Здравствуйте!
В этой теме я хотел бы опубликовать свою работу на тему "Альтернативные источники энергии".
Все изображения лежат по ссылке
http://imgur.com/a/IdwVrВступление
Ресурсы на нашей планете ограничены. Когда мы столкнемся с проблемой нехватки энергии или тотального загрязнения среды нашего обитания, человека спасут альтернативные источники питания.
Альтернативные источники энергии — это источники питания, наносящие минимальный ущерб окружающей среде, способные накапливать энергию без применения физического труда человека и не требующие топлива. Такой способ добычи энергии сохранит нашу планету.
В современности альтернативные источники энергии могут позволить себе большинство людей. Например: очень часто дачники устанавливают на крышах домов солнечные батареи. Такие батареи стоят немного и позволяют сэкономить очень много денег.
Альтернативные источники энергии — наше спасение.
Ветер
В ветряных станциях кинетическая энергия ветра преобразуется в индукционный ток и переходит в аккумулятор (рис 1).
Ещё до появления тока люди умели преобразовывать кинетическую энергию ветра в механическую работу. Для этого люди строили мельницы (рис 2).
Большая часть генераторов электроэнергии основываются на законе электромагнитной индукции. При движении или изменении магнитного поля вблизи проводника образуется переменный ток. Рассмотрим такой генератор (рис. 3). При вращении магнита в роторе генератора в катушках статера образуется индукционный ток. Также магнит ротера может иметь больше двух полюсов, соответственно статер может иметь больше катушек.
Ветряные генераторы эффективны только на равнинах, что делает такой способ добычи энергии ситуационным. Также ветер очень зависим от погоды.
Относительно остальных, ветер — менее выгоден, но если всё же есть возможность — лишней такая энергия не будет.
Солнечная энергия
Есть два способа добычи энергии из солнечного света. Солнечная батарея и солнечный коллектор. Отличаются они способом образования электричества.
Солнечная батарея, в отличии от солнечного коллектора, использует давление солнечного света. Рассмотрим батарею (рис. 4). Она состоит из ячеек, так называемых фотоэлектрических элементов. Кремний имеет способность поглощения солнечного света. В батареи имеется два слоя кремния, n-слой и p-слой. N-слой насыщен электронами, а p – протонами. При воздействии солнечного света на поверхность батареи, электроны с n-слоя, перелетают на p-слой. С течением времени электроны летят всё дальше и дальше. Когда электрон способен долететь то положительного электрода, под действием силы, которую ему придало солнце, он движется по проводнику, образуя электрический ток. После, электрон попадает на отрицательный электрод и возвращается на свое исходное положение.
Солнечный коллектор устроен намного проще (рис. 5). Попадая на поверхность коллектора, солнце нагревает ее. Тепло передаётся в проводник и нагревает воду в баке.
Солнце — самый выгодный способ получения энергии в масштабах дачного участка, или небольшого дома. Реже такие батареи использую коммерческие компании в масштабах станции. Сам солнечный свет не сильно зависит от погоды. В большинстве районов солнце светит достаточно часто. Солнечный коллектор конечно будет зависеть и от температуры лучей солнца и окружающей среды. В орбитальных условиях солнечные батареи — незаменимы. Ни один космический корабль не выпускают в космос без солнечных преобразователей. В космосе образуется огромное количество тока и тепла.
Движение воды
Гидроэлектростанции способны выработать огромное количество энергии. Рассмотрим схему ГЭС (рис. 6). Вода движется из зоны с большим давлением в зову с меньшим давлением через проток под платиной. Течение воды по пути встречает гидротурбину и толкает эту турбину. Турбина передаёт кинетическую
энергию течения воды в электрогенератор, принцип работы которого мы рассматривали при изучении ветряных станций, отличаются они только масштабами.
Также, бывают ГЭС, преобразовывающие кинетическую энергию течения (рис. 7). Работают они также как и ветряные, но вместо движения ветра здесь движение течения.
Бывают волновые ГЭС, преобразовывающие потенциальную энергию волн (рис.8). Под действием волн, вода попадает в ковш, на дне которого расположено отверстие с турбиной. Вода, под действием силы тяжести, двигает турбину, которая передаёт механическую энергию в генератор, который преобразует эту энергию в ток.
Гидроэлектростанции производят огромное количество энергии, но количество таких станций очень ограничено. Они занимают очень много места, очень шумные, могут располагаться только в определённых районах и опасны для жизни. Также, среди всех источников альтернативной энергии, они больше всех вредят окружающей среде, так как из-за них приходится топить огромные районы. В месте установки ГЭС образуется озеро.
Гидроэлектростанции, преобразующие кинетическую энергию течения и потенциальную волн, очень сильно вредят живущим в водоёмах животным.
Альтернативная энергетика в России
В мире альтернативная энергетика (АЭ) развивается ускоренными темпами после нефтяного кризиса 1973 года, когда человечество осознало как недопустимо высокую степень своей зависимости от невозобновляемых источников и цен на них. Разработки в направлении использования альтернативных источников велись и ранее.
Россия, обладающая значительными запасами топлива и имеющая возможность использования одного (а иногда двух и более) альтернативного источника энергии (ВИЭ) в каждом своём регионе, не торопилась с развитием альтернативной энергетики вплоть до 2000-х годов, хотя отдельные исследования и разработки в этом направлении активно велись с 1950—1960-х годов. Не прекратили работать построенные ещё в советское время электростанции на ВИЭ.
Сегодня у России есть успешный опыт создания электростанций практически на всех известных видах возобновляемых источников энергии. Проблемой является отсутствие реальной государственной поддержки альтернативных энергопроизводств, несмотря на принятие в конце 2000-х годов ряда основополагающих постановлений и курс правительства на инновации.
На рисунке 9 представлена статистика доли альтернативной энергии от производства энергии в целом
Первый раз пишу подобную работу, очень хотелось бы получить совету на будущее и конструктивную критику
Спасибо за внимание!
12.03.2017, 03:21 