Dumitru Subiecte (1)

29
SUBIECTE 1. Enumerati pe scurt formele de energie primara si caracterizati pe scurt fiecare forma Energia chimică Energia care se consumă sau se eliberează la combinarea atomilor în molecule se numeşte energie chimică. Acumulările de energie chimică în substanţe, dau valoare energetică acestora în perspectiva unor transformări utile. Combinaţia de hidrocarburi cu cea mai mare valoare energetică este petrolul. Din arderea acestuia rezulta însă şi cea mai mare cantitate de reziduuri nocive mediului, cum sunt CO, CO2, NO, SO2 şi H2S. Energia mecanica Energia mecanică sau lucrul mecanic, reprezintă variaţia de energie cinetică totală intr-un sistem, datorată variaţiei energiei cinetice a moleculelor ce-l compun. Energia cinetică este variabila prin creşterea sau scăderea volumului sistemului, în condiţiile în care numărul de molecule pe niveluri energetice nu se modifică. Energia nucleară Atomul stabil devine instabil atunci când este bombardat cu o altă particulă care, pătrunzând în nucleu, îi modifica raportul iniţial dintre protoni şi neutroni (fuziunea nucleară). Nucleul trece în stare de excitaţie, eliberând energia de legătura dislocată şi energia cinetica a particulei proiectil. Procesul este reversibil în anumite condiţii, date de natura nucleului bombardat, de particula proiectil şi de energia acesteia. Particula proiectil poate fi re-emisă cu aceeaşi energie prin împrăştiere elastica sau, cu energie mai mica prin împrăştiere neelastica (reacţia nucleară în lanţ). Nucleul devenit radioactiv se poate dez-excita prin emisie de radiaţii sau se poate rupe în fragmente (fisiunea nucleară), probabilitatea fiecărui proces fiind dată de secţiunea eficace. Într-un sistem de unde electromagnetice, incident cu alt sistem, cuanta emisă este fotonul. Deplasându- se cu viteza 1 | Page

description

imst

Transcript of Dumitru Subiecte (1)

SUBIECTE

1. Enumerati pe scurt formele de energie primara si caracterizati pe scurt fiecare formaEnergia chimicEnergia care se consum sau se elibereaz la combinarea atomilor n molecule se numete energie chimic.Acumulrile de energie chimic n substane, dau valoare energetic acestora n perspectiva unor transformri utile.Combinaia de hidrocarburi cu cea mai mare valoare energetic este petrolul.Din arderea acestuia rezulta ns i cea mai mare cantitate de reziduuri nocive mediului, cumsunt CO, CO2, NO, SO2 i H2S.

Energia mecanicaEnergia mecanic sau lucrul mecanic, reprezint variaia de energie cinetic total intr-un sistem, datorat variaiei energiei cinetice a moleculelor ce-l compun.Energia cinetic este variabila prin creterea sau scderea volumului sistemului, n condiiile n care numrul de molecule pe niveluri energetice nu se modific.

Energia nuclearAtomul stabil devine instabil atunci cnd este bombardat cu o alt particul care, ptrunznd n nucleu, i modifica raportul iniial dintre protoni i neutroni (fuziunea nuclear).Nucleul trece n stare de excitaie, elibernd energia de legtura dislocat i energia cinetica a particulei proiectil.Procesul este reversibil n anumite condiii, date denatura nucleului bombardat, de particula proiectil i de energia acesteia. Particula proiectil poate fi re-emis cu aceeai energie prin mprtiere elastica sau, cu energie mai mica prin mprtiere neelastica (reacia nuclear n lan).Nucleul devenit radioactiv se poate dez-excita prin emisie de radiaii sau se poate rupe n fragmente (fisiunea nuclear), probabilitatea fiecrui proces fiind dat de seciunea eficace.ntr-un sistem de unde electromagnetice, incident cu alt sistem, cuanta emis este fotonul. Deplasndu- se cu viteza luminii, fotonul se ciocnete de un electron i dac este absorbit de acesta, i modific energia n alt punct i n alt spaiu.

Combustibili fosili cu valoare energeticPetrolul este un amestec de hidrocarburi solide, lichide i gazoase, format n timp ndelungat n subteran, izolat de atmosfer.Densitatea energetic a petrolului este de 42 MJ/kg, respectiv 49 MJ/l, fiind depit doar de hidrogenul lichid cu o densitate energetica de 120MJ/kg.Pentru comparaie amintim ca lemnul are o densitate energetic de 19 MJ/kg, n timp ce prin fisiunea a 1 kg de uraniu 235 se obin 8,81010 kJ, echivalent cuarderea a 3000 t crbune.Gazele naturale, metanul sau gazul de sond, sunt de asemenea constituite n zcminte subterane inegal repartizate geografic.Gazele de sond au un bogat coninut de metan (CH4), etan (C2H6), dioxid de carbon (CO2), azot (N2), hidrogen sulfurat i hidrocarburi saturate.Cu o putere calorifica de 34276 kJ/mc., metanul se distinge cu valoare energetic n conversia termica. Acumulrile de gaz metan n atmosfera sunt alimentate din plin de surse neexploatate cum sunt suprafeele oceanelor i regiunea cu permafrost din nordul Siberiei.

