Значення електроенергетики. Типи електростанцій, основні чинники їх розміщення.

Тема.  Значення електроенергетики. Типи електростанцій, основні чинники їх розміщення.

Осипець Ольга Володимирівна вчитель географії Первомайської  ЗОШ І-ІІІ ст. №6

Цільова група:

• учні 9 класу

Тривалість:

• 45 хв

Мета:

- ознайомити з основними спосиобами виробництва електроенергетики;

- оцінити ступінь розвитку та проблеми електрроенертетики України;

-  розвивати вміння знаходити причинно-наслідкові зв’язки та залежності, зіставляти факти, робити узагальнення, синтез та аналіз матеріалу;

- формувати підприємницькі компетентності на основі аналізу географічної інформації.

Операційні цілі (завдання):

Після закінчення уроку учень

знає

• поняття “електроенергетика”, “паливно-енергетичний баланс”;
• типи електростанцій, найбільші електростанції країни.

розуміє

• роль електроенергетики в економічному секторі країни

вміє

•  аналізувати проблеми розвитку галузі;
•  узагальнювати знання, робити висновки;

 

може

•  аналізувати проблемну ситуацію;
•  брати на себе відповідальність;
•  працювати в групі, спілкуватися.

Методи і техніки:

-  асоціації, бесіда

- аналіз проблемних ситуацій  

- робота в групах

- соціогеографічний практикум

- рольова гра

Обладнання:  карта України, атласи, матеріали презентації проекту,презентації, мультимедійна дошка.

Допоміжні матеріали:

Додаток 1  Інформація про особливості різних типів електростанцій

Додаток 2 Таблиця “ Типи електростанцій, переваги та недоліки”

Додаток 3 Виступ “міністра енергетики та вугільної промисловості”

Додаток 4 Картка самооцінювання

Хід уроку

1.                Вступна частина

1.1  Оголошення теми уроку.

1.2 Звернути увагу учнів на основну мету вивчення теми та очікуваний результат – це оволодіння вмінням переносити теоретичні знання для розв'язання практичних задач.

1.3 Попросіть учнів методом “Асоціації” назвати усі асоціації , що виникають у вас до поняття “виробництво електроенергії”.

 

2.     Основна частина

 

2.1. Оголосіть тему уроку та сформулюйте разом з учнями мету.

2.2. Запропонуйте взяти участь у дискусії. Темою дискусії буде визначення переваг і недоліків головних типів електростанцій України: ТЕС, АЕС,ГЕС, СЕС,ВЕС.

2.3. Об’єднайте учнів у 4 групи , запропонуйте сісти за окремі столи та обрати керівника групи.  Учні  будуть працювати за своїми інформаційними картками(додаток 1) послідовно виконуючи всі пункти. Поясніть, що робота в групах дає навички доброго спілкування – слухання,  аргументації, представлення доказів і презентації власної позиції. Нагадайте, що висновки роботи групи потрібно внести до зведеної таблиці (додаток 2 ). Попередьте, що на роботу учням відведено 20 хвилин.

 Видайте кожній групі атласи, наочний матеріал (Додаток 1), конверти з завданнями для

груп (Додаток 2) .

2.4. Стежте за обговоренням у групах. Ви, мабуть, побачите певну розбіжність думок серед учнів. Цього слід очікувати, і цьому не треба перешкоджати. Нагадайте учням, що важливим завданням уроку є здатність відокремити суттєву інформацію від несуттєвої – не кожна інформація має однакову ціну.

2.5. Попросіть учнів підготуватися до виступу: розподілити ролі між учасниками групи. Простежте, щоб були задіяні всі члени групи.

2.6. Запросіть учнів до представлення результатів роботи своєї групи. Прислухайтеся до висновків, що зробили учні. Якщо потрібно, втручайтесьі коректуйте думки учнів. Стежте, щоб учні інших груп записували почуту інформацію у зведену таблицю.

2.7. Повідомте учнів, що на урок ви запросили «міністра  енергетики та вугільної промисловості », який зможе докладно розповісти про проблеми та перспективи розвитку електроенергетики України (Додаток 3). Учень-«міністр» напередодні уроку отримує випереджувальне завдання та презентує свою роботу під час заняття.

2.8. Запитайте в учнів: «Які типи електростанцій  є у нашому населеному

пункті?, області?»  (соціогеографічний практикум).

2.10. Попросіть піднести руки тих, хто мріє обрати професію, пов’язану з виробництвом енергії.  Учні повинні обґрунтувати свою відповідь.

