II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Энергия - это движущая сила любого производства. Тот факт, что в распоряжении человека оказалось большое количество относительно дешевой энергии, в значительной степени способствовало индустриализации и развитию общества. Однако в настоящее время при огромной численности населения и производство, и потребление энергии становится потенциально опасным. Наряду с локальными экологическими последствиями, сопровождающимися загрязнением воздуха и воды, эрозией почвы, существует опасность изменения мирового климата в результате действия парникового эффекта.

Решение этой проблемы следует искать в использовании более экологически чистых, альтернативных,  источников энергии. Но действительно ли они более экологичны и если так, то экономично ли их использование?

Именно этот вопрос заинтересовал нас, так как его решение означает решение экологических проблем современного мира, и послужил главной темой нашей работы. Данный проект является кратким обзором современного состояния энергоресурсов человечества. В нем рассмотрены нетрадиционные источники получения электрической энергии. Цель работы - прежде всего, ознакомиться с современным положением дел в этой необычайно широкой проблематике и узнать о возможности их развития в России и в Нижегородской области, в частности.

Альтернативная энергетика - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района. Именно по причине своей экологичности нетрадиционные источники энергии могут представлять реальную альтернативу традиционным технологиям сегодня и в перспективе.

Наша работа включает в себя, помимо ее описания, презентацию и модель портативного ветрогенератора. В презентации работы представлены различные виды альтернативных источников энергии и показаны их положительные и отрицательные стороны, а также причины перехода к использованию альтернативных источников энергии.

Главной идеей работы было показать экономическую и экологическую целесообразность использования альтернативных источников энергии. Для этого мы рассмотрели и описали все достоинства и недостатки нетрадиционных источников энергии, выяснили, где какие лучше всего применять альтернативные источники. В презентацию к работе включены расчеты эффективности различных источников энергии, мощность каждого из них и затраты на их постройку и обслуживание электростанций. Помимо всего мы выяснили экономичность возобновляемых источников в сравнении с невозобновляемыми.

Кроме этого, как уже было сказано выше, для наглядного представления нами была придумана и создана модель портативного ветрогенератора. Принцип действия такого генератора основан на получении переменного тока способом простейшего генератора переменного тока, рассмотренного в каждом учебнике по физике - крутящаяся рамка в поле двух магнитов. Отличие данной установки от простейшего генератора в ее конструкции - для создания поля использовались не одна, а несколько пар магнитов и катушек, расположенных между магнитами и соединенных в одну фазу для более простого использования полученной энергии. На основании проведенных расчетов такой ветрогенератор может быть использован для зарядки мобильного аккумулятора или, если его подключить к выводам лампочку, данный ветрогенератор может послужить фонариком.

Портативные возобновляемые источники энергии, также как и нетрадиционные, набирают все большую популярность благодаря свои размером и большей экономичностью в сравнении не только с невозобновляемыми, но и с возобновляемыми источниками энергии.

Учитывая проведенные исследования, мы выявили основные, общие для всех, положительные стороны альтернативных источников энергии: они экологичны и возобновляемы. Однако, кроме положительных, есть еще и отрицательные - многие из этих источников зависят от географических и природных факторов, которые различаются в каждой стране. Плюс, каждый тип источников имеет и свои собственные достоинства и недостатки. Например, за счет работы ветрогенератора возникает характерный вид шума. Поэтому лучше всего использовать их вдали от населенных пунктов, что в свою очередь создает проблемы с передачей энергии потребителю. Кроме того нетрадиционные источники остаются пока достаточно дорогими. Исходя из их стоимости, мы сделали вывод, что куда экономичнее использовать не крупные станции по производству энергии на основе альтернативных источников, которые могут обеспечить энергией целый район, а небольшие установки, которые будут давать энергию для одного квартала или даже одного или нескольких домов. Именно это и послужило одной из причин создания модели портативного ветрогенератора. По нашим расчетам, при увеличении его лопастей и использовании чуть более сильных магнитов, такой ветрогенератор смог бы полностью обеспечить энергией небольшой загородный дом.

Кроме этого, на основании полученных нами данных, а также проведенных исследований и расчетов был сделан вывод о том, что в Нижегородской области возможно применение ветроэнергетических установок. На сегодня в области существует достаточно много мелких населенных пунктов, прокладывать ЛЭП к которым экономически нецелесообразно. В этой ситуации ветрогенераторы могут стать альтернативным источником электроэнергии. Кроме того, применение ветрогенераторов позволит преодолеть существующий энергодефицит нашего региона и снизить загрязнение окружающей среды.