Загрузил elena-zjuzina

Проект Данила ГОТОВЫЙ

Реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖНОЙ ПОЛИТИКИ
КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
«АПШЕРОНСКИЙ ЛЕСХОЗ-ТЕХНИКУМ»
Учебно-методическое объединение: естественно-научного цикла
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ: 21.02.04 Землеустройство
Индивидуальный образовательный проект
на тему:
Альтернативные источники энергии
Выполнил студент:
Хлыстов Данил Николаевич,
форма обучения очная, 18 группы
______________
(подпись)
Руководитель: Зюзина Е.В.
преподаватель физики
__________________
(подпись)
Апшеронск 2020
1
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
3
1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4
1.1 Что такое альтернативные источники энергии?
4
1.2 Солнечная энергетика
4
1.3 Ветроэнергетика
6
1.4 Гидроэнергетика
7
1.5 Геотермальная энергетика
8
1.6 Энергия биомассы
11
2. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
14
2.1 Перспективы применения альтернативных источников энергии в РФ
14
2.2 Проведение опроса
15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
20
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
21
ПРИЛОЖЕНИЯ
22
2
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы: 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. [7]
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. [3]
Цель: Изучить разнообразные альтернативные источники энергии, их
достоинства и недостатки.
Задачи:
1) Изучить что такое альтернативные источники энергии.
2) Изучить какие существуют способы получения энергии.
3) Исследовать перспективы применения альтернативных источников
энергии в РФ
Объект исследования: источники энергии.
Предмет исследования: альтернативные источники энергии.
В
результате
деятельности
традиционной
энергетики
происходит
отрицательное воздействие на атмосферу, литосферу и гидросферу, что
3
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.
4
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии – это экологически чистые,
возобновляемые ресурсы, при преобразовании которых, человек получает
электрическую и тепловую энергию, используемую для своих нужд.
К таким источникам относятся энергия ветра и солнца, воды рек и морей, тепло
поверхности земли, а также биотопливо, получаемое из биологической массы
животного и растительного происхождения.
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. [4]
1.2 Солнечная энергетика.
Солнечная энергетика основана на преобразовании энергии солнца, в
результате которого, получается электрическая и тепловая энергии.
Получение электрической энергии основано на физических процессах,
происходящих в полупроводниках под воздействием солнечных лучей,
получение тепловой – на свойствах жидкостей и газов.
Для
генерации
электрической
энергии
комплектуются
солнечные
электростанции, основой которой служат солнечные батареи (панели),
изготавливаемые на основе кристаллов кремния.
Основой тепловых установок — служат солнечные коллекторы, в которых
энергия солнца преобразуется в тепловую энергию теплоносителя (см. прил. рис.
1.1)
5
Мощность подобных установок зависит от количества и мощности
отдельных устройств, входящих в состав тепловых и солнечных станций. [1]
История развития.
О пользе тепла и света предки помнили всегда: в жарких странах праотцы
сушили шкуры, готовили пищу на раскаленных камнях, в холодные же времена
Солнце согревало и позволяло выжить. После неизбежных процессов
эволюционирования в VII веке до нашей эры появились часы, определяющие
время по Солнцу. Впервые такой механизм был разработан в Вавилоне, затем
опыт переняли предки Рима и Греции. III век до новой эры открыл возможность
зажигания огня. Доподлинно известно, что Архимеду при помощи данного
метода
удалось
спалить
дотла
флот
врага,
осаждавший
город.
В
промышленность использование солнечной энергии ввел в Италии Леонардо да
Винчи, спроектировав параболическое зеркало, отражающее свет под углами,
необходимыми для обогрева котельных фабрик. После во Франции Жорж Луи
Леклерк де Бюффон усовершенствовал технологию да Винчи. Теперь появилась
возможность использования отраженных лучей в качестве воспламенителя.
Бюффону удалось воспламенить таким образом сухое дерево на расстоянии 68
километров от зеркала. В 18 веке было совершено открытие, позволяющее
использовать линзы для концентрации тепла. Затем в 19 веке Александр Эдмон
Беккерель выявил фотоэффект, Чарльз Фриттс создал первую батарею, а в начале
20 века Альберт Эйнштейн был награжден Нобелевской премией за доработку
идеи Беккереля. Недостатком являлся только очень низкий КПД — всего 1%.
Середина столетия стала началом эры использования спутников с солнечными
блоками, излучавшими энергию для потребления космическими кораблями.
Теперь КПД составлял около 20%. В основном, такие мощные устройства в
промышленных масштабах разрабатывались в США, Израиле, Саудовской
Аравии и некоторых других странах. [4]
Преимущества и недостатки.
Преимущества
1) Общедоступность и неисчерпаемость источника.
6
2) настоящее время в производстве фотоэлементов и в них самих
используются вредные вещества). Существует вероятность того, что
повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить альбедо
земной поверхности и привести к изменению климата (однако при
современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно).
Недостатки
1) Солнечная электростанция не работает ночью и недостаточно
эффективно работает в утренних и вечерних сумерках.
2) Дороговизна солнечных фотоэлементов. Вероятно, с развитием
технологии этот недостаток преодолеют. В 1990—2005 гг. цены на
фотоэлементы снижались в среднем на 4% в год.
3) Недостаточный КПД солнечных элементов (вероятно, будет вскоре
увеличен).
4) Поверхность фотопанелей нужно очищать от пыли и других
загрязнений. При их площади в несколько квадратных километров это может
вызвать затруднения.
5) Эффективность фотоэлектрических элементов заметно падает при их
нагреве, поэтому возникает необходимость в установке систем охлаждения,
обычно водяных.
6) Через 30 лет эксплуатации эффективность фотоэлектрических
элементов начинает снижаться. [1]
1.3 Ветроэнергетика.
Ветровая энергетика основана на преобразовании кинетической энергии
воздушных масс в электрическую энергию, используемую потребителями.
Основой ветровых установок служит ветровой генератор. Ветровые генераторы
различаются по техническим параметрам, габаритным размерам и конструкции:
с горизонтальной и вертикальной осью вращения, различным типом и
количеством лопастей, а также по месту их расположения (см. прилож. рис. 1.2)
[2]
7
Предположительно, первый механизм, который использовал энергию
ветра, был простым устройством с вертикальной осью вращения лопастей,
который использовался для размола зерна. Около 200 лет до н.э в Персии
появились первые мельницы с горизонтальной осью вращения. Подобный
примитивный тип ветряной мельницы применяется до наших дней во многих
странах Средиземноморья. Первое письменное описание устройства для
выполнения механической работы при использовании ветра – работа Герона,
который в 1 веке н.э описал принцип работы ветряной мельницы
В Средневековой Европе ветряные мельницы начали строиться после
завершения крестоносцами Крестовых походов и их возвращению из Средней
Азии.
В X столетии во многих городах Европы начинают строить ветряные
мельницы с использованием гидродвигателя.
Уже XIV столетии по всей Европе начинается повсеместное использование
ветряных мельниц для орошения полей в засушливых областях, для откачивания
воды с земель, огражденных дамбами, а также для осушения болот и озер. Так, к
примеру, в середине XIXстолетии в Голландии уже использовалось для разных
целей около 9 тыс. ветродвигателей.
В начале XXстолетия резко возрос интерес к использованию энергии ветра
для нужд промышленности и сельского хозяйства. В 1890 году в Королевстве
Дания была построена первая ветряная электростанция, а к 1908 году из уже
насчитывалось 72, установленной мощностью каждая от 5 до 25 кВт.
К началу XXстолетия в Российской империи функционировало около 2,5
тысяч ветряных мельниц общей мощностью 1 млн. кВт.
В 1931 году недалеко от Ялты была построена самая крупная на то время
ветроэнергетическая установка общей мощностью около 100 кВт
В период с 40-xпо 70-е прошлого столетия предпринимались неудачные
попытки использовать энергию ветра в крупномасштабной энергетике.
Причиной этому было интенсивное строительство мощных тепловых гидро- и
атомных
электростанций,
а
также
8
распределительных
электросетей,
обеспечивающих независимое от погодных условий энергоснабжение. Также
способствовали невысокие цены на добываемую нефть.
Возрождение интереса к ветроэнергетике началось в 1970-x после
нефтяного кризиса. Переломный период явно показал сильную зависимость
множества стран и их отраслей экономики от импорта нефти, что стало причиной
поиска возможных вариантов для снижения этой зависимости.
В настоящий момент ветроэнергетика является быстро развивающейся и
перспективной отраслью. В 2007 г. общая мощность ВЭС в мире составила 94
млн. кВт с выработкой около 200 млрд. [7]
Преимущества
Преимуществом этого метода получения энергии является то, что его
работа не производит выбросов в атмосферу. Более того, для кручения лопастей
ветрогенератора не требуется никакого топлива. Таким образом, для
конвертации энергии достаточно построить ветроустановки в тех местах, где в
течение года часто гуляет ветер. Для производства тока достаточно скорости
воздушных масс от 3м/с. При сильных порывах, больше 25м/с, специальная
тормозная система останавливает ветрогенератор.
Возведение такой установки занимает всего неделю, что позволяет быстро
разворачивать сети генераторов. Хотя такие комплексы и занимают большие
площади,
эти
же
территории
могут
безопасно
использоваться
для
сельскохозяйственных нужд. Угодья могут находиться непосредственно у
основания мачты, а жилые постройки – не ближе 300 метров, шум от ветряков на
таком расстоянии не превышает фоновый. Поломка одной установки не влияет
на работу всей станции, поэтому, если аварии и происходят, они не сильно
сказываются на общей мощности. [2]
Недостатки
Тогда как положительные стороны использования ветроэлектростанций
довольно очевидны, недостатки их не сразу заметны. В первую очередь, такие
электростанции менее продуктивны, в отличие от традиционных ТЭС, ГЭС и
АЭС. Это обусловлено тем, что источник энерги- ветер – непостоянен. Сегодня
9
его скорости достаточно, завтра может быть штиль, а послезавтра – шторм, и
ветряки придется отключать, иначе они вообще могут разлететься на части. Эта
особенность требует дорогостоящих решений при подключении ВЭС к единым
энергосистемам, в том числе, использования аккумуляторов. [2]
1.4 Гидроэнергетика.
Гидроэнергетика основана на преобразовании кинетической энергии
водных масс в электрическую энергию, которая также используемую человеком
в своих целях.
К объектам данного вида относятся гидроэлектростанции различной
мощности, устанавливаемых на реках и иных водных объектах. В таких
установках, под воздействием естественного течения воды, или путем создания
плотины,
вода
воздействует
на
лопасти
турбины
вырабатывающей
электрический ток. Гидротурбина, является основой гидроэлектростанций. [6]
Еще один способ получения электрической энергии путем преобразования
энергии воды – это использование энергии приливов, посредством строительства
приливных станций. Работа таких установок основана на использовании
кинетической энергии морской воды в период приливов и отливов,
происходящих в морях и океанах под воздействием объектов солнечной
системы. [1]
Сейчас уже сложно определить, когда именно человеку удалось подчинить
себе воду. Первые упоминания приходятся на IV тысячелетие до н. э.
Многообразие задач, которые были подвластны водяной мельнице, сложно
сосчитать. С ее помощью изготавливали бумагу и ковали железо, пилили бревна
и варили пиво. Например, в Англии и Франции одна водяная мельница
приходилась на каждые 250 жителей. Родоначальник монашества Бенедикт
Нурсийский даже предписывал каждому монастырю иметь водяную мельницу
(см. прил. Рис.1.3)
Дальнейшим шагом в гидротехнике стало изобретение водяной турбины.
Впервые ее представил французский инженер Бенуа Фурнерон в 1834 году.
