Енергодарський навчально-виховний комплекс № 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Конспект уроку :

 

 

“Збережемо енергію для майбутніх поколінь”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Підготувала:

                                                      вчитель  фізики         

                                                      Позднякова Т.С.                                                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Енергодар 2017 р.

 

 

       Тема:  Збережи енергію для майбутніх поколінь.

 

       Мета: 

• навчальна –  обговорити з учнями різні джерела енергії, які використовує людство, їхні переваги і недоліки; сприяти формуванню в учнів знань про еволюційні відносини між людиною та природою, про екологічні проблеми, про значення енергоносіїв в житті людини;  привернути  увагу  до  одного  з  факторів  екологічної  кризи – глобального  потепління   або  „ парникового  ефекту ”.

• розвиваюча – закріпити знання учнів про перетворення  одного виду енергії на інший, ознайомити з іншими екологічно безпечними джерелами енергії; сформувати практичні навички роботи з додатковими джерелами інформації,  аналізу та систематизації, висловлювання своїх думок та ідей,  захисту своєї позиції, формулю­вання проблемних запитань;
• виховна – виховувати  екологічно  спрямоване  мислення, дбайливе ставлення    до  природних ресурсів та навколишнього середовища;   вміння  працювати  групами, прагнення  до  збагачення  знань, уміння  захищати  свої  думки; допомогти їм відчути себе частинкою матері-природи; викликати почуття причетності у вирішенні енергозберігаючих проблем своєї країни.

 

       Тип  уроку: урок-конференція  з  використанням  мультимедійних технологій.

 

       Обладнання  та  матеріали: комп’ютер, проектор, екран, презентація до уроку, роздатковий матеріал, плакати, маркери.

 

 

Хід  уроку.

 

Основним чинником, який визначає

розвиток матеріальної культури людей,

є створення і використання джерел енергії

Академік П. Л. Капиця.

1.                     Організаційний  момент.

Учні  розсаджуються  групами  відповідно до опрацьованого домашнього завдання; домашнє завдання повідомлялось на попередньому уроці: опрацювати  матеріали  і підготувати презентації з  таких  тем:

• Атомна енергія;
• Органічне паливо;
• Гідроенергія річок;
• Сонячна енергія ;
• Енергія  вітру;
• Геотермальна  енергія;
• Енергія  морських хвиль;
• Біологічне паливо;

 

 

 

 

 

2.                 Мотивація  і  активізація  навчальної  діяльності.

 

•                             На  сучасному  етапі  одним  із  найбільш  тривожених  впливів  на  навколишнє  середовище  є  викиди  в  атмосферу.
•                             Нині лише теплові електростанції (ТЕС) на території України ви­кидають в атмосферу 76 відсотків оксидів сірки, 53 відсотки оксидів азоту та 26 відсотків твердих частинок від загальних обсягів викидів стаціонарних пристроїв.
•                             На 1 млн. кВт електричної потужності атом­них електростанцій (АЕС) викидається у навколишнє середовище не менше 2 млн. кВт теплової потужності, що в 1,5-1,8 разів більше, ніж на ТЕС.
•                             В Україні щорічно викидається в повітря у 8 разів більше мікроча­стинок, ніж у США. Практично на всій території нашої держави фік­суються 10-ти кратні і більші перевищення гранично допустимих кон­центрацій окремих речовин.
•                             Якщо не враховувати наслідків Чорнобильської катастрофи, питоме забруднення на  одиницю території  України найбільше  в  Європі  .  «Зони стихійного лиха»  тут  займають більше 15 відсотків.
•                             Не тільки Україна, а весь сучасний світ зіткнувся з проблемою де­градації екологічних систем через вплив енергетики. Саме тому Орга­нізація Об’єднаних Націй прийняла в Кіото рамкову Конвенцію щодо зміни клімату, спрямовану на те, аби на п'ять відсотків скоротити емі­сію оксиду вуглецю (С0₂), метану (СН₄) та інших газів в атмосферу, що  є  продовженням  глобальних  рішень  конференцій  ООН  з   довкілля  та  розвитку  ,  які  відбулися  у  1992р.  в  Ріо-де-Жанейро  (Бразилія)  та  у 2002р.  в  Йоганнесбурзі  ( Південна  Африка ).
•                             Часу на роздуми вже немає. Людство сьогодні стоїть перед глобальною екологічною кризою, яка характеризується наступними факторами: 1) виснаженням озону ; 2) глобальним потеплінням або його ще нази­вають «парниковим ефектом»; 3) зменшення окислення атмосфери (ще мало відома, але потенціально серйозна загроза). 

 

         Пропонується  переглянути  презентацію “Енергія та довкілля”   з коментарями вчителя.

 

Коментар  слайду  учителем. Сучасна індустріальна цивілізація в нинішньому своєму вигляді жорстоко протистоїть екологічній системі нашої планети. На­вальність енергетичного впливу на Землю просто приголомшлива, а жахливі наслідки даються взнаки так швидко, що ми просто не встига­ємо їх осягнути, усвідомити їхній глобальний масштаб та організувати належну і своєчасну відповідь. А тому мовчки повертаємося до безпід­ставної і необачної надії, ніби зуміємо пристосуватися до будь-яких  перемін, що можуть трапитися у майбутньому. Однак масштаби змін, до яких доведеться пристосовуватися, настільки величезні, що ця про­позиція швидко починає виглядати абсурдно.Але сьогодні ми стоїмо перед вибором, чи ми будемо дбати про довкілля, чи надалі будемо віддавати перевагу загальним і невід'ємним правам людини, як право на життя, свободу і прагнення щастя.

 

  Коментар  слайду  учителем. Температура довкілля є одною з найважливіших умов існування жипя. Головними механізмами, що забезпечують стабільність температури на поверхні Землі, є випромінювання Сонця та парниковий ефект. Явище парникового ефекту полягає в тому, що після відбитя від поверхні Землі частина сонячної енергії не цілком розсіюється в космічному просторі.

 Значна доля теплового випромінювання утримується парниковими газами, що входять до складу атмосфери Землі. Завдяки цьому температура підвищується на 33⁰С. Без парникового ефекту температура біля поверхні Землі не перевищувала б -18⁰С, а це означає відсутність умов для життя, бо вода на земній поверхні існувала б тільки у вигляді льоду.

 

 Коментар  слайду  учителем. Багаторічний моніторинг виявив яскраво виражену тенденцію до підвищення середньорічної температури. Більшість фахівців пов'язують це явище із збільшенням концентрації газів, що прийнято називати парниковими.

Антропогенні викиди СО₂, СН₄ і N₂0 (що належать до групи парникових газів) здатні значною мірою збільшити парниковий ефект. Наслідком цього може бути підвищення середньорічної температури протягом наступного сторіччя на 2-5⁰С.

 

Коментар  слайду  учителем.  Цей процес не буде відбуватися рівномірно. В певних регіонах температура змінюватиметься швидше, в інших повільніше. Наслідком цього буде зміна циркуляції вітрів і перерозподіл опадів. Це, у свою чергу, призведе до збільшення вологості в одних регіонах і посух в інших. Зміни температури, кількості опадів і рівня моря позначаться на життєдіяльності людей. Особливо істотним вплив глобального потепління буде в прибережних зонах. Деякі з них просто зникнуть. Значно  зросте  ерозія  грунту, почастішають паводки, затоплення  прибережних земель, збільшиться кількість збитково зволожених земель. У сільському господарстві  зросте  необхідність в іригаційних заходах, зміниться врожайність і якісний склад культур, а це, у свою чергу, позначиться на тваринництві.  В  енергетичному  секторі найбільш уразливою буде гідроенергетика.      

 

       Учитель. Чи  можемо ми  щось змінити ?Як ? (відповіді  учнів)

 

3.        Оголошення  теми  та  мети  уроку.

 

     Учитель. Тема  нашого  уроку  „Збережемо енергію для майбутніх поколінь”. 

 Розкрити  її  ми зможемо з вашою допомогою. Учні  записують  у  зошити  дату  та  тему  уроку.

 

І V.     Робота  учнів  у  групах. 

 

      Учитель. На  попередньому  уроці  кожна  група  учнів  отримала  домашнє  завдання – підготувати  матеріал  до  заданих  тем.

                         Зараз  ви  отримаєте    додаткову  інформацію ( Додатки  1-8 ). Ваше  завдання: опрацювати  цей  матеріал, обговорити  його, скласти  план  презентації  проекту  і   продемонструвати  її  на   комп’ютері . Зверніть  увагу  на  переваги   та  недоліки  різних  джерел  енергії, їх  застосування  у  нашому   регіоні  та  їх  вплив  на  екологію.

 

4.         Презентація   учнівських  робіт.

 

Учні  представляють  свої  проекти  по  черзі.

   Учитель слідкує  за  відповідями  учнів, корегує, відповідно  до  очікуваного  результату.

 

6.         Підсумок  уроку.

 

Коли  всі  групи  відзвітували, учні узагальнюють, які  джерела  існують  і  можуть  існувати, які  з  них  більш  економічні  та  екологічні.

Робота з таблицею ( заповнюємо разом з учителем )

Переваги та недоліки нетрадиційних джерел енергії

 

Джерело енергії	Переваги	Недоліки
Сонце
Вітер
Біомаса
Нафта
Газ
Ядерна енергетика

 

Відповіді :

 

Джерело енергії	Переваги	Недоліки
Сонце	Поновлюваність. Доступність.	Нестабільність. Дороговизна сонячних батарей.
Вітер	Поновлюваність.	Шум. Великі площі, що займають вітрові електростанції.
Біомаса	Доступність. Простота застосування.	Необхідність  транспортування. Споживання води у виробництві.
Нафта	Висока технологічність.  Простота застосування.	Обмежена доступність. Непоновлюваність. Забруднення навколишнього середовища. Пожежонебезпечність .
Газ	Відносна нешкідливість для навколишнього середовища Простота застосування.	Обмежена доступність. Непоновлюваність. Небезпека вибуху. Викиди СО2
Ядерна енергетика	Доступність Дешевизна Великі кількості	Забруднення навколишнього середовища. Непоновлюваність. Проблема захоронення відходів. Ризик поширення ядерної зброї . Важкі наслідки аварій на АЕС.

 

 

Учитель. Сьогодні  на  уроці  ви  отримали  об’ємну  інформацію  про  різні  типи  поновлювальних   джерел  енергії  і  переконалися  в  тому, що  вони  мають  перевагу, як  з  екологічної   так  і  із  економічної  точки  зору   над  традиційними  джерелами  енергії . Розглянуті  проекти-презентації  дають  змогу  надіятись, що сьогодні  Україна  в  рамках  Кіотського  протоколу  зможе  привернути  інвестиції  в  такі  проекти, як  підвищення  енергоефективності,  відновлювальні  джерела  енергії, використання  видів  палива  з  меншим  вмістом  вуглецю, збереження, відновлення  та  насадження  лісів, зменшення  викидів  парникових  газів  від  сміттєзвалищ .

Як зберігати енергію?

Енергозбереження - це просто раці­ональне використання енергії. Фахівці стверджують, що споживання енергії в се­редньому можна скоротити:

• в побуті на 34%

• у невеликих споживачів - на 22%

• у транспорті - на 24%

• у промисловості - на 13-33%

Багаторічна практика європейсь­ких країн яскраво свідчить, що, якщо ми переглянемо свої звички й поведінку, можна значно знизити потребу в енергії. І це зов­сім не передбачає погіршення життєвого стандарту або відмову від комфорту.

 

 

7.     Домашнє  завдання.

 

Клас  ділиться  на  три  групи.

 

Завдання  для  1  групи. Підготувати  повідомлення :  „Вплив  транспорту  на  довкілля.”

 

Завдання  для  2  групи. Розробити  заходи  по  зменшенню  негативної  дії  транспорту  в  межах  нашого  міста.

 

Завдання  для  3  групи. Підготовити  повідомлення : „Біопаливо – один  із  шляхів  до  зменшення   викидів  парникових  газів.”

 

 

 

 

 

 

Група 1.          Атомна енергія                                                                                Додаток   1

 

 Атомна енергія- це енергія яка виділяється  процесі перетворення атомного ядра. Джерелами енергії є внутрішня енергія атомного ядра, пов’язана із взаємодією і рухом протонів і нейтронів у ядрі. Ця енергія в міліони разів перевищує енергію, яка виділяється під час хімічних перетворень. За тридцять років загальна потужність енергоблоків зросла від 5тис. до 23 мил кВт. Атомна енергетика розвиватиметься, якщо забезпечити безаварійну роботу. Але навіть якщо АТС працює ідеально, її експлуатація призводить до накопичення радіоактивних речовин. Тому доводиться вирішувати дуже важливу проблему-збереження відходів.

 Людина користується ефективним термоядерним пальним- не не звичайним легким воднем, а його активними ізотопами-Дейтерієм и Тритієм. Важкий водень , витягнутий з двох скляно води, здатен дати стільки же енергії, скільки виділяється під час спалювання 200л. бензин.

 Води на нашій планеті 1500млн млрд тон. У неї міститься 25тис млрд тон важкого водню. Цього запас людству вистачить на сотні мільйонів років. З використанням води замість пального відпадає необхідність у перевезенні палива, передачі електричного струму на далекі відстані.

 Переваги ядерної енергетики: вивільняється значна кількість органічного палива (кількість енергії, що виділяється під час радіоактивного розпаду 1л Урану-235, еквівалентна енергії, що виділяється при загоранні 2200л нафти або 2,7т вугілля).

 Проблеми: забрудненість навколишнього середовищ; складності забезпечення безпеки ядерних реакторів

 

Група 4.           Енергія  Сонця                                                                                Додаток   4

 

 

             Наше Сонце є гігантським «гермоядерним реактором», що працює на водні і щосекун - ди, внаслідок плавлення, переробляє 564 млн. тонн водню та 560 млн. тонн гелію. Втрата 4 млн. тонн його маси дорівнює 91·109   ГВт·год  енергії  ( l ГВт  дорівнює 1 млн. кВт).   За 1   секунду виробляється енергії більше,ніж змоглиб виробити 6 млрд. атомних електростанцій, але завдяки захисній оболонці атмо­сфери лише частина цієї енергії досягає Землі.

                Промислове використання сонячної енергії почалося у 80-х рр.ХІХ ст. з робіт інженера Джона Ерікссона, який вперше створив тепло­вий двигун, що працював на сонячній енергії. Сьогодні сонячна енергія найбільш широко використовується для виробництва низькопотенціального сонячного тепла за допомогою найпростіших плоских колекторів.

               Дія сонячного колектора базується на явищі «парникового ефекту» для нагрівання робочої рідини. Рідина в сонячному колекторі має бути морозостійкою та нетоксичною. Найбільшу сумарну площу сонячних колекторів мають: США - 10 млн. м², Японія - 8 млн. м². В Україні су­марна площа сонячних колекторів становить приблизно 10 тис м². До 2010 р. державною енергетичною програмою передбачено спорудити в нашій країні сонячних колекторів сумарною площею 10 млн. м². 

               Значні можливості таїть у собі сонячна теплоенергетика.   Робо­чим тілом у колекторах є вода, у зимовий період - водно-спиртовий розчин. Ефективність використання падаючого на приймач   випромі­нювання становить від 20 до 30  відсотків, вироблена електроенергія становить від 10 до 30 відсотків ефективно падаючого випромінюван­ня.

               Найбільша сонячна електростанція (СЕС), потужність якої дорів­нює 10 МВт (Sotar Оnе) була побудована у Каліфорнії (США). Прин­цип дії більшості подібних сонячних електростанцій такий: дзеркала­геліостати, які розміщені на рівні землі «слідкують» за Сонцем, тобто відбивають сонячне випромінювання на приймач і ресивер (сонячний котел), де виробляється водяна пара середніх параметрів, що спрямову­ється у парову турбіну. 

Для розв'язання проблеми нічного часу, періодів зменшення соня­чної радіації використовують звичайний паливний котел, який дає змо­гу працювати турбіні у різних режимах.

                Цікавим є проект вежевої сонячної електростанції, що запропо­нована німецьким консорціумом, суть якого полягає у спорудженні со­нячно-паливної електростанції з потужністю 30 МВт з об'ємним реси­вером для нагрівання атмосферного повітря, за допомогою якого виро­бляється водяна пара у паровому котлі. На шляху підігрітого повітря від ресивера до котла передбачається горілка для спалювання природ­ного газу, кількість якого регулюється так, щоб протягом доби підтри­мувати відповідну потужність.

               Розрахунки науковців показують, що для річного надходження со­нячного випроміню - вання 6,5 Дж/м²  ( південні області України )  така ге­ліостанція з сумарною площею  геліостатів 160 тис. м² буде  генерувати 290 ГВТ'год /рік  сонячної  енергії,  а  кількість  внесеної   паливом енергії буде становити 176,0 ГВТгод /рік.  При  таких показниках геліоелектростанція виробляє за рік 87,9 ГВТ'год електричної енергії з середнім коефіцієнтом корисної дії близько 19 %.                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Група 2.         Енергія  вітру                                                                         Додаток  2  

            Що стосується України, то тут з давніх часів використо­вували енергію вітру. Так, на 1917 р. тут було близько 30 тис. вітряків, загальною потужністю близько 200 тис. кВт.

           Цікаво, що у тридцятих  роках  видатний  український  вчений­-винахідник  Юрій Кондратюк створює дерзновенний проект вітроелек­тростанції потужністю 20 тис. кВт.

           Запропоновану вітроелектростанцію передбачалося побудувати в Криму на горі Ай-Петрі. Спеціальні автоматичні пристрої мали повер­тати всю башту в залежності від напрямку вітру, підтримувати частоту одержуваного електричного струму і його синхронізацію зі струмом промислової мережі, гасити коливання башти від поривів вітру. На­жаль, цьому цікавому проекту вітроелектростанції не судилося бути реалізованим. Чи це із-за прагнення до гігантизму в енергетиці, що на­було великого розмаху у повоєнні часи на всій території Радянського Союзу і практично витіснило вітряки, чи за якихось інших причин.

Тільки, починаючи з 90-х рр. в Україні розвиток вітроенергетики дістав нового розвитку. Залежно від потужності генератора вітроуста­новки поділяються на класи, їхні параметри та призначення приведені в табл. 1.                                                                                          Таблиця  1                                                                                                                                                  

Класифікація  вітроустановок

 

Клас	Потужність,	Діаметр	Кількість
установки	кВт	колеса,	лопастей	Призначення
		м
Малої				Зарядження аку-
потужності	15-50	3-10	3-2	муляторів, насоси,
				побутові потреби
Середньої	100-600	25-44	3-2	Енергетика
потужності
Великої потужності	1000-4000	>45	2	Енергетика
потужності

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      За своєю конструкцією виділяють дві принципово різні вітроуста­новки: з горизонтальною і вертикальною віссю обертання. Вітроенер­гетичні установки з вертикальною віссю обертання мають переваги над установками з горизонтальною віссю обертання перш за все тим, що зникає необхідність у пристроях для орієнтації на вітер, спрощується конструкція та знижуються гідроскопічні навантаження, які зумовлю­ють додаткову напругу в лопастях, системі передач та інших елементах установок. Різновидом установок з вертикальною віссю обертання є так звана вітрова гребля, яка сконцентровує повітряний потік на установку за допомогою напрямлювачів, що мають вигляд лісосмуг, штучних пане­льних перегородок, солом'яних блоків, надувних конструкцій та ін.   

         Теоретичні ресурси, тобто величини кінетичної енергії повітряних мас у межах території України, перевищують нинішнє виробництво електроенергії приблизно у 150 разів, а ресурси суші, які реально мож­на використати на сучасному рівні розвитку вітротехніки, перевищу­ють ці обсяги вдвічі.

         Наприклад, лише вітровий потенціал Сиваша дає змогу виробляти електроенергії у 1,5-2 рази більше, ніж сучасні обсяги ії виробництва в Україні.

         На сьогоднішній день в Україні практично не приділяється належ­ної уваги розвитку вітроелектростанцій, особливо малої потужності.

        Інший підхід до цієї справи у багатьох європейських країнах. Так, для популяризації вітроустановок в Англії розроблено маршрути їх огляду   школярами під час літніх канікул.

        Наприкінці 1998 р. У Буенос-Айресі відбулася зустріч з проблем зміни клімату під егідою ООН. На ній представниками Європейської асоціації з вітроенергетики (EWEA), Датського форуму з енергетики та розвитку і Грінпісу був запропонований сценарій, який передбачає ­збільшення виробництва вітроенергії до 2017 р. з досягненням цифри  844 ООО МВт, що становить 10 відсотків світового виробництва. Фахівці вважають, що цієї кількості вітроенергії вистачило б, щоб забезпечити енергією 500 мільйонів європейських сімей.Саме впровадження такого сценарію у життя дало б можливі зменшити річний обсяг викидів двоокису вуглецю в атмосферу  232 млн. тонн до 2010 р. і на 1889 млн. тонн до 2020 р.

 

 Група 3.                     Енергія   тепла  Землі.                                                                 Додаток    3

 

           Геотермальна енергія - це енергія тепла Землі. Основни­ми джерелами цієї енергії є постійний потік тепла з розжарених надр, направлений до поверхні Землі. Електричну енергію вперше було отримано з використанням геотермального резервуару сухої пари 1904 р. італійцем П. Джиконі Конті. Перший резервуар гарячої води для виробництва електричної енергії був використаний в 50-их роках у Новій Зеландії. Перша комерційна геотермальна електростанція побу­дована у США в 1960 р. Сьогодні це друге щодо важливості та обсягу використання поновлюване джерело енергії. У 1995 р. сумарна потуж­ність всіх геотермальних електростанцій світу становила 6000 МВт і теплових станцій для прямого використання 11300 МВт (причому 1 МВт достатньо для забезпечення побутових потреб 1000 жителів).

          

          На станціях іншого типу використовуються геотермальні води з температурою більшою за 190⁰С. Вода, яка природним чином підніма­ється вгору по свердловині, подається у сепаратор, де частина ії кипить та перетворюється у пару. Пара використовується для одержання елек­тричної енергії.

          Україна має у своєму розпорядженні значні ресурси геотермальної енергії, потенціальні запаси яких оцінюються величиною 10²² Дж. Це еквівалентно запасам палива 3,4·10¹¹ тонн умовного палива. Потенціа­льна можливість геоТЕС з урахуванням розвіданих запасів і ККД пере­творення геотермальної енергії становить 230 ГВт.

           В Україні найбільш багаті і перспективні для розвитку геотермаль­ної енергетики такі регіони: Закарпаття, Крим (Турханкутський і Кер­ченський півострови), Прикарпаття (район Мостиська). Окремі родо­вища виявлені у Харківській, Полтавській та Донецькій областях.

          Сумарна потужність геоелектростанцій у нашій державі на  2005 р.  дорівнювала           270-280 МВт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Група  4.                 Енергія  Світового  океану                                                            Додаток   4  

 

 

           Величезна енергія різних видів таїться у морях і океанах, які за­ймають 71 відсоток поверхні землі, зокрема: енергія припливів і від­пливів, енергія хімічно зв'язаних газів, солей, мінералів, прихова­на енергія течій, невичерпна енергія, яку можна виробляти, викорис­товуючи різницю температур води на ії поверхні та в глибині і т. д., а також перетворюючи її на традиційні види .

           Найбільш поширеним способом використання енергії морів та океанів є спорудження припливних електростанцій (ПЕС). З 1967 р. в гирлі річки Ране у Франції працює припливна станція, потужність якої 240 МВт.

           Великі надії покладають на використання енергії, що несуть мор­ські хвилі. Наприклад, у Японії використовують енергію прибережних вод для роботи маяків та бекенів. За оцінками спеціалістів, енергія морських і океанських хвиль становить приблизно 30 відсотків всієї використовуваної у світі енергії.

            До 1979 р. серед усіх проектів енергії хвиль, що розглядалися, було виділено чотири:                    

  1)   «пірнало» Солтера;  2)  пліт Кокерела;  3)  випрямляч  Расела;  4)  коливна водяна колонка  

          «Пірнало» Солтера нагадує поплавок, який, піднімаючись і опус­каючись одночасно з хвилями, приводить у дію насос, що подає воду під тиском у турбогенератор.

          Пліт Кокерела складається з трьох шарнірно з'єднаних понтонів, які перебувають на плаву і відтворюють рельєф хвиль. Їхнє підняття й опускання приводить у дію гідравлічні  тарани, які з'єднують понтони. Стискання і розтягування таранів передається робочій рідині, яка діє на гідравлічний генератор, що виробляє електричний струм.

           Випрямляч Расела регулює рух води таким чином, що вона над­ходить у турбіну тільки в одному напрямку.

Коливальна водяна колонка (резервуар) відрізняється від попе­редніх проектів. Вона перетворює енергію хвиль на потенціальну енер­гію стиснутого повітря, яке пізніше віддає свою енергію повітряній тур­біні. Ідея колонки належить японському морському офіцерові Масуді, який винайшов плаваючий хвилеріз. Він довів, що коли хвилеріз зро­бити у вигляді перевернутої камери з отвором у верхній частині, то ви­сота хвиль всередині буде значно меншою, ніж ззовні, оскільки хвиля вирівнюватиметься під дією потоків повітря, що проходять крізь отво­ри. Інтенсивні повітряні потоки постійно надходять у середину камери і виходять з неї внаслідок піднімання та опускання колонки. За цим принципом працюють сьогодні плавучі установки, які використову­ються для буїв різного призначення. (див.схему на рис. 6.)                                 

           Цікавою є побудована в Японії прибійна електростанція з потуж­ністю 500 Вт. Принцип її роботи приваблює своєю простотою і майже відсутністю рухомих частин (див. схему на рис. 7).  

Хвиля, яка падає під козирок 1, стискає повітря, яке йде крізь соп­ловий канал 2 до турбіни 3, що приводить у дію електрогенератор 4. У Данії, Норвегії та Швеції станції розміщені на плотах, які з'єднані з насосом, що починає працювати, коли хвилі діють на пліт. Тут використано великий насос, який знаходиться на дні моря. Пор­шень насоса з'єднується з плотом за допомогою еластичного дроту. Коли хвилі піднімають пліт, поршень піднімається, вода проходить крізь заповнений блок генератора турбіни, виробляючи електроенер­гію. Коли хвиля спадає, поршень опускається, витискаючи своєю ма­сою воду через клапани.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Група 5.              Енергія   річок                                                                                       Додаток  5

 

                 Як показує досвід цілого ряду держав, що освоєння потен­ціалу малих річок з використанням малих гідроелектростанцій і міні­ГЕС є досить суттєвим потенціалом для розв' язання проблеми енерго­постачання. Діапазон потужностей діючих та проектованих міні-ГЕС держав ЄС наведений у табл. 2.

 

                                                                                                                                                       Таблиця   2

Діапазон  потужностей  міні-ГЕС  держав  ЄС

Держава	Діапазон встановлених потужностей міні-ГЕС, МВт
Велика Британія	0,076 ... 4,5
Данія	0,1 ... 1,1
Іспанія	1 ... 150
Німеччина	0,5 ... 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Чиста технологія вироблення електроенергії міні-ГЕС  є основою   зниження викидів СО₂ та інших техногенних сполук, для них не властивий негативний вплив на довкілля, бо використовуються  природні   водяні напори.

           В Україні, де нараховується 63 тис. малих річок і водостоків загальною довжиною 135,8 тис. км, є досить вагомий гідроенергетичний потенціал. Однак, у зв'язку з централізацією електропостачання   та концентрації виробництва електроенергії на потужних ГЕС, будівництво потужних ГЕС в державі збереглося лише 48 малих ГЕС, причому  більшість з них потребує реконструкції. В той час як на початку 50-х рр. Україні функціонувало 956 малих ГЕС. Експлуатація малих ГЕС дає можливість виробляти близько 250 млн. КВт.год електроенергії за рік  , що еквівалентно щорічній економії до 75 тис. тонн дефіцитного палива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Група  6.          Біоенергетика                                                                                   Додаток     6

 

          У біоенергетиці як одним із джерел енергії може використовуватись біомаса (солома, відходи деревини, опале листя, відходи переробки зерна під час обмолоту та ін.).

         Велике значення має екологічна чистота біомаси, тому що в період  росту рослини вона поглинає сонячну енергію, воду, вуглекислий газ виділяє кисень і утворюється вуглець у процесі фотосинтезу. В процесі спалювання все йде у зворотному напрямку, а саме: поглинається   ки­сень, а виділяється тепло, вода та вуглекислий газ .  У цих  випадках  ве личина  поглинутого  і  виділеного  вуглекислого  газу  абсолютно однакова.

           Позитивним при використанні біомаси є мала кількість золи, яка утворюється після її спалювання. Недоліком біомаси як палива є відносно великий, порівняно з іншими видами палива, вміст вологи. Найбільш   ефективними технологіями використання біомаси є термохімічні: метанове збродження, газифікація (піроліз), пряме спалювання тощо.

            Розглянемо джерело біоенергетики - біогаз.

            Біогаз - це суміш метану та виділеного газу, що утворюється в спеціальних реакторах - метантенках, які відрегульовані таким чином ,  щоб забезпечити максимальне виділення метану.

     При спалюванні біогазу можна отримати енергію, величина якої досягатиме від 60 до 90 відсотків енергії вихідного матеріалу. Він може використовуватися для освітлення, опалення, приготування їжі, для проведення в дію механізмів, транспорту, енергоносіїв.

   Процес утворення біогазу відбувається при анеєробному   зброд­женні органічних речовин за вiдcyтнocтi кисню (рис. 8).

         Якщо реактор працює нормально, то добутий біогаз містить 60­-70 відсотків метану, 30-40 відсотків двоокису вуглецю, невелику кіль­кість сірководню, а також суміші водню, аміаку та оксиду азоту. Для отримання 1 кВт· год електроенергії необхідно використати 0,15-0,2 м³ біогазу. За вітчизняними технологіями на спеціалізованих біогазових установках можна добути біогаз з вмістом метану до 85 відсотків.

         В Україні планується створити і освоїти виробництво необхідного обладнання для добування біогазу та довести його річний показник ви­добутку  у 2010 р.  до 5 млрд. м³ (ек­вівалент 4,3 млн. тонн умовного палива).

         В нашій державі сьогодні працюють дві установки для добування біогазу на очисних спорудах каналізаційних стоків у столиці і в Харкові . Для  прикладу ,  в  США  є  понад  10  біозаводів , а  в  Західній  Європі  працює  близько  1000  установок  середньої  потужності .

 

 

 

Метан, сірководень,				Перероблений
вуглекислий газ				залишок
	Утворення метану
	метаноутворюючими бактеріями
	Утворення летючих кислот
	кислотоутворюючими бактеріями
Органічні		Вода			Теплота
речовини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.  8 .  Процес  утворення  біогазу

 

 

 

 

                                Додаток   9

Презентація

 

 

“___________________________________________ “                                            

                                    (назва  джерела  енергії)

 

Автори - розробники :

Прізвище  ім’я  по батькові  учнів  групи

 

 

 

I. Актуальність  проекту : визначення  проблеми, завдань, мети.

 

            Найбільше  багатство  всього  людства – це  природа  Землі  в  її  первозданному  вигляді. Своєю діяльністю  людина  порушує  її  рівновагу,  а це призводить  до  зміни  клімату  і  як  наслідок – до  однієї  з  екологічних  криз: глобального  потепління або  „парникового  ефекту”. Тому  одним  з  найголовніших  завдань  сьогодення  є  знаходження  шляхів  до  зменшення  парникових  викидів  в  атмосферу.

 

            Завданням  проекту  є презентація  поновлювальних  екологічно  чистих  джерел  енергії,

які  б  могли  вплинути  на  зменшення  глобального  потепління.

 

            Метою  проекту  є  розкрити  основні  характеристики  і  особливості  поновлювальних  джерел  енергії , їх  енергетичні  і  екологічні  переваги  над  традиційними  джерелами  енергії.

 

II. Формування  команди

 

            До  розробки  і  реалізації  проекту  залучені  учні,  з різними навчальними здібностями.

III.   Реалізація  проекту.

 

              1. Розкрити  чи  можлива  реалізація  даного  проекту  на  території  України  чи  даного  регіону  виходячи  з :

               ●  сприятливих  кліматично-метероологічних  умов  для  використання  запропонованого   поновлювального  джерела  енергії ;

               ●  наявності  промислової  бази,  придатної  для виробництва  обладнання  і  застосування   поновлювальних  джерел  енергії .

              2. Створити  каталог  матеріалів  газетних  публікацій, літератури,  відеоматеріалів  щодо  поновлювальних  джерел  енергії.

              3.  Виготовити  стенд  „Поновлювальні  джерела  енергії – шляхи  до  покращення  клімату”.

              4.  Провести  „День  боротьби  з  глобальним  потеплінням”.

              5.  Провести  екологічну  акцію „Моє  рідне  місто – без  сміття”.

 

IV .  Очікуваний  результат

 

               Робота  над  проектом  дає  можливість  залучити  школярів  до  навчально-практичної  діяльності  з  проблем  енергоефективності  та  раціонального  використання  ресурсів  як  найбільш  ефективних   шляхів  зменшення  викидів  парникових  газів ; підтримки   обдарованої  учнівської  молоді ; створення  умов  для  її  подальшої  творчості .