Вопрос № 1

«Общие понятия возобновляемой

энергии, нетрадиционных видов топлива. «

К традиционной энергетике относят:

Энергоисточники на ископаемых природных

ресурсах-уголь, нефть,газ, уран-

Эти ресурсы принято считать

невозобновляемыми.

К возобновляемым источникам относят:

солнечную, ветровую энергию,

Гидроэнергетика, энергетика использования

отходов.

Альтернативная энергетика- источники

энергии, противопоставляемые

традиционной энергетике.

Малая энергетика- энергоисточники, вырабатываемой мощности до 10-15 мватт.

Распределенная энергетика-различные генераторы и источники энергии,

Небольшой мощности, распределенные по территории города(региона), cвязанные

(частично) единой сетью.

Термины НВИЭ:

теплосодержание тепла-основной показатель топлива, его теплотворная способность,

теплота сгорания.

Т.у.т- тонны условного топлива(=29300кдж/кг)

Т.н.э- тонны нефтяного эквивалента(=41,868 гдж/ тонна)

ТЭК- топливно энергетический комплекс

ТЭС-тепловая энергетическая станция

КЭС- конденсационная энергетическая станция

ТЭЦ-теплоэлектроцентраль

АЭС-атомная энергетичекая станция

ЛЭП- линии электропередач

ВЛЭП-воздушная линия электропередач

ТП-трансформаторная подстанция(в Эл. Энергетике)/

Тепловой пункт(теплоэнергетика)

Валовый потенциал источника энергии-

Общее количество энергии, кот. обладает источник

Технический потенциал-кол-во энергии, кот. технически может

быть освоено.

Экономический потенциал-кол-во энергии, освоение кот.

технически обосновано.

ПГ- парниковый газ( угл. газ, окиси серы, азота)

ВИДЫ ЭНЕРГИИ:

Электрическая-энергия виде переменного и пост.

Тока, легко передается и преобразовывается в др. виды энергии

Тепловая-нельзя хранить, можно немного накапливать,

Нельзя передавать на большие расстояния.

Механическая-не передавать на большие расстояния, можно накапливать

Химическая-относится энергия распада атома, можно хранить

СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА:

CЭС- солнечная энерго станция

Фотоэлемент-фотопанель для преобразования солнечной,

Лучистой энергии в электрическую на основе фотоэффекта.

Cолнечный коллектор-установка для преобразования

Солнечной энергии втепловую

ПРИЛИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

ПЭС-приливная энергостанция

ВИЭ-

Источники на основе постоянно существующих, периодически возникающих в окр. cреде потоков энергии.

НВИЭ-природные запасы веществ и материалов, кот. могут быть использованы человеком для пр-ва энергии( уголь, нефть газ , ядерн. Топливо)+ гидроэнергетика

Вопрос № 2

«Особенности природных

потоков энергии,

проблемы его концентрации.»

При существующем уровне научно-

Технического прогресса энергопотребле

ние может быть покрыто лишь засчет

использования органич. топлив

( уголь, нефть, газ) гидроэнергии и атом

ной энергии на основе тепловых нейтронов.

Однако, по результатам многочисл.

Исследований органич. топливо

может удовлетворить запросы мировой

энергетики только частично.Остальная

часть энергопотребности может быть удов

летворена засчет других источников энер

гии- нетрадиционных и возобновляемых.

ВИЭ-

Источники на основе постоянно существующ

их, периодически возникающих в окр. cреде

потоков энергии.Возобновляемая энергия не

является следствием целенаправленной

деятельности человека.

НВИЭ-природные запасы веществ и материа

лов, кот. могут быть использованы человеком

для пр-ва энергии( уголь, нефть газ , ядерн.

топливо)+ гидроэнергетика. Энергия содержи

тся в связанном состоянии.

CКОЛЬКО НУЖНО ДЛЯ ЭКОНОМИКИ?

Рес-сы млрд. тут %

Иск. топливо 12,6 81,3

Нефть 5,04 33,2

Газ 3,2 21

Уголь 4,11 27

ВИЭ 1, 9 12,5

ГЭС 0,33 2,5

Биомасса 1,5 10

(солн.,приливн., 0,03 0,2

Ветровая)

Атомная 0,94 6, 2

Всего: 15,2 100

CКОЛЬКО ВЫРАБОТАНО ВИЭ?

