Солнечная Энергия

Энергия ветра

Причины возникновения ветра – разность температуры воздуха в различных участках атмосферы. Это приводит к возникновению разности давления. Ветер это перемещение воздушных масс из области высокого в область низкого давления.

Силу ветра измеряют по шкале Бофорта от 0 до 12. Ветер тоже может вращать турбину. Это известно давно (Александрия). В Европу использование ветра привезли крестоносцы (ветряные мельницы).

Сейчас широко используют энергию ветра Франция, Германия, Голландия. Самая большая 3МВт в Швеции, лопасть 40 м.

Основные проблемы:

1) в основном генераторы электрического тока для ветровых электростанций работают в интервале скоростей ветра от 5 м/с до 18 м/с. РБ 1 класс по мировой классификации ветра. В РБ средняя годовая скорость ветра ниже 4 м/с.

2) Для постройки необходимо наличие достаточно большого пространства. Наилучший вариант пустынные земли. Помимо этого возникает проблема аккумулирования энергии.

3) Основная масса этих станций постоянного тока. А в использовании и транспортировке проще переменный ток.

Проблемы использования ветра:

1) данные установки достаточно экологически чистые, занимают не очень много места, но требуют определенных территорий и учета совместного влияния нескольких установок.

2) установки очень шумные.

3) попадая под лопасти, гибнут птицы.

4) частота, при которой вращаются лопасти, может вносить помехи в радиоволны.

В РБ на данный момент используется 6(4) ветровые электростанции. Возле Мяделя и Держинска мощностью около 18кВт. Мощность используется на 25 %.

Солнечную энергию можно преобразовывать в различные виды энергии: электрическую, тепловую, химическую и т.д. Самым простым способом является перевод в низко потенциальное тепло (теплоноситель с температурой < 100 °С). Это можно использовать для топления и горячего водоснабжения в горячих странах, где много солнца, что само по себе бессмысленно.

Сейчас солнечную энергию преобразуют в электрическую. Для этого можно использовать два подхода:

1) нагреваем и испаряем теплоноситель, который будет вращать турбину и получать электрический ток;

2) солнечные элементы (часто кремниевые), которые непосредственно преобразуют лучистую энергию в электрическую.

По типу концентратов энергии установки делят на башенные, где энергия собирается с помощью зеркальных гелиостатов, установленных на земле, нагревающих теплоноситель до 400-500 °С и установки с параболоцилиндрическими и параболическими концентратами (как у линзы). Для повышения эффективности таких концентраторов, коллекторы в виде плоских панелей, в которых циркулирует теплоноситель, двигаются, «следя» за солнцем. Сторона, обращенная к солнцу, окрашивается в черный цвет и закрывается специальным стеклом. Сама панель помещается в теплоизолирующий корпус.

В основе работы фотоэлектрических генераторов лежит фотоэффект – преобразование энергии электромагнитного излучения в электроэнергию.

Для производства фотоэлементов используются кристаллы кремния, арсенида галлия, соединения индия, селена и других элементов. Фотоэлектрический ток пропорционален мощности поглощаемого излучения. На ярком солнечном свете с 1 м² современных СЭ можно получить электрическую мощность от 100 до 200 Вт. Суммарная мощность фотоэлектрических установок в мире в 1998 г составляла около 580 МВт.

Различные преобразователи энергии солнца в тепловую или электрическую энергию имеют различный КПД:

КПД производства электроэнергии за счет энергии Солнца

Технология	КПД %
Солнечная термальная	20 – 28
Параболический желоб	8 – 12
Параболический гелиоконцентратор	11 – 22
Фотоэлектричество на основе использования аморфных материалов	2 – 8
Тонкая фотоэлектрическая пленка	2 – 13

В РБ НПО «Белсельхозмеханизация» создала гелиоводонагреватель из 24 гелиоколлекторов. При переменной облачности, интенсивности солнечной радиации от 340 до 740 Вт/м², температуре наружного воздуха 15–20 °С, скорости ветра 3 м/сек за 6 часов можно нагреть 1300 л воды от 13 до 44 °С, что достаточно для обслуживания фермы в 200 коров и экономит 6-8 тыс. кВт·ч электроэнергии.

Однако как видно очень большой выгоды в РБ этот вид энергетики не дает, т.к. слишком мало солнечных дней.

Дата добавления: 2015-06-27