Пошук та використання нових, екологічно чистих джерел енергії

  9А урок № 17 дата 11.10

Тема:  «Пошук та використання нових,

екологічно чистих джерел  енергії»

 

  Мета:  - ознайомити із джерелами енергії;

              -  встановити шляхи використання енергії людиною;

              -  розвивати   вміння   аналізувати, систематизувати, узагальнювати

                 матеріал;

              -  формувати   вміння   формулювати   власне   судження   щодо

                 ефективності 

                 використання джерел енергії;

              -  виховувати   бережне   ставлення   до енергетичних ресурсів.

Завдання уроку:

• дослідити використання людиною енергії;
• встановити традиційні джерела енергії, їх переваги та недоліки;
• відшукати нові, екологічно чисті джерела енергії, розкрити їх переваги та недоліки.

«Розум полягає не тільки в знанні, але й в умінні застосовувати знання на ділі.» Аристотель

                                                                                                                

Тип уроку: урок - конференція

Структура уроку

І.  Оголошення теми уроку ( 1 хв.)

Пошук та використання нових,  екологічно чистих джерел енергії

ІІ. Мотивація теми ( 3 хв.)

Проблемне запитання: Чому виникла потреба у пошуку нових,  екологічно чистих джерел енергії?

( Більшість джерел енергії, які використовує людство є невідновними. Наближається час коли такі запаси вичерпаються і їх потрібно замінювати новими)

ІІІ. Завдання уроку ( 5 хв.)

• Встановити прадиційні дженрела енергії, їх переваги та недоліки
• Дослідити використання людиною енергії
• Відшукати нові, екологічно чисті джерела енергії, розкрити їх переваги та недоліки

ІV.   Актуалізація опорних знань. ( 5 хв.)

Мозковий штурм (учительська презентація)

Запитання

1. Що таке енергія?

(Енергія – (від грец. ενεργός - діяльний) — загальна кількісна міра руху і взаємодії всіх видів матерії.

2. Хто вперше застосував термін енергія?      

(Томас Янг)

3. Які види енергії ви знаєте?

( Механічна: потенціальна, кінетична; електромагнітна: енергія електричного та магнітного полів; внутрішня, теплова, хімічна, ядерна, гравітаційна)

4. Чи можливі перетворення одного виду енергії в інший?

(Так. Закон збереження і перетворення енергії – енергія ні з чого не виникає і не зникає безслідно. Вона лише перетворюється з одного виду в інший)

5. Наведіть приклади таких перетворень.

 - Парові двигуни перетворюють тепло в механічну енергію;

 - динамо-мошина перетворює механічну енергію в електричну енергію;

 - вогонь перетворює хімічну енергію в теплову;

- блискавка є однією з форм передачі енергії

V.  Узагальнення і систематизація знань. (Учні розбиваються на команди та презентують свій вид джерел  енергії

 

Традиційні джерела енергії

Енергія води

Раніше всього люди навчилися використовувати енергію річок.

Гідроелектростанції

Принцип роботи

     У сучасній гідроелектростанції маса води з великою швидкістю спрямовується на лопатки турбін.   Вода із дамби тече  через захисну сітку і регульований затвор по сталевому трубопроводу до турбіни, над якою встановлений генератор. Механічна енергія води за допомогою турбіни передається генераторам і в них перетвориться в електричну.

Недоліки гідроелектростанцій:

• Можуть споруджуватися лише у місцях, де є ріки;
• важкий монтаж, в залежності від рельєфу;
• вимагаються дозволи на установку;
• потрібний догляд за річкою та гідрогенератором;
• приводять до затоплення великих територій;
• змінюють флору і фауну тереторії, яку займають.

Переваги гідроелектростанцій

• постійно поновлюваний самою природою запас енергії;
• прості в  експлуатації;
• відсутність забруднення навколишнього середовища;
• довго працюють

Теплові електростанції

      Електроенергетика впливає не тільки на розвиток господарства, а й на територіальну організацію продуктивних сил. Будівництво потужних ліній електропередач дає змогу освоювати паливні ресурси незалежно від віддаленості районів споживання. Розвиток електронного транспорту розширює територіальні межі цієї галузі промисловості.

Переваги теплових електростанцій

• Використовується паливо запаси якого є в Україні в достатній кількості.
• Використана гаряча вода використовується для обігріву житлових будинків, дитячих садків.
• Відносно вільне розміщення, вдвоє менший обсяг капіталовкладень у них порівняно з ГЕС.

Недоліки теплових електростанцій

• Є одним з головних забруднювачів навколишнього середовища продуктами згоряння.
• Відпрацьована гаряча водяна пара повертається у водойми чим порушує їх екологічний та біологічний стан.
• Будівництво ТЕЦ  займає великі території
• Паливо відноситься до невідновлювальних джерел
• Висока вартість тепла, яке виробляє ТЕЦ.

Висновок

Даний вид дерела енергії не  використовується  у нашій місцевості, оскільки немає запасів палива

 

Ядерна енергетика в Україні

     Ядерна енергетика (атомна енергетика) — галузь енергетики, що використовує ядерну енергію для електрифікації і теплофікації; область науки і техніки, що розробляє методи і засоби перетворення ядерної енергії в електричну і теплову. Виробничий цикл ядерної енергетики включає в себе видобуток урану, його збагачення, виробництво тепловидільних елементів, їх використання в ядерному реакторі, переробку відпрацьованих елементів і захоронення.

Переваги атомної енергетики

• В основі виробництва атомної енергії є розподіл ядер атомів урану й плутонію при поглинанні нейтронів. Запаси урану в земній корі оцінюються величезною цифрою 1014 тонн.
• Атомна енергетика не споживає кисню й має незначну кількість викидів при нормальній експлуатації.
• Атомна енергетика не створює особливих транспортних проблем, оскільки вимагає незначних транспортних витрат

 

Недоліки

• Найбільша перешкода для розвитку ядерної енергетики пов'язана з проблемами безпеки. За час використання атомних реакторів відбулася низка техногенних катастроф, найбільшою з яких була Чорнобильська катастрофа
• Ядерна енергетика належить до невідновлюваних джерел енергії — вона використовує ядерне пальне, в основному уран, запаси якого не безмежні.
• Важливою проблемою залишається заховання радіоактивних відходів — впродовж роботи ядерного реактора в ньому накопичується велика кількість радіоактивних ізотопів із значним періодом напіврозпаду, які продовжуватимуть випромінювати ще тисячі років.

Висновок

Даний вид дерела енергії не  використовується  у нашій місцевості, оскільки потребує значної площі для будівництва.

 

Нетрадиційні джерела енергії

Енергія вітру

     Вітрова електростанція (ВЕС) також: вітроелектростанція — електростанція, яка за допомогою вітрової турбіни перетворює механічну енергію вітру на електричну.  Вітрові електростанції — це система відновлюваної енергетики, оскільки вітер — відновлюване джерело енергії.

Недоліки вітроелектростанцій

• Вітер дує майже завжди нерівномірно. Отже генератор буде працювати нерівномірно, віддаючи то більшу то меншу потужність, струм буде вироблятися перемінної потужності, а то й цілком припиниться, і можливо, саме тоді, коли потреба в ньому буде найбільшою.
• Будь-який вітроагрегат працює на максимальній потужності лише певний час, а в інші години він або працює не на повну потужності, або взагалі простоює.

Переваги вітроелектростанцій

     Вітрові електростанції не можуть самі по собі бути надійною основою енергетики. Вони або доповнюють основні потужності роблячи певний внесок у виробництво необхідної електроенергії, або ж є джерелом електрики у віддалених чи ізольованих місцях де складно чи неможливо забезпечити постачання електроенергії іншим чином.

Висновок

Даний вид дерела енергії не  використовується  у нашій місцевості, оскільки наша місцевість не є рівнинною.

 

       Сонячна енергія — енергія від Сонця в формі радіації та світла. Ця енергія значною мірою керує кліматом та погодою та є основою життя.  Технологія, що контролює сонячну енергію  називається сонячною енергетикою.

