Главная страница
Навигация по странице:

  • 8.7. Механическое аккумулирование энергии Гидравлический аккумулятор.

  • Инерционный аккумулятор.

  • Пневматический аккумулятор.

  • 9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

  • 9.1. Последствия развития солнечной энергетики

  • 9.2. Последствия использования биоэнергетических установок

  • 9.3. Последствия развития гидроэнергетики

  • 9.4. Последствия развития ветроэнергетики

  • 9.5. Последствия развития геотермальной энергетики

  • СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  • Сухоцкий

  • Возобн. источн. энерг. Тексты лекций. Курс лекций для студентов специальности энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент Минск 2009 удк620. 9(042. 4)


    Скачать 6.34 Mb.
    НазваниеКурс лекций для студентов специальности энергоэффективные технологии и энергетический менеджмент Минск 2009 удк620. 9(042. 4)
    Дата20.06.2022
    Размер6.34 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаВозобн. источн. энерг. Тексты лекций.doc
    ТипКурс лекций
    #606643
    страница24 из 24
    1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24

    8.6. Электрическое аккумулирование
    Электроаккумуляторы делятся на электростатические и индуктивные. Электростатический аккумулятор представляет собой электрический конденсатор, помещенный в вакуум. Индуктивный аккумулятор представляет собой катушку индуктивности с полым сердечником. Сверхпроводящие катушки индуктивности с криогенной системой охлаждения, имеющих активное сопротивление равное нулю, могут сохранить накопленную энергию в течение 10–12 часов.

    Достоинства электрических аккумуляторов – простота, небольшой вес и высококачественная аккумулируемая энергия. Недостатки – низкая плотность и самопроизвольная разрядка.
    8.7. Механическое аккумулирование энергии
    Гидравлический аккумулятор. В большой энергетике наибольшее применение получили гидравлические аккумулирующие электростанции (ГАЭС). ГАЭС состоит из двух емкостей расположенных на разных геометрических высотах и соединенных трубопроводом. В момент зарядки рабочая жидкость (как правило, вода) перекачивается из нижней емкости в верхнюю. В момент разрядки жидкость движется из верхнего резервуара в нижний. Энергия зарядки

    ,

    где V – объем закачиваемой жидкости, H – геометрическая высота между свободными уровнями жидкости двух емкостей.

    Как видно из уравнения, большой мощности аккумулятора можно достичь либо большим объемом перекачиваемой жидкости, либо большой геометрической высоту между резервуарами. Однако большой объем перекачиваемой ведет к значительным затратам при создании больших емкостей. А большая геометрическая высота ведет к значительным затратам при строительстве водоводов и подпорных сооружений. Кроме того, основные потери при работе ГАЭС связаны с потерями при прокачке жидкости по водоводам

    ,

    где l, d – длина и диаметр водовода,  – коэффициент гидравлического трения,  – скорость потока. Длина водовода находится в прямой зависимости от геометрической высоты.

    На практике строительство ГАЭС осуществляют около двух естественных водоемов, находящихся на разных геометрических высотах. К сожалению, Беларусь – равнинная страна и на ней нет двух подходящих естественных водоемов. Однако в качестве нижней емкости можно использовать подземные водонепроницаемые резервуары как натуральные, так и искусственные (например, отработанные шахты Солигорского комбината).

    Первые ГАЭС имели два водовода: один для зарядки, другой для разрядки. Зарядка осуществлялась насосом, а разрядка – гидравлической турбиной. В настоящее время для снижения затрат при строительстве у ГАЭС имеется один водовод, а насос и турбина объединены в один агрегат. Эксплуатация ГАЭС проста и не требует много персонала. Основные проблемы при эксплуатации ГАЭС возникают зимой, когда при каждой зарядке и разрядке в резервуарах появляется новый слой льда, что может привести к полной остановке ГАЭС.

    Инерционный аккумулятор. Кинетическая энергия вращающегося тела равна, Дж

    ,

    где I – собственный момент инерции тела относительно его оси вращения, Нм;  – угловая скорость, рад/с.

    В качестве инерционных аккумуляторов применяют маховики, которые могут быть двух типов:

    1. однородные с радиусом r у которых собственный момент инерции определяется по формуле ,

    2. в виде обода, т.е. когда масса сконцентрирована на периферии маховика, а собственный моментом инерции определяется по формуле .

    Для более эффективного использования маховика ему необходимо сообщить максимальную скорость, которая ограничена напряжениями, разрывающими маховик под действием центробежных сил (например, для однородного маховика), Н/м2:

    ,

    где  – плотность материала.

    При этом плотность энергии, запасаемая однородным диском,

    .

    зависит от соотношения разрывающего напряжения к плотности материала.

