Оффшорные волновые преобразователи
Обычно выделяют следующие категории преобразователей энергии морских волн, располагающихся в открытом море: 1) всплывающие буи; 2) шарнирные контуры; 3) переливные механизмы; 4) осциллирующие водные столбы. Последняя категория волновых преобразователей может …
Высота волны
Высота волны зависит как от ее разгона, так и от продолжительности действия ветра при различных его скоростях. На рис. 14.1 показаны эмпирические зависимости высоты волны от этих параметров. Предполагается, что …
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ ОКЕАНА
14.1. ВВЕДЕНИЕ В гл. 4 мы обсуждали использование тепловой энергии океана. Однако с океаном связаны и другие формы энергии, в частности, механическая энергия волн, течений, приливов и кимическая энергия, обусловленная …
ЭФФЕКТ МАГНУСА
Невозмущенный поток В водной части к данной главе уже говорилось, что в ветроэнергетике может использоваться эффект Магнуса, состоящий в возникновении подъемной силы при обтекании движущимся потоком вращающихся цилиндров. Аналогичная сила …
РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРОТУРБИНЫ
Рассмотрим вертикально-осевую ветротурбину с характеристиками, описанными ниже. Будем считать, что приведенные в табл. 13.1 характеристики ветроколеса соответствуют рабочим числам Рейнольдса, а момент на роторе ветроколеса подчиняется соотношению YL = 2000о). …
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ СИЛЫ
Рассмотрим некоторое сечение лопасти, масса которой равна М. Вес лопасти Mg (g — ускорение свободного падения). Центробежная сила, действующая на сечение при вращении ветроколеса, К, <----- Тг—-> Рис. 13.24. Две …
ОТНОСИТЕЛЬНОЕ УДЛИНЕНИЕ ЛОПАСТЕЙ ВЕТРОКОЛЕСА
В предыдущем параграфе относительное удлинение лопастей ветроколеса типа «Гиромилл», АЯшгЪ было определено следующим образом (см. рис. 13.16): turb 2r 4г2 ^ ' ( ) Оно, конечно, отличается от относительного удлинения …
АНАЛИЗ ВЕТРОТУРБИН
Рассмотрим вертикально-осевую ветрогурбину. При этом неважно, будет ли она типа Дарье или «Гиромилл». Введем правую ортогональную декартову систему координат, ось z которой будет сонаправлена с осью вращения машины, а ось …
ОТНОСИТЕЛЬНОЕ УДЛИНЕНИЕ
Рассмотрим крыло прямоугольной формы. Отношение длины крыла Я к его хорде К называется относительным удлинением AR,. 4 f ! <[31]> — н f зуется вихрь. При этом на создание вихря …
ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА
Для аэродинамических испытаний самолетов в аэродинамических трубах, как правило, используются их уменьшенные модели. Размеры всех основных компонентов этих моделей пропорциональны размерам реальных объектов. Однако при этом существует одна вещь, которую …
АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОФИЛИ
Крылья самолета, лопасти вертолета, поверхности хвостового оперения ракет, лопасти пропеллера — все это примеры аэродинамических профилей. Аэродинамические профили должны обладать большой подъемной силой и небольшим коэффициентом сопротивления. На рис. 13.10 …
Располагаемая мощность
Из основ электротехники известно, что максимальная мощность, которую можно получить от источника ЭДС, имеющего выходное напряжение V и обладающего внутренним сопротивлением Rs, составляет Vі/(ARs). Это возможно, когда сопротивление нагрузки RL …
Давление ветра
Поток ветра создает давление на поверхности, встречающейся на его пути. Рассмотрим некоторое течение, схематически представленное на рис. 13.6. Предположим, что молекулы газа налетают на некую поверхность, соударяются с ней и …
ПРИНЦИПЫ АЭРОДИНАМИКИ
В этой главе прописной буквой Р будут обозначаться мощность и плотность мощности ветрового потока, в зависимости от контекста, в том числе: — плотность мощности ветрового потока. Это количество энергии, проходящее …
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ
В гл. 1 было показано, что 30 % всех 173 ООО ТВт солнечного излучения, падающего на землю, за счет альбедо земли переизлучается обратно в космос. Из 121 ООО ТВт оставшейся …
Ветротурбины, использующие эффект Магнуса
Практическое внедрение ветротурбин, основанных на эффекте Магнуса, считается малоперспективным. Эффект Магнуса, который будет рассмотрен в § 13.14, проявляется, например, когда мы видим кривую траекторию полета закрученного мяча. Вращение летящего в …
Ветротурбины, использующие подъемную силу
В таких машинах ветер, действующий на лопасти, создает силу, перпендикулярную направлению своего движения. Хорошо всем знакомая пропеллерная ветротурбина относится к типу ветротурбин, использующих аэродинамическую подъемную силу. Принцип работы этих машин …
КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕТРОТУРБИН
Известно четыре основных типа ветротурбин: 1) ветротурбины, использующие силу аэродинамического сопротивления;. 2) ветротурбины, использующие подъемную силу (вертикально-осевые и го - ризонтально-осевые) 3) ветротурбины, использующие эффект Магнуса; 4) вихревые ветротурбины. Сейчас …
ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА
13.1. НЕМНОГО ИСТОРИИ Энергию ветра использовали с древних времен. Раньше всего человек научился делать парусные лодки, двигавшиеся за счет энергии ветра. В Древней Персии ветроколеса широко применялись для помола зерна. …
Основные сведения о полупроводниках
Нейтрон € 0 „ Протон Атом кремния состоит из ядра (темная сфера), содержащего 14 протонов и 14 нейтронов, окруженного 14 электронами. Суммарный заряд ядра равен +14, однако атом, если отсутствует …
Доставка грузов на орбиту и их монтаж
Решение проблем доставки и сборки конструкций ОСЭ являются серьезной и интересной инженерной задачей. Ясно, что сборка ОСЭ должна осуществляться на орбите. По оценкам, это потребует не менее 850 челове - …
Приемная антенна
Наземная приемная система состоит из некоторого количества ректенн — антенн, снабженных индивидуальными выпрямителями. Такая схема позволяет избежать необходимости регулировки рассогласования фаз и относительно просто суммировать преобразованные токи. Предложенные антенны являются …
Антенна
Микроволновое излучение направляется на антенну (относительно предполагаемых размеров ОСЭ это небольшая гексагональная конструкция (см. рис. 12.21)) через подвижное шарнирное соединение. Необходимость использования шарнира обусловлена тем, что антенна должна быть постоянно …
Генерация микроволн
Известно несколько типов сверхвысокочастотных генераторов, использующих: 1) магнетроны; 2) транзисторы; 3) амплитроны; 4) клистроны. Магнетроны, как правило, не обеспечивают спектральную стабильность и чистоту генерируемого излучения, что может привести к существенным …
Преобразование энергии солнечного излучения в электрическую энергию постоянного тока
Рассмотрение варианта применения в космосе термомеханического способа преобразования энергии на основе цикла Ренкина привело к выводу о предпочтении фотоэлектрических преобразователей1^. При этом речь шла о двух альтернативных вариантах: об использовании …
Передача энергии с орбиты на землю
Энергия, вырабатываемая на орбите, должна быть каким-то образом передана к потребителям на Земле. Одним из удивительных результатов, полученных в процессе проработки концепции ОСЭ, стал вывод о том, что передавать энергию …
ОРБИТАЛЬНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ
Наука и научная фантастика — области с весьма размытыми и изменяющимися во времени границами. То, что является фантастикой или магией (сверхестественным) сегодня, завтра может стать объектом научных разработок. Неслучайно Артур …
ЭФФЕКТИВНОСТЬ НА ПРАКТИКЕ
В реальных условиях работы эффективность фотопреобразователя существенно отличается от идеальной по следующим причинам. 1. Отражение на поверхности. Отражение обусловлено ступенчатым изменением показателей преломления сред (воздух, материалы фотопреобразователя), через которые солнечное …
ОБРАТНЫЙ ТОК НАСЫЩЕНИЯ
Обратный ток насыщения в фотодиоде равен сумме токов насы щения, относящихся к дыркам / и к электронам 1т). Упрощенная теория рм - диода дает следующее выражение: (81) Заметим, что отношение …
Для обеспечения максимального КПД необходим подбор оптимальнойна грузки для заданного фотодиода
Высокая эффективность преобразования энергии имеет место, если фотодиод обеспечивает ток, близкий к 1т. Это означает, что при изменении уровня облученности должно изменяться сопротивление оптимальной нагрузки. Рассмотрим фотодиод, работающий при максимальной …
Эффективность фотодиода уменьшается с увеличением рабочей температуры
Уравнение (61) показывает, что эффективность пропорциональна Vm, и поскольку Vm падает с уменьшением Vx, достаточно изучить температурную зависимость лишь последнего параметра. Из уравнения (47) не очевидно, что происходит с Ух …
Эффи. пиеность фотодиода уменьшается с увеличением обратного тока насыщения
Мы показали ранее, что изменение произведения / VK является хорошим индикатором изменения произведения Im Vm и соответственно эффективности фотодиода. Ссылаясь на уравнение (48), можно увидеть, что рост 10 ведет к …
ФОТОДИОД
До сих пор мы говорили о фотодиодах, не обсуждая механизма их работы. В этом параграфе мы рассмотрим /;,л?-псрехол и его использование для преобразования энергии излучения в электрическую. Для более детального …
ИДЕАЛЬНЫЙ И РЕАЛЬНЫЙ КПД
До сих пор мы обсуждали идеальные фотоэлектрические преобразователи безотносительно к их возможному практическому использованию и технологии изготовления. Простейший идеальный преобразователь (тот, в котором отсутствует механизм увеличения числа зарядов) прозрачен для …
ТЕРМОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Повышение эффективности преобразователей солнечной энергии может быть достигнуто за счет рециркуляции неабсорбированных фотопреобразователем фотонов. Излучатель для этого должен находиться в непосредственной близости от фотодиодов. На рис. 12.5 изображена схема фтоэлектрического …
