3. Принципы действия термодинамических преобразователей солнечной энергии

Билет №1.
1. Солнечное излучение, движение Солнца, солнечное время и уравнение времени, солнечная постоянная, спектральный состав, прямое и диффузное излучение на поверх­ности Земли.
2. Плоские, фокусирующие и вакуумированные солнечные коллекторы, методы расчёта их теплопроизводительности и тепловой эффективности.
3. Основные типы энергопроцессов, связанных с переработкой биомассы: термохимические, биологические, агрохимические.
4. Источники потенциала ветровой энергии. Преобразования энергии ветра. Ветроэнергетические установки (элементы аэродинамики). Основные характеристики ветра и методы их определения.
5. Использование солнечной энергии для обогрева теплиц и парников. Расчет тепловых режимов воздушной среды, почвы и прогнозирование теплового баланса гелиотеплиц.

Билет №2.

1. Методы и приборы для измерения плотности потоков прямого, диффузного и суммарного излучения Солнца.
2. Тепловое аккумулирование солнечной энергии, краткосрочное и сезонное аккумулирование.
3. Принципы действия термодинамических преобразователей солнечной энергии.
4. Зависимость параметров ветра от высоты и во времени. Характерные функции распределения ветра (распределение Рэлея, Вейбулла-Гудрича и т.д.). Роза ветров. Высота флюгера. Географические факторы и местные расчетные параметры ветра.
5. Солнечная сушка сельхоз продуктов. Расчет тепловой эффективности солнечных сушильных установок.
Билет №3.
1. Прохождение солнечного излучения через различные оптические среды.
2. Системы солнечного горячего водоснабжения, расчет тепловой эффективности одно - и двухконтурных систем горячего водоснабжения.
3. Полупроводниковые материалы для солнечных элементов. Методы их изготовления.
4. Основные категории потенциала ветровой энергии и методы их расчета. Кадастр ветровой энергии. Основные технические схемы использования энергии ветра и их классификация.
5. Производимое биотопливо из биомассы. Технология преобразования: сжигание, пиролиз, сбраживание, анаэробное разложение и т.д.

Билет №4.

1. Системы солнечного отопления. Расчет тепловой эффективности активных и пассивных систем солнечного отопления.
2. Солнечные энергетические установки с двигателями Стирлинга.
3. Методы изготовления фотоэлектрических модулей на основе кремниевых солнечных элементов.
4. Баланс энергии в ВЭУ. Основные энергетические характеристики. Расчетные скорости: минимальная, рабочая, максимальная. Концентраторы воздушного потока, их эффективность, особенности их конструкции.
5. Основы фотосинтеза. Современное состояние и перспективы использования энергии биомассы в мире..
Билет №5.
1. Солнечное охлаждение. Солнечные абсорбционные холодильники и их тепловая эффективность.
2. Солнечные элементы для концентрированного излучения.
3. Законы геометрической оптики применительно к солнечным установкам.
4. Основные типы ВЭУ. Энергетические характеристики ВЭУ разного типа с вертикальной осью вращения.
5. Биоэнергетические установки (БиоЭУ). Классификация БиоЭУ по типу энергетических процессов, связанных с переработкой биомассы.

Билет №6.

1. Солнечное опреснение соленых вод. Опреснители парникового типа и их тепловой расчет.
2. Зависимость производительности солнечных установок от климатических факторов.
3. Производство поли- и монокристаллического кремния для солнечных элементов.
4. Основные гидравлические и энергетические параметры источников потенциала малой гидроэнергетики. Методы измерения напора и расхода воды.
5. Сжигание топлива для получения тепла, приготовление пищи и обогрев жилищ, сушка технических культур, сжигание отходов, производство тепла и электроэнергии.

Билет №7.

1. Солнечная сушка сельхоз продуктов. Расчет тепловой эффективности солнечных сушильных установок.
2. Сетевые и автономные солнечные фотоэлектрические станции.
3. Зеркальные покрытия для концентраторов солнечного излучения и их оптические характеристики.
4. Энергия морских волн и течений. Источники потенциала и их особенности. Поверхностные волны на глубокой и мелкой воде (основы теории волнового движения). Энергия и мощность волны и методы ее использования.
5. Пиролиз или сухая перегонка сырья для пиролиза и его ресурсы. КПД пиролиза.
Билет №8.
1. Использование солнечной энергии для обогрева теплиц и парников.
2. Фотоэлектрические системы, работающие параллельно с действующей электросетью.
3. Селективные оптические покрытия для солнечных энергоустановок.
4. Энергия приливов. Источники потенциала и их особенности. Влияние Солнца и Луны на приливы. Прилив в открытом океане и вблизи берегов. Приливная волна. Энергетика приливных течений и методы ее расчета.
5. Назначение аккумуляторов энергии и принципы аккумулирования: биологическое, химическое, тепловое, электрическое, механическое. Основные характеристики аккумуляторов.

Билет №9.

1. Солнечные тепловые электростанции башенного типа.
2. Комбинированные фотоэлектрические и тепловые преобразователи.
3. Селективные поглощающие и теплоотражающие покрытия, и их оптические характеристики.
4. Основные категории потенциала малой гидроэнергетики (включая волны и приливы) и методы их расчета. Водноэнергетические кадастры гидроэнергетики.
5. Транспорт первичной и вторичной энергии. Основные способы передачи энергии, их особенности и характеристики. Трубопроводы, кабельная сеть, линии электропередачи, контейнерные перевозки и т. д.
Билет №10.
1. Перспективы развития фотоэлектрических станций в различных регионах Республики.
2. Общие принципы концентрации солнечной энергии. Классификация и типы зеркально - концентрирующих систем энергии солнечного излучения.
3. Тепловые модели плоских солнечных коллекторов и их анализ.
4. Особенность лучистого теплообмена в теплоприемниках солнечных высокотемпературных установок энергетического и технологического назначений.
5. Энергоаккумулирующие установки (ЭАкУ) и станции (ЭАкС). Гидроаккумулирующие, тепловые, индуктивные, водородные и другие виды аккумуляции энергии.
Билет №11.
1. Большая солнечная печь (БСП) Института Материаловедения и его основные параметры.
2. Формирование внутреннего источника тепла в светопрозрачных покрытиях плоских солнечных установок.
3. Основные пути повышения эффективности фотоэлектрических установок.
4. Энергия биомассы. Основные понятия и определения. Источник потенциала биомассы и ее география. Классификация биотоплива. Влага, плотность и содержание углерода в биомассе. Основные типы энергопроцессов, связанных с переработкой биомассы: термохимические, биологические, агрохимические.
5. Технологические циклы ЭАкУ и принцип их действия. КПД аккумуляции. Основные энергетические характеристики, методы их получения и расчета.

Билет №12.

1. Теория и практика оптического расчета параболоидных концентраторов солнечной энергии.
2. Основные конструктивные решения абсорберов для плоских солнечных воздухонагревательных коллекторов.
3. Особенности аккумулирования и вторичного преобразования энергии в фотоэлектрических системах.
4. Монокристаллы и поликристаллы.
5. Теплонасосные установки (ТНУ). Тепловые насосы, принципы их работы и использования. Источники низкотемпературного тепла: воздух окружающей среды, вентиляционный воздух, тепло грунта, стоячие воды, промышленные сбросы, подземные воды, озерная, морская и речная вода и другие источники нетрадиционного тепла.

Билет №13.

1. Параболоцилиндрические концентраторы солнечного излучения и энергетические установки на их основе. Максимальная степень концентрации солнечного излучения с помощью параболоцилиндрических концентраторов.
2. Аккумулирование тепла солнечного излучения в системах отопления и горячего водоснабжения.
3. Тонкопленочные фотопреобразователи, и их перспектива использования.
4. Потенциал низкотемпературного тепла земли, воды и воздуха в мире и методы его расчета.
5. Анаэробное сбраживание или разложение. Необходимые условия реализации.
Билет №14.
1. Основные конструктивные решения абсорберов для плоских солнечных водонагревательных коллекторов.
2. Синтез тугоплавких и жаропрочных материалов с помощью высокотемпературных солнечных установок.
3. Органические фотоэлементы и их перспектива использования.
4. Теплонасосные установки (ТНУ). Тепловые насосы, принципы их работы и использования.
5. Биогаз, как смесь СН4 и СО2. Основное уравнение анаэробного сбраживания. Методы расчета основных параметров биогазогенераторов и его энергетические характеристики.

Билет №15.

1. Системы слежения солнечных установок.
2. Многокаскадные солнечные элементы.
3. Эксергетический метод термодинамического анализа эффективности солнечных энергетических установок.
4.Назначение аккумуляторов энергии и принципы аккумулирования: биологическое, химическое, тепловое, электрическое, механическое. Основные характеристики аккумуляторов.
5. Агрохимические методы получения топлива в процессе жизнедеятельности растений. Недостатки и достоинства методов.