НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

1. НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ Сухоцкий Альберт Борисович

2. 1. Цели и задачи аккумулирования энергии. 2. Типы аккумуляторов и области их применения. 3. Энергетический баланс аккумулятора. 4. Механическое аккумулирование.

3. Задачи аккумулирования энергии • приведение в соответствие выработки энергии и потребности в ней во времени, • обеспечение плавного запуска энергетической установки, • обеспечение резерва в случае внезапного прекращения работы энергетической установки.

4. Аккумулятор состоит из • резервуара для хранения, • аккумулирующей среды (рабочего тела), • устройств для зарядки и разрядки, • вспомогательного оборудования. КПД аккумулятора = = КПД зарядки * КПД хранения * КПД разрядки

5. Аккумуляторы по виду аккумулирующей энергии могут быть: • механические (гидравлический, пневматический, инерционный, упругий). • тепловые; • термохимические (например, водородный); • электрохимические (например, свинцово-кислотные батареи); • электрические (электростатические и индуктивные);

6. Энергетический баланс аккумулятора

7. Аккумулирование энергии может осуществляться в результате изменения а) удельной внутренней энергии; б) удельной потенциальной энергии давления; в) удельной потенциальной энергией положения, г) удельной кинетической энергии; д) массы системы.

8. Механическое аккумулирование энергии 1. Гидравлический аккумулятор. Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) состоит из двух емкостей расположенных на разных геометрических высотах и соединенных трубопроводом. Гидроаккумулирующие электростанции разделяют на ГАЭС: • чистого аккумулирования, • смешанного типа (ГЭС-ГАЭС).

9. а – ГАЭС, б – ГЭС-ГАЭС

10. Энергия аккумулирования КПД аккумулирования

11. Мощность выдаваемая ГАЭС

12. Принципиальные схемы гидросилового оборудования По количеству машин ГАЭС разделяют: • четырехмашинная схема  насос, гидротурбина, генератор, электродвигатель

13. трехмашинная схема  насос (центробежный), гидротурбина (ковшовая или радиально-осевая), обратимая электрическая машина

14. двухмашинная схема  обратимая гидромашина (поворотно-лопастна, радиально-осевая, диагональная), обратимая электрическая машина

15. Продолжительность цикла аккумулирования ГАЭС: • суточное регулирование (разрядка  4-5 часа, зарядка  6-8 часов). • недельное регулирование, • сезонное регулирование,

16. Компоновка ГАЭС с подземным бассейном Достоинства: 1. Позволяют достигать высоких напоров 1000-1500 м. T–срок службы. 2. Снижают размеры отчуждения земель.

17. Недостатки: 1. Требует наличие прочных подземных пород (Балтийский щит южнее г. Минска). 2. Требует строительства подземных зданий ГАЭС.

18. Инерционный аккумулятор Кинетическая энергия вращающегося тела равна Маховики инерционных аккумуляторов могут быть двух типов: • в виде диска • в виде обруча

19. Максимальная скорость вращения маховика ограничена разрывающими центробежными силами Тогда максимальная плотность энергии, запасаемая однородным диском Удельная массовая плотность энергии стального диска – около 0,03 МДж/кг, стеклокомпозитных материалов – около0,5 МДж/кг.

20. Преимущество инерционных аккумуляторов: • простота изготовления, • требуют значительно меньший срок подзарядки, чем другие аккумуляторы, • экологически безопасные. Недостатки: • значительная стоимость из-за жестких требований к изготовлению, • представляют значительную физическую опасность.

21. 3. Пневматический аккумулятор Аккумуляторы со сжатым газом нашли широкое применение в газотурбинных установках и на выходе компрессионных установок. Запасенную энергию при сжатии идеального газа можно рассчитать по уравнению

22. Недостатки: • высокая стоимость, • низкий КПД зарядки и разрядки.