Старт в науке
Научный журнал для школьников ISSN 2542-0186
О журнале Выпуски Правила Олимпиады Учительская Поиск Личный портфель

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Шаталов А.А. 1
1 Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования Центр дополнительного образования «Реальная школа», 10 класс
Енина Н.В. (, МБУДО ЦДО «Реальная школа»)
1. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника, 1997. – 110 с.
2. Поедем на биотопливе // Экология и жизнь. - 2006. - 5 (54). - С. 63.
3. Чубирко М.И., Пичужкина Н.М., Масайлова Л.А., Харченко И.А., Шунулина В.В. Здоровье и среда обитания населения воронежской области: Атлас - Воронеж, 2006.

В наше время людям энергии требуется всё больше и больше энергии, поскольку они придумывают всё больше и больше новых изобретений, для которых требуется энергия.

В природе запасы энергии огромны. Ее несут солнечные лучи, ветры и движущиеся массы воды, она хранится в древесине, залежах газа, нефти, каменного угля. Практически безгранична энергия, «запечатанная» в ядрах атомов вещества. Но не все ее формы пригодны для прямого использования.

За долгую историю энергетики накопилось много технических средств и способов добывания энергии и преобразования ее в нужные людям формы. Собственно, и человек-то стал человеком только тогда, когда научился получать и использовать тепловую энергию. Огонь костров зажгли первые люди, еще не понимавшие его природы, однако этот способ преобразования химической энергии в тепловую сохраняется и совершенствуется уже на протяжении тысячелетий.

Объект исследования: источники энергии.

Предмет: традиционные и альтернативные источники энергии.

Цель: анализ используемых источников энергии и определение подходящих альтернативных источников энергии Воронежской области.

Задачи:

1. Ознакомиться с альтернативными источниками энергии.

2. Проанализировать информацию по использованию энергетических источников Воронежской области.

3. Сделать выводы и предложить альтернативные источники энергии для Воронежской области.

Воронежская область, прошла путь от маломощных электроустановок местного значения до Воронежской энергосистемы, являющейся составной частью ЕЭС России. На данный момент в Воронежской области есть две крупных электростанций ТЭЦ-1, с электрической мощностью 168 МВт и с тепловой мощностью 1269 Гкал/час, и Нововоронежская АЭС, с электрической мощностью 3034 МВт.

Воронежская ТЭЦ-1 снабжает теплом жителей Левобережного, Ленинского и Железнодорожного районов города, а также свыше тысячи предприятий, в том числе крупнейшие воронежские заводы — Шинный, Воронежсинтезкаучук и Рудгормаш. В 2010 году Воронежская ТЭЦ-1 выработала более 2,5 млн Гкал тепловой энергии.

АЭС развивалась на базе несерийных водо-водяных энергетических реакторов корпусного типа с обычной водой под давлением. В настоящее время в работе находятся энергоблоки № 3, 4, 5, 6 общей электрической мощностью 3034 МВт. Энергоблоки № 1 и 2 уже выведены из эксплуатации.

Каждый год строятся новые заводы, фабрики, многоквартирные дома. И из-за этого увеличивается количество потребления электроэнергии.

shatalov_d1.eps

Рис.1. Диаграмма потребление электроэнергии в Воронежской области

Из всех существующих на сегодняшний день видов электростанций тепловые станции на органическом топливе оказывают на окружающую среду наиболее сильное влияние. Основной фактор — это выбросы в атмосферу различных загрязняющих веществ, негативно влияющих на здоровье человека. Основные загрязняющие вещества – это сажа, диоксид серы, оксиды азота, углерода, в частности, угарный газ (CO), соединения тяжёлых металлов, канцерогенный бензапирен (С20Н12). Точный состав выбросов разнится в зависимости от типов применяемых котлов и вида сжигаемого топлива. Вдобавок, вблизи действующей ТЭЦ уменьшается процентное соотношение кислорода в воздухе.

