«Возобновляемые источники энергии энергия будущего» Работу выполнил ученик 10 класса а моу «сош №198»

Перспективы: Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Мощность высотных потоков ветра (на высотах 7-14 км) примерно в 10-15 раз выше, чем у приземных. Эти потоки обладают постоянством, почти не меняясь в течение года. Возможно использование потоков, расположенных даже над густонаселёнными территориями (например — городами), без ущерба для хозяйственной деятельности. Правительством Канады установлена цель к 2015 году производить 10 % электроэнергии из энергии ветра. Германия планирует к 2020 году производить 20 % электроэнергии из энергии ветра. Европейским Союзом установлена цель: к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт. В Испании к 2011 году будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов. В Китае принят Национальный План Развития. Планируется, что установленные мощности Китая должны вырасти до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020 году. Индия к 2012 году увеличит свои ветряные мощности в 4 раза в сравнении с 2005 годом. К 2012 году будет построено 12 тыс. МВт новых ветряных электростанций. Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20 % электроэнергии. Великобритания планирует производить из энергии ветра 10 % электроэнергии к 2010 году. Египет — к 2010 году установить 850 МВт новых ветрогенераторов. Япония планирует к 2010 — 2011 году увеличить мощности своих ветряных электростанций до 3000 МВт. Международное Энергетическое Агентство (International Energy Agency) IEA прогнозирует, что к 2030 году спрос на ветрогенерацию составит 4800 гигаватт. Экономические аспекты ветроэнергетики Экономия топлива: Ветряные генераторы практически не потребляют ископаемого топлива. Работа ветрогенератора мощностью 1 МВт за 20 лет эксплуатации позволяет сэкономить примерно 29 тыс. тонн угля или 92 тыс. баррелей нефти. Скорость ветра Себестоимость (для США, 2004 год) 7,16 м/c 4,8 цента/кВт·час 8,08 м/с 3,6 цента/кВт·час 9,32 м/с 2,6 цента/кВт·час Себестоимость электроэнергии: Себестоимость электричества, производимого ветрогенераторами, зависит от скорости ветра. Для сравнения: себестоимость электричества, производимого на угольных электростанциях США, 4,5—6 цента/кВт·час. Средняя стоимость электричества в Китае 4 цента/кВт·час. При удвоении установленных мощностей ветрогенерации себестоимость производимого электричества падает на 15 %. Ожидалось, что себестоимость снизится на 35—40 % к концу 2006 г. В начале 80-х годов стоимость ветряного электричества в США составляла $0,38. Другие экономические проблемы: В Лопасти ветрогенератора на строительной площадке етроэнергетика является нерегулируемым источником энергии. Выработка ветроэлектростанции зависит от силы ветра — фактора, отличающегося большим непостоянством. Соответственно, выдача электроэнергии с ветрогенератора в энергосистему отличается большой неравномерностью как в суточном, так и в недельном, месячном, годовом и многолетнем разрезе. Учитывая, что энергосистема сама имеет неоднородности нагрузки (пики и провалы энергопотребления), регулировать которые ветроэнергетика, естественно, не может, введение значительной доли ветроэнергетики в энергосистему способствует её дестабилизации. Понятно, что ветроэнергетика требует резерва мощности в энергосистеме (например, в виде газотурбинных электростанций), а также механизмов сглаживания неоднородности их выработки (в виде ГЭС или ГАЭС). Данная особенность ветроэнергетики существенно удорожает получаемую от них электроэнергию. Энергосистемы с большой неохотой подключают ветрогенераторы к энергосетям, что привело к появлению законодательных актов, обязующих их это делать. Ветер: простые решения К Конвертер для зоны слабых ветров регулирует напряжение от генератора так, чтобы оно соответствовало напряжению батареи ак это работает. У небольших ветряков все устроено просто: ветер крутит турбину, от нее вращается генератор, а тот выдает переменный ток. Однако скорость ветра изменчива, так что меняется и напряжение на выходе. Напряжение может упасть до такого уровня, при котором невозможно заряжать батареи или питать сеть потребителей. Энди Найт, профессор электротехнического факультета в университете Альберты, и руководимая им группа исследователей предложили новую схему, при которой энергию ветряка можно накапливать даже при относительно спокойной погоде. В устройстве Найта переменный ток проходит через выпрямитель, где превращается в постоянный, которым заряжается 12-вольтовый аккумулятор. Поскольку батарея не может заряжаться при напряжении меньше ее собственного, разработчики включили в схему особый контроллер – он отслеживает частоту переменного тока, приходящего от генератора. Если напряжение оказывается слишком низким, контроллер подает команду на переключатель, и зарядка прекращается, пока напряжение не достигнет 12В. Коммутатор преобразователя размыкает и замыкает цепь примерно тысячу раз в секунду. Постоянно подстраивая соотношение открытой и закрытой фазы, это устройство способно с высокой точностью регулировать напряжение. Экономический эффект: Использование такого контроллера может оказаться решающим для тех регионов, которые находятся на границе зоны сильных ветров, то есть там, где средняя сила ветра не достигает 18 км/ч. Испытания показали, что эта система способна повысить энергоотдачу небольшого ветряка на 50%. Это значит, что ветряк диаметром 2 м может давать в день 24 кВтч электроэнергии. Суточное энергопотребление среднего американского дома составляет 35 киловатт/часов. Детали: Контроллер и преобразователь содержат меньше электронных компонентов, чем аналогичные устройства «ветряных ферм» промышленного масштаба. Конструкция разработана так, чтобы можно было легко наладить производство таких недорогих «примочек» ко всем автономным ветрогенераторам. Возражения. Если вы решили поставить у себя даже небольшой ветряк, не забудьте, что он должен располагаться на открытом месте, подставляясь под ветер с любого направления. Солнечная энергетика Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует возобновляемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов. Производство энергии с помощью солнечных электростанций хорошо согласовывается с концепцией распределённого производства энергии. Солнечная энергетика в России ещё находится в стадии становления. Однако в странах Европы, США, Канаде, Японии и даже Китае солнечная энергетика содержится на государственной основе, официально финансируется, за счёт чего происходят постоянные улучшения фотоэлементов солнечных батарей и технологии поглощения солнечной радиации. Солнечная радиация (кВт∙час/м2∙день) Способы получения электричества и тепла из солнечного излучения: Получение электроэнергии с помощью фотоэлементов. Преобразование солнечной энергии в электричество с помощью тепловых машин: паровые машины (поршневые или турбинные), использующие водяной пар, углекислый газ, пропан, бутан; двигатель Стирлинга и т.д. Гелиотермальная энергетика - нагревание поверхности, поглощающей солнечные лучи и последующее распределение и использование тепла (фокусирование солнечного излучения на сосуде с водой для последующего использования нагретой воды в отоплении или в паровых электрогенераторах). Термовоздушные электростанции (преобразование солнечной энергии в энергию воздушного потока, направляемого на турбогенератор). Солнечные аэростатные электростанции (генерация водяного пара внутри баллона аэростата за счет нагрева солнечным излучением поверхности аэростата, покрытой селективно-поглощающим покрытием). Преимущество — запаса пара в баллоне достаточно для работы электростанции в темное время суток и в ненастную погоду. Достоинства солнечной энергетики: Общедоступность и неисчерпаемость источника. Т Солнечные фотоэлементы на крышах домов (США) еоретически, полная безопасность для окружающей среды, хотя существует вероятность того, что повсеместное внедрение солнечной энергетики может изменить характеристику отражательной способности земной поверхности и привести к изменению климата (однако при современном уровне потребления энергии это крайне маловероятно). Солнце: органические солнечные батареи Похоже, солнечные батареи готовы тесно срастись с нашим бытом. Элементы на основе органических молекул получились такими легкими и тонкими, что скоро вы сможете запитать ваш карманный плеер прямо от рукава собственной ветровки. Как это работает: Как в органических солнечных элементах, так и в традиционных кремниевых, полупроводниковый материал поглощает фотоны света. Под воздействием энергии фотонов происходит возбуждение электронов и их движение к границе элемента, где они попадают в контакт с металлом, обычно медью. Этот проводник отводит ток туда, где он нужен, скажем, к моторчику или контактам аккумулятора. Если кремниевые батареи состоят из неорганических веществ, таких как медный сплав, галлий и кремний, то в составе органических солнечных элементов преобладают атомы углерода, водорода и кислорода. Исследовательская группа под руководством Бернарда Киппелена, профессора Центра органической фотоники и электроники в Институте технологии штата Джорджия, смогла объединить пленку из органического вещества, названного «пентацен», с наночастицами фуллерена С60, называемого за свою форму buckyball («маркерный ш Органические солнечные элементы, превращая солнечную энергию в электричество, способны питать током небольшие индивидуальные электронные устройства. арик»). В результате получился новый светочувствительный полупроводник, способный с 1 см2 выдавать энергию в 3 милливатта. Сроки: Через два-три года органические солнечные элементы будут применяться для питания таких маломощных устройств, как бирки радиочастотной идентификации (RFID). Что касается питания ноутбуков и мобильных телефонов, то здесь придется подождать лет 5–10. Экономический эффект: Органические материалы легко совместимы с пластиковой подложкой. Как говорит Киппелин, «в перспективе их можно будет печатать, как газеты, на ролевых печатных машинах». А поскольку эти элементы получились тонкими и гибкими – толщина пленки 50 нм, – ими можно покрывать стенки палатки или элементы одежды, запитывая от них небольшие персональные электронные устройства, – например мобильные телефоны. Детали: Технология кремниевых фотоэлементов отработана уже весьма хорошо, а вот наука об органических полупроводниковых пленках пока еще только в зародыше. Возражения: Кремниевые солнечные элементы достигают КПД примерно 15%. Сегодня эффективность органических элементов не превышает 3–5%. Но если удастся наладить массовое производство таких материалов, любые поверхности можно будет превратить в собиратели солнечной энергии. Энергия волн Энергия волн — энергия, переносимая волнами на поверхности океана. Может использоваться для совершения полезной работы — генерации электроэнергии, опреснения воды и перекачки воды в резервуары. Энергия волн — возобновляемый источник энергии. Мощность волнения оценивают в кВт на погонный метр, то есть в кВт/м. По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает гораздо большей удельной мощностью. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт/м. При высоте волн в 2 м мощность достигает 80 кВт/м. То есть, при освоении поверхности океанов не может быть нехватки энергии. Конечно, в механическую и электрическую энергию можно использовать только часть мощности волнения, но для воды коэффициент преобразования выше, чем для воздуха — до 85 %. Волновая энергия представляет собой сконцентрированную энергию ветра и, в конечном итоге, солнечной энергии. Мощность, полученная от волнения всех океанов планеты, не может быть больше мощности, получаемой от Солнца. Но удельная мощность электрогенераторов, работающих от волн, может быть гораздо большей, чем для других альтернативных источников энергии. Несмотря на схожую природу, энергию волн принято отличать от энергии приливов и океанских течений. Выработка электроэнергии с использованием энергии волн не является распространенной практикой, в настоящее время в этой сфере проводятся только экспериментальные исследования. Потенциал использования энергии волн: Энергия морских волн значительно выше энергии приливов, и может быть использована значительно шире, чем приливная. Страны с большой протяженностью побережья и постоянными сильными ветрами, такие как Великобритания и Ирландия, могут генерировать до 5 % требуемой электроэнергии за счет энергии волн. В частности в Великобритании построен волновой генератор Oyster (электрогенератор). Избыток генерируемой энергии (общая проблема всех непостоянных источников энергии) может быть использована для других целей. Основной задачей получения электроэнергии из морских волн — это преобразование движения вверх-вниз во вращательное для передачи непосредственно на вал электрогенератора с минимальным количеством промежуточных преобразований, при этом желательно, чтобы большая часть оборудования находилась на суше для простоты обслуживания. Недавно выдан Российский патент на механизм, позволяющий преобразовывать движения качания поплавка на волнах с любой амплитудой во вращение. Выходной вал устройства вращается как от движения поплавка вниз, так и вверх. Механизм, находящийся на берегу, соединяется с поплавком штангой. Кроме того, механизмы можно секционировать на общий вал для получения большей суммарной мощности. Приливная электростанция 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 13 метров. Существует мнение, что работа приливных электростанций тормозит вращение Земли, что может привести к негативным экологическим последствиям. Однако ввиду колоссальной массы Земли влияние приливных электростанций пренебрежимо мало. Энергия вращения Земли (~1029 Дж) настолько велика, что работа приливных станций суммарной мощностью 1000 ГВт будет увеличивать длительность суток лишь на ~10−14 секунды в год, что на 9 порядков меньше естественного приливного торможения (~2×10−5 сек. в год). Для получения энергии залив или устье реки перекрывают плотиной, в которой установлены гидроагрегаты, которые могут работать как в режиме генератора, так и в режиме насоса (для перекачки воды в водохранилище для последующей работы в отсутствие приливов и отливов). В последнем случае они называются гидроаккумулирующая электростанция. В России c 1968 года действует экспериментальная ПЭС в Кислой губе на побережье Баренцева моря. На 2009 год её мощность составляет 1,7 МВт. На этапе проектирования находится Северная ПЭС мощностью 12 МВт. В советское время были разработаны проекты строительства ПЭС в Мезенской губе (мощность 11 000 МВт) на Белом море, Пенжинской губе и Тугурском заливе (мощностью 8000 МВт) на Охотском море, в настоящее время статус этих проектов неизвестен, за исключением Мезенской ПЭС, включённой в проект РАО «ЕЭС». Пенжинская ПЭС могла бы стать самой мощной электростанцией в мире — проектная мощность 87 ГВт. Использование приливной энергии за рубежом: С

Похожие:

	Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии Доказать преимущества возобновляемых источников энергии их неисчерпаемость и экологическую чистоту		Научно-исследовательская работа по теме «Тригонометрия и тригонометрические... Я решил писать данную работу, чтобы узнать побольше об истории появления тригонометрии, способах решения тригонометрических уравнений...
	Выполнил Арасланов Никита Ученик 9 «Б» класса моу сош №13 Кроме того, бурное развитие товарно-денежных отношений заставило современных экономистов обратиться к трудам дореволюционных историков,...		Итоги первого этапа городского конкурса профессионального мастерства педагогов «сош №40», моу «Гимназия №41», моу «сош №45», моу «Гимназия», моу «сош №48», моу «сош №49», моу «сош №54», моу «сош №55», моу «сош...
	Реферат «Новый взгляд на использование атомной энергетики» На сегодняшний день ядерная энергия является самым концентрированным источником энергии, в миллионы раз превосходящим все другие...		Работу выполнил Полянский Сергей Ученик «8» класса Вяртсильская средняя школа Лувр это не только архитектурный памятник, как дворец французских королей, но и один из самых известных музеев мира. В нем собрана...
	Плесень… Работу Ученик 7 «Б» класса Филиппов Савелий Сергеевич моу... Вагапова Гульназ Азатовна, Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа с. Кугарчи Кугарчинский...		Альтернативные источники энергии В приведенной мною работе я рассказал о всевозможных источниках энергии, являющихся альтернативными, их достоинства и недостатки,...
	“ Альтернативные источники энергии” Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных...		Положение о конкурсе «Ученик класса» в 5 классе мбоу «Еласовская сош» в 2012-2013 учебном году Конкурс «Ученик класса» направлен на поддержку талантливых детей, повышение уровня учебной мотивации учащихся
	Альтернативные источники энергии. Ветряная мельница как альтернативный источник энергии Цель: выяснение эффективности использования ветряной мельницы как альтернативного источника энергии в личном подсобном хозяйстве		Альтернативные источники энергии Солнечная энергетика Солнечная энергетика Солнечная энергетика используетнеисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов....
	Выполнил Митянин Иван ученик 9 класса Руководитель Сухова Татьяна... Измерение инфляции: индекс потребительских цен (ипц). Формула Пример задачи		Реферат по теме «Роль чисел в сказках А. Пушкина» Автор: ученик 4 класса моу «Наумовская сош» Томского района Томской области Романов Сергей
	Выполнил ученик 10 класса «В» Как научная дисциплина, комбинаторика сформировалась в XVII в. В книге "Теория и практика арифметики" (1656 г.) французский автор...		Социальный проект «День самоуправления» Авторский коллектив: Лобов Иван, ученик 9кб класса Каракчеев Дмитрий, ученик 9кб класса Вдовина Алина, ученица 9кб класса Пьянков...