19,5%

Массовое использование ВИЭ связано с

Необходимостью концентрации ее

Рассеянных источников и экономич.

Обоснованностью.

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ:

1)слабый потенциал, недостаточная конц

ентрация потока энергии(1*10^6-10^12)

2)нестабильность потока ВИЭ

3) потребители энергии не там

Где есть ВИЭ

(пик потребления не совпадает

С пиком энергии)

4) сложность массового изготовления

Приемников ВИЭ, экологич. Токсичность

РЕШЕНИЯ:

1) устройства и оборудования концентр.

ВИЭ

2) устройства аккумулирования и снятия

пиков

3) нужна инфраструктура передачи и

Накопления(сеть)

4) развитие технологии с повышением

эффективности устройств и снижением

экол. ущерба

Вопрос № 3

«Виды и типы ВИЭ, классификации.

Оценки суммарных потенциалов ВИЭ»

К традиционной энергетике относят:

Энергоисточники на ископаемых природных

ресурсах-уголь, нефть,газ, уран-

Эти ресурсы принято считать

невозобновляемыми.

К возобновляемым источникам относят:

солнечную, ветровую энергию,

Гидроэнергетика, энергетика использования

отходов.

Альтернативная энергетика- источники

энергии, противопоставляемые

традиционной энергетике.

Малая энергетика- энергоисточники,

вырабатываемой мощности до 10-15 мватт.

Распределенная энергетика-различные

генераторы и источники энергии,

Небольшой мощности, распределенные по

территории города(региона), cвязанные

(частично) единой сетью.

ВИЭ-

Источники на основе постоянно существующ

их, периодически возникающих в окр. cреде

потоков энергии.Возобновляемая энергия не

является следствием целенаправленной

деятельности человека.

НВИЭ-природные запасы веществ и материа

лов, кот. могут быть использованы человеком

для пр-ва энергии( уголь, нефть газ , ядерн.

топливо)+ гидроэнергетика. Энергия содержи

тся в связанном состоянии.

Понятие потенциала ВИЭ, его распределение по территории страны.

Суммарный, технический и экономический потенциал ВИЭ

Основное преимущество нетрадиционных ВИЭ перед другими

Энергоносителями ихвозобновляемый характер и экологическая чистота.

Минусы:

- слабый потенциал,недостаточная концентрация

потока энергии

-нестабильность потока потребление не cовпадает с пиком энергии

-сложность массового изготовления приемников

-экологич. токсичность.

Общий потенциал ВИЭ :

Энергия солнца-солн.и тепловая эн.-эл.и

тепловые солн.установки (80000* 10^12вт)

- превращенная и тепл. Эн(40000*10^12вт)

-гидроэнергет. установки

-кин. энергия(300*10^12вт)

-ветровые и волновые

устан-ки.

-фотосинтез(30*10^12вт)-биотопливо и перераб-ка

Биомассы.

-геотермальная энергия Земли- тепловая энергия

(30*10^12вт)-геотерм. и тепл.эл. cтанции

-энергия орбитального движения-приливная энергия

(3*10^12вт)-приливные эл. Станции

Итого: 120эксаватт.

Экономический потенциал(сколько можно использовать):

-солнце-6,2 млрд. тут.

-ветер-6

-биомасса-3.27 Итого:19,54 млрд. тут

-геотермальная-2,9

-гидроэнергия-1,12

Технич. Потенциал-потенциал возможного исп-я

Кот. Можно получить при существующем уровне

технологии.

Экономич. потенциал-потенциал, кот. можно получить при

экон. Обоснованных затратах.

Для экономики необходимо-15, 2 млрд. тут- 19,5

вырабатывается из ВИЭ.

Возобновляемые источники в России:

Cолнце-(2,3*10^6 млн. тут/год)-технич. потенциал-

2300 Эконом. Потенциал- 12, 5

Ветер-(26000)-2000-10; геотермалка-130-140-115

Биомасса(10000)-53-35; низкопотенц. тепло-525-4733-273,5

Вопрос № 4

«Понятие потенциала ВИЭ,

его распределение по территории

страны. Суммарный,

технический и экономический

потенциал ВИЭ»

Понятие потенциала ВИЭ, его

распределение по территории страны.