2.11. Попросіть учнів уявити, що у них є мільйон доларів на розвиток енергетичної системи України. У який тип  електростанцій вони б найвигідніше вклали гроші й чому? (вправа «Залучи інвестора»).

 

3. Підсумкова частина

3.1. Підведіть підсумок уроку.

3.2Учитель пропонує учням провести самооцінку своєї діяльності на уроці (додаток 4).

3.3. Запитання для учнів:

• Що для них виявилося найскладнішим під час виконання даного виду роботи?
• Що було цікавого?
• Чи вистачило часу на виконання всіх завдань?

3.4.. Заохочуйте їх, щоб вони поділилися своїми думками, 

       відчуттями та емоціями.

3.5. Оголосіть домашнє завдання: опрацювати текст до теми з підручника.

 

 

 

 

Додаток 1 Інформація про особливості різних типів електростанцій

І група

Яка потужність ТЕС?

Які ТЕС найпотужніші? (> 2 000 МВт)

Де вони розташовуються (тяжіють до…)? Показати на карті.

Які проблеми додалися сьогодні до розглянутих у підручнику?

 

Назва	Місцезнаходження	Область	Час будівництва	Потужність	Паливо
Бурштинська ТЕС	Бурштин	Івано-Франківська	1965-1969	2300 Мвт	Рядове вугілля, природний газ, мазут
Вуглегірська ТЕС	Світлодарськ	Донецька	1972-1977	3600 Мвт	98% вугілля марки ГСШ, 2% газ
Добротвірська ТЕС	Добротвір	Львівська (належить Ренату Ахметову)	1959-1964	600 Мвт	Рядове вугілля, для підсвітки і розпалювання котлів – газ, мазут
Запорізька ТЕС	Енергодар	Запорізька	1972-1977	3600 Мвт	Вугілля марки Г, ДГ, мазут, газ (1%)
Зміївська ТЕС	Зміїв	Харківська	1960-1969	2175 Мвт	Природний газ, вугілля, мазут
Криворізька ТЕС	Зеленодольськ	Дніпропетровська	1965-1973	2820 Мвт	Рядове вугілля, мазут, газ
Ладижинська ТЕС	Ладижин	Вінницька	1970-1971	1800 Мвт	Рядове вугілля, природний газ (0,6%), мазут
Луганська ТЕС	Щастя	Луганська	1952-1969	2400 Мвт	Вугілля
Придніпровська ТЕС	Дніпропетровськ	Дніпропетровська	1959-1966	2400 Мвт	Газ, вугілля
Слов'янська ТЕС	Слов’янськ	Донецька	1971	800 Мвт	Вугілля, мазут, газ (4%)
Старобешівська ТЕС	Старобешеве	Донецька	1961-1967	1725 Мвт	Антрацит (найкращий сорт вугілля), газ
Трипільська ТЕС	Українка	Київська	1969-1972	1800 Мвт	Антрацит, газ, мазут
Зуївська	Зугрес	Донецька	1982	1245 Мвт	Вугілля

 

ІІ група

 

Яка потужність ГЕС?

Які ГЕС найпотужніші?

Де вони розташовуються (тяжіють до…)? Показати на карті (прикріпити значок).

Назва ГЕС	Потужність МВт	Рік початку будівництва	Географія
Дніпровська	1 529,6	1927	Запоріжжя
Дністровська-1	702,0		Новодністровськ,Чернівецька обл.
Кременчуцька	625,0		Світловодськ, Кіровоградська обл.
Канівська	444,0		Канів, Черкаська обл.
Київська	408,5		Вишгород, Київська обл.
Дніпродзержинська	352,0		Дніпродзержинськ
Каховська	351,0		Нова Каховка, Херсонська обл.
Дністровська-2	40,8		Нагоряни, Вінницкая область
Теребля-Ріка	27,0		Побл. с. Нижній Бистрий Закарпатська область
Олександрівська	11,5		Александрівка, Миколаївська обл.

 

ІІІ група

 Яка потужність АЕС?

Яка АЕС найпотужніша?

Де вони розташовуються (тяжіють до…)? Показати на карті (прикріпити значок).

   

Назва АЕС	Місцезнаходження	Потужність МВт	Час будівництва
Хмельницька	Нетішин	2 000	1981 – 1987
Південноукраїнська	Южноукраїнськ	3 000	1975 – 1982
Рівненська	Кузнецовськ	2 835	1973 – 1980
Запорізька	Енергодар	6 000	1981 - 1984

    ІV група

 Яка потужність СЕС? ВЕС?

Скільки їх?

Коли вони побудовані?

Де вони розташовуються (тяжіють до…)? Показати на карті (прикріпити значок).

Які ще нетрадиційні види електростанцій можливі?

       Сонячна та вітрова енергії можуть з максимальною ефективністю використовуватися тільки у місцях із сприятливими природними умовами (в інших місцях потрібні великі вкладення у підтримуючі виробничі потужності). У нашій країні такі умови є лише у південних областях (Миколаївська, Херсонська, Одеська) та у Криму. Використання біомаси для широкомасштабного виробництва енергії можливе тільки у малонаселених країнах із сприятливими кліматичними умовами. Клімат у нас добрий, але, спрямовуючи свою політику землекористування переважно на виробництво продуктів харчування, Україна не може собі дозволити відводити великі площі для вирощування енергопостачальної біомаси.

Тип електростанції	АЕС	Сонячна	Вітрова	З використан­ням біомаси
Площа відчужуваних земель для 1000-мегаватної станції	1—4 км2	20—50 км2	50—150 км2	4000—6000 км2

 

Матеріали для інформаційних карток

    Теплова електростанція. Розміщення теплових електростанцій залежить переважно від наявності паливно-енергетичних ресурсів і споживачів електроенергії. Нині майже третина електроенергії виробляється у районах споживання і понад 2/3 -у районах її виробництва. Поки що місце для будівництва ДРЕС вибира­ють, враховуючи зручність транспортування палива й електроенергії та екологічну обстановку. Якщо вчені розробляють високоефективні методи транспортування електроенергії на великі відстані, то ДРЕС будува­тимуться переважно в східних районах України.

     Найпоширеніші в Україні теплові електростанції, які за характером обслуговування споживачів є районними (ДРЕС). Вони виробляють майже 2/3 усієї електричної енергії в державі. За останні ЗО років потуж­ність цих станцій зросла у 5 разів. Частка вугілля в структурі палива, яке використовують ТЕС, велика. Перевагою ТЕС є відносно вільне розмі­щення, вдвоє менший обсяг капіталовкладень у них порівняно з ГЕС. Найбільшими ДРЕС в Україні є Вуглегірська, Старобешівська, Курахівська, Слов'янська (Донецька область), Криворізька, Придніпровська (Дніпропетровська область), Бурштинська (Івано-Франківська область), Запорізька, Ладижинська (Вінницька область), Трипільська (Київська-область) та ін.

     Дедалі більшого значення набувають теплоелектроцентралі, споруджені поблизу споживача, оскільки радіус транспортування від них тепла невеликий (10-12 км), а коефіцієнт корисного використання тепла становить майже 70%, тоді як на ТЕС - тільки 30-35%. Теплоелектроцентралі обігрівають понад 25 міст України. Найбільші з них - Київська ТЕЦ-5, Дарницька (Київ), Київська ТЕЦ-6, Харківська ТЕЦ-5, Одеська, Калуська, Краматорська та ін.

      А́томна електроста́нція (АЕС) — електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється в електричну. Генератором енергії на АЕС є атомний реактор. Тепло, яке виділяється в реакторі в результаті ланцюгової реакції ділення ядер деяких важких елементів, потім так само, як і на звичайних теплових електростанціях (ТЕС), перетвориться в електроенергію. На відміну від теплоелектростанцій, що працюють на органічному паливі, АЕС працює на ядерному пальному (в основному 233 U, 235 U, 239 Pu)

     У результаті роботи АЕС утворюються радіоактивні відходи та відпрацьоване ядерне паливо. Вони є небезпечними для людини і довкілля, для знешкодження вимагають переробки та тривалого зберігання.

     Загальновизнано, що АЕС при їхній нормальній експлуатації набагато - не менш ніж в 5-10 разів "чистіше" в екологічному відношенні теплових електростанцій (ТЕС) на вугіллі. Однак при аваріях АЕС можуть робити істотний радіаційний вплив на людей, екосистеми. Тому забезпечення безпеки екосфери та захисту навколишнього середовища від шкідливих впливів АЕС - велика наукова і технологічна задача ядерної енергетики, що забезпечує її майбутнє.

      Відзначимо важливість не тільки радіаційних факторів можливих шкідливих впливів АЕС на екосистеми, але і теплове і хімічне забрудненнянавколишнього середовища, механічний вплив на мешканців водойм -охолоджувачів, зміни гідрологічних характеристик прилеглих до АЕС районів, тобто весь комплекс техногенних впливів, що впливають на екологічне благополуччя навколишнього середовища.

