Politechnika Rzeszowska

Elektrotechnika, Elektroenergetyka

Rok ak. 2011/12, sem. letni

Zadania zaliczeniowe, seria 1.1

101

Dom mieszkalny, powierzchnia 250 m², wolnostojący.

1. Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

1. piecem węglowym,

2. piecem gazowym,

3. piecem olejowym,

4. elektrycznie

2. W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 10 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia dobowego zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

102.

1.

Całkowita konsumpcja roczna energii w Polsce wynosi około 90 milionów ton o.e. Przeliczyć tę wartość na ilość paliwa umownego. Jaką część tej konsumpcji stanowi zużycie w formie energii elektrycznej ? Jaka jest ilość węgla zużytego do produkcji tej ilości energii elektrycznej, zakładając, że 95 % pochodzi z elektrowni węglowych ? Jaka jest wartość (po aktualnych cenach detalicznych) tej ilości węgla ? Jaka jest ilość węgla równoważnego typowemu przeciętnemu miesięcznemu zużyciu energii elektrycznej w lokalu mieszkalnym ?

2.

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 14 metrów. Średni dopływ wody wynosi 8 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 300 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

103.

1)

Polska zużywa około 12 miliardów m³ gazu rocznie. Obliczyć równoważną energetycznie ilość: a) węgla, b) ropy.

2)

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 12 metrów. Średni dopływ wody wynosi 8 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 150 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

104.

1)

Obliczyć wartość (PLN) jednostki energii (dżul), zawartej: a) w ropie, b) w gazie.

Przyjąć aktualną (marzec 2012 r.) cenę ropy na giełdach ………. USD/ baryłka oraz cenę gazu w Polsce ……. / 1000 m³

2)

Koryto strumienia ma szerokość 3,5 m i głębokość 1,2 m, prędkość przepływu wody 1 m/s.

Obliczyć teoretycznie możliwą do uzyskania na tym strumieniu moc generatora elektrycznego. Zastąpić przekrój strumienia półelipsą (pole elipsy = π.a.b , gdzie a, b są to półosie elipsy).

105.

1)

Zużycie gazu w Polsce zależy od okresu roku i temperatury i wynosi w przybliżeniu:

a) surowa zima (duże mrozy) - około 70 mln m³/dzień, b) zima przeciętna - około 50 mln m³/dzień, c) zima łagodna - około 40 mln m³/dzień, d) lato - około 20 mln m³/dzień.

Przeliczyć podane wartości dziennego zużycia gazu na równoważne ilości energii elektrycznej oraz ilości zapotrzebowania umownego węgla na jej wytworzenie.

2)

Koryto strumienia ma szerokość 4,5 m, prędkość przepływu wody 1,2 m/s, mozlilwość spiętrzenia d0 10 m

Obliczyć teoretycznie możliwą do uzyskania na tym strumieniu moc generatora elektrycznego. Zastąpić przekrój strumienia półkołem.

106.

Dom mieszkalny, powierzchnia 150 m², wolnostojący.

1. Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

5. piecem węglowym,

6. piecem gazowym,

7. piecem olejowym,

8. elektrycznie

2. W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 6 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia dobowego zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

107.

1)

Przeliczyć potencjał energetyczny wodny Norwegii na równoważną ilość: 1) węgla, 2) gazu ziemnego.

2)

Zbiornik wodny o różnicy poziomów 10 metrów jest zasilany ciekiem wodnym o średnim natężeniu dopływu 2,5 m³ / s. Przyjąwszy założenie, że wykorzystać można 0,4 tego dopływu jako przepływ w turbinie, obliczyć moc elektryczną, jaką można uzyskać w elektrowni, zbudowanej poniżej tego zbiornika. Dobrać rodzaj turbiny, przyjąć 24 pary biegunów generatora.

108.

1)

Obliczyć ilość energii zawartej w 1 tonie ropy i wyrazić ją w jednostkach fizycznych i elektrycznych

2)

Jest do dyspozycji ciek wodny o przepływie 3,5 m³ / s. Zakładając, że można wykorzystać 75 % tej wartości w turbinie wodnej, obliczyć, na jaką wysokość należy spiętrzyć wodę, aby uzyskać moc elektrowni wodnej równą 200 kW. Dobrać turbinę, przyjmując, że generator ma 24 pary biegunów.

