Основное производство электроэнергии из возобновляемых природных ресурсов

Основное производство электроэнергии из возобновляемых природных ресурсов: ветер, воздушный поток, водный поток (без топлива)

Казаков Александр Леонтьевич, Братский алюминиевый завод, старший инженер по газоочистке, г.Братск

   1.Препятствия в развитии гидроэнергетики и ветроэнергетики.

В настоящее время возобновляемые природные ресурсы: ветер; воздушный поток; водный поток производят мизерное количество электроэнергии, против своих возможностей: Существующие ветряки используют ~ 1% напора ветра, поступающего в створ ветроколеса; Существующие гидроэлектростанции /ГЭС/, используют ~ 29% напора потока воды, − слишком примитивно...; Воздушный поток – «Естественная тяга», вообще не используется для производства электроэнергии.
Основным препятствием в развитии энергетики из природных ресурсов, стали Фундаментальные основы науки: «Закон сохранения энергии»; «Теория Жуковского Н.Е. − о ветряках» содержащие грубейшие ошибки науки, затормозившие развитие как ветроэнергетики, так и гидроэнергетики на сотни лет.
В «Теории Жуковского Н.Е. − о ветряках», основные постулаты, на которых базируются расчеты ветроэнергетических устройств ВЭУ, математически не просчитаны, в следствии чего ветроэнергетика малоэффективна. Подробнее о недостатках «Теории...» см. в тексте этой статьи.
В «Законе сохранения энергии», основным препятствием является надуманная «потенциальная энергия» не зафиксированная ни какими приборами, и не существующая в природе. Предполагается, что любая масса содержит флюид потенциальной энергии, и чем выше эта масса расположена от нулевого уровня Земли, тем больше она содержит флюида «потенциальной энергии» (по расчету, на основе методики «Закона сохранения энергии», «количество» флюида высчитывается в зависимости от высоты Н, нахождения массы), т.е. это не «Закон сохранения энергии», а Положение о трансформации «потенциальной энергии». Значит, если кубометр воды /м3/, на высоте полтины ГЭС, в 100 м., содержит ~ 100 единиц флюида «потенциальной энергии», то при опускании этого кубометра воды на нулевой уровень Земли, согласно расчета / если уменьшается высота Н, то и уменьшается количество флюида «потенциальной энергии»/....«потенциальная энергия теряется....Значит не имело смысла строить высокие плотины ГЭС, причем, в этом «Законе...» трактуется, что кинетической энергии Ек, работы потока, не может быть больше, чем флюида «потенциальной энергии». Т.е. работа потока этой наукой отвергается полностью. Тем не менее, несмотря на отсутствие «потенциальной энергии», на нулевом уровне Земли, гидроэлектростанции все же вырабатывают какую-то часть электроэнергии....Значит дело не в наличии или отсутствии флюида «потенциальной энергии», а в совершаемой работе /давлении/ потока воды. Отсюда, целесообразно продуктивно использовать напор потока воды, в конструктивных решениях, направленных на восприятие работы потока воды. Как видим, радиально-осевые гидротурбины могут воспринять ~ 29% напора потока воды, остальная вода ~ 71%, просто не работает на вращение гидротурбин, отсюда и низкая производительность гидроэлектростанций. Кроме того, в технологии использования воды на ГЭС, не учитывается кинетическая энергия потока, и не используется в «банках» медленно накапливается масса воды/.
Что же касается «Закона сохранения энергии», то его следует выявлять в самом веществе, в жидкости или газе, например, в процессе дросселирования, где энтропия − S (внешняя хаотичная энергия, проявляющаяся в виде температуры потока) переходит во внутреннюю энергию − энтальпию, j в равных частях. Этот пример показывает, что изменение количества энергии следует выявлять в самом веществе, при его изменениях, а не в потоке энергоносителя. Это можно увидеть в Приложении 1 и в Приложении 2 к этой статье.

Устранение препятствий, которые создает «Закон сохранения энергии» и «Теория Жуковского Н.Е. − о ветряках», позволит более полно использовать природные ресурсы для производства электроэнергии. На это и направлены технологические и конструктивные решения автора, представленные в виде: Ветроустановок, Аэроэлектростанций, Высокоэффективных Гидроэлектростанций.
2.а.Использование работы потока ветра для производства электроэнергии: (переменный, постоянный ток); производства вращательного движения для потребителей (станки, насосы движители для наземного, водного транспорта); выделение воды из воздуха; непрерывного производства электроэнергии при использовании воздушного потока (без ветра, без топлива).
Разработанные мной Ветроустановки , воспринимают все давление ветрового потока, поступающего в створ турбин (см. Рис. 1.). Например, при диаметре турбины 3 м. (площадь сечения S = 7 м2), и скорости ветра W = 8 м/сек., ветер несет энергии (работы потока) на ~ 21 кВт*ч., в створ турбины.
Для удобства расчета целесообразно пользоваться: Секундным объемом − Vc; Секундной массой − Мс, а затем высчитывать съeм электроэнергии от работы потока ветра − Ек.
Секундный объем потока ветра − Vc, высчитывается по формуле Vc = S * W (1)
Секундная масса потока − Мс, Мс = Vc * p (2)
Ek − Cъем электроэнергии (кВт*ч.), высчитывается по формуле: Ek = Mc * W2:2 (3)
Где: S − площадь сечения турбины, − м2.
W − скорость потока ветра, м/сек.
р − плотность воздуха, например, при 20 оС (1,225 кг/м3), кг/м3.
Ек − регистрируемая (кинетическая) энергия в киловаттах в час (кВт*ч.) или в килограмм−сила (кгс.).
Отсюда, Ветроустановка с турбиной диаметром 3 м. S = 7 м2.
воспринимает секундный объем потока ветра Vc = 56 м3/сек.
Vc = S * W = 7м2 * 8 м/сек = 56 м3/сек..
Секундная масса потока ветра составляет 68,6 кг/м3..
Мс = Vc * p = 56 м3/сек * 1,225 кг/м3 = 68,6 кг/сек..
Этот напор ветра регистрируется в виде киловаттов электроэнергии и составляет ~ 21 кВт*ч..
Ек = Mc * W2 : 2 = 68,6 кг/сек * 64 : 2 = 2195 кгс : 101,98 = 21 кВт*ч..
Где:
101,98 − коэффициент перевода кгс в киловатты (в кВт*ч.).
2.б.Использование конфузора.
Для полного использования напора ветра (устранения обтекания турбины и обеспечения «самоподсоса» дополнительного энергоносителя) на входе в турбину − 1 (см. Рис. 1.) ветрового потока, размещается конфузор − 2 (концентратор) (см. Рис. 1.), сечение которого в 1,4 − 4 раза больше сечения турбины. На малых сечениях конфузора, но при больших скоростях ветра, может иметь место обтекания конфузора. На больших сечениях конфузора (на больших турбинах) имеет место «самоподсоса» дополнительного энергоносителя в створ конфузора, что повышает КПД Ветроустановок. Отсюда, при площади сечения турбины S 7м2 , площадь сечения конфузора Sк, − составляет 12,6 м2. (при коэффициенте конфузора 1,8).
Sk = S * 1,8 = 12,6 м2.
Секундный объем Vcк составляет 100,8 м3/сек., при скорости ветра W = 8 м/сек.
Vcк = Sк * W = 12,6 м2 * 8 м/сек = 100,8 м3/сек.
При этом, напор Секундной массы Мск = 123,48 кг/сек.
Мск = Vck * p = 100,8 м3/сек * 1,225 кг/м3 = 123,48 кг/сек.
Это позволит вырабатывать ~ 38 кВт*ч. электроэнергии.
Ек = Мск * W2 : 2 = 123,48 * 64 : 2 = 3951 кгс : 101,98 = 38 кВт*ч.
Следует отметить, что в конфузоре обеспечивается стабилизация потока ветра (конфузор работает как рессивер) и создается давление 0,4 ат. в представленной конструкции. При этом, давление в 1 ат. обеспечивает производительность в 100 кВт*ч. электроэнергии (т.е. коэффициент на сжимаемость потока (ВЭУ) - 0,593, в данном случае неуместен и не работает...).
Р = Мск * W2 : 2 = 123,48 * 64 : 2 = 3951 кгс : 13,6 мм. рт. ст.: 735 = 0,4 ат.



Публикация научной статьи. Пошаговая инструкция

telemarketer

Есть вопрос? Задайте его Вашему персональному менеджеру. Служба поддержки призвана помочь пользователям в решении любых проблем, связанных с вопросами публикации своих работ и другими аспектами работы издательства «Проблемы науки».

 
Интересная статья? Поделись ей с другими:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Издательство «Проблемы науки» Наши авторы Основное производство электроэнергии из возобновляемых природных ресурсов
Яндекс.Метрика Импакт-фактор российских научных журналов Принимаем Z-Payment www.megastock.ru