    Так для стального маховика плотность энергии невелика – около 0,03 МДж/кг. Значительно более высокую плотность энергии (около 0,5 МДж/кг) можно получить при использовании стеклокомпозитных материалов, имеющих более высокое разрывающее напряжение при меньшей плотности.

    Преимущество инерционных аккумуляторов – требуют значительно меньший срок подзарядки, чем другие аккумуляторы; экологически безопасные. Недостатки – значительная стоимость из-за жестких требований к изготовлению, представляют значительную физическую опасность.

    Пневматический аккумулятор. Аккумулятор со сжатым газом нашли широкое применение в газотурбинных установках и на выходе компрессионных установок.

    Для данного аккумулятора уравнение разрядки ( , ) имеет вид

    .

    Поскольку h = u + p, , то

    .

    Для идеального газа

    .

    Запасенную энергию при сжатии идеального газа можно рассчитать по уравнению

    .

    9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

    В комплексе существующих экологических проблем энергетика занимает одно из ведущих мест. В связи с интенсивным вовлечением возобновляемых источников энергии в практическое использование особое внимание обращается на экологическое воздействия их на окружающую среду.

    Существует мнение, что выработка энергии за счет возобновляемых источников экологически безвредна. Это не совсем верно, так как системы на основе этих источников энергии по сравнению с традиционными энергоустановками обладают принципиально иным спектром воздействия на окружающую среду, причем в некоторых случаях воздействия последних представляют даже меньшую опасность. К тому же определенные виды экологического воздействия возобновляемых источников энергии на окружающую среду (особенно во временном аспекте) не ясны до настоящего времени, а потому изучены и разработаны еще в меньшей степени, чем технические вопросы использования этих источников.

    Преобразование энергии нетрадиционных возобновляемых источников на уровне современных знаний и технологий обходится довольно дорого. Однако во всех случаях их использование приводит к эквивалентному снижению расходов органического топлива и меньшему загрязнению окружающей среды. До настоящего времени во всех методиках, в которых приводится технико-экономическое сопоставление традиционных видов получения энергии с возобновляемыми источниками, эти факторы не учитывались вообще или только отмечались, но не оценивались количественно. Между тем необходима разработка научно обоснованных методов экономической оценки экологических последствий использования различных видов возобновляющихся источников энергии, которые должны количественно учесть факторы иного, по сравнению с традиционными установками, воздействия на окружающую среду.
    9.1. Последствия развития солнечной энергетики
    Солнечные станции являются еще недостаточно изученными объектами, поэтому отнесение их к экологически чистым электростанциям нельзя назвать полностью обоснованным.

    Солнечные станции являются достаточно землеемкими – от 0,001 до 0,006 га/кВт с наиболее вероятными значениями 0,003–0,004 га/кВт. Это меньше, чем для ГЭС, но больше, чем для ТЭС и АЭС. А в случае создания солнечных электростанций с солнечными прудами удельная землеемкость повысится и увеличится опасность загрязнения подземных вод рассолами.

    Солнечные концентраторы вызывают большие по площади затенения земель, что приводит к сильным изменениям почвенных условий, растительности и т. д. Нежелательное экологическое действие в районе расположения станции вызывает нагрев воздуха при прохождении через него солнечного излучения, сконцентрированного зеркальными отражателями. Это приводит к изменению теплового баланса, влажности, направления ветров; в некоторых случаях возможны перегрев и возгорание систем, использующих концентраторы, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Применение низкокипящих жидкостей и неизбежные их утечки в солнечных энергетических системах во время длительной эксплуатации могут привести к значительному загрязнению питьевой воды. Особую опасность представляют жидкости, содержащие хроматы и нитриты, являющиеся высокотоксичными веществами.

    Гелиофототехника косвенным образом оказывает влияние на окружающую среду. Солнечные электростанции весьма материалоемки (металл, стекло, бетон и т.д.), т. е. необходимо учитывать повреждение земляного покрова на стадиях добычи и обработки сырья для получения необходимых материалов. Во время изготовления кремниевых, кадмиевых и арсенидогелиевых фотоэлектрических элементов в воздухе производственных помещений появляются кремниевая пыль, кадмиевые и арсенидные соединения, опасные для здоровья людей.

    Космические солнечные электростанции в случае передаваемой на Землю энергии в виде СВЧ-излучения могут оказывать влияние на климат, создавать помехи теле- и радиосвязи, воздействовать на незащищенные живые организмы, попавшие в зону его влияния. В связи с этим необходимо использовать экологически чистый диапазон волн для передачи энергии на Землю.

