Научное общество учащихся

Актуальность:

В наше время человечество использует большое количество электроносителей, которые внедалеком будущем, потеряют свое применение.

Возникает вопрос, на сколько лет хватит нефти и природного газа? Специалисты энергетической компании BP подсчитали, что при мировых доказанных запасах нефти в 1 652,6 млрд. баррелей на конец 2012 г., нефти хватит на 54 года при существующем уровне добычи и потребления топлива. Природного газа в мире хватит на 64 года.

Исторический экскурс

В настоящее время гидроэнергетический потенциал практически полностью реализуется за счет больших гигантских ГЭС. Вместе с тем, согласно имеющимся данным, в 1913 г. число действовавших в России ГЭС составляло 78 единиц, общей мощностью 8.4 МВТ. Крупнейшей из них была ГЭС на р. Мургаб, мощностью 1.35 МВт. Таким образом, согласно современной классификации, все действовавшие в то время ГЭС являлись малыми. Менее чем через 30 лет – в 1941 году в России работали 660 малых сельских ГЭС, общей мощностью 330 МВТ. На 40-е годы xx века пришелся пик строительства МГЭС, когда ежегодно в эксплуатацию вводились до 1000 объектов. По разным оценкам, к 1995 г. на территории Европейской части России насчитывалось от 4000 до 5000 МГЭС. А общее количество МГЭС в СССР после окончания Вов составляло 6500 единиц.

Правда, уже в начале 50-х годов, в связи с переходом к строительству гигантских энергетических объектов и присоединением сельских потребителей к централизованному электроснабжению, это направление энергетики утратило государственную поддержку, что привело практически к полному разрушению и упадку созданной прежде инфраструктуры. Прекратилось проектирование, строительство, изготовление оборудования и запасных частей для малой гидроэнергетики.

В 1962г. в СССР насчитывалось 2665 малых и микро-ГЭС. В 1980 г. их было около 100 с суммарной мощностью 25 МВт. А к моменту распада СССР в 1990г. действовавших МГЭС оставалось всего 55. Согласно данным разных источников, в настоящее время по всей России действуют от нескольких десятков (60- 70) до нескольких сотен (200-300) единиц.

Программой развития гидроэнергетики СССР до 2000 г. предусматривалось увеличение мощности действующих ГЭС почти в два раза. Предполагалось построить 93 новых гидроэлектростанции, затопить 2 млн.га плодородных земель и переселить с затопляемых территорий более 200 тыс. человек. (Малым ГЭС в этих планах места не нашлось.) Распад СССР и экономический кризис не позволили реализовать эти грандиозные планы.

Так что в недалеком будущем придется искать альтернативные источники электроэнергии. В нашей местности протекает река Зимовная и я думаю почему бы на ней не построить гидроэлектростанцию. Уже в 50-х годах такие станции были в Машканке, Нагорном и Усть-Таре.

К вопросу экологии

Одним из основных достоинств объектов малой гидроэнергетики является экологическая безопасность. В процессе их сооружения и последующей эксплуатации вредных воздействий на свойства и качество воды нет. Водоемы можно использовать и для рыбохозяйственной деятельности, и как источники водоснабжения населения. Однако и помимо этого у микро и малых ГЭС немало достоинств. Современные станции просты в конструкции и полностью автоматизированы, т.е. не требуют присутствия человека при эксплуатации. Вырабатываемый ими электрический ток соответствует требованиям ГОСТа по частоте и напряжению, причем станции могут работать как в автономном режиме, т.е. вне электросети энергосистемы края или области, так и в составе этой электросети. А полный ресурс работы станции - не менее 40 лет (не менее 5 лет до капитального ремонта). Ну а главное - объекты малой энергетики не требуют организации больших водохранилищ с соответствующим затоплением территории и колоссальным материальным ущербом.

Цель: Доказать что гидроэлектростанции в недалеком будущем будут являться альтернативным источником энергии.

Задачи:

1.Рассчитать мощность гидроэлектростанции, которую можно построить на реке Зимовной.

2.На основе этих расчетов сделать вывод …

КОУ «Нагорно-Ивановская СОШ»

Рациональное использование гидроресурсов малых рек России.

Исследовательская работа

обучающегося 11 класса:

Ускова Николая Васильевича

Руководитель учитель физики:

Бегунов Александр Николаевич.

Бобры плотины строят. Но бобры - существа разумные и вреда природе не нанесут. А человек может нарушить равновесие в природе. Тем не менее, на Руси много мест где малую гидроэнергетику применить можно

Нетрадиционной энергетике последнее время уделяется пристальное внимание во всем мире. Заинтересованность в использовании возобновляемых источников энергии - ветра, солнца, морского прилива и речной воды, - легко объяснима: нет нужды закупать дорогостоящее топливо, имеется возможность использовать небольшие станции для обеспечения электроэнергией труднодоступных районов. Последнее обстоятельство особенно важно для стран, в которых имеются малонаселенные районы или горные массивы, где прокладка электросетей экономически нецелесообразна.
Две трети территории России не подключено к энергосистеме

В России зоны децентрализованного энергоснабжения составляют более 70% территории страны. До сих пор у нас можно встретить населенные пункты, в которых электричества не было никогда. Причем не всегда это поселения Крайнего Севера или Сибири. Электрификация не затронула, например, некоторые уральские поселки - края, который вряд ли назовешь неблагополучным с точки зрения энергетики. Между тем, электрификация отдаленных и труднодоступных населенных селений - дело не такое уж и сложное. Так, в любом уголке России найдется речка или ручей, где можно установить микроГЭС.

Малые ГЭС

Малые и микроГЭС - объекты малой гидроэнергетики. Эта часть энергопроизводства занимается использованием энергии водных ресурсов и гидравлических систем с помощью гидроэнергетических установок малой мощности (от 1 до 3000 кВт). Малая энергетика получила развитие в мире в последние десятилетия, в основном из-за стремления избежать экологического ущерба, наносимого водохранилищами крупных ГЭС, из-за возможности обеспечить энергоснабжение в труднодоступных и изолированных районах, а также, из-за небольших капитальных затрат при строительстве станций и быстрого возврата вложенных средств (в пределах 5 лет). Где можно установить небольшую гидроэлектростанцию?

Расчеты:

Измерил длину трубы- 12 м.

Измерил диаметр трубы- 1,2 м.

Радиус трубы – 0,6 м.

Уровень воды половина трубы, значит площадь S=Пr²/2

S_{осн. =}(3,14*0,36)/2=0,56 см²

Найдем, с какой скоростью столб воды длиной 12 метров пройдет за время равное 6 секунд:

Скорость = длина/t

скорость =12/6=2 м/с.

Найдем высоту столба воды за 1 секунду:

h _ст. =vt

h= 2*1=2 м.

Найдем объем воды с высотой столба 2 метра:

V=S_осн. *h_ст.

V= 0,56*2=1,12 м³

Найдем массу столба воды:

Плотность = m/ v

m = плотность *v

m= 1000кг/м³ * 1,12м³=1120 кг.

Найдем работу, но уже берем высоту,если сделать платину высотой 5 метров от земли:

A =mgh

A=1120*9,8*5=54880 Дж.

Сейчас рассчитаем мощность, чтобы узнать какой генератор можно поставить на данной водоёме:

N=A/t

N=54880/1=54880 вт=54,88 кВт.

Делаем расчет на какое количество домов хватит мощность данного генератора, с условием, что 1 дом потребляет энергию равную 2 кВт:

Число домов = 54 кВт/2 кВт = 27домов.