Размещено на http://allbest.ru

Основное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Чернянская средняя общеобразовательная школа №4»

ПРОЕКТ

на тему: Альтернативные источники энергии в России

предмет: География

ученика 9 «А» класса

Клещунова Никиты Сергеевича

Руководитель проекта:

учитель географии

Григорян Ашот Константинович

2021год



Оглавление

Введение

1.1 Что такое альтернативные источники энергии?

1.2 Солнечная энергетика

1.3 Ветроэнергетика

1.4 Геотермальная энергетика

Заключение

Список источников информации

Приложение



Введение

Актуальность проблемы:

Альтернативная энергетика -- совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Для того чтобы человечество существовало и стремительно развивалось, необходимо постоянно улучшать способы получения энергии. Поиск новых источников энергии и развитие альтернативных способов получения энергии - это основная приоритетная задача человечества в новом тысячелетии.

Энергетика - основа любых процессов во всех отраслях народного хозяйства, главное условие создания материальных благ и повышения уровня жизни людей. Энергетика сегодня является важнейшей движущей силой мирового экономического прогресса, и от её состояния напрямую зависит благополучие миллиардов жителей планеты. Неуклонный рост численности людей приводит к увеличению потребления энергии. И, если не развивать альтернативную энергетику, то это может привести к энергетическому кризису, так как с каждым днем все больше истощаются запасы природных ресурсов (уголь, газ, нефть), необходимых для работы традиционной энергетики.

В результате деятельности традиционной энергетики происходит отрицательное воздействие на атмосферу, литосферу и гидросферу, что увеличивает вероятность возникновения экологической катастрофы. Например, при сгорании органического топлива происходит образования различных вредных продуктов, загрязняющих окружающую среду, а при чрезмерном использовании воды постоянно меняется уровень воды, что может привести к катастрофическому наводнению или к засухе.

Цель: изучить альтернативные способы получения энергии в России и рассказать о них.

Задачи:

1) Найти подходящую информацию и проанализировать её.

2) Выяснить, что такое альтернативные источники энергии.

3) Узнать, какие существуют способы получения энергии.

4) Где в России применяют альтернативные источники энергии

5) Сделать вывод о том, какой виды наиболее выгодны и приемлемы для человека.

Объект исследования: альтернативные источники энергии в России.

Предмет исследования: актуальность альтернативной энергетики.

Гипотеза: Возможно, что альтернативные источники энергии действительно являются наиболее выгодной заменой традиционным источникам.



1. Что такое альтернативные источники энергии?

Альтернативные источники энергии - это приборы, способы, устройства, или сооружения, позволяющие получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющие собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле.

К таким источникам энергии относят: энергию Солнца, ветра, тепла Земли, энергию морей и океана, биомассу, новые виды жидкого и газообразного топлива, представленные синтетической нефтью на основе угля, органической составляющей горючих сланцев и битуминозных пород, а также некоторые виды топливных спиртов и водород.

Многие из нетрадиционных источников энергии являются сложными энергоресурсами, компоненты которых позволяют получать и не топливную продукцию, широко применяемую в химии, строительной индустрии, сельском хозяйстве, металлургии и т.д.

Основное преимущество альтернативных источников энергии является неисчерпаемость и экологическая чистота. Их использование не изменяет экологический баланс планеты. Такие источники энергии играют значительную роль в решении трех глобальных проблем, стоящих перед человечеством: энергетики, экологии, продовольствия.

2. Солнечная энергетика

Солнце является основным источником всех видов энергии, которыми человек имеет в своем распоряжении. Этот резервуар неисчерпаем. Достаточно сказать, что в течение 1,1*10⁹ лет Солнце израсходует всего лишь около 2% аккумулированной в нём энергии.

