Модуль 3. Использование энергии воды. Геотермальная энергия.

Содержание модуля

Тема 3.1. Технические характеристики ГЭС. Приливные электростанции. Энергия волн. Основные типы волновых энергоустановок. Энергия течений. Использование энергии воды в мире. Специфика энергетического расчета приливных электростанций. Энергетические ресурсы океанов.

Тема 3.2. Геотермальное тепло. Использование источников геотермальной энергии в РФ и мире. Перспективы развития геотермальной энергетики.

Методические указания по изучению модуля

Изучите материал модуля в межсессионный период, используя рекомендуемую литературу. Кратко законспектируйте основное содержание, чтобы быть готовым устно изложить его материал. Для самопроверки используйте ниже приведённые вопросы для самоконтроля.

Вопросы для самоконтроля

1.Энергия морей и океанов.

2.Принцип работы приливных электростанций.

3.Использование энергии морей и океанов в мире.

4.Энергия волн.

5.Энергия течений.

6.Классификация источников геотермальной энергии.

7.Геотермальные воды и распределение их по территории РФ.

8.Использование источников геотермальной энергии в РФ.

9.Использование источников геотермальной энергии в мире.

10. Перспективы развития геотермальной энергетики.

2.3.4. Задания для самостоятельной работы.

Используя вопросы для самоконтроля и рекомендуемую литературу, прежде всего, из основного списка, проверьте свои знания. Кратко законспектируйте ответы. Дополнительно используйте для самоконтроля знаний тесты:

 

В какой территориальной части наиболее широко распространено прямое использование геотермальной энергии?

1.В Западной и Восточной Сибири.

2.На Курилах, Камчатке.

3.В Европейской части РФ.

 

Геотермальные источники – это…

1.Получение энергии с помощью ядерных реакторов.

2.Получение энергии на тепловых электростанциях.

3.Получение энергии с помощью тепловых источников Земли.

 

Где можно добыть дейтерий нуклид водорода с атомной массой 2?

1.В недрах земли.

2.В океане.

3.На поверхности солнечной панели.

 

Модуль 4. Энергия биомасс.

Содержание модуля

Тема 4.1. Получение биотоплива путем сжигания сельскохозяйственных отходов. Использование биогаза как возобновляемого ресурса в электроэнергетике.

Тема 4.2. Понятие фотосинтеза. Получение водородного топлива. Перспективы использования водорода ка топлива в мировой энергетике.

Методические указания по изучению модуля

Изучите материал модуля в межсессионный период, используя рекомендуемую литературу. Кратко законспектируйте основное содержание, чтобы быть готовым устно изложить его материал. Для самопроверки используйте ниже приведённые вопросы для самоконтроля.

Вопросы для самоконтроля

1. Из какого сырья получают биогаз?

2. Использование биогаза для обогрева.

3. Способы анаэробного сбраживания.

4. Химический состав полученного биогаза.

5. Роль энергии биомасс в электроэнергетике.

6. Перспективы развития энергии биомасс в возобновляемой энергетике.

7. Фотосинтез как источник экологически чистой энергии.

8. Процесс фотосинтеза.

9. Водородное топливо.

10. Способы получения водородного топлива и перспективы его использования в мировой энергетике.

2.4.4. Задания для самостоятельной работы.

Используя вопросы для самоконтроля и рекомендуемую литературу, прежде всего, из основного списка, проверьте свои знания. Кратко законспектируйте ответы. Дополнительно используйте для самоконтроля знаний тесты:

 

Из каких источников получают биогаз?

1.Сжиганием отходов с.-х. производства.

2.Путем добычи из недров Земли.

3.Химическим способом.

 

Какой вид возобновляемой энергетики наиболее широко используется в России?

1.Геотермальная энергия.

2.Энергия биомасс.

3.Большая гидроэнергетика.

 

Можно ли использовать метан как биотопливо?

1.Да.

2.В зависимости от местности.

3. Только в совместной работе с другими источниками энергии.

 

 

Раздел 3. ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ЕЁ ВЫПОЛНЕНИЮ

Контрольная работа состоит из ответа на 2 теоретических вопроса и задачи. Вопросы выбираются по сумме трех последних цифр шифра и дальнейшим их суммированием до одного цифрового символа. Пример: допустим последние три цифры студента 684, складываем 6+8+4=18, 1+8=9 – значит задание выбирается под номером 9. Далее по таблице:

 

 

