Презентация по теме "гидроэлектростанции".

8

М униципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Сергачская средняя общеобразовательная школа №1»

Исследовательская работа по физике

«Гидроэлектростанции »

Исследовательскую работу выполнила ученица 8 класса МБОУ « Сергачская СОШ №1» Милосердова Лидия

Руководитель: учитель физики

Кашлей Наталья Ивановна.

Сергач 2021

Содержание:

1.Введение……………………………………………………………………….3

2. Цели и задачи исследовательской работы…………………………………3

3. Теоретическая часть

3. 1 Что же такое ГЭС?.......................................................................................3

3.2 История ГЭС………………………………………………………………..4

3.3 Общие сведения………………………………………………………………4

3.4 История ранее стоящей на реке Пьяна ГЭС……………………………….5

3.5 Плюсы и минусы от создания ГЭС…………………………………………..7

3.6 Аналогичные ГЭС на реке Пьяна…………………………………….…….8

3.7 Ивановское ПГУ……………………………………………………………..8

4 Практическая часть

4.1 ГЭС сегодня………………………………………………………………..11

4.2 Параметры Мини ГЭС…………………………………………………….11

4.3 Возможный вид ГЭС…………………………..…………………………..13

4.4 Схема электроснабжения………………………………………………….13

5. Вывод…………………………………………………………………………14

6. Источники……………………………………………………………………..15

Введение

Современный мир, окружающий человека наполнен самой разнообразной техникой. Компьютеры и мобильные телефоны, радиотелефоны и телевизоры, холодильники и десятки других технических устройств, основательно и надолго вошли в нашу жизнь и стали нашими ближайшими незаменимыми помощниками, а порой – даже друзьями. Все эти технические устройства требуют затрат электроэнергии. Именно энергия делает нашу жизнь комфортной.

В город Сергач электроэнергия поступает по линии электропередач с волжской ГЭС которая располагается недалеко от Волгограда. При этом все мы знаем, что недалеко от города Сергач протекает река Пьяна.

В своей работе я решила выяснить возможность выработки электроэнергии с помощью ГЭС на реке Пьяна.

Цели и задачи исследовательской работы.

Цель:

Определить возможность возобновления ГЭС для электроснабжения города Сергач.

Задачи:

• Познакомиться с устройством ГЭС

• Узнать историю ранее стоявшей на реке Пьяна ГЭС

• Определить плюсы и минусы от создания ГЭС

• Рассмотреть аналогичные ГЭС

• Определить возможность размещения ГЭС на реке Пьяна

• Рассчитать параметры Мини ГЭС

• Нарисовать ее возможный вид

• Нарисовать схему электроснабжения

3. Теоретическая часть

3.1 Что же такое ГЭС?

ГЭС- это возобновляемый источник электроэнергии.

Возобновляемые источники электрической энергии

Возобновляемая энергия— энергия из источников, которые, по человеческим масштабам, являются неисчерпаемыми. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в её извлечении из постоянно происходящих в окружающей среде процессов и предоставлении для технического применения. Возобновляемую энергию получают из природных ресурсов, таких как: солнечный свет, водные потоки, ветер, приливы и геотермальная теплота, которые являются возобновляемыми (пополняются естественным путём).

Я решила, что наиболее рациональным выбором для Сергача будет энергия воды.

Энергия воды

Гидроэнергия — энергия, сосредоточенная в потоках водных масс в русловых водотоках и приливных движениях. Чаще всего используется энергия падающей воды. Для повышения разности уровней воды, особенно в нижних течениях рек, сооружаются плотины.

3.2 История ГЭС

Гидроэнергия использовалась с древних времен, для молки муки и других нужд. При этом приводом служил колесный механизм, вращаемый потоком воды. В середине 1770-х годах французский инженер Бернар Форест де Bélidor в опубликованной им работе Architecture Hydraulique, привел описание гидромашин с вертикальной и горизонтальной осью вращения. К концу 19-го века появились электрические генераторы, которые могли работать в сочетании с гидроприводом. Растущий спрос на электроэнергию вследствие Промышленной революции дал толчок в их развитии. В 1878 году заработала «первая в мире ГЭС», разработанная английским изобретателем Уильямом Джорджем Армстронгом в Нортумберленде, Англия. Она представляла собой агрегат, предназначенный для питания одной единственной дуговой лампы в его картинной галерее.

3.3 Общие сведения:

Город Сергач расположен 55° с. ш. 45° в. д.

Население города Сергач составляет 20 370 человек в 2016.

Город расположен на реке Пьяне, в 125 км к юго-востоку от Нижнего Новгорода. Площадь Сергача равна 1242 км². Территория сильно пересеченная, изрезанная оврагами и балками.

Энергопотребление за 2016 год составило 48,000,000 кВт часов

Я узнала, что ГЭС разделяются в зависимости от вырабатываемой мощности:

мощные — вырабатывают от 25 МВт и выше;

средние — до 25 МВт;

малые гидроэлектростанции (МГЭС)— до 5 МВт.

Из этого я сделала вывод, что на Пьяне можно построить МГЭС.

Я сходила в «Сергачские сети» и там мне сказали, что годовое потребление

энергии в городе Сергач 48,000,000 кВт, что равно 48000 мВт

3.4. История ранее стоящей на реке Пьяна ГЭС

Я съездила в Пожарскую школу и узнала, что в 1805 году на месте где позже была построена ГЭС, стояла водяная мукомольная мельница.

И только 27 ноября 1947 года было начато строительство ГЭС. ГЭС строили учителя Пожарской школы.

Документ на котором написано о начале строительства ГЭС.

Этот документ лежит в музее Пожарской школы.

.

ГЭС на реке Пьяна в 50-е годы

Энергия воды- ГЭС на реке Пьяна

Территория района имеет довольно разветвленную гидрографическую сеть общей протяженностью свыше 500 км. Основной водной артерией района является р. Пьяна, левый приток р. Суры. При общей протяженности русла реки в 436 км., на Сергачский район приходится 120 км.

3.5 Плюсы и минусы от создания ГЭС

Минусы:

• Протяженная засуха снижает и может даже прервать производство электроэнергии ГЭС.

• Уровень воды в искусственных водохранилищах постоянно и резко меняется.

• Плотина снижает уровень растворенного в воде кислорода, поскольку нормальное течение реки практически останавливается. Это может привести к гибели рыбы и поставить под угрозу растительную жизнь в самом водохранилище и вокруг него.

• Плотина может нарушить нерестовый цикл рыбы. С этой проблемой можно бороться, сооружая рыбоходы и рыбоподъемники в плотине или перемещая рыбу в места нереста с помощью ловушек и сетей. Однако это приводит к удорожанию строительства и эксплуатации ГЭС.

Плюсы:

• Работа ГЭС не сопровождается выделением угарного газа, пылевых загрязнителей и других вредных отходов, не загрязняет почву. Некоторое количество тепла, образующегося из-за трения движущихся частей турбины, передается протекающей воде, но это количество редко бывает большим.

• Вода — возобновляемый источник энергии. По крайней мере до тех пор, пока ручьи и реки не пересохнут. Гидрологический цикл (круговорот воды в природе) пополняет источники потенциальной энергии за счет дождей, снегопадов и водостока.

• Производительность ГЭС легко контролировать, изменяя скорость водяного потока (объем воды, подводимый к турбинам).

• Водохранилища, сооружаемые для гидростанций, можно использовать в качестве зон отдыха, порой вокруг них складывается поистине захватывающий пейзаж.

• Вода в искусственных водохранилищах, как правило, чистая, так как примеси осаждаются на дне. Эту воду можно использовать для питья, мытья, купания.

3.6 Аналогичные ГЭС на реке Пьяна

В селе Ичалки Перевозского района в послевоенное время построена Ичалковская микро ГЭС, годовая выработка станции, включённой в энергосистему — 600 тыс. кВт•ч

Э

Июль 2015

Февраль 2017

3.7 Ивановское ПГУ

Есть места, где проблема с построением плотин и водохранилищ уже решена. Например, в городе Ивановской области Комсомольск. В выходные я туда съездила и узнала у директора организации про то, что там на данный момент уже есть готовая плотина, водохранилище, создан напор, который равен 4 м.

Тогда мне стало интересно, почему же там не строят ГЭС, хотя все условия для построения там созданы. Но мне сказали, то, что данное водохранилище было построено для работы ИвГРЭС еще летом 1927 года, но сейчас данным водохранилищем пользуется Ивановское ПГУ.

Электрическая мощность ИвГРЭС 400 МВт.

Ивановское ПГУ

Ивановская ГРЭС

Вид на ИвГРЭС и ПГУ со стороны водохранилища.

Вид со стороны водохранилища

Вид на водосброс

4 Практическая часть

4.1 ГЭС сегодня

Я съездила на место, где ранее была ГЭС. Сейчас от ГЭС осталась только дамба и водоотводный канал.

2000 год

Эту фотографию мне дал работник Сергачского музея.

2021

Эту фотографию я сделала в феврале. С противоположного берега Пьяны.

4.2 Параметры Мини ГЭС

Я посчитала, сколько Пожарская МГЭС сможет вырабатывать энергии.

Этого я вывела несколько формул:

Напор(H)= разнице между уровнем воды до ГЭС(h1) и после ГЭС(h2)

Т.е. H=h1-h2

H=2 м

Потом я решила определить, сколько воды будет проходить через гидрогенератор.

Для этого из данных справочника я узнала, что расход воды реки Пьяна равен 25 м³/сек.

То есть каждую секунду через гидротурбину будет проходить 25 м³ воды.

Вода обладает потенциальной энергией, определим величину потенциальной энергии (U) воды.

Формула

U=mgh

У нас m=25 м³/сек = 25 000 кг/сек

g (ускорение свободного падения)= 10м/с

H= 2 м

U= 25 000·10·2=500 000 кг·м/сек²(Дж)

А= U·t(время)

500 000Дж= 500 000 Вт

500 кВт- установленная мощность гидрогенератора

Значит если ГЭС будет работать 1 час то она выработает 500 кВт *час электроэнергии

А за год 8760*500=4,4 млн кВт*час

Этого хватит на обеспечение электроэнергией Пожарок и Кочко-пожарок.

4.3 Возможный вид ГЭС

Вид на ГЭС сверху

Продольный разрез ГЭС

4.4 Схема электроснабжения Сергача

Я съездила в «Сергачские сети» и посмотрела схему электроснабжения Сергача и Сергачского района

5. Вывод

Я выяснила, что в Сергаче можно и нужно построить ГЭС.

Так как если ГЭС все таки построят то:

• Электроэнергия в Пожарках, Кочко-пожарках и Шубино станет дешевле

• Будет автономное электроснабжение

• Независимое электроснабжение в аварийных ситуациях

• Для речки небольшое водохранилище скажется положительно (станет глубже и полноводней)

• Можно будет благоустроить берег водохранилища и оброзовать пляж

• Энергия будет экологически чистой (не надо будет сжигать никакого топлива)

• Электростанция будет вырабатывать электроэнергию там где она требуется

• В Пожарках будет пешеходный мост на другую сторону и появится еще одно место для прогулок

• Из ГЭС можно будет сделать достопримечательность

• Потенциал малых ГЭС явно не оценен

6.1 Источники:

Музей Пожарской школы

Краеведческий музей им. Громова

Литература:

1. Гидроэнергетическое строительство в России и за рубежом (А.Н. Семенов 2003 год)

2. Физика 8 класс

3. Физика 7 класс

Интернет ресурсы:

1. www.google.ru

2. www.wikipedia.ru

3. www.rosseti.ru/