- •ВВЕДЕНИЕ
- •ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ
- •1.2. Основные направления экологической политики при развитии ТЭК
- •1.3. Место возобновляемых источников энергии в удовлетворении энергетических потребностей человека
- •ГЛАВА 2. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
- •2.1. Конструкции ветроэнергетических установок
- •2.2. Параметры ветрового потока
- •2.3. Основы теории ветроэнергетических установок
- •2.4. Ветродизельные комплексы
- •2.5. Производители оборудования ВЭУ
- •ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА
- •3.1. Физические процессы преобразования солнечной энергии
- •3.2. Солнечные батареи
- •3.3. Солнечные коллекторы
- •3.4. Электростанции на солнечных батареях
- •3.5. Солнечные тепловые электростанции
- •ГЛАВА 4. МАЛАЯ ГИДРОЭНЕРГЕТИКА
- •4.1. Микрогидроэлектростанции
- •4.2. Системы стабилизации параметров микро-ГЭС
- •4.3. Оборудование и конструктивные особенности микро-ГЭС
- •ГЛАВА 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ОКЕАНОВ И МОРЕЙ
- •5.1. Энергия и мощность волны
- •5.2. Устройства для преобразования энергии волн
- •5.3. Приливные электростанции
- •ГЛАВА 6. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
- •6.1. Источники геотермального тепла
- •6.2. Способы и методы использования геотермального тепла
- •6.4. Использование геотермальных тепловых насосов
- •ГЛАВА 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ БИОМАССЫ
- •7.1. Рациональное использование биомассы для производства энергии
- •7.2. Электростанции, использующие химическую энергию биомассы
- •7.3. Топлива, получаемые из биомассы
- •7.4. Энергетическое использование твердых бытовых отходов
- •ГЛАВА 8. ЭКОНОМИКА ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
- •8.1. Методика определения технико-экономических характеристик ветроэлектростанций
- •8.2. Технико-экономические характеристики солнечных электростанций
- •8.3. Технико-экономические характеристики автономных микро-ГЭС
- •8.4. Технико-экономические характеристики электростанций, использующих биотопливо
- •Библиографический список
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
Министерство образования и науки Российской Федерации Сибирский федеральный университет
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Учебно-методическое пособие
Электронное издание
Красноярск
СФУ
2013
УДК 621.311.019.3(07) ББК 31.2-02я73
В646
Рецензенты:
А.В. Бастрон, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Электроснабжение сельского хозяйства» ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»;
В.И. Пантелеев, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой «Электротехнические комплексы и системы» ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»
Составители: Бобров Алексей Васильевич Тремясов Владимир Анатольевич
В646 Возобновляемые источники энергии: учеб.-метод. пособие [Электронный ресурс] / А.В. Бобров, В.А. Тремясов. – Электрон. дан. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2013. – Систем. требования: PC не ниже класса Pentium I; 128 Mb RAM; Windows 98/XP/7; Adobe Reader V8.0 и выше. – Загл. с экрана.
В учебно-методическом пособии изложены современное состояние и перспективы использования энергии солнца, ветра, геотермальных вод, малых рек, океанов, морей и других возобновляемых источников энергии. Рассмотрены конструкции ветроэнергетических установок, солнечных электростанций, приливных электростанций, солнечных коллекторов, геотермальных электростанций и др. Приведены примеры их внедрения в народное хозяйство.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника».
УДК 621.311.019.3(07) ББК 31.2-02я73
© Сибирский федеральный университет, 2013
Электронное учебное издание
Подготовлено к публикации Издательским центром БИК СФУ
Подписано в свет 10.11.2013 г. Заказ 3382. Тиражируется на машиночитаемых носителях.
Издательский центр Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел/факс (391) 206-21-49. E-mail rio@sfu-kras.ru http://rio.sfu-kras.ru
ВВЕДЕНИЕ
Проблема внедрения возобновляемых источников энергии является в настоящее время одной из наиболее актуальных для всего народного хозяйства России. Ее необходимо решать в кратчайшие сроки, так как этот позволит повысить эффективность использования топливноэнергетических и материальных ресурсов при производстве широкого спектра промышленной и сельскохозяйственной продукции.
Современное общество к концу XX в. столкнулось с энергетическими проблемами, которые приводили в известной степени даже к кризисам. Человечество старается найти новые источники энергии, которые были бы выгодны во всех отношениях: простота добычи, дешевизна транспортировки, экологическая чистота, восполняемость. Уголь и газ отходят на второй план: их применяют только там, где невозможно использовать чтолибо другое. Все большее место в нашей жизни занимает атомная энергия: ее можно использовать как в энергетике, металлургии, ядерных реакторах космических челноков, так и в легковых автомобилях.
Все традиционные источники энергии обязательно закончатся, особенно при возрастающих потребностях людей. Поэтому на рубеже XXI в. человек стал задумываться о том, что станет основой его существования в новой эре. Есть и другие причины, в связи с которыми человечество обратилось к альтернативным источникам энергии.
Во-первых, непрерывный рост промышленности как основного потребителя всех видов энергии.
Во-вторых, необходимость значительных финансовых затрат на разведку новых месторождений, так как часто эти работы связаны с организацией глубокого бурения (в частности, в морских условиях) и другими сложными и наукоемкими технологиями.
В-третьих, экологические проблемы, связанные с добычей и использованием энергетических ресурсов.
Не менее важной причиной необходимости освоения альтернативных источников является проблема глобального потепления. Суть ее заключается в том, что двуокись углерода (СО2), высвобождаемая при сжигании угля, нефти и бензина в процессе получения тепла, электроэнергии и обеспечении работы транспортных средств, поглощает тепловое излучение поверхности нашей планеты, нагретой Солнцем, и создает так называемый парниковый эффект.
Сегодня возобновляемая энергетика является наиболее быстро развивающимся направлением в энергетике. Возобновляемая энергетика – это область хозяйства, науки и техники, охватывающая производство, передачу, преобразование, накопление и потребление электрической, тепловой и механической энергии, получаемой за счет использования возобновляемых источников энергии. Широкое использование этих источников энергии со-
3
ответствует высшим приоритетам и задачам энергетической безопасности любой страны.
Энергия возобновляемых источников в обычных условиях оказывается дороже, чем традиционных (кроме ГЭС). Но там, где традиционных источников нет (в частности, на севере Восточной Сибири и Дальнем Востоке России) и энергетика базируется на привозном топливе, ситуация иная. Использование возобновляемых источников энергии может оказаться выгодным и в других регионах России для энергообеспечения автономных потребителей небольшой мощности, в которых прокладка линий электропередач или газопроводов обходится слишком дорого.
4