Суммарный, технический и

экономический потенциал ВИЭ

Общий потенциал ВИЭ :

Энергия солнца-солн.и тепловая эн.-эл.и

тепловые солн.установки (80000* 10^12вт)

- превращенная и тепл. Эн(40000*10^12вт)

-гидроэнергет. установки

-кин. энергия(300*10^12вт)

-ветровые и волновые

устан-ки.

-фотосинтез(30*10^12вт)-биотопливо и перераб-ка

Биомассы.

-геотермальная энергия Земли- тепловая

Энергия (30*10^12вт)-геотерм. и тепл.эл.

cтанции

-энергия орбитального движения-приливная

энергия

(3*10^12вт)-приливные эл. Станции

Итого: 120эксаватт.

Экономический потенциал

(сколько можно использовать):

-солнце-6,2 млрд. тут.

-ветер-6

-биомасса-3.27 Итого:19,54 млрд. тут

-геотермальная-2,9

-гидроэнергия-1,12

Технич. Потенциал-потенциал возможного

исп-я кот. Можно получить при существующем

уровне технологии.

Экономич. потенциал-потенциал, кот. можно

получить при

экон. Обоснованных затратах.

Для экономики необходимо-15, 2 млрд. тут- 19,5

вырабатывается из ВИЭ.

Возобновляемые источники в России:

Cолнце-(2,3*10^6 млн. тут/год)

-технич. потенциал-2300

Эконом. Потенциал- 12, 5

Ветер-(26000)-2000-10;

геотермалка-130-140-115

Биомасса(10000)-53-35;

низкопотенц.

тепло-525-4733-273,5

Вопрос № 5

«Использование

солнечной энергии.

Фотовольтаика:

к.п.д. преобразования,

схемные решения, параметры»

Устройства для прямого преобразованиясветовой или солнечной энергии в

электроэнергию называются

фотоэлементами (по- английски Photovoltaics,

от греческого photos - свет и

названия единицы электродвижущей силы - вольт).

Преобразование солнечного света

в электричество происходит

в фотоэлементах, изготовленных из

полупроводникового материала,

например, кремния,

которые под воздействием солнечного

света вырабатывают электрический ток.

Соединяя фотоэлементы в модули, а те,

в свою очередь, друг с другом, можно строить

крупные фотоэлектрические станции:

Солнечный элемент может напрямую

превращать солнечное излучение в

электричество без применения каких-либо

движущихся механизмов. Благодаря этому,

срок службы солнечных генераторов

довольно продолжителен. Солнечные фотоэлектрические системы

просты в обращении. В основе действия

фотоэлементов лежит физический принцип,

при котором электрический ток возникает

под воздействием света между двумя

полупроводниками с различными

электрическими свойствами,

находящимися в контакте друг с другом.

Совокупность таких элементов образует

фотоэлектрическую па Фотоэлектрические

модули, благодаря своим электрическим

свойствам,

вырабатывают постоянный, а не

переменный ток.

Он используется во многих простых

устройствах,

питающихся от батарей. Именно этот

тип электричества

поставляют энергопроизводители, он

используется для

большинства современных приборов и

электронных устройств. В простейших

системах постоянный ток

фотоэлектрических модулей используется

напрямую.

Там же, где нужен переменный ток, к

системе необходимо добавить инвертор, который

преобразует постоянный ток в переменный. Солнечная система может быть

использована для самых разнообразных

сфер применения: - освещение и энергоснабжение частных

помещений

– частных и жилых домов, дач; - освещение и энергоснабжение общественных

заведений – школ, больниц, офисов и др.; - энергоснабжение хозяйств и других комплексов; - освещение территорий (парки, сады, дворы)

и дорог (шоссе, улиц); - энергоснабжение телекоммуникационного

оборудования; - энергоснабжение медицинского

оборудования; - энергоснабжение нефте- и газопроводов

и платформ; - энергоснабжение водоподачи; - энергоснабжение водоопреснения; - зарядки для мобильных телефонов и

ноутбуков и многое другое. Принцип работы солнечной системы: Каждая солнечная система, как правило,