  Вчені досить давно мріють про транспортний засіб, який працює на сонячній енергії. Так з'явилися "сонячні" авто, а зараз ось і літак, що працює на сонячній енергії. Helios - сонячний гриль –  гриль, що працює на сонячній енергії і перетворює її в теплову для приготування м'яса. Фотоелектричні елементи можуть встановлюватися на різних транспортних засобах: човнах, електромобілях і гібридних автомобілях, літаках, дирижаблях

Переваги сонячної енергетики

• Загальнодоступність і невичерпність джерела.
• Теоретично, повна безпека для навколишнього середовища (проте в даний час у виробництві фотоелементів і в них самих використовуються шкідливі речовини).

Недоліки сонячної енергії

     Основними недоліками сонячної енергії є висока вартість обладнання і необхідність великих просторів для збору значної кількості енергії. До того ж отримання енергії сильно залежатиме від погоди і атмосферних умов

Висновок. Сонячну енергію можна використовувати

 

Геотермальна енергія – це тепло Землі, яке переважно утворюється внаслідок розпаду радіоактивних речовин у земній корі та мантії

 

Переваги:

• геотермальну енергію отримують від джерел тепла з великими температурами;
• вона має декілька особливостей:
• температура теплоносія значно менша за температуру при спалюванні палива;
• найкращий спосіб використання геотермальної енергії — комбінований (видобуток електроенергії та обігрів).

Недоліки:

• низька термодинамічна якість;
• необхідність використання тепла біля місця видобування;
• вартість спорудження свердловин виростає зі збільшенням глибини;
• це джерело характеризується різноплановим впливом на природне середовище. Так в атмосферу надходить додаткова кількість розчинених підземних водах сполук сірки, бору, мишяка, аміаку, ртуті; викидається водяна пара, збільшуючи вологість; супроводжується акустичним ефектом; опускання земної поверхні; засолення земель.

Висновок

Даний вид дерела енергії не  використовується  у нашій місцевості, оскільки в нашій місцевість немає таки природніх ресурсів.

Енергія припливів і відпливів

      Століттями люди роздумували над причиною морських приливів і відливів. Сьогодні ми достовірно знаємо, що могутнє природне явище - ритмічний рух морських вод викликають сили тяжіння Місяця і Сонця Для використання приливної енергії найбільш відповідними можна рахувати такі місця на морському побережжі, де приливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дозволяють влаштувати великі замкнуті "басейни".

Недоліки:

• дійсний хід приливу і відливу вельми складний. На нього впливають особливості руху небесних тіл, характер берегової лінії, глибина води, морські течії і вітер;
• для використання приливної енергії найбільш відповідними можна рахувати такі місця на морському побережжі, де приливи мають велику амплітуду, а контур і рельєф берега дозволяють влаштувати великі замкнуті "басейни". Потужність електростанцій в деяких місцях могла б скласти 2-20 МВт.

Переваги:

• малоенерго затратна;
• використовується природний ресурс води, який є відновлюваним;
• не потребує додаткового палива;
• екологічно чиста.

Висновок

Даний вид дерела енергії не  використовується  у нашій місцевості, оскільки в нашій місцевість немає моря.

Енергетичний потенціал теплової енергії стічних вод в Україні

    Джерела  низькопотенціальної скидної теплоти техногенного походження: вентиляційні викиди; охолоджуюча вода технологічного та енергетичного обладнання підприємств; промислові та комунально-побутові стоки. Досвід провідних країн свідчить, що найбільш ефективним є використання теплової енергії стічних вод за допомогою теплових насосів.

Переваги

• Потужні теплонасосні станції теплопостачання можуть розміщатеся біля відвідних каналів очищених комунально-побутових вод.
• Можливим є створення окремих теплонасосних установок для утилізації теплоти умовно чистих стоків басейнів, спортивних комплексів, пральних комбінатів та інших об'єктів побутового і промислового призначення.

