чтобы проходить через турбину в одном направлении. Преимуществом устройств на принципе водяного столба является то, что скорость воздуха перед турбиной может быть значительно увеличена за счет уменьшения проходного сечения канала, что позволяет сочетать медленное волновое движение с высокочастотным вращением турбины. Кроме того, здесь создается возможность удалить генерирующее устройство из зоны непосредственного воздействия соленой морской воды. Этот способ широко применяется для сигнальных буев, внедренных в Японии и в Великобритании. Самым крупным и впервые включенным в энергосеть устройством является устройство, построенное в Тофтестоллене (Норвегия). Здесь водяной столб используется в 500 киловаттной установке, построенной на краю отвесной скалы. Помимо всего прочего, национальная электрическая лаборатория Великобритании предлагает конструкцию, устанавливаемую непосредственно на морском дне. Недостатками таких преобразователей являются низкий КПД и большая материалоемкость.

Способы преобразования солнечной энергии.

Очень давно ещё древние греки использовали солнечную энергию для обогрева жилища. В 19 веке впервые изобрели солнечный коллектор, с помощью которого нагревали воду.

Нынешняя энергетика на основе солнечного тепла носит название гелиоэнергетика, и начала развиваться она только в середине 20 века.

Солнечную энергию можно преобразовать в электрическую или тепловую с помощью трёх технологий:

Чаще всего используется вариант снабжения теплом при помощи солнечных коллекторов - водонагревателей. Их устанавливают в неподвижном состоянии на крышах домов так, чтобы сохранялся определённый угол к горизонту. Теплоносителем может служить воздух, вода или антифриз. Это вещество нагревается на 40-50 градусов больше температуры окружающего пространства, что и обеспечивают вышеупомянутые коллекторы. Но такие устройства могут применяться не только для обогрева. Ими кондиционируют воздух, сушат продукты сельского хозяйства и даже делают пресной морскую воду. Япония и США на сегодняшний день - лидеры по закупке таких солнечнообогревательных систем. Но на Кипре и в Израиле этих установок несколько больше из расчёта на одного человека. В Израиле, например, 70% населения пользуются такой солнечной энергией, и всех их обеспечивает 1 млн. коллекторов. Индия и Китай тоже не обходятся без этого. В некоторых странах Африки солнечные коллекторы используются в основном, чтоб запустить насосные установки.

При втором способе солнечная энергия трансформируется не в тепловую, а в электрическую. Этот процесс осуществляют солнечные батареи на основе кремня, так называемые фотоэлектрические установки. Подобные устройства использовались на космических кораблях. Впервые такая система была запущена в Калифорнии. Сейчас же третью рынка фотоэлектрических элементов управляет Япония. Хотя такая электроэнергия всё ещё очень дорого стоит, в некоторых странах ею успешно пользуются.

Третий способ тоже преобразовывает энергию Солнца в электричество. Это осуществимо с помощью параболических или башенных солнечных электростанций.