Запрошуємо розробників корисного устаткування до співпраці

Висновки за енергозбереженням

1. Енергозбереження є важливим енергетичним потенціалом держави. Прогнозований потенціал енергозбереження України складатиме у

2030 році 318,4 млн. т у. п., що майже у 1,5 рази перевищує існуючий рівень споживання первинної енергії. Впровадження заходів технологічного та структурного енергозабезпечення дозволить на 51,3 % зменшити рівень енергоспоживання у 2030 році - з 621 млн. т у. п. за існуючим рівнем енергоефективності, до 302,7 млн. т у. п. за прогнозованим рівнем енергоефективності. Тобто, майже трьохкратне зростання ВВП у період до 2030 року обійдеться зростанням споживання енергії лише у 1,5 рази.

2. З метою досягнення у 2030 році показника енергоємності ВВП на

рівні

0,24 кг у. п/грн. необхідно забезпечити щорічні темпи його зниження не нижче 4-6 %.

3. Прогнозується значне зростання частки й абсолютних показників використання відновлюваних і нетрадиційних джерел енергії із додержанням принципових засад Зеленої книги «Європейська стратегія стабільної, конкурентоздатної та безпечної енергетики». На рівні 2030 року розвиток НВДЕ забезпечить заміщення 57,73 млн. т у. п., що складає 19% сумарного рівня споживання первинної енергії.

ДЕРЖАВНА ПРОГРАМА РЕФОРМУВАННЯ, МОДЕРНІЗАЦІЇ ТА РОЗВИТКУ КОМУНАЛЬНОЇ

ТЕПЛОЕНЕРГЕТИКИ УКРАЇНИ

Основними завданнями Програми є:

- оптимізація державної політики в частині раціонального використання централізованого і децентралізованого теплопостачання;

- часткове самозабезпечення регіонів тепловою та електричною енергією, виробленою з максимальним використанням місцевих енергоресурсів;

- максимально можливе залучення для виконання Програми вітчизняного виробника енергетичного обладнання.

Найбільше значення для модернізації комунальної енергетики України мають наступні технології:

1. Когенераційні;

2. Глибока утилізація теплоти відхідних газів котлоагрегатів, що забезпечує економію палива до 12%;

3. Застосування при модернізації тепломереж попередньоізольованих труб, що практично повністю ліквідує величезні втрати енергії при її транспортуванні;

4. Широкомасштабне застосування приладів обліку та регулювання споживання тепла;

5. Впровадження керованого електричного приводу;

6. Впровадження енергоекономних систем і приладів освітлення.

Технології пов’язані з використанням місцевих палив, нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії:

- біоенергетичні технології;

- використання біогазу;

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

- використання біогазу зі звалищ твердих побутових відходів;

- утилізація побутових відходів;

- енергетичне використання мулу та осаду з каналізаційних стоків на очисних спорудах;

- переробка автомобільних шин та гумових відходів;

- впровадження сонячних колекторів;

- використання місцевих гідроресурсів.

Потенціал економії палива за рахунок енергозбереження у споживачів енергії складається за рахунок впровадження таких технологій:

1. Теплоізоляція будівель 10-12%;

2. Впровадження приладів обліку та регулювання споживання теплової енергії (теплорегулятори

та балансувальні клапани і т. і.) 15-20%;

3. Застосування новітніх енергоефективних засобів зовнішнього освітлення та внутрішнього освітлення адміністративних і житлових приміщень 1,5-2%;

Лекція 10

Основи утилізації та перетворення енергетичних ресурсів.

Термодинамічні оцінки ККД. Ідеальні та реальні перетворювачі.

Можливість утилізації та перетворення енергетичних ресурсів

Основними факторами при оцінці можливості та доцільності застосування ресурсів є:

1. Наявність рушійних сил:

У загальному вигляді рушійна сила має вигляд:

77 dU

F =------ ,

дХ,

U - потенційна або внутрішня енергія джерела енергії, Х - будь-яка ступінь вільності (напрямок розвитку процесу) системи.

Приклади: grad#, gradT тощо.

Напрямок рушійних сил визначає напрямок самостійного процесу, який і визначає вироблення та перетворення енергії.

Інколи необхідно подолання активаційного бар’єру процесу: запалення речовини (бар’єр у джерелі), теплові насоси (бар’єр у принципі перетворення для подолання зворотного градієнту температур).

2. Можливість організації розвитку процесу у необхідному напрямку (наприклад, аеробне зброджування навозу, виходом якого є аміак, СО2 та Н2О та анаеробний, виходом якого є метан та СО2).

