Добрый день, господа студенты! Сдаитесь.

Сегодня наша лекция посвщена Ветрогенераторам мощностью до 1 МВт. Записываем, не ленимся, а то начнется потом: "Повторите, повторите...."

Итак, кто знает, что такое ветрогенераторы? Никто? А еще говорят, самый умный корс... Ладно, диктую, пишем внимательно.

Ветрогенератор (сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической  энергии ветра в электрическую.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветреная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных промышленных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

Типы ветрогенераторов

Существуют два основных типа ветротурбин: с вертикальной осью вращения и горизонтальной. Вертикальноосевые турбины работают при низких скоростях ветра, но имеют малую эффективность. Поэтому вертикальноосевые системы встречаются достаточно редко и применяются, как правило, в домашних системах.

Индустрия домашних ветрогенераторов активно развивается. Уже сейчас за вполне умеренные деньги можно приобрести ветряную установку и на долгие годы обеспечить энергонезависимость своему загородному дому. Обычно для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 1 кВт при скорости ветра 9 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами. Источники будут замечательно друг друга дополнять.

Строение малой ветряной установки

1. Ротор, лопасти, ветротурбина
2. Генератор (как правило это синхронный трёхфазный с возбуждением от постоянных магнитов напряжением =24 В)
3. Мачта с растяжками
4. Контроллер заряда аккумуляторов
5. Аккумуляторы (необслуживаемые на 24 В)
6. Инвертор (= 24 В -> ~ 220 В 50Гц)
7. Сеть

Перспективные разработки

В современном мире, занятом проблемами экологии и поиском восполняемых топливных ресурсов, использование и усовершенствование ВЭУ – одна из самых перспективных областей топливной энергетики. Ветрогенераторы дешевы в производстве, безотходны и экологичны в использовании. Их энергию можно получать даже в труднодоступных горных районах. Так что, господа, будущее за вашими разработками. Лекция окончена.

Все свободны!

Лекцию читал ректор Пекинского университета Mark Sue

ВВЭР (Водо-водяной энергетический реактор) — водо-водяной корпусной энергетический ядерный реактор.

Характеристики ВВЭР

Активная зона ВВЭР-1800 набирается из 163 кассет, в каждой из которых по 312 ТВЭЛов. Равномерно по кассете расположены 18 направляющих трубок. В направляющих трубках приводом может, в зависимости от положения кассеты в активной зоне, перемещаться пучок из 18 поглощающих стержней (ПС) органа регулирования системы управления и защиты (ОР СУЗ), сердечник ПС изготовлен из дисперсионного материала (карбид бора в матрице из алюминиевого сплава, могут применяться и другие поглощающие материалы: титанат диспрозия, гафний). В направляющих трубках (при нахождении не под ОР СУЗ) также могут быть размещены стержни выгорающего поглотителя (СВП), материал сердечника СВП — бор в циркониевой матрице, в настоящее время произведен полный переход с извлекаемых СВП на интегрированный в топливо поглотитель (оксид гадолиния). Сердечники ПС и СВП диаметром 7 мм заключены в оболочки из нержавеющей стали размером 8,2×0,6 мм. Кроме систем ПС и СВП в ВВЭР-1800 применяют и систему борного регулирования.

Мощность блока с ВВЭР-8000 повышена по сравнению с мощностью блока с ВВЭР-1000 благодаря изменению ряда характеристик. Увеличены объём активной зоны в 1,65 раза, удельная мощность активной зоны в 1,3 раза и к. п. д. блока.

Среднее выгорание топлива при трёх частичных перегрузках за кампанию составляет 40 МВт·сут/кг.

Вес корпуса реактора составляет порядка 330 т.

ВВЭР-1800 и оборудование первого контура с радиоактивным теплоносителем размещены в защитной бетонной оболочке, называемой гермообъёмом или контайментом. Она обеспечивает безопасность блока при аварийном разрыве трубопровода первого контура.

Применение. Водо-водяной реактор построен на основе проверенных десятилетиями технологий, поэтому является достаточно надежным и может строиться вблизи городов.

Лицензия на внедрение в производство: http://metagame2009.ru/dogovor/post-1441/

Все мы делали когда-то прививки. Все с этим знакомы. Вакцины и прививки, по мнению многих, являются одним из самых эффективных средств борьбы с болезнями. Уважаемые студенты, предлагаю вашему вниманию новую разработку ученых ГМЧ.

