- •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
Сжатый воздух.
Воздух может быть быстро сжат и медленно расширен.
Главной трудностью при таком способе аккумулирования оказывается снижение потерь в процессе сжатия от нагревания.
Транспорт биомассы.
Биомассу можно доставлять контейнерами по дорогам, по рельсам, по водным путям. Однако из – за низкой плотности большинства видов биомассы редко бывает экономически целесообразно перевозить её на большие расстояния (более 1000км).
Транспорт тепла.
Передача тепла ограничивается малыми расстояниями из – за тепловых потерь через стенки трубопроводов.
14. Заключение
Возобновляемые источники энергии – это бурно развивающаяся отрасль энергетики. Этой отрасли принадлежит будущее в развитии мировой энергетики.
Нельзя выдать рекомендации о повсеместном внедрении возобновляемых источников энергии. В каждом регионе Земли может иметь превалирующеезначение тот или иной источник возобновляемой энергии.
Особенно привлекательным является использование энергии ветра, так как мало найдётся на Земле мест, где средняя скорость ветра менее 3 м/с. Ою этом убедительно говорят темпы строительства ветроустановок в Европе, США и Азии.
Европейская ассоциация ветроэнергетики прогнозирует увеличение прироста мощности ветроэнергоустановок в мире в 2010г. до 170000 МВт.
Запасы энергии ветра более, чем в 100 раз, превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.Страны мира планируют производить из энергии ветра до 10 – 20% потребляемой электроэнергии в ближайшие 5 лет.
Ветрогенераторы практически не потребляют ископаемого топлива.
Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволит экономить 29 тыс. тонн угля или 14,5 тыс. тонн нефти и сокращает ежегодные выбросы в атмосферу1800 тонн CO2, 9 тонн SO2, 4 тонн окислов азота.
Себестоимость 1 кВт – ч, выработанного ветрогенератором, соизмерима с себестоимостью 1 кВт – ч, выработанного ТЭС, работающей на газе, угле или мазуте – 4 – 5 центов США.
В России в настоящее время ветроэлектростанции работают:
- в Калининградской области – 5,1 МВт;
- на Чукотке, Анадырская ВЭС – 2,5 МВт;
- в Башкортостане - 2,2 МВт;
- Калмыцкая ВЭС - 1 МВт;
- в г. Воркута - 1,5 МВт;
- на о. Беринг - 1,2 МВт.
Существуют проекты:
- Ленинградской ВЭС - 75 МВт;
- в Карелии - 30 МВт;
- в Приморском крае - 30 МВт;
- Магаданской ВЭС -30 МВт;
- в Алтайском крае - 24 МВт;
- на Камчатке - 16 МВт;
- в Республике Коми - 10 МВт;
- Дагестанской ВЭС - 6 МВт;
- в Красноярском крае - 5 МВт;
- Новороссийской ВЭС - 5 МВт;
- Валаамской ВЭС - 4 МВт.
Динамика прироста мощностей ветроустановок в мире приведена в табл. 14.1.
Таблица 14.1.
Динамика прироста мощностей ветроустановок в мире
Страна |
2005г., МВт |
2006г., МВт |
2007г., МВт |
Германия |
18428 |
20622 |
22300 |
США |
9150 |
11600 |
16800 |
Испания |
10000 |
11600 |
15200 |
Индия |
4430 |
6270 |
8000 |
Китай |
1260 |
2400 |
6050 |
Италия |
1700 |
2100 |
2730 |
Великобритания |
1350 |
1960 |
2400 |
Франция |
760 |
1570 |
2450 |
Португалия |
1020 |
1700 |
2150 |
Нидерланды |
1220 |
1560 |
1750 |
Канада |
680 |
1450 |
1850 |
Япония |
1040 |
1400 |
1540 |
Австралия |
580 |
820 |
820 |
Ирландия |
500 |
750 |
805 |
Швеция |
510 |
570 |
790 |
Норвегия |
270 |
325 |
333 |
Бразилия |
29 |
237 |
247 |
Бельгия |
168 |
194 |
287 |
Польша |
73 |
153 |
276 |
Турция |
20 |
50 |
146 |
Финляндия |
82 |
86 |
110 |
Болгария |
14 |
36 |
70 |
Венгрия |
17 |
61 |
65 |
Эстония |
33 |
33 |
58 |
Литва |
7 |
48 |
50 |
Россия |
14 |
15,5 |
16,5 |
Иран |
23 |
48 |
66 |
Египет |
145 |
230 |
310 |
Украина |
77 |
86 |
89 |
Греция |
573 |
817 |
817 |