3. Величина рушійних сил - економічна доцільність (тепле повітря із необмеженою подачею тепла та невелика геотермальна сходинка у землі з низькою теплопровідністю). Вторинні енергетичні ресурси - ресурси зі штучно збільшеними рушійними силами.

4. Можливість контрольованого розвитку процесу перетворення палива (запобігання автокаталізу).

5. Передбаченість наявності ресурсу

Г¥1 • • •

Іермодинамічні оцінки ккд

Аналіз умов перетворення одних видів енергетичного впливу в інші, тобто умов перетворення енергії необхідний у всіх випадках, коли наявні джерела первинної енергії виробляють її не в тій формі, яка потрібна споживачеві, або ж коли потенціал джерела енергії (температура, тиск, електрична напруга й т. д.) не відповідає потенціалу споживача. У загальному випадку перетворювач енергії може одержувати первинну енергію в різних формах і кількостях Qa, QВ, ... від декількох джерел А, В, ... і віддавати енергію різним споживачам М, N, ... також у різних формах і кількостях Qm, Qn, ... Перетворювач може сам бути джерелом енергії для споживача. У цьому випадку енергія, що віддається їм, дорівнює зменшенню власної внутрішньої енергії.

Висновки за енергозбереженням

(ОС - навколишнє середовище)

У більшості випадків перетворювач одержує первинну енергію в якій - небудь одній формі, а віддає енергію споживачам у декількох формах, причому одна (або деякі) із цих форм є корисної, а інші - побічними й становлять так звані «втрати» енергії. Ефективність перетворення енергії в загальному випадку характеризується відношенням кількості корисної енергії, що віддається споживачам, до кількості первинної енергії, отриманої перетворювачем від джерела.

Якщо первинна енергія є роботою будь-якого виду, то за допомогою ідеального перетворювача, у якому відсутні нерівновагі, необоротні процеси (тертя, електричний опір, дифузія й тому подібні процеси дисипації), вона може бути повністю перетворена в енергію будь-якого іншого виду.

88

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

Максимальна теоретична ефективність перетворення роботи в будь-яку іншу форму енергії (тобто найбільший ККД перетворювача роботи) дорівнює одиниці. У реальних перетворювачах є процеси дисипації, які переводять частину енергії, підведеної у формі роботи, в енергію хаотичного теплового руху мікрочастинок тіл, що беруть участь у процесі перетворення, у зв'язку із чим ефективність перетворення знижується. Таке зниження ефективності викликане наявністю необоротних процесів, тому для характеристики ефективності перетворювачів роботи необхідно скористатися другим законом термодинаміки й наслідками з нього.

Якщо вся первинна енергія або частина її підводить до перетворювача у формі теплоти, те, відповідно до другого закону термодинаміки, повне перетворення її в роботу в принципі неможливо. Якщо перетворювач (тепловий двигун) працює по замкнутому циклі, тобто не робить роботу за рахунок власної внутрішньої енергії, то ефективність перетворення теплоти в роботу в ідеальному, оборотному тепловому циклі характеризується значенням термічного ККД циклу, що має максимальне значення для циклу Карно. Однак поняття термічного ККД циклу недостатньо для повної характеристики ефективності процесів і пристроїв для перетворення енергії. Дійсно, nt циклу не відбиває втрат, викликаних необоротністю реальних процесів, необхідних для перетворення енергії, і непридатно для характеристики таких перетворювачів, у яких корисно використовувана споживачами енергія віддається не тільки у вигляді роботи, але й у вигляді теплоти (наприклад, у теплофікаційних установках).

Робота, що робиться системою, має максимальне значення за умови повної оборотності всіх процесів:

max

l

0

( (3) ї

Оі-10)-т0(і- s0)+ q - T0 jdq/т

V (2) у

При відсутності джерел первинної теплоти dq = q = 0 і робота може бути зроблена тільки за рахунок власної енергії робочого тіла, що проходить

89

через проточну систему. У цьому випадку рівняння одержить вид

Э -(i1 - *0)-T0(s1 - s0)

Функція працездатності Э робочого тіла в проточній системі одержала назву ексергії - максимальної кількості розташовуваної роботи, що може бути отримане від робочого тіла в проточній системі в результаті переходу робочого тіла в стан рівноваги з навколишнім середовищем за умови, що навколишнє природне середовище є єдиним джерелом (або приймачем) теплоти..

