Oto nowe, II wydanie popularnej akademickiej i profesjonalnej „biblii” tematu dotyczącego przeglądu technologii energetycznych. Książka zawiera podstawowe oraz pogłębione informacje o wszystkich stosowanych obecnie technologiach produkcji elektryczności i ciepła. W publikacji zarówno są opisane dobrze sprawdzone, konwencjonalne technologie paliw kopalnych, ale również obecnie bardzo silnie rozwijając się technologie źródeł odnawialnych, ogniwa paliwowe czy energetyka atomowa. Książka polecana jest zarówno studentom kierunków ENERGETYKA czy MECHANIKA I BUDOWA MASZYN, jak również praktykom – inżynierom energetykom, zakładam przemysłowym.

Przedmowa 13 Spis podstawowych oznaczeń 17 1. ZASOBY PALIW I ENERGII 21 1.1. Rodzaje i postacie energii 21 1.2. Zasoby paliw 22 1.2.1. Węgiel kamienny i brunatny 23 1.2.2. Gaz ziemny i ropa naftowa 24 1.2.3. Paliwa rozszczepialne 25 1.2.4. Paliwa energii syntezy 26 1.2.5. zasoby energii rzek 26 1.2.6. Inne zasoby wód 27 1.2.7. Energia promieniowania elektromagnetycznego Słońca 28 1.2.8. Ogólna charakterystyka światowych i polskich zasobów biomasy energetycznej 31 1.2.9. Energia geotermalna 36 1.2.10. Energia wiatru 37 Literatura 38 2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PALIW 39 2.1. Paliwa stałe 39 2.1.1. Węgiel 39 2.1.2. Biomasa 42 2.2. Paliwa ciekłe i gazowe 48 2.3. Wodór 55 Literatura 62 3. ENERGETYKA A ŚRODOWISKO 63 3.1. System energetyczny 63 3.2. Podsystem energetyczny 64 3.3. Oddziaływanie technologii energetycznych na środowisko. Rodzaje i miary emisji 70 Literatura 77 4. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PROCESÓW KONWERSJI ENERGII 78 4.1. Wprowadzenie 78 4.2. Obieg termodynamiczny. pojęcia sprawności 80 4.3. Zespół maszyn (urządzeń) przepływowych pracujących w układzie otwartym 85 4.4. Rodzaje obiegów silników turbinowych 88 Literatura 93 5. BILANSE SUBSTANCJI I ENERGII 94 5.1. Bilans substancji 94 5.2. Równanie zachowania energii 95 Literatura 99 6. SIŁOWNIE KONDENSACYJNE 100 6.1. Analiza parametryczna układów siłowni 100 6.1.1. Prosta siłownia kondensacyjna. definicje sprawności obiegu porównawczego 100 6.1.2. Entalpowa analiza obiegów siłowni parowych 102 6.1.3. Entropowa analiza obiegu siłowni parowej 106 6.1.4. Ewolucja obiegów siłowni parowych 108 6.2. Struktury technologiczne siłowni z paleniskami pyłowymi 134 6.2.1. Układ nawęglania 135 6.2.2. Eementy układu zasilania paliwem i układu odprowadzenia spalin (układ paliwo-powietrze-spaliny) 137 6.2.3. Urządzenia i elementy układu cieplnego 143 6.3. Kotły z paleniskami fluidalnymi 162 6.3.1. Klasyfikacja palenisk fluidalnych 162 6.3.2. Cyrkulacyjne kotły fluidalne 165 6.4. Ograniczenie emisji gazów z technologii energetycznych 168 6.4.1. Generacja tlenków azotu w procesie spalania 168 6.4.2. Ograniczenie emisji tlenków azotu z instalacji spalania 170 6.4.3. Ograniczanie emisji związków siarki 176 6.5. Modelowanie układów siłowni kondensacyjnych 180 6.6. Aktualny stan technologiczny bloków kondensacyjnych 189 6.6.1. Wzrost sprawności 189 6.6.2. Separacja ditlenku węgla 192 Literatura 199 7. STACJONARNE INSTALACJE TURBIN GAZOWYCH 201 7.1. Wprowadzenie 201 7.2. Klasyfikacja instalacji turbin gazowych 202 7.3. Prosta