109.

1)

Obliczyć wartość (PLN) jednostki energii (dżul), zawartej: a) w ropie, b) w gazie.

Przyjąć aktualną (marzec 2012 r.) cenę ropy na giełdach ………. USD/ baryłka oraz cenę gazu …PLN / 1 m³

2)

Opracować program do obliczania energii uzyskiwanej z pracy elektrowni wiatrowej w ciągu roku przy następujących danych:

• średnica wiatraka

• rozkład prędkości wiatru w ciągu roku na określonej wysokości: zakresy prędkości i udziały czasowe w roku podane tabelarycznie

• zależność prędkości wiatru od wysokości,

• wysokość zainstalowania turbiny wiatrowej

110.

1)

Założenie: moc źródła ogrzewania obiektu mieszkalnego o przeciętnej charakterystyce cieplnej (niemodernizowana konstrukcja) ma wynosić około 0,1 kW / m² powierzchni użytkowej.

Obliczyć ilość dziennego zapotrzebowania energii na ogrzewania mieszkania o powierzchni 90 m² jeśli źródłem ciepła są (wyłącznie): a) grzejniki elektryczne, b) piec węglowy, c) piec gazowy, d) piec opalany ropą. Obliczyć koszty dziennego ogrzewania tymi sposobami.

2)

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 9 metrów. Średni dopływ wody wynosi 8 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 150 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

111.

Dom mieszkalny, powierzchnia 180 m², wolnostojący.

• Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

1. piecem węglowym,

2. piecem gazowym,

3. piecem olejowym,

4. elektrycznie

• W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 8 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia dobowego zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

112.

1)

Przeliczyć potencjał energetyczny wodny Polski na równoważną ilość: 1) węgla, 2) gazu ziemnego.

2)

Dane:

• "przełyk" turbiny wodnej 95 [m³/s]

• dwa hydrozespoły

• wysokość spadu wody 25 m

• liczba par biegunów generatora 16

Obliczyć moc elektrowni oraz dobrać rodzaj turbiny. W razie konieczności spowodować realna korektę.

113.

1)

Cena baryłki ropy wynosi obecnie ….. USD. Obliczyć wartość jednego dżula energii zawartej w ropie i przeliczyć na wartość równoważnej ilości węgla po aktualnej cenie detalicznej w kraju, wynoszącej …………..PLN / tonę..

2)

W pobliżu budynku mieszkalnego o powierzchni użytkowej 130 m² istnieje strumień, możliwy do wykorzystania energetycznego.

Średnia prędkość 0,5 [m/s], szerokość koryta 0,8 [m], możliwość spiętrzenia do 6 [m], koryto półkoliste.

Obliczyć możliwą do uzyskania moc elektryczną, dobrać rodzaj turbiny.

Czy moc uzyskana z tej elektrowni wystarczy na pokrycie zapotrzebowania na moc grzejną dla budynku, jeśli przyjmie się wskaźnik 0,09 kW/m²

114.

Dom mieszkalny, powierzchnia 280 m², wolnostojący.

1. Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

1. piecem węglowym,

2. piecem gazowym,

3. piecem olejowym,

4. elektrycznie

2. W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 8 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia połowy zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

115.

1)

W tablicy podane są zasoby energii wodnej w poszczególnych kontynentach świata.

Uzupełnić tabelę o 3 kolumny, zawierające wartości równoważnych ilości energii w następujących źródłach:

• węgiel kamienny

• ropa

• gaz ziemny

2)

Zbiornik wodny o różnicy poziomów 15 metrów jest zasilany ciekiem wodnym o średnim natężeniu dopływu 3,5 m³ / s. Zakłada się, że można wykorzystać 0,4 tego dopływu jako przepływ łączny w dwu jednakowych turbinach, napędzających dwa generatory. Obliczyć moc elektryczną, jaka można uzyskać w tej elektrowni. Dobrać konstrukcje turbin. Przyjąć 24 pary biegunów generatora.

116.

