Проект "Энергоэффективность и электробезопасность"

Введение

С увеличением производственных мощностей, с большим ростом экономического развития стран, в мире встает проблема нехватки энергии.

Основным способом получения энергии электрической является превращение других видов энергии в энергию электрическую. Но этот способ получения и использования электрической энергии теряет свою эффективность в связи с нарушением экологической среды. 

Проблема:

Я решила провести исследование как эффективно и безопасно добывать электричество для моей школы?

Цель моего исследования:

Рассмотреть различные способы добычи электричества и выявить самые эффективные для нашей местности.

Объект исследования:электричество

Предмет исследования:эффективные и безопасные способы полученияэлектричества

Задачи:

1.Изучить литературу, работать с ЭОР и ответить на вопросы, связанные с электричеством.

2. Выявить самые безопасные и эффективные способы добычи электроэнергии для нашей местности

3.Провести практическую работу

3.1.Доказать эффективность использования солнечных батарей

3.2.Создать макет школы и установить на крыше солнечные батареи

4. Подготовить презентацию и выступить с проектом перед аудиторией

Гипотеза: предполагаю, что солнечные батареи не способны заменить источники, которые используются в нашей стране на данном этапе

Методы исследования:

1.Изучение литературы

2.Работа с ЭОР

3.Практическая работа

4.Создание презентации

5.Выступление перед классом

Этапы работы над проектом

Этап	Мероприятия	Сроки выполнения
1.	Интервью со специалистом(Шатерников М.Ф. – учитель физики) по данной теме. Изучить литературу, работать с ЭОР и ответить на вопрос: «Какие существуют способы получения электроэнергии?»	18.09.15 – 23.09.15
2.	Выявить самые безопасные и эффективные способы добычи электроэнергии для нашей местности.	24.09.15 – 29.09.15
3.	Провести практическую работу 1. Доказать эффективность использования солнечных батарей 2.Создать макет школы и установить на крыше солнечные батареи	30.09.15 – 20.10.15
4.	Подготовить презентацию и выступить с проектом перед аудиторией	26.10.15

Основное содержание проекта

1 этап. Изучение литературы, интервью со специалистом, работа с ЭОР .

Добыча электроэнергии происходит с помощью превращения других видов энергий в энергию электрическую. Это происходит на электростанциях.

Электрическая станция - совокупность установок, оборудования и аппаратуры, используемых непосредственно для производства электрической энергии, а также необходимые для этого сооружения и здания, расположенные на определённой территории.

В зависимости от источника энергии различают: 
- тепловые электростанции (ТЭС), использующие природное топливо; 
- гидроэлектростанции (ГЭС), использующие энергию падающей воды запруженных рек; 
- атомные электростанции (АЭС), использующие ядерную энергию; 
- иные электростанции, использующие ветровую, солнечную, геотермальную и другие виды энергий. 

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

Рисунок 1Сургутская ТЭС

Рисунок 2 Братская ГЭС

Рисунок 3Нововоронежская АЭС-2

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии. ГЭС выгодно строить на полноводных горных реках. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

Из интервью я узнала, что существующие электростанции оказывают отрицательное влияние на окружающую среду. АЭС и ТЭС производят много отходов, которые загрязняют окружающую среду, из-за ГЭС происходит большая затопляемость территории.

Поэтому меня заинтересовалиэлектростанции, использующие ветровую, солнечную, геотермальную и другие виды энергий. Какие же из них подойдут для нашей местности?

2 этап. Выявление самых безопасных и эффективных способов добычи электроэнергии для нашей местности.

В процессе поиска иных способов получения электроэнергии я выяснила, что существуют «традиционные» виды альтернативной энергии: энергия Солнца и ветра, морских волн и горячих источников, приливов и отливов. На основе этих природных ресурсов были созданы электростанции: ветряные, приливные, геотермальные, солнечные.

Ветряные электростанции.

Принцип действия ветряных электростанций прост: ветер крутит лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор в свою очередь вырабатывает энергию электрическую. Получается, что ветроэлектростанции работают, как игрушечные машины на батарейках, только принцип их действия противоположен. Вместо преобразования электрической энергии в механическую, энергия ветра превращается в электрический ток.

