Выполнила:
учитель географии МБОУ лицея №6
г.Ессентуки Ставропольского края
Козина Любовь Александровна
В настоящий момент настала ситуация
когда человечество вынуждено обратиться к экологически чистым и возобновляемым источникам энергии .
Загрязнение
окружающей
среды, нарушение теплового баланса атмосферы
постепенно приводят
к глобальным
изменением климата.
Человеческая деятельность – главный виновник ухудшения состояния природных ресурсов Земли, экологии.
Даже незначительные изменения климата вызывают резкие ответные реакции экосистем, которые не так легко обратимы.
Вспышки лесных пожаров, гибель лесов, отрицательно скажутся
на растительноми животном мире, на человеческом здоровье.
Из-за увеличения населения повышаются
уровни использования водных ресурсов,
что чревато их истощением.
По прогнозам ученых, через несколько десятков лет более
80% кораллов могут исчезнуть навсегда
из-за обесцвечивания, вызванного изменением климатических условий.
Вечно холодный Северный Полюс может стать самой настоящей “горячей” точкой на планете.
Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с всё нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к, альтернативным источникам энергии. Они экологичны, возобновляемы, основой их служит энергия Солнца и Земли.
Это энергия ветра, солнца и воды
Отдельным, многоцелевым, источником энергии служит биомасса, из жидких органических отходов которой получают биогаз.
Источники энергии, кроме геотермальных, существуют благодаря энергии Солнца.
«Водные» включают энергию, получаемую от
рек и океанов.
Биомасса – из растительного вещества, накопившего энергию от солнечной путем фотосинтеза.
Реки питаются дождями, возникшими из-за испарения океанов и озер под действием солнечного тепла.
Ветер дует над поверхностью земли как следствие неравномерного нагревания поверхности Земли Солнцем.
Геотермальная энергия – это энергия подземного тепла.
Рассмотрим наиболее разработанные и перспективные источники.
Энергия ветра
Движимый воздух вызывет ветер, который обладает кинетической энергией. Эта энергия, появляется каждый раз, когда масса приходит в движение.
При использовании правильной технологии, кинетическую энергию ветра
можно захватить и преобразовать
в другие виды энергии
(электричество и механическую энергию).
Это и есть энергия ветра.
Энергия ветра непостоянна.
Энергия ветра чиста
и возобновляема .
Важный компонент любой долгосрочной стратегии
в области энергетики.
При ее генерации используется природный практически неистощимый источник
энергии – ветер.
Энергия ветра чиста; она не загрязняет воздух, почву и воду.
Ветроэнергетические установки – способ преобразования ветровой энергии в электрическую .
Это ветровая турбина с горизонтальным валом, и рабочим колесом с лопастями, обычно их 2-3.
Ведутся инновационные разработки в области ветро-солнечных
установок. Они способны обеспечить более равномерную выработку электроэнергии. При солнечной погоде ветер слабеет, а при пасмурной – наоборот, усиливается.
Недостатки ветряных электростанций
- Ветер очень нестабилен, с неожиданными сильными порывами и затишьями.
- Создают много шума и выглядят уродливо
на фоне сельской местности.
- Создают помехи теле-и радиосигналам.
- Занимают полезные сельскохозяйственные земли.
Идеальным местом для установки генераторов ветровой энергии является море. Точнее, его прибрежная зона. Действительно: никаких холмов или лесов вокруг, ровная поверхность моря, стабильный поток ветра.
Но есть и еще один момент: возможность использования энергии волн .
Морские волны – пока еще мало разработанный альтернативный источник энергии по сравнению, скажем, с теми же солнечными и ветровыми установками.
Покачиваясь на волнах,
плоские буи за счет
движения вверх и
вниз вырабатывают
электрическую
энергию мощностью
500 кВт.
После чего энергия
передается на берег
по тому же кабелю,
что и ветровое
электричество.
Энергия воды
Приливные электростанции : принцип работы основан на перепаде уровней «полной» и «малой» воды во время прилива и отлива.
Основное их преимущество состоит в том, что выработка электроэнергии носит предсказуемый плановый характер и практически не зависит
от изменений погоды .
Речные электростанции . Автономные источники электропитания, в основном, устанавливаются на малых реках.
Приливные электростанции получают большое развитие.
Предвидеть работу такой электростанции легко – нет колебаний природной стихии.
Ветер может быть слишком сильным или слишком слабым в то время, как предсказывать работу приливной электростанции просто – здесь все подчиняется траектории движения Луны
по орбите вокруг Земли.
Два двухлопастных пропеллера диаметром 15-20 м вращают ротор электрогенератора, аналогичного использующимся в ветряных электростанциях.
Существуют и минусы в использовании приливных электростанций.
- Малая мощность таких устройств при большой площади.
- Расположение в непосредственной близости от морского побережья, а земли эти зачастую являются “лакомым кусочком” для туристического бизнеса.
- Использование приливных электростанций актуально в северных широтах, где морское побережье несколько свободнее.
Энергия Солнца
Солнце является первичным и основным источником энергии для нашей планеты.
Греет всю Землю, приводит в движение
реки и сообщает силу ветру.
Первые солнечное батареи появились в1954 г.
За это время в этой области сделано много открытий, усовершенствовалась технология.
Разработки Института высоких температур
РАН показали, что в России можно и нужно
использовать фотоэлектрические
источники питания.
Энергия Солнца абсолютно экологически чистая. Здесь нет отработанных отходов, паров CO2, изменений географии.
Солнечную батарею можно разместить
где угодно – даже на крыше здания.
*Для запуска солнечной батареи не нужны дополнительные источники электроэнергии: чтобы солнечная батарея начала работать, достаточно только солнечного излучения.
*Топливо для солнечной батареи неиссякаемо.
Во всяком случае, пока светит солнце!
*Фотоэлектрические установки удобны для транспортировки и монтажа, так как имеют малый вес.
Специалисты отмечают надежность современных солнечных батарей, способных работать очень долго практически в любых климатических зонах.
Фотоэлектрические автономные источники питания состоят из целого ряда солнечных батарей, расположенных на плоскости.
Разработчики увеличили показатели КПД солнечных батарей, используя двух– и
трехслойные элементы.
Электрический ток возникает при попадании солнечных лучей на фотоэлементы –
в фотоэлектрическом генераторе.
Необходимо отметить повсеместное применение энергии Солнца в космосе, где нет факторов, препятствующих этому, таких, как облачность.
Все спутники, находящиеся на орбите Земли, питаются от солнечных батарей.
Недостатки
- Районов на Земле, где постоянно светит солнце, не так уж и много.
- В случае урагана или смерча устройства будут полностью уничтожены.
- Высокая себестоимость получаемой электрической энергии.
- Зависимость эффективности, солнечных батарей от угла падения на них солнечного света.
Энергия биомассы
Биомасса – все органические вещества растительного и животного происхождения.
Энергия, содержащаяся в биомассе, может конвертироваться в технически удобные виды топлива или энергии несколькими путями:
1) с помощью получения растительных углеводородов, можно получить рапсовое масло, добавляемое к дизельному топливу.
2) термохимическая обработка (прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение), дает прямую конверсию в топливо.
3) биотехнологическая конверсия.
На выходе можно получить низкоатомные спирты, жирные кислоты и биогаз.
Вырабатываемый биогаз
используется:
– в качестве топлива для электрогенераторов последнего поколения;
– в двигателях внутреннего сгорания – для производства электрической и механической энергии.
Выработка энергии из местных возобновляемых ресурсов развивает экономику, стимулирует новые виды деятельности.
Выход биогаза из органических отходов зависит от качества сырья и от процентного содержания твердой органики в нем.
Полученный
биогаз
используется
для сжигания
в водогрейных
котлах, ДВС,
теплогенераторах.
Причины, скорейшего перехода к АИЭ:
Глобально-экологический:
пагубное влияние на окружающую среду традиционных энергодобывающих
технологий, их применение неизбежно
ведет к изменению климата в XXI веке.
Политический:
страна, освоившая альтернативную
энергетику, будет претендовать на мировое первенство и диктовать цены
на топливные ресурсы;
Социальный:
численность и плотность населения постоянно растут. Трудно найти районы строительства АЭС, ГРЭС, где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей среды.
Известны факты роста онкологических и
других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, ГРЭС, предприятий ТЭК, хорошо известен вред, наносимый крупными равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.
Эволюционно-исторический:
в связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, нарастанием катастрофических изменений в атмосфере и биосфере планеты существующая традиционная энергетика представляется тупиковой.
Для эволюционного развития общества необходимо немедленно начать
постепенный переход на альтернативные источники энергии .
Сколько же путей у энергетики?
Какой из них выбрать, в то время как на
земле подходят к концу запасы углеводородов?
Станут ли альтернативные пути основными? Вопросов много.
Во всяком случае, хорошо одно:
альтернатива есть.