ПРОЭКТ Нетрадицеонная энергия 2. Нетрадиционные источники энергии
 Скачать 44.03 Kb.
|
|
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа№1 с.п. «Село Хурба» Проект по теме: «Нетрадиционные источники энергии.» Выполнил: Коршунова Мария Руководитель: Симонова Е.В Учитель географии. Оглавление Введение 1. Что такое альтернативные источники энергии. 2. Солнечная энергетика. 3. Ветроэнергетика. 4. Геотермальная энергетика. 5. Энергия биомассы. 6. Вывод. 7. Практическая часть. 7.1. Опрос учащихся на тему «Альтернативные источники энергии». 7.2. Опытно экспериментальная деятельность. Заключение Список источников информации Приложение Введение Энергетика служит основой любых процессов во всех сферах жизни человека, главным условием создания материальных благ, повышения уровня жизни людей. Веками человек нерационально использует природные богатства: как то сжигает каменный уголь, мазут, газ с целью получения тепла и энергии, загрязняя окружающую среду, в огромных объёмах выкачивает нефть с целью переработки её в горюче-смазочные материалы. Эти богатства не бесконечны и долго восстанавливаемы. Поэтому назрела необходимость в поиске новых источников энергии, которые будут снабжать человечество необходимым количеством энергии ещё долгое время. Альтернативные источники энергии – нетрадиционные, быстро возобновляемые, экологически чистые источники энергии. Человечество стремится их использовать с высоким КПД, сохраняя природу. Цель: изучение альтернативных, нетрадиционных источников электрической энергии и выяснение который из них целесообразно использовать в ближайшем будущем. Задачи: изучить научную литературу по данной теме; выяснить, что такое альтернативные источники энергии; исследовать различные альтернативные источники энергии; рассказать об истории развития источников энергии; изучить принципы получения и применения энергии; выявить преимущества и недостатки каждого способа; сделать вывод о том, какие виды наиболее выгодны и приемлемы для человека; Гипотеза: Возможно, что альтернативные источники энергии действительно являются наиболее выгодной заменой традиционным источником. Объект исследования: альтернативные источники энергии. Предмет исследования: актуальность альтернативной энергетики. Методы исследования: изучение, анализ, систематизация, тестирование. 1.Альтернати́вная энерге́тика — совокупность перспективных способов получения, передачи использования энергии (зачастую — из возобновляемых источников), которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде. Источники энергии – «встречающиеся в природе вещества и процессы, которые позволяют человеку получить необходимую для существования энергию». Альтернативный источник энергии является возобновляемым ресурсом, он заменяет собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле, которые при сгорании выделяют в атмосферу углекислый газ, способствующий росту парникового эффекта и глобальному потеплению. Причина поиска альтернативных источников энергии – потребность получать ее из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность. 2.Солнечная энергетикаСолнечная энергетика – направление альтернативной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнце – это звезда, внутри которой, в непрерывном режиме, происходят термоядерные реакции. Результатом происходящих процессов, с поверхности солнца выделяется колоссальное количество энергии, часть которой нагревает атмосферу нашей планеты. Солнечная энергия — это источник жизни на планете Земля. Наша планета, и все живые организмы, существующие на ней, получает энергию солнца в виде солнечного света и тепла. Солнечная энергия является источником возобновляемой и экологически чистой энергии. Фотоэлектрические элементы используются для изготовления солнечных панелей, которые служат приемниками солнечной энергии в системах солнечных электрических станций. Принцип работы основан на получении разности потенциалов внутри фотоэлемента при попадании на него солнечного света. Панели различаются по структуре (поликристаллические, монокристаллические, с напылением кремния), габаритным размерам и мощности. Преобразование в тепловую энергию. Путём использования коллекторов различных типов и конструкций. Вакуумные коллекторы — трубчатого вида и в виде плоских коллекторов. Принцип действия — под воздействием солнечных лучей, нагревается специальная жидкость, которая при достижении определённых параметров, начинает испаряться, после чего пар передает свою энергию теплоносителю. Отдав тепловую энергию пар конденсируется и процесс повторяется. Плоские коллекторы – представляют из себя каркас с теплоизоляцией и абсорбер покрытые стеклом, с патрубками для входа и выхода теплоносителя. Принцип действия — потоки солнечного света попадают на абсорбер и нагревают его, тепло с абсорбера переходит теплоносителю. Путём использования гелиотермальных установок. Принцип действия основан на нагревании поверхности способной поглощать солнечные лучи. Солнечные лучи фокусируются и посредством устройства линз концентрируются, после чего направляются на принимающее устройство, где энергия солнца передается для накопления или передачи потребителю посредством теплоносителя. Преимущества солнечной энергии: возобновляемость; обильность; постоянство; доступность; экологическая чистота; бесшумность; экономичность. Недостатки солнечных источников энергии: высокая стоимость; непостоянство; высокая стоимость аккумулирования энергии; незначительное загрязнение окружающей среды; применение дорогостоящих и редких компонентов; малая плотность мощности. 3.ВетроэнергетикаВетроэнергетика – один из самых перспективных способов получения энергии. Этот источник не только экологически чистый (ветровые генераторы в процессе эксплуатации не потребляют ископаемого топлива), но и возобновляемый. Затраты на получение энергии от ветра сводятся главным образом к установке необходимого оборудования. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Ветряные фермы состоят из множества отдельных ветряных турбин, которые подключены к передача электроэнергии сеть. Береговый ветер - недорогой источник электроэнергии, конкурентоспособный или во многих местах более дешёвый, чем угольные или газовые электростанции.Береговые ветряные электростанции оказывают большее влияние на ландшафт, чем другие электростанции, поскольку их необходимо размещать на большей территории и должны быть построены вдали от плотного населения. Морской ветер более устойчив и сильнее, чем на суше, и оффшорные фермы имеют меньшее визуальное воздействие, но затраты на строительство и обслуживание значительно выше. Небольшие береговые ветряные электростанции могут подавать часть энергии в сеть или обеспечивать электроэнергией изолированные удаленные от сети участки. Преимущества ВЭС: - полное отсутствие загрязнения окружающей среды; - ветровая энергия изобильна, чиста, безопасна и надежда в качестве ресурса для производства электроэнергии; - цена производства электричества на ветровых станциях постоянно снижается; - ветроэнергетика производит электроэнергию гораздо ближе к потребителю, что снижает ее потери и стоимость строительства линий электропередач. Недостатки ВЭС: - распространение ветрогенераторов может затруднить прием телепередач и создавать мощные звуковые колебания; - ветер дует почти всегда неравномерно, поэтому и генератор будет работать неравномерно, отдавая то большую, то меньшую мощность; - возможные изменения в ландшафте; - энергия ветра не сможет сама по себе удовлетворить потребности в электричестве города, региона или государства целиком 4.Геотермальная энергетика. Тепло Земли как источник энергииГеотермальная энергетика — это раздел энергетики, который основан на эксплуатации теплоты Земли для выделения электричества. Этот вид энергии относят к возобновляемым и альтернативным. Главный источник получения геотермальной энергии — это тепловой поток недр планеты, который направлен к поверхности. Эта теплота вырабатывается за счет химических реакций, радиоактивных распадов и трений ядра. Геотермальную теплоту можно получить различными способами. Гидротермальная энергетикаЭтот вид энергетики направлен на производство электроэнергии из теплоты подземных вод. Источники теплоты бывают следующими: - водяные — для существования необходим пласт горной породы для передачи тепла, при этом давление выше атмосферного; - пароводяные — между двумя пластами находится вода, через нижний происходит передача теплоты, а верхний слой не дает воде просочиться наружу, для получения теплоты нужно высвободить воду или пар, для этого нужно бурить скважину; -паровые — схема работы аналогичная с предыдущим, но при этом тепло переносит только пар. Применение геотермальной энергииСуществует два основных способа использования геотермальной энергии: прямое использование тепла и производство электроэнергии. С этим связано и использование ее человечеством. На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем. Чаще всего использование геотермальной энергии в сельском хозяйстве сводится к обогреву и поливу оранжерей, теплиц, установок аква- и гидрокультуры. Подобный подход применяется в нескольких государствах - Кении, Израиле, Мексике, Греции, Гватемале и Теде. Одна из наиболее перспективных сфер – частный сектор, для которого геотермальная энергия – это реальная альтернатива автономного газового отопления. Преимущества геотермальной энергетики: - внушительные запасы геотермальной энергии. Один из главных плюсов геотермальной энергии заключается в том, что при грамотной эксплуатации этот источник можно назвать возобновляемым. - экономия на топливе. ГеоТЭС не нуждается в дополнительных поставках топлива для своего