21.05 07:45Анна Семенович разделась для журнала XXL (Фото)[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
21.05 07:30Самая интимная «небритость» Шерон Стоун (Фото)[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
21.05 01:08Британские секс-бомбы Люси Пиндер и Мишель Марш в совместной фотосессии (Лесби-фото)[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
21.05 00:23Камерон Диаз (Cameron Diaz) попалась. Ее сфотографировали голой на пляже (ФОТО)[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 23:24Патрик Суэйзи пугающе похудел от химиотерапии[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 19:17Николь Кидман выбрала себе фотографа[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 19:11Дженнифер Анистон призналась в любви к Джону Мейеру[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 17:05Верка Сердючка прилетела к Филиппу Киркорову на «Евровидение»[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 17:02Лорак угощала пивом, Гурцкая дарила духи[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
20.05 16:49Пэрис Хилтон получила от бойфренда удар ногой в челюсть (ФОТО)[УКРАИНСКИЙ МУЗЫКАЛЬНЫЙ ПОРТАЛ]
Вы:
Результат
Архив

Главная / Предметы / Технология / Основные и нетрадиционные способы получения электроэнергии


Основные и нетрадиционные способы получения электроэнергии - Технология - Скачать бесплатно


ветра  бывает  настолько  низкой,  что
ветроагрегат  совсем  не  может  работать,  или   настолько   высокой,   что
ветроагрегат  необходимо  остановить  и  принять  меры  по  его  защите   от
разрушения. Если скорость  ветра  превышает  номинальную  рабочую  скорость,
часть извлекаемой механической энергии ветра не используется,  с  тем  чтобы
не превышать номинальной электрической  мощности  генератора.  Учитывая  эти
факторы, удельная выработка электрической энергии в  течение  года,  видимо,
составляет  15–30%  энергии  ветра,  или  даже  меньше,  в  зависимости   от
местоположения и параметров ветроагрегата.
    Новейшие   исследования   направлены   преимущественно   на   получение
электрической энергии из  энергии  ветра.  Стремление  освоить  производство
ветроэнергетических машин  привело  к  появлению  на  свет  множества  таких
агрегатов. Некоторые из них достигают  десятков  метров  в  высоту,  и,  как
полагают, со временем они могли бы образовать настоящую электрическую  сеть.
Малые    ветроэлектрические    агрегаты    предназначены    для    снабжения
электроэнергией отдельных домов.
    Сооружаются  ветроэлектрические  станции  преимущественно   постоянного
тока.  Ветряное  колесо  приводит  в  движение  динамо-машину  –   генератор
электрического тока, который одновременно заряжает  параллельно  соединенные
аккумуляторы.   Аккумуляторная   батарея   автоматически   подключается    к
генератору  в  тот  момент,  когда  напряжение  на  его   выходных   клеммах
становится  больше,  чем  на  клеммах   батареи,   и   также   автоматически
отключается при противоположном соотношении.
    В  небольших  масштабах  ветроэлектрические  станции  нашли  применение
несколько десятилетий назад. Самая крупная из них мощностью 1250 кВт  давала
ток в сеть электроснабжения американского штата Вермонт  непрерывно  с  1941
по 1945 г. Однако после поломки ротора  опыт  прервался  –  ротор  не  стали
ремонтировать,  поскольку  энергия  от  соседней   тепловой   электростанции
обходилась дешевле.  По  экономическим  причинам  прекратилась  эксплуатация
ветроэлектрических станций и в европейских странах.
    Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током  нефтяников;
они успешно работают в труднодоступных  районах,  на  дальних   островах,  в
Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где  нет  поблизости  крупных
населенных пунктов и электростанций  общего  пользования.  Американец  Генри
Клюз в штате Мэн построил две  мачты  и  укрепил  на  них  ветродвигатели  с
генераторами. 20 аккумулятором по 6 В и 60 по 2 В служат ему в  безветренную
погоду, а в качестве резерва он  имеет  бензиновый  движок.  За  месяц  Клюз
получает от своих ветроэлектрических агрегатов 250 кВт·ч энергии; этого  ему
хватает  для  освещения  всего   хозяйства,   питания   бытовой   аппаратуры
(телевизора, проигрывателя,  пылесоса,  электрической  пишущей  машинки),  а
также для водяного насоса и хорошо оборудованной мастерской.
    Широкому применению ветроэлектрических  агрегатов  в  обычных  условиях
пока препятствует их высокая себестоимость. Вряд ли требуется говорить,  что
за ветер платить не нужно, однако машины, нужные  для  того,  чтобы  запрячь
его в работу, обходятся слишком дорого.
    Сейчас  созданы  самые   разнообразные   прототипы   ветроэлектрических
генераторов (точнее, ветродвигателей с  электрогенераторами).  Одни  из  них
похожи на обычную детскую  вертушку,  другие  –  на  велосипедное  колесо  с
алюминиевыми лопастями вместо спиц. Существуют агрегаты в виде карусели  или
же  в  виде  мачты  с  системой  подвешенных  друг   над   другом   круговых
ветроуловителей, с горизонтальной или вертикальной осью  вращения,  с  двумя
или пятьюдесятью лопастями.
    В проектировании установки самая трудная проблема состояла в том, чтобы
при разной силе ветра обеспечить одинаковое число оборотов пропеллера.  Ведь
при подключении к сети  генератор  должен  давать  не  просто  электрическую
энергию, а только переменный ток с заданным числом циклов в секунду,  т.  е.
со стандартной частотой 50 Гц. Поэтому угол наклона лопастей по отношению  к
ветру регулируют за счет поворота их  вокруг  продольной  оси:  при  сильном
ветре этот угол острее, воздушный поток свободнее обтекает лопасти и  отдает
им  меньшую  часть  своей  энергии.  Помимо  регулирования   лопастей   весь
генератор автоматически поворачивается на мачте против ветра.