Через три года, независимо от него, турбину сконструировал русский мастер10
самоучка Игнатий Сафонов. Она была установлена на Нижне-Алапаевском
заводе и развивала вдвое большую мощность, чем использовавшееся ранее
водяное колесо. Почти 30 лет спустя, в 1878 году англичанин Уильям Армстронг
разработал первую гидроэлектрическую схему электропитания. Благодаря ей
освещалась
картинная
галерея
Армстронга.
Одной
из
первых
гидроэлектростанций в мире стала ГЭС Якоба Шоелкоппфа на Ниагарском
водопаде.
В
1882
году
бизнесмен
присоединил
к
водяному
колесу
электрогенератор, питавший 16 осветительных ламп. Семь лет спустя в США
насчитывалось уже более 200 ГЭС. Начиная с 1930-х годов в мире начался
гидроэнергетический бум, а крупные ГЭС стали появляться одна за другой. В
1936 году в США была достроена плотина Гувера мощностью 2078 МВт, а шесть
лет спустя ее рекорд побила ГЭС Гранд-Кули (6809 МВт), которая и сегодня
входит в число мощнейших в мире. [7]
Преимущества и недостатки.
Преимущества
1) отсутствие необходимости добывать, обрабатывать, транспортировать
топливо для работы гидроэлектростанции;
2) отсутствие вредных отходов и выбросов в атмосферу;
3) надежность и простота в эксплуатации;
4) низкая себестоимость.
Недостатки
1) строительство гидроэлектростанции может создать загрязнение
окружающей среды;
2) изменение климата в зонах водохранилищ;
3) повышение влажности воздуха;
4)угроза затопления земель, пригодных для сельского хозяйства;
5) сокращение рыбных запасов в случае плохой работы рыбоподъемников;
6) плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода;
7) сейсмоактивность горных рек;
11
8)
разрушение
гидроэлектростанций
приведет
к
спуску
воды
водохранилища, возникновению волны высотой в десятки метров, которая
может привести к наводнению ниже по течению реки и уничтожить
близлежащие города. [4]
1.5 Геотермальная энергетика.
Геотермальная
энергетика,
основана
на
преобразовании
тепла,
излучаемого поверхностью земли, как в местах выброса геотермальных вод
(сейсмически опасные территории), так и в иных регионах нашей планеты.
Для использования геотермальных вод используются специальные
установки, посредством которых внутреннее тепло земли преобразуется в
тепловую и электрическую энергии. (см. прил. рис. 1.4)
Использования теплового насоса позволяет получать тепло из поверхности
земли, вне зависимости от места его расположения. Его работа основана на
свойствах жидкостей и газов, а также законах термодинамики.
Тепловые насосы различаются по мощности и своей конструкции,
зависящей от первичного источника энергии, определяющей их тип, это
системы: «грунт-вода» и «вода-вода», «воздух-вода» и «грунт-воздух», «водавоздух» и «воздух-воздух», «фреон-вода» и «фреон-воздух». [4]
«Приручить» термальную энергию, несмотря на то что теплом земли
человечество начало пользоваться еще в древние времена (чего стоят только
римские термы), удалось лишь в ХIХ веке. С ее помощью итальянские фермеры
отапливали дома и теплицы, подогревали воду. Неудивительно, что именно в
итальянском местечке Лардерелло в 1904 году был запущен первый в мире
геотермальный электрогенератор. Эта станция с успехом работает и по сей день.
В России на новый вид энергии обратили внимание в середине ХХ века. В
1966 году на Камчатке была введена в эксплуатацию Паужетская ГеоЭС. Еще
через год неподалеку от Петропавловска-Камчатского ввели в строй
Паратунскую ГеоЭС мощностью 600 кВт с первым в мире бинарным
энергоблоком. В 1999 году к ним добавилась Верхне-Мутновская ГеоЭС (12
МВт). В последующие 10 лет заработали Мутновская (50 МВт), Менделеевская
12
(3,6 МВт) и Океанская (2,5 МВт) ГеоЭС. Все они располагаются на Камчатке и
Курильских островах – наиболее богатых геотермальными ресурсами регионах
России.
