Магистерская диссертация на тему: Концепция Z. Водород - топливо XXI века. Солнечно-водородная энергетика

Введение

Одним из основных факторов, определяющих уровень развития общества, является его энерговооруженность, причем потребности человечества в энергии удваиваются каждые 10-15 лет. Потребление энергии за историю развития человечества (в расчете на одного человека) выросло более чем в 100 раз. Так, например, трехкратное увеличение населения США в XX столетии сопровождалось десятикратным увеличением потребления энергии.

Современная энергетика является топливной и более чем на 90% базируется на использовании химических топлив на основе природных горючих ископаемых: нефти, газа, угля (и продуктов их переработки), запасы которых на планете ограниченны и будут в конце концов истощены. Это определяет, с одной стороны, необходимость энергосбережения и разработку высокоэффективных методов добычи и переработки всех доступных ископаемых топлив, а с другой - поиск новых источников энергии и получение на их основе синтетических топлив. Речь идет о синтезе с затратой энергии веществ, которые можно было бы использовать в качестве удобного для потребления искусственного топлива. Более того, всевозрастающие проблемы человечества, связанные с защитой окружающей среды от химического, радиационного и теплового загрязнения, определяют ужесточение требований к экологической чистоте энергодобывающих процессов.

Оглавление

- 1. Введение

- Концепция Z

- Водород - топливо XXI века

- Солнечно-водородная энергетика

- Фотокатализ и фотосенсибилизация

- Биофотолиз воды

- Искусственные фотокаталитические системы разложения воды

- Основные принципы работы солнечных батарей

- Конструкции и материалы солнечных элементов

- Солнечное теплоснабжение

- Оценка солнечного теплоснабжения в России

- Разработка и внедрение первой в районе Сочи солнечно-топливной котельной

- Перспективы развития фотоэлектрических технологийпроизводство солнечных элементов

- 7. Выводы

- Список литературы

Заключение

1. Во всем мире наблюдается стремительный рост интереса к фотоэнергетике, которая в ближайшие годы может превратиться в процветающую отрасль промышленности.

2. Основным материалом для изготовления СЭ в настоящее время и в перспективе является кристаллический кремний.

3. Перед промышленно развитыми странами встает проблема снижения стоимости кремния- сырца ниже 20 долл/кг и создания специализированного производства кремния для фотоэнергетики объемом 10 000 т/год.

4. Снижение стоимости пластин кремния послужит мощным толчком для реализации имеющихся наработок по повышению КПД серийных СЭ до 18 % и снижению их себестоимости.

5. Технический потенциал России позволяет ей занять одно из ведущих мест на мировом рынке продаж солнечных элементов, модулей и фотоэлектрических систем.

6. Ни один из рассмотренных методов фотохимического разложения воды пока еще не вышел на уровень промышленного использования. Однако полученные результаты позволяют считать реальной задачу создания фотокаталитических преобразователей солнечной энергии в химическую на основе фоторазложения воды на водород и кислород.

7. Без учета экологического эффекта системы солнечного теплоснабжения в России могут быть конкурентоспособны с теплоисточниками на органическом топливе (газ, мазут) в южных районах Дальнего Востока, на Северном Кавказе и в Нижнем Поволжье; срок окупаемости CCT составляет 10-15 лет. Теплоснабжение от котельных на угле во всех регионах России более экономично, чем использование солнечной энергии.

8. При конкуренции с электротеплоснабжением (например, в пунктах, где применение органического топлива невозможно или нежелательно) CCT могут оказаться экономически эффективными в тех же регионах при Q > 1,3 МВт-ч/м2.

9. Введение экологического налога на выбросы CO2 в размере 100...125 дол/т углерода (что согласуется с целью мирового сообщества: не превышать в перспективе уровень эмиссии тепличных газов 1990 г.) позволяет рассматривать CCT как перспективную технологию производства низкопотенциального тепла на значительной территории России с годовым солнечным излучением на плоскую поверхность более 1 000 кВт-ч/м .

Список литературы

1. Тихонов А.Н. Трансформация энергии в хлоропластах - энергообразующих органеллах растительной клетки // Соросовский Образовательный Журнал. 1996. № 4. С. 24-32.

2. Климов В.В. Фотосинтез и биосфера // Там же. № 8. С. 6-13.

3. Скулачев В.П. Эволюция биологических механизмов запасания энергии // Там же. 1997. № 5. С. 11-19.

5. Мэрфи Л. М. Перспективы развития и финансирование технологий использования возобновляемых источников энергии в США // Труды Междунар. конгресса "Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России", Москва, 31.05-4.06. 1999. М.: НИЦ "Инженер", 1999. С. 59-67.

6. Программа США "Миллион солнечных крыш" // Возобновляемая энергия. 1998. № 4. С. 7-10.

7. СтребковД. С. Новые экономически эффективные технологии солнечной энергетики // Труды Междунар. конгресса "Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России". М. 1999. С. 187-208.

8. Бусаров В. Успех поиска путей. Концепция перехода к устойчивому развитию и особенности региональной энергетической политики. - Зеленый мир,1999, № 16-17.

9. Бутузов В. А. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии в системах теплоснабжения Краснодарского края. - Краснодар: ККП Союза НИО CCCP, 1989.

10. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения/ Р. Р. Авезов, М. А. Барский-Зорин, И. М. Васильева и др. Под. ред. Э. В. Сарнацкого и С. А. Чистовича. - М.: Стройиздат, 1990.

11. Бутузов В. А. Анализ опыта проектирования и эксплуатации гелиоустановок горячего водоснабжения.

Сборник "Энергосбережение на Кубани"/ Под общ ред. Э. Д. Митус. Краснодар: "Советская Kyбань", 1999.

12. Государственный доклад- "О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в1997 г." - Зеленый мир, 1998, №26.

13. Фугенфиров М.И. Использование солнечной энергии в России // Теплоэнергетика. 1997. № 4. С. 6-12.

14. Тарнижевский Б.В., Абуев И.М. Технический уровень и освоение производства плоских солнечных коллекторов в России // Теплоэнергетика. 1997.№4. С. 13-15.

15. Тарнижевский Б.В. Оценка эффективности солнечного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика. 1996. № 5. С. 15-18.

16. Тарнижсвский Б.В., Чакалев К.Н., Левинский Б.М. Коэффициент замещения отопительной нагрузки пассивными системами солнечного отопления в различных района CCCP // Гелиотехника 1989.№4.С.54-58.

17. Бекман У., Клейн С., Даффи Дж. Расчет систем солнечного теплоснабжения. М.: Энергоатомиздат, 1982.

18. Марченко О.В., Соломин С.В. Анализ области экономической эффективности ветродизельных электростанций // Промышленная энергетика. 1999. № 2. С. 49-53.

19. Новая энергетическая политика России / Под общ. ред. Ю.К. Шафраника. М.: Энергоатомиздат, 1995.

20. Бородулин М. Ю.

Электротехнические проблемы создания преобразовательных установок для солнечных и ветровых электростанций / Бородулин М. Ю., Кадомский Д.Е. // Электрические станции. - 1997. - № 3. - с.53-57.