2. Descrieti pe scurt mecanismele de conversie a energiei de la resurse catre formele de energie de la consumatorul final

Conversia energiei presupune transformarea acesteia ntr-o alt form, n cantitate echivalent, evaluabil dup parametrii si specifici.Transformrile energiei se produc cu pierderi raportate la cantitatea de energie rezultat,echivalena transformrii excluznd egalitatea cantitativ.Conform principiului conservrii, suma dintre energia rezultat i pierderi este ns ntotdeauna egal cantitativ cu energia convertit. Pierderile unei conversii sunt de fapt forme de energie rezidual, altele dect cea rezultat pe axa transformrii.Economicitatea funcionrii lanurilor energetice presupune realizarea unor randamente ridicate: dubla conversie a formelor de energiei:o prim conversie operaiilor de transport i distribuiecea de-a doua conversie n conformitate cu necesitile sale

3. Enumerati pe scurt etapele de functionare ale unei centrale electrice de termoficare CTE

Etapele de funcionare ale unei centrale electrice cu combustibil fosil:1.Combustibil i aer pentru ardere n cazanul de abur2.Aburul este livrat ctre turbin, unde rotorul acioneaz generatorul electric.3. Cldura rezidual este preluat de la evacuarea turbinei pentru alimentarea sistemului determoficare.4.Apa condensat se ntoarce la cazan prin rezervoarele i pompele de alimentare.5.n lipsa sistemului de termoficare, cldura este disipat n atmosfer, sau n apa rurilor, mrii etc.

4. Descrieti pe scurt ciclul de functionare ale unei centrale termoelectrice CET

1.Combustibil i aer pentru ardere n cazanul de abur2.Aburul este livrat ctre turbin, unde rotorul acioneaz generatorul electric.3. Cldura rezidual este preluat de la evacuarea turbinei pentru alimentarea sistemului determoficare.4.Apa condensat se ntoarce la cazan prin rezervoarele i pompele de alimentare.5.n lipsa sistemului de termoficare, cldura este disipat n atmosfer, sau n apa rurilor, mrii etc.

5. Care este conditia de baza pe care trebuie sa o indeplineasca locul de amplasare al unei turbine eoliene din punctul de vedere al miscarii maselor de aer

Locul de amplasare trebuie s prezinte o ct mai mare constan n timp cu variaii mici de intensitate, att la un moment dat, ct i ca variaie anual. De obicei, ele sunt amplasate pe dealuri, coline, zone muntoase sau de litoral, unde viteza vntului este mai mare de 4m/s, depind rar 25 m/s. Condiia de baz a amplasrii o constituie numrul de ore pe an ncare vntul bate cu o intensitate medie de 4-7 m/s.

6. Cum variaza viteza vantului in functie de inaltimea de amplasare a unei turbine eoliene

7. Cum influenteaza formele de relief viteza vantului, din perspectiva amplasarii unei turbine eoliene

Pe suprafaa pmntului vegetaia i construciile aflate pe ea sunt factorul de baz, care influeneaz la micorarea vitezei vntului.Cu alte cuvinte, cu ct mai sus cu att viteza vntului e mai mare. La nlimi de circa un kilometru de la suprafaa mrii relieful practic nu influeneaz viteza vntului.n straturile de jos a atmosferei o influen major asupra vitezei o are contactul cu suprafaa pmntului: cu ct relieful este mai complicat, cu att mai mic e viteza vntului. El ncetinete n pduri i orae mari. Dar suprafee precum litoralul mrii practic nu influeneazasupra lui. Cldirile, pdurile i alte bariere nu numai c ncetinesc vntul, dar i formeaz curenii turbuleni de aer.

8. Cum influenteaza densitatea aerului din zona de amplasare a unei turbine eoliene si care sunt parametrii de performanta ai acesteia

Densitatea aerului.Energia vntului depinde de densitatea aerului - cu ct densitatea este mai mare, cu att fora de aciune este mai mare. La presiunea atmosferic normal i temperatura de 15C densitate aerului constituie 1,225 kg/mc. ns cu mrirea umiditii densitatea scade puin. Aceasta este cauza producerii de ctre un generator eolian a unei cantiti mai mari de energie, la aceeai vitez a vntului, pe timp de iarn, cnd densitatea aerului e mai mare, dect vara. Pe suprafeele plasate mai sus de nivelul mrii, n muni, spre exemplu, presiunea atmosferic este mai mic i, corespunztor, este mai mic i densitatea aerului, deci, se produce o cantitate mai mic de energie pe suprafaa elicei.

9. Care este expresia puterii mecanice a arborelui unei turbine eoliene si care sunt semnificatiile termenilor din aceasta expresie

10. Care este coeficientul de putere al unei turbine si care sunt limitele acestuia

Coeficientul de putere a fost introdus n cadrul teoriei lui Betz. Limita lui Betz indic energiamaxim ce poate fi recuperat, chiar i de cele mai performante eoliene - bipale sau tripale, cu ax orizontal.Aceasta nu poate fi dect 59% din energia vntului, ceea ce nseamn c Cp,max (teoretic) este 0,59. Pentru o eolian real, Cp este cel mult 0,3 0,4.

11. Cum se defineste raportul de viteze al unei eoliene si care este expresia sa de calcul

12. Enumerati toti parametrii care determina performantele unei turbine eoliene

n concluzie, parametrii ce determin performanele unei turbine eoliene sunt: Randamentul aeromotorului Densitatea aerului Numarul de pale Diamentrul palelor Pasul elicei Suprafata acoperita Inclinarea palelor Inaltimea pilonului Viteza nominala a vantului Turatia nominala a rotorului

13. Descrieti pe scurt constructia, modul de functionare si caracteristicile turbinei eoliene Savonius

Turbina Savonius, brevetat n 1929, poart numele inventatorului finlandez i este o turbin pasiv cu ax vertical.Se compune din dou pale de form semicilindric, fixat pe nlime de axul rotitor.Palele opun rezisten curentului de aer care, mpingndu-le, produce micarea de rotaie aturbinei. Rotorul lui Savonius n cazul cruia, funcionarea se bazeaz pe principiultraciunii difereniale. Eforturile exercitate de vnt asupra fiecreia din feele unicorp curbat au intensiti diferite. Rezult un cuplu care determin rotirea ansamblului.Turbina Savonius poate fi construit dintr-un ansamblu de profile semicirculare, amplasate diametral fa de axul de rotaie.Turbina Savonius demareaz la viteze sczute ale vntului i dezvolt un cuplu relativ ridicat (care variaz sinusoidal n timpul rotaiei). Are avantajul integrrii n spaiul construit fra altera estetica acestuia, i are un zgomot redus n funcionare.

14. Descrieti pe scurt constructia, modul de functionare si caracteristicile turbinei eoliene Darrieus

15. Care sunt principalele elemente componente ale nacelei unei centrale eoliene cu ax orizontal. Ce rol functional au fiecare dintrea acestea

1. Pale2. Butuc3. Arbore primar4. Multiplicator5. Frana6. Arbore secundar7. Generator8. Sistem de comanda9. Sistem de orientare10. Pilon

Pala unei turbine este o parte component a rotorului n care se realizeaz schimbul de energie ntre turbin i aerul n micare.Multiplicatorul mecanic de vitez permite transformarea puterii mecanice, caracterizat de cuplu mare i vitez mic specific turbinei eoliene, n putere de vitez mai ridicat, dar cuplu mai mic.Sistemul de orientare a nacelei este constituit dintr-o coroan dinat (cremalier) echipat cu un motor. El asigur orientare eolienei i "blocarea" acesteia pe axa vntului, cu ajutorul unei frne. Generatorul electric asigur producerea energiei electrice. Generatorul poate fi de curent continuu sau de curent alternativ.

16. Care sunt principalele elemente componente ale sistemului turbinei eoliene propriu-zise (sistemul de conversie a energiei cinetice a vantului in energie mecanica) a unei centrale eoliene cu ax orizontal. Ce sisteme de control poate avea ansamblul turbinei pentru limitarea efectelor vantului prea puternic

Partile componente principale ale uneiturbine eolieneSistemul este compus din:1. Pale - Forma si conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de rotatie necesara. Acest design este propriu fiecarui tip de generator electric.2. Nacela - Contine generatorul electric asigurand si o protectie mecanica3. Pilon - Asigura strucura de sustinere si rezistenta a asamblului superior.4. Fundatie - Asigura rezistenta mecanica a generatorului eolian.

17. Ce reprezinta diagrama de putere a unei turbine eoliene si care este scopul trasarii acesteia

18. Clasificati sursele de energie regenerabila in functie de originea acestora

n funcie de origine, sursele regenerabile de energie (SRE) se mai pot clasifica n dou grupe:1. Prima (SRE solare) include energia solar i derivatele acesteia eolian, hidraulic,energia biomasei, valurilor maritime i termic a oceanului planetar.2. A doua grup de SRE nu sunt de origine solar (SRE non-solare) i include doar doutipuri de energii - geotermal i energia mareelor.

19. Enumerati tipurile posibile de conversie a energiei solare in functie de forma de energie finala care rezulta din conversie

Principalele forme ale energiei solare1. Conversie directa a. Solara termicab. Solara fotovoltaica2. Conversie indirectaa. Biomasab. Eolianac. Hidrod. Energia valurilor

20. Ce reprezinta iluminarea (iradiatia) si care este unitatea masura a acesteia

Iradiaie (iluminare), se msoar n W/m2 i prezint densitatea de putere instantanee a radiaiei solare. De exemplu, iradiaia egal de 1000 W/m2 nseamn c n fiecare secund pe un metru ptrat de suprafa cade un flux de energie egal cu 1000 J.

21. Care sunt sistemele de conversie termica a energiei solare si prin ce se caracterizeaza fiecare

Din punct de vedere tehnologic se ntlnesc dou sisteme de conversie termic a energiei solare:1.Sisteme pasive2.Sisteme active

Sistemele pasive se deosebesc prin urmtoarele dou particulariti distincte:1. Procesele de colectare, stocare i folosire a energiei sunt integrate n structura cldirii. Altfel spus, razele solare nclzesc nemijlocit consumatorul de cldur;2. Sistemele pasive nu necesit energie mecanic pentru transportul energiei termice ctre consumator sau rezervorul pentru stocare. Micarea fluxurilor de aer are loc n virtuteadiferenelor de temperatur ntre diferite straturi.

Sistemele active de conversie a energiei solare sunt dotate cu colectoare solare speciale, n care radiaia solar este transformat n cldur, apoi prin intermediul unui agent intermediar de transport (comun denumit agent termic, de obicei ap sau aer) este transportat la locul de consum sau stocat n rezervor.

22. Care este structura si modul de functionare al unui colector plan

Colectorii solari plani, reprezint cea mai simplsoluie tehnic de realizare a colectorilor solari, oasemenea construcie fiind prezentat n figuraalturat.Agentul termic circul prin serpentina din cupru, care este fixat nedemontabil, sub o folie realizat tot dintr-un material bun conductor termic, acoperit cu un material absorbant.Acest ansamblu, se monteaz ntr-o carcas acoperit cu un panou de sticl solar, caracterizat prin coninut sczut de fier, pentru creterea capacitii de transfer a radiaiei termice.Rezistena mecanic a sticlei, trebuie s fie suficient de ridicat, pentru a face fa solicitrilor la care aceasta ar putea fi supus n timpul exploatrii, de exemplu cderilor de grindin.Partea inferioara a carcasei panoului solar este izolata termic pentru reducerea pierderilor prin convectie in mediul ambiant. Avantajul acestui tip de colectori solari este ca prezinta un randament termic suficient de ridicat daca radiatia solara este intensa in conditiile unor costuri relativ reduse ale investitiei.Dezavantajul principal il reprezinta pierderile prin convectie relativ ridicte la diferente mari de temperatura intre agentul termic si mediu ambiant.

23. Care este structura si modul de functionare al unui colector solar cu tuburi vidate

Avantajul acestor tipuri de colectoare cu tuburi vidate, este acela c n cazul spargerii accidentale a unui tub, agentul termic din instalaie nu se pierde, fenomen carear genera mari neplceri, datorit volumului relativ mare de agent termic care ar putea produce pagube, mai ales dac ar intra n contact cu elementele constructive aleimobilului pe care l deservete.Componentele principale ale unui sistem solar termic sunt tuburile colectoare. Construite integral din sticl de borosilicat, acestea au o structura asemntoare unui termos alungit, fiind compuse din doua camere, sau tuburi, poziionate una n interiorul celeilalte.Tubul exterior este transparent, permind trecerea luminii i reducnd, n acelai timp, la minim, reflexiile. Tubul interior este acoperit cu un strat selectiv al lungimilor de und, cu un raport crescut de absorbie a radiaiilor solare ultimul strat de cupru, pentru convertireaunei cantiti cat mai mari de energie solar, n cldur. Spaiul dintre tuburi este vidat, pentru a nltura transferul de cldur prin contact direct (n vid, transferul de cldur poate fi realizat numai prin radiaie termic; prezena aerului n acest spaiu ar duce la pierderi nsemnate de cldur, prin nclzirea aerului).

24. Care este structura si modul de functionare al unui colector solar cu tuburi termice

n interiorul unui tub de sticl cu perei dubli, ntre care se realizeaz vid, pentrudiminuarea pierderilor termice n mediul ambiant, se monteaz un tub termic etan,ncrcat cu o substan care vaporizeaz sub aciunea radiaiei solare.Vaporii astfel formai, se ridic n partea superioar a tubului termic, denumit condensator,care se gsete n contact termic cu agentul termic din instalaia solar.Acest agent, rcete captul superior al tubului termic i determin astfel condensarea vaporilor din tubul termic, astfel nct captul superior al tubului termic, poart denumirea de condensator.Cldura latent de condensare a agentului din tubul termic, contribuie la nclzirea agentuluitermic din instalaia solar, care curge prin conducta colectoare, n care se monteaz maimulte tuburi termice.Pentru a diminua pierderile termice, conducta colectoare se izoleaz termic.Aceast substan, n anumite condiii de presiune, fierbe la o temperatura joas (25...30C ), trecnd din faza lichid n faz gazoas.Pentru a trece n faz gazoas, fluidul absoarbe o anumit cantitate de cldur numit cldur latent de vaporizare. Aceast cantitate de cldur va fi cedat la trecerea invers din faza gazoas n faza lichid.Avantajul acestor tipuri de colectori, este reprezentat de randamentul termic cel mai ridicat, n condiii caracterizate prin radiaie solar nu foarte intens, ceea ce recomand utilizarea acestor echipamente n zone cu intensitate moderat a radiaiei solare.Dezavantajul acestor colectori, este reprezentat de costul ridicat i de necesitatea asigurrii unui contact termic foarte bun ntre condensator i agentul termic din conducta colectoare a instalaiei solare.

25. Enumerati principalele tipuri de captoare solare cu concentrare si descrieti principiul de functionare al unuia dintre acestea

Captator solarcu concentrator cilindro-parabolicn figura anterioar este prezentat schema constructiv a concentratorului cu trei oglinzi cilindro-parabolice reflectoare 1 (au forma unui jgheab).Receptorul de radiaie solar 2 prezint o conduct princare circul lichidul ce constituie agentul termic, deobicei, ap. Acesta este montat n focarul cilindrului parabolic, care prezint o linie ce intersecteaz focarul optic F al parabolei.Temperatura receptorului atinge valori de 400 500C i este ndeajuns pentru obinerea aburului i generrii energiei electrice.

Captator solarcu concentrator parabolicConcentratorul solar cu oglind.paraboloidal ceservete ca reflector este prezentat alturat.n focarul paraboloidului este montat receptorul 2.Dintre toate tipurile de concentratori cu reflexie,forma ideal pentru obinerea unui raport de concentraremaxim o are paraboloidul de revoluie.n cazul acestuia, pentru ca radiaia solar s fiepermanent focalizat n receptor este necesarurmrirea continu a Soarelui, ceea ce se asigurprin micarea ansamblului concentrator-receptor n jurula dou axe de rotaie.

Captator solarcu concentrator cu heliostateConcentratorul cu heliostate (prezentat n figuraanterioar) este un echivalent al concentratoruluiparaboloidal de dimensiuni foarte mari.Heliostatele 1, care prezint reflectoare de form plani au dimensiuni mici, sunt amplasate n jurul turnuluicentral pe ntreaga circumferin formnd, aa numitul,cmp de heliostate.Reflectorul 2 este montat pe turn n focarulparaboloidului. Fiecare heliostat este telecomandat iurmrete cele dou coordonate ale traiectorieisoarelui.

26. Ce este celula fotovoltaica, ce tip de energie capteaza aceasta si care sunt materialele din care este realizata o celula fotovolatica

Celula fotovoltaic este un dispozitiv electronic, funcionarea cruia se datoreaz purttorilor de sarcin minoritari. Ca material iniial pentru fabricare se utilizeaz semiconductor, de obicei siliciu cristalin sau policristalin, pe suprafaa cruia prin diverse metode tehnologice se formeaz straturi, care conin impuriti pentru a obine jonciunea p-n.

27. Cum se defineste randamentul energetic al unei celule fotovoltaice si care este semnificatia parametrilor de care depinde acesta

28. Cum influenteaza temperatura eficienta conversiei energetice a unei celule fotovoltaice

Temperatura este un parametru important, deoarece celulele sunt expuse radiaiei solare,fiind posibil nclzirea lor. n plus, o parte din energia absorbit nu esteconvertit n energie electric: se disip sub form de cldur.Din aceste motive, temperatura celulelor este ntotdeauna mai ridicat dect a mediuluiambiant. Se poate observa c temperatura celulei are o importan foarte mare asupra performanelor electrice. Cu ct temperatura este mai mic, cu att celula este mai eficient.Fiecare grad de nclzire a celulei, determin o pierdere a randamentului de ordinul a 0,5 %. n mod empiric, s-a constatat c fotocurentul crete puin cu temperatura (de ordinul a 0,05%/K, n cazul celulelor cu siliciu).

29. Cum se conecteaza celulele fotovoltaice si care sunt avantajele si dezavantajele fiecarui tip de conectare

Conexiunea serie a celulelor i modulelor are totui un dezavantaj major: fragila legtur determin performana ntregului ir. Chiar dac numai o celul este parial umbrit, aceast celul determin curentul total i prin urmare puterea de ieire a ntregului ir.Dac sistemul trebuie s produc cureni mari, modulele sau irurile pot fi conectate n paralel. Ca i conexiunile n serie, se pune ntrebarea cum afecteaz umbrirea, performana unei singure celule sau a unui singur modul. n general, efectul asupra produciei de energie este ceva mai sczut fa de cea a unui sistem cu acelai numr de celule conectate n serie.Conectarea in paralel determina cresterea curentului debitat, tensiunea la bornele ansamblului fiind aceeasi. Cea mai mare parte a modulelor comercilizate sunt compuse din 36 de celule de siliciu cristalin conectate in serie pentru aplicatii de 12V.

30. Cum se defineste un zacamat geotermal si care sunt parametrii ce il caracterizeaza

Un zcmnt sau sistem geotermal, poate fi definit ca fiind zona de extensie limitat n interiorul crustei terestre, n care un flux termic ridicat a nclzit apa coninut ntr-o structur rezervor de roci permeabile, rezultnd un fluid geotermal cu caracteristici fizico-chimice i energetice specifice.Un sistem geotermal se caracterizeaz, prin coexistena a trei elemente: o surs de cldur, o structur de roci rezervor (permeabile) i un fluid purttor.

31. Care este modalitatea de exploatare a energiei geotermale de potential scazut

Exploatarea energiei geotermale de potenial termic sczut necesit echipamente special concepute pentru ridicarea temperaturii pn la un nivel care s permit nclzirea i/sau prepararea apei calde, ceea ce reprezint un dezavantaj fa de energia geotermal de potenial termic ridicat.Echipamentele menionate, poart denumirea de pompe de cldur i au acelai principiu defuncionare ca al mainilor frigorifice, funcionnd cu energie electric.

32. Care este modalitatea de exploatare a energiei geotermale al unei pompe de caldura

Pompele de cldur, pot s absoarb cldura din sol, de la diferite adncimi, din apa freatic, din apele de suprafa (dar numai cu condiia s nu existe pericolul ca apa s nghee), sau chiar din aer (dar numai n perioadele n care temperatura aerului este suficient de mare, pentru a permite funcionarea pompelor de cldur, cu o eficien ridicat).Indiferent de sursa de cldur, pompele de cldur utilizeaz indirect, energia solar acumulat n sol, ap sau aer.Funcionarea pompei de cldur este similar cu cea a unui frigider. Este aceeai tehnologie, dar cu aplicabilitate invers. n timp ce la frigider se extrage cldura din alimente, pompade cldur o extrage din mediul nconjurtor. Aadar, att instalaiile frigorifice, ct i pompele de cldur, sunt maini termice care au rolul de a prelua cldur de la un mediu avnd temperatura mai sczut i de a o ceda unui mediu avnd temperatura mai ridicat,respectnd principiul al doilea al termodinamicii: cldura nu poate trece niciodat de la sine de la un corp cu temperatura mai joasa la unul cu temperatura mai nalt".Principiul de funcionare al pompelor de cldurMediul cu temperatura mai sczut, de la care se preia cldur este denumit sursa rece, iar mediul cu temperatura mai ridicat, cruia i se cedeaz cldur, este denumit sursa cald.Deoarece au capacitate termic infinit, temperaturile surselor de cldur rmn constante chiar dac acestea schimb cldurn cazul instalaiilor frigorifice, sursa rece se gsete sub temperatura mediului ambiant, iarprocesul de coborre a temperaturii sub aceast valoare, este denumit rcire artificial.Agentul de lucru, care evolueaz n aceste instalaii, este denumit agent frigorific.Pentru a se realiza un transfer termic eficient, t este limitat la cel mult cteva grade. Schimbul de cldur la diferene finite de temperatur este nsoit de ireversibiliti de natur intern i cu ct diferenele de temperatur sunt mai mari, cu att transferul termic este mai puin eficient. Din aceast perspectiv este preferabil varianta cu schimbarea strii de agregare, creia i corespunde o temperatur constant a agentului frigorific i o diferen de temperatur constant, care poate s fie micorat prin soluii tehnologice.Elementul esenial in procesul de captare i cedare a energiei este agentul frigorific din circuitul interior al pompei de cldur. Acesta are proprietatea de a trece din stare lichid n stare de vapori reci la temperaturi sczute.Agentul frigorific lichid intr in vaporizator unde se produce transferul de cldur de la sursa de energie la agentul frigorific. La ieirea din vaporizator agentul frigorific este in stare de vapori reci.Vaporii reci de agent frigorific intr n compresor unde, cu ajutorul energiei electrice, seproduce creterea de presiune i temperatura a acestora. Vaporii fierbini de agentfrigorific intr n condensator unde se produce transferul de cldur de la vaporii fierbini laagentul termic din circuitul nchis al sistemului de nclzire.La ieirea din condensator, n urma cedrii cldurii, agentul frigorific este in stare lichid.Agentul frigorific lichid intr n ventilul de expansiune unde temperatura i presiunea acestuia scad. Din acest moment ciclul se repet iar pompa de caldura "pompeaz" cldura dinspresursa rece spre agentul termic - bineneles prin intermediul agentului frigorific i cu aportulcompresorului.

33. Care este semnificatia coeficientului de performanta al unei pompe de caldura si cu ce relatii se determina acesta

34. Care sunt principalele tipuri de pompe de caldura si prin ce se caracterizeaza fiecare dintre acesteaPompa de cldur sol-apCldura poate fi preluat cu ajutorul unor circuite intermediare plasate n sol, care absorb cldur i o transmit vaporizatorului pompei de cldur. Este posibil i amplasarea direct n sol a vaporizatorului pompei de cldur.Circuitele intermediare de preluare a cldurii din sol, sunt compuse din schimbtoare de cldur, denumite colectori, pompe de circulare a agentului intermediar din aceste circuite, vas de expansiune, sistem de distribuie a agentului intermediar n colectori,dispozitive de aerisire, etc.

Pompa de cldur sol-apExist dou tipuri de colectori care pot fi utilizai n circuitele intermediare de preluare a cldurii din sol. Utilizarea unor colectori metalici n sol, care s reduc suprafaa de schimb de cldur, nu esteposibil, datorit corozivitii ridicate a solului, care ar distruge relativ rapid colectorii, iarnlocuirea acestora ar reprezenta o operaie extrem de complex i costisitoare.Sistemul pompei de cldur ap-ap este numit i sistem de captare cu bucl deschisa. Viteza de curgere a apei prin vaporizator nu trebuie s depeasc 0,8m/s.Un astfel de sistem ap-ap poate ajunge uor la un coeficient de performan, COP=5, i chiar l poate depi dac este bine realizat i corect dimensionat. Cu toate acestea, pn la ora actual, cel puin n Europa, nu este cea mai rspndit PDC.

Pompa de cldur ap-apaApa freatic trebuie s se gseasc la adncimi relativ reduse, care s permit obinerea autorizaiei de foraj, adic maxim 5070 m.Se recomand totui ca adncimea de la care este preluat apa freatic, n cazul locuinelor familiale, s nu depeasc 15 m, pentru c la adncimi mai mari cresc mult costurile pentru realizarea celor dou foraje, precum i costurile de exploatare datorate nlimii ridicate de pompare a apei freatice.

Pompa de cldur aer-apaCu toate ca pompa de cldur aer ap are cel mai sczut coeficient de performan dintre toate PDC la care facem referire, ea este, alturi de PDC sol-ap, una dintre cele mai vndute PDC din Europa. Sistemul aer ap este un sistem relativ simplu de montat i nu necesit lucrri speciale de amenajare (spturi, foraje, etc.)Dezavantajul major al sistemului este faptul c nu poate funciona monovalent la temperaturi foarte sczute (ncepnd de la cca. -15C).Aerul reprezint o surs de cldur gratuit, disponibil n cantiti nelimitate. n pompele decldur, se poate utiliza ca surs de cldur doar aerul exterior, care este circulat prin tubulaturi cu ajutorul unui ventilator..

35. Descrieti principalele modalitati de exploatare a energiei geotermale de potential ridicat

1. Utilizarea direct pentru nclzire Rezervoarele geotermale putin adanci cu temperatura joasa (15-150 grade C) sunt utilizate direct in statiuni balneare, sere, ferme piscicole si pentru sisteme de incalzire a locuintelor, scolilor si birourilor.2. Centralele electrice geotermaleCu ajutorul tehnologiilor moderne, se poate fora pana la o adncime de peste 3,8 km pentru aputea utiliza rezervoarele geotermale. Apa fierbinte i aburul la temperaturi cuprinse ntre 120-370C se ridic n mod natural (sau sunt pompate) i pot fi utilizate pentru a generaelectricitate n centralele electrice geotermale. n centralele electrice geotermale aburul,cldur sau apa fierbinte de la rezervoarele geotermale asigura fora care rotete turbinelegeneratoarelor si produce electricitate. Apa geotermal utilizat este apoi trimisnapoi n rezervorul din pmnt printr-o sonda de injecie pentru a fi renclzit, pentrumeninerea presiunii i a funcionalitii rezervorului.

3. nclzire/TermoficareCea mai veche i mai comun utilizare a apei geotermale, n afara de bile termale calde, estenclzirea individual a cldirilor i uneori a unor ntregi cartiere comerciale i rezideniale.Un sistem geotermal de termoficare asigur nclzirea prin pomparea apei geotermale deobicei la 60C sau i mai cald de la una sau mai multe sonde de foraj dintr-un rezervorgeotermal. Ap geotermal este trecut printr-un schimbtor de cldur unde se transfer cldura ctre apa din alte conducte (separate de cele de la geotermal), care estepompat n cldiri. Dup trecerea prin schimbtorul de cldur, apa geotermal este injectat napoi n rezervor unde ea se poate renclzi i poate fi din nou utilizat.Utilizarea economic a apei geotermale se poate realiza atunci cnd agentul termic extras la suprafa asigur o alimentare a sistemului la debit constant, iar variaia necesarului de energie la consumator n diferite perioade ale anului nu este mare.

36. Descrieti pe scurt caracteristicile energiei hidraulice ca sursa regenerabila de energie

n natur, apa evaporat cade napoi sub form de precipitaii i se infiltreaz n straturile superioare ale scoarei pmntului sau n albiile cursurilor de ap.Aceste mase tind s coboare apoi spre nivelul mrilor i oceanelor, producnd n drumul lor, un lucru mecanic necesar pentru nvingerea rezistenelor care se opun micrii apei n albiile naturale ale acestora. Orice cantitate de ap care este situat la un nivel terestru superior reprezint o surs de energie hidraulic.Energia hidraulic din natur este format din energia potenial i energia cinetic. Aceast energie poate fi transformat n cea mai mare parte n energie electric cu ajutorul turbinelor hidraulice amplasate n uzinele hidroelectrice.Aadar, hidroenergia utilizeaz energia cinetic sau potenial a apei, convertit n energie mecanic de rotaie. Aceasta este convertit n energie electric.Descoperirea electricitii, a fost urmat, printre altele i de aplicaii n conversia hidroelectric. Specific acesteia este fluxul hidromecanic prin care energia apei este transformat n energie mecanic.Turbinele uzuale pentru sistemele hidroenergetice au un randament mai mare de 90%. mpreun cu dispozitivele periferice, sistemele hidroenergetice pot avea un randament total n jur de 85% i 5000 de ore de funcionare la sarcin maxim.

37. Ce obiective hidrotehnice cuprinde de regula o amenajare hidroelectrica

O amenajare hidroelectric cuprinde n cazul cel mai general, urmtoarele obiective hidrotehnice:-barajul de acumulare, prevzut cu decrctor de ape mari i o golire de fund;-priza de ap situat n corpul barajului, pe versanisau chiar n acumulare, n funcie de tipul de baraj;-aduciunea, n care scurgerea se poate face sub presiune (galerii sau conducte) sau cu nivel liber (canal sau galerii);-castelul de echilibru (n cazul aduciunilor subpresiune) sau camera de ncrcare (n cazul canalelor).-casa vanelor;-conducta sau galeria forat;-cldirea centralei (de suprafa sau n subteran);-canalul sau galeria de fug.

38. Care sunt cele mai importante marimi hidraulice la dimensionarea unei amenajari hidroenergetice

39. Enumerati schemele principale de amenajare a cursurilor de apa in cazul utilizarii energiei hidro si descrieti la alegere una din ele

Centralele hidroelectrice au fost amenajate n forme variate, tipul acestora depinznd de muli factori, cum ar fi:-configuraia topografic local care difer de la un ru laaltul, sau chiar i pe acelai ru de la un sector la altul;-mrimea cursului de ap (debit, bazin de recepie): fluvii, ruri mari, praie, etc.;-condiii geologice;-materialele de construcii disponibile;-scopul urmrit (energetic, complex energetic i alte folosine).-concepia inginerului proiectant i a arhitectului.

40. Care sunt tipurile de turbine hidraulice si prin ce se caracterizeaza fiecare tip

Amenajri tip baraj, la care ntreaga cdere a segmentului de ru se concentreaz de baraj, centrala fiind situat la baza acestuia.n cazul fluviilor, unde cderea este mic, centrala se amplaseaz n acelai front cu barajul, amenajarea denumindu-se pe firul apei sau fluvial, barajul realiznd o acumulare minim.Amenajri n derivaie, la care cderea este realizat n ntregime de aduciune.Amenajri cu baraj i derivaie sau mixt, unde barajul i aduciunea concur la realizareacderii.Varianta mixt, cu central subteran

41. Care este modalitatea de producere a biogazului ca sursa de energie regenerabila

Prin termenul de biogaz se intelege produsul gazos ce rezulta in cursul fermentarii anaerobe a materiilor organice de diferite proveniente.Procesul de producere a biogazului, fermentarea anaeroba, are loc la temperaturi intre 20-40 grade C in prezenta a 2 specii de bacterii: Bacilus cellulosae methanicus (produce metan) Bacilus cellulosae hidrogenicus (produce hidrogen)

42. Care sunt factorii care influenteaza eficienta productiei de biogaz

Temperatura Presiunea Agitarea Hranirea bacteriilor Suprafata de actiune a bacteriilor Substantele care incetinesc procesul de fermentare

43. Enumerati principalele tipuri constructive de fermentatoare si descrieti la alegere principiul de functionare al unuia dintre acestea

Laguna acoperita Fermentatoare cu agitare Fermentatoare cu deplasare Fermentatoare in substrat solid

Fermentatoarele cu deplasare (cu curgere de tip piston, sau plug-flow) se preteaz pentru dejecii care conin ntre 11 i 40% solide. O instalaie tipic plug-flow include un sistem de colectare a dejeciilor, un bazin pentru omogenizare i fermentatorul ca atare. n bazinul de omogenizare se ajusteaz proporia de solide n dejecii prin adaos de ap. Fermentatorul este un bazin rectangular, lung, de obicei sub nivelul solului, acoperit ermetic cu un material impermeabil. Materialul pompat n fermentator mpinge materialul existent spre captul opus (curgere tip piston). Pe msur ce solidele din dejecii sunt descompuse, formeaz un material vscos, limitnd separarea solidelor n rezervor i constituind pistonul care mpinge lichidul. Timpul mediu de retenie a dejeciilor n fermentator este de 20-30 zile. Un astfel de model de fermentator necesit un minim de lucrri de ntreinere. Cldura degajat de motorul-generator care transform gazul n electricitate, poate fi folosit pentru a nclzi fermentatorul. n interiorul acestuia un sistem de conducte permite circularea apei calde pentru a menine temperatura ntre 25-40C, temperatura optim pentru bacteriile metanogene. Majoritatea staiilor de biogaz din lume lucreaz pe principiul cu trecere continu. Acest proces se distinge prin faptul c fermentatorul este ntotdeauna plin fiind golit doar pentru reparaii sau pentru ndeprtarea depunerilor. Dintr-un dozator, sau alte guri de alimentare, calculatorul dozeaz substraturile dup o reet fix, de mai multe ori pe zi n fermentator. Prin ridicarea nivelului n fermentator, la deversarea lui curge prin cdere liber, aceaai cantitate de material descompus n bazinul de stocare a nmolului de fermentare. Avantajul acestui proces const ntr-o producie de gaz constant, ncrcare volumetric optim i posibilitatea construirii compacte a instalaiei. 1 | Page