Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Возобновляемые источники энергии



2.2.1. Солнечная энергия

Самыми мощными источниками энергии являются Солнце и звезды.

С поверхности Солнца ежесекундно излучается энергии 3,8·1026 джоулей. Примерно половина этой энергии приходится на видимый спектр излучения, остальная часть – на инфракрасные и тепловые лучи.

Количество солнечной энергии, падающей на единицу нормальной к лучам поверхности, находящейся за пределами атмосферы, в единицу времени, называется с о л н е ч н о й п о с т о я н н о й. Солнечная постоянная зависит от расстояния до Солнца и на верхний слой земной атмосферы приходится в среднем 1353 Вт/м2. До поверхности Земли доходит значительно меньше энергии, так как она поглощается атмосферой, отражается облаками, преломляется в воздухе. Несмотря на это, лучистый поток от Солнца в безоблачный день внушителен. Так, например, солнечная батарея (фотоэлектрический генератор) площадью в 1 м2 с коэффициентом полезного действия

15 % выдает в безоблачный день 0,25 кВт электроэнергии.

Значительная часть солнечной энергии, достигающей Земли, без вмешательства человека участвует в образовании биомассы растений

(ф и т о м а с с ы). Фитомасса, являясь своеобразным аккумулятором, обладает энергетическим потенциалом, превышающим приблизительно в 20 раз энергию полезных ископаемых земной коры. С участием человека солнечная энергия используется при производстве сельскохозяйственной продукции растительного происхождения. В меньшей степени пока нашло прямое преобразование солнечной энергии в теплоту (тепловые гелиоустановки) и электроэнергию (термоэлектрогенераторы). Эти и другие преобразователи солнечной энергии достаточно подробно изложены в работах [1] и [2].

Важнейшим достоинством солнечной энергии являются ее возобновляемость, безвредность для окружающей среды и отсутствие необходимости в средствах ее доставки. Недостаточное использование солнечной энергии на территории России связано с малой плотностью лучистого потока, его неравномерности из-за смены дня и ночи и перемен погоды. Однако, решение проблем, связанных с концентрацией солнечной энергии и ее аккумуляцией, открывает широкую перспективу для этого вида неисчерпаемой энергии.

 

2.2.2. Энергия движения воздуха в атмосфере

Движение воздуха в атмосфере возникает вследствие неравномерного горизонтального распределения давления, которое, в свою очередь, обусловлено неоднородностью температурного поля у земной поверхности. Горизонтальную составляющую этого движения называют в е т р о м. Ветер характеризуется скоростью и направлением. При скорости 5…8 м/с ветер считается умеренным, свыше 14 м/с – сильным. При шторме скорость ветра порядка 20…25 м/с, а при урагане – 60…80 м/с.



Потенциал энергии ветра колоссален: 96·1021 Дж, что составляет почти 2% солнечной энергии, падающей на землю. Практическое применение имеет энергия умеренного и сильного ветра. В зонах с умеренным ветровым режимом на 1км2 можно получить годовую выработку электроэнергии около 3,6 МДж.

Использовать энергию ветра человечество научилось давно (парусные суда, ветряные мельницы). В настоящее время ветровые силовые установки в основном применяются для выработки электроэнергии. По данным Всемирной ветроэнергетической ассоциации WWEA за 2006 г. в мире функционирует более 40 000 ветроэлектрических агрегатов, суммарная мощность которых превышает 73 900 МВт. В ближайшее десятилетие ожидается увеличение мирового объема инвестиций в ветроэнергетику почти в девять раз.

Блок – схема преобразователя кинетической энергии ветра в какие-либо другие виды энергии представлена на рис. 2.4.

 

 

5

 

 


 

К потре -бителю

 

 


2. 4. Блок – схема ветроэнергетической установки:

1 – ветроагрегат; 2 – рабочая машина; 3 – аккумулирующее устройство;

4 – дублирующий двигатель; 5 – блок автоматического управления

 

Ветроагрегат 1 в комплексе с одной или несколькими рабочими машинами 2 передает энергию либо сразу потребителю, либо в аккумулирующее устройство 3. В случае недостаточной энергии ветра включается в работу неветровой дублирующий двигатель 4. Система 5 выполняет функции автоматического управления и регулировки режимов работы. На рис. 2.5 представлена одна из современных ветроэлектрических установок.



К достоинствам ветровой энергии, прежде всего, следует отнести доступность, повсеместное распространение и возобновляемость. Источник энергии не нужно добывать и транспортировать к месту потребления: ветер сам движется к установленному на его пути ветродвигателю. Эти особенности ветровой энергии дают предпочтение в ее использовании для относительно мелких (мощностью до 1000кВт) ее потребителей, удаленных от централизованных систем энергоснабжения и рассосредоточенных по территориям районов. Основные проблемы в использовании ветра, как энергетического источника – это непостоянство его скорости и направления, что усложняет системы автоматического регулирования режимов работы.


 

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!