1)

Gospodarka polska zużywa obecnie energii w przeliczeniu na paliwo umowne węglowe w ilości około 135 mln. t.p.u. Przeliczyć tę ilość energii na następujące jednostki:

1) t.o.e, 2) m³ gazu.

2)

Dane:

• "przełyk" turbiny wodnej 75 [m³/s]

• dwa hydrozespoły

• wysokość spadu wody 28 m

• liczba par biegunów generatora 16

• Obliczyć moc elektrowni oraz dobrać rodzaj turbiny na podstawie powyższych danych. W razie konieczności spowodować realną korektę.

• Opracować program komputerowy służący do obliczania mocy elektrowni i doboru turbiny na podstawie powyższych danych, wprowadzanych na zapytanie programu.

117.

1)

W Polsce zużywa się około 12 miliardów m³ gazu rocznie. Przeliczyć tę ilość gazu na:

a) równoważną energetycznie ilość ropy i obliczyć jej wartość, zakładając, że aktualna jej cena wynosi około ….. USD/baryłkę, b) równoważną ilość węgla umownego i obliczyć jego wartość, zakładając, że aktualna cena detaliczna wynosi około …..PLN/tonę.

2)

Opracować program do projektowania elektrowni wodnej. Dane wejściowe: 1) „przełyk turbiny”, 2) wysokość spiętrzenia wody, 3) liczba par biegunów generatora, 4) sprawności urządzeń.

Odpowiedzią ma być moc generatora i rodzaj turbiny.

W razie potrzeby przewidzieć konieczność korekty założeń.

Ewentualny wynik dodatkowy: rysunek typowej turbiny.

118.

1)

Przeliczyć zasoby energii wodnej w Norwegii na równoważną ilość następujących paliw:

1. węgla kamiennego, b) ropy, c) gazu.

2)

Silnik wiatrowy ma być zainstalowany na maszcie na wysokości 15 metrów nad ziemią. Pomiary prędkości wiatru, wykonane na wysokości 2 metry w ciągu 1 roku wykazują następujący rozkład wartości prędkości wiatru: 10 % czasu - 25 m /s, 25 % - 15 m / s,

30 % - 12 m / s, 30 % - 8 m / s. Obliczyć, jaką energię uzyska się z pracy elektrowni wiatrowej w ciągu 1 roku. Założyć, że prędkość wiatru za wirnikiem silnika jest równa 0,7 prędkości wiatru przed wirnikiem. Średnica koła omiatanego wirnikiem 2,5 m.

119.

Dom mieszkalny, powierzchnia 180 m², wolnostojący.

1. Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt rocznego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

- piecem węglowym,

- piecem gazowym,

- piecem olejowym,

- elektrycznie

2. W pobliżu ustawiono wiatrak o średnicy 4 m., napędzający prądnicę. Założenie: rozkład zmiennej prędkości wiatru w roku zastępuje się wiatrem o prędkości 8 m w ciągu 15 % czasu pełnego roku. Obliczyć energię, jaką można uzyskać w ciągu roku z wiatraka.

120.

1)

Liczba gospodarstw domowych w Polsce w latach 1990 i 2001 wynosiła odpowiednio 9679 tys. i 11331 tys., zaś całkowite zużycie energii elektrycznej przez tych odbiorców było równe odpowiednio 20587 i 21376 GWh. Obliczyć zużycie energii elektrycznej: a) roczne, b) dobowe przez jedno gospodarstwo domowe w wymienionych latach i przeliczyć na równoważne ilości węgla.

2)

Silnik wiatrowy ma być zainstalowany na maszcie na wysokości 10 metrów nad ziemią. Pomiary prędkości wiatru, wykonane na wysokości 2 metry w ciągu 1 roku wykazują następujący rozkład wartości prędkości wiatru: 8 % czasu - 26 m /s, 27 % - 14 m / s, 34 % - 10 m / s, 31 % - 8 m / s. Obliczyć, jaką energię uzyska się z pracy elektrowni wiatrowej w ciągu 1 roku. Założyć, że prędkość wiatru za wirnikiem silnika jest równa 0,75 prędkości wiatru przed wirnikiem. Średnica wiatraka 2,5 m.

121.

1)

Ocena się, że zasoby gazu z łupków w Polsce wynoszą 3 biliony m³. Przeliczyć te zasoby na równoważną energetycznie ilość: a) węgla umownego, b) ropy umownej.

2)

Strumień wodny ma przekrój trapezoidalny symetryczny, szerokość koryta na brzegu wynosi 4 metry, szerokość dna jest równa 2 metry, głębokość koryta wynosi 1,5 metra, prędkość wody 1,2 m / s. Jaką moc elektryczną można uzyskać, stosując turbinę wykorzystującą energię kinetyczną wody ? Porównać tę moc z mocą elektrowni wiatrowej o średnicy okręgu, zataczanego przez wirnik równej 2 metry przy prędkości wiatru przed wirnikiem równej 13 m / s i prędkości wiatru za wirnikiem równej 0,65 prędkości przed nim.

122.

1)

Produkcja energii elektrycznej w Polsce na jednego mieszkańca wynosiła: w 1980 r - 3500 kWh, w 2001 r. - 2677 kWh. Liczby mieszkańców w tych latach wynosiły odpowiednio: 35,7 i 38,7 mln. Obliczyć zmniejszenie zapotrzebowania węgla kamiennego dla elektroenergetyki w roku 2001 w stosunku do 1980. Założenie: 1) sprawność elektrowni nie uległa zmianie, 2) produkcja energii elektrycznej w elektrowniach na węgiel kamienny wynosiła 58 % i nie uległa zmianie w tych latach.

2)

Porównać moc elektrowni wodnej, wykorzystującej energię kinetyczną wody na strumieniu o przekroju półkolistym o średnicy 1,5 metra i prędkości wody 1,3 m / s oraz spad użyteczny równy 10 m z mocą elektrowni wiatrowej o średnicy okręgu omiatanego przez łopatki równej 3 metry, przy prędkości wiatru 15 m / s i prędkości wiatru za wirnikiem równej 0,75 prędkości przed wirnikiem.

123.

1)

System elektroenergetyczny Polski jest wykorzystany przeciętnie w około 2/3. Obliczyć dodatkową ilość węgla kamiennego dla elektrowni, gdyby system pracował z mocą równą 90 % jego mocy zainstalowanej. Założyć, że elektrownie na węglu kamiennym pokrywają około 60 % produkcji energii elektrycznej.

2)

Założenie: prędkość wiatru w ciągu pewnej doby jest określona wzorem:

gdzie: T - doba (24 h)

V_śr = 9 [m/s]

Średnica wiatraka 6 m.

Obliczyć energię możliwą do uzyskania z pracy wiatraka napędzającego prądnicę w ciągu przykładowej, podanej doby.

124.

1)

1) Obliczyć ilość energii zawartej w 1 m³ gazu ziemnego i wyrazić ją w jednostkach fizycznych (dżule) i elektrycznych (kWh) oraz przeliczyć na równoważną ilość: a) ropy, b) umownego węgla.

2) Obliczyć ceny jednostki elektrycznej energii (kWh) zawartej w powyższych trzech źródłach, przyjmując następujące ceny surowców: a) gaz - 450 USD / 1000 m sześc. gazu, b) giełdową aktualną cenę ropy, c) aktualna detaliczną cenę węgla w Polsce.

2)

Założenie: prędkość wiatru w ciągu pewnej doby jest określona wzorem:

gdzie: T - doba (24 h)

V_śr = 9 [m/s]

Średnica wiatraka 6 m.

Obliczyć energię możliwą do uzyskania z pracy wiatraka napędzającego prądnicę w ciągu przykładowej, podanej doby.

125

1)

Ocenia się, że zasoby gazu z łupków w Chinach wynoszą 26 bilionów m³. Przeliczyć te zasoby na równoważna energetycznie ilość: a) węgla umownego, b) ropy umownej.

2)

Zbiornik wodny o różnicy poziomów 9 metrów jest zasilany ciekiem wodnym o średnim natężeniu dopływu 1,7 m³ / s. Przyjąwszy założenie, że wykorzystać można 0,4 tego dopływu jako przepływ w turbinie, obliczyć moc elektryczną, jaką można uzyskać w elektrowni, zbudowanej poniżej tego zbiornika. Dobrać rodzaj turbiny, przyjąć 24 pary biegunów generatora.

126

1)

Ocenia się, że zasoby gazu z łupków w Kanadzie wynoszą 24 biliony m³. Przeliczyć te zasoby na równoważną energetycznie ilość: a) węgla umownego, b) ropy umownej.

2)

Zbiornik wodny na rzece nizinnej ma pojemność użyteczną 10,2 . 10⁶ m³. Średni dopływ wody do zbiornika jest równy 500 m³/s, minimalny odpływ ma wynosić 300 m³/s, spad użyteczny jest równy 7 m.

Obliczyć:

1. czas pracy elektrowni z mocą szczytową,

2. wartość mocy szczytowej,

3. energie wytwarzaną w ciągu doby przy pracy z wyrównaniem dobowym,

4. energię wytwarzana przy pracy przepływowej elektrowni bez wyrównania dobowego.

Wybrać rodzaj turbiny.

127.

1)

Całkowita konsumpcja roczna energii w Polsce wynosi około 90 milionów ton o.e. Jaką część tej konsumpcji stanowi zużycie w formie energii elektrycznej ?

2)

Założenie: prędkość wiatru w ciągu pełnej doby od czasu jest określona wzorem:

gdzie: T - doba (24 h)

V_śr = 9,5 [m/s]

Średnica wiatraka 4 m.

Zakładając, że prądnica, napędzana wiatrakiem, pracuje na napięciu 24 V i zasila akumulator o tym napięciu, obliczyć ładunek, który zgromadzi akumulator w ciągu 1 doby pracy.

128.

1)

Konsumpcja energii w USA na jednego mieszkańca wynosi około 11 t węgla umownego. Porównać z aktualnym wskaźnikiem dla Polski.

Zakładając, że dobowe średnie zapotrzebowanie energii dla organizmu ludzkiego w formie żywności wynosi 2000 kcal, obliczyć dla obu krajów stosunek energii konsumowanej na cele techniczne do energii wymaganej ze względów biologicznych.

2)

Zbiornik wodny na rzece nizinnej ma pojemność użyteczną 10,2 . 10⁶ m³. Średni dopływ wody do zbiornika jest równy 500 m³/s, minimalny odpływ ma wynosić 300 m³/s, spad użyteczny jest równy 7 m.

Obliczyć:

1. czas pracy elektrowni z mocą szczytową,

2. wartość mocy szczytowej,

3. energie wytwarzaną w ciągu doby przy pracy z wyrównaniem dobowym,

4. energię wytwarzana przy pracy przepływowej elektrowni bez wyrównania dobowego.

Wybrać rodzaj turbiny.

129.

1)

Produkcja energii elektrycznej w Polsce wynosi 140 TWh rocznie.

Obliczyć jaka część mocy zainstalowanej krajowego systemu elektroenergetycznego

jest wykorzystana (średnia wartość) przy tej produkcji, jeśli moc systemu wynosi 34 GW.

2)

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 9 metrów. Średni dopływ wody wynosi 8,5 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 180 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

130.

1)

Ocenia się, że zasoby gazu z łupków w USA wynoszą 17 bilionów m³. Przeliczyć te ilość zasobów na równoważna energetycznie ilość: a) węgla umownego, b) ropy umownej.

2)

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 10 metrów. Średni dopływ wody wynosi 8 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 150 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

131.

1)

Polska zużywa około 12 miliardów m³ gazu rocznie. Obliczyć równoważną energetycznie ilość: a) węgla, b) ropy.

2)

W powiecie brzeskim jest w budowie ferma elektrowni wiatrowych. Moc jednego wiatraka ma wynosić 1,8 MW, średnica okręgu zataczanego przez śmigła jest równa 45 m. Obliczyć, przy jakiej prędkości wiatru na wysokości osi wiatraka generator osiągnie podana moc 1,8 MW, jeśli przyjmie się, że prędkość wiatru za wiatrakiem spada do 0,5 prędkości przed wiatrakiem. Przyjąć typowe wartości sprawności.

132.

1)

Ocenia się, że przewidywany koszt jednego odwiertu do gazu z łupków w Polsce (rejon Pomorza) wynosi około 15 milionów USD. Przeliczyć ten koszt na ilość baryłek ropy po aktualnej cenie na giełdach światowych.