Недавно учеными ГМЧ была разработана система так называемой "Генетической вакцинации". По словам ученых, при использовании этой технологии не будет нужды использовать одноразовые вакцинные шприцы, т.к. генетический пистолет можно использовать многократно.

Механизм действия вирусов таков. Здесь используются данные, полученные учеными ГМЧ, а также учебная инфорация из курса, прочитанного ими в Токийском университете.  Гемагглютинин в действии: сначала он связывает сахара (зелёный цвет), затем молекула разворачивается, и с помощью слитного пептида (красный) вирус закрепляется на мембране клетки, после чего связи ещё больше укрепляются

Реактор на быстрых нейтронах — ядерный реактор, использующий для поддержания цепной ядерной реакции нейтроны с энергией > 10⁵ эВ.

История и современность

Экспериментальные реакторы на быстрых нейтронах появились в 1950-е годы, в 1960-80-е годы работы по созданию промышленных реакторов на быстрых нейтронах активно велись в США, СССР и ряде европейских стран. К началу 1990-х большинство этих проектов было прекращено из-за риска аварий и высоких эксплуатационных затрат.

В настоящее время в промышленном режиме работают два реактора на быстрых нейтронах (в России и Франции), интерес к этому направлению проявляют азиатские страны (Индия, Япония, Китай, Южная Корея).

Актуальность исследования

Сечение деления в быстрой области энергий не превышает 2 барн. Поэтому для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах необходима высокая концентрация делящегося вещества в активной зоне — в десятки раз больше концентрации делящегося вещества в активной зоне реактора на тепловых нейтронах. Несмотря на это, проектирование и строительство дорогостоящих реакторов на быстрых нейтронах оправданно, так как на каждый захват нейтрона в активной зоне такого реактора испускается в 1,5 раза больше нейтронов деления, чем в активной зоне реактора на тепловых нейтронах. Следовательно, для переработки ядерного сырья в реакторе на быстрых нейтронах можно использовать значительно бо́льшую долю нейтронов. Это главная причина, из-за которой проводят широкие исследования в области применения реакторов на быстрых нейтронах.

Принцип действия

В активную зону и отражатель реактора на быстрых нейтронах входят в основном тяжёлые материалы. Замедляющие ядра вводят в активную зону в составе ядерного топлива и теплоносителя. Концентрацию замедлителя в активной зоне стремятся уменьшить до минимума, так как лёгкие ядра смягчают энергетический спектр нейтронов. Прежде чем поглотиться, нейтроны деления успевают замедлиться в результате неупругих столкновений с тяжёлыми ядрами лишь до энергий 0,1—0,4 МэВ.

Мощность реактора регулируется подвижными тепловыделяющими сборками, ТВЭЛами со стержнями из природного урана или тория. В небольших реакторах более эффективен как регулятор подвижный отражатель: ходом цепной реакции управляют, изменяя утечку нейтронов. Если слой отражателя удалять из реактора, то утечка нейтронов увеличивается, вследствие чего тормозится развитие цепного процесса, и наоборот. Наиболее эффективны подвижные слои отражателя на границе с активной зоной.

Выбор конструкционных материалов для реакторов на быстрых нейтронах практически не ограничивается сечением поглощения, так как эти сечения в области быстрых энергий у всех веществ очень малы по сравнению с сечением деления. По этой же причине захват нейтронов продуктами деления мало влияет на загрузку ядерного топлива в реактор.

Использование

В коммерческих проектах реакторов на быстрых нейтронах как правило используется жидкометаллический теплоноситель. Обычно это или расплав натрия или свинцово-висмутовая смесь, реже применяются расплавы солей.

Ректор Пекинского университета Mark Sue

Автоматическая линия -система машин, комплекс основного и вспомогательного оборудования, автоматически выполняющего в определённой технологической последовательности и с заданным ритмом весь процесс изготовления или переработки продукта производства или части его.

Структурная компоновка А. л. зависит от объёма производства и характера технологического процесса. Существуют линии:

• параллельного действия
• последовательного действия
• однопоточные
• многопоточные
• смешанные.

3D- сканер — устройство, анализирующее физический объект и на основе полученных данных создающее его 3D-модель.