функционирования. - экологичность. Геотермальные источники и станции, их эксплуатирующие, не выбрасывают вредные вещества. А те вредные вещества, которые могут возникать во время добычи энергии, собираются и перерабатываются (например, нефть или природный газ). - экономичность эксплуатации: Станция не требует больших трат на свою эксплуатацию — только на плановое техническое обслуживание, ремонт и профилактику. - дополнительная польза: Если электростанция стоит на берегу моря, ее можно задействовать для опреснения воды. Вода дистиллируется за счет нагревания и охлаждения пара в ходе работы ГеоТЭС. В дальнейшем эту воду можно использовать для питься или искусственного орошения земель. Недостатки геотермальной энергетики: -сложности при утверждении проекта. Проблемы возникают на всех этапах проектирования: поиска подходящего места, тестирования, получения разрешения от властей и местного населения. -остановка работы в любой момент. Сложно предугадать извержение вулкана или землетрясение. Работа станции может остановиться даже из-за естественных изменений в земной коре. Неудачный выбор места для возведения ГеоТЭС тоже не способствует долгой стабильной работе. Еще одна причина остановки — превышение нормы закачки воды в породу. - если не использовать фильтры для выбросов из источника, в окружающую среду могут попасть вредные вещества. 5.Энергия биомассы Энергия биомассы - это вид возобновляемой энергии, получаемой за счет сжигание органических соединений, полученных в результате естественных процессов. Это органические остатки, такие как обрезки, косточки олив, скорлупа орехов, остатки древесины и т. Д. Это от природы. Можно сказать, что это отходы природы. Эти органические остатки сжигаются прямое сгорание или может быть преобразован в другое топливо например, алкоголь, метанол или масло, и таким образом мы получаем энергию. Из органических отходов мы также можем получить биогаз. Основная характеристика биоэнергетики заключается в том, что это вид возобновляемые источники энергии и, следовательно, устойчивым для общества и его энергопотребления. Как я уже упоминал ранее, эта энергия получается за счет сжигания различных видов отходов, лесных или сельскохозяйственных, которые в противном случае вообще не использовались бы. Использование биотопливаСуществует всего 3 вида биотоплива: 1 твёрдое топливо (древесина) 2 жидкое топливо (биодизель, биоэтанол и т.д.) 3 газообразное топливо (биогаз) Биотопливо может использоваться для прямого получения тепла (в этом случае сжигают высушенную биомассу или получаемый из нее древесный уголь) или для производства электроэнергии (в этом случае из биотоплива получают метан, который используют в автономных топливных электростанциях в качестве газообразного топлива приводных двигателей). Преимущества энергии биомассы: Одним из основных преимуществ энергии биомассы является то, что она производит меньшее количество вредных парниковых газов, чем альтернативы на основе ископаемого топлива. Энергия биомассы производит меньше углерода, чем энергия ископаемого топлива. Уровни выбросов парниковых газов и двуокиси углерода также могут быть уменьшены за счёт использования источников энергии биомассы, поскольку эти газы вырабатываются органическим веществом, если его оставляют распадаться без использования для какой-либо цели. Недостатки использования энергии биомассы: Одним из недостатков энергии биомассы является объем пространства, который она требует. Для выращивания некоторых культур биомассы требуется много земли и воды, и, когда они вырастут, продукт нуждается в большом объеме хранилища, прежде чем превратиться в энергию. Другим недостатком является то, что энергия биомассы не совсем чиста. Некоторые парниковые газы все ещё производятся; хотя уровни этих газов намного меньше, чем выбросы ископаемых видов топлива. Вывод Таким образом, можно сделать заключение о том, что все перечисленные альтернативные источники энергии имеют крайне высокую перспективность и значимость в использовании и в дальнейшем развитии. Проблема энергообеспечения с каждым годом становится всё острее. Потребности человека постоянно растут, а так же увеличивается само население. Исчерпаемые ресурсы рано или поздно закончатся, а использование альтернативных источников и применение энергосберегающих технологий еще недостаточно хорошо налажено. В таких условиях перед человечеством встала задача подлинно исторического значения - перейти к использованию надежных, полностью безопасных для жизни человека и окружающей его природы источников энергии, ее разумному расходованию, устойчивому, экономически эффективному энергообеспечению. Солнечную энергию можно эффективно использовать почти везде. Ветряную энергию можно эффективно использовать только в определенных типах местности. Но начальные капиталовложения в эту отрасль относительно низкие. К тому же, сейчас