Fotovandenilinės energetikos panaudojimo perspektyvų eksperimentinis tyrimas
5 (100%) 1 vote

Fotovandenilinės energetikos panaudojimo perspektyvų eksperimentinis tyrimas

Šiaulių universitetas

Fizikos ir matematikos fakultetas

Fizikos katedraFotovandenilinės energetikos panaudojimo

perspektyvų eksperimentinis tyrimasDarbą atliko: Ignas Lelis

Fizikos specialybės III kurso

studentas

Vadovas: doc. A. Lankauskas

Šiauliai 2004

TURINYS1. Įvadas 3

2. Eksperimento pagrindimas 6

2.1. Vandenilio gavimas 6

2.2. Fotovandenilis 8

3. Eksperimento rezultatai 10

3.1. Saulės elemento voltamperinių charakteristikų tyrimas 10

3.2. Saulės elemento naudingumo koeficiento nustatymas 13

4. Išvados 15

5. Literatūra 16

1. ĮVADAS

Žmonija XX amžiuje intensyviai didino naftos ir dujų gavybą. Pastovus

gamtinių angliavandenių deginimas sukėlė neigimas pasekmes aplinkai- nuo

smogo ant didžiųjų miestų iki šiltnamio efekto pasauliniu mastu. Ekologinių

katastrofų priežastimi ne retai tampa naftos produktų transportavimas. Dėl

pakankamai dažnų naftą gabenančių tanklaivių arba vamzdynų avarijų, ji

patenka i vandens telkinius, skverbiasi į dirvą- teršia aplinką. O ir

naftos atsargos nėra beribės- pačiomis optimistiškiausiomis prognozėmis

dabartiniais gavybos tempais jos užtektų ne daugiau šimtui metų. Aišku, kad

šiuolaikinei ekonomikai reikalinga kitos alternatyvos benzinui ir mazutui.

Tokios alternatyvos yra:

✓ Branduolinė energetika

✓ Hidroenergetika

✓ Biomasės energija:

– Augalinė biomasė

– Biodujos

– Biodegalai ir bioalyvos

✓ Geoterminė energija

✓ Vėjo jėgainės

✓ Saulės energija

✓ Vandenilis kaip kuras

Dabartinės branduolinės energetikos pranašumai ir trūkumai gerai

žinomi. Techniškai tobula branduolinė energetika būtų ekologiškai viena

pačių švariausių ir saugiausių iš visų didžiųjų energetikų. Tačiau visiškai

tobulų realių technologijų nebūna, bet kokia technika genda, ją reikia

prižiūrėti, taisyti. Vakarų Europos ilgametis patyrimas rodo (ten kai kurių

reaktorių amžius yra apie 30 metų), kad dabartinė branduolinė energetika

gali būti pakankamai saugi.

Hidroenergija – viena iš vietinių, atsinaujinančių ir atliekinės

energijos šaltinių technologijų, kuri šiuo metu yra gana dideliu mastu

komerciali. Ji pasižymi 4 svarbiausiais privalumais: atsinaujina; mažina

“šiltnamio” dujų išmetimus; yra pigus būdas rezervuoti didelius energijos

kiekius; paprastai prisitaiko prie elektros apkrovos kitimų.

Nepaisant privalumų, hidroelektrinės turi ir trūkumų. Statant

elektrines užtvenkiamos upės ir užliejami dideli sausumos plotai. Tose

vietose pasikeičia ekologinė pusiausvyra, gali išnykti tenykštė fauna ir

flora. Ne gana to upės gali pradėti pelkėti.Augalinė biomasė (mediena, šiaudai, energetiniai augalai) yra vienas

iš reikšmingiausių atsinaujinančios energijos šaltinių Lietuvoje ir sudaro

svarbią vietinio kuro dalį. Biomasė yra ekologiškai gana švarus kuras.

Augalinė biomasė naudojama biodujoms, biodegalams ir bioalyvoms gaminti.Geoterminė energija(Žemės energija) – viena iš atsinaujinančios

energijos rūšių Lietuvoje jau įsisavinta privačiame sektoriuje iš negiliai

(iki 100 m) slūgsančių vandeningų horizontų Vilniuje ir Klaipėdoje

(instaliuotas galingumas 0.114 MWt). Geoterminės energijos šaltinis yra

žemės gelmėse ir pastoviai atnaujinamas radioaktyviųjų elementų (urano,

radžio, torio ir kt.) skilimo energija bei mantijos šiluma iš vidaus ir

Saulės energija iš viršaus.Nuo senų laikų naudojama ir vėjo energetika. Šiuo metu vėjo jėgainės

labai ištobulintos ir gamina elektros energiją. Vienos tokios jėgainės

galingumas yra iki 1,5-1,8MW, kai vėjo greitis kinta nuo 3 iki 25 m/s.

Moksliniams tyrimams ir technologijoms vėjo energijai skiriama 10,86

procento.Fotoelektrinė saulės energija, kaip vienintelis nuolatinis energijos

šaltinis gali būti panaudojama tik turint galimybę ją akumuliuoti, tokiu

būdu perdengiant energijos nepakankamumą, sukeltą sezoninių, paros ir

meteorologinių kitimų. Šiuo metu naudojami trys akumuliavimo būdai:

elektros akumuliatoriuose, vandens akumuliaciniuose baseinuose, jungiantis

prie valstybinio elektros tinklo per reversinius skaitiklius. Perspektyvus

kompensacijos būdas – jungimas su vėjo jėgaine. Esama atvejų, kai

akumuliacija nereikalinga (pvz., tiltų, požeminių įrengimų katodinė

apsauga).

Dėl saulės spinduliuojamosios energijos sezoninio, paros,

meteorologinio kitimo negalima tikėtis visą reikiamą elektros energiją

gauti iš fotoelektros. Tačiau fotoelektrinės energijos panaudojimas gali iš

esmės sumažinti importuojamo iškasamojo kuro (urano, naftos, dujų, akmens

anglies) reikmes. Situacija gali
pasikeisti tolimesnėje perspektyvoje,

panaudojus saulės energiją vandeniliui ir deguoniui gaminti iš vandens.Vandenilis yra viena iš patraukliausių energijos kaupimo ir

transportavimo medžiagų. Jis sudaro 75% visos visatos. Vandenilis yra

didelės energinės vertės kuras, jį deginant neteršiama aplinka.

Suskystintas vandenilis yra perspektyvūs degalai. Šių lengvų degalų

naudojimas praplėstų viršgarsinių lėktuvų ir kosminių laivų galimybes.

Deja, kol kas nežinomi pigūs vandenilio gavimo ir patikimi saugojimo

būdai. Vandenilį galima būtų gaminti elektrolizuojant jūros vandenį, bet

tam reikia pigios elektros energijos. Šis būdas būtų tinkamas, jei pavyktų

sukurti termobranduolines elektrines.

Vandenilis susidaro termiškai skaidant vandenį, tačiau net 2000°C

temperatūroje skyla tik apie 1% vandens. Pasinaudojus termodinamikos

dėsniais šią kliūtį galima būtų apeiti. Virsmą, kurį sunku atlikti

tiesiogiai, galima atlikti aplinkinėmis reakcijomis. Svarbu tik, kad

kiekviena iš tų reakcijų vyktų nelabai aukštoje temperatūroje, o sudėję

visų reakcijų lygtis turėtume gauti vandens skilimo lygtį: 2 H2O(s) →2

H2(d) + O2(d). Mokslininkai gvildena klausimą, kaip būtų galima suskaidyti

vandenį fotocheminiu būdu, t.y. naudojant saulės šviesą.

Jau dabar yra sukurtas elektrocheminis įrenginys, vadinamasis kuro

elementas, kuriame vyksta vandenilio ir deguonies jungimosi reakcija, o

atsipalaiduojanti energija iš karto paverčiama elektros energija. Tokių

įrenginių efektyvumas yra daug didesnis, nei tradicinių elektros gamybos

būdų. Kuro elementai jau dabar naudojami kosminiuose laivuose.

Šiuo metu Jūs matote 30% šio straipsnio.
Matomi 857 žodžiai iš 2844 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.