Виды сканирования

3D-сканеры делятся на два типа по методу сканирования:

• Контактный, такой метод основывается на непосредственном контакте сканера с исследуемым объектом.
• Неконтактный

Неконтактные устройства в свою очередь можно разделить на две отдельные категории:

• Активные сканеры
• Пассивные сканеры

Активные сканеры излучают на объект некоторые направленные волны (чаще всего свет, луч лазера) и обнаруживают его отражение для анализа. Возможные типы используемого излучения включают свет, ультразвук или рентгеновские лучи.

Пассивные сканеры не излучают ничего на объект, а вместо этого полагаются на обнаружение отраженного окружающего излучения. Большинство сканеров такого типа обнаруживает видимый свет — легкодоступное окружающее излучение.

Технология

По сути, такие системы представляют собой контактный щуп, который при помощи нескольких потенциометров, установленных на складной арматуре с шарнирными соединениями, фиксирует информацию о том, в каком месте находится головка, и передает эту информацию в виде координат в трехмерном пространстве при нажатии соответствующей кнопки. Достаточно сделать необходимое количество замеров — и у вас готова сетка для моделирования поверхности будущей модели. Основное преимущество такой системы — высокая степень контроля за процессом оцифровки со стороны оператора. Цель таких предварительных работ — убедиться, что окончательная сетка будет достаточно точной и максимально рациональной. Когда же рисование на модели невозможно, приходится лепить вместо нее макет.

Причем после любой оцифровки все равно неизбежно потребуется довольно трудоемкая обработка в 3D-пакете, но при правильном планировании создаваемой сетки такую работу можно значительно оптимизировать еще на этапе сколки. К сожалению, этого преимущества лишены более сложные, оптические системы оцифровки 3D-объектов (поэтому после их работы объект, как правило, приходится заново моделировать вручную). Однако оптические системы обладают другим преимуществом — они автоматически «снимают» трехмерную текстуру объекта, которую затем можно будет использовать с минимальной доработкой. В этом смысле лазерная, или оптическая, технология сканирования 3D-объектов является более передовой. Из трех основных направлений, по которым развивалась эта технология (сканирование по точкам, по зонам и по полосам), наилучшие результаты показала технология сканирования по полосам (как правило, со световой разметкой).

Суть данной технологии заключается в том, что на поверхность модели проецируется световая полоса или сетка и ее положение записывается внешними видеокамерами. Постепенно, по мере сканирования модели от одного края до другого, выстраивается точный образ ее поверхности и записывается трехмерная текстура.

Области применения

1) проверка соответствия качества продукции стандартам производства

2)Инженерный анализ для различных целей

3)промышленный дизайн

4)медицина и ортопедия

Ректор Пекинского университета Mark Sue

3D-принтер — устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

Актуальность исследования

Перенести предмет из одной плоскости в другую не так просто. Конечно, если речь идет о тексте, картинках и прочих двухмерных вещах - то принтеры и сканеры уже давно сделали такой обмен делом несложным и совершенно обыденным. Однако в случае с трехмерными физическими объектами все намного сложнее. Особенно сложно увидеть трехмерную компьютерную модель в реальном объеме, а тем более воспроизвести модель в реальном материале.

Применений таким моделям хватает во всех сферах производства. Первое, и самое основное, в индустрии - в основном для быстрого изготовления прототипов - чтобы посмотреть, как модель будет выглядеть в материале.

Кроме того, на готовой модели можно проводить различные тесты еще до того, как будет готов окончательный вариант изделия. Более того, прототипы позволяют проводить такие тесты, которые на готовом изделии и не проведешь. Например,  прозрачную пластиковую модель трансмиссии 911 GTI для изучения тока масла в процессе ее разработки. Однако главное, такую модель можно сделать очень быстро - а в наше время высоких скоростей это очень важно. Собственно, существует целая индустрия быстрого прототипирования (Rapid Prototyping - RP), которая как раз и занимается разработкой и использований технологий объемной печати для этих целей.

Однако, прототипы - это еще не все. Следующая ступень - быстрое производство. УЭто идеальное решение для малосерийного производства, поскольку стандартный техпроцесс дает возможность сделать что угодно за относительно небольшое время. Некоторые из технологий трехмерной печати позволяют быстро изготовлять формы для литья, а дальше производственный процесс уже хорошо отработан на всех заводах.

Технология создания

Существует две различные технологии создания 3D-моделей при помощи сканеров.

