Реферат: Энергия - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Энергия

Банк рефератов / Технологии

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 163 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

22 Введение Рождение энергетики прои зошло несколько миллионов лет тому назад , когда люди научились использовать огонь . Огонь давал им тепло и свет , был источником вдохновения и оптимизма , оружием против врагов и диких зверей , лечебным средством , помощником в земледелии , консервантом проду к тов , технологическим средством и т.д. На протяжении многих лет огонь поддерживался путем сжигания растительных энергоносителей (древесины , кустарников , камыша , травы , сухих водорослей и т.п .), а затем была обнаружена возможность использовать для поддержани я огня ископаемые вещества : каменный уголь , нефть , сланцы , торф. Прекрасный миф о Прометее , даровавшем людям огонь появился в Древней Греции значительно позже того , как во многих частях света были освоены методы довольно изощренного обращения с огнем , его получением и тушением , сохранением огня и рациональным использованием топлива. Сейчас известно , что древесина - это аккумулированная с помощью фотосинтеза солнечная энергия . При сгорании каждого килограмма сухой древесины выделяется около 20 000 к Дж тепла , теплота сгорания бурого угля равна примерно 13 000 кДж /кг , антрацита 25 000 кДж /кг , нефти и нефтепродуктов 42 000 кДж /кг , а природного газа 45 000 кДж /кг . Самой высокой теплотой сгорания обладает водород 120 000 кДж /кг. Человечеству нужна энергия , приче м потребности в ней увеличиваются с каждым годом . Вместе с тем запасы традиционных природных топлив (нефти , угля , газа и др .) конечны . Конечны также и запасы ядерного топлива - урана и тория , из которого можно получить в реакторах-размножителях плутоний . П рактически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива - водорода , однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены , и неизвестно когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде , т.е . без участия в этом процессе реактор о в деления В связи с указанными проблемами становится все более необходимым использование нетрадиционных энергоресурсов , в первую очередь солнечной , ветровой , геотермальной энергии , наряду с внедрением энергосберегающих технологий. Среди возобновляемых исто чников энергии солнечная радиация по масштабам ресурсов , экологической чистоте и повсеместной распространенности наиболее перспективна. Впервые на практическую возможность использования людьми огромной энергии Солнца указал основоположник теоретической кос монавтики К.Э. Циолковский в 1912 году во второй части своей книги : “Исследования мировых пространств реактивными приборами” . Он писал : “Реактивные приборы завоюют людям беспредельные пространства и дадут солнечную энергию , в два миллиарда раз большую , че м та , которую человечество имеет на Земле”. У нас есть не только Земля , но и весь необъятный Космос , ресурсы которого разнообразны и неисчерпаемы . Оптимисты уверены - наступит время , когда все наиболее энергоемкие и вредные для людей и других живых организм ов производства будут располагаться в космическом пространстве , а Земля - необычайно красивая и ухоженная “колыбель разума” - станет использоваться только для отдыха , лечения и некоторых безвредных для окружающей среды научных исследований. Энергия солнца может быть использована как в земных условиях , так и в космосе . Наземные солнечные электростанции следует строить в районах расположенных как можно ближе к экватору с большим количеством солнечных дней . В настоящее время солнечную энергию экономически целесообразно использовать для горячего водоснабжения сезонных потребителей типа спортивно-оздоровительных учреждений , баз отдыха , дачных поселков , а также для обогрева открытых и закрытых плавательных бассейнов . В сухом жарком климате Средней Азии рацион а льно использовать установки для охлаждения зданий и сооружений , сельскохозяйственных объектов , птичников , хранения скоропортящихся продуктов , медицинских препаратов и т.д. Первые опыты использования солнечной энергии В 1600 г . в о Франции был создан первый солнечный двигатель , работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды . В конце XVII в . ведущий французский химик А. Лавуазье создал первую солнечную печь , в которой достигалась температура в 1650 о С и нагрева лись образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере , а также были изучены свойства углерода и платины . В 1866 г . француз А. Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных концентраторов и использовал их для дистилляции воды и приводов н асосов . На всемирной выставке в Париже в 1878 г . А . Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи , в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут . В 1833 г . в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрич е ским концентратором размером 4,8* 3,3 м . Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером . Он имел площадь 20 м 2 и использовался в тепловом двигателе , работавшем на аммиаке . В 1885г . Была предложена схема солнечной установк и с плоским коллектором для подачи воды , причем он был смонтирован на крыше пристройки к дому. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г . американским инженером Ч. Уилсоном . Она эксплуатировалась в течение 30 лет , поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г . профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией , сфокусированной параболоидным зеркалом , в фокусе которого температура превышала 3000 о С. Преобразован ие солнечной энергии в теплоту , работу и электричество Солнце - гигантское светило , имеющее диаметр 1392 тыс . км . Его масса (2*10 30 кг ) в 333 тыс . раз превышает массу Земли , а объем в 1,3 млн . раз больше объема Земли . Химический состав Солнца : 81,76 % водорода , 18,14 % гелия и 0,1% азота . Средняя плотность вещества Солнца равна 1400 кг /м 3 . Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд . кг материи преобразуется в энергию , излучаемую Солнцем в ко смическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины. Солнечную энергию люди используют с древнейших времен . Еще в 212г . н.э.с помощью концентрированных солнечных лучей зажигали священный огонь у храмов . Согласно легенде Приблизительно в то же время греческий ученый Архимед при защите родного города поджег паруса римского флота. Солнечная радиация - это неисчерпаемый возобновляемый источник экологически чистой энергии. Верхней границы атмосферы Земли за год достигает поток солнечной энергии в количестве 5,6*10 24 Дж . Атмосфера Земли отражает 35 % этой энергии обратно в космос , а остальная энергия расходуется на нагрев земной поверхности , испарительно-осадочный цикл и образование волн в морях и океанах , воздушных и океанских течений и ветра. Сре днегодовое количество солнечной энергии , поступающей за 1 день на 1м 2 поверхности Земли , колеблется от 7,2 МДж /м 2 на севере до 21,4 МДж /м 2 в пустынях и тропиках. Солнечная энергия может быть преобразована в тепловую , механическую и электрическую энергию , использована в химических и биологических процессах . Солнечные установки находят применение в системах отопления и охлаждения жилых и общественных зданий , в технологических процессах , протекающих при низких , средних и высоких температурах . Они используютс я для получения горячей воды , опреснения морской или минерализированной воды , для сушки материалов и сельскохозяйственных продуктов и т.п . Благодаря солнечной энергии осуществляется процесс фотосинтеза и рост растений , происходят различные фотохимические процессы. Известны методы термодинамического преобразования солнечной энергии в электрическую , основанные на использовании циклов тепловых двигателей , термоэлектрического и термоэмиссионного процессов , а также прямые методы фотоэлектрического , фотогальван ического и фотоэмиссионного преобразований . Наибольшее практическое применение получили фотоэлектрические преобразователи и системы термодинамического преобразования с применением тепловых двигателей. Солнечная энергия преобразуется в электрическую на солн ечных электростанциях (СЭС ), имеющих оборудование , предназначенное для улавливания солнечной энергии и ее последовательного преобразования в теплоту и электроэнергию . Для эффективной работы СЭС требуется аккумулятор теплоты и система автоматического управ л ения. Улавливание и преобразование солнечной энергии в теплоту осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии , используемой для получения водяного пара или нагрева газообразного или жидкометаллическ ого теплоносителя (рабочего тела ). Для размещения солнечных электростанций лучше всего подходят засушливые и пустынные зоны . На поверхность самых больших пустынь мира общей площадью 20 млн.км 2 (площадь Сахары 7 млн . км 2 ) за год поступает около 5*10 16 кВт *ч солнечной энергии . При эффективности преобразования солнечной энергии в электрическую , равной 10%, достаточно использовать всего 1 % территории пустынных зон для размещения СЭС , чтобы обеспечить современный мировой уровень энергопотребления. Башенные и модульные электростанции В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов : СЭС башенного типа и СЭС распределенного (модульного ) типа. Идея , лежащая в основе работы СЭС башенного типа , была высказана бол ее 350 лет назад , однако строительство СЭС этого типа началось только в 1965 г ., а в 80-х годах был построен ряд мощных солнечных электростанций в США , Западной Европе , СССР и в других странах. В !985 г . в п . Щелкино Крымской области была введена в эксплуа тацию первая в СССР солнечная электростанция СЭС -5 электрической мощностью 5 МВт ; 1600 гелиостатов (плоских зеркал ) площадью 25,5 м 2 каждый , имеющих коэффициент отражения 0,71, концентрируют солнечную энергию на центральный приемник в виде открытого цили ндра , установленного на башне высотой 89 м и служащего парогенератором. В башенных СЭС используется центральный приемник с полем гелиостатов , обеспечивающим степень концентрации в несколько тысяч . Система слежения за Солнцем значительно сложна , так как требуется вращение вокруг двух осей . Управление системой осуществляется с помощью ЭВМ . В качестве рабочего тела в тепловом двигателе обычно используется водяной пар с температурой до 550 о С , воздух и другие газы - до 1000 о С , низкокипящие органические жидкости (в том числе фреоны ) - до 100 о С , жидкометаллические теплоносители - до 800 о С. Главным недостатком башенных СЭС являются их высокая стоимость и большая занима емая площадь . Так , для размещения СЭС мощностью 100 МВт требуется площадь в 200 га , а для АЭС мощностью 1000 МВт - всего 50 га . Башенные СЭС мощностью до 10 МВт нерентабельны , их оптимальная мощность равна 100 МВт , а высота башни 250 м . В СЭС распредел ительного (модульного ) типа используется большое число модулей , каждый из которых включает параболо-цилиндрический концентратор солнечного излучения и приемник , расположенный в фокусе концентратора и используемый для нагрева рабочей жидкости , подаваемой в тепловой двигатель , который соединен с электрогенератором . Самая крупная СЭС этого типа построена в США и имеет мощность 12,5 МВт. При небольшой мощности СЭС модульного типа более экономичны чем башенные . В СЭС модульного типа обычно используются линейные концентраторы солнечной энергии с максимальной степенью концентрации около 100. В соответствии с прогнозом в будущем СЭС займут площадь 13 млн . км 2 на суше и 18 млн . км 2 в океане. Солнечные батареи Энергия солнечной радиации може т быть преобразована в постоянный электрический ток посредством солнечных батарей - устройств , состоящих из тонких пленок кремния или других полупроводниковых материалов . Преимущество фотоэлектрических преобразователей (ФЭП ) обусловлено отсутствием подви ж ных частей , их высокой надежностью и стабильностью . При этом срок их службы практически не ограничен . Они имеют малую массу , отличаются простотой обслуживания , эффективным использованием как прямой , так и рассеянной солнечной радиации . Модульный тип конст р укций позволяет создавать установки практически любой мощности и делает их весьма перспективными . Недостатком ФЭП является высокая стоимость и низкий КПД (в настоящее время практически 10-12 %). Фотоэлектрический эффект возникает в солнечном элементе при е го освещении светом в видимой и ближней инфракрасной областях спектра . В солнечном элементе из полупроводникового кремния толщиной 50мкм поглощаются фотоны , и их энергия преобразуется в электрическую посредством p-n соединения. Переход на гетеросоединени я типа арсенида галлия и алюминия , применение концентраторов солнечной радиации с кратностью концентрации 50-100 позволяет повысить КПД с 20 до 35 %. В 1989 г . фирмой “Боинг” создан двухслойный элемент , состоящий из двух полупроводников - арсенида и анти м онида галия - с коэффициентом преобразования солнечной энергии в электрическую , равным 37 %. В обычных кремниевых элементах инфракрасное излучение не используется , в то время как в новом элементе в первом прозрачном слое (арсенид галия ) поглощается и пре о бразуется в электричество видимый свет , а инфракрасная часть спектра , проходящая через этот слой , поглощается и преобразуется в электричество во втором слое (антимониде галлия ), в итоге КПД составляет 28%+9%=37%, что вполне сопоставимо с КПД современных т епловых и атомных электростанций. Солнечные батареи пока используются в основном в космосе , а на Земле только для энергоснабжения автономных потребителей мощностью до 1 кВт , питания радионавигационной и маломощной радиоэлектронной аппаратуры , привода эксп ериментальных электромобилей и самолетов . В 1988 г . в Австралии состоялись первые всемирные ралли солнечных автомобилей . По мере совершенствования солнечных батарей они будут находить применение в жилых домах для автономного энергоснабжения , т.е . отоплени я и горячего водоснабжения , а также для выработки электроэнергии для освещения и питания бытовых электроприборов. В ряде стран разрабатываются гелиоэнергитические установки с использованием так называемых солнечных прудов . Солнечный пруд СЭС на базе солнечных прудов значительно дешевле СЭС других типов , так как они не требуют зеркальных отражателей со сложной системой ориентации , однако их можно сооружать только в районах с жарким климатом. В солнечном пруду происходит одновременное улавливание и накапливание солнечной энергии в большом объеме жидкости . Обнаружено , что в некоторых естественных соленых озерах температура воды у дна может дости гать 70 о С . Это обусловлено высокой концентрацией соли . В обычном водоеме поглощаемая солнечная энергия нагревает в основном поверхностный слой и эта теплота довольно быстро теряется , особенно в ночные часы и при холодной ненастной погоде из-за испарения в оды и теплообмена с окружающим воздухом . Солнечная энергия , проникающая через всю массу жидкости в солнечном пруду , поглощается окрашенным в темный цвет дном и нагревает прилегающие слои жидкости , в результате чего температура ее может достигать 90-100 о С , в то время как температура поверхностного слоя остается на уровне 20 о С . Благодаря высокой теплоемкости воды в солнечном пруду за летний сезон накапливается большое количество теплоты , и вследствие низких тепловых потерь падение температуры в нижнем сло е в холодный период года происходит медленно , так что солнечный пруд служит сезонным аккумулятором энергии . Теплота к потребителю отводится из нижней зоны пруда Обычно глубина пруда составляет 1-3 м . На 1 м 2 площади пруда требуется 500-1000 кг поваренной соли , ее можно заменить хлоридом магния. Наиболее крупный из существующих солнечных прудов находится в местечке Бейт-Ха-Арава в Израиле . Его площадь составляет 250 000 м 2 . Он используется для производства электроэнергии . Электрическая мощность энергетиче ской установки , работающей по циклу Ренкина , равна 5 МВт . Себестоимость 1 кВт *ч электроэнергии значительно ниже , чем на СЭС других типов. Описанный эффект достигается благодаря тому , что по глубине солнечного пруда поддерживается градиент поваренной соли, направленный сверху вниз , т.е . весь объем жидкости как бы разделен на три зоны , концентрация соли по глубине постепенно увеличивается и достигает максимального значения на нижнем уровне . Толщина этого слоя составляет 2/3 общей глубины водоема . В нижнем к о нвективном слое концентрация соли максимальна и равномерно распределена в объеме жидкости . Итак , плотность жидкости максимальна у дна пруда и минимальна у его поверхности в соответствии с распределением концентрации соли . Солнечный пруд служит одновременн о коллектором и аккумулятором теплоты и отличается низкой стоимостью по сравнению с обычными коллекторами солнечной энергии . Отвод теплоты из солнечного пруда может осуществляться либо посредством змеевика , размещенного в нижнем слое жидкости , либо путем о т вода жидкости из этого слоя в теплообменник , в котором циркулирует теплоноситель . При первом способе меньше нарушается температурное расслоение жидкости в пруду , но второй способ теплотехнически более эффективен и экономичен. Солнечные пруды могут быть исп ользованы в гелиосистемах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий , для получения технологической теплоты , в системах конденсирования воздуха абсорбционного типа , для производства электроэнергии. Солнечные коллекторы и ак кумуляторы теплоты Основным конструктивным элементом солнечной установки является коллектор , в котором происходит улавливание солнечной энергии , ее преобразование в теплоту и нагрев воды , воздуха или какого либо другого теплоносителя . Различа ют два типа солнечных коллекторов - плоские и фокусирующие . В плоских коллекторах солнечная энергия поглощается без концентрации , а в фокусирующих - с концентрацией , т.е . с увеличением плотности поступающего потока радиации . Наиболее распространенным типо м коллекторов в низкотемпературных гелиоустановках является плоский коллектор солнечной энергии (КСЭ ). Его работа основана на принципе “горячего ящика” . Для того чтобы изготовить плоский КСЭ , необходима прежде всего лучепоглощающая поверхность , имеющая над е жный контакт с рядом труб или каналов для движения нагреваемого теплоносителя . Совокупность плоской лучепоглощающей поверхности и труб (каналов ) для теплоносителя образует единый конструктивный элемент - абсорбер . Для лучшего поглощения солнечной энергии в ерхняя поверхность абсорбера должна быть окрашена в черный цвет или должна иметь специальное поглощающее покрытие . Максимальная температура , до которой можно нагреть теплоноситель в плоском коллекторе , не превышает 100 о С . К числу принципиальных преимущес тв плоского КСЭ по сравнению с коллекторами других типов относится его способность улавливать как прямую (лучистую ), так и рассеянную солнечную энергию и как следствие этого - возможность его стационарной установки без необходимости слежения за Солнцем. А бсорбер плоского коллектора солнечной энергии , как правило , изготавливается из металла с высокой теплопроводимостью , а именно из стали , алюминия и даже из меди. При использовании концентраторов , т.