Проект Ветровая энергия СКО как альтернативный источник энергии

Республиканский конкурс исследовательских работ обучающихся «Шаг в будущее -АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ»

Номинация : «Экология и рациональное природопользование»

Возрастная группа :старшая возрастная группа :15-17 лет

Тема работы : «Ветровая энергия СКО как альтернативный источник энергии Подготовил: Аманжелов Алишер 11 класса Краснознаменская средняя школа Мамлютский район Северо-Казахстанская область, дата рождения 15.07.1998

электронный адрес:[email protected]

Руководитель:Соколова Елена Семёновна - учитель биологии и географии Краснознаменской средней школы

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

3-4

Глава 1. Альтернативные источники энергии - шаг в будущее

4

1.1Ситуация в области использования ветровой энергии в мире.

4-5

1.2 Что касается Казахстана то мнению

5

1.3 Ветровая энергия в СКО

5

Глава 2.Исследование возможностей использования ветровой энергии.

6

Заключение

8

ВВЕДЕНИЕ

Энергетика - область хозяйственно-экономической деятельности человека, совокупность больших естественных и искусственных подсистем, служащих для преобразования, распределения и использования энергетических ресурсов всех видов. Её целью является обеспечение производства энергии путём преобразования первичной, природной, энергии во вторичную, например в электрическую или тепловую энергию. При этом производство энергии чаще всего происходит в несколько стадий: получение и концентрация энергетических ресурсов, примером может послужить добыча, переработка и обогащение ядерного топлива; Серьезный энергетический кризис в 1970-х годах XX в. заставил Европу задуматься над экологическими проблемами и начать разрабатывать природоохранные проекты. В 1997 году был подписан Киотский протокол, согласно которому государства должны ограничить выброс CO2 в атмосферу.

И все же страны мира потребляют колоссальное количество электроэнергии в связи с этим увеличивается количество потребления минерального сырья и топлива. Традиционные электростанции имеют большие минусы. Тепловые электростанции (ТЭС) вырабатывают электроэнергию в результате преобразования тепловой энергии, которая выделяется при сжигании органического топлива (угля, нефти, газа). Невосполнимость этих природных ресурсов заставляет задуматься о рациональном их применении и замене более дешевыми способами получения электроэнергии.
Гидроэлектростанция (ГЭС) - комплекс сооружений и оборудования, посредством которых энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию. При их сооружении также наносится вред окружающей среде: перегораживаются реки, меняется их русло, затопляются долины рек.
Важнейшая особенность гидротехнических ресурсов в сравнении с топливно-энергетическими - их непрерывная возобновляемость.
Атомная электростанция (АЭС) - электростанция, в которой атомная (ядерная) энергия используется для получения электрической. Генератором энергии здесь является атомный реактор. Тепло, выделяемое в нем в результате цепной реакции деления ядер некоторых тяжелых элементов, преобразуется в электроэнергию. АЭС работают на ядерном горючем (уран, плутоний и др.), мировые запасы которого значительно превышают запасы органического топлива. Основное сырьё- Уголь нефть мазут газ. Всё это добывается и перерабатывается из недр земли. Может настать день когда все ресурсы иссякнут. Чтобы избежать этого нужны станции работающие на альтернативных возобновляемых ресурсах. Я предлагаю дать развитие новому типу электростанций в СКО. Ветровые электростанции помогут снизить стоимость электроэнергии в регионе. Снизятся выбросы в атмосферу. Также снизится негативное воздействие на людей. В СКО уже есть несколько достойных примеров использующих ветровую энергию. Самый успешный из них это Новоникольские ветряные мельницы. Серьезный энергетический кризис в 1970-х годах XX в. заставил Европу задуматься над экологическими проблемами и начать разрабатывать природоохранные проекты. В 1997 году был подписан Киотский протокол, согласно которому государства должны ограничить выброс CO2 в атмосферу.

Глава 1. Альтернативные источники энергии - шаг в будущее

1.1Ситуация в области использования ветровой энергии в мире.

Ветер дует повсюду с той или иной скоростью. Бриз торнадо муссоны тайфуны. В связи с особенностью каждова вида ветра были созданы подходящие ветрогенераторы.Станции бывают шельфовые парящие плавающие наземные горные прибрежные.

Ряд ведущих стран мира уже активно используют ВЭС. Германии - одна из лидирующих в мире систем ветряной энергетики.

Активное развитие ветроэнергетика Германии получила после Чернобыльской аварии. Правительство Германии приняло решение развивать производство энергии из возобновляемых источников.

Первая правительственная программа поддержки ветроэнергетики под названием «100 МВт ветра» появилась в Германии в 1989 году. Ощутимый рост ветроэнергетики начался с принятием в 1991 году закона Electricity Grid Feed Act. В 2000 году была принята новая версия Акта, а уже в 2002 году суммарные мощности германской ветроэнергетики достигли 10 000 МВт.

И успехи велики в 2014 году 8.6 % всей электроэнергии германии пришлось на ВЭС. При том что стоимость 1 киловатт час составляет € 0,0836. Почти все они расположены на севере страны[Приложение 1]

Канада ещё одна из развитых стран активно использующих ВЭС. Страна имеет нереальный потенциал, но использует его не на всю. Несмотря на то , что с 2000 года показатели со 137 мвт достигли почти 6000 мвт.

1.2 Что касается Казахстана то мнению

Международной академии энергетики имени Альберта Эйнштейна, Казахстан имеет очень высокий потенциал возобновляемых источников энергии, многократно превышающий потребность страны в топливно-энергетических ресурсах. Сейчас же эта сфера развита слабо. Первая Казахстанская ВЭС горного типа построена на Кордайском перевале в 2011 году. Изначачальная мощность составляла 1 мвт то после покупки и установки ещё 8 аппаратов мощность возросла до 21 мвт.

1.3 Ветровая энергия в СКО

Шесть ветровых электростанций планируется построить в Северо-Казахстанской области (СКО) до 2018 года, сообщил руководитель управления энергетики и жилищно-коммунального хозяйства Антон Федяев.
«Согласно плану развития альтернативной и возобновляемой энергетики СКО, совместно с иностранными инвесторами до 2018 года в области планируется построить 6 ветровых электростанций», - рассказал он на сессии областного маслихата в пятницу. По его словам, план развития альтернативной и возобновляемой энергетики СКО разработан на период 2014- 2020 гг., пишет КазТАГ
«Ветровые электростанции мощностью от 35 до 100 МВт будут построены в четырех районах области - Есильском , Тайыншинском , Аккайынском и им.Г Мусрепова», - проинформировал Федяев.
Согласно плану, в Тайыншинском районе ветровая электростанция мощностью 35 МВт будет построена уже в 2015 году.
Напомним, Казахстан принял план мероприятий по развитию альтернативной и возобновляемой энергетике в стране на 2013-2020 годы. В 2014 году объем энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками, будет равен 1% от потребления, а в 2020 году - 3%.

В СКО уже давно действует Петропавловская ТЭЦ - 2

Осознавая, что в силу специфики деятельности АО «СЕВКАЗЭНЕРГО» является источником поступления в атмосферу загрязняющих веществ, Компания активно развивает сотрудничество с правительственными и неправительственными организациями, научными и образовательными учреждениями, эффективно работающими в области охраны окружающей среды и обеспечения экологической безопасности. Но выбросы даже при всем этом пагубно влияют на окружающую среду. Статистика говорит сама за себя [Приложение 2].

Поэтому я и предлагаю использовать энергию ветра. Ниже даны показатели скорости ветра в СКО[ Приложение 3].

Поэтому наиболее подходящей будет наземная ВЭС.С минимальной скорость работы при 4 метров в секунду и максимальной работой при 25 метров в секунду.

Глава 2.Исследование возможностей использования ветровой энергии.

При исследовании я подсчитал ,что при стоимости одной установки 400000 евро установки окупятся через 6 лет. При сроке работы станций 20-30 лет . Установки с 10 метровыми мачтами по 8 аккумуляторных батарей ,и 1 инвертор мощностью 6 киловатт .При подсчете я опираюсь на данные метеостанций СКО. Это снизит количество минерального сырья используемого для получения электроэнергии.

Разместить генераторы можно в 2 точках около города или в отдаленных поселках для обеспечения автономного существования.

По программе 2014-2020 в СКО уже запланирован запуск ещё 6 станций в дополнение к Новоникольской ВЭС. Новоникольская ВЭС это 4 ветряные мельницы. Оборудование завезено из Германии . [Приложение 4]И требует тщательного контроля за изменением скорости ветра. Следующей станет Тайыншинская ВЭС её запуск запланирован уже в 2015 мощностью 135 МВт. Она Обеспечит энергией близлежащие поселки .Выбор пал на Тайыншинский район , так как средняя скорость ветра 4.3 м/с а максимальная не превышает 27 м/с. Современные ВЭС могут работать при скорости ветра от 3 м/с до 25 м/с.

Стоимость 1 Киловатта будет составлять не 15 тг за 1 киловатт/час ,а 9 тенге.

Если выполнить простой подсчет ,то станет ясен срок окупаемости. Возьмем 1 квитанцию (счет не важен), снимем показания с приборов ВЭС . Делим и получаем число .Это число срок когда окупится ВЭС ,после пойдет прибыль .Умножаем сумму прибыли на количество подключенных пользователей ВЭС.И получаем немалую сумму , которая с лихвой окупит установку и зарплату обслуживающего персонала. Также предлагаю подключить к сетям ВЭС больницы школы и другие государственные учреждения. Это поможет сэкономить бюджет республики.

Аннотация

Аманжелов Алишер Талгатович. Шаг в будущее - Альтернативные источники энергии. Работа посвящена грядущему EXPO 2017. Проект преследует цель развить альтернативный вид энергии. Ветровую энергию. В нем показан путь к использованию инноваций в области энергетики. Материал описывает выгоды и пути строительства ВЭС. Также в работе были отраженны проблемы сохраняющиеся в наше время в области энергетики.

Заключение

Ресурсы земли не бесконечны и переход на новые возобновимые типы ресурсов даст толчок в энергетике. Ветер может дарить энергию все время и это поможет обеспечить регион дешевой электроэнергией. Снизит необходимость использования ресурсов и улучшит экологический фон и здоровье людей.

Приложение 1.

Приложение 2

Массовые выбросы в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников

тыс. тонн

2009

2010

2011

2012

2013

2014

45,087

42,554

38,843

31,487

31551,673

33182,22

В том числе, массовые выбросы твердых загрязняющих веществ

тыс. тонн

19,649

15,766

11,253

6,174

4,916

4,787

Приложение 3

Расположение метеостанции

Среднегодовая скорость ветра (на высоте 10м)

Средняя скорость ветра (м/с)

Максимальная скорость ветра (м/с)

Зима

Весна

Лето

Осень

Петропавловск

2,4

1,7

2,7

2,5

2,5

22

Благовещенка (Жамбылский район)

3,0

3,1

3,4

2,6

3,1

27

Возвышенка
(р-н Магжана Жумабаева)

3,1

3,1

3,6

2,6

3,1

24

Кишкенеколь

3,0

3,1

3,4

2,6

3,0

36

Рузаевка
(р-н и. Габита Мусрепова)

3,6

3,7

4,3

3,2

3,3

28

Саумалколь

3,2

3,3

3,7

2,6

3,1

40

Тайынша

4,3

4,0

4,6

3,9

4,6

26

Явленка

3,2

3,2

3,7

2,6

3,3

25

ЛИТЕРАТУРА

1. Наука и жизнь, №1, 1991 г. М.: Правда.

2. Техника молодёжи, №5, 1990 г.

3.Феликс Р. Патури Зодчие ХХI века М.: ПРОГРЕСС, 1979. 345 с.

4. Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока М.: Энергоиздат, 1981. 360 с.

5. Лаврус В.С. Батарейки и аккумуляторы К.: Наука и техника, 1995. 48 с.

6. Наука и жизнь, №5...7, 1981 г. М.: Правда.

7. The Power Protection Handbook American Power Conversion

8. Шульц Ю. Электроизмерительная техника 1000 понятий для практиков М.: Энергоиздат, 1989. 288 с.

9. В. Брюхань. Ветроэнергетический потенциал свободной атмосферы над СССР Метрология и гидрология. №6, 1989 г.

10. New scientist №1536, 1986 г.

11. Daily Telegraf, 25.09.1986 г.

12. Материал из интернет - ресурсов:

ktk.kz/

ekoraduga.com/stoimost__vetrogeneratorov.html

sevkazenergo.kz/ru/home.html

ru.wikipedia.org/

12