Transcript Альтернативная энергетика - Julia Kjahrenova õppetöö

Лекция1. Введение. Причины перехода на
альтернативную энергетику.
Julia Kjahrenova
1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Причины использования альтернативной
энергетики
Солнечная энергия
Возобновляемое биологическое топливо
Гидроэнергоресурсы
Ветряная энергия
Геотермальная энергия
Влияние альтернативной энергетики на
окружающую среду
Водородная энергетика
Julia Kjahrenova
2

Контрольные работы

Защита реферата (устно)
Темы рефератов, оформление и сроки защиты
можно посмотреть на http://juliatpt.weebly.com/) с
8.09

Участие в семинаре по окончании курса
Julia Kjahrenova
3
Экономическая
доступный
для
использования
ресурс,
превращение
которого в промышленные виды энергии (в
тепло или в электроэнергию) не влечет за
собой больших затрат; цены на АИЭ в
перспективе
снизятся;
традиционные
топливные
ресурсы
сохранятся
для
использования в др.отраслях(химич. и др).
 Экологическая - использование АИЭ не
приводит
к
увеличению
содержания
углекислого газа в атмосфере

Julia Kjahrenova
4


Политическая: мировое первенство и право
диктовать цены на топливные ресурсы;
Социальная:
численность и плотность
населения постоянно растут.
Трудно найти районы строительства АЭС, где
производство энергии было бы рентабельно
и безопасно для окружающей среды.

Эволюционно-историческая:
для эвол. развития общества нужен переход
на АИЭ. В атмосфере и биосфере происходят
катастрофические изменения.
Julia Kjahrenova
5





Теоретический ресурс ветряной энергии
приблизительно в 8 раз превышает ресурс
гидроэнергии.
По оценкам Европейской ассоциации
ветряной энергии (European Wind Energy
Association, EWEA), среднегодовую скорость
ветра считают
хорошей, если она 6,9 m/s или выше,
умеренной, если она 6,3 m/s,
слабой, если она 5,4 m/s или ниже.
Julia Kjahrenova
6



энергетически хорошие ветряные условия
преобладают на открытых к ветрам
океанских прибрежьях при расстоянии
обычно до нескольких десятков километров
от берега
в открытом море на мелях или других
неглубоких участках
приемлемая
скорость
ветра
может
встречаться и в горных массивах, особенно
на горных хребтах и перевалах.
Julia Kjahrenova
7
Считается технически возможным сооружать
в таких местах по всему миру ветряные
электростанции,
производящие
электроэнергию около 53 PWh в год, что
более, чем в три раза превышает нынешнее
потребление электроэнергии мира.
Главный недостаток ВЭС -неравномерность
ветра по времени - от полного шлиля до
бури.
Julia Kjahrenova
8
Julia Kjahrenova
9



Шторм вызывает внезапное отключение
ветроэлектростанций.
Другие электростанции энергосистемы не
компенсируют колебания отдаваемой в
сеть мощности ветряных электростанций
при импульсных колебаниях скорости
ветра.
Условно низкий выход электроэнергии,
что приводит к необходимости установки
нескольких турбин.
Julia Kjahrenova
10
Как ликвидировать?
 доля ВЭС в суммарной мощности
энергосистемы
не
должна
превышать (10...20) %.
 применение энергоаккумулирующих
устройств.
Julia Kjahrenova
11

Ветроэлектростанция - это мачта,
наверху
которой
размещается
контейнер
с
генератором
и
редуктором.
К
оси
редуктора
ветряной
электростанции
прикреплены лопасти. Контейнер
электростанции поворачивается в
зависимости от направления ветра.
Julia Kjahrenova
12



Принцип устройства
редукторных (а) и
безредукторных (b)
ветроагрегатов.
G генератор
R редуктор -механизм,
передающий
преобразующий
крутящий момент.
Julia Kjahrenova
и
13
Ветряные электростанции с вертикальной
осью вращения требуют для стабильной
работы более высоких скоростей ветра и
предварительного запуска от внешнего
источника энергии.
Julia Kjahrenova
14


Нет необходимости в дорогостоящем
дополнительном
устройстве,
которое
определяет
направление
ветра
и
направляет
генератор
навстречу
воздушному потоку;
Меньшее количество деталей которые
двигаются,
следовательно
стоимость
ремонта и затраты на производство менее
значительные;
Julia Kjahrenova
15


Конструкция ниже горизонтального типа,
поэтому при обслуживании механизма нет
нужды
в
дополнительных
приспособлениях
для
подъёма
обслуживающего персонала на высоту;
На эффективность генератора не влияет
скорость и угол направления ветра.
Julia Kjahrenova
16


Огромный
объем
лопастей.
У
горизонтальной турбины при общем
объеме лопастей 90 метров получаемая
энергия может достигать 1-3 КВт, для
достижения
аналогичных
результатов
лопасти вертикальной турбины должны
иметь общую площадь 270 метров.
Ветрогенератор с вертикальной осью
вращения имеет КПД почти в 3 раза ниже,
чем с горизонтальной осью.
Julia Kjahrenova
17

Ветровые генераторы во время вращения
турбин создают сразу три действующих
силы:
импульсную,
подъемную
и
противодействующую
им
силу
торможения.

Импульсная и подъемная сила заставляют
лопасти
генератора
крутится.
В
результате ротор генератора создает
магнитное поле на статоре. Благодаря
магнитному
полю
вырабатывается
электричество.
Julia Kjahrenova
18



Коэффициент полезного действия по
использованию энергии ветра достигает
48%
Наибольшая
эффективность
работы
устройства достигается тогда, когда
ветер
направлен
перпендикулярно
плоскости
вращения
лопастей
генератора.
Мощность
выработки
электроэнергии
зависит от скорости ветра (его напора), а
также диаметра и площади лопастей
самого ветроагрегата.
Julia Kjahrenova
19
Julia Kjahrenova
20