Шпаргалка по "Энергосбережению"

Исследования показали, что  наиболее часто пользуются конфорками мощностью 1500 Вт. Это вызывает перерасход электроэнергии, да и срок службы этих теплонапряжённых конфорок меньше, чем  у конфорок мощностью 1000 Вт. Учитывая это обстоятельство, следует подумать о том, какую включать конфорку. Если, например, готовится небольшое количество пищи, лучше поставить кастрюлю на малую конфорку. При этом потеряется лишь несколько минут, так как  максимальная мощность нужна только при закипании.

Особо следует остановиться на кипячении воды на электрической  плите. Для рационального использования  энергии необходимо налить воды ровно  столько, сколько потребуется для  данного случая. Совершенно неразумно  наливать полный чайник, а впоследствии его подогревать.

Одним из условий улучшения  работы электрочайника и посуды является своевременное удаление накипи. Накипь – это твёрдый осадок на внутренних стенках посуды, который образуется в результате многократного нагревания и кипячения воды. Накипь обладает малой теплопроводностью, поэтому  вода в посуде с накипью нагревается  медленно. Кроме того, изолированные  от воды слоем накипи стенки посуды нагреваются до высоких температур, при этом железо постепенно окисляется, что приводит к быстрому прогоранию посуды.

Ещё один весомый резерв экономии электроэнергии – использование  специализированных приборов для приготовления  пищи. Эти приборы предназначены  для приготовления отдельных  видов блюд. Блюда получаются лучшего  качества, чем приготовленные на плите, а энергии затрачивается меньше. Имея набор таких приборов, можно  свести пользование электроплитой  к минимуму. В набор могут входить  электросковорода, электрокастрюля, электрогриль, электротостер, электрошашлычница, электрочайник, электросамовар, электрокофейник.

Значительные удобства, экономию времени и энергии даёт применение скороварок. Их использование примерно в три раза сокращает время  приготовления блюд и упрощает технологию. Расход электроэнергии при этом сокращается  в два раза. Эти преимущества скороварок обеспечиваются её герметичностью и  особым тепловым режимом - температура 120 С при избыточном давлении пара.

Неоспоримые преимущества имеют  и микроволновые печи, получившие в последнее время широкое  распространение. В них разогрев и приготовление продуктов происходят за счёт поглощения ими энергии электромагнитных волн. Причём продукт подогревается  не с поверхности, а сразу по всей его толщине. В этом заключается  эффективность этих печей. При эксплуатации микроволновой печи необходимо помнить, что она боится недогрузки, когда  излученная электромагнитная энергия  ничем не поглощается. Поэтому во время работы печи рекомендуется  держать в ней стакан воды.

16.Современные  аккумуляторы.

Современный аккумулятор  состоит из нескольких ёмкостей (элементов) с различными наполнителями. Чем  больше элементов в аккумуляторе, тем выше его ёмкость, а значит, наше устройство проработает дольше. Срок службы аккумулятора величина относительная, так как зависит от многих факторов: методов заряда, глубины разряда, того, как он обслуживается и температуры  и химической природы аккумулятора. Срок службы аккумулятора принято оценивать  по количеству циклов заряд-разряд, которые  он может выдержать в процессе эксплуатации без значительного  ухудшения ёмкости, саморазряда  и внутреннего сопротивления.

рабочих циклов напрямую зависит  от степени глубины разряда, то есть, чем сильнее разряжен аккумулятор, тем меньше рабочих циклов обеспечит  аккумулятор. Необходимо провести несколько  первых циклов зарядки длящихся 14-16 часов - с каждым циклом время работы будет увеличиваться, пока батарея  не наберёт номинальную ёмкость. Недостаток этих аккумуляторов в  том, что они начинают «умирать»  сразу же после производства, поэтому  не торопитесь покупать запасной аккумулятор  до момента, когда в нем возникнет  реальная необходимость.

NiCd - никель–кадмиевые. Гарантируемое производителем число циклов заряд-разряд составляет 1000-1500, но при правильном обслуживании число рабочих циклов увеличивается. Недостаток аккумуляторов этого типа заключается в том, они требуют проведения тренировочных циклов, в противном случае, число рабочих циклов может уменьшиться.

NiMH - никель–металлогидридные. Количество циклов заряд-разряд до 1000 и так же зависит от глубины разряда - малая глубина разряда обеспечит больше циклов. Недостаток аккумуляторов этого типа заключается в том, они не могут достичь своей полной емкости без тренировки или «раскачки», для чего их следует зарядить и разрядить четыре - пять раз. Проведение тренировочных циклов, следует производить периодически, в противном случае, число рабочих циклов может уменьшиться.

