МБОУ СОШ № 34 г. Южно-Сахалинска
Альтернативные источники энергии.
Чем более мы берем от мира, тем менее мы оставляем в нем, и в конечном итоге мы вынуждены будем оплатить наши долги в тот самый момент, который может оказаться неподходящим для того,
чтобы обеспечить продолжение нашей жизни.
Винер.
Введение
Энергия, необходима для существования и развития человечества, однако при ее производстве оказывается воздействие на природу и окружающую человека среду. Потребление тепло и электроэнергии стало настолько обыденным, что человек даже не мыслит своего существования без нее. Вместе с тем производя энергию, человек потребляет очень много не возобновляемых ресурсов. В связи с этим возникает необходимость перехода на альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии становятся все более актуальными и распространёнными, в связи с проблемой экологии. Если мы научимся преобразовывать энергию Земли, Солнца, Ветра, Воды, это значительно снизит потребление природных ископаемых ресурсов и позволит сохранить Землю.
«Нет нечего более, изобретательного, чем природа». Цицерон
Экскурсия ТЭЦ 1 г. Южно-Сахалинска.
Я побывала на экскурсии, на ТЭЦ 1 г. Южно - Сахалинска, в подробностях рассмотрела все процессы и детали. В качестве топлива там используют газ и уголь. За сутки сжигается 4 тонны угля, если только вдуматься, то, сколько сжигается угля в год и при этом только на одной электроцентрали.
Кроме того, сколько бы ни очищали выбросы, которые выходят из «труб», они все равно сильно загрязняют атмосферу.
Ветровая энергия.
Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. По различным оценкам, общий ветроэнергетический потенциал Земли равен 12x1014 Вт.
Сегодня ветроэлектрические агрегаты надежно снабжают током нефтяников, успешно работают в труднодоступных районах, на дальних островах, в Арктике, на тысячах сельскохозяйственных ферм, где нет поблизости крупных населенных пунктов и электростанций общего пользования.
Широкому применению ветроэлектрических агрегатов в обычных условиях пока препятствует их высокая себестоимость – за ветер платить не нужно, однако машины, нужные для того, чтобы использовать его энергию, обходятся слишком дорого.
Энергия рек.
Вода, вероятно, была первым источником энергии, используемой человеком, а первой машиной, с помощью которой использовалась энергия воды, была примитивная водяная турбина. Устройство, в которых используется энергия воды для совершения работы, принято называть водяными (или гидравлическими) двигателями.
В современной гидроэлектростанции масса воды с большой скоростью, через защитную сетку и регулируемый затвор, по стальному трубопроводу устремляется на лопатки турбин, которые соединены с электрогенераторами. Механическая энергия воды посредством турбины передается генератору, где преобразуется в электрическую. После совершения работы вода стекает в реку через постепенно расширяющийся туннель, теряя при этом свою скорость.
Гидроэлектростанции классифицируются: по мощности (малые, средние и крупные); и по напору (низконапорные, средненапорные и высоконапорные).
Энергия Мирового океана.
Запасы энергии в Мировом океане колоссальны, ведь две трети земной поверхности занимают моря и океаны. Тепловая энергия, соответствующая перегреву поверхностных вод океана по сравнению с донными, например, на 20 0 С, имеет величину порядка 1026 Дж.
Для использования приливной энергии наиболее подходящими можно считать такие места на морском побережье, где приливы имеют большую амплитуду, а контур и рельеф берега позволяют устроить большие замкнутые «бассейны».
Мощность электростанций в некоторых местах могла бы составить 2-20 МВт. Однако пока что люди умеют использовать лишь ничтожные доли этой энергии, да и то ценой больших и медленно окупающихся капиталовложений, так что такая энергетика до сих пор не получила должного развития.
Энергия морских течений.
Неисчерпаемые запасы кинетической энергии морских течений, накопленные в океанах и морях, можно превращать в механическую и электрическую энергию с помощью турбин, погруженных в воду.
Важнейшее и самое известное морское течение – Гольфстрим. Его основная часть проходит через Флоридский пролив между полуостровом Флорида и Багамскими островами. Ширина течения составляет 60 км, глубина-до 800 м, а поперечное течение-28 км2. Энергия, которую несет такой поток, равна 50000 МВт.
Если бы человечество полностью смогло использовать эту энергию, она была бы эквивалентно суммарной энергии от 50 крупных электростанций по 1000 МВт. Но эта цифра чисто теоретическая, а практически можно рассчитывать на использование лишь около 10% энергии течения.
Энергия солнца.
Весьма перспективной является возможность непосредственного преобразования теплового и светового излучения Солнца в механическую или электрическую энергию, ведь всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько ее содержится во всех разведанных запасах ископаемого топлива: только за одну секунду – 170 млрд. Дж.
Основная часть солнечной энергии теряется (поглощается и рассеивается) в атмосфере, только третья часть достигает земной поверхности. И все же эта энергия в 1600 раз больше той энергии, которые дают все остальные источники, вместе взятые.
Сегодня для преобразования солнечного излучения в электрическую энергию существует две возможности: использовать солнечную энергию как источник тепла для последующей выработки электроэнергии традиционными способами (например, с помощью турбогенераторов) или же непосредственно преобразовывать солнечную энергию в электрический ток с помощью солнечных батарей. В связи с низкой плотностью солнечной энергии любая установка должна иметь собирающее устройство (коллектор) с достаточно большой поверхностью.
Простейшее устройство такого рода – плоский коллектор – представляет собой черную плиту, хорошо изолированную снизу.
Принцип действия плоского коллектора следующий. Солнечное излучение, проникает через стекло или пластмассу в коллектор, поглощается черными трубками и плитой, нагревая рабочее вещество. За счет отражения теплового излучения от стекла (либо пластмассы) внутри коллектора температура значительно повышается (до 230-500 0С).
Кстати, обычные садовые парники, по сути дела, представляют собой простые коллекторы солнечного излучения.
Более сложным и дорогостоящим коллектором является вогнутое зеркало, которое сосредотачивает падающее излучение в малом объеме в определенной геометрической точке – фокусе. Отражающая поверхность зеркала выполнена из отражающегося материала, прикрепленного к параболическому основанию. Благодаря специальным механизмам коллекторы такого типа постоянно повернуты к Солнцу, что позволяет собрать максимальную энергию солнечного излучения. Температура в рабочем пространстве (в фокусе) зеркальных коллекторов достигает 3000 0С и выше.
Интервью.
Недавно мы встретились с жителем нашего села, у него были установлены солнечные батареи. Мы задали ему несколько вопросов и сделали вывод - солнечные батареи были установлены для обогрева дома, стоили очень дорого, а как таковой экономии средств он пока не замечает, и не доволен, что установил их.
Вывод: т. о. анализируя различные источники информации. Посещая экскурсии на ТЭЦ1 и ЦНТИ, мы пришли к выводу, что от каждого из нас зависит то, какой будет окружающая среда в будущем. Задача, которую мы можем решить сейчас - это беречь энергию и природные ресурсы, когда мы выходим из комнаты и выключаем свет, закрываем кран, экономим бумагу.
