3. Перспективы использования вод Черного моря в энергетике Краснодарского края

Схема возможных направлений использования черноморских вод в энергетике показана на рисунке Приложения 8. (В.Н. Степанов, В.Н.Андреев, 1981) Здесь показаны те из них, которые реальнее всего могут быть осуществлены на побережье Черного моря.

Морские гидротермальные электростанции. Установлено, что при градиенте температуры между верхними слоями океана и на глубине 800 метров в 20̊̊ С потенциальная энергия составляет около 4ˑ10ˆ4ватт.

Применительно к условиям Черного моря разработана схема кристаллогидратной опреснительной установки, использующей разность температур морской воды 13-15̊ С. Расход энергии для осуществления компрессорно - насосного цикла составляет 8 киловатт-час на 1 кубический метр пресной воды. В Черном море холодный промежуточный слой выражен очень четко.

В районе свала глубин толщина холодного промежуточного слоя достигает 100-150 метров, к берегу она уменьшается до 25-30 метров. Неглубокое (30-35 метров) и довольно устойчивое залегание холодных вод (менее 10̊ С) летом, когда температура поверхности моря обычно превышает 20̊ С, при более совершенной технологии использовании разницы температур может сделать реальным получение электроэнергии. (Г.Г.Кузьминская, 1988) (Приложение 9)

Использование энергии волн. Сила прибоя на каждый километр берега может исчисляться миллионами лошадиных сил. По расчетам ученых, волна высотой 8 метров на протяжении 1 метра по фронту развивает мощность 730 лошадиных сил.

Перспективы использования энергии волн как неисчерпаемого источника в значительной степени связываются с совершенствованием способов утилизации волновой энергии. Что касается стоимости строительства волновых электростанций, то, по мнению специалистов, они будут сравнительно дешевыми. (Приложение 10)

Энергия перепада уровней. Наиболее перспективным является создание перепадов уровней между двумя бассейнами, например путем аккумулирования водного запаса в одном из бассейнов. Морская волна будет подаваться с помощью насосов в огромный котлован, вырытый на высоте 382 метров над уровнем моря, а из котлована в турбину, вырабатывающую электроэнергию. Подобные электростанции могли бы быть эффективными в районе Южного берега Крыма, на побережье Кавказа, но для этого необходимо провести комплекс специальных исследований. (Приложение 11)

Извлечение урана из морских вод. В ближайшие 20-30 лет атомная энергия будет играть существенную роль в электроэнергетике. Сдерживающим фактором развития атомной энергетики является дефицит урана. Этот дефицит можно будет восполнить из вод океана. Установлено, что в 1 тонне морской воды содержится примерно 3 миллиграмма урана. Такая мизерная концентрация пока исключает рентабельную добычу его. Однако разработкой методов добычи урана из морской воды начали заниматься многие страны. (Приложение 12)

«Чистые» источники энергии на основе морских вод. К чистым источникам энергии относят водород, который добывается в основном из морской воды. Запасы водорода в Мировом океане практически неисчерпаемы. При сжигании водород образует воду и очень малое количество азотных окислов, что делает его чрезвычайно ценным в экологическом отношении.

Термохимический способ открывает широкие перспективы применения тепла атомных реакторов для производства водорода в больших масштабах и снижения его себестоимости. Может быть решена не только проблема получения водорода, но и проблема утилизации тепла атомных реакторов, которое представляет серьезную угрозу экологии биосферы. Получение водорода из морской воды совместно с развитием атомной энергетики позволяет оптимистично смотреть на энергобаланс будущего.

Морские термоядерные электростанции. С решением проблемы управления термоядерными реакциями откроются большие перспективы развития и морских термоядерных электростанций с использованием тяжелой воды, содержащей дейтерий (дейтерий является необходимостью частью термоядерной реакции) На базе тяжелой воды в будущем могут быть созданы электростанции. (Приложение 13)

Выводы

В своем проекте мы привели примеры использования альтернативных источников энергии, узнали о серьезном подходе к их использованию в нашем крае и перспективах, связанных с использованием вод Черного моря в энергетике. Мы использовали научную литературу, Интернет-ресурсы, а также знания из области экономической географии, химии, физики из школьной программы.

Это позволило нам сделать следующие выводы:
1. Альтернативные источники энергии - это источники на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и это является ее отличительным признаком.

2. Электрическая энергия в Кубанской области и Черноморской губернии до революции почти не использовалась. С 3-х годов ХХ века началась электрификация края и к началу Великой Отечественной войны охватила весь край. После войны энергетическое хозяйство было восстановлено, и в начале 60-х годов электрификация сельских населенных пунктов составляла 86%.

3. В станице Новолеушковской в начале ХХ века были построены ветровые и водяные мельницы, использующие энергию ветра и воды. Ветряки использовались и в советское время для выработки энергии. Освещение молочно-товарной фермы позволяло улучшить уход за коровами и телятами. В начале 60-х годов ХХ века были проложены линии электропередач по всем улицам станицы.

4. Павловский район входит в зону ответственности Тихорецкого филиала ОАО «Кубаньэнерго». Предприятие отметило 50-летний юбилей. Начинало в 1965 году с пяти крупных подстанций, а большинство потребителей того времени получало электроэнергию от дизельных электростанций хозяйств и коммунхоза.

5. Социологический опрос позволил глубже понять вопрос использования альтернативной энергетики в нашем крае. Он показал не только осведомленность учащихся по теме исследования, но и отношение к природе, экономии и сохранности природных ресурсов.

6. Мы узнали, что в Краснодарском крае действует единственный на территории России закон «Об использовании возобновляемых источников энергии в Краснодарском крае». Изучив материалы, мы выяснили, какие виды альтернативных источников энергии уже используются. Это: фотоэнергетика, гелиоэнергетика, биоэнергетика, ветровая энергия, геотермальная энергия.

7. Мы выяснили, что существует реальная возможность использования в будущем вод Черного моря для выработки электроэнергии. Это могут быть: морские геотермальные электростанции; использование энергии волн; энергия перепада уровней; извлечение урана из морской воды; «чистые» источники энергии на основе морских вод; морские термоядерные электростанции.

Таким образом, изучение возможности использования альтернативных источников энергии в Краснодарском крае, в том числе и использования ресурсов Чёрного моря в энергетике нашей страны представляет научный и практический интерес.

Актуальность этого вопроса возрастает в связи с необходимостью повышения темпов развития энергетики в районах, тяготеющих к Чёрному морю, с развитием рекреационных зон. Возможно, и воды Черного моря в будущем могут стать неограниченным поставщиком экологически чистой электроэнергии.

Гипотеза о том, что альтернативные источники энергии помогут в перспективе решить энергетическую проблему края, подтверждается.

Тема об альтернативных источниках энергии может иметь перспективное продолжение, например, в плане изучения их фактической пользы применения в условиях Краснодарского края и нашей местности.

Практический выход данной работы может быть реализован на уроках и во внеклассной работе с целью привлечь внимание сверстников к проблеме экономии топливных природных ресурсов, к посильному участию их в природоохранной деятельности.

Экономия электроэнергии - очень серьезный и обязательный процесс для всего человечества. Ведь с развитием цивилизации и научных технологий возникает потребность в рациональном использовании электричества.

Мы смогли сформулировать и предложить следующие рекомендации:

Экономия электроэнергии дома имеет такие положительные стороны:

• экономия материальных средств – увеличение семейного бюджета;
• экологическая безопасность – электроэнергия производится во время сжигания газа, угля или нефти, во время данного процесса происходит выделение вредных веществ, которые загрязняют окружающую среду;
• большое количество углекислого газа приводит к образованию парникового эффекта, а экономия электричества позволяет снизить уровень выработки углекислого газа;
• экономия электричества снижает энергоемкость экономических процессов страны, и приводит к улучшению экономического состояния государства;
• экономия электроэнергии – это меньше времени за телевизором, компьютером и другими гаджетами, а, соответственно, больше времени на общение с родными и близкими;
• установка дополнительных источников питания, таких как солнечные батареи или ветрогенераторы. Данные устройства имеют достаточно высокую стоимость, но через несколько лет полностью себя окупают.

1. В.Н. Степанов, В.Н. Андреев. Черное море. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1981.
2. Г.Г. Кузьминская, Черное море. Краснодар, Краснодарское книжное издательство, 1988.
3. Газета «Единство» //50 лет на благо района/, №17 от 28.02.15 г.
4. Ссылки на Интернет-ресурсы:

• Пеллеты.
• Керосиновая лампа.
• Как читали при лампе дети.
• Гелиоустановка.
• Ветровая электростанция.
• Энергия волн.
• Морская гидротермальная станция.
• Перепад уровней.
• Термоядерная электростанция.

Приложение

Приложение 1. Дети читают при керосиновой лампе.

Приложение 2. Фонарь «Летучая мышь».

Приложение 3. Социологический опрос для учащихся 9-11-х классов.

Для исследования общественного мнения о перспективах развития альтернативной энергетики в Краснодарском крае, ответьте, пожалуйста, на следующие вопросы:

Какого типа электростанции преобладают в Краснодарском крае? Какие виды топлива используются для выработки электроэнергии в настоящее время в крае? Все ли эти виды топлива добываются в нашем крае? Какие альтернативные источники энергии Вы знаете? Какие виды альтернативных источников энергии перспективны для нашего края? Почему необходимо использовать их в энергетике края?
Благодарим за участие в опросе!

Приложение 4. Автономное электропитание на солнечных батареях:

На ФАД «Кавказ» у станицы Новолеушковской освещаемый пешеходный переход через трассу.

На въезде в станицу Выселки.

Приложение 5. Гелиоустановка горячего водоснабжения.	Приложение 6. Пеллеты из древесины.
Приложение 7. Ветровая электростанция.	Приложение 9. Морская гидротермальная электростанция

Приложение 8. Схема возможных направлений использования вод Черного моря в энергетике (В.Н. Степанов, В.Н. Андреев, 1981)

Приложение 10. Энергия волн.	Приложение 11. Перепад уровней.
Приложение 12. Извлечение урана.	Приложение 13. Термоядерная электростанция.

Перейти к содержанию
проекта "Альтернативные источники энергии в Краснодарском крае"