Наша Земля, находясь в среднем на расстоянии 149 млн.км от Солнца, не получает и половины одной миллионной доли потока энергии излучаемой Солнцем. Кроме того, в среднем около 40% этой падающей энергии отражается на границе земной атмосферы обратно в межзвездное пространство. Тем не менее, общее количество лучистой энергии, достигающее поверхности Земли в области суши, составляет за год 9,5*10¹⁷ кВт/ч. Это огромное количество энергии, непрерывно приходящее на поверхность Земли от Солнца в течение года, в 32 000 раз больше той энергии, которая поступает за это время в мировую энергетическую систему от разных источников энергии, таких, как минеральное топливо, гидроэнергия и пр.

Способы преобразования энергии и принцип работы солнечных батарей.

Существует два основных способа преобразования солнечной энергии:

· фототермический;

· фотоэлектрический.

Применение солнечных батарей в России

Солнечные батареи массово применяются во многих отраслях за счет своей многофункциональности и простоте.

В современной архитектуре все чаще планируют строить дома с встроенными аккумуляторными источниками солнечной энергии.

Многие мировые производители электроники и бытовых приборов уже начинают внедрять солнечные панели в свою продукцию. К примеру, каждый в своей жизни сталкивался с обычным калькулятором, работающим от солнечной энергии. Помимо этого, в современном мире существует масса полезных приборов, которые оснащены небольшой солнечной панелью. Это различные зарядные устройства для мобильных телефонов и аккумуляторов, фонарики, мобильные телефоны и так далее. Потенциал огромен и не имеет границ.

Весьма распространено применение солнечных батарей в качестве уличного освещения. Светильники, работающие на солнечных батареях, довольно часто применяются в качестве украшения к ландшафтному дизайну.

В космонавтике солнечные батареи играют существенную роль. Эти устройства являются автономными источниками электричества, снабжающие электроэнергией все системы и установки жизнеобеспечения космических станций, а также обеспечивают бесперебойную и четкую работу всей аппаратуры. Батареи одновременно питают электричеством оборудование и заряжают аккумуляторы, которые будут снабжать электроэнергией космические устройства в теневых участках орбиты.

Одна из важнейших отраслей использования энергии Солнца - автомобилестроение. В «зеленых» автомобилях в светлое время суток двигатели приводятся в движение за счет электричества, выработанного солнечным генератором, а в темное время - за счет заряженных аккумуляторов.

Бурибаевская солнечная электростанция (СЭС)

В связи с широким распространением возобновляемых источников энергии в России стали вводить все больше солнечных электростанций. Бурибаевская СЭС была построена в 2015 году близ села Бурибай республики Башкортостан. Введена в эксплуатацию компанией Авелар Солар Технолоджи в конце октября 2015 года. Первая мощность составила 10 МВт. Вторую такую же ввели в эксплуатацию в декабре 2016 года.

Для Башкирии эта СЭС стала первой. Сегодня она входит в список 7 солнечных электростанций общей мощностью 59 МВт. На оптовый рынок электроэнергии Бурибаевская СЭС была выведена в начале марта 2016 года. Основные характеристики электростанции:

· всего на объекте установлено 176 тыс. солнечных модулей, произведенных на заводе компании Hevel Solar;

· СЭС занимает площадь в 40 Га;

· 70% комплектующих были произведены на российских предприятиях;

· в пасмурную погоду вырабатывает 20-25% энергии от установленной мощности, в зимнее время - до 70%.

Исянгуловская солнечная электростанция

Это одна из действующих солнечных электростанций, использующих нетрадиционный источник энергии в России. Была введена в эксплуатацию 29 ноября 2017 года. Ее электрическая мощность составляет 9 МВт. Строительство объекта стартовало в апреле 2017. Для реализации проекта был задействован земельный участок площадью 17 Га. Сегодня на ней размещены 36,7 тыс. фотомодулей.

Расположена Исянгуловская СЭС в Зианчуринском районе Башкортостана. По показателям удельной выработки энергии эта республика находится на одном уровне с Центральной и Южной Европой, где солнечная энергетика широко распространена.

