Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии (1). Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии
 Скачать 7.49 Mb.
|
|
Министерство путей сообщения Российской Федерации Дальневосточный государственный университет путей сообщения Д.С. ФалеевВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Физические основы, практические задачи; применение для электропитания устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте Издание четвертое, |
| Ф 190 | Фалеев Д.С. Возобновление и ресурсосберегающие источники энергии: Физические основы, практические задачи; применение для электропитания устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Учеб. пособие. – Изд. 4-е, перераб. и доп. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2003. –175 с.: ил. |
В учебном пособии изложены основные теоретические положения по возобновляемым и ресурсосберегающим источникам энергии, рассматриваются физические основы, практические задачи, применение для питания устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте. В начале каждого раздела приводятся теоретические положения, которые позволяют выяснить механизм преобразования энергии излучения Солнца, ветра, а также движущейся, падающей и колеблющейся воды, превращающейся в электричество. Рассмотрены физические принципы преобразования энергии приливов и волн в электрическую энергию. В каждом разделе представлены 2–3 примера решения задач и предложено для решения более ста задач с ответами.
Пособие предназначено для студентов вузов, магистров и аспирантов, обучающихся по направлению 657700 и специальностям 210700 «Автоматика, телемеханика и связь на ж.-д. транспорте», 101800 «Энергоснабжение ж.-д. транспорта» и другим родственным специальностям. Может быть полезно инженерно-техническим работникам соответствующих служб железнодорожного транспорта.
УДК 620.91/.92(075.8)
ББК З15я73
Издательство Дальневосточного государственного
университета путей сообщения (ДВГУПС), 2003
Фалеев Д.С., 2003
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ 3
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. МЕСТО, РОЛЬ И ВЛИЯНИЕ НА ОБЩЕСТВЕННЫЕ ОТНОШЕНИЯ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ 8
1.1. Введение 8
1.2. Теоретические основы использования возобновляемых источников энергии 10
1.3. Технические аспекты использования возобновляемых источников энергии 13
1.4. Совершенствование источников энергии и потребителей 14
1.5. Методы управления источниками возобновляемой энергии 16
1.6. Социально-экономические и экологические аспекты развития энергетики на возобновляемых источниках 18
Глава 2. Солнечное излучение и его характеристики 19
2.1. Введение 19
2.2. Солнечное излучение, достигающее атмосферы Земли 20
2.3. Взаимное расположение Земли и Солнца во времени 23
2.4. Расположение приемника радиации относительно Солнца 27
2.5. Влияние земной атмосферы на величину потока излучения Солнца 30
2.6. Расчет и оценки солнечной энергии 35
ГЛАВА 3. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СОЛНЕЧНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСТВО 37
3.1. Введение 37
3.2. P-n–переход в кремнии 39
3.3. Механизм поглощения фотонов в p-n-переходе. Эффективность преобразования солнечного излучения 47
3.4. Особенности электрической цепи содержащей солнечный фотоэлемент 53
3.5. Проблема эффективности солнечных элементов 56
3.6. Требования к материалам и технология производства солнечных элементов и батарей 62
3.7. Особенности конструкций солнечных элементов и их типы 66
3.8. Краткая характеристика материалов для солнечных элементов. Внутренняя структура солнечных элементов 70
3.9. Вспомогательные системы для солнечных батарей 73
3.10. Инженерный расчет системы энергоснабжения на базе солнечных модулей (батарей) применительно к железнодорожному транспорту 74
3.11. Примеры решения задач 77
3.12. Задачи 79
4. ГИДРОЭНЕРГЕТИКА 92
4.1. Введение 92
4.2. Основные методы использования энергии воды и оценка гидроресурсов для малых электростанций 93
4.3. Гидротурбины 95
4.4. Примеры решения задач 98
4.5. Задачи 100
5. ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА 104
5.1. Введение 104
5.2. Краткая классификация ветроэнергетических установок 106
5.3. Ветроустановки с горизонтальной и вертикальной осью 109
5.4. Теоретические основы ветроэнергетических установок 111
5.5. Лобовое давление на ветроколесо 115
5.6. Крутящий момент 117
5.7. Некоторые режимы работы ветроколеса 119
5.8. Общая характеристика ветров и их анализ 122
5.9. Использование ветроколесом энергии ветра 127
5.10. Производство и распределение электроэнергии от ветроэнергетических установок 131
5.11. Классификация ветроэнергетических установок 133
Таблица 5.2 133
Классы ветроэнергетических систем 133
5.12. Примеры решения задач 137
5.13. Задачи 138
ГЛАВА 6. ЭНЕРГИЯ ВОЛН 143
6.1. Общая характеристика волнового движения жидкости. Уравнение поверхностной волны 143
6.2. Энергия и мощность волны. Отбор мощности от волн 145
6.3. Краткое описание устройств для преобразования энергии волн 146
6.4. Примеры решения задач 149
6.5. Задачи 150
ГЛАВА 7. ЭНЕРГИЯ ПРИЛИВОВ 157
7.1. Введение 157
7.2. Усиление приливов 158
7.3. Мощность приливных течений 159
7.5. Мощность приливного подъема воды 161
7.5. Примеры решения задач 163
7.5. Задачи 164
ГЛАВА 8. АККУМУЛИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ 168
8.1. Необходимость процессов аккумулирования энергии 168
8.2. Тепловые аккумуляторы 169
8.3. Воздушные аккумуляторы 170
8.4 Сверхпроводящие индуктивные накопители 171
8.5. Емкостные накопители 173
8.6. Химическое аккумулирование 175
8.7. Аккумулирование электроэнергии 176
8.8. Механическое аккумулирование. Гидроаккумулирующие электростанции 177
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 178
Приложения 180
Приложение 1 180
Гравитационная постоянная 180
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 181
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 182
Глава 7 182
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 183
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ И РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ 186