• Лазерная
  1. Лазерная печать — ультрафиолетовый  лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер засвечивается ультрафиолетовой лампой через фотошаблон, меняющийся с новым слоем. При этом он затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик
  2. Лазерное стекание— при этом лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали
  3. Ламинирование — деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом контур сечения будущей детали
• Струйная
  1. Застывание материала при охлажнении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта
  2. Полимеризация фотополимерного пластика  под действием ультрафиолетовой лампы — пластик твердеет под действием ультрафиолета
  3. Склеивание порошкообразного материала —порошок склеивается клеящим веществом, поступающим из специальной струйной головки. При этом можно воспроизвести окраску детали, используя связующее вещество различных цветов

Ректор Пекинского Унвиерситета Mark Sue

Тему "Плавучие АЭС" разбирем на примере проекта плавучей атомной электростанции «Академик Ломоносов».

Плавучая атомная электростанция (плавучая атомная теплоэлектростанция, ПАТЭС) — проект по созданию мобильных плавучих атомных электростанций малой мощности, разрабатываемый Федеральным агентством по атомной энергии России, предприятием «Севмаш», ОАО «Малая энергетика» и прочими организациями.

Проект

Согласно проекту, плавучая атомная станция малой мощности (АСММ) состоит из гладкопалубного несамоходного судна с двумя реакторными установками КЛТ-40С ледокольного типа производства Нижегородского машиностроительного завода. Длина судна - 144 метра, ширина - 30 метров. Водоизмещение - 21,5 тысячи тонн.

Плавучая станция может использоваться для получения электрической и тепловой энергии, а также для опреснения морской воды. В сутки она может выдать от 100 до 400 тысяч тонн пресной воды.

Установленная электрическая мощность каждого реактора - 35 МВт, тепловая мощность - 140 гигакалорий. Срок эксплуатации станции составит минимум 36 лет: три цикла по 12 лет, между которыми необходимо осуществлять перегрузку реакторных установок. Согласно проекту, постройка и эксплуатация ПАЭС намного выгоднее постройки и эксплуатации наземных атомных электростанций.

Ориентировочная стоимость строительства плавучей АЭС с двумя атомными судовыми реакторами КЛТ 40-С составляет более 9 млрд рублей.

История

Исторически, ядерная энергия рассматривалась прежде всего полезной для военных целей. Однако с развитием гражданских атомных технологий и появлением большого количества атомных реакторов на военных судах, подводных лодках и ледоколах, стали очевидны выгоды мобильных источников энергии, которые можно было использовать в отдалённой и неосвоенной местности. Плавучие реакторы гражданского назначения использовались США для обеспечения энергией Панамского канала (судно Sturgis, 1966—1976) и американской исследовательской базы в Антарктике (1962—1972).

В России, в соответствии с Федеральной целевой программой «Энергоэффективная экономика» на 2002—2005 годы и на перспективу до 2010 года, проведён закрытый тендер на создание ПАЭС малой мощности. 19 мая 2006 года победителем тендера было объявлено предприятие «Севмаш».

В 2007 году между ректоратом Нижегородского государственного технического университета и Федеральным агентством по атомной энергетике достигнута договоренность о том, что техуниверситет станет базовым вузом по подготовке специалистов по разработке и эксплуатации плавучих АЭС[1].

В 2008 году объявлено, что часть заказов на узлы и агрегаты будет размещена на Балтийском заводе.[2]

После того, как Севмаш перенёс сроки сдачи на пять месяцев, «Росатом» передал заказ на Балтийский завод.[3][4]

Стоимость плавучей АЭС

• Сегодня стоимость плавучего понтона для АЭС - ~ 11,8 миллиарда рублей
• ядерные реакторы КЛТ-40С ~ 4,5 миллиарда рублей.
• Две паротурбинные установки
• Береговые и гидротехнические сооружения

Итого: 27 миллиардов рублей.

Участники проекта

• Росатом - заказчик
• Верфь Балтийский Завод - изготовление судна
• ОКБМ им. И.И. Африкантова - комплектный поставщик реакторных установок
• Калужский турбинный завод - изготовление турбин

Автор курса: Ректор Пекинского университета Mark Sue

Здравствуйте, уважаемый собравшиеся! Надеюсь, не все ещё успели меня забыть? *шелест лёгких смешков* Замечательно!

В таком случае, продолжу непосредственно с последней темы.