Соль-Илецкая солнечная электростанция

Соль-Илецкая СЭС была введена в эксплуатацию в мае 2017 года. Электростанция располагается на территории Оренбургской области неподалеку от села Томар-Уткуль в Соль-Илецком районе. Площадь объекта составляет 100 Га. На ней расположены 201 080 фотоэлектрических модулей. Пиковая мощность каждого из них составляет 120 Вт. Модули были изготовлены на заводе Hevel Solar в Новочебоксарске.

Высокая эффективность использования возобновляемого источника энергии в России на Соль-Илецкой СЭС обусловлена новой микроморфной тонкопленочной технологией. Изготовленные модули преобразовывают не только видимый, но и инфракрасный спектр солнечного излучения. Это повышает выработку электроэнергии на 30%. Установленная мощность Соль-Илецкой СЭС составляет 25 МВт. Она связана с энергосистемой Оренбургской области по воздушной линии электропередачи 35 кВ.



3. Ветроэнергетика

Свойства ветра и его запасы

Ветер - это направленное перемещение воздушных масс. Ветровую энергию можно рассматривать как одну из форм проявления солнечной энергии, потому что Солнце является тем первоисточником, который влияет на погодные явления на Земле. Ветер возникает из-за неравномерного нагрева Солнцем поверхности Земли. Поверхность воды и территории, закрытые облаками, нагреваются намного медленнее; соответственно, поверхность земли, доступная для солнечного излучения, нагревается быстрее. Воздух, находящийся над нагретой поверхностью, нагревается и поднимается вверх, создавая области пониженного давления. Воздух из областей повышенного давления перемещается в направлении областей низкого давления, тем самым создавая ветер.

Скорость ветра зависит от высоты над уровнем земли. Близко к земле ветер замедляется за счет трения о земную поверхность. Таким образом, ветры бывают сильнее на больших высотах по отношению к земле. На скорость ветра оказывают также значительное влияние географические условия и характер земной поверхности, включая различные природные и искусственные препятствия, такие, как холмы, а также деревья и здания.

Запас ветряной энергии практически неисчерпаем. Ее запасы на планете в сто с лишним раз больше, чем запасы гидроэнергии всех рек Земли. Общая мощность энергии ветра на земном шаре оценивается в 2,43 * 10¹⁵МВт.

Использование ветряной энергии в России.

Энергия, получаемая из ветра, с древнейших времен используется для определенных нужд и потребностей. Рассмотрим немного ее использование в современности.

Ветер является прекрасным источником энергии для объектов телекоммуникаций, так как расположение и высота площадок, которые подходят для установки антенн, подходят и для ветряных установок. Но ветряки, используемые в подобных местах, должны быть особо прочными, так как в горах слишком суровые климатические условия.

Механическая энергия ветра всегда широко применялась человечеством для подъема воды в сельских или удалённых местностях. В настоящее время более 100 000 водяных насосов, работающих за счет энергии ветра, установлено в мире. Большинство из них расположено в сельских не электрифицированных районах. Они используются фермерами в первую очередь для обеспечения питьевой водой, а также водой, необходимой для хозяйственных нужд.

Особый интерес в настоящее время представляет использование данного вида энергии для обеспечения электрической и тепловой энергией частных домов и коттеджей, то есть, ветряные электростанции для индивидуального пользования. Например, энергия ветра успешно используется для зарядки аккумуляторов и использования их для освещения и обеспечения работы бытовой техники. Малые ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию, которую можно хранить в аккумуляторах, а затем использовать ее тогда, когда это удобно домовладельцу. Но при использовании для получения энергии в индивидуальном хозяйстве, ветрогенераторы обычно сочетаются с другими видами генераторов: солнечными, геотермальными, водными.

Ветропарк «Фортум» в Ульяновской области

Ульяновская ветряная электрическая станция (ВЭС-1) была включена в реестр мощности в январе 2018 года. Установленная мощность составила 35 МВт. Это первый генерирующий объект, использующий энергию ветра, который начал работу на рынке мощности и электроэнергии.