Альтернативные источники энергии более безопасные для природы и здоровья человека. Стоимость альтернативных источников энергии значительно ниже стоимости традиционных источников, причем строительство альтернативных станций окупается быстрее. Альтернативные источники энергии позволят сэкономить топливные ресурсы страны для использования их в других промышленностях.

shatalov_d2.eps

Рис.2. Диаграмма выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

shatalov_d3.eps

Рис.3. Схема альтернативные источники энергии

Солнце – это ведущий источник энергии. Лишь небольшая часть солнечной энергии используется в настоящее время, так как солнечные батареи обладают небольшим коэффициентом полезного действия и не дешевые в производстве. Но отказываться от экологически чистой неисчерпаемой энергии солнца не следует. Данные специалистов показывают, что гелиоэнергетика способна обеспечить все нужды человечества на тысячи лет вперед. Но, к сожалению, данный вид источника энергии Воронежской области не подходит из-за большой облачности.

Энергию ветра эффективно научились использовать 40 лет назад со строительством ветряных электростанций. Ветрогенератор представляет собой систему лопастей, соединенных с генератором через редуктор или напрямую. Приемлемых показателей ветрогенераторы достигают при высоте мачты более 15 метров, что в условиях частного дома обустроить проблематично. Низкие мачты «работают» 15% дней в году, высокие – до 30%. Современные разработки формы лопастей приспособили ветрогенераторы под все условия эксплуатации и движения воздуха: тихоходные, быстроходные, роторные. Тихоходные предназначены для скоростей ветра 2-6 м/с. Они низкошумны, хорошо запускаются в малый ветер, но обладают малым КПД и большой парусностью.

Энергия ветра подходит для Воронежской области, но данный вид альтернативной энергии будет производить недостаточно количества энергии и подходит больше для домашнего использования.

Биологическое топливо производится из продуктов сельскохозяйственного происхождения, органических отходов жизнедеятельности человека в местах его концентрированного размещения.

В этом главное преимущество биологического топлива перед традиционными источниками получения энергии. Вторым существенным преимуществом является экологичность продуктов сжигания биотоплива в сравнении с канцерогенными выхлопами бензиновых и дизельных двигателей.

К существенным недостаткам биотоплива можно отнести следующие:

1. Низкая теплотворная способность в сравнении с бензином;

2. Более высокая себестоимость производства биотоплива;

3. Коррозионность состава масел биотоплива для материалов используемых в частях машин и механизмов.

Данный вид источника альтернативной энергии подходит Воронежской области, так как в области достаточно выбрасывают мусора для биотоплива, а так же данный вид топлива поможет очистить свалки от мусора.

shatalov_d4.eps

Рис.4. Схема виды биотоплива

Приливная электростанция – разновидность электростанций, устанавливаемая на реках. На выбор места строительства электростанции влияют особенности рельефа берега, способствующие формированию наибольшей приливно-отливной амплитуды. При строительстве плотиной перегораживают устье реки или достаточно узкий залив, и устанавливают гидравлические турбины, вырабатывающую электроэнергию за счет энергии потока движущейся воды. Главный недостаток приливных электростанций — невозможность их непрерывной работы, что связано с циклическим характером приливов и отливов.

К сожалению, приливная электростанция не подходит для Воронежской области, потому что, реки недостаточно быстрые, летом пересыхают, зимой замерзают.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что для Воронежской области подходит следующие виды альтернативной энергии:

1. Биологическое топливо

2. Энергия ветра.

Использование альтернативной энергии заменит часть производимой электроэнергии ТЭЦ и АЭС, что снизит вред окружающей среде и здоровью человека, а так же уменьшит затраты на производство электроэнергии. И не стоит забывать, что технологии с каждым годом совершенствуются, и это позволить еще больше получать электроэнергии и уменьшить затраты на строительство и производство электроэнергии.

 


Библиографическая ссылка

Шаталов А.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ // Старт в науке. – 2017. – № 1. – С. 138-140;
URL: http://science-start.ru/ru/article/view?id=562 (дата обращения: 15.07.2019).