Использование энергии солнца, ветра для получения электрической энергии

Солнечная энергия преобразуется в электрическую на солнечных электростанциях (СЭС), имеющие оборудование, предназначенное для улавливания солнечной энергии и ее последовательного преобразования в теплоту и электрическую энергию. Для эффективной работы СЭС требуется аккумулятор теплоты и САУ. Улавливание солнечной энергии и преобразование ее в тепловую осуществляется с помощью оптической системы отражателей и приемника сконцентрированной солнечной энергии, используемой для получения водяного пара или газообразного нагрева или жидкометаллического теплоносителя. Для размещения СЭС подходят засушливые и пустынные зоны.

Варианты преобразования солнечной энергии:

1. Башенные и модульные электростанции (начало развития 1965 год). В СССР первая СЭС называлась СЭС-5 с мощностью 5 МВт, у нее было 1600 гелиостатов каждый площадью равной 25,5 м². На высоте 89 метров на верху башни был цилиндр, служащий парогенератором. Рабочее тело – водяной пар с температурой 550С, воздух или другие газы с температурой до 1000С, органическая жидкость с температурой кипения до 100С. Стоимость таких электростанций очень большая, а также она занимает большую площадь.

2. Солнечные батареи – устройства, состоящее из тонких пленок кремния или других полупроводниковых материалов. Высокая стоимость ФЭП – фотоэлектрических преобразователей. КПД достигает 30%.

Ветроэнергетика (ВЭС).

Первая в мире ВЭС с диаметром рабочего колеса 30 метров и мощностью 100 кВт была построена в Крыму в 1931 году. Основными конструкциями ВЭС являются: башня, электрогенератор, ветроколесо, система передачи крутящего момента ветроколеса валу электрогенератора, система управления параметрами генерируемой энергии. Существенным недостатком энергии ветра является непостоянство и изменение направления. Этот недостаток можно скомпенсировать за счет расположения ветро агрегатов.

А также недостатками ВЭС является:

1. Звуковые колебания низкой частоты.

2. Металлические лопасти препятствуют свободному распространению радиоволн, что затрудняет прием телепередач.

3. Лопости сбивают пролетающих птиц.

Получение электрической энергии по средствам геотэс

Подразделяются на:

1. Гидротермальные источники, представляют в природе подземные запасы горячей воды или пара с температурой от нескольких десятков до 300-350С.

2. Гетротермальные источники, связаны с теплотой сухих горных пород.

Для получения теплоты от сухих горных пород в них необходимо создать трещины или пористую структуру.

Мощность ГЕОТЭС мира составляется более 1000 МВт.

Биоэнергетические электростанции, использование магнитогидродинамических электростанций (мгдэс)

Биомасса – наиболее дешевая и крупномасштабная форма аккумулирования возобновляемой энергии. Под этим термином подразумеваются любые материалы биологического происхождения, продукты жизнедеятельности и органические отходы.

Источники биомасс:

1. Продукты естественной вегетации (древесина, торф, древесные отходы).

2. Специальные выращиваемые высокоурожайные агрокультуры и растения.

3. Отходы жизнедеятельности людей, включая производственную деятельность.

4. Отходы сельскохозяйственного производства (навоз, солома, куриный помет).

В РБ можно использовать 80% территории.

Методы сжигания биомассы:

1. Прямое сжигание измельченной биомассы в топках котлов.

2. Предварительная газификация со сжиганием полученного генераторного газа (биогаза) в топках котельных или теплоэлектрических блоках, в камерах двигателей внутреннего сгорания.

Биогаз – смесь метана 70% и углекислого газа 30%.

КПД может быть доведен с 40% в тепловых турбогенераторных до 60% в МГД-генераторных электростанциях.

Продукты сгорания топлива – газа при высоких температурах теплопроводны, а при 3000-4000С становятся электропроводящими. Состояние газа при такой температуре называют плазмой.

Принцип действия: из камеры сгорания, куда подается топливо, и насосов поток раскаленных газов поступает в сопло, а затем в канал генератора. По обеим сторонам канала установлены мощные магниты. При движении плазмы в магнитном поле со скоростью 600-650 м/с в плазме возникает ЭДС. Ток, отдаваемый в сеть, снимается электродами.

Для использования тепловой энергии горячего газа, который охлаждается в канале МГД-генератора с 2500-3000 до 2000С, газ направляют в котел, который питает паровую турбину с конденсатором и насосом. На валу турбины находится генератор. Такое сочетание МГД-генератора с паротурбинной установкой дает возможность довести КПД станции до 60%.