Глава 3. Необычные источники энергии
Введение
Недавно мне подарили электронный конструктор под названием «Альтернативные источники энергии». Используя различные схемы и собственную фантазию, я очень увлекся этой игрой. Мне стало интересно, какие же источники энергии человек использует в своей жизни. Мне захотелось побольше узнать об этом.
Цель моей работы:изучить различные виды энергии: традиционные, альтернативные, необычные , рассказать об их преимуществах и недостатках одноклассникам ,доказать возможность получения энергии из обычного предмета (лимона).
Задачи: 1)рассмотреть различные виды энергии;
2) рассказать об их преимуществах и недостатках;
3)доказать возможность получения энергии из лимона;
Гипотеза: можно зарядить mp3 плеер при помощи лимонов.
Без энергии жизнь человечества немыслима. Вот уже много веков люди привыкли использовать в качестве источников энергии органическое топливо – уголь, газ, нефть. Это так называемые традиционные источники энергии. В настоящее время практически вся электроэнергия вырабатывается с их помощью на ТЭС, ГЭС и АЭС.
Актуальность проблемы в том, что рано или поздно наступит день, когда уголь, нефть и газ, с помощью которых вырабатывается основная часть электричества, иссякнут. На вопрос «что делать?» уже давно найден ответ.
Надо искать другие источники энергии – альтернативные,нетрадиционные, незагрязняющие окружающую среду. Альтернативные источники энергии постепенно выходят на первый план, а некоторые страны даже заявили, что в обозримом будущем планируют перевести свою инфраструктуру исключительно на них. Вначале мы рассмотрим, что же такое традиционные источники энергии, и как они используются в настоящее время.
II Основная часть
Глава 1. Традиционные источники энергии.
1.1Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате сжигания органического топлива (угля, нефти, газа). В настоящее время это самый доступный источник энергии, но при сгорании топлива выделяется большое количество вредных веществ, и происходит загрязнение окружающей среды.
1.2Гидроэлектростанция (ГЭС) вырабатывают энергию при помощи потока воды. Это возобновляемый источник энергии, но при сооружении ГЭС также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.
1.3 Атомная электростанция (АЭС) - это электростанция, в которой атомная энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. АЭС работают на ядерном горючем, мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива. К сожалению, существует опасность загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами.
Таким образом, я узнал, что в современном мире основными традиционными источниками энергии являются ТЭС, ГЭС и АЭС. Преимуществом традиционных видов энергии является доступность, возобновляемость и количество запасов; к недостаткам относится нанесение вреда окружающей среде.
Глава 2. Альтернативные источники энергии
Хотя, традиционные источники энергии и составляют основу современной энергетики, но и альтернативные сегодня завоёвывают всё большую популярность. Я расскажу вам о тех, которые сегодня достаточно широко используются.
Солнечная энергия
Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение, как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества (используя фотоэлектрические элементы). К преимуществам солнечной энергии можно отнести её возобновляемость, бесшумность, отсутствие вредных выбросов в атмосферу при переработке солнечного излучения в другие виды энергии. Недостатками таких установок являются их зависимость от солнечного излучения, а также необходимость больших площадей для строительства солнечных электростанций.
Ветряная энергия
Одним из источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение, в свою очередь, передаётся электрическому генератору. Преимуществом ветряного генератора является, прежде всего, то, что ветер можно считать неисчерпаемым источником энергии. Кроме того, ветрогенераторы, производя энергию, не загрязняют атмосферу вредными выбросами. К недостаткам устройств по производству ветряной энергии можно отнести непостоянство силы ветра и малую мощность ветрогенератора. Также ветрогенераторы известны тем, что производят много шума, вследствие чего их стараются строить вдали от места проживания людей.
Геотермальная энергия
Огромное количество тепловой энергии хранится в глубинах Земли. Это обусловлено тем, что температура ядра Земли чрезвычайно высока. В некоторых местах земного шара происходит прямой выход высокотемпературной магмы на поверхность Земли: вулканические области, горячие источники воды или пара. Энергию этих геотермальных источников можно использовать в качестве альтернативного источника энергии. Используют геотермальные источники по-разному. Одни источники служат для теплоснабжения, другие – для получения электричества из тепловой энергии. К преимуществам геотермальных источников энергии можно отнести неисчерпаемость и независимость от времени суток и времени года.
Приливная энергетика
Использует для производства электроэнергии энергию прилива и отлива Мирового океана. Два раза в сутки уровень океана то поднимается, то опускается. Это происходит под действием гравитационных сил Солнца и Луны, которые притягивают к себе массы океанской воды. У берега моря разности уровней воды во время прилива и отлива могут достигать более 10 м. Если в заливе на берегу моря в устье реки сделать плотину, то в таком водохранилище во время прилива можно создать запас воды, которая при отливе будет спускаться в море и вращать гидротурбины. В нашей стране уже созданы и работают приливные электростанции.
Таким образом, я узнал, что к альтернативным источникам энергии относятся: солнечная, ветряная, геотермальная и приливная энергетика. Альтернативные источники имеют свои недостатки, но главное преимущество по сравнению с традиционными источниками энергии заключается в том, что они не наносят вред окружающей среде.
Глава 3. Необычные источники энергии
Традиционные и альтернативные источники энергии уже используются в настоящее время. Но существуют ещё и необычные источники энергии, которые возможно будут востребованы в будущем.
Пьезоэлектричество
Данный способ получения энергии уже давно используется человеком. Однако, скорее в миниатюрных, чем в промышленных масштабах. Ученые не исключают, что использование кинетической энергии от движения человека вполне может стать достаточно перспективным процессом в будущем.
Учитывая, что пьезоэлектричество вырабатывается определенными материалами в ответ на механическое воздействие, достаточно просто создать тротуарное покрытие из подобных материалов, разместить его в местах наибольшего скопления движущихся людей. Тогда мы получим новый бесплатный источник энергии. При этом подобный принцип может быть реализован в огромном разнообразии вариантов. Например, электричество сможет вырабатывать подошва обуви.
Вихревые электростанции
Опытные образцы подобных систем созданы уже сегодня. Принцип работы данных систем построен на возможности получения энергии от медленных водных течений, которые могут создавать водовороты. Именно, механическая энергия водоворотов может легко преобразовываться в электрическую.
Энергия фотосинтеза
В Гамбурге, например, открылось первое в мире здание, которое получает энергию от микроскопических зеленых водорослей, которые находятся в стенах и окнах этого архитектурного сооружения. Каждое его окно представляет собой небольшой био-реактор, производящий электричество за счет фотосинтеза.
Энергия вулкана
В Китае группа архитекторов представила проект небоскреба, который должен расположиться на склоне вулкана. Да и энергию для функционирования это здание будет получать из раскаленной магмы, подступающей к поверхности Земли.
Разница температур
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. Создаст ее всемирно известная компания Lockheed Martin.
Таким образом, мне удалось узнать, что многие вещи и явления, казалось бы, не приспособленные для этого, способны выделять энергию. Возможно, они станут источниками энергии будущего.
III Мой эксперимент
Цель: доказать возможность получения электрической энергии получена из обыкновенного лимона.
Гипотеза: можно зарядить mp3 плеер при помощи лимонов.
Оборудование: гвоздь, монета, вольтметр, светодиод, лимоны.
Берем гвоздь и монету. В одну часть лимона вставляем гвоздь, а в другую часть вставляем монету. Подключаем вольтметр и видим, что один лимон способен выдать 0.906 вольта. Если взять четыре лимона, то они дадут 3.50 вольта. А этого уже хватит, чтоб подключить светодиод. Электричества в лимоне не так уж и много, а параметры тока малы. Сила тока - доли миллиампера, а напряжение от одного лимона составляет всего около 0,9 В. Чтобы, к примеру, зарядить MP3-плеер iPod, необходимо собрать цепь из 17 лимонов (напряжение будет примерно равным 9..10 В).
Таким образом, я выяснил, что даже самый обычный лимон способен стать
« батареей» и выделять электрическую энергию.
IV Заключение
Мы рассмотрели различные источники энергии, их достоинства и недостатки. В настоящее время в основном используются традиционные источники энергии: ТЭС, ГЭС, АЭС. Преимуществом традиционных видов энергии является доступность, возобновляемость и количество запасов; к недостаткам относится нанесение вреда окружающей среде.
Альтернативные источники энергии (солнечная, ветряная, приливная, геотермальная энергетика) используются в меньших масштабах. Данные источники энергии имеют свои недостатки, но главное преимущество по сравнению с традиционными источниками энергии заключается в том, что они
не наносят вред окружающей среде.
Существуют ещё и необычные источники энергии (пьезоэлектричество, вихревые электростанции, энергия фотосинтеза, энергия вулкана, разница температур). Они недостаточно изучены, но возможно будут востребованы в будущем.
Мой эксперимент доказал возможность получения электрической энергии из обыкновенного лимона. Я выяснил, что даже самый обычный лимон способен стать « батареей» и выделять электрическую энергию.
В дальнейшем, я буду продолжать работать над данной темой и попробую получить электрическую энергию из других предметов.
Список литературы
1. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М.: Наука и техника,
1997 г. – 110 с.
2. Нетрадиционные источники энергии. – М.: Знание, 1982г. – 120 с.
3. Юдасин Л.С.. Энергетика: проблемы и надежды. – М.: Просвещение,
1990 г. – 207 с.
4. Энергетические ресурсы мира / Под редакцией П.С. Непорожнего,
В.И. Попкова– М.: Энергоатомиздат. 1995г. – 232 с.
5. Ресурсы интернета