Содержание
- 2. Солнечная энергетика – направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в
- 3. Развитие солнечной энергетики основано на следующих основных типах солнечных электростанций (СЭС): СЭС башенного типа; СЭС распределительного
- 4. НЕДОСТАТКИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Для строительства солнечных электростанций требуются большие площади земли через теоретические ограничения для фотоэлементов
- 5. РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ Отцами солнечной энергетики на нашей планете следует считать французского физика Александра Эдмона Беккереля,
- 6. Серьезным позитивным сдвигом в развитии солнечной энергетики послужило создание американцами в 90-х годах прошлого столетия особых
- 7. Использование солнечной энергии в России в соответствии с программой развития нетрадиционной энергетики предусматривалось в 13 регионах:
- 8. . ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В большинстве высокоразвитых стран годовое количество солнечной энергии, падающей на крыши
- 9. Рассмотрим схему для опреснения воды. На рис. 4 показана простейшая система подобного назначения. Предназначенная для очистки
- 10. На некоторых новых пластических материалах возможна пленочная конденсация воды, но такие материалы вследствие высокой стоимости (приближающейся
- 11. Строится экспериментальный дом с аналогичной охладительной системой, только вместо башни в нем применяется «солнечная труба», где
- 12. Такая простая печь быстро нагревается и позволяет приготовить пищу за несколько часов. Затраты энергии на приготовление
- 13. Конструкции, подобные изображенным на рис. 6, с диаметром зеркала около 1,5 м испытывали в различных частях
- 14. Тень, отбрасываемая на зеркало сосудом для приготовления пищи диаметром около 15 см, весьма незначительна, но, тем
- 15. ОТОПЛЕНИЕ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ Использование солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения школ, фабрик, больниц,
- 16. Чтобы определить, какое количество тепла жидкость получает от коллектора при различных температурах, воспользуемся следующим методом расчета.
- 17. АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ Аккумулирование тепла в любой водонагревательной системе позволяет приспособить ее к условиям меняющегося на
- 18. ДОМ ЛОВИНСА Существует опыт комплексного использования энергии солнца. Наиболее интересным является дом, построенный в США, называемый
- 19. РАЗВИТИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ История ветроэнергетики берет свое начало в далеком прошлом, уже около шести тысяч лет ветроэнергетика
- 20. УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В отличие от ресурсов традиционных жидких и твердых топлив на «добычу» и
- 21. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВЕТРА Ветер в приземном слое образуется вследствие неравномерного нагрева земной поверхности Солнцем. Поскольку поверхность Земли
- 22. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА Ветер является одним из наиболее мощных энергетических источников, который издавна используется человеком, и
- 23. ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КАДАСТР Важнейшими кадастровыми характеристиками являются повторяемость (плотности распределения) скоростей, чередование рабочих и штилевых периодов, режимы
- 24. РЕСУРСЫ ВЕТРА И ВЕТРОВЫЕ ЗОНЫ Примерно до середины 60-х годов в литературе нередко приводились данные об
- 26. ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ За последние 25-30 лет ветроэнергетические технологии претерпели существенные изменения. К 2010
- 27. Ведущими компаниями в ветроэнергетике являются Vestas, GE Wind, Gamesa, Enercon и Siemens, на них приходится 67%
- 28. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОВРЕМЕННЫХ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ Множество существующих типов ВЭУ допускает различные классификации. Однако общепринято делить
- 29. 1 - масляной радиатор; 2 - радиатор генератора; 3 - трансформатор; 4 -датчики ветра; 5 -
- 30. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Какое влияние оказывают ВЭУ на окружающую среду, животных (в первую очередь птиц) и человека.
- 31. ОЦЕНКА ЕЖЕГОДНОЙ СМЕРТНОСТИ ПТИЦ
- 32. УРОВЕНЬ ШУМА В СРАВНЕНИИ С ШУМОМ ОТ ВЭУ
- 34. Скачать презентацию
Солнечная энергетика – направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного
Солнечная энергетика – направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного
Главной задачей солнечной энергетики является поиск способов увеличения КПД процесса преобразования солнечной энергии, а так же поиски новых методов преобразования солнечной радиации в какую – либо другую.