Неоспоримым лидером в области геотермальной энергетики на данный момент
являются США. На апрель 2014 года суммарная мощность американских ГеоЭс
составляла 3442 МВт. Почти половина ее (1517 МВт) приходится на огромный
комплекс «Гейзерс», состоящий из 22 станций. Второе место в списке
производителей геотермальной энергии застолбили за собой Филиппины – 1904
МВт, третья строчка у Индонезии – 1333 МВт. Именно на Индонезию, по
подсчетам ученых, приходится 40% мировых запасов пригодного для энергетики
подземного тепла.Геотермальная энергетика наиболее востребована в странах с
высоким уровнем вулканической активности. Например, в Исландии ГеоЭС
вырабатывают 25% всей энергии, а на Филиппинах на долю геотермальных
электростанций приходится 18% производства энергии. Исландия также может
похвастаться крупнейшей в мире ГеоЭС – Хеллишейди, расположенной около
вулкана Хендигль. Ее мощность составляет 303 МВт. [7]
Внушительные запасы геотермальной энергии. Один из главных плюсов
геотермальной энергии заключается в том, что при грамотной эксплуатации этот
источник можно назвать возобновляемым.
Экономия на топливе. ГеоТЭС не нуждается в дополнительных поставках
топлива для своего функционирования.
Экологичность.
Геотермальные
источники
и
станции,
их
эксплуатирующие, не выбрасывают вредные вещества. А те вредные вещества,
которые
могут
возникать
во
время
добычи
энергии,
собираются
и
перерабатываются (например, нефть или природный газ).
Самообеспечение. Дополнительное топливо из сторонних источников
требуется только для первого запуска станции. В дальнейшем ГеоТЭС может
обеспечивать электричеством сама себя. Его вырабатывается достаточно и для
поставок, и для самообеспечения.
13
Экономичность эксплуатации. Станция не требует больших трат на свою
эксплуатацию — только на плановое техническое обслуживание, ремонт и
профилактику.
Дополнительная польза. Если электростанция стоит на берегу моря, ее
можно задействовать для опреснения воды. Вода дистиллируется за счет
нагревания и охлаждения пара в ходе работы ГеоТЭС. В дальнейшем эту воду
можно использовать для питься или искусственного орошения земель.
Эстетический вид. ГеоТЭС не портят пейзаж, не нуждаются в большом
землеотводе, а современные проекты даже добавляют виду эстетической
завершенности. [7]
Недостатки
Сложности при утверждении проекта. Проблемы возникают на всех этапах
проектирования:
поиска
подходящего
места,
тестирования,
получения
разрешения от властей и местного населения.
Остановка работы в любой момент. Сложно предугадать извержение
вулкана или землетрясение. Работа станции может остановиться даже из-за
естественных изменений в земной коре. Неудачный выбор места для возведения
ГеоТЭС тоже не способствует долгой стабильной работе. Еще одна причина
остановки — превышение нормы закачки воды в породу.
Если не использовать фильтры для выбросов из источника, в окружающую среду
могут попасть вредные вещества. [7]
Энергия биомассы.
Виды биотоплива различаются по способам его получения, его
агрегатному состоянию (жидкое, твердое, газообразное) и видам использования.
Объединяющим все виды биотоплива показателем, служит то, что основой для
их производства служат органические продукты, посредством переработки
которых получается электрическая и тепловая энергии. [1]
Твердые виды биотоплива — это дрова, топливные брикеты или пеллеты,
газообразные – это биогаз и биоводород, а жидкие – биоэтанол, биометанол,
биобутанол, диметиловый эфир и биодизель. (см. прил. рис. 1.5)
14
История развития.
Биомасса является одним из древнейших источников энергии, однако ее
использование до недавнего времени сводилось к прямому сжиганию при
открытом огне или в печах и топках с относительно низким К.П.Д.
