Казанский государственный технологический университет

Аннотация

Потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет дальше? На наш взгляд, проблемы, связанные с энергообеспечением, очень актуальны в наше время. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным (альтернативным источникам энергии).

В своей работе мы хотим рассмотреть основные возможности использования нетрадиционных способов добычи энергии, которые пока непопулярны в современном мире, но необходимы в будущем.

Цель исследования: 1) ознакомиться с основными аспектами энергетической проблемы в современном мире. 2) рассмотреть основные методы нетрадиционной электроэнергетики. 3) показать, возможен ли вообще переход на альтернативные виды энергии и нужно ли это на примере Республики Татарстан. 4) сделать выводы, которые помогут найти пути выхода из сложившейся на сегодняшний день ситуации.

Методы исследования: Анализ и изучение литературных источников, раскрывающих теоретические аспекты АИЭ; изучение методики исследования климата и рельефа Республики Татарстан.

Порядок действий: Проанализировать традиционные методы генерирования электроэнергии Республики Татарстан; рассмотреть новые варианты решения проблемы генерирования электроэнергии и энергосберегающих технологий; выявить основные причины скорейшего перехода к АИЭ; определить возможности применения АИЭ в Республике Татарстан; сделать выводы по проделанной нами работе.

Выполнив небольшое исследование нашей республики, мы пришли к выводу, что наиболее приемлемыми для нас альтернативными источниками энергии является ветровая, солнечная энергетика,малая гидроэнергетика,электростанции на биогазе.Мы смоделировали карту, на которой расположили предлагаемые нами альтернативные источники энергии в Республике Татарстан (См. Рис.2)

Казанский государственный технологический университет

В оргкомитет конкурса «НОБЕЛЕВСКИЕ НАДЕЖДЫ КГТУ -2011»

КГТУ А-206

Работа в номинации «Энергетика»

на тему:

«Альтернативные источники энергии.

Возможности их использования в Республике Татарстан»

Выполнили: Лизунова Наталия Александровна

Ученица 9 «А» класса

МОУ «Аксубаевская средняя школа № 3»

пгт Аксубаево,

проживающая по адресу: 423060 РТ пгт Аксубаево,

ул.Октябрьская д.16 а (4344)27663

адрес электронной почты)

nnkup@mail.ru

Ермолаев Евгений Анатольевич

Ученик 9 «А» класса

МОУ «Аксубаевская средняя школа № 3»

пгт Аксубаево,

проживающийпо адресу: 423060 РТ пгт Аксубаево,

ул. Новая д.34 (4344)28759

адрес электронной почты)

nnkup@mail.ru

Содержание.

1. Введение 5-6

2. Основная часть 6-9

2.1 Теоретическое обоснование 6-9

2.1.1 Электроэнергетика 6-7

2.1.2 Традиционные источники энергии РТ 7-8 2.1.3 Альтернативные источники электроэнергетики 8-9

2.2 Практическая часть 10-13 2.2.1 Исследование климата и рельефа Республики Татарстан 10

2.2.2 Возможности использования АИЭ в Республике Татарстан 10

1) Солнечная энергия 11

2) Ветроэнергетика. 11

3) Малая гидроэнергетика. 12

4) Электростанции на биогазе. 12-13

3. Заключение 12-13

4. Литература 13

5. Приложение 14

1. Введение. Актуальность темы

Никакой вид энергии не обходится
так дорого, как её недостаток.
Гоми Баба.

Тема энергетики достаточно обширна и актуальна в наши дни. Общество все дальше продвигается по пути техногенного развития, развиваются уже существующие и зарождаются новые производственные отрасли, когда «высокие технологии» вошли практически в каждый современный дом, и многие люди не могут представить жизни без них, мы более отчетливо видим, неограниченность человеческих потребностей. Чем больше человечество создает, тем большем оно потребляет. В том числе такого важного ресурса, как энергии.

Человечество ещё с древних времен искало новые источники энергии. К середине XX столетия были освоены почти все ее природные источники, причем использование их в промышленных масштабах привело к значительному загрязнению отходами производства окружающей среды, особенно в крупных, промышленно развитых городах. Но ведь потребление всех видов энергетических ресурсов быстро растет. Что же будет дальше? На наш взгляд, проблемы, связанные с энергообеспечением, очень актуальны в наше время. Они не могут не интересовать любого здравомыслящего человека и требуют всеобщего пристального внимания, изучения и решения. Дефицит энергии и ограниченность топливных ресурсов с все нарастающей остротой показывают неизбежность перехода к нетрадиционным (альтернативным источникам энергии).

Таким образом, в своей работе мы хотим рассмотреть основные возможности использования нетрадиционных способов добычи энергии, которые пока непопулярны в современном мире, но необходимы в будущем.

1.1 Предмет исследования:

Энергетика – как важный ресурс жизнедеятельности человека

1.2 Объект исследования:

Альтернативные источники энергии

1.3 Цель исследования:

1) ознакомиться с основными аспектами энергетической проблемы в современном мире.

2) рассмотреть основные методы нетрадиционной электроэнергетики.

3) показать, возможен ли вообще переход на альтернативные виды энергии и нужно ли это на примере Республики Татарстан

4) сделать выводы, которые помогут найти пути выхода из сложившейся на сегодняшний день ситуации.

1.4 Задачи исследования:

· Проанализировать традиционные методы генерирования электроэнергии Республики Татарстан

· Рассмотреть новые варианты решения проблемы генерирования электроэнергии и энергосберегающих технологий

· Выявить основные причины скорейшего перехода к АИЭ

· Определить возможности применения АИЭ в Республике Татарстан

· Сделать выводы по проделанной нами работе.

1.5 Основные источники информации:

Материалы средств массовой информации, глобальная сеть Интернет, периодическая печать, энциклопедии.

1.6 Методы исследования:

· Анализ и изучение литературных источников, раскрывающих теоретические аспекты АИЭ;

· Изучение методики исследования климата и рельефа Республики Татарстан.

2. Основная часть

2.1 Теоретическое обоснование

2.1.1Электроэнергетика

Энергетика - важнейшая часть жизнедеятельности человека. Она является основой развития производительных сил в любом государстве. Энергетика обеспечивает бесперебойную работу промышленности, сельского хозяйства, транспорта, коммунальных хозяйств.

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».

Энергию, которую мы используем сегодня, получают, в основном, из ископаемых видов топлива. Уголь, нефть и природный газ - ископаемые виды топлива, созданные в течение миллионов лет в процессе распада растений и животных. Месторасположение этих ресурсов - недра Земли. Под воздействием высокой температуры и давления процесс образования ископаемых видов топлива продолжается и сегодня, однако их использование происходит намного быстрее, чем образование. По этой причине ископаемые виды топлива считаются невозобновляемыми, поскольку их ресурсы могут исчерпаться в недалеком будущем. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива ведет к загрязнению и другим негативным воздействиям на природную среду. Поскольку наше существование зависит от энергии, мы должны использовать такие ее источники, ресурсы которых были бы неограниченными. Такие источники энергии называются возобновляемыми. Кроме того, производство энергии из возобновляемых источников не наносит вред окружающей среде в отличие от сжигания ископаемых видов топлива.

2.1.2 Традиционные источники электроэнергии РТ

Основной производитель электроэнергии - ОАО "Татэнерго", генерирующие мощности которого - самые крупные в России и Европе по производству тепла. По производству электричества их можно поставить в один ряд с энергетическими комплексами развитых европейских стран. В состав "Татэнерго" входят 9 крупных тепловых электростанций и гидроэлектростанция: Казанская ТЭЦ-1, Казанская ТЭЦ-2, Казанская ТЭЦ-3, Набережно-Челнинская ТЭЦ, Нижнекамская ТЭЦ-1, Нижнекамская ТЭЦ-2, Елабужская ТЭЦ, Уруссинская ГРЭС (тепловая конденсационная электростанция), Заинская ГРЭС, Нижнекамская ГЭС.

Установленная мощность электростанций - 7003 МВт, тепловая мощность - 13884 Гкал/ч. Ежегодно на них вырабатывается около 23 млрд. кВт/ч электроэнергии и более 30 млн.Гкал теплоэнергии, в зависимости от имеющегося спроса на энергию и от загрузки мощностей.

Основным потребителем электроэнергии является промышленность - на ее долю приходится 67% всей потребленной электроэнергии. В первую очередь, это крупные объекты нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, резинотехнической и автомобилестроительной промышленностей.

Дав поверхностное представление об электроэнергетики и о традиционных источниках ее производства, следует приступить к раскрытию основной темы работы «Альтернативные источники электроэнергетики».

2.1.3 Альтернативные источники электроэнергетики

СОЛНЦЕ, ВЕТЕР и ВОДА – наши лучшие друзья!

Альтернативный источник энергии — это способ, устройство или сооружение, позволяющее получать электрическую энергию (или другой требуемый вид энергии) и заменяющий собой традиционные источники энергии, функционирующие на нефти, добываемом природном газе и угле. Цель поиска альтернативных источников энергии — потребность получать её из энергии возобновляемых или практически неисчерпаемых природных ресурсов и явлений. Во внимание может браться также экологичность и экономичность.

Для достижения данной цели необходимо выделить и рассмотреть основные причины, указывающие на важность скорейшего перехода к альтернативной электроэнергетики. Это следующие причины:

1. Глобально-экологический кризис.

2. Политическая сторона вопроса. Та страна, которая первой в полной мере освоит альтернативную электроэнергетику, способна претендовать на мировое первенство и фактически диктовать цены на топливные ресурсы.

3. Экономическое значение нетрадиционных источников. Переход на альтернативные технологии в энергетике позволит сохранить топливные ресурсы страны для переработки в химической и других отраслях промышленности.

4. Социальная сторона. 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.

5. Эволюционно-исторический подход. В связи с ограниченностью топливных ресурсов на Земле, а также экспоненциальным 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.

Основные виды «нетрадиционной» энергии: солнечная, ветровая, геотермальная, водородная, тепловая энергия океана, энергия приливов и отливов, морских течений. Для того, чтобы выделить основные причины перехода к таким способам добычи энергии и найти пути выхода из сложившейся на сегодняшний день ситуации необходимо разобраться в каждом источнике альтернативной электроэнергетики и понять его сущность, все «за» и «против». См. рис.1

Классификация основных источников

2.2 Практическая часть

Прежде чем установить, какие виды альтернативных источников могут использоваться в нашем крае, мы решили подробнее изучить особенности его рельефа и климата.

2.2.1Исследование климата и рельефа Республики Татарстан

Республика Татарстан – республика Российской Федерации, входящая в состав Приволжского федерального округа.

Расположена Республика Татарстан на Восточно-Европейской равнине, на востоке Европейской части России. Основная часть территории республики представляет собой равнину с небольшими возвышенностями в юго-восточной части Татарстана и на правобережье реки Волга. Большая часть территории лежит на высоте, не превышающей 200 м. над уровнем моря.

Климат республики умеренно-континентальный. Зимы в республике умеренно холодные, лето – не слишком жаркое. Самым холодным месяцем года является январь. Средняя температура января составляет -16 °С. Самым жарким месяцем в республике Татарстан является июль. Средняя температура июля составляет +25°С. Среднегодовое количество осадков колеблется от 450 до 550 мм.

Лесами покрыто 16,4% территории республики. Леса преимущественно представлены мягко-лиственными породами.

В республике преобладают ветры южного направления. Реже наблюдаются юго-восточные и западные. Реже всего наблюдаются северо-восточные и восточные ветры.

Татарстан имеет разветвленную речную сеть. Всего по территории Республики Татарстан протекает около 4100 поверхностных водотоков. Из них крупнейшими реками являются Волга и Кама, а еще два притока Камы – Вятка и Белая. 3686 рек можно с полным основанием отнести к рекам малым, длина каждой из которых не превышает 10 км.

2.2.2Возможности использования АИЭ в Республике Татарстан

В Республике Татарстан нетрадиционные возобновляемые источники энергии (НВИЭ) могут быть использованы для решения следующих задач:

1. Выравнивание энергоснабжения участков Республики Татарстан с различной плотностью населения, в т.ч. труднодоступных, где сооружение линий электропередач и газификация экономически невыгодны.

2. Увеличение надежности электроснабжения малых промышленных предприятий и сельскохозяйственных производственных объектов в различных районах Республики Татарстан.

3. Питание катодной защиты удаленных стальных трубопроводов в районах нефтедобычи.

4. Уменьшение доли привозного органического топлива для коммунально-бытового сектора Республики Татарстан.

5. Горячее водоснабжение в теплое время года.

6. Снижение воздействия на окружающую среду.

В республике можно выделить следующие направления получения электроэнергии нетрадиционными способами:

Солнечная энергия

Наиболее солнечным периодом в Татарстане является лето - с апреля по август. Среднегодовая продолжительность солнечного сияния на территории Республики Татарстан составляет 1763 (в районе г. Бугульма) до 2066 (в районе г. Мензелинск) часов. Это позволяет сделать вывод о том, что установка солнечных батарей в Татарстане и, соответственно, использование энергии солнца в качестве альтернативной является оправданным и целесообразным.

Ветроэнергетика.

Важнейшей характеристикой, определяющей энергетическую ценность ветра, является его средняя годовая скорость. Среднегодовая скорость ветров в Республике Татарстан составляет порядка 5м/с. Зимой ветры в республике более сильны, чем летом. Максимальные скорости ветра могут достигать 38—40 м/с. Такие ветры регистрируются в Татарстане редко.

На территории республики имеется техническая возможность разместить во всех районах республики 359 ВЭС с использованием ВЭУ - 600 кВт мощностью 722,4 МВт и выработкой электроэнергии 1275,2 млн.кВт.ч.

Наиболее благоприятные ветровые условия имеются на правом берегу р. Волги, побережьх Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ, в восточной части Бугульминско-Белебеевской возвышенности.

224 ВЭС, или 62,4% от общего числа ВЭС, расположены на территориях ведения поисковых работ и нефтепромыслов, обслуживаемых ОАО "Татнефть", и могут использоваться в энергоснабжении.

Наибольшими ветропотенциалами обладают следующие районы: Альметьевский- 73,8 млн.кВт.ч, Бугульминский - 59,4 млн.кВт.ч, Зеленодольский - 59,1 млн.кВт.ч, Тетюшский - 57,0 млн.кВт.ч, Верхнеуслонский - 50,4 млн.кВт.ч.

Из всего этого можно сделать вывод о том, что использование энергии ветра здесь можно считать целесообразным. Однако следует помнить, что ветряки не в состоянии обеспечивать потребителя энергией непрерывно. Так что желательно использовать энергию ветра в сочетании с другими альтернативными источниками.

3. Малая гидроэнергетика.

Реки Татарстана, в целом, равнинные, спокойные. Часть рек зарегулирована плотинами. Использование энергии рек в качестве альтернативной можно считать целесообразным. Однако выбор технологических способов выработки энергии придется делать отдельно, в каждом конкретном случае, с учетом характеристик конкретного водного потока.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: