Учитель физики: Кошелева О. А

Вид материала

Внеклассное мероприятие

Содержание III. Солнечные батареи В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность с Солнечные фотомодули на основе аморфного кремния В США и Европе солнечные батареи на крышах жилых домов становятся привычным делом IV. Ветрогенераторы V. Двигатели на воде VI. Свет и тепло из навоза VII. Водород и воздух VIII. Переработка отходов в дизельное топливо Жизнь заставит

Подобный материал:

• Терещенко Александр Петрович, учитель физики моу сош №10 2008 год пояснительная записка, 206.78kb.
• Копытова Ольга Геннадьевна, учитель информатики; Кузнецова Елена Эриковна, учитель, 290.72kb.
• Оксана Евгеньевна Макиевская, педагог-психолог, учитель математики и физики 1 категории,, 16.8kb.
• Методическая разработка Учитель физики, 50.47kb.
• Межпредметные связи на уроках физики недведская Людмила Фёдоровна, 78.71kb.
• Кошелева Лариса Владимировна, учитель русского языка и литературы. Новоалтайск, 2007, 100.22kb.
• Игровые технологии на уроках физики и внеклассных мероприятиях как средство развития, 155.58kb.
• Кошелева Евдокия Павловна, учитель русского языка и литературы, педстаж 38 лет, 1 категория, 109.41kb.
• 1. Позитивная динамика учебных достижений обучающихся, 314.32kb.
• Программа дисциплины дпп. Ф. 02 «Основы теоретической физики. Физика атомного ядра, 222.48kb.

МОУСОШ с. Воскресеновка


Физика


Внеклассное мероприятие

на тему:





Учитель физики: Кошелева О.А.


2009 г.


Цель мероприятия

Повышение образовательного уровня учащихся в областях науки и техники, экологической безопасности. Изучение альтернативных источников энергии и последних достижений науки и техники в этой области деятельности. Воспитание ответственности и добросовестности за свой труд.


Задачи мероприятия

1. Привлечение учащихся к более глубокому изучению физики.
   
2. Привить любовь учащихся к поиску новой научно-познавательной информации.
   
3. Ориентировать учащихся на раскрытие своих талантов, способностей, на трудолюбие и целеустремленность.
   

План мероприятия

1. Вступительное слово учителя о проблемах энергетики и техногенных катастрофах.
   
2. Беседа с учащимися о достоинствах и недостатках основных источников энергии.
   
3. Просмотр компьютерной презентации.
   
4. Доклады учащихся по альтернативным источникам энергии.
   
5. Обобщение материала. Выводы. Беседа с учащимися.
   

Альтернативные источники энергии


I. Авария на Саяно-Шушенской ГЭС

17 августа 2009 года в связи с недочетами в эксплуатации второго гидроагрегата и несрабатыванием системы защиты произошла серьёзная авария и погибли 75 человек.

Характеристики ГЭС:

• Высота плотины – 242 метра
  
• Длина – 1066 метров
  
• Ширина по гребню – 25 метров
  
• Мощность 6 721 МВт
  
• Количество гидроагрегатов – 10
  
• Ввод в эксплуатацию – 1976 год.
  

Машинный зал до аварии и после


II. Источники энергии

Основные

• Нефть
  
• Газ
  
• Уголь
  
• Гидроэнергия
  
• Атомная энергия
  

Альтернативные источники энергии уже сейчас не только имеются, но и успешно используются для блага людей в Европе.

Швеция, например, к 2020 году полностью планирует отказаться от органических источников топлива и перейти на энергию из возобновляемых источников. Исландия где-то к 2050 году. Бразилия активно использует сахарный тростник и через 5 лет планируется 80% транспорта перевести на этанол, который из тростника и добывается. Великобритания использует энергию ветра и волн, и к 2012 году 10% энергии страны будут из возобновляемых источников, ведь энергии ветра и волн гарантированно хватит намного дольше, чем органических источников энергии. В планах у США развитие атомной энергетики. Испания и Германия являются лидерами по Европе по использованию ветроэнергетики, ее прирост каждый год составляет 25%. Как видим, Европа и не только она, доказала, что использовать альтернативные источники энергии не только необходимо, но и выгодно. Их нужно развивать, за ними будущее.

III. Солнечные батареи

Солнечные батареи или солнечные модули предназначены для преобразования солнечной энергии в электрическую для электропитания электротехнических, электробытовых, электронных и других устройств.

Солнечный модуль это модуль, преобразующий солнечную радиацию в электрическую фронтальной и обратной сторонами. Солнечный модуль представляет собой группу солнечных элементов, размеры каждого из которых 85 х 85 х 0,4 мм. Размеры солнечных модулей зависят естественно от количества элементов, включенных в состав модуля.

Электрические параметры модуля, состоящего из 72 элементов, составляют:

• мощность - 68 ватт,
  
• номинальное напряжение - 12 вольт,
  
• ток максимальной мощности 4 ампера. 
  

Солнечная энергия - это возможность извлечь выгоды сразу в двух направлениях. На Земле два миллиарда человек нуждаются в этой технологии, и она уже реально конкурирует с другими источниками энергии, которыми они располагают - нефтью, например. Даже в индустриальном мире, в облачных странах - таких как Великобритания - мы можем получать все необходимые нам тепло и электричество из солнечных коллекторов - панелей, установленных на высоких зданиях.

Солнце - неисчерпаемый источник энергии - ежесекундно дает Земле 80 тысяч миллиардов киловатт, то есть в несколько тысяч раз больше, чем все электростанции мира. Нужно только уметь пользоваться им.

Годовой поток солнечного излучения на территории России изменяется в широких пределах. Так, на 1 м² горизонтальной поверхности на северных островах и северо-восточной оконечности Сибири за год поступает всего 550—830 кВт·ч, на большей части европейской территории и Сибири — 830—1200 кВт·ч, в южных районах Поволжья, Сибири и Дальнего Востока — 1100—1380 кВт·ч, в Закавказье и Средней Азии — 1400—1600 кВт·ч.

В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м², достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте, около 1 000 Вт/м².


Карта продолжительности солнечного сияния
на территории России  


Солнечные фотомодули на основе аморфного кремния

Солнечный элемент (слева)
и фотогальванический модуль из 36 элементов

Солнечные модули
с различным количеством элементов

 

Солнечные батареи на полевых испытаниях в субарктических регионах

Монтирование солнечного модуля из солнечных элементов

Монтирование солнечных батарей на крыше жилого дома




Технологии использования солнечной энергии активно развиваются во многих странах мира. Некоторые из них уже достигли коммерческой зрелости, успешно конкурируют на рынке энергетических услуг и даже вошли в повседневный обиход. В Германии, например, в рамках проекта «Тысяча крыш» 2250 домов были оборудованы фотоэлектрическими солнечными батареями. В США принята еще более масштабная программа «Миллион солнечных крыш», которая рассчитана на период до 2010 года и предполагает 6,3 млрд долларов бюджетных вложений. Россия в вопросе практического использования солнечной энергии пока отстает. Например, из более чем 1 ГВт установленной мощности солнечных фотопреобразователей в мире на долю нашей страны приходится менее 0,01% (в то время как на долю Японии – 50%). Понятно, что из-за климатических условий эффективно использовать солнечные батареи в России можно только в южных регионах. Однако дело не в одном только климате.

В США и Европе солнечные батареи на крышах жилых домов становятся привычным делом

Солнечная электростанция башенного типа

IV. Ветрогенераторы

Это ветрогенераторы, у которых ветровое колесо располагается в вертикальной плоскости, плоскость вращения перпендикулярна направлению ветра, и, следовательно, ось ветроколеса параллельна потоку. Как известно, такие ветродвигатели называются крыльчатыми.

Например, группой "Алисен" в настоящее время завершаются испытания ветрогенераторов, пошаговые инструкции для самостоятельного изготовления которых планируется представить для реализации к концу 2009 года.

Д ля организации электрообеспечения помещений предлагаются два типа крыльчатых ветроагрегатов, достаточно простых для самостоятельного изготовления. Это:

• крыльчатый ветрогенератор с трехлопастным ветроколесом и мощностью генератора 1000 ватт;

• крыльчатый мини-генератор с двухлопастным ветроколесом и мощностью генератора 300 ватт .

Оба типа ветрогенераторов эффективны при скорости ветра 3,5 м/с., монтируются без применения подъемно-транспортного оборудования, что позволяет устанавливать и обслуживать их в труднодоступных районах.




Карта ветроэнергетических ресурсов России.
Зоны со среднегодовыми скоростями ветра:

1-выше 6 м/сек;

2- от 3,5 до 6 м/сек;

3 - до 3,5 м/сек

В перспективных для применения ветроэлектрических установок регионах среднегодовая скорость ветра должна быть 4-6 м/с и более. На приведенной карте ветроэнергетических ресурсов России видно, что большая часть территории России благоприятна для получения электроэнергии посредством ветрогенераторов.

 

Россия располагает значительными ресурсами ветровой энергии, которая может быть использована в следующих регионах:

• области: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пензенская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская;
  
• края: Краснодарский, Приморский, Хабаровский;
  
• а также: Дагестан, Калмыкия, Карелия, Коми, Ненецкий автономный округ, Таймырский автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.  
  

 Типы ветроколес

а) однолопастное б ) двухлопастное   в)трехлопастное  





Плата ротора мини-генератора

Ветрогенератор с двухлопастным ветроколесом




Ветрогенератор с трехлопастным
ветроколесом

V. Двигатели на воде

Мерседес Бенц переходит на альтернативные источники энергии.



Мерседес BENZ намерен в течение семи лет избавиться от необходимости использовать в качестве топлива нефтепродукты. Концерн объясняет своё стремление прогнозируемым исчерпанием природных нефтяных ресурсов.


По всему миру более пятидесяти миллионов людей работают, используя автомобили, и более восьмидесяти процентов грузов перевозится автомобильным транспортом. Компания Mercedes-Benz уверена, что сохранить рабочие места водителям и прибыли владельцам транспортных фирм можно только путём перехода на независимые от нефти источники энергии. Профессор Герберт Колер полагает, что к 2015 году на рынке будут доступны автомобили, использующие энергию альтернативных видов топлива.


Концерн уже вложил в исследования и внедрение новых технологий дополнительно два миллиона фунтов из резервов, обеспечивающих устойчивость компании к изменяющимся условиям. До 2014 года Mercedes-Benz намерен вложить в развитие данного направления ещё семь миллиардов фунтов. Они будут потрачены на создание более чистых и экономичных бензиновых двигателей с гибридным приводом, электромобилей, двигателей на альтернативных источниках топлива, разработку водородного аккумулятора и двигателей, работающих на воде.

Следующим большим шагом немецкого концерна станет выпуск электрического Smart'а. Не за горами времена, когда мы будем заряжать свои машины по ночам, как мобильные телефоны...

VI. Свет и тепло из навоза

Агрофирмы переходят на альтернативные источники энергии .

Экономические трудности заставляют аграриев использовать свои ресурсы для выработки дешевой энергии. На рисунке мы видим биоустановку, которая будет вырабатывать свет и тепло из навоза. Проект разрабатывается немецкой фирмой, которая и займется строительством в Мурманской области.





Ежегодно в российском животноводстве и птицеводстве образуется около 150 млн. т. органических отходов, что представляет собой неиссякаемый и дешевый источник энергии Использование органики способствует рациональному потреблению ресурсов, и, как следствие, снижению экологической нагрузки на природу.


VII. Водород и воздух

Панацеей от экологической катастрофы могут стать альтернативные источники энергии. Но реальность такова, что переходить на новые технологии не спешат даже развитые страны – общая доля использования альтернативных источников энергии не превышает 1-2 %. Причин можно назвать очень много – это и дороговизна современного оборудования (поистине, пока гром не грянет – мужик не перекрестится), и давление со стороны энергетических и бензиновых гигантов, которые не заинтересованы в потере миллиардов долларов (представьте, что, скажем, к 2030 году ровно половина энергии на планете Земля будет вырабатываться альтернативно и посчитайте потери только лишь одной РФ от сокращения экспорта нефти, если она, конечно, не кончится раньше), и, как это не странно, социально-психологические причины – некоторые учёные считают, что нашему консервативному обществу будет очень сложно быстро перестроиться под новый уклад жизни.


Но, как бы то ни было, прогресс есть. Ещё 3 года назад японская фирма "Хонда" начала продажу автомобилей "Honda FCX", работающих на водороде. Водородный топливный элемент уже приводит в действие и немецкую подводную лодку класса U-209, и тысячи портативных генераторов по всему миру, и даже некоторые поезда, испытания которых успешно прошли в Японии.

Не отстаёт от передовых стран и Тайвань, сделавший борьбу с загрязнением природы важнейшим национальным проектом. В первую очередь власти взялись за мотоциклистов и начали эксперимент по тотальному введению транспортных средств, использующих для движения сжатый воздух. Правда технике всё ещё требуется некоторое количество привычного топлива для работы, но выхлопные газы становятся заметно чище. Один из последних экспериментальных образцов смог проехать чуть больше километра на 9,5 литрах сжатого воздуха. Уже скоро тайваньские учёные обещают увеличить бак в 3-4 раза, таким образом, что мотоцикл сможет без подзаправки преодолевать километров 30, а эта цифра, в городских условиях, уже весьма и весьма существенна.

Американцы в 2010-2011 гг. планируют выпустить на рынок новый 6-местный автомобиль, также работающий на сжатом воздухе. При езде на скорости до 55 км. в час расходоваться будет один воздух, при увеличении скорости начнётся подача бензина, который, сгорая, будет нагревать воздух, уменьшая тем самым его потребление; смешанная топливная система показывает великолепные результаты по всем показателям: с баком в 30-38 литров машина покрывает расстояние в 1300 – 1600 км.

VIII. Переработка отходов в дизельное топливо

Перенастройка двигателя на биодизель в Германии окупается за год

Рост цен на автомобильное топливо заставляет автомобилистов переходить на альтернативные источники энергии.

В Германии на биодизель и другие растительные заменители минерального топлива в настоящее время приходится 3,6% от всего объема потребления. Для перехода на растительное горючее требует перенастройки двигателя. Однако такое вложение окупается уже через год при годовом расходе более 8000 литров топлива. Кроме того, на немецком рынке появились компании, занимающиеся переработкой минерального вторсырья. Так недавно, компания Clyvia Technology, проводя испытания новой технологии, переработала три тонны полимерных отходов в 2000 литров дизельного топлива. Инженеры уверены, что после внесения необходимых доработок в оборудование и проведения сертификации продукции установку можно будет перевести в режим промышленного производства, сообщает издание Deutsche Welle.

Жизнь заставит

Стабильный рост цен практически на все энергоносители и постепенное истощение запасов исчерпаемых источников (нефть, газ, уголь) все чаще вынуждают задуматься о возобновляемых источниках, дающих альтернативные виды энергии. К ним обычно относят энергию Солнца, ветра, термальных вод, морских приливов и волн, биомассы (в том числе растений и различных видов органических отходов), а также низкопотенциальную энергию окружающей среды. Об огромных масштабах гелиоэнергетических ресурсов свидетельствует тот факт, что всего 22 дня солнечного сияния дают Земле мощность, равную мощности всех запасов органического топлива на планете. Да и само это топливо (как известно, образовавшееся из органических останков древних растений и животных), в каком-то смысле представляет собой аккумулятор, впитавший солнечную энергию миллионы лет назад. Основное преимущество гелиоэнергетики состоит в том, что она не связана с процессами окисления, а значит, не загрязняет атмосферу и является экологически чистой.


Конец формы