Li-POL - литий–полимерные. Гарантируемое производителем число циклов заряд-разряд невелико - 100 – 150 и так же зависит от глубины разряда.

Из всех вышеперечисленных  аккумуляторов самое большое  распространение получили литий–ионные. Несмотря на то, что литий–ионные аккумуляторы имеют самый оптимальный срок службы: (500-700 циклов), не стоит забывать о том, что продолжительность их жизни составляет, в среднем, два года с момента изготовления, независимо от того, используется он или лежит вынутым из устройства. Если аккумулятор полностью разряжен, его нельзя оставлять в таком состоянии на долгий срок – при разряде до слишком низкого уровня его зарядка может станет невозможной. Влияние температуры так же изменяет емкостные характеристики аккумулятора – при слишком низкой или высокой температуре ёмкость снижается, поэтому не стоит оставлять устройство на ярком солнце или морозе.

Никель–кадмиевые аккумуляторы, обеспечивают наибольшее количество циклов заряд-разряд, но они, как и никель–металлогидридные требовательны к проведению периодических тренировочных циклов. Идеальный вариант использования таков: зарядил, использовал до конца, и только затем зарядил. В противном случае, аккумулятор может заболеть «эффектом памяти» - уменьшением реальной емкости аккумулятора в процессе эксплуатации. Во избежание этого эффекта необходимо периодически проводить «тренировку» аккумуляторов, которая заключается в том, что примерно раз в месяц, батарею следует полностью разрядить, а потом зарядить до конца. Иногда, для восстановления емкости аккумулятора может потребоваться от 3 до 5 тренировочных циклов. Идеальный эффект достигается в некоторых специализированных зарядных устройствах с функцией разряда.

17.Солнечные станции

Общее количество солнечной  энергии, достигающее поверхности  Земли в 6,7 раз больше мирового потенциала ресурсов органического топлива. Использование  только 0,5 % этого запаса могло бы полностью покрыть мировую потребность  в энергии на тысячелетия. На Сев. Технический потенциал солнечной  энергии в России (2,3 млрд. т усл. топлива в год) приблизительно в 2 раза выше сегодняшнего потребления топлива.

Полное количество солнечной  энергии, поступающей на поверхность  Земли за неделю, превышает энергию  всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана. И в России наибольший теоретический потенциал, более 2000 млрд. тонн условного топлива (т.у.т.), имеет солнечная энергия . Несмотря на такой большой потенциал в новой энергетической программе России вклад возобновляемых источников энергии на 2005 г определен в очень малом объеме – 17-21 млн.т у.т. Существует широко распространенное мнение, что солнечная энергия является экзотической и ее практическое использование-дело отдаленного будущего (после 2020г). В данной работе я покажу, что это не так и что солнечная энергия является серьезной альтернативой традиционной энергетике уже в настоящее время.

Известно, что каждый год  в мире потребляется столько нефти, сколько ее образуется в природных  условиях за 2 млн.лет. Гигантские темпы потребления не возобновляемых энергоресурсов по относительно низкой цене, которые не отражают реальные совокупные затраты общества, по существу означают жизнь в займы, кредиты у будущих поколений, которым не будет доступна энергия по такой низкой цене. Энергосберегающие технологии для солнечного дома являются наиболее приемлемыми по экономической эффективности их использования. Их применение позволит снизить энергопотребление в домах до 60%. В качестве примера успешного применения этих технологий можно отметить проект «2000 солнечных крыш» в Германии. В США солнечные водонагреватели общей мощностью 1400 МВт установлены в 1,5 млн. домов.

При КПД солнечной электростанции (СЭС) 12% все современное потребление  электроэнергии в России может быть получено от СЭС активной площадью около 4000 кв.м, что составляет 0.024% территории.

Наиболее практическое применение в мире получили гибридные солнечно-топливные  электростанции с параметрами: КПД 13,9%, температура пара 371 гр.С , давление пара 100 бар, стоимость вырабатываемой электроэнергии 0,08-0,12 долл/кВт.ч, суммарная мощность в США 400 МВт при стоимости 3 долл/Вт. СЭС работает в пиковом режиме при отпускной цене за 1 кВт.ч электроэнергии в энергосистеме: с 8 до 12 час.-0,066 долл. и с 12 до 18 час.- 0,353 долл.. КПД СЭС может быть увеличен до 23% – среднего КПД системных электростанций, а стоимость электроэнергии снижена за счет комбинированной выработки электрической энергии и тепла.