Солнечная энергетика основывается на том, что поток солнечного излучения, проходящего через участок площадью 1м2 , расположенный перпендикулярно потоку излучения на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца (на входе в атмосферу), равен 1367 Вт/м2 (солнечная постоянная). Через поглощение, при прохождении атмосферы Земли, максимальный поток солнечного излучения на уровне моря (на Экваторе) – 1020 Вт/м2. Среднесуточное значение потока солнечного излучения через единичный горизонтальный участок как минимум в три раза меньше из-за смены дня и ночи и изменения угла солнца над горизонтом. Зимой в умеренных широтах это значение еще в два раза меньше.
Известны следующие способы получения энергии за счет солнечного излучения:
Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов
Преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью тепловых машин:
а) паровые машины (поршневые или турбинные), использующих водяной пар, углекислый газ, пропан – бутан, фреоны;
б) двигатель Стирлинга и тд
Гелиотермальная энергетика – преобразование солнечной энергии в тепловую за счет нагрева поверхности, поглощающей солнечные лучи.
Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно – поглощающим покрытием).
Развитие солнечной энергетики основано на следующих основных типах солнечных электростанций (СЭС):
Развитие солнечной энергетики основано на следующих основных типах солнечных электростанций (СЭС):
СЭС башенного типа;
СЭС распределительного типа, в том числе тарельчатого типа и использующие параболические концентраторы;
СЭС, использующие фотобатареи;
Комбинированные СЭС.
Не смотря на то, что солнечная энергия является общедоступным, неисчерпаемым и экологически чистым источником, в ее использовании имеются и свои сложности например, зависимость от времени и погодных условий. Поэтому ученые всего мира работают над разработкой аккумулирующих технологий и оптимизацией самого процесса. В перспективе развитие солнечной энергетики получит хороший толчок после внедрения проекта «Дезертек» в пустыне Сахара, что позволит обеспечить электроэнергией большую часть Северной Африки и до 15% потребностей Европы
НЕДОСТАТКИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Для строительства солнечных электростанций требуются большие площади земли через
НЕДОСТАТКИ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Для строительства солнечных электростанций требуются большие площади земли через
Фотоэлектрические преобразователи работают днем, а также в утренних и вечерних сумерках (с меньшей эффективностью). При этом пик электропотребления приходится именно на вечерние часы. Кроме того, произведенная ими электроэнергия может резко и неожиданно колебаться из-за изменений погоды. Для преодоления этих недостатков на солнечных электростанциях используются эффективные электрические аккумуляторы
РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Отцами солнечной энергетики на нашей планете следует считать французского
РАЗВИТИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
Отцами солнечной энергетики на нашей планете следует считать французского
Серьезным позитивным сдвигом в развитии солнечной энергетики послужило создание американцами в
Серьезным позитивным сдвигом в развитии солнечной энергетики послужило создание американцами в
Использование солнечной энергии в России в соответствии с программой развития нетрадиционной
Использование солнечной энергии в России в соответствии с программой развития нетрадиционной
Однако осуществляется программа пока только в четырех регионах: в Краснодарском крае (города Краснодар, Новороссийск, Тимошевск, Усть-Лабинск), Ростовской обл. (г. Азов), Кабардино-Балкарии (г. Нальчик) и в Дагестане (села Гимры, Рубас, Хун-зах п др.).
Использование солнечной энергии для отопления, горячего водоснабжения, сушки овощей и фруктов и ряд других технологических процессов в сельском хозяйстве определяется объемом выпуска солнечных коллекторов.
