- •Витебский филиал конспект лекций по курсу "основы энергосбережения"
- •Часть 1
- •Оглавление
- •Пояснительная записка
- •Сущность энергосбережения
- •1.1 Роль энергетики в развитии человеческого общества
- •В экономически развитых странах
- •1.2 Эффективность использования и потребления энергии в различных странах и в Республике Беларусь
- •В процентах
- •(В % к 1995 г.)
- •1.3 Сущность энергосбережения. Основные понятия в энергосбережении
- •Топливно-энергетические ресурсы
- •2.1 Восполняемые и невосполняемые энергетические ресурсы
- •2.2 Виды топлива, характеристика и запасы их в Беларуси
- •2.3 Условное топливо, соотношение и калорийность. Единицы измерения
- •2.4 Топливно-энергетический комплекс Республики Беларусь
- •Лекция 3 (4 часа) виды и способы получения, преобразования и использования энергии
- •3.1 Энергия и её виды
- •3.2 Способы получения и преобразования энергии
- •3.3 Электрические и тепловые нагрузки и способы их регулирования
- •3.4 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую
- •В порядке возрастания их эффективности и стоимости
- •3.5 Ветроэнергетика
- •3.6 Гидроэнергетика
- •3.7 Биоэнергетика
- •3.8 Транспортирование тепловой и электрической энергии
- •3.8.1 Транспортирование тепловой энергии
- •3.8.2 Транспортирование электрической энергии
- •3.9 Энергетическое хозяйство промышленных предприятий
3.3 Электрические и тепловые нагрузки и способы их регулирования
По видам потребления различают пять групп электрических и тепловых
нагрузок:
- промышленная нагрузка;
- коммунально-бытовое потребление;
- электрический транспорт;
- уличное освещение;
- сельскохозяйственные нужды.
Промышленная нагрузка за счет одно- и двухсменных режи-мов работы предприятий снижается в ночное и вечернее время. Комму-нально-бытовое потребление значительно в утреннее и вечер-нее время, вечерний пик более продолжительный. Транспортные пере-возки имеют пики в утренние и вечерние часы. Уличное освещение имеет максимум в ночные часы. Сельскохозяйственные графи-ки потребления достаточно равномерны с сезонным изменением его величины.
В связи со значительной неравномерностью электрической нагрузки в течение суток важной задачей является рациональное покрытие относительно кратковременных, но значительных пиков нагрузки. Суммарный график нагрузок получают путем почасового сложения нагрузок всех потребителей для типично зимних и типично летних месяцев. Зимний график имеет два пика (рисунок 11), летний - один (рисунок 12), что объясняется более длинным световым днем (освещение включается после окончания работы на односмен-ных предприятиях и снижения транспортных перевозок).
Рисунок 11 - Суммарный график нагрузок в зимние сутки
Рисунок 12 - Суммарный график нагрузок в летние сутки
По числу часов максимальных нагрузок различают базовые, полупиковые и пиковые агрегаты. Для базовых электростанций максимум нагрузки составляет в год 6000-7500 ч, для полупиковых и пиковых - соответственно 2000-6000 и 500-2000 ч.
Основными способами покрытия пиков электрической нагрузки являются:
1 Эксплуатация гидроэлектростанций благодаря простоте пуска, останова, регулирования, возможности изменения нагрузки.
2 Использование резерва мощности обычных паротурбинных энергоблоков, работающих в режиме частых пусков и остановов.
3 Применение высокоманевренных агрегатов, таких, как пиковые и полупи-ковые паротурбинные, газотурбинные, парогазовые и гидроаккумулирующие электростанции. Гидроаккумулирующие электростанции в период мини-мальных электрических нагрузок перекачивают воду из нижнего водо-хранилища в верхнее, потребляя энергию из сети, а в период максимальных нагрузок работают, как ГЭС.
4 Использование временной перегрузки паротурбинных ТЭС за счёт режимных мероприятий (изменение параметров пара перед турбиной, отключение ПВД и т. д.).
5 Аккумулирование энергии путем заполнения газохранилищ сжатым возду-хом, используемым затем в газотурбинных установках, накопление теплоты в виде горячей воды и электроэнергии в электрических аккумуляторах.
6 Использование ТЭЦ, как наиболее экономичного способа получения тепловой энергии.
3.4 Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую
Основным направлением использования солнечной энергии является теплоснабжение. Для прямого преобразования солнечной энергии в тепловую разработаны и широко используются на практике установки солнечного теплоснабжения (СТО) для различных целей (горячее водоснабжение, отопление и кондиционирование воздуха в жилых, общественных, санаторно-курортных зданиях, подогрев воды в плавательных бассейнах и различных процессах сельскохозяйственного производства).
По данным метеорологов в Республике Беларусь 150 дней в году пасмурно, 185 дней - с переменной облачностью и 30 - ясных, а всего число часов солнечного сияния в Беларуси достигает 1200 часов на севере страны и 1300-на юге.
Солнечная электростанция представляет собой сооружение, состоящее из множества солнечных коллекторов, ориентирующихся на Солнце. Каждый коллектор передает солнечную энергию жидкости-теплоносителю, которая, превратившись в пар, от всех коллекторов собирается в центральной энергостанции и поступает на турбину энергогенератора.
Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии жидкости. На рисунке 13 схематически изображены различные варианты приемников солнечной энергии. Опыт эксплуатации этих установок показывает, что в системах солнечного горячего водоснабжения может быть замещено 40-60 % годовой потребности в органическом топливе в зависимости от района расположения при нагреве воды до 40 ... 60 °С.
а) открытый резервуар на поверхности земли; б) открытый резервуар, теплоизолированный от земли; в) черный резервуар; г) черный резервуар с теплоизолированным дном; д) закрытые черные нагреватели,
е) металлические проточные нагреватели со стеклянной крышкой;
ж) металлические проточные нагреватели с двумя стеклянными крышками; з) то же, с селективной поверхностью; и) то же, с вакуумом.
Рисунок 13 - Последовательность приемников солнечного излучения