Technologie energetyczne

Tadeusz Chmielniak

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-21694-8

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

526

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Chmielniak, Tadeusz. Technologie energetyczne. Red. . : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021, 526 s. ISBN 978-83-01-21694-8

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Chmielniak, T.

T1 Technologie energetyczne

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

YR 2021

SN 978-83-01-21694-8

Bibliografia BibTex:

@Book{ 244290, author = "Chmielniak, Tadeusz", editor = "", title = "Technologie energetyczne", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2021", address = "", isbn = "978-83-01-21694-8" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Chmielniak, Tadeusz

ED -

TI - Technologie energetyczne

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY -

PY - 2021

SN - 978-83-01-21694-8

ER -

Netografia (standard APA):

Chmielniak, Tadeusz. Technologie energetyczne [baza danych online] : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021 [dostęp: 05 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/technologie-energetyczne-tadeusz-chmielniak-244290.

paliwa, siłownie kondensacyjne, turbiny gazowe, energetyka atomowa, siłownie wiatrowe, energetyka słoneczna, energetyka wodna, ogniwa paliwowe, geoenergetyka, energia, OZE

Oto nowe, II wydanie popularnej akademickiej i profesjonalnej „biblii” tematu dotyczącego przeglądu technologii energetycznych. Książka zawiera podstawowe oraz pogłębione informacje o wszystkich stosowanych obecnie technologiach produk...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-21694-8

