Розробка Альтернативна енергетика

Міністерство освіти і науки України

Департамент освіти і науки

Хмельницької облдержадміністрації

Хмельницьке територіальне відділення МАН України

Наукове товариство учнів «Сузір’я»

Новоушицької об’єднаної територіальної громади

Песецька гімназія             

 

 

 

 

Альтернативна енергетика

                                        

                              

 

 

 

Роботу виконала:

Бочкор Діана Ярославівна

учениця 8 класу

Песецької гімназії

Новоушицької селищної ради

 

 

 

 

 

 

 

 

Песець 2023

 

Альтернативна енергетика

Бочкор Діана Ярославівна

 

Хмельницьке територіальне відділення Малої академії наук України

Наукове товариство учнів «Сузір’я»

Новоушицької об’єднаної територіальної громади

Песецька гімназія , 8 клас

с. Песець

Кручок Віктор Григорович, вчитель фізики

Песецької гімназії 

 

Метою роботи є вивчення перспектив розвитку енергетики, використання  альтернативних видів енергії, з’ясування проблем енергетики та  шляхів енергозбереження.

Наше суспільство має обмежене уявлення про зменшення та вдосконалення споживання енергії. Якщо людство буде використовувати її більш ефективно, то знизяться темпи видобутку природних ресурсів, зменшиться вплив виробничих процесів на навколишнє середовище.

     Основними шляхами ефективного використання енергії є:

• вдосконалення обладнання з метою зменшення його енергозатрат ; 
• пошук альтернативних (відновлювальних) джерел енергії.

 Енергозбереження - це єдиний шлях для різкого скорочення темпів видобутку корисних копалин.

Які ж шляхи ефективного використання енергії пропонуються сьогодні?

Перший шлях - це зниження потреб у енергії в тому устаткуванні й обладнанні, якими користуються підприємства і люди у побуті. Можна це реалізувати за рахунок вдосконалення обладнання, яке буде менше споживати енергію, наприклад:   флуоресцентні лампи, утеплення квартир, сучасні системи теплоізоляції, енергоощадні холодильники й пилососи, пральні машини і телевізори, нові підходи до енергозбереження на транспорті.

Другим шляхом є пошуки альтернативних джерел енергії, які не призводять до руйнування довкілля. Україна має значні нагоди виробляти електрику за рахунок нетрадиційних і відновлювальних джерел.

Збереження енергії є не лише проблемою вартості тепла, води, електрики, в першу чергу це є проблемою нашого майбутнього.

Парниковий ефект, кислотні дощі, ядерні відходи - є глобальними наслідками неефективного використання енергії, яка здобувається за рахунок традиційних джерел: вугілля, нафти, газу, ядерного палива, тощо.

Вичерпні джерела енергії не безмежні. Набувають поширення поновлювані (практично не вичерпні) джерела енергії, які не спричинюють забруднення навколишнього середовища. Але їх виробництво надто дороге, а застосування - обмежене, але має місце на Землі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

Вступ ………………………………………………………………………….5

.Альтернативна енергетика ………………………….…………………. 13

Розділ 3. Шляхи раціонального використання

електроенергії …………………………………………………………………..20

      3.1. Як ми споживаємо електроенергію………………….……………………  20

     

Висновок ………………………………………………………………………….25

Список використаної  літератури ..…………………………………….27

Додатки ………………………………………………….. ………………………28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Альтернативна енергетика

 

 Яким же чином можна досягти зменшення видобутку нафти, газу, вугілля чи урану? За допомогою чого можна вимагати від виробників і споживачів ефективного використання енергії? На сьогодні пропонується два шляхи. 

Одним з таких шляхів є пошуки альтернативних джерел енергії, які не призводять до руйнування довкілля. Україна має значні нагоди виробляти електрику за рахунок нетрадиційних і відновлювальних джерел. Виконання національної енергетичної програми та програми підтримки нетрадиційних і відновлювальних джерел енергії та малої гідро і теплоенергетики має призвести до економії 10% традиційних паливно-енергетичних ресурсів.

  Сонячна енергія.

Усього за три дні Сонце посилає на Землю стільки енергії, скільки її знаходиться в усіх відомих запасах  палива, а за 1 сек.-170млр. Дж. Більша частина цієї енергії розсіюється або поглинається атмосферою, і тільки третина її досягає земної поверхні. Вся енергія, що випромінюється Сонцем, більше тієї її частини, яку отримує Земля, в 5 млрд. раз. Але навіть така мала величина в 1600 разів більша енергії, яку дають всі інші джерела, разом узяті.

Сонячна енергія - найбільш грандіозне, дешеве, але і найменш використане людиною джерело енергії. Використання всього лише 0,0125% енергії Сонця дало б можливість задовольнити потреби  світової енергетики. Але на жаль, тільки невеличка частка цієї енергії може бути використана. Одна з головних причин цієї ситуації - слабка густина сонячної енергії. Прості розрахунки показують, що якщо потужність з 1 м²  освітленої сонцем поверхні в середньому складає 160 Вт, то для генерування 100 тис. кВт треба знімати енергію з площі в 1,6 км² . Ні один з відомих зараз способів перетворення енергії не може забезпечити  економічну ефективність такої трансформації.

Недоліком є те, що  колектори сонячного випромінювання повинні бути дуже великі. Найпростіший колектор сонячного випромінювання представляє собою металевий (за звичай, алюмінієвий) лист, пофарбований в чорний колір, всередині якого знаходяться труби з циркулюючою в ній рідиною. Нагріта за рахунок сонячної енергії, що була поглинута колектором, рідина поступає для безпосереднього використання. Згідно з розрахунками виготовлення колекторів сонячного випромінювання площиною 1 км², потребує приблизно 10000тон алюмінію. А світові запаси цього металу складають приблизно 1170000000 тон. Таким чином ми бачимо, що сонячна енергетика відноситься до найбільш матеріалоємних видів виробництва енергії. Ефективність сонячних електростанцій у районах, віддалених від екватора, доволі мала через нестійкі атмосферні умови, відносно слабку інтенсивність сонячної радіації.

Сонячна енергія вживається для теплопостачання. Умови України за надходженням сонячної енергії на 1 м² поверхні є схожими з багатьма країнами Європи, в яких вживаються сонячні колектори. В Україні  річне надходження сонячного випромінювання складає в середньому 3500-5200 МДж/ м².

Звісно, в деяких районах такі показники значно вищі, а саме 4,99 ГДж/м² у Сімферополі, 4,88 ГДж/м² у Одесі, 4,44 ГДж/м² у Донецьку, 4,12 ГДж/м² у Києві, 3,89 ГДж/м² у Сумах.

Тривалість сонячного освітлення по Києву від квітня до жовтня складає приблизно 130-300 годин на місяць, що дозволяє вживати сонячні колектори.

З 1988 року працює Кримська сонячна електростанція. ЇЇ потужність всього 5 МВт, та вона працює без будь-яких викидів в навколишнє середовище, що дуже важливо, особливо в курортній зоні. Станція працює 2000 годин на рік і виробляє 6 млн. кВт електроенергії.

Сонячна енергія використовується не тільки для теплопостачання : мешканець м. Острог Рівненської області запропонував вуличне освітлення, яке здійснюватиметься завдяки сонячній енергії. По місту розставили ліхтарі, які за день будуть накопичувати енергію сонця, а вночі – віддавати її вулицям.

Продовжується вивчення більш широкого використання геліоустановок.

Вітроенергія.

Якщо швидкість вітру сягає 5м за 1 секунду, варто говорити про створення станцій, де б силу вітру використовували для створення електроенергії.

В Україні є багато місць, де можна використовувати вітрові електростанції. Найбільш удалими територіями для вітроенергії вважаються затока Азовського моря, Сиваш, де можна розмістити близько 135 МВт загальної потужності вітрових електростанцій, майже вся площа Азовського моря. Лише на Одеській банці можна розмістити енергоблоки потужністю 20 МВт. Сприятливими для вітроенергетики є також Донбас, де швидкість вітру сягає 5 і більше метрів за секунду. Вітрові енергоблоки можна розміщувати й у горах Карпат. Проте сильна турбулентність обмежує можливості поширення вітроенергетики у таких районах.

У 1999 році в Україні побудовано 5 вітрових електростанцій: Аджигільська, Акташська, Чорноморська, Донзулавська, Трускавецька. ( 72 енергоблоки). 

 

Розглянемо таблицю  1.1.

 

                                                                                   Таблиця 1.1

Параметри ВЕС	Аджигільська	Акташська	Чономор ська	Донзулавcька	Труска вецька
Кількість енергоблоків	3	5	4	53	7
Встановлена потужність,  кВт	600	1000	800	5697	150
Коефіцієнт використання потужності	8,6	0,2	1,6	5,6	5,4

 

Широкому застосуванню вітроенергетики перешкоджає її висока  собівартість. За вітер платити не треба, але машини, що потрібні для того, щоб піймати і заставити працювати  вітер, коштують дорого.

Інша проблема, що виникає: надлишок енергії в вітряну погоду і нестача її в періоди безвітря.

