Содержание
Бахматов Дмитрий
класс 10, МОУ СОШ №8 Советского района г. Волгограда
Попова Нина Ивановна
научный руководитель, педагог высшей категории, преподаватель физики, МОУ СОШ № 8 г. Волгограда
Вступление
Нетрадиционными источниками энергии являются солнце, ветер, океанические приливы, тепло земных глубин. Эти варианты получения энергии как дополнительной используются в последнее время всё чаще. Многие учёные убеждены, что к 2030—2050 гг. нетрадиционные (возобновляемые) источники энергии будут основными, а традиционные потеряют своё значение.
Цель статьи: познакомиться с нетрадиционными источниками энергии, их достоинствами и недостатками, а также выяснить для себя перспективы внедрения возобновляемых источников энергии на территории Волгоградской области.
Сегодня подавляющее большинство людей знают о том, что запасы углеводородов не беспредельны, что органическое топливо нужно беречь. Вот почему изучение и использование нетрадиционных источников энергии является актуальным. Многие страны довольно широко используют нетрадиционные источники. Уже несколько лет в Волгоградской области внедряются энергосберегающие установки с использованием энергии ветра, солнца, гидроресурсов, отходов сельского хозяйства, так как этому способствуют географическое положение и климатические условия нашего региона.
Солнечная энергия
Солнечная энергия неисчерпаема. Существует несколько вариантов её использования. При физических способах усвоения солнечной энергии используют гальванические батареи, которые поглощают её и преобразуют в тепловую или электрическую энергию, либо системы зеркал, отражающих лучи солнца и направляющих их на заполненные маслом трубы, которые концентрируют солнечное тепло. Волгоградская область находится на юге нашей страны, значит, в перспективе нехватку энергии без проблем можно компенсировать за счёт солнечной энергии. А вот жителям Крайнего Севера, Сибири, Якутии и т. д. в этом плане сложнее. Я считаю, что в этой местности как раз можно использовать солнечные коллекторы для обеспечения населения электроэнергией, особенно летом. Использование солнечных коллекторов может частично решить экологическую проблему и использовать энергию для бытовых нужд (подогрев воды, обогрев теплиц и т. д.). Наиболее успешно солнечная энергетика развивается в Японии и Израиле, где за её счёт почти полностью покрывается потребность в отоплении жилья и подогреве воды для бытовых нужд. «Совместный алжирско-японский проект SaharaSolarBreederобещает превратить пустыню Сахара в чащу солнечных батарей, способных к 2050 г. обеспечить до половины мировых потребностей в электроэнергии» [6, с. 24]. В принципе солнечную энергию можно использовать в любом уголке земли.
Одним из наиболее перспективных источников энергии на Земле является биомасса, так как она доступна в неограниченных количествах. Биомасса делится на первичную и вторичную.
Древесину, отходы сельскохозяйственного производства, высушенные водоросли, которые перерабатываются в спирт и т. д., затем используют для получения энергии. Биологическим вариантом использования солнечной энергии является и получение биогаза из навоза, который сбраживается без доступа воздуха. В настоящее время в мире накопилось много мусора, который ухудшает состояние окружающей среды. Мусор губительно влияет на людей, животных, птиц, на всё живое на земле. Такие свалки находятся вблизи моего пос. Горьковский Советского района г. Волгограда: за железнодорожной горкой вдоль Ростовской трассы перед селом Рогачик, в балке с. Песчанка, на ст. Бирюзовая и т. д. Много стихийных свалок образовалось вдоль балок устья реки Царица. Подобных свалок огромное количество во всех как крупных, так и мелких городах и селениях нашей страны. В связи с этим, я думаю, что нужно развивать энергетику с использованием вторичной биомассы, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды. У меня появилась мысль исследовать свалки посёлка, выяснить, сколько мусора вывозится и сколько его нужно, чтобы обеспечить мой посёлок электроэнергией, полученной от сжигания мусора. Мои расчеты показали, что пос. Горьковский сможет себя обеспечить энергией биомассы за счёт своего же мусора. Причём с биомассой практически весь мусор будет сжигаться, и отходов почти нет. Так будет решена проблема уничтожения мусора и обеспечения посёлка электроэнергией при минимальных затратах. Прекрасно можно решить эту проблему и в других городах, что уже решается успешно в западных странах. В ходе исследования мною был проведён небольшой социологический опрос среди населения пос. Горьковский, результаты которого показали, что большинство участников опроса положительно относятся к использованию энергии биомассы.
