Альтернативные источники энергии исследовательская работа по физике
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение –средняя общеобразовательная школа №21 г. Белгород
Альтернативные источники энергии
Исследовательская работа по физике
Выполнил: Омутов Андрей
ученик 8 «Г» класса
МБОУ СОШ №21г.Белгород
Руководитель:
Доронина Елена Анатольевна,
учитель физики
Белгород 2016г.
Оглавление
Введение....3
Цель, задачи..4
Опрос... 4-.5
Теоретическая часть..5-9
Применение..9
Заключение.14
Список использованной литературы14
Введение.
В этом учебном году в 8 классе, изучая физику, мы начали изучать тему «Электричество». Для меня эта тема представила большой интерес.
Я узнал, что такое электрический ток- это направленное движение заряженных частиц.
Для создания электрического тока необходимы источники. Одним из источников тока является гальванический элемент (батарейка).
Опыт: если взять лампочку и присоединить ее к батарейке, то она загорится.
Я задался вопросом: « А какие источники энергии мы используем в нашей повседневной жизни?». Затем я заинтересовался: « А какие источники энергии еще есть?».
Существуют разные виды источников электроэнергии. Но главный источник – это электростанции:
ТЭС (газ,уголь)
ГЭС (вода, энергия рек)
АЭС (ядерные реакции)
Сейчас 62% электроэнергии даёт людям ископаемое топливо: уголь, нефть и природный газ. За сжигание нам приходится платить- ядовитым смогом в городах, кислотными дождями и глобальными изменениями климата. Неустранимый недостаток: Нефти хватит на 25-30 лет, природного газа на 40-50 лет.
В последние десятилетия более актуальным становится вопрос об использовании нетрадиционных (альтернативных) источников энергии.
Причины разные, но одинаково важные: экологические, политические, эволюционно-исторические, социальные, экономические.
Гипотеза исследования
Я предполагаю, что существуют нетрадиционные (альтернативные) источники энергии.
Цель работы:
Узнать какие в настоящее время существуют нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, где они применяются в нашей жизни.
Задачи:
Провести исследование о знании нетрадиционных источников энергии среди школьников.
Изучить нетрадиционные виды энергии, их достоинства и недостатки.
Выяснить принцип работы и устройства нетрадиционных источников энергии.
Узнать, где используются такие источники в нашей области.
Обобщить полученные данные.
Предмет исследования - Эта работа посвящена необычным источникам энергии.
Методы исследования: изучение и анализ литературы, интернет ресурсов, анкетирование, проведение эксперимента, анализ полученных данных.
Опрос
Проведен опрос среди учащихся 8-х классов нашей школы:
Какие вы знаете источники энергии? Перечислите их.
Какие вы знаете нетрадиционные источники энергии? Приведите примеры.
Я составил следующую диаграмму:
13 EMBED MSGraph.Chart.8 \s 1415
Теоретическая часть.
§1 Что же такое электричество?
Сегодня нам трудно представить жизнь без электричества. В современной жизни нас окружает множество электрических приборов: компьютеры, телевизоры, холодильники и др.
Электричество – это одна из форм энергии, передающаяся по проводам. Когда электричество бежит по проводам, оно называется электрическим током. Электричество точно также течет по проводам, как и вода течет в реке.
Электричество используются для производства тепла, света, звуков и движения – оно может заставить работать все виды машин.
Существуют разные виды источников электроэнергии. Но главный источник – это электростанции. Электричество также можно сохранять в батарейках, аккумуляторах.
Наука об электричестве начала бурно развиваться с того момента, как в 1800 году физик Алессандро Вольта изобрел батарею.
Он открыл, что электричество можно получить и химическим путем, опуская в раствор кислоты пластины из различных металлов.
Это изобретение дало людям первый постоянный и надежный источник энергии и повлекло за собой все важные открытия в этой области.