е . оптических устройств типа зеркал или линз , достигается п овышение плотности потока солнечной энергии . Это имеет место в фокусирующих коллекторах солнечной энергии , требующих специального механизма для слежения за Солнцем . Зеркала - плоские , параболоидные или параболо-цилиндрические - изготовляют из тонкого мета л лического листа или фольги или других материалов с высокой отражающей способностью ; линзы - из стекла или пластмасс . Фокусирующие коллекторы обычно применяют там , где требуются высокие температуры (солнечные электростанции , печи , кухни и т.п . В системах т е плоснабжения зданий они как правило не используются. Необходимость аккумулирования теплоты в гелиосистемах обусловлена несоответствием во времени и по количественным показателям поступления солнечной радиации и теплопотребления . Поток солнечной энергии из меняется в течение суток от нуля в ночное время до максимального значения в солнечный полдень . Поскольку тепловая нагрузка отопления максимальна в декабре - январе , а поступление солнечной энергии в этот период минимально , для обеспечения теплопотребления необходимо улавливать солнечной энергии больше , чем требуется в данный момент , а избыток накапливать в аккумуляторе теплоты . Аккумуляторы можно классифицировать по характеристике физико-химических процессов , протекающих в теплоаккумулирующих материалах (Т АМ ): аккумуляторы емкостного типа , в которых используется теплоемкость нагреваемого (охлаждаемого ) аккумулирующего материала без изменения его агрегатного состояния (природный камень , галька , вода , водные растворы солей и др .); аккумуляторы фазового перехо да вещества , в которых используется теплота плавления (затвердевая ) вещества ; аккумуляторы энергии , основанные на выделении и поглощении теплоты при обратимых химических и фотохимических реакциях. Солнечные установки коммунально-бытового на значения Солнечные водонагревательные установки Сейчас во всем мире в эксплуатации находится более 5 млн . солнечных водонагревательных установок , используемых в индивидуальных жилых домах , централизованных системах г орячего водоснабжения жилых и общественных зданий , включая гостиницы , больницы , спортивно-оздоровительные учреждения и т.п . Налажено промышленное производство солнечных водонагревателей в таких странах , как Япония , Израиль , Кипр , США , Австралия , Индия , Фр а нция , ЮАР и др. На отопление , горячее водоснабжение и кондиционирование воздуха в жилых , общественных и промышленных зданиях расходуется 30-35 % общего годового энергопотребления. В районах , имеющих более 1800 ч солнечного сияния в год , целесообразно испо льзовать солнечную энергию для теплоснабжения зданий . Солнечные водонагревательные установки получили довольно широкое распространение благодаря простоте их конструкции , надежности , быстрой окупаемости. По принципу работы солнечные водонагревательные устан овки можно разделить на два типа : установки с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя . В последние годы все больше производится пассивных водонагревателей , которые работают без насоса , а следовательно , не потребляют электроэнергию . Они про щ е в конструктивном отношении , надежнее в эксплуатации , почти не требуют ухода , а по своей эффективности практически не уступают солнечным водонагревательным установкам с принудительной циркуляцией. Солнечная водонагревательная установка с естественной цирк уляцией содержит коллектор солнечной энергии , бак-аккумулятора подводится холодная вола (ХВ ), и из его верхней части отводится потребителям горячая вода (ГВ ). Перечисленные элементы образуют контур естественной циркуляции воды . По подъемной трубе горячая в ода из коллектора солнечной энергии поступает а бак-аккумулятор , а по отпускной трубе из бака в коллектор поступает более холодная вода для нагрева за счет поглощенной солнечной энергии . Поскольку средняя температура воды в подъемной трубе выше , чем в отп у скной , плотность воды , напротив , ниже во второй трубе . И вследствие этого возникает разность давлений (Па ), вызывающая движение воды в контуре циркуляции : p=gH (p 1 -p 2 ), где g -ускорение свободного падения , равное для равнины х районов 9,81 м /с 2 ; H- разность отметок низа солнечного коллектора (нулевой уровень ) и места подвода горячей воды в бак-аккумулятор , м ; p 1 - плотность воды в подъемной трубе при температуре Т 2 кг /м 3 . Очевидно , что чем больше разность температур воды , тем больше разность давлений и интенсивнее движение воды , Аналогичное влияние оказывает увеличение разности отметок H. Непременным условием эффективной работы солнечной водонагревательной установки термосифонного типа является тепловая изоляция всех нагретых поверхностей - прежде всего бака-аккумулятора , подъемной и отпускной труб , патрубка для отвода горячей воды к водоразборным кранам или душу и воздушника. В условиях холодного климата в солнечном коллекторе следует использовать незамерзающий теплоноситель - смесь воды с этилен - или пропеленглиголем , глизантин (смесь воды с глицерином ) и др . Солнечные водонагревательные установки с естественной циркуляцией теплоносителя являются саморегулирующимися системами , и расход жидкости в них полностью определяется и нтенсивностью поступающего солнечного излучения , а также теплотехническими и гидравлическими характеристиками солнечного коллектора , бака-аккумулятора и соединительных трубопроводов. Установки с принудительной циркуляцией теплоносителя целесообразно исполь зовать для горячего водоснабжения крупных объектов . В них солнечный коллектор представляет собой большой массив модулей КСЭ . Эти установки имеют большую термопроизводительность , но , как правило , они довольно сложны. Принципиальная схема установки с цирку ляцией воды в контуре КСЭ с помощью насоса подачей холодной воды в бак-аккумулятор и регулированием температуры горячей воды , поступающей к потребителю , путем подмешивания холодной воды в смесительном клапане показана на рисунке. Солнечные водонагреватели могут использоваться в качестве первой ступени для предварительного подогрева воды в обычных топливных системах горячего водоснабжения. По экономическим соображениям за счет солнечной энергии целесообразно покрывать до 80 % нагрузки горячего водоснабжения , поэтому необходимо использовать наряду с коллекторами солнечной энергии (КСЭ ) также дополнительные источники энергии (ДИЭ ). В качестве ДИЭ может использоваться электронагреватель или топливный котел . Для индивидуальных потребителей следует рекомендовать использовать водонагреватели с естественной циркуляцией воды или компактные устройства , поскольку они имеют хорошую эффективность при невысокой ц е не и просты в конструктивном отношении , а следовательно , и надежны. Система солнечного теплоснабжения зданий Различают активные и пассивные системы солнечного теплоснабжения зданий . Характерным признаком активных систем является наличие коллектора солнечной энергии , аккумулятора теплоты , дополнительного источника энергии , трубопроводов , теплообменников , насосов или вентиляторов и устройств для автоматического контроля и управления . В пассивных системах роль солнечного коллектора и аккумулятора теплоты обычно выполняют сами ограждающие конструкции здания , а движение теплоносителя (воздуха ) осуществляется за счет естественной конверции без применения вентилятора . В странах ЕЭС в 2000 г . пассивные гелиосистемы будут давать экономи ю 50 млн . т нефти в год. В зданиях , в которых предусматривается эффективное использование солнечной энергии , должен быть обеспечен высокий уровень сохранения энергии , особенно в условиях холодного климата . При этом мощность гелиосистемы и дополнительного ис точника энергии , а также их размеры и стоимость будут минимальными. Пассивные гелиосистемы отопления зданий Для отопления зданий используются следующие типы пассивных гелиосистем : С прямым улавливанием солнечного излучения , посту пающего через здания или через примыкающую к южной стене здания солнечную теплицу (зимний сад , оранжерею ). С непрямым улавливанием солнечного излучения , т.е . с теплоаккумулирующей стеной , расположенной за остеклением южного фасада ; С контуром конвективной циркуляции воздуха и галечным аккумулятором теплоты . Кроме того , могут использоваться гибкие системы , включающие элементы пассивной и активной гелиосистемы. Пассивные системы составляют интегральную часть самого здания , которое должно проектироваться таки м образом , чтобы обеспечивать наиболее эффективное использование солнечной энергии для отопления . Наряду с окнами и остекленными поверхностями южного фасада для улавливания солнечного излучения также используются остекленные проемы в крыше и дополнительны е окна в верхней части здания , которые повышают уровень комфорта человека , так как исключают прямое попадание солнечных лучей в лицо . Одно из важнейших условий эффективности работы пассивной гелиосистемы заключается в правильном выборе местоположения и ор и ентации здания на основе критерия максимального поступления и улавливания солнечного излучения в зимние месяцы. Прямое улавливание солнечной энергии может эффективно осуществляться при соблюдении следующих условий : 1) оптимальная ориентация дома - вдоль о си восток-запад или с отклонением до 30 о от этой оси ; 2) на южной стороне 50-70 % всех окон , а на северной - не более 10%, причем южные окна должны иметь двухслойное остекление , а северные окна - трехслойное ; 3) здание должно иметь улучшенную тепловую изол яцию и низкие теплопотери вследствие инфильтрации наружного воздуха ; 4) внутренняя планировка здания должна обеспечивать расположение жилых комнат с этой стороны , а вспомогательных помещений - с северной ; 5) должна быть обеспечена достаточная теплоаккумули рующая способность внутренних стен и пола для поглощения и аккумулирования теплоты солнечной энергии ; 6) для предотвращения перегрева помещений в летний период над окнами должны быть предусмотрены навесы , козырьки и т.п. КПД такой системы отопления , как п равило составляет 25-30 %, но в особо благоприятных климатических условиях может быть значительно выше и достигать 60 %. Существенным недостатком этой системы являются большие суточные колебания температуры воздуха внутри помещений . Пассивные системы имею т такой же срок службы , как и само здание . Наряду с получением теплоты эти системы также обеспечивают эффективное использование дневного освещения , благодаря чему снижается потребление электроэнергии. Активные гелиосистемы отопления зданий В состав активной системы солнечного отопления входят коллектор солнечной энергии , аккумулятор теплоты , дополнительный (резервный ) источник энергии , теплообменники для передачи теплоты из КСЭ в аккумулятор и из него к потребителям , насосы или вентиляторы , трубопроводы с арматурой и комплекс устройств для автоматического управления работой системы . Солнечный коллектор обычно устанавливается на крыше дома , остальное оборудование гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения дома размещается в п одвале . Там устанавливаются основной аккумулятор теплоты , теплообменник для подогрева воды , бак для аккумулирования горячей воды , теплообменник для нагрева воздуха для отопления дома , расширительный бак и теплообменник для передачи теплоты от антифриза к в оде . Снаружи дома находится теплообменник , предназначенный для сброса избыточного количества уловленной солнечной теплоты в летний период. Сравнение активных и пассивных гелиосистем дает возможность выявить их преимущества и недостатки . Преимущества активн ых гелиосистем связаны с легкостью и гибкостью интегрирования систем со зданием , возможностью автоматического управления работой системы и снижением тепловых потерь . Однако при применении активных гелиосистем часто возникают проблемы , обусловленные недо с таточной надежностью оборудования , в том числе систем автоматического управления . В отличии от них пассивные системы просты , надежны в работе и недороги , но они также имеют недостатки . прежде всего возникают трудности с поддержанием температурного режима, необходимого для обеспечения теплового комфорта в отапливаемых помещениях . В гибридных системах можно соединить достоинства активных и пассивных элементов и устранить многие недостатки , повысив тем самым эффективность систем при умеренных капиталовложения х. Электроэнергия из космоса Идея сооружения Международной опытной космической электростанции (КСЭС ), подающей электроэнергию земным потребителям , возникла в 1960 году и не сходит с тех пор со страниц популярных и научных издан ий . КСЭС в совокупности с промежуточными атмосферными сооружениями сможет на только подавать электроэнергию земным потребителям , но и непосредственно освещать большие участки земной поверхности ночью и затенять их днем , регулировать климатические условия , уничтожать тайфуны и смерчи , снабжать энергией космические корабли , воздушные средства , наземный транспорт , удаленные от линий электропередачи промышленные предприятия и т.д. Целесообразность создания КСЭС диктуется неисчерпаемостью солнечной энергии , эк ологическими соображениями и необходимостью сохранять ныне широко применяемые природные энергоносители (нефть , газ , уголь ) для нужд химической промышленности. КСЭС с периодически сменяемым персоналом могла бы стать на только прообразом сверхмощных станций будущего , но и одновременно выполнять огромное количество обычной “космической работы” (исследования , наблюдения , эксперименты ) Потребность в такой опытной КСЭС имеется уже сейчас , причем не только потребность , но и возможность ее создания при условии меж д ународного сотрудничества. При этом следует учесть , что наша страна первой в мире освоила пилотируемые космические полеты с пребыванием людей на станции в течение одного года , у нас создан и опробован в космосе уникальный монтажный инструмент , а космонавта ми получен уникальный опыт работы по развертыванию крупногабаритных космических сооружений , в том числе и дополнительных панелей солнечных батарей , освоены длительные рабочие выходы космонавтов в открытый космос , успешно проведены первые испытания новой у н иверсальной ракеты-носителя “Энергия” , способной выводить на околоземную орбиту более 100 т полезного груза. Практическое использование солнечной энергии в космонавтике началось в 1958 году на первом ИСЗ США и на третьем советском ИСЗ . Эти спутники , как и звестно , имели солнечные батареи. Первая публикация по проблеме КСЭС с изложением технической сущности принадлежит американскому инженеру П. Гейзеру . В его проекте масса КСЭС достигает 30 тыс.