Таймасов Азамат
ученик 10 класс
Альтернативный источник энергии в Республике Башкортостан
Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце – это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).
С момента появления на земле, человек начал использовать энергию солнца.
Солнце играет исключительную роль в жизни Земли. Весь органический мир нашей планеты обязан Солнцу своим существованием. Солнце – это не только источник света и тепла, но и первоначальный источник многих других видов энергии (энергии нефти, угля, воды, ветра).

С момента появления на земле, человек начал использовать энергию солнца.

Введение
В центральной части Солнца находиться источник его энергии, или, говоря образным языком, та «печка», которая нагревает его и не дает ему остыть. Эта область называется ядром. В ядре, где температура достигает 15 МК, происходит выделение энергии. Ядро имеет радиус не более четверти общего радиуса Солнца. Однако в его объеме сосредоточена половина солнечной массы и выделяется практически вся энергия, которая поддерживает его свечение.

Здесь не потребуется ни угля, ни мазута. Главным источником энергии будет Солнце.

Температура в 15 миллионов градусов по Цельсию и излучение мощностью в 1300 киловатт на квадратный метр – наше Солнце доносит до Земли почти в 6 тысяч раз больше энергии, чем сегодня производит всё человечество. Использовать эту грандиозную мощность необходимо для выработки электроэнергии солнечными батареями.

Строение Солнца
Актуальность: без энергии жизнь человечества немыслима. Дома у нас тепло и светло. Но все мы привыкли использовать в качестве источников энергии органическое топливо — уголь, газ, нефть. Однако их запасы в природе ограничены. И рано или поздно наступит день, когда они иссякнут. Что же делать? Уже давно найден ответ: надо искать другие источники энергии — альтернативные, нетрадиционные, возобновляемые. Какие же они?

Гипотеза: предполагаю, что в нашей местности выгодно использовать ветровые и солнечные электростанции.

Цель: узнать, какие в настоящее время существуют основные альтернативные источники энергии, и определить насколько они могут использоваться в реальной жизни.

Задачи:
1) Изучить традиционные виды энергии, их достоинства и недостатки.
2) Выяснить принцип работы и устройства альтернативных источников энергии.
3) Выяснить, будет ли выгодно в Хайбуллинском районе установить альтернативные источники энергии.

Методы исследования:
1) Изучение научной литературы;
2) Провести тестирование среди обучающихся нашей школы;
3) Вывод о применении солнечной энергии.

Ветряные электростанции
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние. Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети, в результате получается ветряная электростанция. Её основное отличие от традиционных (тепловых, атомных) — полное отсутствие, как сырья, так и отходов. Единственное важное требование для ВЭС — высокий среднегодовой уровень ветра. Мощность современных ветрогенераторов достигает 6 МВт.

При строительстве в\г необходимо учитывать что:
сила ветра всегда больше на вершине холмов, у береговой линии, в степях, в местах, где --- нет деревьев и строений.
- деревья могут расти, а ветряк – нет.
- необходимо заранее информировать соседей о ваших планах.
- желательно поставить ветряк на достаточном расстоянии от соседей. Обычно достаточно 250-300м.
Энергия ветра – это экологически чистая, неисчерпаемая энергия. Для преобразования энергии ветра в электрическую энергию служат ветряные электростанции (мельницы, в/г). Большие в/г вырабатывают электричество – сотни мегаватт, обеспечивают сотни домов. Небольшие ветряки, вырабатывают не больше 100 кВт электроэнергии, используются в частных домах.

Атомные электростанции
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
Во многих странах мира, используют в основном ядерные реакции расщепления урана U-235 под действием тепловых нейтронов. Для их осуществления в реакторе, кроме топлива (U-235), должен быть замедлитель нейтронов и, естественно, теплоноситель, отводящий тепло из реактора.

В реакторах типа ВВЭР (водо-водяной энергетический) в качестве замедлителя и теплоносителя используется обычная вода под давлением. В реакторах типа РБМК (реактор большой мощности канальный) в качестве теплоносителя используется вода, а в качестве замедлителя — графит. Оба эти реактора находили в прежние годы широкое применение на АЭС в электроэнергетике.
АЭС – это по существу тепловые электростанции, которые используют тепловую энергию ядерных реакций. Один из основных элементов АЭС – реактор.
Принцип работы реактора
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
В самом реакторе происходит расщепление u-235 и при этом достигается очень большая температура, нагревая тем самым воду. Вода испаряется и под большим давлением вращает турбину и потом охлаждается и по кругу из теплообменника поступает в рабочую зону.
Тепловые электростанции
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
За счёт тепла, образующегося в результате сжигания топлива, вода в паровом котле нагревается, испаряется, а образовавшийся насыщенный пар поступает по паропроводу в паровую турбину. Назначение, которой превращать тепловую энергию пара в механическую энергию.
Рассмотрим принципы работы ТЭС. Топливо и окислитель, которым обычно служит подогретый воздух, непрерывно поступают в топку котла. В качестве топлива используется уголь, торф, газ, горючие сланцы или мазут. Большинство ТЭС нашей страны используют в качестве топлива угольную пыль.
Гидроэлектростанции
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
На ГЭС для получения электроэнергии используется энергия водных потоков (рек, водопадов и т. д.). В настоящее время на ГЭС вырабатывается около 15 % всей электроэнергии. Более интенсивное строительство этого вида станций сдерживается большими капиталовложениями, большими сроками строительства и спецификой размещения гидроресурсов по территории страны.
Солнечные электростанции
«Я сорвал цветок, и он увял.
Я поймал бабочку, и она умерла в моих руках.
И тогда я понял, что прикоснуться к красоте
можно только глазами…»
(подумай над этими словами).
Для снижения тепловых потерь приемную трубку может окружать прозрачная стеклянная трубка, помещенная вдоль фокусной линии цилиндра. Как правило, такие установки включают в себя одноосные или двуосные системы слежения за Солнцем. В редких случаях они являются стационарными.
В этих установках используются параболические зеркала (лотки), которые концентрируют солнечный свет на приемных трубках, содержащих жидкость-теплоноситель. Эта жидкость нагревается почти до 400 С и прокачивается через ряд теплообменников; при этом вырабатывается перегретый пар, приводящий в движение обычный турбогенератор для производства электричества.
Электростанции Республики Башкортостан
Абдулкаримовская МГЭС расположена на реке Сакмара в Баймакском районе на Сакмарском водохранилище. Введена в эксплуатацию в 2005 году. Установлены две гидротурбины ПР-20-Г-60. МикооГЭС Узян (50 кВт, 0.065 млн кВт*ч. Расположена в Белорецком районе. Установлена одна гидротурбина ПР-50.
Виды электроэнергии
Экологические проблемы
ГЭС
Расположенная вблизи города Агидели в Башкортостане у слияния рек Белой и Камы. В 1990 году под давлением общественности после аварии на Чернобыльской АЭС строительство Башкирской АЭС было остановлено.
Радиация – один из многих естественных факторов воздействия окружающей среды, захоронение блоков электростанций и радиоактивных отходов.
АЭС
Стерлитамакская ТЭЦ
Воздействуют на атмосферный воздух выбросами загрязняющих веществ, на природные воды — сбросами в водные объекты загрязненных сточных вод, используют значительное количество водных и земельных ресурсов, загрязняют окружающие территории золошлаковыми отходами
ТЭС
ВЭС Тюпкильды
Создают шум 50-60 ДБ в250-ти метрах, от типичной в\э. Лопасти вращаются со скоростью 175-500 об. в мин., максимум 1150 -5000 об/мин. Ветряки производят не больше шума, чем кондиционеры.
ВЭС
Хайбуллинский район с. Бурибай,
Куюргазинский район,
Ермалаево.
Нет
СЭС
Водоемы влияют на природный режим рек, поскольку изменяют их гидрологический и температурный режим, затапливают большие территории, вызывают оползневые процессы, перестройку сельского хозяйства и природных экологических систем. Влияние водохранилища проявляется не только у самого водоема, но также выше и ниже по течению, в дельтовых участках, а иногда и в прибрежной морской зоне.
Мы провели опрос среди учеников нашей школы среди учеников 9-11 классы, участвовали около 45 детей.

1 вопрос: Какие традиционные виды энергии вам известны?

2 вопрос: Какие альтернативными виды энергии вам известны?

Ребята отвечали в целом правильно. Однако они оказались незнакомы с

такими видами источников энергии как атом водорода (и большинство ребят ответили, что это альтернативный источник энергии) и мускульная энергия (многие решили, что это традиционный источник энергии для получения тепла, электричества и топлива). По нашим результатам лишь

12 % опрашиваемых ответили правильно.

Существуют два наиболее распространённых вида альтернативных источников энергии СОЛНЕЧНАЯ энергия и ВЕТРЯНАЯ энергия. СОЛНЕЧНАЯ энергия — это энергия солнца. ВЕТРЯНАЯ энергия — это энергия, получаемая из ветра (ветрогенератор).
Тестирование среди обучающихся
МОБУ СОШ с. Самарское
Принцип работы и конструкция солнечной электростанции

Все солнечные электростанции сконструированы по одному принципу и включают в себя три основных модуля.

1) Солнечные панели, необходимы для сбора потоков солнечной энергии. Именно в них происходит преобразование солнечной энергии в электрическую. Панели солнечных батарей делятся на подгруппы по мощности, расположению и количеству фотоэлектрических компонентных модулей, принципу переработки. По внешнему виду они могут быть стандартными или изготовленными на заказ, максимально соответствуя особенностям строений, на которые они крепятся.

2) Инверторы, преобразующие постоянный ток в переменный, используемый любым современным электроприбором.

3) Аккумуляторные батареи, накапливающие электричество в то время когда оно не используется или добывается в избыточном количестве. Аккумуляторы необходимы для обеспечения электричеством в темное время суток, или в пасмурную погоду, когда автономная солнечная электростанция на солнечных батареях, не получает достаточно солнечного света и не вырабатывает необходимую мощность напряжения. От емкости аккумуляторов напрямую зависит продолжительность снабжения дома электричеством, без прямого участия солнечных батарей.

Принцип работы солнечных панелей основан на воздействии солнечного света на частицы кремния, являющегося основой для любой солнечной батареи. Солнечные потоки буквально выбивают свободные электроны с орбиты молекулы кремния, что приводит к появлению тока. Объем тока получаемого с одного солнечного элемента очень невелик, поэтому солнечные электростанции из множества панелей, которые крепятся на крышу или на специальные кронштейны, установленные на земле.
Солнечная электростанция
возможные перспективы
Плюсы солнечных батарей
Преимущество и недостатки установок напрямую связанно с эффективностью солнечных батарей. Не во всех областях их использование оправдывается, наиболее эффективны они в районах, где солнечного света достаточно много на протяжении всего года. К основным преимуществам можно отнести:
Стационарные батареи, как и мобильные солнечные электростанции, обладают длительными эксплуатационными сроками, минимум которых достигает 25 лет.
Подобные установки не требуют особого сервисного обслуживания, даже технический осмотр необходим не чаще 1−2 раз в год.
Это единственный способ получить абсолютно бесплатное электричество.
Полностью автономны и не зависят от внешних источников питания или энергоносителя.
Минусы у солнечных электростанций:
Оборудование для переработки солнечной энергии крайне сложное с технологической точки зрения устройства, поэтому его монтаж могут производить только профессионалы, с опытом работы в данной сфере. При выборе оборудования стоит учитывать, что, сколько бы такие установки не выдавали, они являются дополнительным источником электричества, и полноценное снабжение обеспечить смогут не всегда. Желательно чтобы номинальная мощность вырабатываемого тока перекрывала расчетную потребляемую мощность на 120−130%.
Самый большой минус таких источников питания — это их стоимость. С другой стороны деньги необходимо потратить только один раз и получать электричество длительное время.
Установки для получения электричества солнечными батареями дают не более 14% КПД.
Кроме самих панелей солнечных батарей необходимо монтировать дополнительное оборудование, для этого необходимо организовывать техническое помещение.
Мощность вырабатываемого тока напрямую зависит от погодных условий.
В Башкирии в ближайшие два года появятся пять солнечных электростанций общей мощностью 39 МВт.

Две из них построены уже в этом году. Первая СЭС — «Баймакская» — расположится близ села Бурибай Хайбуллинского района мощностью 10 МВТ, вторая — «Бугульчанская» — в Куюргазинском районе мощностью 5 МВТ.

В 2016 году планируется ввод трех солнечных электростанций суммарной мощностью 24 МВт: Исянгуловская — 9 МВт в Зианчуринском районе, Бугульчанская (вторая очередь) — 5 МВт Куюргазинском районе и Бурибаевская — 10 МВт Хайбуллинском районе.
Солнечные батареи в Республике Башкортостан
в Хайбуллинском районе
пресс-служба РИК партии «Единая Россия»УФА, 28 авг 2015.

/ИА «Башинформ», Арина Рахимкулова/.
Таким образом, всего в 2015-2016 годах на территории республики построено пяти солнечных электростанций суммарной мощностью 39 МВт. В будущем, в дополнение к указанным проектам, рассматривается возможность ввода солнечных электростанций в 2015-2020 годах общей мощностью от 50 до 90 МВт в трех южных районах.

Основные элементы солнечной электростанции — так называемые солнечные модули — производятся на заводе «Хевел» в Новочебоксарске Республике Чувашии.

«Электростанции такого типа очень распространены. Они применяются для энергообеспечения как малых, так и крупных объектов. А устанавливаться фотобатареи могут практически везде, даже на кровле и фасаде зданий».

«Основой СЭС являются фотоэлектрические элементы, состоящие из кремния с добавлением некоторых других элементов. Когда на фотоэлемент попадает солнечный свет (поток фотонов), то в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС). Чем интенсивнее поток фотонов, тем сильнее электрический ток.

Солнечные электростанции могут работать только в светлое время суток — это их главная особенность.

Также в течение дня у СЭС могут возникать периодические колебания мощности. Еще один недостаток — зимой у солнечных электростанций происходит снижение мощности. И все же основным преимуществом солнечных электростанций является выработка электроэнергии без топлива. Еще очень важно, что график энергоснабжения СЭС совпадает с графиком нагрузки на подстанциях, что обеспечивает сглаживание рисков или возможных перегрузок на объектах. Объясню на примере. Допустим, днем все пользователи включили все свои электроприборы, в итоге на подстанциях возник пик нагрузок, поэтому они (подстанции) просаживаются по мощности. Солнечная же электростанция в дневное время раздает максимальную мощность. Поэтому даже если нагрузка на подстанцию и возрастает, она нивелируется тем, что СЭС в этот момент дает больше электричества.
Восемьдесят тысяч солнечных фотоэлектрических панелей российского производства. На сегодняшний день это самая мощная из строящихся на территории республики электростанций.

В Башкирии установили новый автономный источник освещения на природной энергии. Населением районного центра было поддержано решение установить освещение перекрестка на выезде из Акъяра в сторону сел Степной и Федоровка. На выполнение данного наказа было выделено 200 тысяч рублей. Ветрогенератор и солнечные батареи на днях смонтированы фирмой ООО «ГринТок», проверены и пущены в эксплуатацию. Таким образом, в районе реализовано первое из пяти направлений проекта «Реальные дела».
«Установка освещения данного перекрестка была продиктована рядом веских аргументов. Это, прежде всего, обеспечение безопасности дорожного движения на данном участке в темное время суток. На автодороге регионального значения на участке Акъяр – Степной продолжается асфальтирование. Интенсивность движения возрастает и по второстепенной дороге на Большеабишево. Перекресток довольно расширенный, сложный. Чтобы водителям и пешеходам ночью были видны дорожные знаки и разметка, решено сделать освещение».
Эльдар Буранбаев, член местного политсовета, секретарь первичного отделения «Акъярское», глава сельского поселения.
Аналогичные автономные источники, работающие на энергии ветра и солнца, в райцентре ранее уже были установлены на двух других основных перекрестках дорог регионального значения. Система позволяет экономить бюджетные средства, ведь чтобы провести линии электричества, потребовалось бы порядка 2 млн. рублей. Благодаря проекту, проблема решена с гораздо меньшими затратами.

Кроме того, установлены дополнительные фонари на освещении с помощью ветрогенераторов и солнечных батарей и на других перекрестках (на выезде с Акъяра в направлении Бурибая, а также в сторону Сибая) с увеличением мощности ламп с 12 до 24 Вольт.

Система позволяет экономить бюджетные средства, ведь чтобы провести линии электричества, потребовалось бы порядка 2 млн. рублей. Благодаря проекту, проблема решена с гораздо меньшими затратами.
Для более детального изучения нашей темы мы посетили СЭС и взяли интервью с руководителем электростанции Птициным Сергеем Николаевичем.

Вопрос: Какая была наша Бурибаевская Электростанция в Башкортостане.

Ответ: БурибаевскаяСЭС стала первой из семи станций, которые должны появиться в Башкортостане.

Вопрос: Почему именно выбрали наш район для построения СЭС.

Ответ: Хайбуллинский район – степной и всегда богатый на солнце и строительство солнечной электростанции именно здесь воспринимается, как реальный шанс к дальнейшему развитию.Еще совсем не давно территория в 40 гектаров близ села Бурибай представляла собой один огромный пустырь. Сегодня это место напоминает что-то из области фантастики. Всего за несколько месяцев здесь была установлена 81 тысяча солнечных панелей. Энергии, которую они вырабатывает, хватит, чтобы обеспечить электричеством сразу 2 тысячи домов.

Вопрос: Когда бала запущена в эксплуатацию СЭС.

Ответ: 2015 сдана первая очередь. На следующий год площадь под солнечными панелями удвоилась. Выработанная энергия поступает на оптовый рынок, по рыночной цене.

Вопрос: Построение СЭС влияет на экологические проблемы нашего района.

Ответ: Ввод солнечных электростанций в Башкирии благотворно скажется на экологической обстановке и будет способствовать снижению вредных выбросов на 53 тысячи тонн в год.

Вопрос: Будет ли дальнейшее расширение территории СЭС.

Ответ: В дополнение к уже строящимся электростанциям на территории Башкортостана может быть введено ещё несколько СЭС мощностью до 90 Мвт к 2020 году.

Вопрос: Основной принцип работы фотоэлементов.

Ответ: Тончайшие фотоэлементы отвечают за сбор солнечной энергии. Модули расположены под углом 45 градусов, на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы не создавать тень. Тысячи дорожек, нанесенных на тонкую пленку модулей и закрытых стеклом, и собирают в полярность «плюс» и «минус». Солнечная электростанция-это 400 километров кабелей, по которым постоянный ток идет в инверторы, а уже оттуда преобразованный в переменный поэтапно поступает в местную распределительную станцию.
Встреча с руководителем СЭС с. Бурибай
Вопрос: От чего зависит мощность электроэнергии

Ответ: Пиковая мощность всех модулей- при ясной солнечной погоде -10 мвт. В пасмурную погоду станция способна вырабатывать 20—25 % энергии от установленной мощности, в зимнее время — 70%, при необходимости мощность может быть увеличена до 50 мвт. Перебои в электроснабжении исключены.

Вопрос: Что вы можете сказать о данном проекте.

Ответ: Бурибаевская СЭС – исключительно инвестиционный проект, в который вложен 1 млрд рублей. Причем, проект полностью российский – все комплектующие станции произведены в Чувашии. Проект реализован в соответствии с постановлением правительства России 2013 года, которое стимулирует развитие в стране возобновляемых источников энергии.

Вопрос: Важность построения СЭС.

Ответ: Солнечная электростанция – это и создание новых рабочих мест. Все, что здесь появилось всего за четыре месяца, возводили собственными силами. Сначала строили, теперь обслуживают – 20 человек. Они прошли специальное обучение.

Вопрос: Официальное название СЭС.

Ответ: Компания "Бурибаевская солнечная электростанция". Полное официальное наименование — "Бурибаевская солнечная электростанция", общество с ограниченной ответственностью.
Юридический адрес: 453821, республика Башкортостан, Хайбуллинский район, с. Бурибай, ул. Гагарина, 14/а.

В данной работе мы рассмотрели все поставленные цели и задачи. После изучения литературы по разным видам электроэнергии мы пришли к выводу, что альтернативные виды энергии, особенно солнечная энергия, более экологически выгодные и более надежные в техническом сооружении и в эксплуатации. Это бесплатный вид энергии. Выяснили, что в Хайбуллинском районе большие перспективы для получения солнечной электроэнергии. Построение СЭС будет в дальнейшем продолжаться, для получения экологически чистого вида энергии.
Заключение
1) Интернет ресурсы;
2) Физика 10 класс Б. Б. Буховцев;
3) http://www.energy-source.ru;
4) http://www.energija.ru.
Литература
This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
Create a website