Кафедра электрификации и автоматизации производства
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)
18.11.2014
Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций) : учеб. пособие / сост. В. А. Агеев. – Саранск, 2014. – 184 с.
В учебном пособии приводятся основные теоретические сведения о нетрадиционных и воз-обновляемых источниках энергии, запасах и динамике потребления энергоресурсов, основах пре-образования солнечной энергии в электрическую и тепловую, использовании геотермальной энергии, энергии ветра, света, приливов и отливов, волн и термального градиента моря, энергии преобразования биомассы.
Учебное пособие предназначено для студентов направлений подготовки «Теплоэнергетика и теплотехника» и «Электроэнергетика и электротехника».
СОДЕРЖАНИЕ
1. Состояние и перспективы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии
1.1. Традиционные и нетрадиционные источники энергии
1.2. Политика России в области нетрадиционных и возобновляемых источников энергии. Запасы и динамика потребления энергоресурсов
1.3. Основные объекты нетрадиционной энергетики России
1.3.1. Общие сведения
1.3.2. Геотермальная энергетика
1.3.3. Малые ГЭС
1.3.4. Ветроэнергетика
1.3.5. Биоэнергетика
1.3.6. Солнечная энергетика
1.3.7. Приливная энергетика
1.4. Развитие альтернативной энергетики в мире по итогам 2010 года
2. Преобразование солнечной энергии в электрическую
2.1. Интенсивность солнечного излучения
2.2. Фотоэлектрические свойства p-n перехода
2.3. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента
2.4. Конструкции и материалы солнечных элементов
3. Системы солнечного теплоснабжения
3.1. Классификация и основные элементы гелиосистем
3.2. Плоские солнечные коллекторы
3.3. Концентрирующие гелиоприемники
4. Тепловое аккумулирование энергии
4.1. Энергетический баланс теплового аккумулятора
4.2. Классификация аккумуляторов тепла
4.3. Системы аккумулирования
4.4. Тепловое аккумулирование за счет изменения градиента концентрации соли и использования теплоты фазового перехода
4.5. Бойлеры для гелиотехнологий
4.5.1. Бивалентные бойлеры для приготовления горячей расходной воды
4.5.2. Бивалентные термосифонные бойлеры для приготовления горячей расходной воды
5. Энергия ветра и возможности ее использования
5.1. Происхождение ветра, ветровые зоны России
5.2. Характеристики ветра
5.3. Классификация ветродвигателей по принципу работы и их основные характеристики
5.4. Конструкция и основные типы горизонтально-осевых ветротурбин
5.5. Конструкция и основные типы вертикально-осевых ветротурбин
6. Теория идеального ветряка
6.1. Понятие идеального ветряка
6.2. Классическая теория идеального ветряка
7. Теория реального ветряка
7.1. Работа элементарных лопастей ветроколеса. Первое уравнение связи
7.2. Второе уравнение связи
7.3. Момент и мощность всего ветряка
7.4. Потери ветряных двигателей
8. Тепловой режим земной коры. Источники геотермального тепла.
8.1. Тепловой режим земной коры
8.2. Подземные термальные воды (гидротермы)
8.3. Запасы и распространение термальных вод
8.4. Состояние геотермальной энергетики в России
9. Использование геотермальной энергии для выработки тепловой и электрической энергии.
9.1. Прямое использование геотермальной энергии
9.2. Геотермальные электростанции с бинарным циклом
9.3. Схема Паужетской ГеоТЭС
10. Использование геотермальной энергии для теплоснабжения жилых и производственных зданий.
10.1. Основы построения схем и выбора оборудования геотермальных систем теплоснабжения
10.2. Принципиальные схемы простейших систем геотермального теплоснабжения
10.2.1. Открытые системы геотермального теплоснабжения
10.2.2. Закрытые системы геотермального теплоснабжения
10.3. Принципиальные схемы систем геотермального теплоснабжения с повышенной эффективностью
10.3.1. Бессливная система геотермального теплоснабжения
10.3.2. Система геотермального теплоснабжения с тепловыми насосами
10.3.3. Комплексная система геотермального теплоснабжения
11. Энергетические ресурсы океана
11.1. Баланс возобновляемой энергии океана
11.2. Основы преобразования энергии волн
11.3. Преобразователи энергии волн
11.3.1. Преобразователи, отслеживающие профиль волны
11.3.2. Преобразователи, использующие энергию колеблющегося водяного столба
11.3.3. Подводные устройства
12. Использование энергии приливов и морских течений
12.1. Общие сведения об использовании энергии приливов
12.2. Мощность приливных течений и приливного подъема воды
12.3. Использование энергии океанских течений
12.4. Общая характеристика технических решений
13. Преобразование тепловой энергии океана
13.1. Ресурсы тепловой энергии океана
13.2. Схема ОТЭС, работающей по замкнутому циклу
13.3. Схема ОТЭС, работающей по открытому циклу
13.4. Использование перепада температур океан-атмосфера
13.5. Прямое преобразование тепловой энергии
14. Технология получения биотоплива
14.1. Сжигание
14.1.1. Общие сведения
14.1.2. Подготовка биомассы к сжиганию
14.1.3. Методы сжигания
14.2. Пиролиз, газификация и сжижение
14.2.1. Пиролиз (сухая перегонка)
14.2.2. Окислительная газификация
14.2.3. Сжижение биомассы
14.3. Гидролиз, ферментация и перегонка
14.3.1. Гидролиз
14.3.2. Ферментация
14.3.3. Перегонка
14.4. Растительные масла
15. Получение и использование биогаза
15.1. Сырье для производства биогаза
15.2. Биохимия и микробиология процесса анаэробного сбраживания
15.3. Факторы, влияющие на процесс анаэробного сбраживания
15.3.1. Свойства сырья
15.3.2. Температура процесса
15.3.3. pH, буферные свойства среды в биореакторе
15.3.4. Доза загрузки
15.3.5. Продолжительность брожения
15.3.6. Перемешивание
15.3.7. Ингибиторы процесса
16. Биоэнергетические установки
16.1. Основные узлы и системы биореакторов
16.2. Установки для производства биогаза
16.3. Эксплуатация биоэнергетических установок
16.4. Использование продуктов метанового брожения
17. Использование вторичных энергоресурсов
17.1. Классификация вторичных энергоресурсов
17.2. Горючие вторичные энергоресурсы
17.3. Тепловые отходы
17.4. Вторичные энергоресурсы избыточного давления
18. Экологические проблемы использования нетрадиционных и возобновляемых источников энергии
18.1. Проблема взаимодействия энергетики и экологии
18.2. Экологические последствия развития солнечной энергетики
18.3. Влияние ветроэнергетики на природную среду
18.4. Возможные экологические проявления геотермальной энергетики
18.5. Экологические последствия использования энергии океана
18.6. Экологическая характеристика использования биоэнергетических установок
Список использованных источников