2)

Koryto strumienia ma szerokość 3,5 m i głębokość 1,5 m, prędkość przepływu wody 1 m/s.

Obliczyć teoretycznie możliwą do uzyskania na tym strumieniu moc generatora elektrycznego. Zastąpić przekrój strumienia półelipsą (pole elipsy = π.a.b , gdzie a, b są to półosie elipsy).

133.

1)

1) Obliczyć ilość energii zawartej w 1 m³ gazu ziemnego i wyrazić ją w jednostkach fizycznych (dżule) i elektrycznych (kWh) oraz przeliczyć na równoważną ilość: a) ropy, b) umownego węgla.

2) Obliczyć ceny jednostki elektrycznej energii (kWh) zawartej w powyższych trzech źródłach, przyjmując ceny gazu, ropy i węgla w Polsce.

2)

Strumień wodny ma przekrój trapezoidalny symetryczny, szerokość koryta na brzegu wynosi 4 metry, szerokość dna jest równa 2 metry, głębokość koryta wynosi 1,5 metra, prędkość przepływu wody 1,2 m / s. Jaką moc elektryczną można uzyskać, stosując turbinę wykorzystującą energię kinetyczną wody ?

134.

1)

W Polsce w latach 1990 - 2000 nastąpił spadek poboru energii przez odbiorców na wysokim napięciu, czyli przez ciężki przemysł o około 22 % i wynosił 25000 GWh w roku 2000 . Obliczyć związany z tym spadek zapotrzebowania na węgiel do produkcji energii elektrycznej dla tego typu odbiorców w roku 2000 w stosunku do roku 1990.

2)

Koryto strumienia ma szerokość 2,5 m, prędkość przepływu wody 1 m/s.

Obliczyć teoretycznie możliwą do uzyskania na tym strumieniu moc generatora elektrycznego. Zastąpić przekrój strumienia półkołem.

135.

1)

Zużycie gazu w Polsce zależy od okresu roku i temperatury i wynosi w przybliżeniu: a) surowa zima (duże mrozy) - około 70 mln m³/dzień, b) zima przeciętna - około 50 mln m³/dzień, c) zima łagodna - około 40 mln m³/dzień, d) lato - około 20 mln m³/dzień.

Przeliczyć podane wartości dziennego zużycia gazu na równoważne ilości energii elektrycznej oraz ilości zapotrzebowania umownego węgla na jej wytworzenie.

2)

Silnik wiatrowy ma być zainstalowany na maszcie na wysokości 15 metrów nad ziemią. Pomiary prędkości wiatru, wykonane na wysokości 2 metry w ciągu 1 roku wykazują następujący rozkład wartości prędkości wiatru: 10 % czasu - 25 m /s, 25 % - 15 m / s,

30 % - 12 m / s, 30 % - 8 m / s. Obliczyć, jaką energię uzyska się z pracy elektrowni wiatrowej w ciągu 1 roku. Założyć, że prędkość wiatru za wirnikiem silnika jest równa 0,7 prędkości wiatru przed wirnikiem. Średnica koła omiatanego przez łopaty wiatraka jest równa 3 metry.

136.

Dom mieszkalny, powierzchnia 180 m², wolnostojący.

1.Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,09 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

9. piecem węglowym,

10. piecem gazowym,

11. piecem olejowym,

12. elektrycznie

2. W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 6 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia dobowego zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

137.

Dom mieszkalny, powierzchnia 150 m², wolnostojący.

1. Przyjąć zapotrzebowanie mocy na ogrzewanie budynku 0,08 [kW/m²]

Obliczyć koszt dobowego ogrzewania (koszty surowca) w wykonaniu:

13. piecem węglowym,

14. piecem gazowym,

15. piecem olejowym,

16. elektrycznie

2. W pobliżu, na strumieniu zbudowano zbiornik wodny o wysokości poziomów wody 8 m. Obliczyć jaki musi być "przełyk" turbiny wodnej napędzającej generator, aby dostarczał on ilość energii niezbędną do pokrycia dobowego zapotrzebowania obiektu na ogrzewanie. Jaki typ turbiny należy zastosować ?

138.