    При использовании ветра возникает серьезная проблема: избыток энергии в
ветреную погоду и недостаток ее в периоды безветрия. Как  же  накапливать  и
сохранить  впрок  энергию  ветра?  Простейший  способ  состоит  в  том,  что
ветряное колесо движет насос, который накачивает воду в  расположенный  выше
резервуар, а потом  вода,  стекая  из  него,  приводит  в  действие  водяную
турбину и генератор постоянного или переменного тока.  Существуют  и  другие
способы и проекты: от обычных, хотя и маломощных аккумуляторных  батарей  до
раскручивания  гигантских  маховиков  или  нагнетания  сжатого   воздуха   в
подземные пещеры и вплоть  до  производства  водорода  в  качестве  топлива.
Особенно перспективным представляется последний  способ.  Электрический  ток
от ветроагрегата  разлагает  воду  на  кислород  и  водород.  Водород  можно
хранить в сжиженном виде и сжигать в топках тепловых электростанций по  мере
надобности.
                          2. Геотермальная энергия
    Энергетика земли – геотермальная энергетика базируется на использовании
природной  теплоты  Земли.  Верхняя  часть  земной  коры  имеет  термический
градиент, равный 20–30 °С в расчете на 1 км глубины, и, количество  теплоты,
содержащейся  в  земной  коре  до  глубины  10  км  (без  учета  температуры
поверхности), равно приблизительно 12,6.1026 Дж.  Эти  ресурсы  эквивалентны
теплосодержанию 4,6·1016 т угля  (принимая  среднюю  теплоту  сгорания  угля
равной  27,6.109  Дж/т),  что  более   чем   в   70   тыс.   раз   превышает
теплосодержание всех технически и экономически извлекаемых мировых  ресурсов
угля. Однако геотермальная теплота в верхней части земной слишком  рассеяна,
чтобы на ее базе решать мировые энергетические проблемы. Ресурсы,  пригодные
для промышленного использования, представляют собой отдельные  месторождения
геотермальной  энергии,  сконцентрированной  на  доступной  для   разработки
глубине,  имеющие  определенные  объемы  и  температуру,   достаточные   для
использования их в целях производства электрической энергии или теплоты.
         С геологической  точки  зрения  геотермальные  энергоресурсы  можно
разделить на гидротермальные конвективные  системы,  горячие  сухие  системы
вулканического происхождения и системы с высоким тепловым потоком.
      К категории  гидротермальных  конвективных  систем  относят  подземные
бассейны пара или  горячей  воды,  которые  выходят  на  поверхность  земли,
образуя гейзеры, сернистые грязевые озера. Образование таких систем  связано
с наличием источника теплоты -  горячей или расплавленной скальной  породой,
расположенной  относительно  близко  к  поверхности  земли.  Гидротермальные
конвективные системы  обычно  размещаются  по  границам  тектонических  плит
земной коры, которым свойственна вулканическая активность.
    В принципе для производства электроэнергии на месторождениях с  горячей
водой применяется метод, основанный на использовании  пара,  образовавшегося
при испарении горячей жидкости на  поверхности.  Этот  метод  использует  то
явление,  что  при  приближении  горячей  воды  (находящейся   под   высоким
давлением) по скважинам из бассейна к поверхности давление  падает  и  около
20 % жидкости вскипает и превращается в пар. Этот пар отделяется  с  помощью
сепаратора от воды и направляется в турбину. Вода, выходящая из  сепаратора,
может  быть  подвергнута  дальнейшей   обработке   в   зависимости   от   ее
минерального состава. Эту воду можно закачивать обратно  в  скальные  породы
сразу или, если это экономически оправдано,  с  предварительным  извлечением
из нее минералов.
        Другим методом  производства  электроэнергии  на  базе  высоко-  или
среднетемпературных геотермальных  вод  является  использование  процесса  с
применением  двухконтурного  (бинарного)  цикла.  В  этом   процессе   вода,
полученная из  бассейна,  используется  для  нагрева  теплоносителя  второго
контура (фреона или изобутана), имеющего низкую  температуру  кипения.  Пар,
образовавшийся в результате кипения этой жидкости, используется для  привода
турбины.  Отработавший  пар  конденсируется  и  вновь   пропускается   через
теплообменник, создавая тем самым замкнутый цикл.
        Ко   второму   типу   геотермальных   ресурсов   (горячие    системы
вулканического происхождения) относятся магма и непроницаемые горячие  сухие
породы (зоны  застывшей  породы  вокруг  магмы  и  покрывающие  ее  скальные
породы). Получение  геотермальной  энергии  непосредственно  из  магмы  пока
технически неосуществимо. Технология, необходимая для использования  энергии
горячих  сухих  пород,  только  начинает  разрабатываться.   Предварительные
технические разработки методов использования  этих  энергетических  ресурсов
предусматривают  устройство  замкнутого  контура  с  циркулирующей  по  нему
жидкостью, проходящего через горячую породу. Сначала  пробуривают  скважину,
достигающую области залегания горячей породы; затем через нее в  породу  под
большим давлением закачивают холодную воду, что  приводит  к  образованию  в
ней трещин. После этого через образованную таким образом  зону  трещиноватой
породы пробуривают вторую скважину. Наконец,  холодную  воду  с  поверхности
закачивают  в  первую  скважину.   Проходя   через   горячую   породу,   она
нагревается, извлекается через вторую  скважину  в  виде  пара  или  горячей
воды, которые  затем  можно  использовать  для  производства  электроэнергии
одним из рассмотренных ранее способов.
         Геотермальные системы третьего типа существуют в тех  районах,  где
в   зоне   с   высокими   значениями    теплового    потока    располагается
глубокозалегающий осадочный бассейн. В  таких  районах,  как  Парижский  или
Венгерский  бассейны,  температура  воды,  поступающая  из  скважин,   может
достигать 100 °С.

                         3. Тепловая энергия океана
      Известно, что запасы энергии в Мировом океане  колоссальны,  ведь  две
трети земной поверхности (361 млн. км2) занимают моря и океаны  –  акватория
Тихого океана составляет  180  млн.  км2.  Атлантического  –  93  млн.  км2,
Индийского  –   75   млн.   км2.   Так,   тепловая   (внутренняя)   энергия,
соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению  с  донными,
скажем, на  20  градусов,  имеет  величину  порядка  1026  Дж.  Кинетическая
энергия океанских течений оценивается  величиной  порядка  1018  Дж.  Однако
пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да  и  то
ценой  больших  и  медленно  окупающихся  капиталовложений,  так  что  такая
энергетика до сих пор казалась малоперспективной.
        Последние  десятилетие  характеризуется  определенными  успехами   в
использовании тепловой энергии океана. Так, созданы  установки  мини-ОТЕС  и
ОТЕС-1  (ОТЕС  –  начальные  буквы  английских  слов  Осеаn  Тhеrmal  Energy
Conversion, т.e. преобразование  тепловой  энергии  океана  –  речь  идет  о
преобразовании в электрическую энергию). В августе 1979 г. вблизи  Гавайских
островов начала работать теплоэнергетическая  установка  мини-ОТЕС.  Пробная
эксплуатация установки в  течение  трех  с  половиной  месяцев  показала  ее
достаточную  надежность.  При  непрерывной  круглосуточной  работе  не  было
срывов, если не считать мелких  технических  неполадок,  обычно  возникающих
при испытаниях любых  новых  установок.  Ее  полная  мощность  составляла  в
среднем 48,7 кВт, максимальная –53  кВт;  12  кВт  (максимум  15)  установка
отдавала  во  внешнюю  сеть  на  полезную  нагрузку,  точнее  –  на  зарядку
аккумуляторов.   Остальная   вырабатываемая   мощность   расходовалась    на
собственные нужды установки. В их число входят  затраты  анергии  на  работу
трех  насосов,  потери  в  двух  теплообменниках,  турбине  и  в  генераторе
электрической энергии.
    Три насоса потребовались из  следующего  расчета:  один  –  для  подачи
теплой виды из океана, второй – для подкачки холодной воды с  глубины  около
700 м, третий –  для  перекачки  вторичной  рабочей  жидкости  внутри  самой
системы, т. е. из конденсатора в испаритель. В  качестве  вторичной  рабочий
жидкости применяется аммиак.
    Установка мини-ОТЕС  смонтирована  на  барже.  Под  ее  днищем  помещен
длинный  трубопровод  для  забора  холодной   воды.   Трубопроводом   служит
полиэтиленовая труба длиной 700 м с внутренним диаметром 50 см.  Трубопровод
прикреплен к днищу судна с помощью особого затвора,  позволяющего  в  случае
необходимости ого быстрое отсоединение.  Полиэтиленовая  труба  одновременно
используется  и  для  заякоривания   системы   труба–судно.   Оригинальность
подобного решения не вызывает сомнений,  поскольку  якорные  постановки  для
разрабатываемых ныне более мощных  систем  ОТЕС  являются  весьма  серьезной
проблемой.
        Впервые в истории  техники  установка  мини-ОТЕС  смогла  отдать  во
внешнюю  нагрузку  полезную  мощность,  одновременно  покрыв  и  собственные
нужды.  Опыт,  полученный  при  эксплуатации  мини-ОТЕС,   позволил   быстро
построить более мощную теплоэнергетическую установку ОТЕС-1 и  приступить  к
проектированию еще более мощных систем подобного типа.
        Новые станции ОТЕС на мощность во много десятков  и  сотен  мегаватт
проектируются без судна. Это –  одна  грандиозная  труба,  в  верхней  части
которой находится  круглый  машинный  зал,  где  размещены  все  необходимые
устройства для преобразования энергии.

