Содержание
1. Пояснительная записка…………………………………………………. 3
2. Альтернативные источники энергии …………………………………. 4
3. Для чего используются альтернативные источники энергии ………. 5
4. Солнечная энергия …………………………………………………….. 6
5. Ветровая энергия ………………………………………………………. 8
6. Энергия воды …………………………………………………………… 10
7. Геотермальная энергия ………………………………………………… 12
8. Биоэнергия ……………………………………………………………… 13
9. Энергия приливов и отливов …………………………………………… 14
10.Энергия жидкостной диффузии ……………………………………….. 16
11.Главные плюсы и минусы альтернативных источников энергии …… 17
12. Заключение ……………………………………………………………... 18
13. Использованный материал …………………………………………….. 19
Пояснительная записка
Об альтернативных источниках энергии я узнал по телевизионной передаче, там показывали множество опытов с разными источниками. Мне эта тема понравилась и я хочу раскрыть эту тему подробнее в своём проекте. Актуальность - в мире есть много альтернативных источников энергии, но этого не хватает человечеству, так как такие ресурсы как нефть, уголь, газ - являются иcчерпаемыми ресурсами и нам требуется найти что то новое, чтобы обеспечить наше будущее. Мой проект направлен на то, чтобы мы поняли какие альтернативные источники существуют в мире и узнать их основные функции.
Цель:
Изучить разнообразные источники энергии и выяснить их плюсы и минусы, а также расширить свои познания в области альтернативных источников энергии.
Задачи:
Найти информацию об альтернативных источниках.
2) Объяснить, что такое альтернативные источники энергии.
3) Рассказать о том, какие виды альтернативных источников существует на Земле.
4) Выяснить историю различных источников энергии.
Альтернативные источники энергии
Альтернативные источники энергии - это возобновляемые энергетические ресурсы, которые получают благодаря использованию гидроэнергии, энергии ветра, солнечной энергии, геотермальной энергии, биомассы и энергии приливов и отливов. В отличие от ископаемых видов топлива — например, нефти, природного газа, угля и урановой руды, эти источники энергии не истощаются, поэтому их называют возобновляемыми. Только за 2019 год по всему миру установлено объектов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) общей мощностью 200 ГВт.
Для чего используются альтернативные источники энергии? Наша страна, наряду со многими технически развитыми странами мира, немало внимания уделяет альтернативным источникам энергии. Такое внимание связано с наличием больших территорий, не оборудованных до настоящего времени централизованными источниками энергии, а также с тенденцией, свойственной всему миру, заключающейся в борьбе за экологию на планете и экономии традиционного топлива. Разные регионы страны занялись развитием различных видов альтернативной энергетики.
Солнечная Энергия: Солнце — главный источник энергии на Земле, ведь около 173 ПВт (или 173 млн ГВт) солнечной энергии попадает на нашу планету ежегодно, а это более чем в 10 тыс. раз превышает общемировые потребности в энергии. Фотоэлектрические модули на крыше или на открытых территориях преобразуют солнечный свет в электрическую энергию с помощью полупроводников — в основном, кремния. Солнечные коллекторы вырабатывают тепло для отопления и производства горячей воды, а также для кондиционирования воздуха. Солнечные панели могут вырабатывать энергию и в пасмурную погоду, и даже в снегопад. Для наибольшей эффективности их стоит устанавливать под определенным углом — чем дальше от экватора, тем больше угол установки панелей. История развития солнечной энергетики начинается задолго до нашей эры, когда люди начали использовать тепло и свет Солнца для обеспечения своих потребностей. Вот некоторые этапы развития солнечной энергетики: В 1839 году французский ученый Эдме Беккерель обнаружил явление фотоэлектрического эффекта. В 1883 году американский изобретатель Чарльз Фритц создал первую солнечную ячейку, которая работала на основе фотоэлектрического эффекта. В 1954 году компания Bell Labs произвела первые коммерческие солнечные батареи, которые использовались в космических аппаратах. В 1970-х годах была проведена активная работа над созданием более эффективных и дешевых солнечных батарей, что привело к резкому снижению стоимости солнечной энергии. В настоящее время солнечная энергетика является одним из наиболее быстрорастущих и перспективных направлений в области возобновляемых источников энергии. Плюсы: Когда вы устанавливаете солнечные панели на дом, вы генерируете свое собственное электричество, становитесь менее зависимыми от электрической сети и уменьшаете ежемесячный счет за электричество. Солнце светит повсюду на Земле, а это значит, что солнечная энергия является хорошим вариантом для каждой страны, хотя и существуют различия по регионам и в том, сколько они получают солнечного света.
Минусы: Солнечные панели подходят не для всех типов крыш. Некоторые установленные в старых домах кровельные материалы, такие как шифер или кедровая черепица, могут не подойти для установки солнечных панелей.
Ветровая Энергия:
В нашей стране функционирует много ветровых энергетических установок, которые позволяют получать электрическую энергию промышленными масштабами. Правда, доля их мощности в энергетической системе существенно ниже по сравнению с солнечными электростанциями. Общий уровень установленной мощности ветровых генераторов чуть выше 100,0 МВт. Среди наиболее мощных упомянем о Зеленоградской ветровой установке (мощность 5,1 МВт), расположенной в Калининградской области; Останинской (25,0 МВт), Тарханкутской (22,0 МВт) и Сакской (20,0 МВт) – на территории полуострова Крым. Сейчас продолжается проектирование и строительство еще 22 ветровых энергетических установок, общая мощность которых превышает 2500,0 МВт.
История развития ветроэнергетики:
Первая ветрогенераторная установка была создана в Дании в 1891 году. Она состояла из большой стальной башни, на вершине которой располагался генератор, приводимый в движение вращением лопастей из дерева. В 1941 году в США была создана первая установка мощностью 1,25 МВт, которая использовалась для работы на национальной радиостанции. В 1970 годах в Дании началось активное развитие ветроэнергетики. Были созданы более эффективные ветрогенераторы, которые стали использоваться на коммерческой основе. В 1981 году в Германии была построена первая в мире коммерческая ветрогенераторная установка мощностью 100 кВт.
Сегодня ветроэнергетика является одним из наиболее быстро развивающихся видов возобновляемой энергии.
Плюсы:
Ветряки, вырабатывающие большое количество электроэнергии при помощи ветра, практически столь же эффективны, как и солнечные батареи. Ветроэнергетика особенно привлекательна для рынка жилой недвижимости.
Минусы:
Ветер - не самый надежный источник энергии, при его низкой силе турбины обычно работают примерно на 30% мощности. В безветренную погоду вы можете оказаться без электричества.
Энергия воды:
Еще в древнем Египте и Римской империи энергия воды использовалась для привода рабочих машин, в том числе мельниц. В средние века водяные мельницы применялись в Европе на лесопильных и целлюлозно-бумажных предприятиях. С конца XIX века энергию воды активно используют для получения электроэнергии.
История развития гидроэнергетики начинается задолго до нашей эры. Одним из первых примеров использования водной энергии является мельница, которая была изобретена ещё в древности. Она работала на водяных колёсах, которые использовали поток воды для перемещения механизмов.
Первая гидроэлектростанция была построена в 1878 году в США в городе Николсон на реке Фокс. Эта станция использовала генератор постоянного тока для производства электроэнергии.
В начале XX века гидроэнергетика стала более широко распространяться. В 1902 году было создано первое управление гидроэнергетическим строительством в США, что стало отправной точкой для развития этой отрасли.
Крупные гидроэлектростанции были построены в период с 1920-х по 1960-е годы. В это время были созданы такие известные объекты, как ГЭС на Ниагарском водопаде в США и Канаде и ГЭС имени В. И. Ленина на Волге в СССР.
Сегодня гидроэнергетика продолжает развиваться, используя новые технологии и методы производства электроэнергии.
Плюсы:
Большинство гидроэлектростанций — хранилища большого количества воды в резервуарах - почти всегда имеют запас, из которого можно извлекать энергию. В этом смысле гидроэлектростанции являются более надежным и стабильным источником энергии, чем ветровая и солнечная энергия.
Минусы:
Накопительные гидроэнергетические установки прерывают естественное течение речной системы. Это приводит к нарушению путей миграции животных и к проблемам с качеством воды.
Гидроэлектростанции представляют собой крупные инфраструктурные проекты, включающие строительство плотины, водохранилища и энергогенерирующих турбин, что требует значительных денежных вложений.
Геотермальная Энергия:
Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Температура недр позволяет нагревать верхние слои Земли и подземные водоемы. Извлекают геотермальную энергию грунта с помощью мелких скважин — это не требует больших капиталовложений. Особенно эффективна в регионах, где горячие источники расположены недалеко к поверхности земной коры.
История геотермальной энергетики началась в 1904 году, когда в Италии в результате эксперимента получили электроэнергию из геотермального пара. Здесь же спустя несколько лет заработала первая геотермальная электростанция. Начало геотермальной энергетики в СССР было положено в 1954 году, когда исследованием естественных тепловых ресурсов (энергии Земли) на Камчатке занялась специально созданная лаборатория. В России перспективными районами геотермальной энергии считаются Камчатка и Курильские острова.
Плюсы: Геотермальная энергия известна тем, что оказывает наименьшее воздействие на окружающую среду. Технологии, связанные с производством геотермальной энергии, являются одними из самых инновационных.
Минусы: Использование геотермальной энергии предполагает высокие первоначальные затраты. Для дома среднего размера установка геотермальных тепловых насосов стоит от $10 тыс. до $20 тыс.
В некоторых ситуациях геотермальные энергетические объекты расположены далеко от населенных пунктов, что требует обширной сети распределительных систем.
Биоэнергия
Биоэнергетика универсальна. Тепло, электричество и топливо могут производиться из твердой, жидкой и газообразной биомассы. При этом в качестве возобновляемого сырья используются отходы растительного и животного происхождения.
Истоки биоэнергетики как науки можно обнаружить в рассуждениях древних о природе брожения и роли воздуха при использовании пищи живыми организмами.
Леонардо да Винчи сравнил питание животных с горением свечи. Эта идея была развита в опытах с растениями Я. Б. Гельмонтом.
Первые фундаментальные исследования в области биоэнергетики были проведены Ю. Р. Майером в 1842 году. Он сформулировал первое начало термодинамики в результате изучения энергетических процессов в организме человека.
Исследования процессов превращения энергии в клетке начались в 1930-х годах. В то время была обнаружена этерификация неорганического фосфата в ходе брожения и дыхания, а также выделены биологические аккумуляторы энергии - аденозинтрифосфат (АТФ) и креатинфосфат.
Большой вклад в понимание механизмов клеточной биоэнергетики внесли О. Г. Варбург, американские биохимики А. Ленинджер и П. Митчелл.
Термин «биоэнергетика» был предложен А. Сент-Дьёрдьи в 1956 году и получил официальное признание научного сообщества в 1968 году. Плюсы: Одним из главных преимуществ биотоплива является его относительно низкая стоимость.
Исходные материалы для биотоплива не ограничены. В отличие от ископаемого топлива, ресурсы для биотоплива можно возобновлять.
Минусы: Биотопливо производит гораздо меньше энергии, чем, например, ископаемое топливо.
Биотопливо нельзя назвать экологически чистым, поскольку оно производит выбросы CO2.
Энергия приливов и отливов
Приливы и волны — еще один способ получения энергии. Они заставляют вращаться генератор, который и отвечает за выработку электричества. Таким образом для получения электроэнергии волновые электростанции используют гидродинамическую энергию, то есть энергию, перепад давления и разницу температур у морских волн. Исследования в этой области еще ведутся, но специалисты уже подсчитали — только побережье Европы может ежегодно генерировать энергии в объеме более 280 ТВ тч, что составляет половину энергопотребления Германии.
Приливная электростанция (ПЭС) — особый вид гидроэлектростанции, использующий энергию приливов, а фактически кинетическую энергию вращения Земли.
Приливные электростанции строят на берегах морей, где гравитационные силы Луны и Солнца дважды в сутки изменяют уровень воды. Колебания уровня воды у берега могут достигать 18 метров.
Первая экспериментальная ПЭС была построена в 1913 году в бухте Ди в районе Ливерпуля. Первая в мире крупная ПЭС Ля-Ранс была построена в 1966 году во Франции.
В СССР первая приливная электростанция (экспериментальная Кислогубская ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря) была введена в эксплуатацию и дала ток в 1969 году.
Плюсы:
Возникновение приливов очень предсказуемо, что облегчает строительство системы приливных электростанций с правильными размерами для эффективного производства электроэнергии.
Срок службы приливных электростанций составляет 75-100 лет. Они очень эффективны даже спустя много лет использования.
Минусы:
Приливные заграждения приводят к изменению уровня океана в прибрежных водах. Приливная установка также влияет на соленость воды в приливных бассейнах.
Приливные электростанции могут быть построены только на участках, отвечающих определенным критериям.
Хотя приливы и отливы предсказуемы, электростанции могут производить энергию только в течение 10 часов в сутки.
Энергия жидкостной диффузии Энергия жидкостной диффузии. Это новый вид альтернативного источника энергии. Осмотическая электростанция, установленная в устье реки, контролирует смешение солёной и пресной воды и извлекает энергию из энтропии жидкостей. Выравнивание концентрации солей даёт избыточное давление, которое запускает вращение гидротурбины.
Плюсы: Осмотическая электростанция — новый перспективный метод выработки электроэнергии — устанавливается в устье реки и позволяет извлекать энергию из энтропии жидкостей.
Минусы: Технологии добычи электроэнергии с помощью жидкостной диффузии развиты крайне слабо. В мире построена только одна осмотическая электростанция в Норвегии. Альтернативные источники энергии: какие виды как использовать
Главные плюсы альтернативных источников энергии 1) Ветер – возобновляемый ресурс; 2) безопасность для человека и животных, включая червяков. Станции не создают выбросов в атмосферу, не становятся источниками вредного излучения; 3) рабочие места для людей: статистика говорит, что на 2015 год в отрасли задействовано около 1 миллиона человек; 4) сравнительно небольшая стоимость эксплуатации; 5) независимость от топливных поставок; 6) высокая эффективность (КПД ветрогенераторов может достигать 59.3%)
Главные минусы альтернативных источников энергии 1) Зависимость от погодных условий; 2) необходимость правильного подбора территории; 3) отсутствие точных прогнозов; 4) утилизация лопастей, состоящих из композитных материалов. Этот важный фактор необходимо учитывать, ведь такой вид отходов сложно переработать
Заключение Человечество не может существовать без альтернативных источников энергии. Все наши процессы тесно или напрямую связанны с ними. Источники энергии со временем будут развиваться в лучшую сторону по отношению к экологии. Совсем скоро они перестанут вообще зависеть от нефти, угля и природного газа.
Используемые материалы
:https://ru.wikipedia.org/wiki/
https://ixcellerate.ru/news/alternativnye-istochniki-energii/
14
1 734
36 580 
