Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии (1). Возобновляемые и ресурсосберегающие источники энергии
 Скачать 7.49 Mb.
|
источников энергии |
| Источник | Периодич-ность | Определяющие параметры | Энергетические соотношения | Примечание |
| Прямое солнечное излучение | 24 ч, 1 год | Облученность (Вт/м2), угол падения излучения | PG cos(θ), Максимум 1 кВт/м2 | Только в дневное время |
| Рассеянное солнечное излучение | 24 ч, 1 год | Облачность | P P300 Вт/м2 | Тем не менее энергия значительна |
| Биотопливо | 1 год | Качество почвы, облученность, вода, специфика топлива, расходы | Связанная энергия 10 Мдж/кг | Очень много видов топлива. Источники: лесное и сельское хозяйство |
| Ветер | 1 год | Скорость ветра, высота над земной поверхностью | Puo3  | Флуктуирует b=0.15 |
| Волны | 1 год | Амплитуда волны Н и ее период Т | PHs2T | Высокая плотность энергии (50 кВт/м) |
| Гидроэнер-гия | 1 год | Напор Н, объемный расход воды Q | PHQ | Искусственно создаваемый источник |
| Приливы | 12 ч 25 мин | Высота прилива R, площадь бассейна А, длина эстуария L, глубина эстуария h | PR2A | Увеличение высоты прилива, если  имеет значение 36400 м0,5 |
| Тепловая энергия | Постоянные параметры | Разность температуры воды на поверхности и на глубине | P(T)2 | Ряд районов в тропиках. Низкая эффективность преобразования энергии |
Часто говорят о качестве источника энергии. Мы под качеством энергии будем понимать долю энергии источника, которая может быть превращена в механическую энергию. Исходя из этого, возобновляемые источники можно разделить на три группы.
1. Источники механической энергии, к примеру, гидроветро-источники, волновые и приливные. Качество энергии этих источников высокое, и они обычно используются для производства электроэнергии. Качество волновой и приливной энергии оценивается в 75%, гидроэнергии – 60%, ветровой энергии – порядка 30%.
2. Тепловыми возобновляемыми источниками энергии является, например, биотопливо и тепловая энергия солнца. Максимальная доля, которая может быть использована для получения механической работы, определяется вторым законом термодинамики. Однако на практике превратить в работу, разрешенным вторым законом термодинамики, удается примерно 50% тепла. Для современных паровых турбин качество тепловой энергии не превышает 35%
3. Источники энергии на основе фотонных процессов, использующие фотосинтез и фотоэлектронные явления. На практике коэффициент полезного действия фото-преобразователей, равный 15%, считается хорошим.
Следует отметить еще одну особенность возобновляемых источников энергии. Они отличаются от истощаемых источников низкой плотностью потока энергии. Например, для солнечного излучения эта величина равна 1 кВт/м2, а тепловая нагрузка в трубах паровых котлов порядка 100 кВт/м2, а в теплообменниках ядерных реакторов несколько мегаватт на 1 м2.
Практика показала, что использование возобновляемых энергоисточников ускоряет развитие сельских и удаленных от мощных энергосистем районов.
Необходимо отметить еще одну важную особенность возобновляемых источников энергии. Прежде всего, ни один источник возобновляемой энергии не является универсальным, пригодным для использования в данном районе. Это определяется конкретными природными условиями и потребностями общества или района. Поэтому для эффективного планирования энергетики на возобновляемых ресурсах необходимы, во-первых, изучение потребностей конкретного региона в энергии для промышленного, сельскохозяйственного производства, транспорта и бытовых нужд.
В этом отношении энергетика на возобновляемых источниках похожа на сельскохозяйственное производство, где рентабельность возделывания той или иной культуры зависит от многих почвенно-климатических условий региона.
Из вышесказанного следует, что невозможно предложить простой и универсальный метод планирования энергетики на возобновляемых источниках ни в международном масштабе, ни в пределах одной страны.
Характерный размер района, в рамках которого разумно планировать энергетику на возобновляемых источниках – порядка 250 км.