Рисунок 4Прибрежная ветровая электростанция Миддельгрюнден, около Копенгагена, Дания

Приливные электростанции.

Для выработки электроэнергии электростанции такого типа используют энергию прилива. Первая такая электростанция (Паужетская)мощностью 5 МВт была построена на Камчатке. Для устройства простейшей приливной электростанции (ПЭС) нужен бассейн — перекрытый плотиной залив или устье реки. В плотине имеются водопропускные отверстия и установлены турбины, которые вращают генератор. Во время прилива вода поступает в бассейн. Когда уровни воды в бассейне и море сравняются, затворы водопропускных отверстий закрываются. С наступлением отлива уровень воды в море понижается, и, когда напор становится достаточным, турбины и соединенные с ним электрогенераторы начинают работать, а вода из бассейна постепенно уходит.

Рисунок 5Крупнейшая в Европе приливная электростанция Ля Ранс, Франция

Геотермальные электростанции.

Электростанции такого типа преобразуют внутреннее тепло Земли (энергию горячих пароводяных источников) в электричество. Первая геотермальная электростанция была построена на Камчатке. Существует несколько схем получения электроэнергии на геотермальной электростанции. Например, прямая схема: природный пар направляется по трубам в турбины, соединенные с электрогенераторами.

Рисунок 6ГеоЭС на Филиппинах

Солнечные электростанции.

В настоящее время строятся солнечные электростанции в основном двух типов: солнечные электростанции башенного типа и солнечные электростанции модульного типа.

Рисунок 7 электростанция "Николаевка" , Крым

Рисунок 8

Рисунок 9 Прачечная самообслуживания, использующая для работы солнечную энергию

Так как в нашей местности рядом нет горных рек и морского бриза, а погода обычно солнечная, то для нас подойдет установка солнечных батарей.

3 этап. Проведение практической работы

1. Доказать эффективность использования солнечных батарей

Солнечные батареи получили широкое применение в Японии, Северной Кореи, Калифорнии, что эффективно складывается на не влиянии человека на окружающую среду и сохранении природных богатств. Да, в своем изготовлении они дороги, но экологически чистое применение данной формы получения электроэнергии оправдывает себя через несколько лет. И без больших финансовых затрат идет резкое получение прибыли. Солнечные батареи могут применяться во всем мире.

Сравним способы добычи электрической энергии:

	АЭС	ТЭС	ГЭС	Солнечные батареи
Примерные затраты на получение 1 квэнергии(в рублях)	0.10	0.20	0.10	3(первые годы работы)
Окружающая среда	загрязнение радиоактиктивными отходами	загрязнение воздуха	большая затопляемость территории
Рабочие кадры	4.5 тысячи человек	4тысячи человек	3.5 тысячи человек	1тысяча человек

2.Создать макет школы и установить на крыше солнечные батареи

После проведенного исследования, я сделала макет школы и установила на крыше солнечные батареи.

Рисунок 10 Подготовка макета

Рисунок 11 Готовый макет

4этап. Выступление с проектом на уроке информатики «Моделирование и формализация»

Вывод: Таким образом, я поняла, что лучше всего для нашей местности использовать солнечные батареи. Они окупят себя за пару лет, и станут самым выгодным способом получения электроэнергии. Потому что, после того как они окупятся, это будет бесплатный метод получения электроэнергии.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1.Баланчевадзе В. И., Барановский А. И. и др.; Под ред. А. Ф. Дьякова. Энергетика сегодня и завтра. – М.: Энергоатомиздат, 1999. – 344 с.

2.Шефтер Я.И. Использование энергии ветра 2 издание.., перераб, и доп. Энергоатомиздат.

3.Шейдлин А. Е. Новая энергетика. – М.: Наука,2002. – 463 с.

4.Юдасин Л. С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение, 2007. – 207с.

Интернет ресурсы

5.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0

6.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F

7.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F

8.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F

9.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8F%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F

10.https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B5%D0%B6%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%90%D0%AD%D0%A1-2#/media/File:NvAES-2_2014-10-24_IMG_4146-1.jpg