Основным технологическим  достижением этого проекта является создание Германской фирмой Flachglass Solartechnik GMBH технологии производства стеклянного параболоцилиндрического концентратора длиной 100 м с апертурой 5,76 м, оптическим КПД 81% и ресурсом работы 30 лет. При наличии такой технологии зеркал в России целесообразно массовое производство СЭС в южных районах, где имеются газопроводы или небольшие месторождения газа и прямая солнечная радиация превышает 50% от суммарной.

Принципиально новые типы солнечных концентратов, использующие технологию голографии, предложены ВИЭСХом.

Его главные характеристики – сочетание положительных качеств  солнечных электростанций с центральным  приемником модульного типа и возможность  использования в качестве приемника  как традиционных паронагревателей, так и солнечных элементов на основе кремния.

Одной из наиболее перспективных  технологий солнечной энергетики является создание фотоэлектрических станций  с солнечными элементами на основе кремния, которые преобразуют в  электрическую энергию прямую и  рассеянную составляющие солнечной  радиации с КПД 12-15%. Лабораторные образцы  имеют КПД 23%. Мировое производство солнечных элементов превышает 50 МВт в год и увеличивается  ежегодно на 30%. Современный уровень  производства солнечных элементов  соответствует начальной фазе их использования для освещения, подъема воды, телекоммуникационных станций, питания бытовых приборов в отдельных районах и в транспортных средствах. Стоимость солнечных элементов составляет 2,5-3 долл/Вт при стоимости электроэнергии 0,25-0,56 долл/кВт.ч. Солнечные энергосистемы заменяют керосиновые лампы, свечи, сухие элементы и аккумуляторы, а при значительном удалении от энергосистемы и малой мощности нагрузки – дизельные электрогенераторы и линии электропередач.

18.Энергия ветра

Уже очень давно, видя, какие  разрушения могут приносить бури и ураганы, человек задумывался  над тем, нельзя ли использовать энергию  ветра.

Ветряные мельницы с крыльями-парусами из ткани первыми начали сооружать  древние персы свыше 1,5 тыс. лет  назад. В дальнейшем ветряные мельницы совершенствовались. В Европе они  не только мололи муку, но и откачивали воду, сбивали масло, как, например в  Голландии. Первый электрогенератор был  сконструирован в Дании в 1890 г. Через 20 лет в стране работали уже сотни  подобных установок.

Энергия ветра очень велика. Ее запасы по оценкам Всемирной метеорологической  организации, составляют 170 трлн кВт·ч в год. Эту энергию можно получать, не загрязняя окружающую среду. Но у ветра есть два существенных недостатка: его энергия сильно рассеяна в пространстве и он непредсказуем – часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломают ветряки.

Строительство, содержание, ремонт ветроустановок, круглосуточно работающих в любую погоду под открытым небом, стоит недешево. Ветроэлектростанция такой же мощности, как ГЭС, ТЭЦ или АЭС, по сравнению с ними должна занимать большую площадь. К тому же ветроэлектростанции небезвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями, создавая помехи приему телепередач в близлежащих населенных пунктах.

Принцип работы ветроустановок очень прост: лопасти, которые вращаются за счет силы ветра, через вал передают механическую энергию к электрогенератору. Тот в свою очередь вырабатывает энергию электрическую. Получается, что ветроэлектростанции работают как игрушечные машины на батарейках, только принцип их действия противоположен. Вместо преобразования электрической энергии в механическую, энергия ветра превращается электрический ток.

Для получения энергии  ветра применяют разные конструкции: многолопастные «ромашки»; винты вроде  самолетных пропеллеров с тремя, двумя и даже одной лопастью (тогда  у нее есть груз противовес); вертикальные роторы, напоминающие разрезанную вдоль  и насажанную на ось бочку; некое  подобие «вставшего дыбом» вертолетного винта: наружные концы его лопастей загнуты вверх и соединены  между собой. Вертикальные конструкции хороши тем, что улавливают ветер любого направления. Остальным приходится разворачиваться по ветру.

Чтобы как-то компенсировать изменчивость ветра, сооружают огромные «ветреные фермы». Ветродвигатели там  стоят рядами на обширном пространстве и работают на единую сеть. На одном  краю «фермы» может дуть ветер, на другом в это время тихо. Ветряки  нельзя ставить слишком близко, чтобы  они не загораживали друг друга. Поэтому  ферма занимает много места. Такие  фермы есть в США, во Франции, в  Англии, а в Дании «ветряную  ферму» разместили на прибрежном мелководье Северного моря: там она никому не мешает и ветер устойчивее, чем  на суше.