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.
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.
Рис.2. Диаграмма выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
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.
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. ;URL: https://science-start.ru/ru/article/view?id=562 (дата обращения: 08.02.2025).