Простейшая и наиболее дешевая система солнечного горячего водоснабжения основана на термосифонном принципе. Система состоит из солнечного коллектора и расположенного выше него бака-аккумулятора горячей воды. Плотность воды, нагретой в коллекторе, меньше, чем плотность более холодной воды в нижней части бака-аккумулятора, в результате чего в контуре возникает циркуляция. Когда бак-аккумулятор не может быть расположен выше коллектора (например, в больших системах), тогда циркуляция воды осуществляется насосом
. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
В большинстве высокоразвитых стран годовое количество солнечной
. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
В большинстве высокоразвитых стран годовое количество солнечной
Первая промышленная солнечная установка была изготовлена в Чили в Лас Салинасе для опреснения воды в 1972 г. (Ч. Уилсоном) .Она состояла из 64 панелей длиной 61 и шириной 1,2 м, площадью – 47,56 м2 и производила 19 тыс. литров свежей воды, причем по стоимости была даже ниже опреснительных установок, работающих на угле (95%). Использование солнечной энергии осуществляется по следующим 4 основным направлениям: теплотехническое, фотоэлектрическое, биологическое и химическое. Теплотехническое – это использование энергии солнца для производства теплоты, главным образом, низкого потенциального уровня (невысокие значения температур), в первую очередь, для отопления жилых домов. В качестве теплоносителя в этом случае используется или вода или воздух Первые коллекторы, предназначенные для этих целей, появились в Италии в 1974 г. Одна из трудностей - обеспечение теплом зимой и в плохую погоду; для этого создаются тепловые аккумуляторы, простейшим из которых является емкость, заполненная галькой. В последнее время стали использовать глауберову соль, имеющую низкую температуру плавления. Как показывает опыт эксплуатации, за зимние месяцы с 1 октября по 1 апреля солнечные коллекторы позволяют обеспечить 44% отопления и 57% горячего водоснабжения. В СССР был построен ряд объектов подобного типа, в основном на юге страны, в г. Чирчик, г. Симферополе. Есть успешный опыт использования и в средней полосе - Подмосковье
Рассмотрим схему для опреснения воды. На рис. 4 показана простейшая система
Рассмотрим схему для опреснения воды. На рис. 4 показана простейшая система
На некоторых новых пластических материалах возможна пленочная конденсация воды, но такие
На некоторых новых пластических материалах возможна пленочная конденсация воды, но такие
Строится экспериментальный дом с аналогичной охладительной системой, только вместо башни в
Строится экспериментальный дом с аналогичной охладительной системой, только вместо башни в
Такая простая печь быстро нагревается и позволяет приготовить пищу за несколько
Такая простая печь быстро нагревается и позволяет приготовить пищу за несколько
Конструкции, подобные изображенным на рис. 6, с диаметром зеркала около 1,5
Конструкции, подобные изображенным на рис. 6, с диаметром зеркала около 1,5
Тень, отбрасываемая на зеркало сосудом для приготовления пищи диаметром около 15
Тень, отбрасываемая на зеркало сосудом для приготовления пищи диаметром около 15
ОТОПЛЕНИЕ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ
Использование солнечной энергии для отопления и горячего
ОТОПЛЕНИЕ И ГОРЯЧЕЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЙ
Использование солнечной энергии для отопления и горячего
Чтобы определить, какое количество тепла жидкость получает от коллектора при различных
Чтобы определить, какое количество тепла жидкость получает от коллектора при различных
В результате расчета была определена потребность в энергии для водонагревательных систем школ, больниц и т.п. Установлено, что можно ежегодно получать около 1000 кВт/ч энергии. Ежегодная потребность в энергии для горячего водоснабжения больших больниц в странах тропического пояса в настоящее время составляет ориентировочно около 500 Мвт/ч. Таким образом, ее можно было бы относительно дешево удовлетворить с помощью плоского коллектора общей площадью 500 м 2. Коллектор такого размера удобно разместить на крыше больницы, тогда для него не нужно будет отводить специального, места на земле; кроме того, подобное сооружение обеспечит тень вокруг здания больницы
АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Аккумулирование тепла в любой водонагревательной системе позволяет приспособить ее
АККУМУЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ
Аккумулирование тепла в любой водонагревательной системе позволяет приспособить ее