                       4. Энергия приливов и отливов.
    Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня
мы достоверно знаем, что могучее  природное  явление  –  ритмичное  движение
морских вод  вызывают  силы  притяжения  Луны  и  Солнца.  Поскольку  Солнце
находится от Земли в 400 раз дальше, гораздо меньшая  масса  Луны  действует
на земные воды вдвое  сильнее,  чем  масса  Солнца.  Поэтому  решающую  роль
играет прилив, вызванный Луной (лунный прилив). В морских просторах  приливы
чередуются с отливами теоретически через 6 ч 12 мин 30 с. Если Луна,  Солнце
и Земля находятся  на  одной  прямой,  Солнце  своим  притяжением  усиливает
воздействие Луны, и тогда наступает сильный прилив. Когда  же  Солнце  стоит
под прямым углом к отрезку Земля-Луна (квадратура), наступает слабый  прилив
(квадратурный, или малая вода). Сильный и слабый  приливы  чередуются  через
семь дней.
    Однако истинный ход прилива и отлива  весьма  сложен.  На  него  влияют
особенности движения небесных тел, характер береговой линии,  глубина  воды,
морские течения и ветер.
        Самые высокие и сильные приливные волны возникают в мелких  и  узких
заливах  или  устьях  рек,  впадающих  в  моря  и  океаны.  Приливная  волна
Индийского океана катится против течения Ганга на расстояние 250 км  от  его
устья. Приливная волна Атлантического  океана  распространяется  на  900  км
вверх по Амазонке.  В  закрытых  морях,  например  Черном  или  Средиземном,
возникают малые приливные волны высотой 50-70 см.
    Максимально возможная мощность в одном цикле прилив – отлив, т.  е.  от
одного прилива до другого, выражается уравнением
                           [pic]
    где р – плотность воды,  g  –  ускорение  силы  тяжести,  S  –  площадь
приливного бассейна, R – разность уровней при приливе.
    Как видно из формулы,  для  использования  приливной  энергии  наиболее
подходящими можно считать такие места  на  морском  побережье,  где  приливы
имеют большую  амплитуду,  а  контур  и  рельеф  берега  позволяют  устроить
большие замкнутые «бассейны». Мощность  электростанций  в  некоторых  местах
могла бы составить 2–20 МВт.
    Первая  морская  приливная  электростанция  мощностью  635   кВт   была
построена в 1913 г.  в  бухте  Ди  около  Ливерпуля.  В  1935  г.  приливную
электростанцию начали строить в США. Американцы  перегородили  часть  залива
Пассамакводи на восточном побережье,  истратили  7  млн.  долл.,  но  работы
пришлось прекратить из-за неудобного для строительства, слишком глубокого  и
мягкого морского  дна,  а  также  из-за  того,  что  построенная  неподалеку
крупная тепловая электростанция дала более дешевую энергию.
         Аргентинские  специалисты  предлагали  использовать  очень  высокую
приливную волну  в  Магеллановом  проливе,  но  правительство  не  утвердило
дорогостоящий проект.