Преимущества биоэнергии
Это возобновляемая энергия, которая не увеличивает концентрацию углекислого газа в атмосфере, решает проблему использования отходов (мусора), а, значит, помогает улучшить экологию и сделать мир чище.
Солнечную радиацию при помощи гелиоустановок преобразуют в тепловую или электрическую энергию, удобную для практического применения. В южных районах нашей страны созданы десятки солнечных установок и систем.
Достоинства солнечной энергетики
Достоинства солнечной энергетики заключаются в общедоступности и неисчерпаемости источника, в полной безопасности для окружающей среды, это экологически чистый источник энергии, что очень важно именно теперь.
Недостатки солнечной энергетики
Из-за относительно небольшой величины солнечной постоянной для солнечной энергетики требуется использование больших площадей земли под электростанции (например, для электростанции мощностью 1 ГВт это может быть несколько десятков квадратных километров). Поток солнечной энергии на поверхности Земли сильно зависит от широты и климата. В разных местах среднее количество солнечных дней в году может различаться очень сильно. Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно эффективно работает в утренних и вечерних сумерках.
Использование энергии ветра
Человечество научилось использовать энергию ветра на ранней стадии своего развития. Ветряные электростанции производят электроэнергию только тогда, когда дует достаточно сильный ветер. Современный ветряк — сложное устройство. В нём запрограммирована работа в двух режимах — слабого и сильного ветра и остановка двигателя, если ветер станет очень сильным. Недостатком ветряных двигателей являются шумы, которые производят лопасти пропеллера во время вращения. Если ветряк мощный, то шумовое загрязнение делает опасным длительное пребывание людей в зоне работы установки. Наиболее оправданы небольшие ветряки для обеспечения дешевой и экологически безопасной электроэнергией отдельных ферм, дачных участков. К числу передовых стран по использованию энергии ветра относятся: Германия, Дания, Испания, США. В России за последние 5 лет построено несколько ветроэнергетических установок: в Башкирии, в Калининградской области, на Командорских островах, в Мурманске. Перспективно использование ветроустановок в Калмыцких степях, граничащих с Волгоградской областью, так как там ветры дуют, как правило, постоянно и только в одном направлении. В настоящее время там довольно широко используются ветроустановки для обеспечения электроэнергией небольших населённых пунктов Колмыкии. По окраинам Волгограда тоже расположены ветряки местного назначения. Автономные ветроэлектроустановки появились в удалённом от электрических сетей пос. Осипово Калачёвского района, на чабанских точках Волгоградской области. Обсуждается проект первого в России ветропарка мощностью 1 ГВт, который будет построен в Волгоградской области. Общая мощность ветроагрегатов в России превысила 10 МВт.Простейший способ использования энергии ветра впрок состоит в том, что ветряное колесо движет насос, который накапливает воду в расположенный выше резервуар, а потом вода, стекая из него, приводит в действие водяную турбину и генератор постоянного или переменного тока. «Особенно перспективно развитие ветроэнергетики в комплексе с другими возобновляемыми источниками для энергоснабжения изолированных населённых пунктов, удалённых от других энергоисточников» [9, с. 75].
Недостатки ветровой энергетики
Прежде всего, ветроустановки неблагоприятно влияют на работу телевизионной сети. Другая особенность ветровых установок проявилась в том, что они оказались источником достаточно интенсивного инфразвукового шума, неблагоприятно действующего на человеческий организм, вызывающего постоянное угнетенное состояние, сильное беспричинное беспокойство и жизненный дискомфорт.
Достоинства ветровой энергетики
Отсутствие влияния на тепловой баланс атмосферы Земли, потребления кислорода, выбросов углекислого газа и т. д. Возможность преобразования в различные виды энергии (механическую, тепловую, электрическую). Непредсказуемые изменения скорости ветра в течение суток и сезона.
Приливные электростанции (ПЭС)
«За счёт использования энергии приливов в России можно покрывать более 25 % текущего энергопотребления страны» [7, с. 14].Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Первая такая электростанция (Паужетская) мощностью 5 МВт была построена на Камчатке. Для устройства простейшей приливной электростанции нужен бассейн, перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены гидротурбины, которые вращают генератор. По принципу действия гидравлические турбины подразделяют на: активные и реактивные; по конструкции — на вертикальные и горизонтальные. Мощность гидрогенераторов от нескольких десятков до нескольких сотен МВт. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит. В России c 1968 года действует «экспериментальная» ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря мощностью 0,4 МВт. Это первая и пока единственная приливная электростанция в России. В 2006 году на станции был установлен опытный образец наплавного блока, на котором расположен оригинальный гидроагрегат ОГА-5 мощностью 1,5 МВт.«Начиная с 1966 года, два французских города полностью удовлетворяют свои потребности в электроэнергии за счёт приливных электростанций» [9, с. 78]. В Урюпинском районе Волгоградской области для освещения наплавного моста через Хопёр была построена мини-ГЭС волнового типа, работающая на энергии течения воды. Наличие Волги, Дона и малых рек диктует грамотное использование гидроресурсов Волгоградской области.
Недостатки приливных электростанций
Они нарушают нормальный обмен соленой и пресной воды и тем самым — условия жизни морской флоры и фауны. Влияют они и на климат, поскольку меняют энергетический потенциал морских вод, их скорость и территорию перемещения. Морские теплостанции, построенные на перепаде температур морской воды, способствуют выделению большого количества углекислоты, нагреву и снижению давления глубинных вод и остыванию поверхностных. А процессы эти не могут не сказаться на климате, флоре и фауне региона.
Достоинства приливных электростанций
Преимуществами ПЭС является экологичность и низкая себестоимость производства энергии. Не загрязняет атмосферу. Дешёвая и возобновляемая энергия. Сокращает уровень добычи, транспортировки и сжигания органического топлива.
Использование геотермальных источников
В этом случае подразумевается использование тепла земных глубин (глубинных горячих источников). Это тепло можно использовать практически в любом районе, но затраты окупаются только там, где горячие воды приближены к поверхности земной коры. Это районы активной вулканической деятельности и гейзеров, например, Камчатка, Курилы, острова Японского архипелага, Исландия, Новая Зеландия.Источники геотермальной энергии могут быть двух типов. Первый тип — это подземные бассейны естественных теплоносителей — горячей воды (гидротермальные источники), или пара (паротермальные источники), или пароводяной смеси. По существу, это непосредственно готовые к использованию «подземные котлы», откуда воду или пар можно добыть с помощью обычных буровых скважин. Второй тип — это тепло горячих горных пород. Это даёт возможность получить пар или перегретую воду для дальнейшего использования в энергетических целях. Но в обоих вариантах использования главный недостаток заключается в очень слабой концентрации геотермических аномалий, где горячие источники или породы подходят сравнительно близко к поверхности и где при погружении вглубь на каждые 100 м температура повышается на 30—40°С, концентрации геотермальной энергии могут создавать условия и для хозяйственного её использования.
