Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Альтернативные источники энергии. (Грани нетрадиционной энергетики.)



 Другие рефераты
Альтернативные виды энергии и загрязнение водных бассейнов Культура в современном её понимании Культура деловых отношений Анализ влияния окружающей среды г. Санкт – Петербурга

КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
                               Кафедра СУ и ВТ



                      “Грани нетрадиционной энергетики”

                           Реферат по дисциплине:
                                 “Экология”



      Р а б о т у  проверил            Р а б о т у  выполнил
                                             студент  гр.  95-ВТ-1
                                                  Разуваев В.А.
      Дата:________________            Дата:________________
      Подпись:_____________            Подпись:_____________



                              Калининград 1997


                                 Содержание:


                                                                       стр.:
1. Введение:

              1.1.         Грани          нетрадиционной          энергетики
............................................3

2. Грани солнечной энергетики:

                                  2.1.                              Фотонный
кнут........................................................................
.......4
                  2.2.             Лучше              дешевле              и
эффективней.....................................................4
                 2.3.            Когда             посредники             не
нужны........................................................7
                                2.4.                            Промышленный
фотосинтез.........................................................8
        2.5.   Электростанции   на   орбите,   а   еще   лучше    на    луне
!!!..................9

3. Ветроэнергетика:

                                 3.1.                             Пожиратель
ветра.......................................................................
.12



“Нетрадиционая энергетика” нетрадиционна потому, что невезде ещё у нас  есть
традиця – беречь родную пррироду.

                                                               Разуваев В.А.



                      Грани нетрадиционной энергетики.

   Ученые предостерегают:  разведанных  запасов  органического  топлива  при
нынешних  темпах  роста  энергопотребления  хватит  всего  на  70-130   лет.
Конечно, можно перейти  и  на  другие  невозобновляемые  источники  энергии.
Например, ученые уже многие годы пытаются освоить  управляемый  термоядерный
синтез...
Но даже в том случае, если на Земле будут открыты практически  неисчерпаемые
сырьевые ресурсы, не удастся избежать экологической беды. Лет через  100  на
нашей планете  будет  вырабатываться  1 % энергии,  которую она получает  от
Солнца - 1.5 х 10 24 Дж в год.  Этот  рубеж  не  следует  переходить.  Иначе
начнётся таяние полярных льдов, катастрофически повысится  уровень  Мирового
океана. В  таком  случае  прибрежным  городам  и  целым  приморским  странам
энергия уже не понадобится.
Так называемого теплового загрязнения планеты  можно  избежать  лишь  в  том
случае, если «взять на вооружение» солнечную энергию, которая независимо  от
того, использует или  не  использует  ее  человек,  -   нагревает  атмосферу
Земли.



                                ФОТОННЫЙ КНУТ

Чтобы  в  полной  мере  использовать  лучистую  энергию  Солнца,   к   нужно
превратить в какой-либо иной вид. Сохранить световой луч  в  банк  (вспомним
чудака-ученого, героя «Путешествий Гулливера», которая  мечтал  о  солнечных
консервах) еще никому не удавалось.
Один из наиболее распространенных и  перспективных  способов  преобразования
света  -  фотоэлектрический.  фотоны  передают  свою  энергию  электронам  в
полупроводниках. Возникает электрический ток.
Как это происходит?  Подробно об этом можно прочитать в учебнике физики.  Мы
же  поясним   вкратце.   Запрещенные   энергетические   зоны   в   некоторых
полупроводниках по ширине как  раз  соответствуют  величине  энергии  кванта
света. Запрещенная зона  -  это  потенциальный  барьер,  который  необходимо
преодолеть электрону при перескоке с одного на другой  атом  кристаллической
решетки.  Поглотив  фотон,   электрон  обретает  подвижность  Значит,  может
возникнуть электрический ток. Ведь по определению  ток  -  это  направленное
движение электрических зарядов.
Да вот  беда,  фотоиндуцированные  электроны  могут  с  равной  вероятностью
двигаться  как  в  одну,  так  и  в  другую  сторону.  ЭДС   разных   знаков
компенсируют друг друга. Тока не будет.
Если же  теперь  совместить  два  полупроводника  (чаще  всего  используется
кремний),  легированных  разными  примесями  (одна,  в  силу   несовпадающих
валентностей, привносит в исходное вещество нескомпенсированные электроны  -
получается полупроводник n-типа, а другая, чья валентность меньше.  приводит
к появлению дырок, носителей положительных зарядов - полупроводник  р-типа),
на их границе образуется n-р-переход.  Света  нет  -  ток  отсутствует.  Как
только полупроводниковый диод) осветить, потекут избыточные электроны  в  р-
зону.

                         ЛУЧШЕ ДЕШЕВЛЕ И ЭФФЕКТИВНЕЙ

Есть такая «вывернутая»  присказка:  лучше  быть  здоровым  и  богатым,  чем
бедным и больным. Следуя этому принципу, и развивается  фотоэнергетика.  Еще
недавно фотоэлектроэнергия обходилась очень дорого.  И  немудрено.  До  1982
года  в  нашей  стране  фотоэлементы  выпускались  только  для   космических
аппаратов. В наземные преобразователи попадало  лишь  то,  что  по  каким-то
причинам выбраковывали основные заказчики.
Наконец появилось опытное  производство  дисковых  солнечных  элементов  для
народнохозяйственных   нужд.    Себестоимость    солнечной    электроэнергии
уменьшилась в 3- 4 раза. Но все  равно  7-10  руб.  за  1  Вт  установленной
мощности (таковы  сегодняшние  затраты)  -  это  очень  дорого.  Идет  поиск
способов  удешевления  солнечных  элементов.  Один  из   примеров   тому   -
интересная  разработка  советского  ученого  А.  Степанова.   Он   предложил
высококачественный кремний не выращивать в виде слитков, которые  приходится
потом распиливать на круглые пластины, те  же,  в  свою  очередь,  тщательно
полировать,  затрачивая  много  энергии  и  расходуя  впустую  материал,   а
вытягивать  тонкими  лентами  из  расплава.  При  таком  способе  не  только
снижается себестоимость  фотоэлементов,  но  и  увеличивается  эффективность
солнечных батарей. Ведь ленты можно  смыкать  вплотную,  а  между  дисковыми
элементами всегда остается неиспользованная площадь.
Однако в буквальном смысле камень преткновения  солнечной  электроэнергетики
- низкий КПД кремниевых элементов. Дело в  том,  что  лишь  небольшая  часть
солнечной энергии поглощается электронами в  полупроводниках.  Львиная  доля
падающего  излучения  идет  на  нагрев  фотоэлемента  (что,  между   прочим,
ухудшает его фотоэлектрические характеристики), какая-то  часть  отражается,
какая-то пронизывает его  насквозь.  Вспомним,  ведь  запрещенная  полоса  в
полупроводнике довольно узка. А значит,  и  невелико  «энергетическое  меню»
электронов.  Кроме  того,  значительные  потери  энергии  в  полупроводниках
связаны  с  рекомбинацией  электронов  и  дырок  (компенсацией  разноименных
зарядов).
В результате КПД стандартных солнечных элементов не превышает 10%.  Впрочем,
уже есть опытные образцы, полученные в лабораториях М. Кагана,  А.  Зайцевой
(НПО «Квант»), КПД которых 15-17%. И это не  предел.  Экспертами  посчитано,
что предельный КПД для солнечных элементов с  n-р-переходом  составляет  27-
30%.
Особенно перспективными считаются полупроводниковые  преобразователи  с  так
называемыми  гетера-  переходами.  Они  изготовлены  из  двух  различных  по
химическому составу полупроводников (в отличие от  описанного  нами  одного,
но легированного с двух сторон  разными  примесями).  Соответственно  ширина
запрещенных зон в каждом различна. В области  n-р-перехода  воз  никает,  за
счет взаимного сглаживания потенциальных барьеров, дополнительная  фото-ЭДС.
Коллектив  ученых,  работающий  под  руководством  академика  Ж.   Алферова,
получил на фотодиодах с гетеропереходом «арсенид алюминия - арсенид  галлия»
КПД около 20%.
Примечательно,  что  при  нагреве   такие   фотодиоды   не   ухудшают   свои
фотоэлектрические свойства. Они устойчиво работают даже  при  1600-  кратном
уплотнении потока солнечной энергии.
Оказывается,  можно  создать  фотопреобразующие  устройства,  которые  будут
утилизировать практически весь  падающий  на  них  свет.  Они  обладают  так
называемой варизонной структурой, то есть запрещенная зона у них  переменной
ширины (рис. 1).  Этого  добиваются,  вводя  в  разные  зоны  полупроводника
различные  примеси.  В  таком  случае  фото-ЭДС  генерируется  не  на  одной
поверхности n-р-перехода, а в целой  пространственной  области,  для  разных
точек которой - разные запрещенные зоны. В ней для  любого  кванта  найдется
укромное местечко, где его без помех поглотит электрон.
      Теория варило иных структур в  нашей  стране  разрабатывается  членом-
корреспондентом АН СССР Н. Лидоренко,  доктором  физико-математических  наук
В. Ёвдокимовым, доктором технических наук Д. Стребковым, кандидатом  физико-
математических  наук  А.  Миловановым  и  др.   Доказано,   что   фотопреоб-
разователи с варизонной структурой (коль скоро  научатся  их  изготавливать)
будут иметь КПД 90%.
Идет  поиск  и  новых  -  дешевых  материалов  для   фотоэлементов.   Весьма
перспективны,  по   мнению   некоторых   исследователей,   полупроводниковые
соединения меди, кадмия, серы. Преобразователи,  полученные  на  их  основе,
недороги, да вот беда - КПД у  них  порядка  5%,  и  материалы  нестабильны,
разрушаются  под  воздействием  окружающей  среды.  Сложная,   дорогостоящая
герметизация сводит на нет полученную экономию.
Можно уменьшить себестоимость гелиоэлектроэнергии др
1234
скачать работу


 Другие рефераты
Хеппенинг
Понятие алгоритма
Проблема приоритетов в политической деятельности государства
Страхование

°C

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


     ZERO.kz          
 
Модератор сайта RESURS.KZ