                         5. Энергия морских течений
    Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений,  накопленные
в океанах и морях, можно превращать в механическую и  электрическую  энергию
с  помощью  турбин,  погруженных  в  воду   (подобно   ветряным   мельницам,
«погруженным» в атмосферу).
    Важнейшее и самое известное морское течение – Гольфстрим. Его  основная
часть  проходит  через  Флоридский  пролив  между  полуостровом  Флорида   и
Багамскими островами. Ширина течения составляет 60 км, глубина до 800  м,  а
поперечное сечение 28 км2. Энергию Р, которую  несет  такой  поток  воды  со
скоростью 0,9 м/с, можно выразить формулой (в ваттах)
                                    [pic]
    где т–масса воды (кг), р–плотность воды  (кг/м3),  А–сечение  (м2),  v–
скорость (м/с). Подставив цифры, получим
                                    [pic]
    Если бы мы смогли полностью  использовать  эту  энергию,  она  была  бы
эквивалентна суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт,  Но
эта  цифра  чисто  теоретическая,  а  практически  можно   рассчитывать   на
использование лишь около 10% энергии течения.
    В настоящее время в ряде стран, и в первую очередь  в  Англии,  ведутся
интенсивные  работы  по  использованию  энергии  морских  волн.   Британские
острова имеют очень  длинную  береговую  линию,  к  во  многих  местах  море
остается бурным в течение длительного времени. По оценкам  ученых,  за  счет
энергии морских волн  в  английских  территориальных  водах  можно  было  бы
получить  мощность  до  120  ГВт,  что   вдвое   превышает   мощность   всех
электростанций,        принадлежащих        Британскому         Центральному
электроэнергетическому управлению.
       Один из проектов  использования  морских  волн  основан  на  принципе
колеблющегося  водяного  столба.  В  гигантских  «коробах»  без  дна   и   с
отверстиями вверху  под  влиянием  волн  уровень  воды  то  поднимается,  то
опускается. Столб воды  в  коробе  действует  наподобие  поршня:  засасывает
воздух и нагнетает его в лопатки турбин. Главную трудность здесь  составляет
согласование инерции рабочих колес турбин с количеством воздуха  в  коробах,
так  чтобы  за  счет  инерции  сохранялась  постоянной   скорость   вращения
турбинных валов в широком диапазоне условий на поверхности моря.

                             6. Энергия солнца.
    Почти все источники энергии, о которых мы до сих пор говорили, так  или
иначе используют энергию Солнца: уголь, нефть, природный  газ  суть  не  что
иное, как «законсервированная»  солнечная  энергия.  Она  заключена  в  этом
топливе с незапамятных времен; под действием солнечного  тепла  и  света  на
Земле росли растения, накапливали в  себе  энергию,  а  потом  в  результате
длительных процессов превратились в употребляемое  сегодня  топливо.  Солнце
каждый год даст человечеству миллиарды тонн зерна и древесины.  Энергия  рек
и  горных  водопадов  также  происходит  от  Солнца,  которое   поддерживает
кругооборот воды на Земле.
    Во всех приведенных примерах солнечная энергия  используется  косвенно,
через многие промежуточные превращения.  Заманчиво  было  бы  исключить  эти
превращения  и  найти  способ  непосредственно  преобразовывать  тепловое  и
световое  излучение  Солнца,  падающее  на   Землю,   в   механическую   или
электрическую  энергию.  Всего  за   три   дня  Солнце  посылает  на   Землю
столько    энергии,  сколько  ее  содержится  во  всех  разведанных  запасах
ископаемых топлив, а за 1 с – 170  млрд.  Дж.  Большую  часть  этой  энергии
рассеивает или   поглощает атмосфера, особенно облака,  и  только  треть  ее
достигает земной поверхности. Вся энергия,  испускаемая     Солнцем,  больше
той ее части, которую получает  Земля,  в  5000000000  раз.  Но  даже  такая
«ничтожная» величина в 1600 раз больше энергии, которую дают  все  остальные
источники, вместе взятые. Солнечная энергия, падающая на поверхность  одного
озера, эквивалентна мощности крупной электростанции.
    Согласно легенде Архимед, находясь на берегу, уничтожил  неприятельский
римский  флот  под  Сиракузами.  Как?  При  помощи   зажигательных   зеркал.
Известно, что подобные зеркала делались также в VI веке. А в середине  XVIII
столетия  французский  естествоиспытатель  Ж.  Бюффон  производил  опыты   с
большим вогнутым зеркалом, состоящим из  множества  маленьких  плоских.  Они
были подвижными и фокусировали в одну точку отраженные солнечные лучи.  Этот
аппарат был способен в ясный летний день с расстояния 68 м  довольно  быстро
воспламенить пропитанное смолой дерево. Позднее во Франции было  изготовлено
вогнутое зеркало диаметром 1,3 м, в фокусе которого можно было за 16  секунд
расплавить   чугунный   стержень.   В   Англии   же   отшлифовали    большое
двояковыпуклое стекло, с его помощью  удавалось  расплавлять  чугун  за  три
секунды и гранит – за минуту.
    В конце XIX века на Всемирной выставке в Париже  изобретатель  О.  Мушо
демонстрировал  инсолятор  –  в  сущности  первое  устройство,  превращавшее
солнечную энергию в механическую. Но принцип был тем  же:  большое  вогнутое
зеркало фокусировало солнечные лучи на паровом  котле,  который  приводил  в
движение печатную машину, делавшую по  500  оттисков  газеты  в  час.  Через
несколько лет в Калифорнии  построили  действующий  по  такому  же  принципу
конический рефлектор в паре с паровой машиной мощностью 15 л. с.
    И  хотя  с  той  поры  то  в  одной,  то  в  другой  стране  появляются
экспериментальные  рефлекторы-нагреватели,  а  в  публикуемых  статьях   все
громче напоминают о  неиссякаемости  нашего  светила,  рентабельнее  они  от
этого не становятся и широкого распространения  пока  не  получают:  слишком
дорогое удовольствие это даровое солнечное излучение.
    Сегодня для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию
мы располагаем  двумя  возможностями:  использовать  солнечную  энергию  как
источник  тепла  для  выработки   электроэнергии   традиционными   способами
(например,   с   помощью   турбогенераторов)    или    же    непосредственно
преобразовывать  солнечную  энергию  в   электрический   ток   в   солнечных
элементах.  Реализация  обеих  возможностей  пока  находится  в   зачаточной
стадии. В значительно более широких масштабах солнечную  энергию  используют