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

526

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa14
Spis podstawowych oznaczeń18
1. ZASOBY PALIW I ENERGII22
1.1. Rodzaje i postacie energii22
1.2. Zasoby paliw23
1.2.1. Węgiel kamienny i brunatny24
1.2.2. Gaz ziemny i ropa naftowa25
1.2.3. Paliwa rozszczepialne26
1.2.4. Paliwa energii syntezy27
1.2.5. zasoby energii rzek27
1.2.6. Inne zasoby wód28
1.2.7. Energia promieniowania elektromagnetycznego Słońca29
1.2.8. Ogólna charakterystyka światowych i polskich zasobów biomasy energetycznej32
1.2.9. Energia geotermalna37
1.2.10. Energia wiatru38
Literatura39
2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PALIW40
2.1. Paliwa stałe40
2.1.1. Węgiel40
2.1.2. Biomasa43
2.2. Paliwa ciekłe i gazowe49
2.3. Wodór56
Literatura63
3. ENERGETYKA A ŚRODOWISKO 64
3.1. System energetyczny64
3.2. Podsystem energetyczny65
3.3. Oddziaływanie technologii energetycznych na środowisko. Rodzaje i miary emisji71
Literatura78
4. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PROCESÓW KONWERSJI ENERGII79
4.1. Wprowadzenie79
4.2. Obieg termodynamiczny. pojęcia sprawności81
4.3. Zespół maszyn (urządzeń) przepływowych pracujących w układzie otwartym86
4.4. Rodzaje obiegów silników turbinowych89
Literatura94
5. BILANSE SUBSTANCJI I ENERGII95
5.1. Bilans substancji95
5.2. Równanie zachowania energii96
Literatura100
6. SIŁOWNIE KONDENSACYJNE101
6.1. Analiza parametryczna układów siłowni101
6.1.1. Prosta siłownia kondensacyjna. definicje sprawności obiegu porównawczego101
6.1.2. Entalpowa analiza obiegów siłowni parowych103
6.1.3. Entropowa analiza obiegu siłowni parowej107
6.1.4. Ewolucja obiegów siłowni parowych109
6.2. Struktury technologiczne siłowni z paleniskami pyłowymi135
6.2.1. Układ nawęglania136
6.2.2. Eementy układu zasilania paliwem i układu odprowadzenia spalin (układ paliwo-powietrze-spaliny)138
6.2.3. Urządzenia i elementy układu cieplnego144
6.3. Kotły z paleniskami fluidalnymi163
6.3.1. Klasyfikacja palenisk fluidalnych163
6.3.2. Cyrkulacyjne kotły fluidalne166
6.4. Ograniczenie emisji gazów z technologii energetycznych169
6.4.1. Generacja tlenków azotu w procesie spalania169
6.4.2. Ograniczenie emisji tlenków azotu z instalacji spalania171
6.4.3. Ograniczanie emisji związków siarki177
6.5. Modelowanie układów siłowni kondensacyjnych181
6.6. Aktualny stan technologiczny bloków kondensacyjnych190
6.6.1. Wzrost sprawności190
6.6.2. Separacja ditlenku węgla193
Literatura200
7. STACJONARNE INSTALACJE TURBIN GAZOWYCH202
7.1. Wprowadzenie202
7.2. Klasyfikacja instalacji turbin gazowych203
7.3. Prosta instalacja turbiny gazowej204
7.3.1. Metoda entalpowa204
7.3.2. Metoda entropowa211
7.3.3. Analiza obiegów standardowych turbin gazowych213
7.4. Złożone układy turbin gazowych221
7.4.1. Instalacja z chłodzeniem w procesie sprężania i z podwójną komorą spalania221
7.4.2. Układ turbiny gazowej z regeneracją224
7.4.3. Instalacje turbin gazowych z wtryskiem wody i pary226
7.5. Maszyny i urządzenia tworzące układ turbiny gazowej227
7.5.1. Sprężarki229
7.5.2. Komory spalania233
7.5.3. Turbiny238
7.5.4. Układy pomocnicze. inne moduły składowe241
7.6. Podstawowe charakterystyki układów turbin gazowych249
7.7. Klasyfikacja zespołów turbin gazowych. przegląd konstrukcji [10]250
7.7.1. Turbiny stacjonarne dużej i średniej mocy250
7.7.2. Turbiny lotniczopochodne253
7.7.3. Turbiny gazowe małej mocy255
7.7.4. Turbiny wodorowe [11]258
Literatura259
8. HIERARCHICZNE UKŁADY ENERGETYCZNE261
8.1. Układy gazowo-parowe261
8.1.1. Podstawowe definicje i klasyfikacja261
8.1.2. Sprawność energetyczna układu gazowo-parowego264
8.1.3. Struktury technologiczne podstawowych układów gazowo-parowych267
8.1.4. Modelowanie układów gazowo-parowych273
8.1.5. Wybrane zagadnienia eksploatacyjne279
8.2. Układy gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem węgla i innych substancji286
8.2.1. Technologie zgazowania286
8.2.2. Ogólna charakterystyka procesów oczyszczania gazu290
8.2.3. Analiza parametryczna układów gazowo-parowych zintegrowanych ze zgazowaniem węgla293
8.2.4. Przykłady instalacji296
8.2.5. Kierunki rozwoju technologii296
8.3. Inne układy hierarchiczne299
8.3.1. Układy gazowo-powietrzne [13]299
8.3.2. Układy wielopaliwowe302
Literatura308
9. SKOJARZONA PRODUKCJA CIEPŁA i ELEKTRYCZNOŚCI 310
9.1. Elektrociepłownie parowe310
9.1.1. Układy technologiczne310
9.1.2. Bilanse energetyczne i sprawności312
9.2. Elektrociepłownie z turbiną gazową317
9.2.1. Układy technologiczne i pojęcia sprawności317
9.2.2. Wpływ dopalania321
9.3. Elektrociepłownie gazowo-parowe323
9.3.1. Bilanse energetyczne i sprawności323
9.3.2. Stosunek mocy turbin i wskaźnik skojarzenia327
9.4. Oszczędność energii chemicznej paliwa330
9.5. Modelowanie elektrociepłowni gazowych i gazowo-parowych331
Literatura334
10. ENERGETYKA ATOMOWA336
10.1. Podstawy fizyki reaktorów jądrowych336
10.1.1. Atomy i nukleony337
10.1.2. Defekt masy i energia wiązania337
10.1.3. Reakcje jądrowe338
10.1.4. Stopień rozpadu radioaktywnego340
10.1.5. Reakcje neutronów z jądrami atomowymi341
10.1.6. Cykl neutronowy. Reaktor krytyczny346
10.2. Moc termiczna reaktora350
10.3. Reaktory i siłownie energetyczne352
10.3.1. Klasyfikacja reaktorów energetycznych352
10.3.2. Układy jednokonturowe oraz reaktory kanałowe353
10.3.3. Układy dwukonturowe356
10.3.4. Układy trójkonturowe360
10.3.5. Siłownie z reaktorami wysokotemperaturowymi363
10.3.6. Sprawność energetyczna siłowni jądrowych364
10.3.7. Parametry początkowe i końcowe w konturze turbinowym366
10.3.8. Separacja wody i przegrzew międzystopniowy368
10.4. Stan upowszechnienia poszczególnych rodzajów reaktorów370
10.5. Odpady z elektrowni jądrowych372
Literatura374
11. SIŁOWNIE WIATROWE 375
11.1. Wprowadzenie375
11.2. Charakterystyki kinematyczne i energetyczne wiatru376
11.3. Istota działania turbin wiatrowych381
11.3.1. Maksymalna moc turbiny wiatrowej381
11.3.2. Związek między mocą turbiny a charakterystykami aerodynamicznymi płatów wirnika385
11.4. Charakterystyki turbin wiatrowych391
11.5. Konwersja energii mechanicznej w elektryczną. Układy elektryczne397
11.6. Charakterystyki ekologiczne i niezawodnościowe399
11.7. Współczesne turbiny wiatrowe dużej mocy404
Literatura406
12. ENERGETYKA SŁONECZNA407
12.1. Podstawowe informacje z zakresu promieniowania cieplnego407
12.1.1. Fotony i ich energia407
12.1.2. Intensywność promieniowania. prawo Stefana-Boltzmanna408
12.1.3. Równanie stanu410
12.1.4. Prawo Kirchhoffa412
12.2. Maksymalny potencjał konwersji promieniowania w elektryczność i ciepło415
12.3. Składowe natężenia promieniowania słonecznego419
12.4. Bezpośrednia konwersja promieniowana elektromagnetycznego Słońca w ciepło420
12.4.1. Rodzaje kolektorów słonecznych420
12.4.2. Bilans energii i sprawność kolektora422
12.4.3. Kolektory słoneczne w instalacjach produkcji ciepła426
12.5. Elektrownie słoneczne427
12.6. Ogniwa fotowoltaiczne432
12.6.1. Wprowadzenie432
12.6.2. Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego434
12.6.3. Ogólny opis konstrukcji ogniw437
12.6.4. Charakterystyki ogniw fotowoltaicznych438
12.6.5. Sprawność ogniwa fotowoltaicznego443
12.6.6. Algorytm identyfikacji 5-parametrowej charakterystyki443
12.6.7. Systemy (moduły) ogniw słonecznych446
12.6.8. Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych448
Literatura450
13. ENERGETYKA WODNA 452
13.1. Rodzaje elektrowni wodnych452
13.2. Moc i energia generowana w elektrowni wodnej453
13.3. Turbiny wodne454
13.4. Funkcje elektrowni wodnych w podsystemie elektroenergetycznym i ich wpływ na środowisko naturalne457
13.5. energetyka wodna w Polsce459
Literatura460
14. OGNIWA PALIWOWE461
14.1. Ogólna klasyfikacja ogniw paliwowych461
14.2. Istota działania ogniwa paliwowego462
14.3. Bilans energii dla ogniwa [12]464
14.4. Siła elektromotoryczna ogniwa466
14.5. Zależność potencjału ogniwa od ciśnienia i temperatury469
14.6. Ogólna charakterystyka strat potencjału w rzeczywistym ogniwie470
14.7. Sprawność ogniwa paliwowego472
14.8. Ogólna charakterystyka technologiczna stosowanych ogniw paliwowych477
14.9. Energetyczne zastosowanie ogniw486
Literatura494
15. GEAENERGETYKA497
15.1. Wykorzystanie energii gruntu do celów ogrzewania i przygotowania wody użytkowej498
15.2. Układy pozyskiwania ciepła z wód geotermalnych499
15.3. Układy kombinowane i elektrownie geotermalne501
15.4. Wykorzystanie źródeł geotermalnych w Polsce502
Literatura503
16. TECHNOLOGIE ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA BIOMASY504
16.1. Ogólna klasyfikacja technologii504
16.2. Układy proste ze spalaniem biomasy506
16.3. Współspalanie biomasy z innymi paliwami512
16.4. Jedno- i wielopaliwowe układy ze spalaniem zewnętrznym biomasy515
16.4.1. Jednopaliwowe układy turbin gazowych ze spalaniem zewnętrznym biomasy515
16.5. Ogólna charakterystyka technologii zgazowania biomasy517
16.4.2. Układy wielopaliwowe ze spalaniem zewnętrznym biomasy517
Literatura523

1.2.ZASOBYPALIW

DlaPolskiobliczeniaprzeprowadzonezwykorzystaniem(1.1)dlauśrednio-

nychspadkówinatężeńprzepływudająrezerwęmocyrzędu11tys.MW.Teoretyczna

możliwarocznaprodukcjaenergiielektrycznejzzasobówrzekwynosi23-25TWh/a,

przyuwzględnieniutechnicznychograniczeńwartośćtamusizostaćzredukowanado

13,7TWh/a.Rozkładtychzasobówjestnastępujący:

.rzekaWisła

-6,2TWh/a

.rzekaOdra

-1,27TWh/a

.dorzeczeWisłyiOdry

-5,97TWh/a

.rzekiPrzymorza

-0,26TWh/a

Należypodkreślić,że80%zasobówpochodzizpiętrzeńowysokościmniej-

szejniż10m,awspadachmniejszychniż4mzawierasię40%potencjałucieków

wodnych.Tastrukturaenergetycznaistotnieograniczawykorzystaniepotencjałuwód

wPolsce.

Światowezasobyrzekaktualnie(2015)szacowanena10000TWh/a[27]

występujągłówniewAzji,obuAmerykachiAfryce.W2015r.moczainstalowana

wenergetycewodnejwynosiłaok.1212GW(wtymwinstalacjachpompowo-szczy-

towych144,5GW)[27],generacjaelektryczności:ok.3970TWh[27].Udziałenergii

wódwzużyciuenergiipierwotnejjestrzędu2,5%(2017)[17].

Łącznamocźródełzainstalowanawzawodowejenergetycewodnejprzekracza

wPolsce2300MW(elektrowniepompowo-szczytowe-1782MW).Istniejeponadto

ok.400mikroelektrowniwodnych.Udziałenergetykiwodnejwprodukcjielektrycz-

nościwynosiok.1,5%.

1.2.6.Innezasobywód

Omawiajączasobyenergetycznewódnależytakżewskazaćna:energięfalmorskich

(jejźródłemjestenergiakinetycznawiatru),energiępływów(przypływiodpływ),

którajestnastępstwemoddziaływaniagrawitacyjnegoSłońcaiKsiężyca,orazenergię

wnętrzaoceanów(energiaprądówmorskich,energiatermicznawynikającazróżnicy

temperaturypowierzchniigłębi,energiawynikającazróżniczasolenia).Zasobytego

rodzajumożnaocenićstosunkowoprosto,trudniejnatomiastwskazaćnawielkości

potencjałutechnicznegomożliwegodowykorzystaniapraktycznego.

Technicznewykorzystaniepływówmorskichwymagaspecjalnegoukształto-

wanialiniibrzegowejzatoklubrzek,umożliwiającejbudowęzapórorazodpowied-

niejwysokościpływów(niemniejszychniż5m).Ograniczatomożliwośćlokalizacji

elektrowniwykorzystującychtenrodzajenergiidonielicznychmiejscnadbrzegami

mórzioceanów.DobrepotemuwarunkiwystępująwczęścizatokiFundy,zlokalizo-

wanejmiędzyStanemMainewUSAaNewBrunswickwKanadzie,atakżeuujścia

rzekiRanceweFrancji,gdziew1966r.uruchomiono24turbinyomocy10MW

każda.Łącznypotencjałenergetycznytegorodzajuzasobówoceniasięwświeciena

64⋅10

3MW[4].

Energiafalzależyodichpodstawowychparametrów:wysokości,okresuidłu-

gości.Potencjalnamocfaljestrzędu2,5mlnMW.Jednak,mimowieluistniejących

koncepcjijejkonwersjiwenergięelektryczną,obecnejejwykorzystaniejestnie-

Brak wyników

Technologie energetyczne

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra