Подробнее

"Нетрадиционные источники энергии"

Образовательное учреждение
ГБОУ школа №328 с углубленным изучением английского языка Невского района
ФИО автора работы
Красилова Анастасия, Яскевич Анастасия, 9б класс
Краткая аннотация работы
Исследование нетрадиционных источников энергии и их будущего на нашей планете
ФИО научного руководителя (руководителей) работы
Волкова Светлана Михайловна
Работа выполнена учащимся
старшая школа
Текст

Быстрый рост индустрии, научно-технический прогресс и высокая производительность человека меняют облик нашей страны, да и всего мира в целом. ХХ век поставил проблему выживания человечества в силу появления неизбежных признаков уничтожения уже не только целых народов, а среды обитания. Загрязнение, по-нашему мнению, стало уже обыденным словом. А кто-нибудь задумывался к каким последствиям это может привести? Слыша слово «Загрязнение», мы сразу думаем о загрязнение воды, воздуха, земли. И это не случайно, так как крупнейшие глобальные экологические проблемы современности — «парниковый эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей — связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы. Хозяйственная деятельность человека стала основным источником загрязнения биосферы. В природную среду все больше и больше попадают газообразные, жидкие и твердые отходы производства. Различные химические вещества, находящиеся в отходах, попадая в почву, воздух или воду, переходят по экологическим звеньям из одной цепи в другую, попадая в конце концов в организм человека. На земном шаре практически невозможно найти место, где бы не присутствовали в той или иной степени загрязняющие вещества. Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переносится ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, в следствии чего данная проблема является международной.

Но есть и другая немало важная проблем – ресурсы. Тяжелая экологическая ситуация появилась из-за нерационального природопользования. Долго время люди смотрели на природу как на неисчерпаемый источник для утоления своих потребностей. Однако, сталкиваясь с отрицательными последствиями своего воздействия, люди постепенно пришли к убеждению, что надо бережно относится к природным ресурсам. Но можно предотвратить плачевные последствия, если мы перейдём на более чистые технологии.

Альтернативные источники энергии - это целый комплекс способов получения энергии, ее трансформации, передачи и использования. И в этом контексте речь идет не о добыче уже готовых источников энергии из земных недр, а о преобразовании других ее видов (например, солнечной, энергии ветра, геотермально энергии). Производство такой энергии отличается отсутствием негативного влияния на экологию и значительной экономической выгодностью, что и делает альтернативную энергетику все более популярной.

Таким образом, мы поставили перед собой цель и задачи в этом проекте.

Цель: Определить возможные альтернативные источники энергии, которые позволят сохранять чистоту окружающей среды.

Задачи: Ознакомиться со способами получения электрической энергии; ознакомиться со способами получения альтернативной энергии; рассмотреть положительные и отрицательные стороны различных источников альтернативной энергии; выявить перспективы использования альтернативной энергетики.

Нами были рассмотрены такие виды альтернативной энергетики, как солнечная, энергия ветра, приливов и отливов, грозовая, водородная, биотопливо (достоинства и недостатки этих вдов энергии изложены в приложении1).

Солнце, как известно, является основным источником энергии для нашей планеты. Оно приводит в движение реки, греет землю и сообщает силу ветра. Сегодня, Солнце – общедоступный и практически неисчерпаемый источник энергии. Энергия, ежедневно поступающая с солнечными лучами, составляет более 18 трлн. кВт. Теоретически, этих количеств достаточно для удовлетворения всех потребностей человечества, но пока что    эффективные технологии альтернативной энергетики только начинают развиваться.

Ветроэнергетика значительно увеличила свою популярность за последние годы. Некоторые Европейские страны уже сегодня получают таким способом до 25% энергии. Для преобразования энергии ветра в данном случае используются автономные или сетевые ветрогенераторы, принцип работы которых основан на передаче энергии вращения ветряного колеса на электрогенератор. Учитывая высокий уровень шума, который производит такая установка и низкую ее мощность, ветрогенераторы, как правило, размещаются вдали от жилья людей. Однако неисчерпаемость этого ресурса и его полная экологическая безопасность позволяют ветроэнергетике стать одним из самых востребованных и популярных направлений в поиске альтернативных энергетических источников. Сегодня установка ветрогенераторов чрезвычайно популярна в Швеции, Дании, Великобритании, Нидерландах, США, Китае и Индии.

Геотермальная энергетика использует энергию земного ядра, которая выходит наружу в виде термальных. Такой вид преобразования энергии Земли широко используется на Филиппинах, в Центральной Америке и в Исландии.

Веками люди размышляли над причиной морских приливов и отливов. Сегодня мы достоверно знаем, что могучее природное явление – ритмичное движение морских вод вызывают силы притяжения Луны и Солнца. И люди захотели использовать энергию приливов и отливов на своё благо. Технология гидроэлектростанций, основанных на приливах и отливах, досконально проработаны в инженерном плане, многие варианты уже опробованы в некоторых странах, даже в Кольском полуострове. Выдвинута даже оптимальная стратегия использования такой энергии: во время приливов накапливать воду в водохранилищах, а во время максимальной нагрузки на энергодобывающую сеть, разгружать ее, используя энергию, накопленную при приливе. Получаемое здесь электричество чуть ли не самое дешевое в мире. Такие станции не требуют никакого топлива: ни газа, ни нефти, ни угля. Станции на углеводородах коптят небо небывалым количеством углекислого газа, а приливно-отливная ГЭС–нет. Приливы и отливы тысячи лет не меняются, а значит, можно точно знать, сколько электроэнергии будет получено и когда. Прогнозируемость — важная составляющая экономической эффективности.

Гроза — одно из наиболее величественных явлений в атмосфере. Особенно сильное впечатление производит она, когда проходит, как говорят, «прямо над головой». Удар грома следует за ударом одновременно со вспышками молнии при ураганном ветре и сильном ливне. Ученые уже давно внимательно наблюдали и пытались изучить молнию. Ее электрическая природа была раскрыта американским физиком В. Франклином и русским естествоиспытателем М. В. Ломоносовым. Грозовая энергетика — это способ получения энергии путём поимки и перенаправления энергии молний в электросеть. Данный вид энергетики использует возобновляемый источник энергии и относится к альтернативным источникам энергии. Поймать молнию – разве это может быть возможным? Мечтания перешли в реальные действия и уже в 2006 году начинаются активные разработки станций, которые смогут уловить молнию в прямом смысле этого слова, чтобы потом пустить энергию на нужды хозяйства. Поскольку молнию невозможно предугадать (время и место -  всё относительно), то такая альтернатива   может показаться бессмысленной затеей. Но подогревает азарт ученых цифры – за одну сильную грозу (тоже относительно) освобождается такое количество энергии, которое обеспечило половину России энергией на 20 минут.

На данный момент самым разрабатываемым «топливом будущего» является водород. На это есть несколько причин: при окислении водорода образуется побочный продукт вода, из нее же можно добывать водород. Водородная энергетика также включает: получение водорода из воды и др. природного сырья; хранение водорода в газообразном и сжиженном состояниях или в виде искусственно полученных химических соединений, например, гидридов интерметаллических соединений; а также транспортировку водорода к потребителю с небольшими потерями. Однако, водородная энергетика пока не получила широкого применения. Методы получения водорода, способы его хранения и транспортировки, которые рассматриваются как перспективные для водородной энергетики, находятся на стадии опытных разработок и лабораторных исследований.

Биоэнергетика вовсе не является новаторским изобретением сегодняшнего дня. Подобные виды топлива использовались человечеством с древнейших времен. Но со временем биотопливо было вытеснено ископаемыми видами топлива: газом, каменным углем, нефтью. Однако, ископаемые запасы подходят к концу, и история энергетики делает очередной виток, возвращаясь к биологическим вариантам, которые имеют существенный плюс: являются возобновляемыми источниками энергии. Биоэнергетика использует три основных видов биотоплива: жидкое, твердое и газообразное. Жидкое биотопливо используется в двигателях внутреннего сгорания так же, как и традиционные для ДВС виды топлива (солярка и так далее), разница лишь в происхождении. Твердое биотопливо применяется в различных обогревательных котлах, в том числе и таких, которые вырабатывают наряду с тепловой энергией электрическую. Газообразное биотопливо используется как для получения тепловой, так и электрической энергии. Особенно актуально оно там, где требуются горючие газы (например, для газовых плит, газовых отопительных котлов и так далее). В последнее время получение газообразного биотоплива приобрело значение в индивидуальных загородных хозяйствах – для обеспечения домов теплом и газом для плит, в редких случаях – для получения электроэнергии.

Биоэнергетика в России: В настоящее время Россия является одним из мировых лидеров по производству биотоплива различных видов. Пока в основном производится и экспортируется твердое биотопливо, но уже строятся биогазовые электростанции различной мощности (в том числе и до 10 МВт), которые способны производить как электрическую, так и тепловую энергию. Расширяется промышленное производство бытовых биогазовых установок, предназначенных для обслуживания одного хозяйства. Подобные установки активно внедряются, и уже существуют хозяйства, которые не только обеспечивают себя электрической и тепловой энергией, но даже продают государству избыток выработанной электроэнергии. Биоэнергетика стремительно набирает обороты, наряду с другими альтернативными методами получения энергии.

Учитывая ожидаемый дефицит иссекаемых энергоресурсов Земли, а также низкую стоимость и высокую экологичность использования альтернативных источников, можно уверенно говорить о чрезвычайно высоких перспективах развития альтернативной энергетики как отдельного направления.

Обзор различных альтернативных источников энергии показывает, что на пороге широкомасштабного промышленного внедрения находятся ветротурбины и солнечные батареи. Если добавить к этому энергосбережение, есть надежда на решение встающих энергетических проблем; таким образом, строительство новых атомных и тепловых электростанций вовсе не обязательно. Однако их придется еще какое-то время сохранить в качестве резервных для стабильного энергообеспечения. Что же касается отдаленного будущего, то в первую очередь следует разрабатывать системы запасания энергии, вырабатываемой солнечными и ветровыми станциями.

  Что мы можем сделать?

 Хорошо информированные и активные граждане могут многое сделать для 

поддержки и развития более сбалансированной и экологически устойчивой политики. Кроме того, необходимо писать в соответствующие органы, требуя, чтобы они поддержали следующие мероприятия: финансирование в первую очередь не ядерной энергетики, а исследований и технических разработок в области использования солнечной энергии для получения водорода, дешевого производства солнечных батарей и легких, недорогих аккумуляторов с высокой емкостью.

Мы выбрали эту тему, так как она кажется, на наш взгляд, очень интересной. Мы считаем, что за альтернативными источниками энергии стоит будущее. А уже сейчас мы должны думать, какую планету мы оставим своим потомкам. Мы не думаем, чтобы людям на Земле было все равно в какой среде будут расти их дети и внуки. Так объединим же усилия для борьбы за чистую планету, за чистый воздух, за чистую воду! 

Литература:

 1. Небел Б. «Наука об окружающей среде», Москва, издательство «Мир», 1993г.

 2. Ревелль П., Ревелль Ч. «Энергетические проблемы человечества», Москва, издательство «Мир»,1995г.

  3. Ревелль П., Ревелль Ч. «Загрязнение воды и воздуха», Москва, издательство «Мир», 1995г.

  4.  http://stud24.ru/ecology/alternativnye-istochniki-jenergii/485191-1887387-page3.html