1)

Silnik wiatrowy ma być zainstalowany na maszcie na wysokości 18 metrów nad ziemią. Pomiary prędkości wiatru, wykonane na wysokości 2 metry w ciągu 1 roku wykazują następujący rozkład wartości prędkości wiatru: 8 % czasu - 23 m /s, 27 % - 12 m / s,

27 % - 10 m / s, 33 % - 8 m / s. Obliczyć, jaką energię uzyska się z pracy elektrowni wiatrowej w ciągu 1 roku. Założyć, że prędkość wiatru za wirnikiem silnika jest równa 0,7 prędkości wiatru przed wirnikiem. Średnica koła omiatanego przez łopaty wiatraka jest równa 3,5 metry.

2)

Całkowita konsumpcja roczna energii w Polsce wynosi około 90 milionów ton o.e. Jaką część tej konsumpcji stanowi zużycie w formie energii elektrycznej ? Jaka jest ilość węgla zużytego do produkcji tej ilości energii elektrycznej, zakładając, że 95 % pochodzi z elektrowni węglowych ?

139.

1)

Obliczyć ilość energii zawartej w: a) 1 tonie ropy, b) 1 m³ gazu i wyrazić ją w jednostkach fizycznych i elektrycznych.

2)

Koryto strumienia ma szerokość 3,5 m, prędkość przepływu wody 1,2 m/s.

Obliczyć teoretycznie możliwą do uzyskania na tym strumieniu moc generatora elektrycznego. Zastąpić przekrój strumienia półkołem.

140.

1)

Założenie: moc źródła ogrzewania obiektu mieszkalnego o przeciętnej charakterystyce cieplnej (niemodernizowana konstrukcja) wynosi około 0,1 kW / m² powierzchni użytkowej.

Obliczyć ilość dziennego zapotrzebowania energii na ogrzewania mieszkania o powierzchni 90 m² jeśli źródłem ciepła są (wyłącznie): a) grzejniki elektryczne, b) piec węglowy, c) piec gazowy, d) piec opalany ropą. Obliczyć koszty dziennego ogrzewania tymi sposobami.

2)

Elektrownia wodna ma być zbudowana na zbiorniku o spiętrzeniu wody równym 10 metrów. Średni dopływ wody wynosi 7 m³ / s. Planuje się zbudować elektrownię o mocy 200 kW. Obliczyć, jaką część przepływu wody wykorzysta się w kanałach, doprowadzających wodę do turbiny. Dobrać typ turbiny, zakładając 12 lub 24 pary biegunów w generatorze.

141.

1)

Produkcja energii elektrycznej w Polsce wynosi 140 TWh rocznie.

Obliczyć jaka część mocy zainstalowanej krajowego systemu elektroenergetycznego

jest wykorzystana (średnia wartość) przy tej produkcji, jeśli moc systemu wynosi 34 GW.

2)

Zbiornik wodny na rzece nizinnej ma pojemność użyteczną 10,2 . 10⁶ m³. Średni dopływ wody do zbiornika jest równy 500 m³/s, minimalny odpływ ma wynosić 300 m³/s, spad użyteczny jest równy 7 m.

Obliczyć:

1. czas pracy elektrowni z mocą szczytową,

2. wartość mocy szczytowej,

3. energie wytwarzaną w ciągu doby przy pracy z wyrównaniem dobowym,

4. energię wytwarzana przy pracy przepływowej elektrowni bez wyrównania dobowego.

Wybrać rodzaj turbiny.

142.

1)

Całkowita konsumpcja roczna energii w Polsce wynosi około 90 milionów ton o.e. Jaką część tej konsumpcji stanowi zużycie w formie energii elektrycznej ?

2)

Zbiornik wodny o różnicy poziomów 12 metrów jest zasilany ciekiem wodnym o średnim natężeniu dopływu 1,8 m³ / s. Przyjąwszy założenie, że wykorzystać można 0,30 tego dopływu jako przepływ w turbinie, obliczyć moc elektryczną, jaką można uzyskać w elektrowni, zbudowanej poniżej tego zbiornika. Dobrać rodzaj turbiny, przyjąć 24 pary biegunów generatora.

1

El-en_11_12_seria1

---