instalacja turbiny gazowej 203 7.3.1. Metoda entalpowa 203 7.3.2. Metoda entropowa 210 7.3.3. Analiza obiegów standardowych turbin gazowych 212 7.4. Złożone układy turbin gazowych 220 7.4.1. Instalacja z chłodzeniem w procesie sprężania i z podwójną komorą spalania 220 7.4.2. Układ turbiny gazowej z regeneracją 223 7.4.3. Instalacje turbin gazowych z wtryskiem wody i pary 225 7.5. Maszyny i urządzenia tworzące układ turbiny gazowej 226 7.5.1. Sprężarki 228 7.5.2. Komory spalania 232 7.5.3. Turbiny 237 7.5.4. Układy pomocnicze. inne moduły składowe 240 7.6. Podstawowe charakterystyki układów turbin gazowych 248 7.7. Klasyfikacja zespołów turbin gazowych. przegląd konstrukcji [10] 249 7.7.1. Turbiny stacjonarne dużej i średniej mocy 249 7.7.2. Turbiny lotniczopochodne 252 7.7.3. Turbiny gazowe małej mocy 254 7.7.4. Turbiny wodorowe [11] 257 Literatura 258 8. HIERARCHICZNE UKŁADY ENERGETYCZNE 260 8.1. Układy gazowo-parowe 260 8.1.1. Podstawowe definicje i klasyfikacja 260 8.1.2. Sprawność energetyczna układu gazowo-parowego 263 8.1.3. Struktury technologiczne podstawowych układów gazowo-parowych 266 8.1.4. Modelowanie układów gazowo-parowych 272 8.1.5. Wybrane zagadnienia eksploatacyjne 278 8.2. Układy gazowo-parowe zintegrowane ze zgazowaniem węgla i innych substancji 285 8.2.1. Technologie zgazowania 285 8.2.2. Ogólna charakterystyka procesów oczyszczania gazu 289 8.2.3. Analiza parametryczna układów gazowo-parowych zintegrowanych ze zgazowaniem węgla 292 8.2.4. Przykłady instalacji 295 8.2.5. Kierunki rozwoju technologii 295 8.3. Inne układy hierarchiczne 298 8.3.1. Układy gazowo-powietrzne [13] 298 8.3.2. Układy wielopaliwowe 301 Literatura 307 9. SKOJARZONA PRODUKCJA CIEPŁA i ELEKTRYCZNOŚCI 309 9.1. Elektrociepłownie parowe 309 9.1.1. Układy technologiczne 309 9.1.2. Bilanse energetyczne i sprawności 311 9.2. Elektrociepłownie z turbiną gazową 316 9.2.1. Układy technologiczne i pojęcia sprawności 316 9.2.2. Wpływ dopalania 320 9.3. Elektrociepłownie gazowo-parowe 322 9.3.1. Bilanse energetyczne i sprawności 322 9.3.2. Stosunek mocy turbin i wskaźnik skojarzenia 326 9.4. Oszczędność energii chemicznej paliwa 329 9.5. Modelowanie elektrociepłowni gazowych i gazowo-parowych 330 Literatura 333 10. ENERGETYKA ATOMOWA 335 10.1. Podstawy fizyki reaktorów jądrowych 335 10.1.1. Atomy i nukleony 336 10.1.2. Defekt masy i energia wiązania 336 10.1.3. Reakcje jądrowe 337 10.1.4. Stopień rozpadu radioaktywnego 339 10.1.5. Reakcje neutronów z jądrami atomowymi 340 10.1.6. Cykl neutronowy. Reaktor krytyczny 345 10.2. Moc termiczna reaktora 349 10.3. Reaktory i siłownie energetyczne 351 10.3.1. Klasyfikacja reaktorów energetycznych 351 10.3.2. Układy jednokonturowe oraz reaktory kanałowe 352 10.3.3. Układy dwukonturowe 355 10.3.4. Układy trójkonturowe 359 10.3.5. Siłownie z reaktorami wysokotemperaturowymi 362 10.3.6. Sprawność energetyczna siłowni jądrowych 363 10.3.7. Parametry początkowe i końcowe w konturze turbinowym 365 10.3.8. Separacja wody i przegrzew międzystopniowy 367 10.4. Stan upowszechnienia poszczególnych rodzajów reaktorów 369 10.5. Odpady z elektrowni jądrowych 371 Literatura 373 11. SIŁOWNIE WIATROWE 374 11.1. Wprowadzenie 374 11.2. Charakterystyki kinematyczne i energetyczne wiatru 375 11.3. Istota działania turbin wiatrowych 380 11.3.1. Maksymalna moc turbiny wiatrowej 380 11.3.2. Związek między mocą turbiny a charakterystykami aerodynamicznymi płatów wirnika 384 11.4. Charakterystyki turbin wiatrowych 390 11.5. Konwersja energii mechanicznej w elektryczną. Układy elektryczne 396 11.6. Charakterystyki ekologiczne i niezawodnościowe 398 11.7. Współczesne turbiny wiatrowe dużej mocy 403 Literatura 405 12. ENERGETYKA SŁONECZNA 406 12.1. Podstawowe informacje z zakresu promieniowania cieplnego 406 12.1.1. Fotony i ich energia 406 12.1.2. Intensywność promieniowania. prawo Stefana-Boltzmanna 407 12.1.3. Równanie stanu 409 12.1.4. Prawo Kirchhoffa 411 12.2. Maksymalny potencjał konwersji promieniowania w elektryczność i ciepło 414 12.3. Składowe natężenia promieniowania słonecznego 418 12.4. Bezpośrednia konwersja promieniowana elektromagnetycznego Słońca w ciepło 419 12.4.1. Rodzaje kolektorów słonecznych 419 12.4.2. Bilans energii i sprawność kolektora 421 12.4.3. Kolektory słoneczne w instalacjach produkcji ciepła 425 12.5. Elektrownie słoneczne 426 12.6. Ogniwa fotowoltaiczne 431 12.6.1. Wprowadzenie 431 12.6.2. Zasada działania ogniwa fotowoltaicznego 433 12.6.3. Ogólny opis konstrukcji ogniw 436 12.6.4. Charakterystyki ogniw fotowoltaicznych 437 12.6.5. Sprawność ogniwa fotowoltaicznego 442 12.6.6. Algorytm identyfikacji 5-parametrowej charakterystyki 442 12.6.7. Systemy (moduły) ogniw słonecznych 445 12.6.8. Zastosowanie ogniw fotowoltaicznych 447 Literatura 449 13. ENERGETYKA WODNA 451 13.1. Rodzaje elektrowni wodnych 451 13.2. Moc i energia generowana w elektrowni wodnej 452 13.3. Turbiny wodne 453 13.4. Funkcje elektrowni wodnych w podsystemie elektroenergetycznym i ich wpływ na środowisko naturalne 456 13.5. energetyka wodna w Polsce 458 Literatura 459 14. OGNIWA PALIWOWE 460 14.1. Ogólna klasyfikacja ogniw paliwowych 460 14.2. Istota działania ogniwa paliwowego 461 14.3. Bilans energii dla ogniwa [12] 463 14.4. Siła elektromotoryczna ogniwa 465 14.5. Zależność potencjału ogniwa od ciśnienia i temperatury 468 14.6. Ogólna charakterystyka strat potencjału w rzeczywistym ogniwie 469 14.7. Sprawność ogniwa paliwowego 471 14.8. Ogólna charakterystyka technologiczna stosowanych ogniw paliwowych 476 14.9. Energetyczne zastosowanie ogniw 485 Literatura 493 15. GEAENERGETYKA 496 15.1. Wykorzystanie energii gruntu do celów ogrzewania i przygotowania wody użytkowej 497 15.2. Układy pozyskiwania ciepła z wód geotermalnych 498 15.3. Układy kombinowane i elektrownie geotermalne 500 15.4. Wykorzystanie źródeł geotermalnych w Polsce 501 Literatura 502 16. TECHNOLOGIE ENERGETYCZNEGO WYKORZYSTANIA BIOMASY 503 16.1. Ogólna klasyfikacja technologii 503 16.2. Układy proste ze spalaniem biomasy 505 16.3. Współspalanie biomasy z innymi paliwami 511 16.4. Jedno- i wielopaliwowe układy ze spalaniem zewnętrznym biomasy 514 16.4.1. Jednopaliwowe układy turbin gazowych ze spalaniem zewnętrznym biomasy 514 16.4.2. Układy wielopaliwowe ze spalaniem zewnętrznym biomasy 516 16.5. Ogólna charakterystyka technologii zgazowania biomasy 516 Literatura 522

Koszyk

Technologie energetyczne