Проект был утвержден еще в 2015 году. Принцип работы ветряной электростанции несложен. На ветровом поле установлены китайские ветрогенераторы DongFang - 14 шт., каждый с мощностью 2,5 МВт. Максимально полезной нагрузка на ветряках становится при скорости ветра 12 м/с.

По результатам работы уже за январь коэффициент установленной мощности превысил планируемый на 5%: 33% против 28%. По итогам первого квартала ветропарк «Фортум» выработал 21,61 ГВт·ч. Ожидаемый годовой объем составит 85 ГВт·ч. Произведенный электростанцией 1 кВт·ч энергии предотвращает выброс в атмосферу 660 г углекислого газа.

4. Геотермальная энергетика

Геотермальная энергетика - это производство электроэнергии, а также тепловой энергии за счет энергии, содержащейся в недрах Земли. Источниками геотермальной энергии являются магма, горячие подземные воды и сухие нагретые породы.

Объем Земли составляет примерно 1085 млрд. куб. км, и весь он, за исключением тонкого слоя земной коры, имеет очень высокую температуру. Запасы геотермальной теплоты в 35 млрд раз превышают годовое мировое потребление энергии. Лишь 1% геотермальной энергии земной коры (глубина 10 км) может дать количество энергии, в 500 раз превышающее все мировые запасы нефти и газа.Ясно, что геотермальная теплота представляет собой несомненно самый крупный источник энергии, которым в настоящее время располагает человек. Причем это энергия в чистом виде, так как она уже существует как теплота, и поэтому для ее получения не требуется сжигать топливо или создавать реакторы.

Применение геотермальной энергии в России

Существует два основных способа использования геотермальной энергии: прямое использование тепла и производство электроэнергии. С этим связано и использование ее человечеством.

На сегодняшний день геотермальные ресурсы используются в сельском хозяйстве, садоводстве, аква- и термокультуре, промышленности, сфере жилищно-коммунальных хозяйств. В нескольких странах построены крупные комплексы, обеспечивающие население электроэнергией. Продолжается разработка новых систем.

Паужетская ГеоЭC

Целью строительства в 1966 году Паужетской геотермальной электростанции, первой в России, стала необходимость обеспечения электроэнергией ряда жилых поселков и предприятий по переработке рыбы. Расположена станция на западном побережье Камчатки, вблизи села Паужетка, рядом с вулканом Камбальный.

Установленная мощность на момент пуска электростанции в 1966 году составляла 5 МВт, в 2011 году - 12 МВт. В настоящее время реализуется введение бинарного энергоблока, созданного по отечественной технологии. Реализация данного проекта не только выведет электростанцию на новые мощности - до 17 МВт, но и решит экологические проблемы, связанные со сбросом отработанного сепарата на грунт.

Верхне-Мутновская опытно-промышленная ГеоЭС

Электростанция расположена на юго-востоке Камчатского полуострова на отметке 780 метров над уровнем моря на склонах вулкана Мутновский. Станция была введена в эксплуатацию в 1999-м году. Она имеет три энергоблока по 4 МВт, то есть ее проектная мощность составляет 12 МВт.

Мутновская ГеоЭС

Электростанция, использующая геотермальные источники, расположена близ вулкана Мутновский, на юго-востоке Камчатки. Дата введения в эксплуатацию - апрель 2003 года.
Установленная мощность - 50 МВт, планируемая 80 МВт. Обслуживание данной станции полностью автоматизировано.

Благодаря использованию геотермальных электростанций на Камчатке значительно ослаблена зависимость этого региона от привозного дорогостоящего топлива. На данный момент примерно 30% энергозатрат покрываются именно этими источниками электрической энергии.

Океанская ГеоЭС

На острове Итуруп Курильской гряды построена и введена в действие геотермальная электростанция «Океанская». Начало строительства -- 1993 год, ввод -- 2006 год, мощность 2,5 МВт.

Менделеевская ГеоТЭС

Геотермальная электростанция на острове Кунашир близ вулкана Менделеева. Мощность станции -- 3,6 МВт. В 2011 году начались работы по модернизации, результатом которой станет достижение мощности в 7,4 МВт. Данная станция предназначена для теплоснабжения и электроснабжения города Южно-Курильска.