после  ее  концентрации  при  помощи  зеркал  –   для   плавления   веществ,
дистилляции воды, нагрева, отопления и т. д.
    Поскольку энергия солнечного излучения распределена по большой  площади
(иными  словами,  имеет  низкую  плотность),  любая  установка  для  прямого
использования  солнечной  энергии   должна   иметь   собирающее   устройство
(коллектор) с достаточной поверхностью.
    Простейшее устройство такого рода–плоский  коллектор;  в  принципе  это
черная  плита,  хорошо  изолированная  снизу.  Она  прикрыта   стеклом   или
пластмассой,  которая  пропускает  свет,  но  не   пропускает   инфракрасное
тепловое излучение.  В  пространстве  между  плитой  и  стеклом  чаще  всего
размещают черные трубки, через которые текут  вода,  масло,  ртуть,  воздух,
сернистый ангидрид и т. п. Солнечное излучение, проникая  через  стекло  или
пластмассу в коллектор, поглощается черными трубками и  плитой  и  нагревает
рабочее  вещество  в  трубках.  Тепловое  излучение  не   может   выйти   из
коллектора, поэтому температура в нем значительно выше (па  200–500°С),  чем
температура  окружающего  воздуха.  В  этом   проявляется   так   называемый
парниковый эффект. Обычные  садовые  парники,  по  сути  дела,  представляют
собой простые коллекторы солнечного излучения. Но чем  дальше  от  тропиков,
тем менее эффективен горизонтальный коллектор, а поворачивать его  вслед  за
Солнцем слишком трудно и дорого.  Поэтому  такие  коллекторы,  как  правило,
устанавливают под определенным оптимальным углом к югу.
Более  сложным  и  дорогостоящим  коллектором  является  вогнутое   зеркало,
которое  сосредоточивает   падающее   излучение   в   малом   объеме   около
определенной геометрической точки – фокуса. Отражающая  поверхность  зеркала
выполнена из металлизированной пластмассы либо составлена  из  многих  малых
плоских  зеркал,  прикрепленных  к   большому   параболическому   основанию.
Благодаря специальным механизмам коллекторы такого типа постоянно  повернуты
к Солнцу–это  позволяет  собирать  возможно  большее  количество  солнечного
излучения.  Температура  в  рабочем  пространстве   зеркальных   коллекторов
достигает 3000°С и выше.
       Солнечная  энергетика  относится  к  наиболее  материалоемким   видам
производства  энергии.  Крупномасштабное  использование  солнечной   энергии
влечет  за  собой  гигантское  увеличение  потребности   в   материалах,   а
следовательно, и в трудовых  ресурсах  для  добычи  сырья,  его  обогащения,
получения  материалов,   изготовление   гелиостатов,   коллекторов,   другой
аппаратуры, их перевозки. Подсчеты показывают, что для производства 1 МВт  в
год  электрической  энергии  с  помощью  солнечной  энергетики   потребуется
затратить от 10 000 до 40 000 человеко-часов. В традиционной  энергетике  на
органическом топливе этот показатель составляет 200-500 человеко-часов.
       Пока  еще  электрическая  энергия,   рожденная   солнечными   лучами,
обходится намного дороже, чем  получаемая  традиционными  способами.  Ученые
надеются, что эксперименты, которые они проведут  на  опытных  установках  и
станциях,  помогут  решить  не  только  технические,  но   и   экономические
проблемы.  Но,  тем  не  менее,  станции-преобразователи  солнечной  энергии
строят и они работают.
    С 1988 года  на  Керченском  



Назад
 


Новые поступления

Украинский Зеленый Портал Рефератик создан с целью поуляризации украинской культуры и облегчения поиска учебных материалов для украинских школьников, а также студентов и аспирантов украинских ВУЗов. Все материалы, опубликованные на сайте взяты из открытых источников. Однако, следует помнить, что тексты, опубликованных работ в первую очередь принадлежат их авторам. Используя материалы, размещенные на сайте, пожалуйста, давайте ссылку на название публикации и ее автора.

281311062 (руководитель проекта)
401699789 (заказ работ)
© il.lusion,2007г.
Карта сайта
  
  
 
МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов Союз образовательных сайтов