Рассказать друзьям
Техника 22 декабря 2011

Проблемы и перспективы электроэнергетики Белгородской области

ВВЕДЕНИЕ.

С момента появления на земле человек начал пытаться использовать энергию солнца и ветра. Недаром с глубокой древности им приписывались “божественные свойства”, есть олицетворения в виде богов, духов. Так у славян почитали Стрибога — бога и повелителя ветра. Олицетворения ветра существуют и в других языческих культах. Из глубины веков до нас дошли сведения, как ветер ловили парусами и путешествовали по морям и рекам. Тысячи ветряных мельниц вплоть до начала XX века трудились, перемалывая зерно в муку. Сервантес в своей книге о Дон Кихоте в одной из наиболее ярких картин представил мельницы могучими великанами, с которыми борется рыцарь “печального образа”. Как же дела обстоят сейчас?
Энергетика – это отрасль производства, которая развивается невиданно быстрыми темпами. Если численность населения в условиях современного демографического взрыва удваивается за 40–50 лет, то в производстве и потреблении энергии это происходит через каждые 12–15 лет. При таком соотношении темпов роста населения и энергетики, энерговооруженность лавинообразно увеличивается не только в суммарном выражении, но и в расчете на душу населения.
Электроэнергетика – составная часть энергетики, задача которой – выработка электроэнергии на электростанциях и передача ее потребителям по линиям электропередач. Эта единственная отрасль промышленности, продукцию которой нельзя хранить, нельзя “запасать впрок”. Существует специальное понятие — “опережающее развитие энергетики”. Это значит, что ни промышленное предприятие, ни новый город или просто дом нельзя построить до того, как будет определен источник энергии, которую они станут потреблять. Вот почему по количеству добываемой и используемой энергии можно судить о богатстве любого государства.
Однако в последнее время все человечество сталкивается с проблемой нехватки электроэнергии. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным (альтернативным источникам энергии). Электроэнергетика Белгородской области развита относительно слабо. Суммарная установленная мощность электростанций – 167 МВт (70–е место в РФ) Область считается энергодефицитной. Потребности в энергетике покрываются только на 10%. Вместе с тем расходуется электроэнергии много. Недостающая часть поступает из энергосистем Курской и Воронежской областей. Среднегодовое потребление электроэнергии в Белгородской области 9–11 млрд. кВт. ч..
Актуальность темы состоит в том, что энергетика служит основой любых процессов во всех отраслях народного хозяйства, главным условием создания материальных благ, повышения уровня жизни людей. С каждым годом на земле уменьшается запас природных ископаемых, используемых в качестве топлива на электростанциях. Человечество ищет альтернативные и в то же время экологически безопасные и возобновляемые источники для производства электрической энергии. Данная проблема послужила основой для моего проекта. Объектом моего исследования является электроэнергетика Белгородской области.

Цель моей работы изучить проблемы и перспективы электроэнергетики Белгородской области. Для выполнения цели мною были поставлены следующие задачи:
1 ознакомиться с основными аспектами энергетической проблемы в современном мире;
2 изучить историю развития электроэнергетики Белгородской области;
3 изучить виды использования нетрадиционной электроэнергетики Белгородской области;
4 сделать выводы, и предложения по использованию альтернативных источников электроэнергии на территории Белгородской области.

Для достижения данной цели необходимо выделить и рассмотреть основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к альтернативной электроэнергетики в мире и на территории Белгородской области. Это следующие причины:
1)неуклонное увеличение численности населения нашей планеты;
2) беспрецедентно быстрое развитие производства в период НТР;
3) нарастающее истощение запасов привычных источников энергии (угля хватит на 600 лет, нефти – на 90 лет, газа – на 50 лет, урана – на 27 – 80 лет),
4) требования к сохранению окружающей среды заставляют людей искать новые источники энергии, прежде всего, располагающие возобновимыми или малоисчерпываемыми запасами.

Человечество еще плохо использует возможности получения энергии из природных, практически неисчерпаемых источников: тепла земных недр и океана, энергии океанских и речных течений, приливов и волн, ветра. Потребляется огромное количество энергии. За год мы сжигаем от 9 до 20 млрд. тонн топлива. С экологической точки зрения сегодня общеизвестен и доказан факт пагубного влияния на окружающую среду традиционных энергодобывающих технологий (в частности атомных электростанций – Чернобыльская АЭС, Фукусима–1), их применение неизбежно ведет к катастрофическому изменению климата уже в первых десятилетиях XXI века. Та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную электроэнергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.
Велико экономическое значение нетрадиционных источников. Переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности. Кроме того, стоимость энергии, производимой многими альтернативными источниками, уже сегодня ниже стоимости энергии из традиционных источников, да и сроки окупаемости строительства альтернативных электростанций существенно короче. Цены на альтернативную энергию снижаются, а на традиционную постоянно растут. Численность и плотность населения постоянно растут. При этом трудно найти районы строительства атомных электростанций (АЭС) и гидроэлектростанций (ГРЭС), где производство энергии было бы рентабельно и безопасно для окружающей нас среды. Общеизвестны факты роста онкологических и других тяжелых заболеваний в районах расположения АЭС, крупных ГРЭС, предприятий топливно–энергетического комплекса, хорошо известен вред, наносимый гигантскими равнинными ГЭС, – всё это увеличивает социальную напряженность.
В связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также 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.


ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ.

Общие сведения о Белгородской области.

Белгородская область входит в состав Центрального федерального округа РФ и в Центрально–Черноземный экономический район. На юге и западе она граничит с Луганской, Харьковской и Сумской областями Украины, на севере и северо–западе — с Курской областью, на востоке — с Воронежской областью. Общая протяжённость границ составляет около 1150 км, из них 540 км — с Украиной. Площадь территории — 27,1 тыс. км2. Население — 1 млн. 525 тыс. человек (01.01. 2009 г.). Среди субъектов РФ регион Белгородская область занимает 71 место по территории, 30 и 15 места соответственно по численности и плотности населения. Климат на территории Белгородской области умеренно–континентальный. Зима в Белгородской области достаточно мягкая, лето – продолжительное. Продолжительность солнечного сияния на территории области составляет порядка 1800 часов в год. По данным многолетних наблюдений среднегодовая скорость ветра на территории Белгородской области составляет около 5–7 м/с.
Белгородчина — высокоразвитый индустриально–аграрный регион, экономика которого опирается на колоссальные богатства недр и уникальные чернозёмы. В регионе широко развиты горнодобывающая промышленность и производство стройматериалов. Самые крупные недропользователи — Лебединский и Стойленский горно–обогатительные комбинаты с открытым и комбинат “КМАруда” с подземным способами разработки. Действует Оскольский электрометаллургический комбинат. Доля разведанных запасов железных руд в балансе РФ превышает 40% (по добыче доходит до 35%), по бокситам — 15%. Кроме того, в Белгородской области находятся крупные месторождения качественного мела с утвержденными запасами порядка 1 миллиард т. В сельском хозяйстве области развиты мясомолочное животноводство, свиноводство, птицеводство, пчеловодство, растениеводство. Сельскохозяйственные угодья занимают более 70% площади территории. В агропромышленный комплекс входят 365 сельхозпредприятий и 1911 фермерских хозяйств. Переработкой сельхозпродукции занимаются предприятия различных форм собственности.
Белгородская область, не обладая собственными топливными ресурсами, используя выгодное географическое положение, потребляет в основном электроэнергию Курской и Нововоронежской АЭС. ПС–750 кВ “Металлургическая” является крупнейшей подстанцией Центрального региона России. Энергообъект обеспечивает электроснабжение Осколького электрометаллургического комбината, предприятий Старооскольского горнорудного региона металлургического комплекса. Основной питающей артерией является ВЛ–750 “КАЭС” от Курской АЭС. ПС “Металлургическая–750 кВ” имеет также линию связи ВЛ–500 кВ с подстанцией  “Старый Оскол — 500”, питающейся по ВЛ–500 кВ от Нововоронежской АЭС. Таким образом, осуществляется связь между крупнейшими атомными станциями России. Линия электропередачи 500 кВ Нововоронежская АЭС – Старый Оскол введена в эксплуатацию в 1976 году. Она обеспечивает передачу электроэнергии с Нововоронежской АЭС потребителям города Старый Оскол, в числе которых – Оскольский электрометаллургический комбинат и Стойленский горно–обогатительный комбинат.


Поиск решения проблем энергоснабжения области.

Дефицит в области топливных ресурсов, а также отрицательное воздействие на экологию окружающей среды традиционной энергетики, привел к поиску путей решения данной проблемы. Кроме традиционных источников энергии, нужно использовать по возможности нетрадиционные (альтернативные) источники:
– использование солнечной энергии, исходя из среднегодовой продолжительности солнечного сияния, составляющей 1800 часов в год, имеет смысл, если использовать это способ выработки энергии в сочетании с другими способами получения энергии. На широте Белгородской области энергия Солнца не так уж велика, чтобы конкурировать с иными источниками энергии. Однако в тех частях области, где нет иных источников, или существующие источники также не гарантируют постоянного энергоснабжения, использование солнечной энергии можно считать оправданным.
– использование ветровой энергии по большей части на территории Белгородской области является целесообразным. Среднегодовая скорость ветра на территории Белгородской области составляет около 5–7 м/с, что открывает перспективы к развитию этого направления развития альтернативной энергетики. В целом, в Белгородской области целесообразно использование двух типов ветрогенераторов: первые – это мощные агрегаты промышленного назначения, вторые — маленькие компактные установки для частного пользования. Эти, последние, вполне могут обеспечить энергией фермы, малые предприятия, жилые дома и т. п. Единственным крупным недостатком этого способа обеспечения энергией является негарантируемость энергоснабжения в дни, когда скорость ветра будет низкой. Потому этот источник энергии лучше использовать в сочетании с другими источниками энергии.
– маловодность Белгородской области делает целесообразность использования энергии воды несколько сомнительной. Реки, расположенные на территории Белгородской области, по большей части немноговодны. Таким образом говорить о повсеместном использовании, например, гидротаранов – нельзя. Целесообразность использования этого способа преобразования водной энергии следует рассматривать отдельно в каждом конкретном случае.
– следует отметить, что на всей территории Белгородской области оправдано использование тепловых насосов. Отбор накопленной тепловой энергии возможен как из воздуха, так и из грунта, а также рек и прочих водоемов. Леса являются возобновляемым источником энергии. Однако в Белгородской области лесов определенно недостаточно для того, чтобы считать древесину источником энергии, выгодным для использования в промышленных масштабах.

По совокупности полученных данных можно сделать вывод, что развитие энергетики Белгородской области должно идти по пути сочетания традиционных способов выработки энергии с альтернативными. Это будет способствовать быстрейшему развитию области по всем направлениям экономики.
Изучив литературу по данной теме, я выяснила, что оказывается, на территории Белгородской области уже работают несколько видов альтернативных источников энергии. Ветрогенераторы, солнечные батареи и биогазовая установка являются первыми объектами по выработке альтернативной энергии в Белгородской области. Электроэнергия, выработанная ветрогенераторами и солнечными батареями, будет поступать в сети филиала ОАО “МРСК Центра” — “Белгородэнерго” и распределяться между потребителями. Уже в октябре этого года начнется строительство еще одного альтернативного источника энергии — биогазовой установки, призванной утилизировать отходы мясоперерабатывающего завода “ГК “Агро–Белогорье” и близлежащих сельхозпредприятий. Ее мощность составит 2,4 МВт, при этом объем выработки электрической энергии — 19,6 млн кВтч, тепловой — 17,2 тыс. Гкал в год. В августе 2011 года объект планируется ввести в эксплуатацию.
Альтернативные источники практически не требуют затрат при эксплуатации и достаточно эффективны, в первую очередь с точки зрения экологии. Это далеко не последний проект по выработке альтернативной энергии, за ними будущее. И Белгородская область будет занимать лидирующее положение в развитии не только традиционной энергетики, но и альтернативной, как более перспективной.
Ветроустановки преобразуют в электричество кинетическую энергию ветра. Ветер раскручивает лопасти ветряка, приводя в движение вал электрогенератора. Выработанная электроэнергия подается на контроллер, где доводится до нормативных показателей напряжения и частоты.
Солнечная электростанция практически не требует обслуживания, не встает на ремонт и переоборудование, замена поврежденных или отслуживших солнечных панелей происходит в текущем режиме. В этом неоспоримое преимущество альтернативной энергетики перед тепловыми станциями. Современны солнечные панели, способны вырабатывать электроэнергию даже в условиях короткого светового дня, и малой солнечной активности. На территории Белгородской области наблюдается достаточно продолжительный период солнечного сияния (1900 часов в год). Продолжительность дня изменяется от 8 часов в декабре до 16,5 часов в июне. Солнечные батареи, или панели фотоэлектрических преобразователей, являются еще одним альтернативным источником энергии на Белгородчине. Эти устройства способны преобразовывать часть солнечного электромагнитного излучения в электрический ток. Так уже в Яковлевском районе установлены солнечные батареи двух типов: поликристаллические и аморфные.
В районе хутора Крапивенские Дворы перед взором предстаёт фантасти­ческая по местным меркам картина: крутящиеся лопасти огромных сере­бристых ветрогенераторов и зеркальные панели солнечных батарей. Ма­ленький кусочек Дании, ну, или любой другой европейской страны. Пока что эти ветряки и солнечные батареи на нашей белгородской земле выглядят чистой экзотикой, вызывая неподдель­ный интерес у обывателя – неужели всё это работает?
Работает! Ветрогенераторы и солнечные батареи установлены на одной пло­щадке с новым комплексом по убою скота и транспортно – логистическим центром мясоперерабатывающего за­вода одного из крупнейших российских агропромышленных холдингов “Агро–Белогорье”.
Солнечные батареи, или панели фотоэлектрических преобразователей, преобразовывают в электрический ток солнечное электромагнитное излуче­ние. В Белгородской области установ­лены поликристаллические батареи российского производства и аморфные венгерской фирмы–производителя. После окончания пусконаладочных работ предполагаемый совокупный объём выработки “зелёной” энергии составит более 20 млн кВтч электриче­ской и 17,2 тыс. Гкал тепловой энергии в год. Вся выработанная электроэнер­гия будет поступать в сети филиала ОАО “МРСК Центра” – “Белгородэнерго” и распределяться между потреби­телями. Это довольно значимый проект для энергетики региона. Расчетная производительность новой электростанции составляет 133,4 тыс. кВт. ч в год. Половина солнечных панелей изготовлена на Рязанском заводе металлокерамических приборов, это единственное предприятие в России, солнечные панели которого сертифицированы и продаются в Европе.


Практическая часть.

Изучив виды альтернативных источников энергии Белгородской области и большие перспективы их развития я со своими руководителями убедилась в том, что можно широко использовать в нашей местности, например, ветрогенераторы. Современные ветрогенераторы стоят дороже дизельных или бензиновых агрегатов аналогичной мощности, но у них есть один большой плюс – за используемое для их питания “топливо” не нужно платить, т. к. ветер пока еще никто не додумался продавать, в отличие от продуктов нефтепереработки.
В ходе выполнения работы у меня возникло желание собрать модель ветрогенератора своими руками. Мы попробовали сделать миниатюрный ветрогенератор из того, что нашли у себя дома. Для этого из проволоки и металлической пластинки сделала каркас модели вышки ветрогенератора, наверху закрепила шаговый двигатель постоянного тока с закрепленным на валу винтом. Далее с помощью проводов собрала схему, в состав которой вошли: переключатель на три положения (вкл. /выкл.), вольтметр, инвертор, светодиод, светодиодный фонарь и лампочка накаливания. В движение винт приводится потоком воздуха из фена.

http://static.livescience.ru/vetro/vetro.avi

С помощью этого генератора можно вырабатывать небольшую мощность электроэнергии, он скорее служит наглядным пособием.

Наиболее же легко осуществимым и полезным нам кажется возможность жителям удаленных деревень, а также членам садоводческих кооперативов установка на каждом участке пусть небольшого, но своего ветрячка.
Попробуем описать, как самому можно построить самодельный ветрогенератор с вертикальной осью вращения. Один из основных элементов ветрогенератора – это его лопасти, которые можно сделать, например, из алюминиевой бочки, имеющей хорошую жесткость, или из более дешевого материала – пластиковой бочки. Соединять их можно на винтах – саморезах, болтиках или заклепках. Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе незначительны. Наличие сварочного аппарата делает возможности в резке форы лопастей ветрогенератора неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветряных роторов. Емкость такой бочки должна быть примерно 100 литров (+50 литров), в зависимости от того, какая мощность ветрогенератора вам необходима, т. к. мощность напрямую зависит от диаметра и высоты бочки.

Схема роторной ветроэлектроустановки:
1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 —вал, 4 —подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы.

Схема электрооборудования ВЭУ, взятое от автомобильного генератора на 12 В: 1 — генератор, 2 — реле–регулятор, 3 — аккумулятор, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумулятора в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.

Выбрав металлическую или пластиковую бочку, нужно будет вырезать из нее ветряное колесо, что мы легко сделаем за несколько минут с помощь обыкновенной болгарки. Вначале сделаем прорези на боковой поверхности бочки, а после этого отогнем осторожно передние и задние кромки лопастей на нужный нам угол. Количество лопастей ветряного колеса может быть различным (2 и более). В качестве оси ветряного колеса можно использовать, например, отрезок трубы или арматуры. Снять энергию с вертикального ветряного колеса не представляет особых проблем, даже без применения сварки для соединения деталей. Для передачи энергии можно использовать, например, ремень, велоцепь или обрезиненный ролик.
В качестве генератора электроэнергии можно использовать, например, подходящий по мощности мини–электродвигатель на постоянных магнитах или велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора на постоянных магнитах прямо на днище бочки или на оси ветряного колеса.
Такой малогабаритный ветрогенератор можно применять для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, работы осветительных приборов, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины. А так же в местах, удаленных от постоянных источников энергии (на пастбище, огороде, фермерском хозяйстве, на даче, пограничной заставе и т. п.).

Проведем анализ энергии, которую несет в себе ветер. Формула расчета энергии ветра:

P = 0,6 * S * V3

где Р – это мощность, в Вт; S – площадь (М2) на которую перпендикулярно дует ветер. V – скорость ветра, в метрах в секунду. Т. е. мощность, энергия, что несет в себе ветер прямо пропорционально обдуваемой им площади и кубу его скорости. Например, ветер, дующий на 1 кв. метр со скоростью 2 м/с “несет” в себе энергию 4,8 Ватт. Если скорость ветра увеличится до 8 метров в секунду, то мощность возрастет до 307 Ватт. На скорость ветра мы повлиять не можем, поэтому остается влиять только на площадь нашего ветряка.
Рассчитываем энергию, необходимую на обогрев дома от ветряка. Измерим площадь своего дома, умножим на коэффициент 100 (ватт на кВ.м.), а получившуюся цифру умножим на 5 (КПД ветроустановок в целом 20-30%, не более). Вот такая энергия потребуется нам для отопления. Для примера: дом 100 кв.м., мощность ветра на отопление потребуется 50 кВт. достигается, при скорости ветра в 6 метров/сек, площадью ветряка 385 кв.м. (диаметр ветряка 22 метра). Если бы скорость ветра была 10 м/с, то площадь бы потребовалась 80 кв. м (диаметр ветряка 10 метров). При потреблении электроэнергии сети за обогрев дома придется платить около 140 рублей ежедневно, использование энергии ветра обходится дешевле.Если на участке нет электроэнергии вообще, и перспективы ее туда провести нет, то постройка ветряка может оказаться весьма неплохим способом решения проблем электроснабжения.
.В нашей местности есть примеры использования ветровых двигателей с целью выработки электроэнергии. Так, в городе Старый Оскол на улице Энтузиастов д. 1 установлен ветрогенератор, который несколько лет позволяет использовать хозяину энергию ветра для освещения частного дома. Аналогичные ветрогенераторы нашли свое применение в фермерских хозяйствах Корочанского района Белгородской области.


ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

На основании анализа литературы по основным аспектам энергетической проблемы в современном мире мы пришли к выводу, что электроэнергетика в наше время является одной из ведущих отраслей эпохи. Во многом ее развитие определяет уровень развития экономики страны.
Изучив историю развития электроэнергетики Белгородской области, и источники электроэнергетики, а также проблемы и перспективы развития данной отрасли мы пришли к следующим выводам:
- в настоящее время система электроснабжения области работает на полную мощность, что связано с постоянно возрастающими энергетическими потребностями региона. Уже к концу будущего года максимальная мощность потребляемой в области электроэнергии может превысить 2000 МВт. Параллельно с неуклонным ростом потребления электроэнергии происходит неизбежный износ производственных мощностей и объектов Белгородской энергосистемы.
- чтобы не затормозить экономическое и социальное развитие региона, а также обеспечить реализацию приоритетных национальных проектов на его территории, разработана программа развития энергетики Белгородской области, рассчитанная до 2013 года. В данной программе большое внимание уделяется использованию нетрадиционных (альтернативных) источников энергии.
- ветроустановки преобразуют в электричество кинетическую энергию ветра, а современные солнечные панели, способны вырабатывать электроэнергию даже в условиях короткого светового дня, и малой солнечной активности.
Рассмотрев принципы работы альтернативных источников можно сделать вывод, что они практически не требуют затрат и достаточно эффективны, в первую очередь с точки зрения экологии, за ними будущее.
Для жителей частных домов при использовании ветрогенератора в домашнем хозяйстве наиболее экономически целесообразно получение с помощью ветрогенераторов не электрической энергии промышленного качества, а постоянного или переменного тока (переменной частоты) с последующим преобразованием его с помощью ТЭНов в тепло, для обогрева жилья и получения горячей воды. Эта схема имеет несколько преимуществ:
* отопление является основным энергопотребителем любого дома;
* схема ветрогенератора и управляющей автоматики кардинально упрощается;
* схема автоматики может быть в самом простом случае построена на нескольких тепловых реле;
* в качестве аккумулятора энергии можно использовать обычный бойлер с водой для отопления и горячего водоснабжения;
* Потребление тепла не так требовательно к качеству и бесперебойности, температуру воздуха в помещении можно поддерживать в широком диапазоне: 19—25°С; в бойлерах горячего водоснабжения: 40—97°С, без ущерба для потребителей.


Теоретическая и практическая значимость исследования

Теоретическая и практическая значимость исследования заключается в том, что его основные положения и результаты могут быть использованы при преподавании школьного курса физики, экономической географии, экологии, на классных часах, при беседах с учениками и родителями для расширения кругозора.
Проблема использования альтернативной энергии очень актуальна и может быть изучена в последующих исследовательских работах.
Мы предлагаем в своем проекте, учитывая климатические условия нашей местности для решения проблемы в целях ресурсосбережения и охраны природы Белгородской области шире использовать альтернативные источники энергии в частности ветровые установки и солнечные электростанции.
С руководителями мы посетили собрание членов садоводческого кооператива «Цементник-2», расположенного недалеко от Старооскольского водохранилища. Рассказали людям, как можно самим сделать ветрогенератов, в том числе и для подъема воды из скважин и попытались подвести к мысли, что установка на каждом участке пусть небольшого, но своего ветрячка – это замечательный выход из ситуации с перебоями в электроснабжении кооператива. Тем более экономическая выгода очевидна – огромные ветрогенераторы, по оценкам специалистов-энергетиков, окупятся в течение 5 лет. А собранные своими руками или купленные за небольшие деньги у мастера-соседа по кооперативу практически сразу.


Список использованной литературы:

1. В.Н. Андрианов, К.П. Вашкевич, Д.Н. Быстрицкий, В.Р. Секторов Ветроэлектрические станции,
2. http://www.energystrategy.ru
3. http://www.solar-battery.narod.ru
4. “Энергия будущего” – информационный сайт по альтернативной энергетики
5. Д.Б.Вольфберг Теплоэнергетика. «Современное состояние и перспективы развития энергетики мира».
6. Володин В.В. Энергия, век двадцать первый. – М.: Детская литература, 2001.
7. А.Н. Петин География Белгородской области, издательство Московского университете, 2008
8. Официальный сайт Филиала ОАО “МРСК Центра” – “Белгородэнерго” – http://mrsk-1.ru/ru/about/branches/belgorodenergo/about/index.php
9. Официальный сайт Филиала ОАО «ФСК ЕЭС» – Черноземное ПМЭС – http://www.fsk-ees.ru/branches_cn_structure_chernozem.html.

Автор:
Ризничук Юлия Андреевна,
11 «Б» класс

Научные руководители:
учитель физики Юкляевская Ольга Алексеевна,
учитель географии Ансимова Любовь Александровна

МОУ СОШ № 24 с углубленным изучением отдельных предметов,
город Старый Оскол

Полный текст работы:

http://static.livescience.ru/vetro/vetro.pdf

Презентация:

http://static.livescience.ru/vetro/presentation.pdf

 

Комментарии ( 14 )
  • Payentko Viktoriya 23 декабря 2011, 14:47
    Работа интересная, имеет большое практическое значение. Желаю успехов
  • Павел К 25 декабря 2011, 17:06
    Работа хорошая, мне очень понравилась. Только вот хочу узнать, какое воздействие оказывает шум от ветровых установок, на растительность. Не секрет, что в США ветровые генераторы устанавливают в пустынных местностях. На первый взгляд все просто замечательно. Уже захотел себе подобную штуку поставить.
  • Шестаков Александр 25 декабря 2011, 20:50
    Тема работы не нова. Автор, в отличие от работ, предлагаемых на данную тему, во множестве как Internet, так и печатных источников; не говорит о экономической составляющей вопроса. Хотя именно процесс окупаемости установки оборудования для использования альтернативной энергии и не позволяет ввести эту систему в России. Написана только отвлеченная фраза: "По оценкам специалистов... ". Но работая в данной области знаний, надо хотя бы пытаться эту оценку в лучшем случае подтвердить – пока что в России она опровергается. При отсутствии данных этапов работы над проектом, он является не научно–исследовательской работой, а рефератом.
  • Administrator 25 декабря 2011, 21:08
    Модель с феном, на мой взгляд, довольно сложно "пристегнуть" к практике. Да, показали, что вырабатывается энергия. Дальше что? Как соотнести с реальным ветром и реальными ветрогенераторами?

    Тема, как и в ряде предыдущих работ, заявлена обширная, а сделано мало. Я бы рекомендовал сконцентрироваться на какой–нибудь маленькой, но выполнимой задаче (чтобы была сделана "от и до"). Допустим, собрать реальный ветрогенератор по тем описаниям, что вы привели в конце, и погонять его в полевых условиях. Поставить на дачу, допустим. Вот это было бы интересно и полезно.
  • Vladimir 4 января 2012, 15:01
    это не очень самостоятельная работа, а непричесаная компиляция с разнородных стилистически данных – учебников, газетных статей, интернет публикаций. Их оригинальное авторство легко дает гугол. Даже цифровые данные друг другу противоречат..
    *исходя из среднегодовой продолжительности солнечного сияния, составляющей 1800 часов в год*
    *На территории Белгородской области наблюдается достаточно продолжительный период солнечного сияния (1900 часов в год)*
    По практике, описание результата работы ее оригинальная часть, куцее в сравненнии с теоретической частью, а ведь сделано было не плохо.. Хотябы табличку мощность ветрогенератора от растояния до фена..
    *Далее с помощью проводов собрала схему, в состав которой вошли: переключатель на три положения (вкл. /выкл.), вольтметр, инвертор, светодиод, светодиодный фонарь и лампочка накаливания. *
    видимо не инвертор а выпрямитель – генератор дает переменный ток, а нагрузка требует постоянный, а инвертор это когда наоборот.
  • Шестаков Александр 9 января 2012, 22:48
    Обращаясь к Vladimir, если в схеме стоит не генератор, а двигатель постоянного тока, то про инвертор написано правильно.
    Но, обращаясь уже к автору: цитата из работы: "Мы попробовали сделать миниатюрный ветрогенератор из того, что нашли у себя дома. Для этого из проволоки и металлической пластинки сделала каркас модели вышки ветрогенератора, наверху закрепила шаговый двигатель постоянного тока с закрепленным на валу винтом". Хотелось бы все же уточнить: просто двигатель постоянного тока или шаговый двигатель? Если шаговый, то очень интересно какой (униполярный или биполярный) и еще больше интересно: зачем?

    С уважением, педагог–новатор Российской научно–социальной программы "Шаг в будущее" Шестаов А. А.
  • Vladimir 10 января 2012, 14:27
    Александр, на фото 2 видимо что использован шаговый ПМ двиг от флопика, а они в обращенном режиме дают переменный ток буть они хоть уни хоть би полярные.
    А причина их ипользования в отностительно низких оборотах для начала генерации. А это и есть одна из основных проблем ветроэнергетики – согласование рабочих характеристик ветроколеса и генератора. Кстати эта тема в работе осталась даже не затронута...
  • Шестаков Александр 11 января 2012, 01:07
    Vladimir, вот видите, Вы более зрячий, чем я – сразу распознали шаговик. Соответственно, Вы правы: вопросов по работе еще больше. Но хотелось бы все же прочитать ответы автора..., а не комментарии людей, разбирающихся в теме...
    С уважением, педагог–новатор Российской научно–социальной программы "Шаг в будущее" Шестаков А. А.
  • Андрей 29 февраля 2012, 11:46
    Пусть и компиляция, но с нее и начинается самостоятельная работа smile ветряные установки в России работают на многих дачах. Используются в основном для освещения и питания бытовой мелочи типа мобильных телефонов иногда ноутбуков. И проблемы этих установок сугубо инженерные. Например расчет и конструкция редуктора, наличие кинетического накопителя энергии(маховик), накопление и трансформация, энергии(аккумуляторы, инверторы), усиление ветрового потока используя тепловую конвекцию(смена температуры день – ночь), автоматика переключения разряженных блоков аккумуляторов на зарядку и пр. Эти проблемы решаемы даже в кустарных условиях. Так что ребята молодцы. Продолжайте дальше, фантазируйте и реализуйте smile тот же фонтан Герона Александрийского прекрасный предмет для размышлений в том же направленииsmile
  • Ризничук Юлия 11 марта 2012, 10:08
    Добрый день, уважаемые критики моей работы. Приношу извинения за столь долгое молчание, были определенные проблемы. Кое–какие из замечаний я постаралась устранить, на некоторые вопросы обязательно отвечу в ближайшее время. Большое спасибо, замечания мне помогли сделать работу интереснее.
    Юлия.
  • Шеверун Игорь 14 июня 2012, 15:50
    Уважаемая Юлия Андреевна!
    Изучив Вашу научную работу, не могу не обратить на неё внимании, т. к. работаю в отделе альтернативной энергетики.
    "Начну с конца", так сказать. С выводов. Без сомнения, Ваша работа имеет колоссальную теоретическую значимость в качестве научных бесед со школьниками, развития кругозора и "зелёного мышления". Ведь именно мы, люди, ответственны за экологический баланс Земли.
    Практическая значимость тоже присутствует, но, до того, как воплощать идеи автономного электроснабжения в жизнь, нужно поглубже задуматься о необходимости и целесообразности использования альтернативных источников энергетики в личных целях. Я ни в коем случае не отговариваю Вас или кого либо использовать энергию возобновляемых источников, просто хочу предостеречь от некоторых разочарований, связанных с теоретической и практической неподготовленностью рядовых граждан. Так уж сложилось у нас в стране, что всё у нас – с размахом: если ставить ветряк – так чтоб он обеспечивал 5 кВт в час, солнечные панели – так чтоб одной маленькой панелькой можно было чайник вскипятить!
    Давайте вместе будем просвещать народ относительно нетрадиционной энергетики – и мир станет чуть-чуть более энерговооружённым, при этом не так сильно нарушая экосистему Земли!
    А теперь, если Вы не возражаете, пройдусь по тексту работы.
    Вы пишете, что АЭС – один из самых... опасных видов выработки электроэнергии и приводите в пример аварии на ЧАЭС (1986г.) и Фукусима-1 (2011). Между тем, среди "традиционных" способов получения энергии, атомная энергетика – самая экологичная и самая безопасная. На данный момент в мире насчитывается 463 АЭС и две, указанные Вами, составляют менее 0,5% от общего объёма. Поэтому "катастрофическое изменение климата" - это, на мой взгляд, чересчур преувеличенное высказывание. Кстати, с 1984 по 2007 года я жил в Киеве и находился вблизи от ЧАЭС 26 апреля 1986 года и далее. Сейчас же я живу в Санкт-Петербурге, можно сказать, под боком ЛАЭС и, контактируя с людьми, которые работают в Сосновом Бору, могу Вас уверить, что на производстве выполняются все мероприятия по технике безопасности и обеззараживании объектов и персонала.
    Далее по тексту, у Вас написано, что на сегодняшний день стоимость энергии, производимой альтернативными источниками электроэнергии, ниже стоимости энергии, производимой традиционными источниками. Подскажите мне, пожалуйста, где Вы нашли такие источники, которые вырабатывают энергию по цене ниже 3,5 руб. /кВт? Должно быть, Вы имели ввиду автономные удалённые объекты, до которых невозможно или экономически нецелесообразно тянуть ЛЭП?
    Вы пишете, что среднегодовая скорость ветра в Белгородской области 5-7 м/с. Это очень хороший потенциал. Жаль, что это не совсем так, потому что, будь это так, Ваша область была бы на первом месте по ветроэнергетике. По данным метеослужбы (многолетние наблюдения погоды), преобладающая скорость ветра у Вас – 3-6 м/с (66% года). Среднегодовая скорость ветра – 4,99м/с. НО! Это на высоте 50м надо поверхностью земли. На высоте 10 метров, среднегодовая скорость 3,9м/с, причём 12% времени преобладает штиль (это 44 дня за год). А при такой скорости – сколько выработает ветряк, предложенный Вами в качестве подспорья дачнику?
  • Шеверун Игорь 14 июня 2012, 15:58
    Да, кстати, по поводу критиков smile Александр и Владимир, я согласен с Андреем, что данная работа носит характер поверхностных, но с возможным продолжением в сторону углубления.

    Администратору. Согласен, натурные испытания рабочей модели были бы интересны. Думаю, Юлия Андреевна могла бы взять на вооружение это замечание и, в следующей работе, предоставить результаты испытаний.

    Андрей, подскажите, где это "на многих дачах" в России стоят ветрогенераторы? Адреса назвать можете? smile
    Кстати, при работе ноутбук потребляет 90Вт. Это значит, что за 5 часов работы, он потребит 0,5кВт*ч. Это Вам уже не просто ветрячёк из шаговика...
  • Василий 6 марта 2014, 12:19
    Написано красиво , но без погружения в экономику и технические характеристики оборудования , тем более для частных домов . Срок окупаемости оборудования приблизительно 20-25 лет с теми ценами на кВт*ч , который сейчас существует + где у нас ветра от 10-15 м/с ?
  • Денис 13 октября 2015, 19:34
    Есть мнение, что в свете увеличения за последние 2-3 года КПД солнечных панелей и уменьшения их цен (долларовых разумеется), именно они, а не ветряки, будут основным направлением развития энергетики в нашей области. Если считать проект по курсу доллара от 2013 года, то он уже был бы окупаем за 8 лет (панели, инвертор, АКБ и монтаж).
Ваш комментарий
 
Кому:
Ваше имя:
Ваш e-mail:
Комментарий:
 
  гостевые комментарии проверяются модератором