В 1970-х впервые начали обращать серьезное внимание на возможность
использования биомассы в качестве замены ископаемых топлив (нефть, уголь и
т.д.). В то время происходил активный поиск новых источников энергии из-за
бесконтрольно растущих цен на ископаемые топлива (нефть, уголь и т.д.)и
возможности их истощения, и биомасса рассматривалась как более надежная и
дешевая альтернатива. Уже в 1975 году определение «биомасса» сталошироко
применяться.
В 80-х стали активно строиться генераторы, работающие на использовании
отходов лесобработки, что стало первым шагом к массовому производству
энергии из биомассы.
В 2000 году произошло еще большее улучшение биомассы. Были
разработаны программы, с тем чтобы топливо, вырабатываемое биомассой,
могло сочетаться с невозобновляемыми источниками энергии для сокращения
потребления ископаемых видов топлива. Были также исследования о различных
сельскохозяйственных культурах, которые можно выращивать для производства
электроэнергии.
В настоящее время биомасса играет существенную роль в энергобалансах
промышленно развитых стран: в США ее доля составляет 4%, в Дании – 6%, в
Канаде – 7%, в Австрии – 14%, в Швеции – 16% общего потребления первичных
энергоресурсов этих стран.В мире в 2004 г. установленная мощность
электростанций на биомассе составила 39 млн. кВт. [7]
Преимущества и недостатки.
Преимущества:
Биомасса – один из самых обильных источников энергии. Сотни
миллионов запасов создано только природой, но также много тонн образуется в
результате деятельности человека.
15
Энергия из биомассы сможет помочь решить проблему изменения климата,
сократить количество кислотных дождей, предотвратить загрязнение водоемов,
эрозии, почва также уменьшить количество различных отходов. Все больше
применяя биомассу в качестве источника энергии, люди меньше задают вопрос
о том, куда девать мусор.
При ответственной переработке биомассы в энергию двуокись углерода (СO2) не
загрязняет атмосферу, поскольку новые растения в процессе роста поглощают
всю двуокись углерода, выделяющуюся во время сжигания топлива.
При
использовании
топлива,
полученного
из
биомассы,
выделяется
незначительное количество загрязняющих атмосферу окислов серы (SO) даже в
случае прямого сжигания этого топлива. В целом выделение окислов серы при
использовании биотоплива любого вида ниже, чем при использовании
традиционного природного топлива (угля, нефти, газа).
По сравнению с природным топливом, данная энергия намного дешевле в
использовании.
Крупные электростанции на биотопливе способны работать беспрерывно,
в отличие от солнечных и ветряных электростанций, которые зависят от ветра и
солнца соответственно. [7]
Недостатки
Сжигание биомассы все же приводит к выбросу некоторого количества
различных (в зависимости от типа используемой биомассы)загрязняющих
атмосферу веществ. Наиболее распространены окислы азота (NO). При прямом
сжигании древесины может выделяться значительное количество окислов
углерода и пыли (дисперсных частиц).
Бесконтрольная заготовка топлива из биомассы для электростанций наносит
вред природе.
На данный момент производство биогаза выгодно и доступно в сельских
местностях и на фермах, причем преимущественно в развитых странах, но с
улучшением инфраструктуры эту проблема решаема.
16
При некоторых технологиях отдельные виды топлива, получаемого из биомассы,
могут потребовать для своего производства больше энергии, чем смогут дать. [7]
17
2. ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1Перспективы применения альтернативных источников энергии в РФ
В нашей стране проблема нехватки энергоносителей и электроэнергии
пока остро не стоит. Но поскольку цены на нефть все растут, а запасы ее отнюдь
не бесконечны, то эта проблема может остро проявиться в относительно
недалеком будущем. В России есть условия для использования всех типов
возобновляемых источников энергии.
Однако вложения в эту отрасль окупаются далеко не сразу. И несмотря на то, что
в перспективе электростанции, использующие возобновляемые источники
энергии окупают себя, начальные капиталовложения очень велики, и далеко не
всякое предприятие может себе это позволить. К тому же, энергия, получаемая
из традиционных источников все еще дешевле, хотя при существующих темпах
роста тарифов нельзя быть уверенным, что через несколько лет ситуация не
изменится. Энергия же, получаемая из возобновляемых источников становиться
все дешевле. А как только использование альтернативных источников станет
выгодным, в эту отрасль тут же последуют огромные капиталовложения. Но у
традиционных, экологически вредных видов электростанций есть важное
преимущество перед альтернативными – их мощность и относительно малые
площади. Поэтому можно с уверенностью утверждать, что полностью вытеснить
традиционные энергоносители из использование альтернативным в обозримом
будущем не удастся. У возобновляемых источников энергии хорошие
перспективы массового применения в северных районах нашей страны, где нет
единой энергосети. Их уже активно используют, но перспективы расширения
там еще велики. [1]
Спрос
на
маломощные
установки,
использующие
возобновляемые источники энергии в нашей стране довольно низок по
нескольким причинам. Первая из них – высокие начальные капиталовложения.
Вторая – психологический фактор. Люди привыкли к использованию
существующих энергосетей, многие просто не доверяют новым технологиям.
Поэтому без длительной и дорогостоящей рекламной компании нечего и думать
о появлении высокого спроса на маломощные установки, работающие на
18
альтернативных
производимый
источниках
ветряными
энергии,
со
стороны
электростанциями,
населения.
самыми
Шум,
дешевыми
из
альтернативных, сильно снижает их привлекательность в глазах покупателей. Я
считаю, что в скором времени одна или несколько крупных компаний,
работающих
в
области
энергетики,
начнут
внедрять
электростанции,
работающие на возобновляемых источниках энергии. Они способны на крупные
капиталовложения, и при постепенном внедрении нового товара, смогут
сохранить свои позиции на рынке электроэнергии, а то и улучшить его. Но они
начнут это только когда получат государственную поддержку, в том числе и
материальную, либо когда запасы традиционных энергоносителей подойдут к
концу.
Остановимся на солнечной энергетике, так как она уже используется в
других регионах Российской Федерации и довольно проста в эксплуатации.
Простейшим примером использования энергии солнца может служить
калькулятор с солнечной батареей (см. прил. рис. 6). Используя энергию,
полученную от Солнца, он может неограниченно долго работать, так как всегда
имеет неограниченный запас энергии. Солнце же над горизонтом появляется
каждый день.
Из этого следует вывод: ввиду своей относительной стабильности
солнечная энергетика является наиболее эффективным альтернативным
источником энергии. Я бы развивал солнечную энергетику. Потому что Солнце
каждый день даёт большое количество чистой и бесплатной энергии. Солнце
будет существовать ещё очень долго. Поэтому мы можем не беспокоиться о
возобновляемости энергии и загрязнении окружающей среды.
2.2 Социологический опрос
Опрос состоял из следующих вопросов:
1. Знаете ли вы альтернативные источники энергии?
2. Знаете ли вы, что такое ветряной генератор?
3. По вашему мнению, есть ли будущее у альтернативных источников
энергии?
19
4. Знаете ли вы, что такое геотермальная энергетика?
5. Знаете ли вы принцип работы ГЭС?
6.Что Вам известно об альтернативной энергетике в Краснодарском крае?
Результаты анкетирования приведены в таблице и изображены с
помощью диаграмм.
Таблица 2.1 Результаты социологического опроса.
Кол-во
ДА
НЕТ
ДА(%) НЕТ(%)
20
11
9
55
45
20
6
14
30
70
10
10
50
50
20
6
14
30
70
20
14
6
70
30
20
15
5
75
25
опрошенных
1. Знаете ли вы
альтернативные источники
энергии?
2. Знаете ли вы, что такое
ветряной генератор?
3. По вашему мнению, есть
ли будущее у
альтернативных
20
источников энергии?
4. Знаете ли вы, что такое
геотермальная энергетика?
5. Знаете ли вы принцип
работы ГЭС?
6.Что Вам известно об
альтернативной энергетике
в Краснодарском крае?
20
1. Знаете ли вы альтернативные источники энергии?
Да
Нет
2. Знаете ли вы, что такое ветряной генератор?
Да
Нет
21
3. По вашему мнению, есть ли будущее у альтернативных источников
энергии?
да
Нет
4. Знаете ли вы, что такое геотермальная энергетика?
Да
22
5. Знаете ли вы принцип работы ГЭС?
Да
Нет
6.Что Вам известно об альтернативной энергетике в Краснодарском крае?
Да
Нет
В результате анализа анкет сделали следующие заключения:
1. Более половины (55%) опрошенных знают, что такое альтернативные
источники энергии.
2. Очень мало (30%) знают, что такое ветряной генератор.
3. 50% опрошенных считают, что есть будущее у альтернативных
источников энергии.
4. Совсем немного (30%) знают, что такое геотермальная энергетика.
5. Более половины (70%) опрошенных знают принцип работы ГЭС.
6. Более половины опрошенных (75%) знают об альтернативной энергетике
Краснодарского края.
23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1.
Запасы традиционных энергоносителей не бесконечны. Поэтому переход
к возобновляемым источникам энергии неизбежен. У всех электростанций,
использующих альтернативные источники энергии, имеют свои плюсы и
минусы.
2.
Солнечную энергию можно эффективно использовать почти везде, но это
дорого, требует больших площадей и огромных затрат кремния,
производство которого наносит сильный вред окружающей среде.
3.
Ветряную
энергию
можно
эффективно
использовать
только
в
определенных типах местности. Но начальные капиталовложения в эту
отрасль
относительно
низкие.
К
тому
же,
сейчас
стоимость
электроэнергии, полученной с помощью ветряных электростанций, почти
равна стоимости энергии с ТЭЦ. Поэтому у ветроэнергетики большие
перспективы.
4.
Другие виды альтернативных источников энергии тоже имеют хорошие
перспективы массового применения.
5.
Общими плюсами для всех является возобновляемость и меньший урон
экологии от большинства.
6.
Минусами являются дороговизна, привязанность к определенным типам
местности и относительно малая мощность. Поскольку установки,
использующие
возобновляемые
источники
энергии
относительно
маломощны, привязаны к определенным типам местности и довольно
дороги,
то
пока
реально
возможно
только
комбинированное
использование альтернативных и традиционных. Это позволит снизить
потребности в нефти, угле и газе, уменьшить или просто остановить рост
темпов их добычи, что отсрочит энергетический кризис.
24
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.
Алхасов
А.
Б.
Возобновляемая
энергетика;
ФИЗМАТЛИТ
-
Москва, 2015. - 256 c.
2. Безруких, П. П. Ветроэнергетика: моногр. / П.П. Безруких. - М.: Энергия,
переизд. 2016. - 665 c.
3. Всемирная энциклопедия
4. В. Германович, А. Турилин «Альтернативные источники энергии.
Практические конструкции по использованию энергии ветра, солнца, воды,
земли, биомассы» 2016. –45
5. С. Гибилиско. Альтернативная энергетика без тайн. /Стэн Гибилиско;
[пер.с англ. А.В.Соловьева]. – М.: Эксмо. 2016. – 368 с. – (без тайн)
6. Кондранова А. М., Куимова М. В. О достоинствах и недостатках
гидроэлектростанций // Молодой ученый. — 2015. — №9. — С. 465-467.
7. Сибикин, Ю. Д. Альтернативные источники энергии / Ю.Д. Сибикин,
М.Ю. Сибикин. - М.: РадиоСофт, 2016. - 248 c.
Интернет-ресурсы
https://www.bestreferat.ru/referat-191686.html
https://alternativenergy.ru/energiya/320-geotermalnaya-energiya.htm
25
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. 1.1- Солнечные батареи
Рис. 1.2- Ветряные электростанции
26
Рис. 1.3- Водяная мельница
Рис. 1.4- Геотермальная электростанция
Рисунок. 1.5- Биотопливо
27
Рис. 1.6- Калькулятор с солнечной батареей
28
Скачать