Министерство образования и науки Российской Федерации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

________________________________________________________________________________

Наименование института ЭНИН

Наименование специальности Теплоэнергетика и теплотехника

Наименование выпускающей Автоматизация теплоэнергетических

кафедры процессов

ИДЗ - 11

Энергия приливов

По дисциплине «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии»

Вариант – В10

Исполнитель, студент группы 5Б1В ________ Опарин А.О

Руководитель ________ Матвеева А.А.

подпись

Томск – 2014

Чивыркуйский залив

Площадь: 270км²

Наибольшая глубина: 10 м

Средняя глубина: 5 м

Высота прилива: 5 м

Соленость: 0,0096 г/кг => 0, 0000096 кг/кг · 100% = 0, 0096%

Задача

1. Определить энергию прилива, мощность, выработку и коэффициент использования установленной мощности ПЭС, установленной в заливе.

2. Определить скорость распространения приливной волны.

3. Построить зависимость скорости распространения приливной волны с, м/с, от глубины моря h, м.

Станция работает 2300 часов в год.

Решение

1) Поднятую на максимальную высоту во время прилива воду можно отделить от моря дамбой или плотиной в бассейне площадью S. Если затем во время отлива пропустить эту массу воды через турбины, то можно получить энергию:

Р = ρ g S R ² =998·9,81·270· 10⁶·5²=6,608*10¹³, Дж

где ρ – плотность воды, кг/м³;

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

R – перепад уровней, м;

S – площадь приливного бассейна, м ².

Очевидно, что места с большими высотами приливов обладают и большими потенциалами приливной энергии.

Зависимость плотности морской воды от солености:

ρ=0,99773 + 0,74541·s + 0,31495·s²

s=0,0096%/1000%=0,0000096,

ρ=0,99773+0,74541·0,0000096+0,31495·0,0000096²=0,998 г/см³·1000=998 кг/м³

Максимально возможная мощность в одном цикле прилив – отлив:

N=P/τ =6,608*10¹³/22350=2,956·10⁹, Вт

В морских просторах приливы чередуются с отливами теоретически через 6 ч 12 мин 30 с. (ч. и мин. переводятся в секунды)

6 ч 12 мин 30 с=6·3600+12 · 60+30=22350c

При одном бассейне и правильном полусуточном цикле приливов ПЭС может вырабатывать электроэнергию четырежды за сутки, поэтому формула примет вид

N_cут = 4 P/τ=4 · 2,956·10⁹ =1,182 10¹⁰,Вт= 1,182 10⁷кВт

За год непрерывной работы приливной станции выработка мощности составила бы:

N _год = N_cут ·8760/24= 1,182 10⁷ · 8760/24=4,316·10¹², кВт·ч

Если станция работает, например, 2300 часов в год, то выработка составит

N ^раб_год = N_cут ·2300/24= 1,182 10⁷·2300/24=1,132·10⁹, кВт·ч

Коэффициент использования установленной мощности

КИУМ= N ^раб год / N год=1,132·10⁹ /4,316·10¹² =0,000262

2) Известно, что приливная волна движется со скоростью

c = (gh)^1/2

где с, м/с - скорость распространения приливной волны

g – ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с²;

h – средняя глубина залива, м.

Определить скорости распространения приливной волны от глубины моря для 10 значений, результаты представить в виде таблицы.

h, м
c, м/с	3,132	4,429	5,425	6,264	7,004	7,672	8,287	8,859	9,396	9,905

График 1- Зависимость скорости распространения приливной волны с, м/с, от глубины моря h=f(c).

ВЫВОД: С увеличением глубины моря скорость распространения приливной волны увеличивается.

Дата добавления: 2015-11-04