§2 Источники энергии
В наше время все источники энергии можно разделить на:
традиционные (широко распространенные для получения электричества, отопления и топлива для двигателей
нетрадиционные (альтернативные) источники энергии
К традиционным источникам энергии мы можем отнести:
1. Уголь
2. Газ
3. Нефть
4. Торф
5. Дерево (дрова)
6. Атом водорода
К нетрадиционным источникам энергии мы относим:
Солнце
Ветер
Вода (энергия рек, водопадов)
§3 Альтернативная энергетика
АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА совокупность перспективных способов получения энергии, представляющие интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии.
Альтернативный источник энергии – способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электроэнергию и заменяющий собой традиционный источник энергии.
Виды альтернативных источников энергии
На сегодняшний день исчерпывающим источникам энергии альтернативу составляют:
Солнце (солнечные батареи);
ветер ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] электростанции);
биотопливо (биогенераторы).
вода (гидроэлектростанции);
подземное тепло (геотермальные электростанции);
водород (термоядерные установки);
В стадии разработок находятся грозовая, космическая, осмотическая, магнитная, «зелёная», воздушная энергетика, а также всерьёз идёт речь об использовании мускульной силы человека.
Солнечные батареи
Солнечные батареи (фотоэлектрический преобразователь) служат для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Солнечное излучение - один из наиболее перспективных источников энергии будущего. Преобразование солнечной энергии может осуществляться двумя основными способами: фотоэлектрическим (прямое преобразование световой энергии в электрическую) и фототермическим (преобразование световой энергии в тепловую, а затем, при необходимости, в электрическую).
К преимуществам солнечной энергии можно отнести возобновляемость данного источника энергии, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии.
Недостатками солнечной энергии являются:
зависимость интенсивности солнечного излучения от суточного и сезонного ритма, а также, необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций.
Ветрогенератор
Ветрогенератор - устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.
Ветроэлектрические установки могут работать как совместно с сетью, так и в автономном режиме. Принцип действия ветрогенераторов заключается в следующем: ветер раскручивает лопасти, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор, в свою очередь, вырабатывает электрическую энергию, которая подаётся на контроллер, где преобразуется до нормативных показателей частоты и напряжения.
Основное отличие от традиционных тепловых и атомных источников энергии заключается в полном отсутствии сырья и отходов. Соответственно, ветрогенераторы не наносят никакого вреда окружающей среде.
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 ветровая электростанция (ВЭС). Единственное важное требование для ВЭС – это высокий среднегодовой уровень ветра. Небольшие ветрогенераторы могут эффективно работать и при относительно низких скоростях ветра, поэтому имеют более широкую географию установки. Активно развивается индустрия домашних ветрогенераторов. К примеру, для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 2 кВт при скорости ветра 8 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором.
Характеристики ветрогенераторов:
Высота мачты: 18 метров Размах лопастей: 10 метров Стартовая скорость ветра: 2,5 м/с Оптимальная скорость ветра: 11,5 м/с Номинальная скорость вращения лопастей турбины: 90 об./мин.
Недостатки:
Нестабильность
Высокая стоимость (стоимость установки, производящей 1 мега-ватт электроэнергии, составляет 1 миллион долларов).
Шумовое загрязнение (шум, производимый "ветряками") может причинять беспокойство диким животным и людям, проживающим поблизости.
Биогаз
Биогазовая установка – устройство, осуществляющее переработку органических отходов в биогаз и органические удобрения. Биогазовая станция – более широкое понятие, оно включает комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств для подготовки сырья, производства биогаза и удобрений, очистки и хранения биогаза, производства электроэнергии и тепла.
Биогаз – горючая смесь газов, образующаяся при разложении органических субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения).
Биогазовая энергетика – надежная и перспективная альтернатива магистральному природному газу и централизованному электроснабжению.