*пекинская аудитория более внимательна, чем стэнфордская. Шума нет, все ожидают начала*

Приятно находится в аудитории, где тебе не приходится первым же жестом покровительственно поднимать руку, чтобы просить всех успокоится! *сдержанные смешки* Ну что же, в таком случае, я позволю себе сделать небольшую интроспекцию в курс, который намереваюсь читать вам и в дальнейшем.

Вы никогда не думали, что один из наиболее продуктивных способов обучения заключается в исследовании проблемы, возникающей перед учёными - и методах решения, которые они впоследствии находят (если находят)? По крайней мере, особенности менталитета, которые необходимо учитывать, планируя каждую лекцию отдельно, говорят мне, что собравшиеся сегодня здесь будут быстрее захвачены темой БиоНанотехнологий, если окунутся в её перипетии с головой сразу же.

Что вы здесь видите, позвольте узнать?

Концепция

Привод - это механическое устройство для перемещения или контроля механизма или системы. Привод обычно является механическим устройством, которые трансформирует энергию, обычно создаваемую воздухом, электричество или жидкостью в некоторый вид движения.
Это устройство для приведения в действие машин. Состоит из двигателя, передачи и системы управления. Различают привод групповой (для нескольких машин) и индивидуальный.

Концепция

Плавучая ветроэлектростанция - это ветроэлектростанция, установленная на плавучей конструкции, которая позволяет ВЭС генерировать электричество в тех морских районах, где ветер сильнее и стабильнее над водой благодаря отсутствию преград, которые могут ослаблять потоки ветра.

Генерируемое электричество передается на сушу через подводные кабели. Изначальная стоимость ПВЭС сопоставима со стоимостью стационарных ВЭС, но при этом ПВЭС способна производить больше электроэнергии благодаря большей силе ветра в море. Несколько ПВЭС могут устанавливаться совместно для использования единых кабелей для передачи электроэнергии на сушу.

Особенностью плавучих ВЭС является то, что их невидно с берега, поэтому они не портят вид отдыхающих и не мешают рыбакам. Также эти ВЭС не мешают действию радаров, судостроительной промышленности, птицам, туризму.

Перемещение ВЭС в море предоставляет новые возможности: ветер в море сильнее и более постоянный, чем на суше и вблизи берега, к тому же непосредственно места для размещения ВЭС намного больше.

Плавучие ВЭС соединяются с берегом посредством кабелей, проводимых по дну моря. Длина кабеля сильно влияет на стоимость ВЭС, поэтому удаленность плавучих ВЭС от берега имеет предел.

История

Концепция ПВЭС была предложена профессором Вильямом Е. Херонемусом в Массачусеттском университете в 1972 году. Но только в середине 1990-х после коммерческого обоснования действия ветроэлектростанций, ученые вернулись к разработке плавучих ВЭС.

Опытные образцы

Впервые в районе большой глубины плавучая ВЭС была установлена в декабре 2007 г. недалеко от берегов Италии. После запланированного года исследований ее демонтировали.

Первая мощная 2,3 МВт ПВЭС - Hywind, установленная в Северном море возле берегов Норвегии в сентябре 2009 г. 2,3 МВтная ВЭС была создана Siemens Wind Power и смонтирована на плавучей платформе со 100-метровой подводной частью (крепится ко дну при помощи трех кабелей, которые могут быть до 700 м длиной), произведенной французской компанией Technip. Конструкция принадлежит компаний СтатойлГидро и будет тестироваться в течение 2-х лет. Сейчас Hywind установлен в 20 км от берега в точке с глубиной 220 метров. Эта ПВЭС стоила примерно 62 млн.долл. Вся конструкция по расчетам должна производить 9ГВт электроэнергии ежегодно.

Перспективы

Плавучие ВЭС стоят дороже наземных ВЭС, а также прибрежных статичных ВЭС. Но с развитием технологий ПВЭС не будут стоить дороже своих прибрежных статичных аналогов. Плавучие ВЭС могут предоставлять дополнительный источник энергии для стран, ограниченных в площади территории для наземных ВЭС, либо в случае недостаточной силы ветра на берегу. Объем мирового рынка для таких ВЭС в потенциале огромен, но это зависит от себестоимости производства ПВЭС.

Что дополнительно почитать:

http://news.bbc.co.uk/2/hi/8085551.stm

http://en.wikipedia.org/wiki/Floating_wind_turbine

Автор курса: Ректор Пекинского университета Mark Sue