Функція працездатності закритої системи (максимальної корисної роботи)

Cx-(u-u0)-T0(s-s0)+ q-T0jdq/T - Р0(v-v0)

V

При відсутності підведення теплоти от джерела dq = q = 0, тому функція працездатності робочого тіла в закритій системі Эс (яку іноді називають ексергією закритої системи) може бути виражена

ЭС -(u - u0 )-T0 (s - s0 )-Р0 (v - v0 )

Цикл Карно Теореми Карно.

Термічним ККД прямого оборотного циклу називається відношення зробленої здійснюючий цей цикл двигуном корисної зовнішньої роботи L' до кількості теплоти Q1 відданої тепловіддатчиком:

Висновки за енергозбереженням

Перша теорема Карно

Термічний ККД циклу будь-якого оборотного двигуна, що працює в заданому інтервалі температур, рівняється термічному ККД циклу Карно в тім же інтервалі температур.

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

Друга теорема Карно

Термічний ККД циклу Карно не залежить ні від пристрою теплового двигуна (або машини), ні від природи робочого тіла, а тільки від температур нагрівача й холодильника.

Термічний ККД циклу Карно може бути виражений через термодинамічні температури у такий спосіб:

Висновки за енергозбереженням

0 у

До циклів Карно призводять цикли з регенерацією (є перепад температур між нижньою температурою системи та тілом-охолоджувачем. Яке частково використовується на попередній нагрів). Кожен цикл містить нову речовину, а не одне й те саме робоче тіло.

Ідеальні перетворювачі - внутрішні втрати у перетворювачі = 0 (немає перетворення ексергії у анергію). Максимальне ККД обмежується або температурою охолоджувача (теплові процеси) або протитиском (рух суцільних середовищ).

Лекція 11

ГГ • • • •

Теорія ідеального та реального вітряків

Ідеальним вітряком називають вітроколесо, у якого:

1) вісь обертання паралельна швидкості вітру;

2) нескінченно велика кількість лопатей дуже малої ширини;

3) профільний опір крил дорівнює нулю, і циркуляція уздовж лопаті постійна;

4) втрачена швидкість повітряного потоку на вітроколесі постійна по всій поверхні вітряка, що омітається;

5) кутова швидкість прямує до нескінченності.

Теорію ідеального вітряка вперше розробив в 1914 р. В. П. Ветчинкін (Ветчинкін Володимир Петрович) на основі теорії ідеального гребного гвинта. У цій роботі він установив поняття коефіцієнта використання енергії вітру ідеальним вітряком.

В 1920 р. проф. М. Є. Жуковський (Жуковський Микола Єгорович) виклав теорію «Вітряного млина МЄЖ», де зробив вивід коефіцієнта використання енергії вітру ідеальним вітряком.

Аналогічні теорії були розроблені пізніше також у нашій країні проф. Г. Х. Сабініним (Сабінін Григорій Харлампійович) і акад. Г. Ф. Проскура (Проскура Георгій Федорович). Теорія ідеального вітряка проф. М. Є. Жуковського зветься класичної теорії; вона встановлює, що максимальний коефіцієнт використання енергії вітру ідеальним вітряком дорівнює 0,593.

Найбільше повно, з погляду практичного застосування, теорія ідеального вітряка викладена проф. Г. Х. Сабініним, відповідно до якої коефіцієнт використання енергія вітру ідеальним вітряком дорівнює 0,687.

Відмінність цієї теорії від колишніх теорій полягає у тому, що при визначенні осьової сили тиску потоку на вітроколесо імпульс сил підраховується по вихровому соленоїду в тому місці, де він прийняв уже сталу циліндричну форму, а не в момент його утворення, як приймалося у

Кафедра енергетики та електротехніки Джерела енергії на Землі

К. т.н., доц. Є. О. Баганов

минулих теоріях. Так як соленоїд у циліндричній частині має площу перетину більшу, ніж площа, що омітається вітроколесом, то осьова сила й коефіцієнт використання енергії вітру, по теорії Г. Х. Сабініна, виходять дещо більшими.

Додати коментар

Реквізити Майстерні своєї справи

Адреса і телефони:

Україна, Кіровоградська обл., м. Олександрія, вул. Куколівське шосе 5/1А,
тел./факс +38 (05235) 7 41 13,
+380 (68) 408 39 56 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (50) 984 5 684 — будівельне обладнання, шлакоблочні вібропреси
+380 (67) 561 22 71 — решта обладнання
ICQ: 491675177
e-mail: msd@inbox.ru