Применение альтернативной энергетики в Белгородской области
В Белгородской области на собственных генерирующих установках вырабатывается не более 10 % электроэнергии, остальной объём поступает из других областей. Для того чтобы доставить эту электроэнергию потребителям, необходимы тысячи километров линий электропередачи, сотни подстанций. А альтернативные источники практически не требуют затрат и достаточно эффективны, в первую очередь с точки зрения экологии.
По мнению специалистов, применение источников альтернативной энергии на Белгородчине достаточно перспективно. Среди несомненных преимуществ альтернативной энергетики – улучшение экологического состояния окружающей среды, так как при производстве электрической и тепловой энергии используются возобновляемые источники энергии и полностью отсутствуют отходы производства.
Благодаря оперативной работе энергетиков первые альтернативные источники энергии сегодня введены в опытную эксплуатацию в Яковлевском районе Белгородской области. Проект реализуется в рамках региональной программы энергосбережения при поддержке губернатора Белгородской области Евгения Савченко.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
1 августа 2010 года недалеко от хутора Крапивенские Дворы Яковлевского района ООО «АльтЭнерго» ввело в работу пять ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения и автоматической системой ориентации на ветер общей мощностью 100 кВ. Ветроэлектрические установки стали первым объектом "АльтЭнерго" и первым объектом альтернативной энергетики заметной мощности на территории Белгородской области. Номинальная мощность каждого генератора 20 кВт.
«АльтЭнерго» установило на х. Крапивенские Дворы Яковлевского района Белгородской области солнечный парк, состоящий из поликристаллических и аморфных солнечных панелей. Поликристаллические состоят из распиленного на пластины полупроводникового кремния. При попадании на их поверхность солнечного света в устройстве начинается движение электронов, вырабатывается постоянный электрический ток, который затем преобразуется в переменный.
В условиях Белгородской области особенно перспективным направлением является переработка отходов агропромышленного комплекса. Суммарный годовой объем отходов отраслей птицеводства, свиноводства и разведения КРС в регионе превышает 15 миллионов тонн. Их можно перерабатывать и утилизировать различными способами, однако наиболее перспективным представляется строительство биогазовых станций, которые позволяют не только избавляться от отходов, но и извлекать из них максимальную пользу.
Крупнейшая в стране биогазовая станция «Лучки» (Прохоровский район Белгородской области) 25 июня 2012 года отпустила в сеть первую электроэнергию, а 20 июля 2012 вышла на проектную мощность 2,4 МВт. Ежедневно на ней вырабатывается около 56 тысяч киловатт-часов в сутки электрической энергии. Такого объема электроэнергии достаточно, к примеру, для обеспечения суточных нужд жителей Прохоровского района Белгородской области, в котором расположена биогазовая установка.
На крыше одной из белгородских многоэтажек по проспекту Ватутина появился автономный энергосберегающий комплекс, который заряжается от солнечной батареи. «Солнцеворот 4000» – именно такое название носит комплекс – заряжается в течение светового дня от солнечной батареи. Восемь секций батареи, направленные на юг, даже в пасмурную погоду улавливают ультрафиолетовое излучение и заряжают аккумуляторы комплекса. Энергии хватает, чтобы обеспечить освещением подъезды и площадки возле дома.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
В г. Белгород, РФ, построили новую объездную дорогу. На столбах которой расположены - солнечные фонари
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Заключение
В своей работе изучил нетрадиционные (альтернативные) источники энергии, их виды, устройство, работу и применение в нашей Белгородской области.
Таким образом, поставленные задачи выполнены, гипотеза подтверждена, цель исследования достигнута.
Список литературы
1 Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. М.: Энергоатомиздат, 1990. 344 с. 2. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра 2 издание.., перераб, и доп. Энергоатомиздат
. 3. Шейдлин А. Е. Новая энергетика. М.: Наука, 1987. 463 с.
4. Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. М.: Просвещение, 1990. 207с.
5.Мыслейко Ю., Дробот Е. Ф. Исследовательская работа «Альтернативные источники энергии» // Юный ученый. 2015. №2.
13PAGE 15
13PAGE 14615
Root Entry