Билет 7.

1. P=10⁵Вт; η=0,1; q_з=1,4*10³Вт/м²

P=η*q*S , где S -  площадь солнечной батареи; S=P/(η*q)≈715м²

Стоимость = 715*20тыс$=14.3млн.$

2. За последние 150 лет годовое энергопотребление в мире выросло в 100 раз (рис.1.3) с ежегодным приростом 3 – 5 %. В России с 1913 года добыча угля возросла в 80 раз, добыча нефти – в 270 раз, добыча газа – более чем в 30 тысяч раз Весь исторический отрезок времени в 80 лет можно разбить на три характерных периода: период угля - до 1965 г., период нефти – 1965-1985 гг., период газа – с 1985 г. по настоящее время. Иначе говоря, с начала 60-х годов начался процесс вытеснения угля нефтью, а с начала 80-х – газом. Этому способствовало соответственно открытие и освоение крупнейших в мире Самотлорского месторождения нефти (1965 г.) и природного газа на севере Тюменской области (1975 г.). Высокие затраты топлива и энергии на энергообеспечение России и ее производственных сил, несмотря на более низкие цены энергоносителей в стране по сравнению с мировым рынком, ложатся тяжелым грузом на экономику страны и снижают конкурентоспособность ее производственного потенциала. Удельная энергоемкость России, сформировавшаяся в советский период, была в 5 раз выше, чем в Японии, в 3-4 раза выше, чем в европейских странах. Если не будет обеспечено повышение энергоэффективности и снижение энергоемкости экономики , то Россия в скором времени может столкнутся с жесткими энергетическими ограничениями своего социально-экономического развития.

Билет 8

1. Дано: P_э=1 ГВт = 1000 МВт; η = 33%=0,33; Eу_u235 =8,2*10¹³ Дж/Кг

M_u235/M_u235+M_u238=0,71%; ∆t=3600*24*365=31536*10³ c;

Найти:M_u238; Решение: P_t = P_э / η=1000/0,33=3030 МВт; W_t= P_t*∆t=3030*31536*10³=95563636364 МДж;

M_u235 = 95563636364/8,2*10¹³ = 1165,41 кг; M_u238 = 1165,41*99,29/0,71=162976,8 кг.

Ответ: M_u238 = 162976,8 кг

2. Энергия может передаваться: 1) непрерывно, например, по трубопроводам или линиям электропередачи, либо 2) дискретно, например, при перевозке нефти танкерами или угля железнодорожными вагонами. Существует несколько критериев, которые учитывают при выборе системы передачи энергии: Удельная стоимость доставляемой энергии (рубль/Дж), Географические условия, Желаемая пропускная способность, Технические характеристики, Влияние на окружающую среду, Общественное мнение.

Билет 9.

1. Н=20 м; W=2 м/с; h=10 м; w=250 м; КПД=90%; g=9,8 м/с^2 Рэс=?

Рэс=ро*КПД*H*W*h*w*g=882000000 Вт= 882 МВт.

2. Приведенные затраты учитывают капитальные вложения К руб, которые нужны для создания трубопровода, и эксплуатационные затраты (издержки) Y руб/год, которые нужны для обеспечения непрерывной прокачки жидкости. Для приведения разновременных затрат к одному моменту времени (например, текущему) необходимо задать период τ окупаемости капитальных вложений. В энергетике развитых стран срок окупаемости капиталовложений τ обычно составляет 8-12 лет. Величину 1/τ называют годовым нормативным коэффициентом эффективности капиталовложений. В рассматриваемой задаче капиталовложения пропорциональны массе М труб: К = С_мМ = С_мρlπDδ,

Здесь С_м – цена килограмма труб, руб/кг, ρ - массовая плотность материала труб, кг/м³, δ - толщина стенки трубы, πDδ - площадь поперечного сечения стенки трубы.

Эксплуатационные затраты (издержки) связаны в основном с потерями энергии на преодоление гидравлического сопротивления трубопровода при движении по нему жидкости, что обусловлено трением движущейся жидкости о стенки трубопровода. Вдоль трубопровода через определенные расстояния l_n ставятся насосные станции, которые потребляют электроэнергию мощностью N, Вт, для обеспечения прокачки жидкости. Поэтому издержки можно считать пропорциональными затратам энергии на работу насосов: Y = С_эN, где С_э – стоимость электроэнергии, руб/Дж (1 кВт-час = 3,6.10⁶ Дж).