Электроэнергетика и ее проблемы
статья по географии (9 класс)

Электроэнергетика и ее проблемы

«Есть такое твёрдое правило. Встал поутру, умылся, привёл себя в порядок – и сразу же приведи в порядок свою планету.»  -  Антуан де Сент-Экзюпери, «Маленький принц». Читая эти строки, задумываешься о том, как важно беречь наш дом – планету Земля: не загрязнять воздух, воду, беречь природные ресурсы. Современное общество потребителей, не задумываясь,  берёт  у природы всё, что нужно человечеству, не давая ничего взамен, ничем не дорожа. Но мы должны научиться жить в гармонии с нашим зеленым домом.

         Актуальность темы «Электроэнергетика и ее проблемы» неоспорима. Человечество всегда нуждалось, и будет нуждаться в  энергии. Отсутствие мощных источников энергии тормозит развитие цивилизации. Традиционные способы производства электроэнергии наносят непоправимый ущерб природе, провоцируют экологическую катастрофу.

К сожалению, природные ресурсы скоро закончатся, и человечество уже сейчас вынуждено искать альтернативные методы получения энергии, которые будут неисчерпаемы, и не будут наносить вред  экологии. Так как точка невозврата в скором времени  может быть пройдена, решать надвигающуюся проблему нужно уже сейчас и незамедлительно. В нашей работе мы решили исследовать, что человечество делает для решения этой проблемы.

Мир испытывает энергетический голод, а современные способы производства энергии являются мощными источниками экологических катастроф.  Есть ли выход из тупика?  Обречена ли наша планета?

Наиболее удобный вид энергии – электрическая, которая может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях:

Начнем с тепловых электростанций. В большинстве стран мира доля электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС больше 50%. В качестве топлива на ТЭС обычно используются уголь, мазут, газ, сланцы. Ископаемое топливо относится к невозобновимым ресурсам.

Коэффициент полезного действия ТЭС составляет в среднем 36-39%. Наряду с топливом ТЭС потребляет значительное количество воды.

Главнейшим и наиболее распространенным видом отрицательного воздействия человека на биосферу является загрязнение. Большинство острейших экологических ситуаций в мире и в России  связаны с загрязнением окружающей природной среды .
Наиболее масштабное однократное употребление воды - производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют «тепловым загрязнением»

ГЭС – гидроэлектростанция преобразует механическую энергию движения воды в электрическую;

Основные достоинства ГЭС – низкая себестоимость вырабатываемой электроэнергии, быстрая окупаемость, высокая маневренность, что очень важно в периоды пиковых нагрузок, возможность аккумуляции энергии.

АЭС – атомная электростанция преобразует атомную энергию ядерного топлива в электрическую;

АЭС не вырабатывают углекислого газа, объем других загрязнений атмосферы по сравнению с ТЭС также мал. Количество радиоактивных веществ, образующихся в период эксплуатации  АЭС, сравнительно невелико. В течение длительного времени АЭС представлялись как наиболее экологически чистый вид электростанций и как перспективная замена ТЭС, оказывающих влияние на глобальное потепление. При правильной эксплуатации, АЭС - наиболее экологически чистый источник энергии. Их функционирование не приводит к возникновению “парникового” эффекта, выбросам в атмосферу в условиях безаварийной работы, и они не поглощают кислород. Однако процесс безопасной эксплуатации  АЭС еще не решен.

Чернобыльская авария спровоцировала замедление развития атомной энергетики на некоторое время. Авария  в Японии (Фокусима) потрясла весь мир. АЭС излучают радионуклиды что вызывает  мутации живых организмов

Основное воздействие АЭС на живые организмы сказывается через канцерогенное влияние возникших и распространяемых от нее радионуклидов. Общее свойство радионуклидов - мощное мутагенное действие.

Альтернативная энергетика — совокупность перспективных способов получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования и, как правило, низком риске причинения вреда окружающей среде.

Волновая электростанция – преобразует кенитическую энергию  волн, выполняет роль волногасителей, защищая порты и берега от разрушения Маломощные волновые электрогенераторы некоторых типов могут устанавливаться на стенках причалов, опорах мостов, уменьшая воздействие волн на них. Поскольку удельная мощность волнения на 1-2 порядка превышает удельную мощность ветра, волновая энергетика может оказаться более выгодной, чем ветровая.

Один из недостатков использования волновых электростанций  связан с тем, что для электрогенерации используется энергия вращения земли, что при массовом использовании, приведет к её замедлению и уничтожению ряда течений, обеспечивающих теплообмен на планете.

ПЭС – приливная электростанция преобразует энергию океанических приливов и отливов в электрическую;

         В прибрежной зоне приливные волны проявляются в периодическом подъеме и опускании уровня. В узостях приливы часто проявляются в виде мощных течений. В некоторых местах высота прилива достигает значительной величины – 12-20 м. Энергия приливных волн огромна.

Использование энергии приливов ограничивается, в основном, высокой стоимостью сооружения и жесткой географической привязкой. Единицы стран имеют возможность освоения энергии приливив. Кроме того, как оказалось, приливные станции характеризуются отрицательным влиянием на окружающую среду.

 Специалисты из австралийской компании BioPower Systems, решили обратить внимание на множество подводных течений, опоясывающих Австралию. В результате этого они и создали проект электростанции BioWawe, которая будет использовать данные потоки воды для производства электроэнергии .В Австралии компании BioPower Systems,   создала проект электростанции, которая использует  подводные течения,

Уже несколько десятилетий существует технология, позволяющая вырабатывать энергию на основе разницы между температурой воды на поверхности океана и в его глубинах. А через несколько лет у южных берегов Китая появится самая большая в мире электростанция, работающая по этой технологии (OTEC). Создаст ее всемирно известная компания Lockheed Martin.

ВЭС – ветряная электростанция преобразует энергию ветра в электрическую;

 Ветровая энергетика не потребляет ископаемое топливо, не использует воду для охлаждения и не вызывает теплового загрязнения водоемов, не загрязняет атмосферу. И, тем не менее, ветровые электрогенераторы имеют широкий спектр отрицательных экологических последствий, выявленных только после того, как в 1970 годы начался период возрождения ветровой энергетики.

    Главные недостатки ветровой энергетики –сильный шум , при работе установок, гибель птиц, низкая энергетическая плотность, сильная изменчивость в зависимости от погодных условий, ярко выраженная географическая неравномерность распределения ветровой энергии.

Геотермальная энергетика — направление энергетики, основанное на производстве электрической энергии за счёт энергии, содержащейся в недрах земли, на геотермальных станциях.

Главным достоинством геотермальной энергии является её практическая неиссякаемость и  полная независимость от условий окружающей среды, времени суток и года. Человечество пытается покорить внутреннею энергию Земли. В рамках конкурса eVolo 2013 группой китайских архитекторов был представлен проект небоскреба VolcanElectric Mask, который должен расположиться на склоне вулкана. Энергию для функционирования это здание будет получать из раскаленной магмы, подступающей к поверхности Земли

Солнечная энергетика — направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика использует неисчерпаемый источник энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.

Недостатки: Зависимость от погоды и времени суток. Высокая стоимость конструкции, связанная с применением редких элементов (к примеру, индий и теллурий)

На сегодняшний момент альтернативные источники энергии могут обеспечить дом теплом, электроэнергией, газом, теплой водой. Причем использование  альтернативной  энергии не требует каких-то сверх навыков или сверх знаний. Все можно сделать для своего дома своими руками.

Человеческая изобретательность не знает границ. Гении  предлагают необычные источники энергии, которые помогут в будущем решить и энергетические и экологические проблемы

Коровы, и крупный рогатый скот в целом, являются причиной выброса огромного количества газов в атмосферу, что постепенно приводит к глобальному потеплению. Их газы, которые состоят в основном из метана, можно собирать и использовать как источник энергии. Много людей пыталось собирать их, и некоторые в этом даже преуспели. Корова, скорее всего, будет выглядеть нелепо с огромным воздушным шаром, прицепленным сзади, но если его правильно прицепят, то учёным удастся убить двух зайцев одним махом: получить полезный источник энергии и решить проблему выброса газа в атмосферу.  Все альтернативные источники энергии имеют природное происхождение, но получать двойную выгоду можно только от биогазовых установок. В них перерабатываются отходы жизнедеятельности домашних животных и птицы. В результате получается некоторый объем газа, который после очищения и осушения можно использовать по прямому назначению. Оставшиеся переработанные отходы можно продать или использовать на полях для повышения урожайности — получается очень эффективное и безопасное удобрение.

Helius Energy построила первую в мире электростанцию, которая работает от побочных продуктов дистилляции шотландского виски. Ведь при этом процессе остается огромное количество углеводных и белковых масс, которые и можно, сжигая, преобразовывать в энергию. В качестве партнера в этом проекте выступил конгломерат производителей Rothes Whisky. 

Производство биотоплива существует уже несколько лет. Это топливо, получаемое из комбинации растительного масла и алкоголя. Однако для его производства необходимы большие сельскохозяйственные угодья и много энергии. Чтобы избавиться от этих недостатков, учёные уже работают над альтернативными методами превращения масла подсолнечника в биотопливо, например, посредством использования естественной деятельности бактерий. Хотя, даже если они добьются 100% эффективности в этом процессе, электрическая энергия всё равно нужна будет для того, чтобы отжимать масло из семян. Ещё одной опцией является использование жуков для получения масла, и это будет намного дешевле. Так что наше будущее может быть согрето жуками.

 В Гамбурге несколько недель назад открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. И каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.

Человеческие тела могут быть полезными источниками энергии. Например, вы можете зарядить свой мобильный телефон, просто дыша. Вы также можете обеспечивать энергией вам кардиостимулятор и другие небольшие медицинские устройства с помощью энергии, вырабатываемой вашим сердцем и мышечными спазмами. Ученые из университета в швейцарском городе Берн разработали миниатюрные турбины, которые, будучи помещенными в кровеносные сосуды человека, будут давать энергию для работы его электрического кардиостимулятора. 

Компания Soccket Inc. создала футбольный мяч, который одновременно является и небольшой электростанцией, вырабатывающей энергию в те моменты, когда футболисты бьют по объекту ногой.

 Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый свой турникет генератором электроэнергии. Пассажиры, проходящие через них, будут вырабатывать электричество. 

Giraffe Street Lamp – это качели, катаясь на которых, каждый человек сможет сделать мир немного ярче и светлее. Дело в том, что эти качели являются одновременно и генератором электричества для уличного фонаря, с которым они совмещены. Впрочем, у него есть и сторонний источник энергии, питающий лампы в то время, когда объект находится в состоянии покоя.

В результате исследования мы осознали, что на планете существует большое количество «бесхозных» источников энергии, использование которых позволит обеспечить людей необходимой электроэнергией и сохранить красоту  Земли. Наука не стоит на месте, ученые всего мира решают эту проблему, но у них очень мало времени. Каждый человек, если умерит свои потребности, может с экономить большое количество электроэнергии  Нас 7 миллиардов!

 Вывод: Для надежного обеспечения человечества энергией и сохранения среды обитания необходимы наиболее эффективное использование современных видов топлива и энергии внедрение ресурсосберегающих технологий, переход на альтернативную энергетику, более широкое использование необычных источников энергии, формирование экологического мировоззрения у детей.

Наши предложения:

1. Использовать в школах энергомячи soccket, что позволит развиваться физически и экономить электроэнергию
2. Оснастить школы биореакторами на основе водорослей. Установить в школах солнечные батареи и ветровые установки, что  усилит интерес к образованию и позволит экономить и производить электроэнергию.
3. Поставить энерготурникеты, что снизит травматизм и позволит экономить и производить электроэнергию 

Человечество не обречено!  Уже виден свет в конце тоннеля! Люди обязательно научаться производить электроэнергию не разрушая планету.

Источники :

http://www.e-ng.ru/ekologiya_i_oxrana_prirody/vybrosy_aes.html 

http://studbooks.net/1239609/ekologiya/fizicheskie_zagryazneniya_okruzhayuschey_sredy 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Загрязнение 

http://fb.ru/article/195675/zagryaznenie-okrujayuschey-sredyi-vidyi-zagryazneniy-i-ih-opisanie 

http://legkopolezno.ru/ekologiya/globalnye-problemy/zagryaznenie-okruzhayushhej-sredy/ 

http://lectmania.ru/1x8983.html 

https://www.proterem.ru/avtonomnyj-dom/alternativnye-istochniki-jenergii-dlja-doma.html 

http://www.novate.ru/blogs/300413/22942 

http://fishki.net/1522060-10-samyh-neobychnyh-istochnikov-alternativnoj-jenergii.html