т , размер (“размах” ) солнечных батарей 60 км , а электрическая мо щность - примерно 8,5 ГВт . Таким образом , мощность спроектированной станции выше мощности эксплуатируемых ныне крупнейших электростанций мира : ГЭС “Гленд-Кули” (США ) - 6,2 ГВт , Красноярской ГЭС - 6 ГВт , АЭС “Фукушима” - 4,7 ГВт , ТЭС “Кашима” - 4,4 ГВт (Яп о ния ). Целесообразность создания КСЭС и КТЭС диктуется неисчерпаемостью как солнечной энергии , так и горючего для КТЭС - космического водорода , экологическими соображениями и необходимостью сохранить ныне широко применяемые природные химические энергоресурс ы для нужд химической промышленности. Всвязи с печальным опытом аварии на Чернобыльской АЭС возникает вопрос , а не грозит ли создание КСЭС какими-либо новыми бедами людям , ведь передача энергии будет происходить через атмосферу , а следовательно , воздейство вать на ее состав и динамику . Будет ли это воздействие положительным ? Расчеты вселяют оптимизм , но окончательный ответ может дать только опытная эксплуатация электропередачи Космос-Земля . Наличие энергетических установок характерно для всех космических а ппаратов . Характеристики космических солнечных батарей (СБ ), применяемых в настоящее время , весьма разнообразны . Удельная масса панельных СБ составляет 5-10 кг /м 2 , причем около 40 % массы приходится на полупроводниковые элементы , а остальное на конструкцию . Ожидается , что использование материалов на основе бора и углерода позволит уменьшить массу конструкций в 2 раза . Срок службы СБ пока подтвержден 5 годами , однако считается , что он может составить 30 лет , правда , с деградацией (уменьшением ) КПД СБ к ко нцу этого периода на 40 %. Достигнутое КПД для двухслойного элемента , составленного из арсенида галлия (GaAs) и кремния (Si), равно 28,5 % , что касается дальнейших перспектив , то они оцениваются довольно высокими значениями до 60 %. В космической энергет ике большая роль отводится аккумуляторам . Самые лучшие из современных маховиков способны накапливать весьма значительную энергию - до 1 МДж /кг , хотя существуют и такие экспериментальные устройства , которые способны накапливать энергию до 12 МДж /кг . Но дл я расчетов ограничиваются значением 0,07 МДж /кг. Вряд ли первая опытная КСЭС установленной мощностью для земных потребителей 5000 кВт способна сколько-нибудь существенно помочь энергетике нашей страны . Тем не менее она , как и первая АЭС , необходима , причем главный смысл ее эксплуатации - натуральное изучение способов беспроводной передачи энергии на сверхдальние расстояния , изучение влияния этого процесса на окружающую среду , оптимизация параметров станции. Первые практические опыты в нашей стране по переда че энергии без проводов с помощью СВЧ-излучения были проведены под руководством профессора С.И . Тетельбаума в Киевском политехническом институте около 30 лет назад . две простейшие квадратные антенны со стороной квадрата 100 м при длине волны 1 см позволил и передавать энергию на расстояние 50 км с КПД 40%, а на расстояние 5 км - с КПД 60%. Современное состояние техники позволяет существенно улучшить все показатели беспроводной линии передачи энергии с помощью СВЧ-излучения. 1- стыковочные узлы ; 2- головной блок ; 3- вспомогательные СБ ; 4 - отражатели ; 5- основные СБ ; 6- дополнительные СБ ; 7 -СВЧ-антены ; 8- СВЧ-лучи Список использованной литературы 1) Н.В . Харченко Индивидуальные солнечные установки М . Энергоатомиздат 1991 г. 2) Р.Р . Авезов , А.Ю . Орлов Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения Ташкент : Фан 1988 г 3) Дверняков В.С. Солнце - жизнь , энергия Киев : Наукова думка 1986 4) Колтун М.М. Солнце и человечество М : Наука 1981 5) В.П . Бурдаков Электроэнергия из космоса М : Энергоатомиздат 1991 Содержание Введение Первые опыты использования солнечной энергии Преобразование солнечной энергии в теплоту , работу и электричество Башенные и модульные электростанции Солнечные батареи Солнечный пруд Солнечные коллекторы и аккумуляторы теплоты Солнечные установки коммунально-бытового назначения Солнечные водонагревательные установки Система солнечного т еплоснабжения зданий Пассивные гелиосистемы отопления зданий Активные гелиосистемы отопления зданий Электроэнергия из космоса Список использованной литературы
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Я вот что подумал.
Дикторы, когда говорят про ИГИЛ, обязательно добавляют - запрещенный на территории России.
А когда говорят про коррупцию, ничего не добавляют.
Может в этом все дело?
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru