A Nap Energiája 2
Berendezés: napelem, elektromos motor, akkumulátor, számítógép.
Gáz, olaj, tőzeg, szén, pl. az ásványokat évszázadok óta természették el, és az emberek száz éve elpusztítják. Azáltal, hogy ezekből a forrásokból a világunkban szükséges energiát kivesszük, megsemmisítjük a természet részét.
Célkitűzések: az energiatakarékos technológiák ismereteinek elsajátítása a villamosenergia-hiány problémájának megoldásához; növelni kell az energiafogyasztás kultúrájának szintjét.
Feladatok: a hagyományos termelési módszerek elemzése
villamos energia; fejleszti és kínálja lehetőségeit
1. A tudományos irodalom tanulmányozása.
2. Fizikai kísérlet.
4. A napenergia szerepe
Annak érdekében, hogy az emberiség évszázadok óta biztosítva legyen, a nap egy Földre eső energiájának századrésze egy év alatt elegendő lesz. A napenergia a legkevésbé szennyezett a bolygó számára és a leginkább kimeríthetetlen minden ismert energiaforrás. Az emberiség csak most kezd el azonosítani és felhasználni a potenciálját.
Bizonyos értelemben az általunk használt energia a Földön a Napnak köszönhetően létezik. Ez az olaj, a földgáz és a szén. Míg a Suntól közvetlenül érkező energia mindig rendelkezésre állt az emberiség számára, nem tudtuk volna ugyanolyan hatékonyan használni, mint más forrásokat. A rendszer létrehozása, amely megbízható és hatékony, és leginkább költséghatékony napenergia-átadást biztosít villamos energiává, nagyon nehéz feladat volt és nagyon nehéz feladat.
Napjaink napenergia-rendszerei már nyereségesek, megbízhatóak és könnyen kezelhetők. Használatuk egyre népszerűbb a fejlett országokban. Ez nemcsak gazdaságos, hanem tekintélyes is. Számos ország kormányai részlegesen finanszírozzák a napelemek telepítését magánszektorokban és irodákban. A "napenergia-ház" tulajdonosa garantálja az adókedvezményeket, kamatmentes kölcsönöket és más hasonló ösztönzőket. Még a napelemek áraihoz képest a ház építésének költsége 7-10 évig fizet.
A villamosenergia-beszállítók villamos energiát vásárolnak olyan magánszemélyektől, akik napelemeket telepítettek otthonukba. Amikor a tulajdonosok többlet energiát termelnek, eladják azt "villamosenergia-társaságoknak" és keresnek rajta. Németországban számos "napenergia-gazdaság" létezik. A gazdálkodók megváltoztatták a sertések termelését a napenergia elszállítására. Jelenleg ez a gazdálkodók számára nyereségesebb.
A jövőben a napenergia felhasználása csökkenti az üvegházhatást, ami nagy veszélyt jelent az emberiség számára. Az üvegházhatás a gleccserek, erős esõzések és viharok, viharok és hurrikánok, aszályok és zivatarok olvadása. A globális felmelegedés a széndioxidnak a légkörbe történő kibocsátásához kapcsolódik, ami gáz, olaj és szén égetésekor következik be.
5. Történelmi háttér.
Nézzük át röviden a napenergia tanulmányozásának és fejlesztésének történelmi szakaszait:
1839 Alexander Edmond Becquerel (Alexandre-Edmond Becquerel) megnyitotta a fotovoltaikus hatást.
1883 Charles Fritts (Charles Fritts) létrehozza a világ első napelem modulját - ez szelén, nagyon vékony arany réteggel borítva. Az elemek kombinációja a napfény kevesebb mint egy százalékát villamos energiává alakítja. Elmondható, hogy ez az egy százalék volt a napenergia kezdete.
1953 Gerald Pearson? kísérleteket végzett a Bell Laboratories-nél, véletlenül megállapította, hogy a szilícium, amely bizonyos szennyeződésekkel van bevonva, sokkal érzékenyebb a napfényre, mint a szelén.
az emberiség egyik fő álma - a Nap szinte korlátlan energiájának használata a civilizáció fejlesztése érdekében. "
1957-ben a Szovjetunió elindította a napelemek első mesterséges műholdját a Föld pályájára. 1958-ban ezt az eredményt az Egyesült Államok ismételten megismételte. Egy kilowattóra energia ára 500 dollár volt.
1970 A kilowattóra-kilométerenkénti költség 100 dollárra csökkent. Abban az időben minden műholdat napelemekkel szereltek fel,
szilícium alapú. Ezen a ponton a hatékonyság elérte a 10% -ot. És körülbelül két évtizede tartottam erre a jelre.
1973 A kilowattórára jutó költség 50 dollárra csökkent, az olcsóbb szilícium táblák használatával. Számos napenergia-kutatás finanszírozását csökkentették, mivel a szilícium ára akkoriban az olajárakhoz képest elengedhetetlen luxus volt.
1978 Az ausztráliai távközlési hálózatok támogatására földi szolárállomások épültek.
6. Az erőművek típusai.
Az atomerőművek alapvetően olyan hőerőművek, amelyek a nukleáris reakciók hőenergiáját használják.
Az atomerőmű egyik fő eleme egy reaktor. A világ számos országában elsősorban maghasadási reakciókat alkalmaznak
U-235 urán termikus neutronok hatására. A reaktorba való bevezetésüknél az üzemanyagon (U-235) kívül egy neutron-moderátornak és természetesen egy hőhordozónak kell lennie, amely eltávolítja a reaktorból származó hőt. A WWER reaktorokban (víz-víz teljesítmény) a normál, nyomás alatt álló vizet használják retarder és hűtőfolyadékként. Az RBMK típusú reaktorokban (egy csatorna típusú nagy kapacitású reaktor) hűtőközegként
Vizet használnak, és a grafitot retarderként használják. Mindkét reaktort széles körben használták a villamosenergia-ipar atomerőművei az elmúlt években.
A reaktor működésének elve
A reaktorban maga az u235 is aprított, és nagyon magas hőmérsékletet ér el, ezáltal felmelegíti a vizet, és nyomás alatt forgatja a turbinát, majd lehűti és kering
Tekintse meg a TPP működésének elveit. A tüzelőanyagot és oxidálószert, amely rendszerint előmelegített levegőként szolgál, folyamatosan a kazánkemencébe szállítják. Az üzemanyag szén, tőzeg, gáz, olajpala vagy fűtőolaj. A hazai erőmű legtöbb része szénporként üzemanyagként használja fel. Az üzemanyag-elégetés eredményeként létrejövő hő miatt a gőzkazánban lévő víz felmelegszik, elpárolog, és a képződött telített gőz átáramlik a gőzcsövön keresztül a gőzturbinára. Amelynek célja a gőz hőenergiájának mechanikai energiává alakítása.
A hőerőműben a víz áramlása (folyók, vízesések stb.) Villamosenergia előállítására szolgál. Jelenleg a villamos energia mintegy 15% -át termelik a HPP-ben. Az ilyen típusú állomás intenzívebb építését akadályozzák a nagy tőkebefektetések, a hosszú építési feltételek és a vízerőforrások pontos elhelyezkedése az ország egész területén.
Ezekben a telepítésekben a parabola tükröket (tálcákat) használnak, amelyek a hőátadó folyadékot tartalmazó befogadó csöveken napfényt koncentrálnak. Ezt a folyadékot majdnem 400 ° C-ra melegítik és egy sor hőcserélőn pumpálják; Ebben az esetben túlmelegedett gőz keletkezik, ami egy hagyományos turbogenerátort vezet a villamosenergia előállításához. A hőveszteség csökkentése érdekében a vevőcsövet átlátszó üvegcsővel lehet körülvéve elhelyezni a henger fókuszvonala mentén. Tipikusan ilyen berendezések közé tartoznak a uniaxiális vagy biaxiális napenergia nyomkövető rendszerek. Ritka esetekben helyhez kötöttek.
A technológia becslései magasabb költséggel járnak, mint a torony és a tálca típusú napenergia-erőművek. elsősorban a napsugárzás alacsonyabb koncentrációja miatt, és ennélfogva az alacsonyabb hőmérséklet, és ennek megfelelően a hatékonyság. Azonban a működési tapasztalatok, a jobb technológia és a csökkentett működési költségek felhalmozása miatt a parabola koncentrátorok a közeljövőben a legkevésbé költséges és legmegbízhatóbb technológiák.
Ez a fajta napenergia-erőmű parabola tükrök (hasonlóan egy műholdas antennához), amely a napelemeket az egyes lemezek fókuszpontján levő vevőkre összpontosítja. A vevőben lévő folyadékot 1000 fokosra melegítik, és közvetlenül használják villamos energiát egy kis motorban és egy generátort csatlakoztatnak a vevőhöz.
Jelenleg a Stirling és a Brighton motorok fejlesztése folyik. Az Egyesült Államokban több tapasztalt rendszer működik 7 és 25 kW között. A magas optikai hatékonyság és az alacsony kezdeti költség teszi a tükör / motor rendszerek a leghatékonyabban az összes napenergia-technológiát. A Stirling-motor és a parabola tükörrendszer a világrekordhoz tartozik, hogy a napenergiát villamos energiává alakítsa. 1984-ben a kaliforniai Rancho Mirage sikerült elérni a 29%
Ráadásul a moduláris kialakításnak köszönhetően ezek a rendszerek optimális választási lehetőséget kínálnak mind az önálló fogyasztók (kilowattban), mind a hibrid (megawatt), közüzemi kapcsolódási segédprogramokban.
Ezekben a rendszerekben a reflektorok-heliosztatikumok forgó terét használják. A napfényt a torony tetejére épített központi vevőkészülékre fókuszálják, amely elnyeli a hőenergiát és meghajtja a turbogenerátort. A számítógép által vezérelt kéttengelyű nyomkövető rendszer heliostátokat állít be úgy, hogy a tükröződő nap sugarai álljanak, és mindig a vevőkészülékre esnek. A vevőben keringő folyadék gőz formájában továbbítja a hőt a hőtárolóba. A gőz a turbinát elektromos áram előállítására forgatja, vagy közvetlenül használják az ipari folyamatokban. A vevő hőmérséklete 538-tól 1482 ° C-ig terjed.
Az első torony erőmű, a "Solar One" közelében Barstow (Dél-Kalifornia), sikeresen demonstrálta ennek a technológiának a használatát a villamosenergia-termelésre.
A modulok konstruktív módon, forrasztott egykristályos elemek monolitikus laminátumaként valósulnak meg.
A napelemek a jövő energiája, amely jelenleg elérhető.
A napfényt olyan elektromos áramká alakítja át, amely közvetlenül működtető terhelésekkel használható, és felhalmozódik az akkumulátorok tárolására.
- A keret napeleme alumínium profilból készült keretbe záródó panel formájában készül. A panel egy fotoelektromos generátor, amely üveglapból áll, és rétegelt elemekkel rendelkezik. A modulház belsejébe egy dióda blokk van csatlakoztatva, amelynek fedele alatt a modul csatlakoztatására elektromos érintkezők vannak.
- Keret nélküli modulok pedig alumínium-laminátum, üvegszál, és - anélkül, hogy a szubsztrát. Solar sejtek között vannak elhelyezve két réteg a lamináló film EVA (etil-vinil-acetát). Előlap védett optikailag áttetsző fólia típusú PET (polietilén-tereftalát), és a hátsó - egy hordozót (üvegszál, alumínium), vagy ugyanazon a PET-fólia nélkül további követelmények az optikai teljesítményt.
A napelemek folyamatosan működnek:
- a hőmérséklet -50 ± 75 ° C tartományban;
- a légköri nyomás 84-106,7 kPa;
- relatív páratartalom 100% -ig;
- eső intenzitása 5 mm / perc;