Висновок Завдяки роботі теплонасосних станцій можна зменшити споживання високоякісного палива в комунальних системах теплопостачання міста; при використанні теплових насосів з приводом від двигунів внутрішнього згоряння, паро- або газотурбінних установок значно збільшуються можливі обсяги виробництва товарної теплової енергії, а ефективність теплонасосних станцій зростає майже у два рази.

     Біопа́ливо або біологічне паливо — (англ. biofuels) — органічні матеріали, такі як деревина, відходи та спирти, що використовуються для виробництва енергії. Це — поновлюване джерело енергії, на відміну від інших природних ресурсів, таких як нафта, вугілля і ядерне паливо. Подібно до вугілля і нафти, біомаса — форма збереженої сонячної енергії. Енергія сонця «захоплюється» через процес фотосинтезу при рості рослин. Одна перевага біологічного палива в порівнянні з іншими типами палива — те, що воно повністю розкладається мікроорганізмами, і тому відносно безневинне для навколишнього середовища.

Переваги та недоліки

• Біодизель роз'їдає прокладки та трубки з натуральної гуми (переважно використовуються в двигунах виготовлених до 1992, хоча найвірогідніше, що ці деталі вже замінені на вироби з синтетичної гуми, котра не роз'їдається біодизелем.
• Вищий показник змащувальної здатності біодизелю порівняно зі звичайним дизельним паливом — перевага, що сприяє тривалішому «життю» форсунок.
• При використанні звичайного дизельного палива у двигуні та паливних трубках утворюється наліт. При переході на використання біодизелю цей наліт руйнується (так, як біодизель кращий розчинник ніж звичайне дизельне паливо) і засмічує паливні фільтри та інжектори. Тому при пробігу 1000—1500 км з моменту переходу на біодизель рекомендується заміна паливних фільтрів.
• Біодизель зменшує спрацювання двигуна. Для багатьох стандартних моделей автомобілів атестоване використання біодизелю
• Важлива перевага біологічного палива в порівнянні з іншими типами палива — те, що воно повністю розкладається мікроорганізмами, і тому відносно безневинне для навколишнього середовища.

Висновок

Даний вид дерела енергії слід  використовувати  у нашій місцевості, оскільки для нього є великий потенціал.

     Біомаса, як похідна енергії Сонця в хімічній формі, є одним з найбільш популярних і універсальних ресурсів на Землі. Біомаса використовується для енергетичних цілей. Сьогодні паливо з біомаси може використовуватися для різних цілей - від обігріву житла до виробництва електроенергії і палив для автомобілів. Біогазова установка викоривтовується для опалювання житла. Біопаливо для автомобілів отримують з кукурудзи, рапсу, сої, а також велику його частину добувають в Південній Америці із стебел цукрового очерету. Етанол, метанол, бутанол – це паливо майбутніх поколінь, вважають багато учених та організації по захисту навколишнього середовища.

Недоліки використання біомаси

   Супротивники наполягають на тому, що викопної енергії в надрах Землі ще вистачить на декілька поколінь і гроші, які вкладають в розвиток і вивчення даної галузі можна було б витратити на щось актуальніше на їх думку.

Переваги використання біомаси

   Як показує життя, нічого нескінченного не буває і багато учених своїми розрахунками довели, що до кінця цього сторіччя, це за оптимістичними прогнозами, газу і нафти в надрах не залишиться, а якщо і залишиться, то її здобич буде вельми дорогою. І якщо людство не перестане так безцеремонно викачувати із Землі всі ресурси і забруднювати природу, то наслідки можуть бути вельми плачевними.

Висновок

Даний вид дерела енергії слід  використовувати  у нашій місцевості, оскільки для нього є великий потенціал.

 

VІ.  Підсумок уроку( 4 хв.)

      В залежності від умов проживання, наявності природних ресурсів, людям слід використовувати як традиційні так і нетрадиційні джерела енергії, враховуючи їх переваги та недоліки

VІІ Домашнє завдання ( 2 хв.)

С. 44 впр 8 № 1,2