Более высокие температуры требуются лишь на короткие промежутки времени. Например, солнечные энергетические установки, предназначенные для отопления зданий, поддерживают температуру теплоносителя на уровне 60°С лишь около трех часов в сутки. Поскольку в подобных системах периоды потребления и получения энергии не совпадают, то очевидно, что ее нужно накапливать в течение суток, чтобы затем отбирать при подходящей температуре. В развитых странах с похожим на английский климатом в зимнее время средний ежесуточный расход энергии на горячее водоснабжение и отопление жилых домов оценивается в 15 и 150 кВт. ч. соответственно
ДОМ ЛОВИНСА
Существует опыт комплексного использования энергии солнца. Наиболее интересным является дом,
ДОМ ЛОВИНСА
Существует опыт комплексного использования энергии солнца. Наиболее интересным является дом,
Горячая вода получается под действием солнечной радиации и хранится в специальных резервуарах. Вместо обычных ламп применяются флуоресцентные мощностью 8 Вт, причем световой поток от них такой же, как и от обычной лампы в 75 Вт. Стоит 1 лампочка 17 долларов, а весь дом 700 тыс. долларов, но и служит в несколько раз дольше. Холодильник и морозильник расходуют в 6 раз меньше энергии, чем обычные, душ и туалет - на 90% меньше воды. В целом на одного человека расходуется только 10% от той электроэнергии, которая расходуется в обычном доме и 30% от используемой воды. Оказывается, что дополнительные затраты приводят к существенной экономии и окупаются в течение года
РАЗВИТИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ
История ветроэнергетики берет свое начало в далеком прошлом, уже около
РАЗВИТИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ
История ветроэнергетики берет свое начало в далеком прошлом, уже около
Из истории ветроэнергетики мы видим, что до того момента, как человек изобрел паровую машину, единственным источником энергии был ветер. Не одно столетие при помощи ветра парусные торговые и военные корабли совершали свои походы, благодаря энергии ветра вращались крылья мельниц.
Самые примитивные ветряные двигатели использовали еще в древнем Египте и древнем Китае. История ветроэнергетики гласит, что в Египте можно увидеть развалины ветряных мельниц, изготовленных из камня, так называемого барабанного типа, которые были созданы еще во вторых первых веках до нашей эры. В седьмом веке нашей эры, а Персии были сооружены более современные ветряные мельницы с крыльями. Некоторое время спустя ветряные мельницы стали появляться в Европе и на Руси. Западная Европа в тринадцатом веке активно стала применять энергию ветра, создавая ветряные двигатели, которые использовались для помола зерна, для подъема воды, ветровые двигатели также использовались для работы станков.
Европа шестнадцатого века начинает осваивать водоносные станции, которые приводились в работу, согласно истории ветроэнергетики, при помощи гидродвигателя и ветровой мельницы. В тех регионах Европы, где царствовала засуха, применялась ветроэнергетика посредством мельниц, которые использовались для полива полей.
По сохраненным историей ветроэнергетики данным, экономический подъем Голландии стал возможным благодаря активному использованию ветроэнергетики. Вначале ветродвигатели применяли для того, чтобы осушать участки земли, забранные у моря, а потом ветроэнергетика пришла на помощь лесопилкам и другим видам производств. На то время Голландия была одной из обеспеченных энергоресурсами стран
УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ
В отличие от ресурсов традиционных жидких и твердых
УСЛОВИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ
В отличие от ресурсов традиционных жидких и твердых
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВЕТРА
Ветер в приземном слое образуется вследствие неравномерного нагрева земной поверхности
ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВЕТРА
Ветер в приземном слое образуется вследствие неравномерного нагрева земной поверхности
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА
Ветер является одним из наиболее мощных энергетических источников, который
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕТРА
Ветер является одним из наиболее мощных энергетических источников, который
Энергетические установки обычно используют ветер в приземном слое на высоте до 50-70 м, реже - до 100 м от поверхности Земли, поэтому наибольший интерес представляют характеристики движения воздушных потоков именно в этом слое. В дальнейшем, по мере создания соответствующих технических средств, могут оказаться практически ценными также струйные течения, характерные для тропопаузы. Важнейшей характеристикой, определяющей энергетическую ценность ветра, является его скорость. В силу ряда метеорологических факторов (возмущения атмосферы, изменения солнечной активности, количества тепловой энергии, поступающей на Землю, и других причин), а также вследствие влияния рельефных условий непрерывная длительность ветра в данной местности, его скорость и направление изменяются по случайному закону. Поэтому мощность, которую может вырабатывать ветроустановка в различные периоды времени, удается предсказывать с очень малой вероятностью. В то же время суммарную выработку агрегата, особенно за длительный промежуток времени, можно рассчитать с высоким уровнем достоверности, так как средняя скорость ветра и частота распределения скоростей в течение года или сезона изменяются мало
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КАДАСТР
Важнейшими кадастровыми характеристиками являются повторяемость (плотности распределения) скоростей, чередование рабочих
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ КАДАСТР
Важнейшими кадастровыми характеристиками являются повторяемость (плотности распределения) скоростей, чередование рабочих
Для наиболее полного математического описания изменений интенсивности ветра во времени используют модель случайного процесса, отражающую тенденции сезонной изменчивости ветра и случайные вариации его скоростей
РЕСУРСЫ ВЕТРА И ВЕТРОВЫЕ ЗОНЫ
Примерно до середины 60-х годов в литературе
РЕСУРСЫ ВЕТРА И ВЕТРОВЫЕ ЗОНЫ
Примерно до середины 60-х годов в литературе
В последнее десятилетие многие авторы справедливо указывают, что специфика ветра как энергетического источника, характер и техника его использования делают подобные расчеты и приводимые цифры в некоторой мере абстрактными, которые не всегда могут быть реализованы на практике. Безусловно, потенциальные возможности использования энергии ветра во многих зонах практически не ограничены. Однако они постоянно изменяются в зависимости от уровня совершенства и характеристик технических средств, утилизирующих энергию тех высот, на которые можно проникнуть с новыми ветродвигателями, от изменения структуры общего энергетического баланса в стране, экономических критериев и показателей, в ряде случаев даже конъюнктуры, как внутренней, так и внешней
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ
За последние 25-30 лет ветроэнергетические технологии претерпели
ТЕКУЩЕЕ СОСТОЯНИЕ ВЕТРОЭНЕРГЕТИКИ В МИРЕ
За последние 25-30 лет ветроэнергетические технологии претерпели
Ведущими компаниями в ветроэнергетике являются Vestas, GE Wind, Gamesa, Enercon и
Ведущими компаниями в ветроэнергетике являются Vestas, GE Wind, Gamesa, Enercon и
ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОВРЕМЕННЫХ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Множество существующих типов ВЭУ допускает различные
ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О СОВРЕМЕННЫХ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВКАХ
Множество существующих типов ВЭУ допускает различные
ВЭУ с горизонтальной осью вращения ветроколеса позволяют утилизировать большую часть энергии ветрового потока и, соответственно, более эффективны в энергетическом отношении. Благодаря этому они получили преобладающее распространение в мире в настоящее время и занимают более 98% рынка современных ВЭУ. Основные элементы современной ВЭУ с горизонтальной осью вращения приведены на рис.5.4.
В отечественной и зарубежной литературе в полном объеме предоставлена информация об основных элементах как вертикальных, так и горизонтальных ВЭУ, их достоинствах, недостатках и особенностях. Поэтому подробно стоит подробно остановиться только на системе контроля скорости, мощности и современных генераторах, которые в настоящий момент активно применяются
1 - масляной радиатор; 2 - радиатор генератора; 3 - трансформатор;
1 - масляной радиатор; 2 - радиатор генератора; 3 - трансформатор;
Преимуществами такой схемы являются лучшая энергетическая эффективность и широкий контроль параметров электроэнергии, а недостатками - увеличение сложности системы, ее стоимости и потери в преобразователе мощности, которые редко указываются производителями оборудования.
ВЭУ разрабатываются с различными видами контроля мощности. Самым простым, надежным и дешевым способом является пассивный контроль («stall control»), основанный на использовании аэродинамического эффекта (лопасть при этом жестко закреплена на роторе ветроколеса). При скоростях обтекания, больших расчетных и при определенных углах атаки аэродинамическое сопротивление лопасти резко падает с соответствующим падением крутящего момента ветроколеса. К недостаткам метода можно
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Какое влияние оказывают ВЭУ на окружающую среду, животных (в первую
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Какое влияние оказывают ВЭУ на окружающую среду, животных (в первую
ОЦЕНКА ЕЖЕГОДНОЙ СМЕРТНОСТИ ПТИЦ
ОЦЕНКА ЕЖЕГОДНОЙ СМЕРТНОСТИ ПТИЦ
УРОВЕНЬ ШУМА В СРАВНЕНИИ С ШУМОМ ОТ ВЭУ
УРОВЕНЬ ШУМА В СРАВНЕНИИ С ШУМОМ ОТ ВЭУ