Выбор задания для контрольной работы

Номер задания	Вопросы для контрольной работы
1.	1. Принцип работы солнечной установки. Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую. 2. Географическое распределение геотермальных вод на территории РФ.
2.	1. Использование энергии морей и океанов. Принцип работы океанических электрических станций. 2. Использование энергии морских течений. Принцип работы и применение.
3.	1. Получение биотоплива путем сжигания сельскохозяйственных отходов. 2. Классификация источников геотермальной энергии.
4.	1. Расчет параметров солнечной батареи. 2. Классификация ветроэнергетических установок.
5.	1.Достоинства и недостатки ветроустановок. Зарубежные конструкции ветроустановок. 2. Принцип работы приливных электростанций.
6.	1. Перспективы развития ВИЭ в России и в мире. 2. Развитие в мире процесса использования фотоэлектрических электростанций.
7.	1. Основные технологические операции при производстве солнечных элементов из кремния. 2. Водород, как экологически чистый вид топлива.
8.	1. Классификация солнечных энергетических установок и их использование. 2. Российские генерирующие мощности.
9.	1. Прогноз Российского экспорта энергоносителей ВИЭ. 2. Перспективы развития ветроэнергетики в РФ и в мире.
10.	1. Применение источников возобновляемой энергетики в сельском хозяйстве. 2. Уровень освоения экономического гидроэнергетического потенциала в России.

 

Задача

Тема: Расчет системы солнечного теплоснабжения здания.

Дано:

На крыше здания установлен пластинчатый приемник солнечной

энергии проточного типа, который имеет поверхность F,м².

Коэффициент использования солнечной энергии h _пр.

Облученность приемника E.

Приемник освещается солнцем в течение суток t _осв.

В приемнике нагревается рабочее тело (вода) от температуры t_в1 до температуры t_в2.

Вода направляется в систему теплоснабжения здания, тепловой мощностью Q_т.сн и в аккумулятор тепловой энергии.

 

Определить:

- расход воды через приемник G_в,кг/с;

- расходы воды в систему теплоснабжения G_т.сн и в аккумуляторе G_акк,кг/с;

- площадь поверхности приемника F,м²;

- емкость аккумулятора V, м³.

Исходные данные взять из таблицы по последней цифре шифра.

 

 

Исходные данные для задачи

Величина	Последняя цифра шифра
Коэффициент использования солнечной энергии, h пр	0.8	0,81	0,82	0,79	0,78	0,8	0,81	0,82	0,79	0,78
Максимальная облученность приемника, Е, Вт/м2
Температура воды на входе, tв1, 0С
Температура воды на выходе, tв2, 0С
Тепловая мощность системы теплоснабжения. Qт.сн, кВт	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,0	4,0	4,5	5,0	5.5
Период освещения приемника, tосв, час

 

 

Пример решения:

 

1. Суточное потребление тепла системой теплоснабжения определяется по формуле:

Q_{cут =} 24 3600 Q_т.сн, Дж,

где

24–количество часов в сутках;

3600– число секунд в 1 часе;

Qт.сн– мощность системы теплоснабжения рассматриваемого здания.

2.Тепло, воспринимаемое приемником солнечной энергии в течение периода освещенности, рассчитывается по формуле:

 

Q_пр=Е h _пр F t _осв 3600, Дж,

 

где E–облученность приемника;

h _пр – коэффициент использования солнечной энергии приемником;

F–площадь поверхности приемника;

t _осв – период освещения приемника солнцем в течение суток.

3. Тогда уравнение теплового баланса приемника солнечной энергии

можно записать в виде:

Q _сут = Q _пр или 24Q _т.сн = Е h _прF t _осв,

 

4. Из этого уравнения можно определить площадь поверхности пластинчатого приемника солнечной энергии проточного типа F:

 

F= 24 Q_т.сн /(Е h _пр t _осв), м².

 

5. Расход воды через приемник солнечной энергии

определяется по формуле:

G_в= Q _сут/(с_р (t_в2,- t_в1) t _осв 3600) = 24 Q_т.сн/(с_р (t_в2,- t_в1) t _осв),

 

где с_р =4,19кДж/кг К – теплоемкость воды;

t_в2,и t_в1- начальная и конечная температура рабочего тела (воды) соответственно.

6.Расход воды в систему теплоснабжения здания рассчитывается по формуле:

G_т.сн= Q_т.сн/(с_р (t_в2,- t_в1)), кг/с.

 

7. Расход воды в аккумулятор тепловой энергии накопительного типа рассчитывается по формуле:

G_акк =G_B - G_т.сн, кг/с

 

8. Емкость аккумулятора можно определить по формуле:

 

V = G_акк t _осв 1/ρ, м³,

где ρ= 1000 кг/ м³ – плотность воды.

 

Контрольная может быть выполнена в тетради (в рукописном варианте) или в печатном на листах формата А4. При необходимости допустима иллюстрационная или графическая часть. В конце контрольной необходимо указать источники, используемые при выполнении контрольной работы (список литературы).

 

 

Содержание

Раздел 1. Общие методические указания по изучению дисциплины……………………………………………………………………........3

Раздел 2. Содержание учебных модулей дисциплины и методические указания по их изучению……………………………………………………………………..6

Раздел 3. Задания для контрольной работы и методические указания по ее выполнению……………………………………………………………………….10