Исследовательская работа по теме «Влияние электростанций на окружающую среду, получение тока из подручных средств»

Республики Крым

Республиканский конкурс «Исследовательский старт»

«Влияние электростанций на окружающую среду, получение тока из подручных средств»

Работу выполнила: Примак Анастасия

обучающаяся 5 класса

МБОУ «Пушкинская СШ»

Советского района

Республики Крым

                                                           Руководитель: Жердева О.И.

учитель технологии

МБОУ «Пушкинская СШ»

Советского района

Республики Крым

с. Пушкино 2023 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                              

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОНЯТИЯ «ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ», ИХ ВДЫ И ВЛИЯНИЕ НА ПРИРОДУ

1.1. Электростанции как источники электрического тока.

1.2. Виды традиционных электростанций

1.3. Виды альтернативных источников энергии

1.4. Влияние электростанций на окружающую среду.

РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТ: ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ИЗ ПОДРУЧНЫХ СРЕДСТВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Электростанции производят электрическую энергию, которая питает большую часть нашей жизни, но они также могут оказывать влияние на окружающую среду и на здоровье людей.

Тема моего исследования актуальна на сегодняшний день, ведь без электричества представить нашу современную жизнь практически невозможно, но, в то же время, его получение приносит огромный ущерб окружающей среде. Электричество – это наш друг. Оно помогает нам во всём. Наша задача найти оптимальный вариант его получения без нанесения значительного ущерба нашей планете.

Гипотеза исследования: возможно использовать альтернативные источники энергии для уменьшения нагрузки на окружающую среду.

Гипотеза эксперимента: поместив металлические саморезы в фрукт и овощ, можно получить электричество.

Цели работы:

• изучить классические и альтернативные источники электроэнергии и их влияние на природу;

• проверить могут ли фрукты и овощи исполнять роль источника тока.

Для достижения поставленной целей, мне необходимо решить ряд задач:

1. Изучить понятие «электростанция» и систему ее работы.

2. Выделить основные и альтернативные источники получения электроэнергии.

3. Изучить влияние добычи электроэнергии на природу.

4. Провести эксперимент по получению электричества из фруктов в домашних условиях.

Методы исследования:

 - изучение и анализ литературы и сети интернет;

 - проведение эксперимента;

 - анализ полученных данных.

 Обоснование  проекта:

выбрала именно эту тему, потому что мне интересно понять, как уменьшить влияние добычи электроэнергии на окружающую среду.

РАЗДЕЛ 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОНЯТИЯ «ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ», ИХ ВДЫ И ВЛИЯНИЕ НА ПРИРОДУ.

1.1. Электростанции как источники электрического тока.

Мы получаем электричество благодаря большим электростанциям. На электростанциях есть генераторы — это большие машины, которые работают от источника энергии.

Работающий генератор при помощи огромного магнита создаёт поток электрических зарядов, то есть ток, который проходит по медным проводам. Чтобы передавать электричество на большие расстояния, необходимо увеличить напряжение. Для этого используют трансформатор — устройство, которое может повышать и понижать напряжение. Теперь электричество с большой мощностью по огромным кабелям, которые находятся глубоко под землёй или высоко в воздухе, движется к месту назначения.

Перед тем, как попасть в квартиры и дома, электричество проходит через другой трансформатор, который понижает его напряжение. Теперь готовое к использованию электричество движется по проводам к необходимым объектам. Количество использованного электричества регулируется специальными счётчиками, которые прикрепляются к проводам, которые проложенные через стены и полы. Подводят электричество в каждую комнату дома или квартиры. (См. рисунок 2).

Рисунок 2. Путь электричества

               1.2. Виды традиционных электростанций

Электроэнергию производят на электростанциях нескольких видов, сейчас мы с ними познакомимся.

1. Тепловая электростанция.

ТЭС – самая популярная электростанция на сегодняшний день.

Рисунок 3. ТЭС

         Здесь электричество вырабатывается за счет, сжигания топлива - природного газа, мазута, угля. Сжигая топливо, получают тепловую энергию, которая используется для нагрева воды и получения пара. Получаемый в парогенераторе пар приводит во вращение паровую турбину, соединённую с электрическим генератором и таким образом вырабатывается электроэнергия.

2. Гидроэлектростанции.

Рисунок 4. ГЭС

Их строят на реках. Электричество вырабатывается здесь за счёт потока воды, падающей с плотины. Гидроэлектростанции возводятся на реках, сооружая плотины и водохранилища. Главной задачей в строительстве гидроэлектростанции является создание напора воды. При наиболее распространенном варианте строительства реку перегораживают плотиной, которая поднимает уровень воды, создавая необходимый напор. Вода под напором поступает на лопасти турбины гидроэлектростанции, которая в свою очередь приводит в действие генераторы, вырабатывающие электричество. (См. рисунок 4).

3. Атомные электростанции.

Рисунок 5. АЭС

Они по устройству напоминают ТЭС: за счет тепловой энергии воду переводят в пар, который раскручивает паровую турбину и дальше как по нотам. Основное и самое важно отличие – это способ получения тепла. Сердце АЭС – ядерный реактор, где благодаря цепной реакции распада ядер тяжелых металлов происходит мощное выделение тепла. (См. рисунок 5).

1.3. Виды альтернативных источников энергии

1. 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.

2. Энергия ветра

Использование ветра в качестве движущей силы — давняя традиция. Ветряные мельницы использовались для помола муки, лесопильных работ) и в качестве насосной или водоподъемной станции. Современные ветрогенераторы вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Сначала они превращают кинетическую энергию ветра в механическую энергию ротора, а затем в электрическую энергию.

Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики. По последним данным IRENA, за последние два десятилетия мировые мощности по производству энергии ветра на суше и на море выросли почти в 75 раз — с 7,5 ГВт в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.

3. 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.

4. 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.

5. Биоэнергетика

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.

6. 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 ТВт·ч, что составляет половину энергопотребления Германии.

1.4. Влияние электростанций на окружающую среду.

Тепловые электростанции

Тепловые электростанции производят энергию, сжигая ископаемые топлива, такие как уголь, нефть и газ. При сжигании таких топлив выделяются вредные вещества, такие как углекислый газ, диоксид серы и оксиды азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу и могут вызывать здоровые проблемы у людей, такие как проблемы с дыханием и астма.

Атомные электростанции

Атомные электростанции производят энергию, используя деление атомов в ядерных реакторах. Этот способ производства энергии не выделяет вредные вещества в атмосферу, но имеет свой риск - возможность ядерных аварий и выброса радиации. Ядерные аварии, такие как авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году или американской АЭС "Three Mile Island" в 1979 году, вызвали значительные проблемы здоровью населения и окружающей среды.

Гидроэлектростанции

Гидроэлектростанции производят энергию, используя потоки воды и гравитационную энергию. Они не выбрасывают вредные вещества в атмосферу, но могут оказывать влияние на экосистемы рек и плотин. Изменение рельефа и потоков воды может вызвать проблемы для рыб, животных и людей, зависящих от рек для питья и сельского хозяйства.

Ветровые электростанции

Ветровые электростанции производят энергию, используя силу ветра. Они не выбрасывают вредные вещества, но могут оказывать влияние на местную флору и фауну. Ветровые турбины могут представлять опасность для птиц и нетопырей, и могут вызывать проблемы с шумом.

РАЗДЕЛ 2. ЭКСПЕРИМЕНТ: ПОЛУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА ИЗ ПОДРУЧНЫХ СРЕДСТВ.

     Теперь я попробую получить электричество из подручных средств. Для проведения опыта мне понадобятся: лимоны, оцинкованные гвозди, в роли медных пластин я использую оголенный медный провод, для того чтобы создать замкнутую электрическую цепь и светодиод – наша лампочка. В роли фрукта может участвовать так же лайм, апельсин, яблоко или овощ, например, картофель. (См. рисунок 1.).

Рисунок 1. Предметы для опыта

Главным условием является нахождение в них сока, который содержит в себе растворенные соли и кислоты, они и являются, по сути, естественным электролитом (проводником тока).

Возьму сразу несколько лимонов, так как одного будет недостаточно, для того чтобы лампочка загорелась. В разные части лимона я помещаю с одной стороны оголенный медный провод, который является положительным электродом, а оцинкованный гвоздь с другой стороны лимона – отрицательным. Теперь последовательно соединяю лимоны между собой медным проводом. У нас получилась целая цепь.

Далее я замыкаю эту цепь, соединив «плюс» и «минус» подведя к нашей маленькой лампочке-светодиоду электрический ток. Светодиод загорелся! Я получила электричество!

Вывод: я убедились, что благодаря подручным средствам можно с легкостью получить электричество в домашних условиях.

Электричество вырабатывается именно благодаря химическим процессам между тремя элементами: цинк, медь, кислота.

Если попробовать в корпус батарейки вместо её наполнения поместить варёный картофель (так как из сырого картофеля вырабатывается меньше электричества), то получится экологически чистая батарейка, от которой с лёгкостью будет работать радиоприёмник, фонарик или наручные часы.

Вместо картофеля можно использовать грейпфрут, яблоко, лимон, луковицу, картофель и многие другие фрукты или овощи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Благодаря электричеству, вырабатываемому на электростанциях жизнь людей, стала на много комфортнее и удобней. Электричество окружает нас повсюду.

Большинство приборов и устройств, изобретенных человечеством за последние сто лет, работают от электрической энергии. Электричество стало синонимом прогресса - без него никогда бы не появились ярко освещенные улицы городов, компьютеры, стиральные машины и даже карманные фонарики. А если знать правила техники безопасности и соблюдать их, то электричество будет приносить людям одну только пользу.

Альтернативным способом выработки электричества является выработка электричества из овощей и фруктов. Любой современный Робинзон, вооружённый знаниями по Электрохимии, оказавшись на необитаемом острове, не откажет себе в удовольствии пользоваться смартфоном или плеером, добыв электричество из овощей и фруктов.

Конечно, электрическая энергия из овощей и фруктов, в настоящее время не сможет заменить мощные источники энергии. Однако и недооценивать ее не стоит. Я считаю, что гипотеза проекта подтвердилась. Действительно: поместив металлические саморезы во фрукт и овощ,  можно получить электричество.

С развитием технологий наука может дойти до такого совершенства, когда электричество мы будем получать из фрукта. Начало уже положено, а будущее – за нами молодым поколением, которому предстоит разработать новые технологии для спасения природы. На этом моя работа не закончена, я буду продолжать искать в природе другие источники энергии. Проверять их действие на практике.

Практическая значимость моей работы заключается в том, что результаты исследования могут использоваться в качестве наглядного материала к урокам окружающего мира и на классных часах.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРА

1. Бологова В., Красновская О. и др. Большая книга знаний: энциклопедия. М., 2015. 479 с.

2. Горкин А.П. Техника: энциклопедия. М., 2006. 96 с.

    3.  К.Роджерс, Ф.Кларк. Изучаем физику.Свет.Звук.Электричество. ООО Издательство «Росмен-Пресс» г.Москва, 2002г.

https://www.istmira.com/novosti-istorii/ История электричества.

1. https://electric-220.ru/news Виды электростанций.

2. http://elektroas.ru/elektricheskij-tok-v-povsednevnoj-zhizni-cheloveka

3. https://ru.anyquestion.info/a/kak-elektrostantsii-vliyayut-na-okruzhayuschuyu-sredu-opasny-li-oni-dlya-zdorovya

4. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%BA

5. https://trends.rbc.ru/trends/green/609e76449a7947f4755ac9dc