Имеющиеся ресурсы Курильских островов могут позволить выработать 230 МВт электроэнергии, что достаточно для удовлетворения всех потребностей региона в тепле, горячем водоснабжении, а самое главное - в энергетике.

Одна из наиболее перспективных сфер - частный сектор, для которого геотермальная энергия - это реальная альтернатива автономного газового отопления. Самая серьезная преграда здесь - при довольно дешевой эксплуатации высокая начальная стоимость оборудования, которая значительно выше, чем цена установки «традиционного» отопления.

энергия альтернативный солнечная ветроэнергетика геотермальная



Заключение

Человечество на данном этапе развития не может существовать без энергетики. Все процессы так или иначе связаны с ней. И неизменно то, что доля потребления энергии всегда возрастает. Традиционные источники энергии уже не способны удовлетворить бесконечные энергетические потребности без помощи нетрадиционных.

Несомненно, среди традиционной энергетики есть ядерная энергетика, которая как раз лишена большинства таких недостатков. Использование ядерной энергии в производстве электроэнергии вполне экологически безопасно и экономически оправдано. Тем не менее, исходя из истории, риски использования такой энергии довольно велики.

Поэтому стремительно наступает эра экологически чистых, бесконечных по запасами недорогих источников энергии. Ветер, Солнце, геотермальные ресурсы, биомасса - все это уже сейчас используется эффективно и действенно в энергетике. И необходимо понимать, что нельзя останавливаться в освоении и нахождении возобновляемых способов энергии, иначе, во-первых, их потенциал не раскроется, и, во-вторых, рано или поздно произойдет энергетический кризис.

Итак, можно однозначно утверждать, что альтернативные источники энергии заменят традиционные. Некоторые развитые страны, не располагая изначально природными ископаемыми, уже получают более 50% энергии из альтернативной энергетики. Совсем скоро они перестанут вообще зависеть от нефти, природного газа и др. Именно такого курса необходимо двигаться и остальным странам, в том числе и России.



Список источников информации

Использованная литература

Ю. Сибикин. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии: учебное пособие/ Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. -М.: КНОРУС, 2010. - 232 с.

Свен Уделл. Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии. -М.: Знание, 1980.

Р.В. Городов.Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие / Р.В. Городов, В.Е. Губин, А.С. Матвеев. - 1-е изд. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. - 294 с.Плачкова С.Г, Плачков И.В.

С. Гибилиско. Альтернативная энергетика без тайн. /Стэн Гибилиско; [пер.с англ. А.В.Соловьева]. - М.: Эксмо. 2010. - 368 с. - (без тайн)

А.Турилин, В.Германович. Альтернативные источники энергии и энергосбережение. Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды, земли, биомассы.- СПБ.: Наука и Техника, 2011. - 320 с.

Интернет-ресурсы

https://solarelectro.ru

https://tcip.ru/blog/wind/printsip-dejstviya-i-raboty-vetrogeneratora.html

https://salteco.in.ua/technology/vetroenergetika#istoriya

https://alternativenergy.ru/energiya/320-geotermalnaya-energiya.html

https://realproducts.ru/kak-ispolzuyut-solnechnuyu-energiyu/

https://zeleneet.com/malye-vetryanye-ustanovki-ispolzovanie-energii-vetra-chast-2/1037/

www.rea.org.ua/dieret/Biomass/biomass.html

www.techno-guide.ru/energetika/solnechnye-batarei

https://solarb.ru/node/896

https://sdelanounas.ru/blogs/14467/

www.membrana.ru/



Приложение

Рис. 1. Структура солнечной батареи.

Рис. 2. Схема ветрогенератора с горизонтальной осью вращения.

Рис.3. Схема работы теплового насоса

Рис.4. Упрощенная функциональная схема геотермальной электростанции.

Размещено на Allbest.ru

...