XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Плюсы и минусы энергетики будущего
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1.Энергетика: прошлое, настоящее и будущее.
С давних времён люди применяли энергию солнца и ветра. Древние люди умели использовать солнечный свет, чтобы разжечь огонь, парусные суда, в качестве топлива были трава, древесина, сухие водоросли. Позже человек стал применять ископаемые виды топлива: нефть, уголь, торф. Потребности человека в энергии растут всё больше и больше, но ресурсы природы не бесконечны. К тому же сжигание топлива загрязняет окружающую среду и меняет климат. Существуют традиционные (нефть, уголь, природный газ) и альтернативные (энергия солнца, энергия ветра, гидроэнергия и тд.) источники энергии. Альтернативные источники, в сравнении с традиционными, более экономичны и экологичны, к ним и стремится человечество.
2.Энергия солнечного излучения.
Солнце является основным источником энергии Земли. Существуют несколько способов получения энергии Солнца: «солнечный парус», фотоэлектрический, термовоздушный, аэростатный, гелиотермальный.
Польза:
Солнечные батареи (рисунок 1) являются абсолютно экологичными. Система, перерабатывающая солнечную энергию в электричество, бесшумна, безопасна для окружающей среды и людей. Её использование снижает расход природных ресурсов.
Вред:
Однако само производство и утилизация солнечных батарей может навредить здоровью людей и экологии. Солнечные панели содержат металлы: алюминий, свинец, медь, галлий и кадмий, синтетические материалы. Также они могут влиять на климат.
3.Энергия ветра.
Современные ветрогенераторы (рисунок 2) вырабатывают электроэнергию за счет энергии ветра. Ветроэнергетика является одной из самых быстроразвивающихся технологий возобновляемой энергетики.
Польза:
Энергия ветра позволяет беречь окружающую среду, так как уменьшается количество вредных выбросов в природу. При работе агрегатов в биосферу не выбрасываются радиоактивные отходы, и не вырабатывается смог. Использование ветровой энергии исключает возможность выпадения кислотных дождей.
Вред:
Но и у использования энергии ветра есть минусы. К примеру, гибель птиц и летучих мышей, неперерабатываемые отходы,отчуждение земель, увеличение потребления земельных ресурсов.
4.Энергия воды.
Гидроэнергия представляет собой энергию потоков водных масс. Превращают гидроэнергию в электроэнергию при помощи гидротурбин. Такая установка называется гидроэлектростанцией (ГЭС) (рисунок 3)
Польза:
Гидростанции способны быстро набирать рабочую мощность, при этом не загрязняя воздух. Водохранилища влияют на формирование умеренного климата. Также стоит отметить, что благодаря строительству плотин увеличиваются запасы рыбы , улучшается судоходство.
Вред:
ГЭС оказывают негативное влияние на окружающую среду. Из-за них может произойти затопление паховых земель и лесов, блокировка путей миграции рыбы, что приводит к исчезновению этих популяций, а также блокировка потока осадков и питательных веществ
5.Энергия приливов и отливов.
Для получения энергии можно использовать приливы и волны. С их помощью вращается генератор, вырабатывающий электричество.
Польза:
При таком способе получения энергии есть возможность прогнозирования количества полученной энергии, отсутствует угроза катастрофы, происходит смягчение ледового режима. Также появляется дополнительная защита берегов.
Вред:
Минусами ПЭС (рисунок 4) являются большие затраты, опасность для черепах и других водных обитателей, невысокая эффективность, возможность наводнения из-за неправильного возведения ПЭС
6.Геотермальная энергетика.
Геотермальная энергия использует тепло Земли для производства электричества. Извлекают такую энергию грунта с помощью мелких скважин.
Польза:
Геотермальные источники и станции не выбрасывают вредных веществ в окружающую среду. ГеоТЭС (рисунок 5) может сама себя обеспечивать электричеством, она не требует больших трат на эксплуатацию.
Вред:
Работа ГеоТЭС может остановиться в любой момент из-за изменений в земной коре. Помимо этого в окружающую среду всё же могут выбрасываться вредные вещества, если не использовать фильтры.
8.Заключение.
Таким образом, альтернативные источники энергии несут как пользу, так и вред.
С одной стороны они возобновляемы, экологически безопасны и доступны по цене. Но с другой - необходимое для них оборудование стоит достаточно дорого, они зависимы от внешних условий и климата и сами воздействуют на климат. При этом почти все установки для альтернативных источников имеют небольшую мощность.
Тем не менее, я считаю, что человечеству необходимо перейти на нетрадиционные источники энергии, чтобы решить проблему ограниченности ресурсов и сохранить окружающую среду.
Приложения
Рисунок 1 – Солнечные батареи
Рисунок 2 – ветрогенераторы
Рисунок 3 – ГЭС
Рисунок 4 – ПЭС
Рисунок 5 – ГеоТЭС
Литература
-
https://delta-paneli.ru/blog/alternativnye-istochniki-energii/
-
https://ru.wikipedia.org/wiki/Альтернативная_энергетика
-
https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергетика
-
https://invlab.ru/texnologii/alternativnaya-energiya/