Энергетический баланс предприятий Нетрадиционная виды получения электрической энергии Альтернативная гидроэнергетика Биотопливная энергетика Атомные подводные лодки и надводные корабли

Нетрадиционные виды получения электрической энергии

Солнечная энергетика направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии[1] и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии.

Основные постулаты квантовой механики. Волновая функция, матрица плотности.

Постулаты:

Каждой физической величине сопоставляется линейный эрмитов оператор . .

Каждому чистому состоянию физической системы сопоставляется нормированная волновая функция .

Физическая величина L может принимать только значения, равные собственным значениям оператора .

Математическое ожидание  величины  в состоянии  определяется диагональным матричным элементом .

Матричные элементы операторов декартовых координат  и декартовых компонент обобщенного импульса , вычисленные между волновыми функциями   и  системы, удовлетворяют уравнениям Гамильтона классической механики:

 – оператор, соответствующий классической функции Гамильтона.

Операторы   и  удовлетворяют коммутационным соотношениям:

Замечания:

1. Если есть физическая величина , то в ней заменяем . Если присутствуют члены типа , то строим выражение таким образом, чтобы соблюдать эрмитовость. Пример: .

2. Если  не является собственной функцией , то , где . .

,

 – вероятность принять значение .

3. Под производной оператора подразумевается

Чистые и смешанные состояния. Матрица плотности.

Волновая функция описывает только чистые состояния, когда состояние системы можно представить в виде линейной суперпозиции некоторых базисных состояний.

Свойства матрицы плотности:

1. Всякое состояние (чистое или смешанное) описывается матрицей плотности , эта матрица эрмитова: .

2. Все собственные значения  лежат в интервале .

.  – вероятность чистого состояния .

3. Условие нормировки: .

4. Если  – матрица плотности, то вероятность находиться в состоянии  равна .

5. Среднее значение физической величины  в состоянии с м.п. : .

6. Необходимое и достаточное условие чистоты: . При этом  – чистое состояние.

Общий вид матрицы плотности в состоянии со спином, направленным вдоль :

,

 характеризует направление спина,   – чистоту состояния ( – чистое).


Принцип неопределенности.

Пусть  и  – самосопряженные операторы. , где  – также самосопряженный оператор.

Средние значения  и  по состоянию :

Введем операторы отклонения от средних значений:

Для них выполняется коммутационное соотношение:

Рассмотрим вспомогательный интеграл:

Для средних значений: .

Если положить , получим соотношение неопределенностей Гейзенберга:

Описание эволюции квантовомеханических систем. Уравнения Гейзенберга и Шредингера. Стационарные состояния.

Туннельный эффект – прохождение частицей потенциального барьера, когда ее полная энергия меньше высоты барьера.

Эффект Зеемана. При помещении источника в магнитное поле его спектральные линии испытывают расщепление. Оно связано с расщеплением самих энергетических уровней, поскольку атом, обладающий магнитным моментом, приобретает в магнитном поле дополнительную энергию.

Системы тождественных частиц. Бозоны и фермионы. Принцип Паули. Квантовые частицы, обладающие одинаковым набором квантовых чисел, неразличимы в принципе.

Вторичное квантование свободного электромагнитного поля. Взаимодействие атома с квантованным излучением.

Теория упругого рассеяния. Борновское приближение

Нагрузки теплоснабжения после введения энергосберегающих мероприятий:

Вид нагрузки

Величина нагрузки, кВт

Температура в помещении °С

Отопление

17,8

+20

Вентиляция с рекуперацией

45,9

+5

С учетом этих нагрузок разработана схема ТСТ, использующей низкопотенциальную теплоту грунта, и на основании теплового расчета выбрано основное оборудование.

Состав энергогенерирующего оборудования и распределение нагрузки:

Вид нагрузки

Тип оборудования

Тепловая мощность кВт

Электрическая мощность кВт

Температура теплоносителя °С

Отопление

Тепловые насосы

11,4

4,4

5055

Электрокотел

8,5*

9,0

3585

Вентиляция с рекуперац.

Тепловые насосы

45,3

11,7

30

Электрокотел

11,4*

12,0

35

Технико-экономическим расчетом определены сроки окупаемости капитальных затрат при прогнозируемых тарифах на электроэнергию: на конец 2000 г. - 6,2 года, на конец 2001 г. (с учетом прогнозируемого роста тарифов на энергоносители) - 2,9 года.

Теплонасосная система горячего водоснабжения секции типового жилого дома серии П44

Тепловой узел горячего водоснабжения запроектирован на каждую секцию жилого дома, содержащую 64 квартиры и рассчитанную на 224 жителя. Число этажей - 17.

Тепловой узел горячего водоснабжения предназначен для подогрева водопроводной воды до температуры, предусмотренной СНиП 2.04.01-85*, с использованием теплоты грунта и утилизируемых вентиляционных выбросов.

Нагрузка горячего водоснабжения:

Максимальный часовой расход горячей воды, м3/час - 4,47,

соответствующая тепловая нагрузка, кВт - 282.

Средний за сутки часовой расход горячей воды, м3/час - 1,07,

соответствующая тепловая нагрузка, кВт - 79,2.

Как видно по суточному графику разбора воды, максимальная нагрузка почти вчетверо превышает среднюю.

Из соображения снижения капитальных затрат на наиболее дорогое оборудование (тепловые насосы) принимается схема с суточным аккумулированием.

Расчетный срок окупаемости за счет экономии эксплуатационных затрат 4 года.

Принципиальная схема теплонасосной системы горячего водоснабжения секции жилого дома типовой серии П44 показана на рисунке 5.

Принципиальная схема теплонасосной системы горячего водоснабжения секции жилого дома типовой серии П44

1. Бак-аккумулятор среднетемпературный

2. Бак-аккумулятор высокотемпературный

3. Тепловой насос

4. Коллектор сбора теплоносителя из тепловых насосов

5. Коллектор раздачи теплоносителя в тепловые насосы

6. Коллектор сбора теплоносителя из ССНТГ

7. Коллектор раздачи теплоносителя в ССНТГ

8. Термоскважина ССНТГ

9. Промежуточный теплообменник утилизации вентвыбросов

10. Циркуляционный насос контура теплоносителя

11. Электронагреватель

12. Датчик температуры

13. Теплообменник нагрева воды

14. Циркуляционный насос нагрева воды

15. Таймер

16. Клапан регулирующий трехходовой с электроприводом

17. Циркуляционный насос контура утилизации вентвыбросов

18. Кран трехходовой

19. Циркуляционный насос циркуляции

20. Повысительный насос

гелиотермальная энергетика — Нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи, и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах). Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор).
Принцип построения атомной энергетики