Преимущества геотермальных источников
Во-первых, их запасы практически неисчерпаемы. По оценкам конца 70-х годов до глубины 10 км они составляют такую величину, которая в 3,5 тысячи раз превышает запасы традиционных видов минерального топлива. Считаю, что эта цифра в последнее время изменилась в сторону увеличения. Во-вторых, геотермальная энергия довольно широко распространена. Концентрация её связана в основном с поясами активной сейсмической и вулканической деятельности, которые занимают 1/10 площади Земли. А это не так уж и мало.
Недостатки геотермальных источников
Главная проблема заключается в необходимости обратной закачки отработанной воды в подземный водоносный горизонт. В термальных водах содержится большое количество солей различных токсичных металлов (бора, свинца, цинка, кадмия, мышьяка) и химических соединений (аммиака, фенолов), что исключает сброс этих вод в природные водные системы, расположенные на поверхности, так как эти вещества оказывают губительное действие на всё живое на земле.
Заключение
Я пришёл к выводу, что нетрадиционную энергетику необходимо внедрять в жизнь. В современном обществе трудно найти хотя бы одну область человеческой деятельности, которая не требовала бы использования энергии. Потребление электроэнергии — важный показатель жизненного уровня. Трудно переоценить значение и перспективы использования возобновляемых источников энергии в современном мире. Пока у нас есть солнечный свет, ветер и вода, у нас будет доступ к мощной энергии, заключённой в этих источниках. Чистая энергия солнца, ветра и воды — фундамент энергетики будущего, энергетики, основанной на ничтожно малых выбросах. Необходимо, чтобы государствам стало более выгодно использовать энергию чистых источников. Сейчас начинается новый этап земной энергетики. Появилась энергетика «щадящая», построенная так, чтобы человек не рубил сук, на котором он сидит, а заботился об охране уже сильно поврежденной биосферы. Решение этих проблем требует комплексного подхода на национальном и международном уровне, что позволит ускорить их реализацию. Моё поколение должно быть готово к практическому использованию возобновляемых источников энергии.
Список литературы:
- Аркуша М.И. Элективный курс «Энергетика и окружающая среда», 11 класс. — Волгоград: 2010 г.
- Калашников Н.П. «Альтернативные источники энергии» М.: Знание 2008 г.
- Кондаков А.М. Альтернативные источники энергии — География в школе. 4/88 — М.: Педагогика. 2008 г.
- Кононов Ю.Д. Энергетика и экономика. Проблемы перехода к новым источникам энергии. — М.: Наука, 2009 г.
- Ревелль П., Ревелль Ч. «Энергетические проблемы человечества» Мир, 2005 г.
- Физика № 7 2011 г. Изд.дом Первое сентября
- Экология и право (Возобновляемая энергетика) г. СПб. 2008 г.
- Энергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. — М.: Энергоатомиздат. 2005 г.
- Энергия и окружающая среда (учебное пособие для ср. школы) г. СПб. 2008 г.
Главная > Документ
| Информация о документе | |
| Дата добавления: | |
| Размер: | |
| Доступные форматы для скачивания: |
Темы реферата по дисциплине «НЕТРАДИЦИОННЫЕ И ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ»
гр ЭН – 34;ЭН — 35
Особенности использования НВИЭ в энергетике.
Место и значение НВИЭ в топливно-энергетическом комплексе России.
Перспективы использования НВИЭ в энергетике мира и России.
Тенденции развития возобновляемой энергетике в России.
Применение энергии солнца в системах энергоснабжения. Технические характеристики
солнечных установок. Климатические предпочтения для сооружения солнечных установок.
Основные технические схемы солнечных установок. Их технико-экономические показатели.
Перспективы развития солнечной энергетики в России.
Получение электрической энергии в результате фотоэлектрического эффекта. Техническая
реализация PV-станции на базе фотоэлементов.
Гелио термальная технология преобразования солнечной энергии (CSP-электростанции).
Башенные и параболические типы электростанций.
Ветроэнергетика. Основные направления развития и технические характеристики
Общая характеристика и направления развития ветроэнергетики России.
Биоэнергетика. Основные технические схемы биоэнергетических установок.
Основные направления развития биоэнергетики России.
Проблема отходов в России. Биотехнологии и переработки отходов и вопросы утилизации.
Технические, социально-экономические и экологические вопросы, решаемые в системе
Геотермальная энергетика. Основные технико-экономические предпосылки ее развития.
Технические схемы реализации.
Малая гидроэнергетика. Перспективы строительства малых ГЭС. Общая характеристика
энергоресурса и основные технические решения для его освоения.
Энергия морей и океанов. Общая характеристика энергопотенциала и технической
возможности его освоения.
Приливные и волновые установки. Основные технические характеристики, перспективы
Тепловая энергия морей и океанов. Энергия океанических течений.
Какие проблемы могут быть решены в нашей стране использованием возобновляемых видов
Современное состояние и перспективы использования возобновляемых источников энергии.
Общие сведения, достоинства, недостатки и перспективы дальнейшего развития ГЭС и ГАЭС.
Роль малой гидроэнергетики в развитии отдельных районов России.
Основные задачи, решаемые путем развития биоэнергетики.
Состояние возобновляемой энергии в России, проблемы и решения.
Основные направления развития биоэнергетики России. Перспективы применения
биоресурсов в системах электроснабжения.
Природные виды биоэнергетических ресурсов. Способы преобразования биоресурсов.
Основные технические схемы биоэнергетических установок.
Виды продукции, получаемой при выполнение биотехнологий.
Преобразование энергии океана.
Проблемы переработки мусора в России.
НВИЭ и энергосбережение
Способы утилизации отходов. Мировая практика и наши реалии.
Применение энергии солнца в системах энергоснабжения. Технические характеристики
Ветроэнергетика. Климатические предпочтения для сооружения ветроустановок. Проблемы,
Трудности технического и экономического характера ветроэнергетики.
Классификация и принцип действия ветроэлектрических установок.
Направления развития ветроэнергетики России.
Современные реалии и прогнозы развития ветроэнергетики России.
Переработка мусора в России. Задачи и цели сбора и переработки мусора.
Проблемы отходов в России. Биотехнологии в переработки отходов и вопросы утилизации.
Проблемы малой энергетики в России. Технические и экономические трудности решения
 |
|
Тезисы:
- Тема реферата: "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии".
- Основное преимущество возобновляемых источников энергии их неисчерпаемость и экологическая чистота.
- При наличии других источников энергии ветрогенератор может дополнять существующие.
- Недра Земли таят в себе колоссальный, практически неисчерпаемый источник энергии.
- Всегда было так: следующий источник энергии был и более мощным.
- Лаврус В.С. "Источники энергии" К.: НиТ 1997г.
- Термальная Энергия Земли.
- Развивающееся мировое хозяйство требует постоянного наращивания энерговооруженности производства.
- Все чаще в газетах и различных журналах встречаются статьи об энергетическом кризисе.
- Вечные двигатели, якобы производящие энергию и ниоткуда ее не берущие, к сожалению, невозможны.
Похожие работы:
3 Мб / 39 стр / 5756 слов / 42842 букв / 30 июн 2014
152 Кб / 24 стр / 2095 слов / 13523 букв / 15 фев 2019
23 Кб / 13 стр / 2481 слов / 17863 букв / 7 дек 2018
577 Кб / 27 стр / 5145 слов / 35002 букв / 28 ноя 2010
1 Мб / 33 стр / 5182 слов / 34816 букв / 24 ноя 2012
766 Кб / 53 стр / 7951 слов / 70480 букв / 18 мар 2015
1 Мб / 40 стр / 6410 слов / 43205 букв / 6 авг 2015
180 Кб / 35 стр / 6599 слов / 44157 букв / 11 фев 2018
10 Кб / 3 стр / 1097 слов / 7740 букв / 19 окт 2002
142 Кб / 32 стр / 10926 слов / 74754 букв / 12 фев 1999