включает в себя следующие компоненты с такими функциями: 1) Солнечный модуль – преобразование

солнечной энергии в электрическую. 2) Контроллер – заряд-разряд аккумулятора. 3) Аккумулятор – накопление энергии для

дальнейшего ее использования. 4) Инвертор – преобразование постоянного тока в переменный. Такая система является автономным источником электрической энергии, и может быть в дальнейшем подключена с целью снабжения электрической

энергией к самому разнообразному оборудованию Модульный принцип компоновки “солнечных”

истем позволяет настроить ее на любые параметры резервируемого объекта в зависимости

от мощности энергооборудования, периодичности и продолжительности отключений

основной энергосети, если система используется,

как альтернативный источник электроэнергии.

нель, либо модуль: Срок эксплуатации: 90 % исходной

мощности в течение 10 лет, 80 % исходной

мощности в течении 20 лет.

6.Особенности и сферы применения фотоэлектрических батарей и станций.

При использовании возобновляемых источников решается проблема ограниченности ресурсов энергии. Потенциальная солнечная энергия = 131 трлн. тонн/год

Фотоэлектрические преобразователи обладают значительными преимуществами:

• - не имеют движущихся частей, что упрощает обслуживание, снижает его стоимость и увеличивает срок службы (вероятно, он будет достигать 100 лет - проблема не в самих преобразователях, а в герметизирующих материалах) при незначительном снижении эксплуатационных характеристик;

• - эффективно используют прямое и рассеянное (диффузное) солнечное излучение;

• - не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала;

• - пригодны для создания установок практически любой мощности.

Солнечная система может быть использована для самых разнообразных сфер применения:

• - освещение и энергоснабжение частных помещений – частных и жилых домов,

• - энергоснабжение хозяйств и других комплексов;

• - освещение территорий (парки, сады, дворы) и дорог (шоссе, улиц);

• - энергоснабжение телекоммуникационного оборудования;

• - энергоснабжение медицинского оборудования;

• - энергоснабжение нефте- и газопроводов и платформ;

• - энергоснабжение водоподачи;

• - энергоснабжение водоопреснения;

• - зарядки для мобильных телефонов и ноутбуков и многое другое.

Солнечная батарея — бытовой термин, используемый в разговорной речи или не научной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» подразумевается несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.

В отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя, солнечная батарея производит непосредственно электричество. Хотя, для производства электричества из солнечной энергии используются и солнечные коллекторы: собранную тепловую энергию можно использовать и для вырабатывания электричества. Крупные солнечные установки, использующие высококонцентрированное солнечное излучение в качестве энергии для приведения в действие тепловых и др. машин (паровой, газотурбинной, термоэлектрической и др.), называются Гелиоэлектростанции (ГЕЭС).

Различные устройства, позволяющие преобразовывать солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию, являются объектом исследования гелиоэнергетики (от гелиос греч. Ήλιος, Helios — солнце). Производство фотоэлектрических элементов и солнечных коллекторов развивается быстрыми темпами в самых разных направлениях. Солнечные батареи бывают различного размера: от встраиваемых в микрокалькуляторы, до занимающих крыши автомобилей и зданий.

Использование: -Микроэлектроника (калькуляторы, фонарики)

- Электромобили (На крыше автомобиля Prius, 2008)

- Энергообеспечение зданий (Солнечные батареи крупного размера, как и солнечные коллекторы, очень широко используются в тропических и субтропических регионах с большим количеством солнечных дней. Особенно популярны в странах Средиземноморья, где их помещают на крышах домов.)

- Использование в космосе

СОЛНЕЧНАЯ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ

Использование: в технике прямого фотоэлектрического преобразования солнечного излучения в электроэнергию с инверсией постоянного напряжения солнечных батарей в переменное напряжение, при сооружении мощных солнечных энергетических установок. Сущность изобретения: в фотоэлектрической станции, содержащей последовательно включенные в контур постоянного тока поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторные преобразователи, имеющие трансформаторную связь с сетью переменного тока, включены поочередно поля солнечных фотоэлектрических модулей и инверторные преобразователи , причем номинальные напряжения полей выбираются одинаковыми, а оба полюса каждого поля модулей соединены с землей через резистивные элементы, имеющие одинаковое сопротивление.