Геотермальна енергія

Україна має значні джерела геотермальної енергії. Районами її знаходження є Крим, Закарпаття, Прикарпаття, Донецька, Запорізька, Луганська, Полтавська, Херсонська, Чернігівська та інші області.

На свердловинах до 7 кілометрів завглибшки можна поставити геотермальні електростанції (ГТЕС) загальною потужністю до 250 млн.кВт. А на свердловинах до 4 кілометрів завглибшки можна також розмістити системи теплопостачання загальною потужністю до 1,2-1,5 млрд. кВт.

Серед найбільш перспективних районів для геотермальної енергетики є Автономна республіка Крим, де вже виділено кошти для будівництва станції.

Геотермальна енергія має  такі переваги:

-по-перше, її запаси невичерпні;

-по-друге, геотермальна енергія доволі широко розповсюджена, що ми бачимо на прикладі України;

-по-третє, використання геотермальної енергії не потребує значних витрат, бо  мова йде про вже “готові до споживання ”, створені самою природою джерела енергії;

-і останнє, геотермальна енергія в екологічному відношенню  абсолютно чиста.

Енергія біомаси.

Для свого існування людина видобуває корисні копалини, вирубує ліси, використовує воду. Обсяг видобутку корисних копалин кожні 15 років подвоюється. Проте, лише 10% сировини, що видобувається з надр планети, перетворюється на готову продукцію, рештою 90% є відходи, які забруднюють біосферу.

Однак людина знайшла шляхи використання вторинних ресурсів, які за належного підходу можуть виконувати роль альтернативних джерел теплової та електроенергії.

Відходи рослинної біомаси в Україні складають щорічно 40 млн. тонн, що є еквівалентним  25-30 млрд. м³ газу на рік. Щорічні відходи тваринництва і птахівництва у нашій країні сягають 32 млн. тонн сухих відходів.

Виробництво біогазу з органічних відходів дає можливість вирішувати одночасно три задачі: енергетичну, агрохімічну(отримання добрив) і екологічну.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВИСНОВОК

Якщо людство хоче мати майбутнє, то воно, як складова біосфери, не повинно руйнувати її. Ми повинні жити в гармонії з природою і діяти згідно з народним прислів'ям "Будуй хатку по достатку". Треба також мати на увазі, що часу залишилось не так уже й багато перед лицем глобальної екологічної кризи, що насувається.

Енергія є невід'ємною складовою частиною життя людини з моменту її виникнення і до сьогодення.

Зараз основними напрямами розвитку електроенергетики є теплоенергетика й атомна енергетика. Це означає, що для переважної більшості електростанцій, які будуватимуться джерелами енергії будуть відповідно хімічна енергія пального і ядерна енергія. Зараз понад 43 % електроенергії виробляється на теплових електростанціях. Їх значення в енергетиці ще тривалий час залишатиметься визначальним.

Буде розвиватися і атомна енергетика, тому що, незважаючи на дещо вищу вартість обладнання для АЕС, їх загальні показники в цих умовах кращі, ніж для теплових електростанцій. Майже для всіх країн, які не мають достатніх ресурсів хімічного палива, програма створення АЕС стала зараз однією з найбільш важливих у розвитку енергетики та економіки в цілому. Але треба не забувати про нетрадиційні джерела електроенергії, які не руйнують наше довкілля. Україна має значні нагоди виробляти енергію за рахунок  нетрадиційних і відновлювальних джерел. Виконання національної енергетичної програми та програми державної підтримки розвитку нетрадиційних джерел енергії та малої гідро і теплоенергетики має призвести до економії 10% традиційних паливно-енергетичних ресурсів.

Другий шлях - це зниження потреб у енергії в тому устаткуванні й обладнанні, якими користуються підприємства та люди у побуті.

Збереження енергії є не лише проблемою вартості тепла, води, електрики, в першу чергу це є проблемою нашого майбутнього. Неефективне використання електричної енергії є головною причиною існуючих на  нашій планеті екологічних проблем.

Парниковий ефект, кислотні дощі, ядерні відходи - є глобальними наслідками неефективного використання енергії, яка здобувається за рахунок традиційних джерел: вугілля, нафти, газу, ядерного палива, тощо.

Основними шляхами ефективного використання енергії є вдосконалення обладнання з метою зменшення його енергокористування і пошуки альтернативних  (відновлювальних) джерел енергії.             

Вичерпні джерела енергії не безмежні. Набувають поширення поновлювані (практично не вичерпні) джерела енергії, які не спричинюють забруднення навколишнього середовища. Але їх виробництво надто дороге, а застосування - обмежене, але має місце на Землі.