 

   Гідроелектроста́нція (ГЕС)   Принцип роботи ГЕС досить простий. Ланцюг гідротехнічних споруд забезпечує необхідний напор води, що надходить на лопаті гідротурбіни, яка приводить в дію генератори, що виробляють електроенергію.

       Необхідний напор води утворюється за допомогою будівництва греблі, і як наслідок концентрації річки в певному місці, або деривації - природним струмом води. У деяких випадках для отримання необхідного напору води використовують спільно і греблю, і деривації.

Безпосередньо в самій будівлі гідроелектростанції розташовується все енергетичне обладнання. У залежності від призначення, воно має свій певне поділ. У машинному залі розташовані гідроагрегати, які безпосередньо перетворюють енергію струму води в електричну енергію. Є ще всіляке додаткове обладнання, пристрої керування й контролю над роботою ГЕС, трансформаторна станція, розподільні пристрої та багато іншого.

Гідроелектричним станції поділяються в залежності від вироблюваної потужності:

           потужні - виробляють від 25 МВт до 250 МВт і вище;

           середні - до 25 МВт;

Потужність ГЕС безпосередньо залежить від натиску води, а також від ККД використовуваного генератора. Через те, що за природними законами рівень води постійно змінюється, в залежності від сезону, а також ще від низки причин, в якості вираження потужності гідроелектричної станції прийнято брати циклічну потужність. Наприклад, розрізняють річний, місячний, тижневий або добовий цикли роботи гідроелектростанції.

Руслові і пригреблеві ГЕС.

      Це найпоширеніші види гідроелектричних станцій. Натиск води в них створюється за допомогою установки мостом, повністю перегородка річку, або що піднімає рівень води в ній на необхідну позначку. Такі гідроелектростанції будують на багатоводних рівнинних річках, а також на гірських річках, у місцях, де русло річки вужче, стиснуте.

 

Греблеві ГЕС.

     Будуються при більших напорах води. У цьому випадку річка повністю перегороджуються греблею, а сама будівля ГЕС розташовується за греблею, у нижній її частині. Вода, в цьому випадку, підводиться до турбін через спеціальні напірні тунелі, а не безпосередньо, як у руслових ГЕС.

   Дериваційні гідроелектростанції.

Такі електростанції будують у тих місцях, де великий ухил річки. Необхідна концентрація води в ГЕС такого типу створюється за допомогою деривації. Вода відводиться з річкового русла через спеціальні водовідведення. Водоводи спрямлени, і їхній ухил значно менший, ніж середній ухил річки. У підсумку вода підводиться безпосередньо до будівлі ГЕС. Дериваційні ГЕС можуть бути різного виду - безнапірні або з напірної деривації. У випадку напірної деривації, прокладається водовід з великим подовжнім ухилом. В іншому випадку на початку деривації на річці створюється вища гребля, і створюється водосховище — така схема ще називається змішаної деривації, тому що використовуються обидва методи створення необхідної концентрації води.

      Гідроакумулюючі електростанції.

Такі ГАЕС здатні акумулювати вироблювану електроенергію, і пускати її в хід у моменти пікових навантажень. Принцип роботи таких електростанцій наступний: в певні моменти (часи не пікового навантаження), агрегати ГАЕС працюють як насоси, і закачують воду в спеціально обладнані верхні басейни. Коли виникає потреба, вода з них потрапляє напірний трубопровід і, відповідно, приводить в дію додаткові турбіни.

У гідроелектричних станціях, в залежності від їхнього призначення, також можуть входити додаткові споруди, такі як шлюзи або суднопідйомники, що сприяють навігації по водоймі, рибопропускні, водозабірні споруди, що використовуються для іригації і багато іншого.

Цінність гідроелектричної станції полягає в тому, що для виробництва електричної енергії вони використовують поновлювані джерела енергії. З огляду на те, що потреби в додатковому паливі для ГЕС немає, кінцева вартість одержуваної електроенергії значно нижче, ніж при використанні інших видів електростанцій.