    Неблагоприятные воздействия солнечной энергии на окружающую среду могут проявляться:

    − в отчуждении земельных площадей, их возможной деградации;

    − в большой материалоемкости (для строительства солнечной станции потребление стали в 12 раз больше, а бетона в 60 раз больше, чем у ТЭС той же мощности);

    − в опасности перегрева и возгорания систем, заражения продуктов токсичными веществами при использовании солнечных систем в сельском хозяйстве;

    − в изменении теплового баланса, влажности, направления ветра в районе расположения станции;

    − в создании помех телевизионной и радиосвязи;

    − в воздействии на климат космических СЭС;

    – передаче энергии космических СЭС на Землю в виде микроволнового излучения, опасного для живых организмов и человека.
    9.2. Последствия использования биоэнергетических установок
    Биоэнергетические станции по сравнению с традиционными электростанциями являются более экологически безопасными. Они способствуют избавлению окружающей среды от загрязнения всевозможными отходами. Так, например, анаэробная ферментация – эффективное средство не только реализации отходов животноводства, но и обеспечения экологической чистоты, так как твердые органические вещества теряют запах и становятся менее привлекательными для грызунов и насекомых (в процессе перегнивания разрушаются болезнетворные микроорганизмы). Кроме того, образуются дополнительный корм для скота (протеин) и удобрения.

    Городские стоки и твердые отходы, отходы при рубках леса и деревообрабатывающей промышленности, представляя собой возможные источники сильного загрязнения природной среды, являются в то же время сырьем для получения энергии, удобрений, ценных химических веществ. Поэтому широкое развитие биоэнергетики эффективно в экологическом отношении.

    Однако неблагоприятные воздействия на объекты природной среды при энергетическом использовании биомассы имеют место. Прямое сжигание древесины дает большое количество твердых частиц, органических компонентов, окиси углерода и других газов. Во время горения топлива распространяют различные опасные субстанции, например, оксид азота NOx создает азотную кислоту, которая выпадает в виде росы. Это часто является основной причиной гибели лесов, что в итоге приводит к огромным потерям лесной промышленности. Другим экологическим последствием сжигания древесины являются значительные тепловые потери.

    Общее основание тех, кто выступает против биотоплива: "отработанные газы биотоплива содержат большое количество тяжелых металлов. Однако, ни одно дерево не может создавать тяжелых металлов. Тяжелые металлы, которые содержаться в отработанном газе биотоплива появляются оттого, что дерево впитывает воду из земли, а в воде металлы появляются в результате сжигания угля и жидкого топлива.

    Отработанные газы ископаемых видов топлива имеют низкий pH-показатель; в основном содержание серы и оксидов азота является причиной низкого pH-уровня земли, что в свою очередь, вызывает "освобождение" тяжелых металлов (например, алюминия и кадмия) и, в результате, их попадание в воду страдают все живые организмы. При попадании этих металлов в человека могут получить развитие такая болезнь как "раннее старение" и др.

    pH-уровень при сжигании биомассы выше 7, что означает постепенное лечебное воздействие биомассы в борьбе с теми вредными последствиями, которые ископаемые виды топлива вызвали в отношении pH-уровня. В настоящее время проводиться исследование, целью которого является найти методы конденсации тяжелых металлов из отработанных газов биотоплива.

    По сравнению с древесиной биогаз – более чистое топливо, непроизводящее вредных газов и частиц. Вместе с тем необходимы меры предосторожности при производстве и потреблении биогаза, так как метан взрывоопасен. Поэтому при его хранении, транспортировке и использовании следует осуществлять регулярный контроль для обнаружения и ликвидации утечек.

    При ферментационных процессах по переработке биомассы в этанол образуется большое количество побочных продуктов (промывочные воды и остатки перегонки), являющихся серьезным источником загрязнения среды, поскольку их вес в несколько раз (до 10) превышает вес этилового спирта.

    Неблагоприятные воздействия биоэнергетики на экологию:

    − выбросы твердых частиц, канцерогенных и токсичных веществ, окиси углерода, биогаза, биоспирта;

    − выброс тепла, изменение теплового баланса;

    − обеднение почвенной органики, истощение и эрозия почв;

    − взрывоопасность;

    − большое количество отходов в виде побочных продуктов (промывочные воды, остатки перегонки).
    9.3. Последствия развития гидроэнергетики
    Долгое время гидроэнергетику относили к экологически «чистым» источникам энергии. Однако имеется негативное влияние водохранилищных ГЭС на окружающую природную среду и условия проживания людей в зонах влияния. Это проявляется, прежде всего, в затоплении и последствиях подтопления земель. Не принимая во внимание экологические последствия использования гидроэнергии, естественно, в 20 веке не проводилось достаточных разработок природоохранных мероприятий, что со временем привело к серьезным последствиям.

    Однако у малой гидроэнергетики имеются принципиальные различия воздействия на окружающую среду по сравнению с большой гидроэнергетикой. Главное преимущество малых ГЭС перед средними и тем более крупными гидросооружениями заключаются в том, что малые гидроузлы боле всего отвечают основным критериям оптимальности – удовлетворять потребности человека при минимальном воздействии на окружающую среду. «Экологическая чистота» малых ГЭС проявляется прежде всего в гораздо меньших площадях затоплений и подтоплений, плотины и водохранилища малых ГЭС в значительно меньшей степени, чем другие виды энергообъектов нарушают нормальную естественную среду обитания человека и животного мира. Это чрезвычайно важно для коренного населения. Опыт свидетельствует о том, что строительство средних и крупных водохранилищ привело к сокращению и даже уничтожению некоторых популяций животного мира, попадающих в зоны затоплений и влияния водоемов. Что практически исключено при строительстве малых водохронилищ.

    И для рыбного хозяйства плотины малых ГЭС мене опасны, чем средних и крупных, перекрывающих миграционные пути проходных и полупроходных рыб и перекрывающих нерестилища. Хотя в целом создание гидроузлов на реках 3-го, 4-го и последующих порядков не устраняет полностью урон рыбному стаду на основных реках, так как речной бассейн – это единая экологическая система и нарушения ее отдельных звеньев неизбежно отражаются на системе в целом.

    Нельзя также забывать, что строительство большого числа водохранилищ малых ГЭС поможет в решении обеспечения водными ресурсами различных отраслей хозяйства в разных частях бассейнов рек. Более эффективное использование водных ресурсов с помощью малых и средних водохранилищ особенно проявляется в маловодные сезоны, что в конечном итоге отражается в благоприятную сторону и на режиме главных рек. Наибольшего же эффекта от внутригодового перераспределения стока малыми водоемами при их массовом строительстве можно ожидать в засушливых районах, где влияние регулирования стока проявляется наиболее отчетливо.

    Есть также ряд положительных моментов создания малых искусственных водоемов. Так, расположение водоемов в приводораздельной части бассейнов рек способствует переводу поверхностного стока в подземный и росту почвенной влаги, что подтверждается наблюдениями в европейской части России в настоящее время.

    Наряду с перечисленными и многими другими положительными сторонами создания малых ГЭС и их водохранилищ необходимо отметить по-прежнему слабую изученность режима малых рек и влияния малых ГЭС на природную среду, неразработанность методики и поэтому затрудненность прогнозирования многих сторон их воздействия.

    Далее, у водохранилищ малых ГЭС, стоит проблема их заиления и связанная с этим проблема подъема уровней воды, затоплений и подтоплений, снижения гидроэнергетического потенциала рек и выработки электроэнергии. Также имеются нарушение вследствие задержки наносов в водохранилищах их баланса в нижних бьефах плотин, что может неблагоприятно повлиять на руслоформирующие процессы.
    9.4. Последствия развития ветроэнергетики
    Мощные промышленные ВЭС занимают площадь из расчета от 5 до 15 МВт/км2 в зависимости от розы ветров и местного рельефа района. Для ВЭС мощностью 1000 МВт потребуется площадь от 70 до 200 км2. Выделение таких площадей в промышленных регионах сопряжено с большими трудностями, хотя частично эти земли могут использоваться и под хозяйственные нужды.

    Использование территории, занятой ветровым парком, под другие цели зависит от шумовых эффектов и степени риска при поломках ВЭУ. Опасность использования ветроустановок связано с довольно высокой скоростью вращения концов лопастей ветроколеса (в 4–6 раз выше скорости ветра), что может приводить к разрушению лопастей и гибели птиц. У больших ВЭУ лопасть при отрыве может быть отброшена на 400–800 м.

    Наиболее важный фактор влияния ВЭС на окружающую среду – это акустическое воздействие. Имеется достаточно исследований и натурных измерений уровня и частоты шума для различных типов ВЭУ с ветроколесами, отличающимися конструкцией, материалами, высотой над землей, и для разных природных условий (скорость и направление ветра, подстилающая поверхность и т. д.). Шумовые эффекты от ВЭУ имеют разную природу и подразделяются на механические (шум от редукторов, подшипников и генераторов) и аэродинамические воздействия. Последние, в свою очередь, могут быть низкочастотными (менее 16–20 Гц) и высокочастотными (от 20 Гц до нескольких кГц). Они вызваны вращением рабочего колеса и определяются следующими явлениями: образованием разряжения за ротором или ветроколесом с устремлением потоков воздуха в некую точку схода турбулентных потоков; пульсациями подъемной силы на профиле лопасти; взаимодействием турбулентного пограничного слоя с задней кромкой лопасти.

    Удаление ВЭС от населенных пунктов и мест отдыха решает проблему шумового эффекта для людей. Однако шум может повлиять на фауну, в том числе на речную фауну. По зарубежным данным, вероятность поражения птиц ветровыми турбинами оценивается в 10%, если пути миграции проходят через ветровой парк. Размещение ветровых парков повлияет на пути миграции птиц.

    Высказываются предположения, что экранирующее действие ВЭС на пути естественных воздушных потоков будет незначительным и его можно не принимать во внимание. Это объясняется тем, что ВЭУ используют небольшой приземный слой перемещающихся воздушных масс (около 100–150 м) и притом не более 50% их кинетической энергии. Однако мощные ВЭС могут оказать влияние на окружающую среду: например, уменьшить вентиляцию воздуха в районе размещения ветрового парка. Экранирующее действие ветрового парка может оказаться эквивалентным действию возвышенности такой же площади и высотой порядка 100–150 м.

    Помехи, вызванные отражением электромагнитных волн лопастями ветровых турбин, могут сказываться на качестве телевизионных и микроволновых радиопередач, а также различных навигационных систем в районе размещения ветрового парка ВЭС на расстоянии нескольких километров.

    Наиболее радикальный способ уменьшения помех – удаление ветрового парка на соответствующее расстояние от коммуникаций. В ряде случаев помех можно избежать, установив ретрансляторы. Этот вопрос не относится к категории трудноразрешимых, и в каждом случае может быть найдено конкретное решение

    Неблагоприятные факторы ветроэнергетики:

    шумовые воздействия, электро-, радио- и телевизионные помехи;

    − отчуждение земельных площадей;

    − локальные климатические изменения;

    − опасность для мигрирующих птиц и насекомых;

    − ландшафтная несовместимость, непривлекательность, визуальное невосприятие, дискомфортность.
    9.5. Последствия развития геотермальной энергетики
    Основное воздействие на окружающую среду геотермальные электростанции оказывают в период строительства скважин, водопроводов и здания станций.

    Для утилизации геотермальной энергии бурят скважины глубиной от 300 до 2700 м. Для работы станции мощностью 1000 МВт требуется 150 скважин, которые занимают территорию более 19 км2. Потенциальными последствиями геотермальных разработок являются оседание почвы.

    На ГеоТЭС не происходит сжигания топлива, поэтому объем отравляющих газов, выбрасываемых в атмосферу, значительно меньше, чем на ТЭС, и они имеют другой химический состав по сравнению с газообразными отходами станций на органическом топливе. Газовые примеси в воде, добываемой из геотермальных скважин, на 80% состоят из двуокиси углерода и содержат небольшую долю метана CH4, водорода H2., азота N2, SO2, аммиака NH3 и сероводорода H2S. Наиболее вредным является сероводород (0,0225%).

    Потребность ГеоТЭС в охлаждающей воде (на 1 кВт·ч электроэнергии) в 4–5 раз выше, чем ТЭС, из-за более низкого КПД. Сброс отработанной воды и конденсата для охлаждения в водоемы может вызвать их тепловое загрязнение, а также повышение концентрации солей, в том числе хлористого натрия, аммиака, кремнезема, и таких элементов, как бор, мышьяк, ртуть, рубидий, цезий, калий, фтор, натрий, бром, иод, хотя и в небольших количествах. С ростом глубин скважин возможно увеличение этих поступлений.

    Одно из неблагоприятных проявлений ГеоТЭС – загрязнение поверхностных и грунтовых вод в случае выброса растворов высокой концентрации при бурении скважин. Сброс отработанных термальных вод может вызвать заболачивание отдельных участков почвы в условиях влажного климата, а в засушливых районах – засоление. Опасен прорыв трубопроводов, в результате которого на землю могут поступить большие количества рассолов.

    ГеоТЭС, имея КПД в 2–3 раза меньше, чем АЭС и ТЭС, дают в 2–3 раза больше тепловых выбросов в атмосферу. В качестве простого пути сокращения воздействий на окружающую среду следует рекомендовать создание круговой циркуляции теплоносителя на ГеоТЭС по системе «скважина – теплосъемные агрегаты – скважина – пласт». Это позволит избежать поступления термальных вод на поверхность земли, в грунтовые воды и поверхностные водоемы, обеспечить сохранение пластового давления, исключить оседание грунта и любую возможность сейсмических проявлений.

    Неблагоприятные экологические воздействия геотермальной энергетики на экологию:

    − отчуждение земель;

    изменение уровня грунтовых вод, оседание почвы, заболачивание;

    − подвижки земной коры, повышение сейсмической активности;

    − выброс тепла в атмосферу или в поверхностные воды;

    − сброс отравленных вод и конденсата, загрязненных в небольших количествах аммиаком, ртутью, кремнеземом;

    − загрязнение водоносных слоев, засоление почв;

    выбросы больших количеств рассолов при разрыве трубопроводов.

    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



    1. Республиканская программа энергосбережения на 2006–2010 годы (Утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 2 февраля 2006 г. № 137)

    2. Государственная комплексная программа модернизации основных производственных фондов Белорусской энергетической системы, энергосбережения и увеличения доли использования в республике собственных топливно-энергетических ресурсов на период до 2011 года. (Утверждена Указом Президента Республики Беларусь от 15 ноября 2007 г. № 575)

    3. Ермашкевич В.Н., Румянцева Ю.Н. Возобновляемые источники энергии Беларуси: прогноз, механизмы реализации. Учебн. пособие. – Мн.: НО ООО «БИП–С», 2004. – 121 с.

    4. Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. – М. Энергоатомиздат. 1990. – 392 с.

    5. Калашников Н.П. Альтернативные источники энергии. – М.:
      О-во «Знание», 1987.

    6. Коваленко Э.П. Возобновляемые источники энергии и возможности их использования в Беларуси. – Мн., 1995. – 137 с.

    7. Калинин Ю.Я., Дубинин А.Б. Нетрадиционные способы получения энергии. – Саратов: СПИ, 1983. – 70 с.

    8. Магомедов А.М. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. – Махачкала: ИПО «Юпитер», 1996. – 245 с.

    9. Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций / dhes.ime.mrsu.ru/studies/nrps/nrps.htm

    10. Мировая энергетика: прогноз развития до 2020 г.: Пер. с англ. – М.: Энергия, 1980. – 255 с.

    11. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие/ Л.Д. Богуславский, В.И. Ливчак, В.П. Титов и др.; Под ред. Л.Д. Богуславского и В.И. Ливчака. – М.: Стройиздат, 1990. – 624 с.

    12. Бринкворт Б. Солнечная энергия для человека. Пер. с англ. В.Н. Оглоблева. Под ред. и предисл. Б.В. Тарнижевского. – М.: Мир, 1976. – 291 с.

    13. Солнечные коллекторы на основе полимерных материалов: Обзор / С.В. Смирнов и др. – М., 1990. – 44 с.

    14. Богословский В.Н., Поз М. Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. – М.: Стройиздат, 1938.– 320 с.

    15. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. – Л.: Наука, 1989. – 310 с.

    16. Бойлс Д. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки. – М. Агропромиздат, 1987.

    17. Головков, С.И. Энергетическое использование древесных отходов / С.И. Головков, И.Ф.Коперин, В.И. Найденов – М.: Лесн. пром-сть, 1987. – 224 с.

    18. Справочник потребителя биотоплива. Под редакцией Виллу Вареса. – Таллинн: Издательство таллиннского технологического университета, 2005. – 182 с.

    19. Кнорре, Г.Ф. Что такое горение? /Г.Ф. Кнорре – М.: Госэнергоиздат, 1955. – 224 с.

    20. Роддатис К.Ф. Котельные установки. Учебные пособия для студентов неэнергетических специальностей вузов. – М., «Энергия». – 1977. – 430 с.

    21. Лямин, В.А. Газификация древесины / В.А. Лямин – М.: Лесн. пром-сть, 1967. – 263 с.

    22. Вавилов, А.В. Малая энергетика на биотопливе / А.В. Вавилов, Г.И. Жихар, Л.П. Падалко и др. – Мн.: УП «Техенопринт», 2002. – 248 с.

    23. Стриха И.И. Повышение эффективности топливоиспользования в котельных. Монография. – Мн.: УП «Технопринт», 2003. – 260 с

    24. Государственная программа «Торф» на 2008–2010 годы и на период до 2020 года (Утверждена Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 23 января 2008 г. № 94).

    25. Проблемы комплексного использования горючих сланцев Белорусской ССР. Под ред. И.И. Лиштвана. – Мн.: Наука и техника, 1983. – 104 с.

    26. Кузнецов Д.Т. Энергохимическое использование горючих сланцев: (Технико-экономические аспекты). – М.: Энергия, 1978. – 216 с.

    27. Промышленная микробиология. Под ред. Н.С.Егорова. – М.: Высшая школа, 1989 – 688 с.

    28. Баадер В. Биогаз: теория и практика ( пер. с нем.) / В. Баадер, Е. Доне, М. Бренндерфер. – М.: Колос, 1982. – 148 с.

    29. Дубровский В.С., Виестур У.Э. Метановое сбраживание сельскохозяйственных отходов. – Рига: Зинатие, 1988.

    30. Михайлов, Л.П. Малая гидроэнергетика / Л.П. Михайлов, Б.П. Фельдман, Т.К. Марканова – М.: Энергоатомиздат, 1986.

    31. Карелин В.Я. Сооружение и оборудование малых гидроэлектростанций / В.Я. Карелин, В.В. Волшаник – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 200 с.

    32. Кривченко Г.И. Гидравлические машины: Турбины и насосы. Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1978. – 320 с.

    33. Использование водной энергии. Под ред. Д.С. Щавелева. Учебное пособие для вузов. / Д.с. Щавелев, П.Н. Васильев, Ю.С. Васильев – Л.: Энергия, 1976 г. – 655 с.

    34. Овсепян В.М. Гидравлический таран и таранные установки. – М.: «Машиностроение», 1968. – 124 с.

    35. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. – М.: ОГИЗ–Сельхозгиз, 1948. – 544 с.

    36. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты. – М.: Колос, 1967. – 376 с.

    37. Васильев Ю.С., Хрисанов Н.И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та. 1991. 343 с.

    38. Э. Берман. Геотермальная энергия: Пер. с англ. – М.: Мир, 1978. – 192 с.

    39. Дворов И.М. Геотермальная энергетика. – М.: Наука, 1976. – 192 с.

    40. Низкотемпературные тепловые трубы для летательных аппаратов. Под ред. Г.И. Воронина. – М.: «Машиностроение», 1976. – 200 с.

    41. Бекман Г., Гилли П. Тепловое аккумулирование энергии: Пер. с англ. – М.: Мир, 1987. – 272 с.

    СОДЕРЖАНИЕ


    ВВЕДЕНИЕ
    1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

    1.1. Энергия, ее источники и классификация 67

    1.2. Современное состояние топливно-энергетического комплекса РБ

    1.3. Особенности использования возобновляемых источников энергии
    2. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

    2.1. Солнечное излучение

    2.1.1. Космическое солнечное излучение

    2.1.2. Влияние земной атмосферы на солнечное излучение

    2.1.3. Оптимальная ориентация приемника

    2.2. Тепловой способ использования солнечной энергии

    2.2.1. Гелиоколлектор

    2.2.2. Тепловой баланс гелиоколлектора

    2.2.3. Селективные поверхности

    2.2.4. Конструкции поглощающих панелей

    2.2.5. Концентрирующие геллиоколлектора

    2.2.6. Теплоносители активных гелиосистем и способы их циркуляции

    2.2.7. Виды активных гелиосистем

    2.2.8. Гелиосистема с абсорбером

    2.2.9. Целесообразность применения гелиосистем в РБ

    2.2.10. Другие тепловые способы использования солнечной энергии

    2.3. Фотоэлектрическая генерация

    2.3.1. Электропроводимость полупроводников

    2.3.2. Примесная проводимость

    2.3.3.pn переход

    2.3.4. Конструкция и недостатки солнечных элементов

    2.3.5. Ограничение эффективности работы солнечных элементов

    2.3.6. Материалы для изготовления фотоэлементов

    2.3.7. Применение солнечной энергии в космосе

    2.4. Прямое использование солнечной энергии

    2.4.1. Световод 6

    2.5. Биологические и химические способы использования

    солнечной энергии
    3. БИОЭНЕРГЕТИКА

    3.1. Классификация, характеристика и способы сжигания

    биотоплива

    3.1.1. Биотопливо и ее источники

    3.1.2. Характеристики топлива

    3.1.3. Способы переработки биотоплива

    3.1.4. Источники и характеристики древесного топлива

    3.1.5. Отходы сельского хозяйства и животноводства

    3.1.6. Энергетическое топливо

    3.1.7. Твердые бытовые и промышленные отходы

    3.1.8. Торф

    3.1.9.Белорусские горючие сланцы

    3.2. Утилизация древесного топлива

    3.2.1. Установка для сжигания биотоплива.

    3.2.2. Этапы сжигания биотоплива

    3.2.3. Технологии сжигания древесного топлива

    3.2.4. Особенности сжигания древесного топлива

    3.2.5. Системы утилизации тепла и возможности

    повышения КПД установки

    3.2.6. Неглубокая переработка топлива

    3.3. Термохимические способы переработки биотоплива

    3.3.1. Пиролиз (сухая перегонка)

    3.3.2. Слоевая газификация биомассы

    3.3.3. Газификация в кипящем слое

    3.3.4. Уравнение теплового баланса газификации топлива

    3.3.5. Газификация под давлением

    3.3.6. Газификация биотоплива твердым

    высокотемпературным теплоносителем

    3.3.7. Утилизация золы

    3.3.8. Целесообразность промышленного освоения

    горючих сланцев в РБ

    3.3.9. Другие термохимические способы переработки

    биомассы

    3.4. Термическая переработка твердых бытовых

    и промышленных отходов

    3.4.1. Недостатки термической переработки

    твердых бытовых

    3.4.2. Технологии термической утилизации отходов

    3.5. Анаэробная переработка биотоплива

    3.5.1. Технология анаэробной переработки

    3.5.2. Факторы, влияющие на процесс брожения

    3.5.3. Особенности и методы переработки

    отходов животноводства и растениеводства

    3.5.4. Получение биогаза в метантенках

    3.5.5. Методика определения технических параметров

    метантенка

    3.5.6. Добыча и утилизация свалочного газа

    3.5.7 Подготовка к использованию и аккумулирование

    биогаза

    3.5.8. Получение тепловой энергии при аэробном

    окислении

    3.6. Получение спиртов

    3.6.1. Методы получения спирта

    3.6.2. Использование этанола в качестве топлива
    4. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА

    4.1.Гидроэнергетические ресурсы РБ

    4.2. Режимы работы и принципиальные схемы малых ГЭС

    4.3. Типы и основные энергетические параметры

    гидравлических турбин

    4.3.1. Активные гидротурбины

    4.3.2. Реактивные гидротурбины

    4.3.3. Основное энергетическое уравнение турбины

    4.3.4. Теория подобия лопастных турбин

    4.3.5. Эксплуатация турбин

    4.3.6. Выбор типа турбины

    4.4. Гидравлический таран

    4.4.1. Явление гидравлического удара

    4.4.2. Конструкция и принцип действия

    гидравлического тарана ……………………………………….

    4.4.3. Теория расчета и область применения

    гидравлического тарана………………
    5. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

    5.1. Происхождение ветра

    5.2. Потенциал энергии ветра в РБ

    5.3. Структурная схема лопастной ветроэлектрической

    установки и ее основные технические параметры

    5.4. Работа поверхности при действии на нее силы ветра

    5.5. Теория идеального лопастного ветроколеса

    5.6. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя

    5.7. Классификация ветродвигателей по принципу работы

    5.8. Причины недостаточной эффективности работы

    ветроустановок и способы ее повышения

    5.9. Эффект Магнуса

    5.10. Целесообразность использования энергии ветра в РБ
    6. ГЕОТЕРМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

    6.1. Тепловой режим земной коры

    6.2. Использование тепла горячих земляных пластов

    6.3. Тепловая труба

    6.3.1. Конструкция и принцип действия

    6.3.2. Энергетический баланс

    6.3.3. Области работы

    6.3.4. Способы регулирования теплопередачи

    6.4. Подземные термальные воды (гидротермы)
    7. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

    7.1. Характеристики электрического поля Земли

    7.2. Технология использования электрического поля Земли
    8. АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

    8.1. Цели аккумулирования энергии, аккумулирующие

    системы и их характеристики

    8.2. Энергетический баланс аккумулятора

    8.3. Тепловое аккумулирование энергии

    7.3.1. Типы тепловых аккумуляторов

    7.3.2. Аккумулирование в системах солнечного отопления

    8.4. Химическое аккумулирование

    8.5. Электрохимическое аккумулирование

    8.6. Электрическое аккумулирование

    8.7. Механическое аккумулирование энергии
    9. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

    ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

    9.1. Последствия развития солнечной энергетики

    9.2. Последствия использования биоэнергетических

    установок

    9.3. Последствия развития гидроэнергетики

    9.4. Последствия развития ветроэнергетики

    9.5. Последствия развития геотермальной энергетики
    СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


    3
    6

    6
    7
    10
    13

    13

    13

    15

    18

    22

    23

    26

    28

    30

    32
    35

    37

    40

    42
    43

    45

    46

    48

    51

    54
    55

    57

    60

    60

    61
    66
    68
    68

    68

    70

    71

    72

    76

    77

    79

    82

    85

    87

    87

    88

    92

    94
    97

    98

    102

    102

    103

    108

    110



    Учебное издание
    Сухоцкий Альберт Борисович

    Фарафонтов Валерий Николаевич

    ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И НЕТРАДИЦИОННЫЕ

    ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ



    Тексты лекций

    Редактор

    Компьютерная верстка О. Ю. Шантарович
    Подписано в печать . .2009. Формат 60841/16.

    Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать офсетная.

    Усл. печ. л. 16,0. Уч.-изд. л. 16,0.

    Тираж 80 экз. Заказ .
    Учреждение образования

    «Белорусский государственный технологический университет».

    220008. Минск, Свердлова, 13а.

    ЛИ № 02330/0133255 от 30.04.2004.
    Отпечатано в лаборатории полиграфии учреждения образования

    «Белорусский государственный технологический университет».

    220008. Минск, Свердлова, 13.

    ЛП № 02330/0056739 от 22.01.2004.




    1   ...   16   17   18   19   20   21   22   23   24


    написать администратору сайта