|
|||
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? Цель моей работы изучить проблемы и перспективы электроэнергетики Белгородской области. Для выполнения цели мною были поставлены следующие задачи: 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: 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.
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.
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:
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.
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. 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.
Схема роторной ветроэлектроустановки:
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. 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.
ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯНа 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.
Теоретическая и практическая значимость исследованияТеоретическая 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.
Список использованной литературы:1. В.Н. Андрианов, К.П. Вашкевич, Д.Н. Быстрицкий, В.Р. Секторов Ветроэлектрические станции, Автор: Научные руководители: МОУ СОШ № 24 с углубленным изучением отдельных предметов, Полный текст работы: http://static.livescience.ru/vetro/vetro.pdf Презентация: http://static.livescience.ru/vetro/presentation.pdf
|
Содержание
Рассказать друзьям
© | права на опубликованные материалы принадлежат их авторам |
Купить научно-популярные книги
Комментарии ( 14 )
-
Payentko Viktoriya 23 декабря 2011, 14:47 -
Павел К 25 декабря 2011, 17:06 -
Шестаков Александр 25 декабря 2011, 20:50 -
Administrator 25 декабря 2011, 21:08
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
*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
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
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
С уважением, педагог–новатор Российской научно–социальной программы "Шаг в будущее" Шестаков А. А. -
Андрей 29 февраля 2012, 11:46 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
тот же фонтан Герона Александрийского прекрасный предмет для размышлений в том же направлении
-
Ризничук Юлия 11 марта 2012, 10:08
Юлия. -
Шеверун Игорь 14 июня 2012, 15:50
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 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?
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 -
Денис 13 октября 2015, 19:34
Ваш комментарий