 

Додаток 2 Таблиця “ Типи електростанцій, переваги та недоліки”

 

Тип електростанції	Назва найбільших з ЕС	Переваги	Недоліки
ТЕС (І група)	Вуглегірська, Запорізька, Криворізька, Луганська, Придніпровська, Бурштинська, Зміївська	·            швидко будувати, ·            використовують усі види палива	·            дуже забруднюють повітря, ·            повільно уводяться в експлуатацію
АЕС (ІІ група)	Запорізька, Південноукраїнська, Рівненська, Хмельницька	·            невелика кількість палива, ·            дешева енергія, ·            менше забруднюють навколишнє середовище	·            будівництво дороге, ·            проблеми розміщення відходів, ·            можливі катастрофічні наслідки експлуатації
ГЕС (ІІІ група)	Дніпровська, Дністровська, Кременчуцька, Канівська, Київська	·            дешева електроенергія, ·            екологічно чисті	·            дороге будівництво, ·            водосхо-вища затоплюють родючі землі, ·            сповіль-нюєть течія річок («цвітіння» води)
Нетрадиційні: ВЕС, СЕС (ІV група)	Кіровоград СЕС Донузлавська ВЕС, Новоазовська ВЕС	·            екологічно чисті, ·            використовують невичерпні джерела енергії	·            дороге будівництво, ·            потребу-ють певних умов

Додаток 3 Виступ “міністра енергетики та вугільної промисловості”

Екологічні наслідки розміщення відходів. Технологічні відходи електростанцій або упаковують у контейнери, або «розсіюють». Досить малі за об’ємами відходи ядерної енергетики ніколи не викидали в повітря, у тепловій же енергетиці велика частина відходів розпорошується в атмосфері. При цьому оксиди сірки й азоту з’єднуються з атмосферною вологою і спричинюють кислотні дощі; вуглекислий газ сьогодні визнаний головною складовою парникових газів; а важкі метали і арсен (миш’як) осідають на ґрунт. Усі ці шкідливі речовини ми вдихаємо, споживаємо їх разом з овочами, годуємо забрудненим сіном домашніх тварин, отруюючи їхнє молоко і м’ясо. Окрім цього, треба пам’ятати, що тоді як рівень радіації з часом понижується і врешті-решт зникає зовсім, токсичні матеріали (важкі метали) існують вічно.

Кліматичні зміни. Зростання СO2 в атмосфері, пов’язане з людською діяльністю, на 75% викликане спаленням органічного палива, а значна частина решти 25% — масштабним зменшенням площі лісів. На сьогодні лише ядерна та гідроенергетика є серйозними джерелами безвуглецевого та економічного виробництва енергії. В той час, як росте наукове розуміння процесів глобального потепління, треба все більше спиратися на джерела енергії, що не викидають до атмосфери парникових газів – такі як поновлювані джерела та атомна енергія.

 Негативні сторони ядерної енергетики

Однак у сучасної атомної енергетики є й істотні недоліки. Вона дає значно менше відходів, ніж інші енергогенеруючі технології (а потім ще й ізолює їх), але відходи все ж такі існують. Безпека поховання великої кількості радіоактивних відходів (РАВ) на десятки і сотні тисяч років викликає сумнів через надійність таких довготривалих фізично-геологічних прогнозів. Невідомо також, яку роль ці штучні поклади небезпечних речовин відіграють у життєдіяльницьких процесах наступних земних цивілізацій.

Більшість АЕС у світі використовують теплові легководні реактори (LWR). До цього класу належать усі нині діючі українські енергоблоки. LWR вимагають збагаченого урану, що зумовлює залежність неядерних країн від постачальників ядерного палива. Тому деякі держави (зокрема Румунія) будують важководні реактори (HWR), де використовується паливо з природного (незбагаченого) урану. Однак глибина вигоряння палива у HWR у 4—6 разів менша, ніж у LWR, а це збільшує об’єми відпрацьованого (опроміненого) ядерного палива (ОЯП) та зумовлює відповідну потребу у місткіших сховищах. Далі: існуючі на сьогодні технології переробки ОЯП передбачають вилучення з нього плутонію, а створення власних збагачувальних комбінатів і потужностей для переробки ОЯП у неядерних країнах дає їм можливість напрацьовувати збройовий уран і плутоній на основі цілком легальних каналів атомної енергетики.

Ще одним недоліком LWR є те, що в якості палива в них використовується 235U, а його запасів у розвіданих на сьогодні родовищах вистачить лише на 50—100 років. Тому треба ширше запроваджувати в енергогенеруючі процеси 238U, запасів якого вистачить на кілька тисячоліть.

Додаток 4              Картка самооцінки діяльності.

 

1. Чи сподобалась вам робота саме з тими джерелами інформації з якими ви працювали?

2. Чи складною була аналітична робота запропонованого завдання?

3. Чи був активним учасником навчального процесу?

4. Висловлював свою власну думку, чи погоджувався з думкою групи?

5. Чи збулися ваші очікування від уроку?