стоимость электроэнергии, полученной с помощью ветряных электростанций, почти равна стоимости энергии с ТЭЦ. Поэтому у ветроэнергетики большие перспективы. Другие виды альтернативных источников энергии тожже имеют хорошие перспективы массового применения. Общими плюсами для всех является возобновляемость и меньший урон экологии от большинства. Минусами являются дороговизна, привязаность к определенным типам местности и относительно малая мощность. Опрос учащихся на тему «Альтернативные источники энергии»Следующим этапом моей работы, был проведён опрос среди учеников нашей школы, всего опросила 42 человек. Было задано 4 вопросов. (Данные вопросы приведены ниже с ответами) Вы слышали что такое альтернативные источники энергии? 84 % - слышали и читали. 16%- вообще не слышали про такой вид источника энергии. Какой вид альтернативного источника можно использовать в нашей местности? 2. Солнечная энергетика - 92% 3. Ветроэнергетика - 8% 4. Геотермальная энергетика - 0% 5. Энергия биомассы -0% Какой из альтернативных источников, по твоему мнению, наиболее дешёвый и экономичный ? 2. Солнечная энергетика. - 68 % 3. Ветроэнергетика. - 32 % 4. Геотермальная энергетика. - такой вид в нашей местности не используют 5. Энергия биомассы. - такой вид в нашей местности не используют По твоему мнению, использование альтернативной энергии может помочь сохранению окружающей среды? 100% - да. В ходе моей исследовательской работы мне стало интересно используется ли альтернативные виды энергии в нашем посёлки я обратилась в администрацию сельского поселения с. Хурба, мне был дан ответ, что альтернативную энергию в дальнейшем использовать в посёлки хотят, у администрации разработан проект безопасное движения, где у них используются солнечные батареи, это намного проще чем ставить электростолбы и тянуть электропровода. Я задала несколько вопросов главе администрации. Глава высказал своё мнение по этим вопросам. Главная проблема в деревне - это периодическое отключение электроэнергии. Сразу останавливаются все дела, так как наша жизнь на 100% зависит от этого вида энергии. Если бы была помощь с края для оснащения посёлка альтернативными видами источников то для жителей это было бы проще и дешевле чем даже подключить и подвести газ к домам. Есть даже проект для Хабаровского края. Потому что Хабаровский край отличается достаточно высоким уровнем солнечной инсоляции, по предварительным расчётам 1 МВт установленной мощности солнечной электростанции обеспечит выработку 1,2 ГВт*ч ежегодно. Развитие солнечной генерации в удаленных пунктах Хабаровского края возможно также в рамках федеральной программы «Обновленный облик сельских территорий». Свои возможности в сфере солнечной и ветровой генерации администрациям муниципалитетов компания «Хевел» был представлен на 19-ой специализированной выставке. Правительство Хабаровского края подготовила перечень населённых пунктов для пилотного строительства автономных гибридных электроустановок. Глава ответил что люди ещё неготовы в посёлках представит , что энергия в дома будет поступать от солнца или ветра. Это нужно всем разъяснить. И на последний вопрос глава посёлка ответил, что у этой энергии как и у всех есть свои плюсы и минусы, плюс конечно большой что эта энергия неисчерпаема, а минусы в том что как утилизировать отработанные солнечные батареи и ветровики, это конечно нужно все продумывать и просчитывать ответил глава посёлка. И еще я провела информационно просветительскую компанию среди жителей нашего посёлка с целью того чтоб ознакомить их с этим видам источника энергии, рассказать о значимости, альтернативе и перспективах этой энергии и о возможности участия в программе федерального проекта. Для информации я раздала буклеты. Мной был сделан расчёт стоимости оборудования (таблица№1) по нашему региону всех источников энергии и был сделан вывод: Людям которые используют в обогреве своего жилища дрова или электрообогреватели, солнечные батареи будет использовать выгодней т.к машина дров стоит 20000 т.р., на зиму надо купить 3 машины дров в среднем, а 1кВт.света стоит - 3,96р. платят в среднем за месяц 10000 т.р., И в итоге солнечные батарее со временем окупятся и людям ненужно будет больше тратить большие деньги на оплаты электричества. Приложение 1. Таблица возможность использования альтернативных видов энергии в бытовых условиях в нашем регионе:
Список источников информации 1. https://ecodevelop.ua/ru/alternativni-dzherela-energiyi/ 2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Гидроэнергетика 3. https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_энергия 4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Ветроэнергетика 5.Германович В., Турилин А.В. Альтернативные источники энергии и энергосбережение. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы.СПБ.: Наука и Техника, 2019 г. -320с. |