Исследование внешних и внутренних факторов развития гидроэнергетики (На примере Камской ГЭС).

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 44» г.Пермь

Секция физика

Исследование внешних и внутренних факторов развития гидроэнергетики

( На примере Камской ГЭС).

Выполнила: Макшеева Валерия Артемовна,

ученица 10 класса

МАОУ «СОШ № 44»

Научный руководитель:

Лукиных Галина Имполитовна,

учитель физики

МАОУ «СОШ № 44»

г. Пермь, 2021г

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………… 3

1. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………….. 9

    1. Изучение литературы………………………………………………………… 9

1.1.1.Из истории электроэнергетики ………………………………… 9

1.1.2.Как работает гидроэлектростанция? ………… ………………….………… 9

1.1.3. Классификация гидроэлектростанции. ………………. ………….……… 10

1.1.4. Государственные и общественные задачи…………………………… 10

1.1.5.Гидроресурсы мира ………………………………………………………11

1.1.6.Гидроэнергетика России…………………………………………………11

1.1.7 Гидроэнергетика Пермского края…………………………………… 13

1.1.8.История Камской ГЭС ……………………………………… …… 17

1.1.9. Характеристика Камской ГЭС………………………………………….17

1.1.10.Развитие региона…………………………………………………………17

1.1.11.Миссия и стратегия…………………………………………………… 18

2.1.Анализ и синтез изученной литературы………………………………….. 21

  1. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………… 21

2.1 . SWOT-анализ………………………………………………………………23

2.2. Опрос………………………………………………………………………. 26

2.3 .Исследование № 1 …………………………………………………………26

2.4.Исследование №2 ………………………………………………………… 28

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………… 29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………… 30

Приложение 1 …………………………………………………………………. 31

Приложение 2 …………………………………………………………………. 32

Приложение 3 …………………………………………………………………. 32

Приложение 4 …………………………………………………………………. 34

Приложение 5 ………………………………………………………… 35

ВВЕДЕНИЕ

  1. Что такое энергетика и вода? И как они взаимосвязаны?

Энергетика — это 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 в вторичную. Наша страна обладает широкими и разнообразными возможностями по производству энергии с использованием всего спектра возобновляемых источников: энергии ветра, солнца, вод, приливной, волновой, геотермальной энергии, биомассы, отходов производства и потребления, биогаза и др. Энергия бывает возобновляемой (альтернативной) и невозобновляемой (традиционной).

  • Альтернативные источники энергии – это обычные природные явления, неисчерпаемые ресурсы, которые вырабатываются естественным образом. Такая энергия ещё называется регенеративной или «зелёной».
  • Невозобновляемые источники – это нефть, природный газ и уголь. Им ищут замену, потому что они могут закончиться. Их использование связано с выбросом углекислого газа, парниковым эффектом и глобальным потеплением.

Человечеству нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Запасы традиционных природных топлив (нефти, угля, газа и др.) и запасы ядерного топлива конечны. Практически неисчерпаемы запасы термоядерного топлива – водорода, однако управляемые термоядерные реакции пока не освоены и неизвестно, когда они будут использованы для промышленного получения энергии в чистом виде, т.е. без участия в этом процессе реакторов деления. Остаются два пути: строгая экономия при расходовании энергоресурсов и использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Проблемы, связанные с происхождением, экономичностью, техническим освоением и способами использования различных источников энергии, были и будут неотъемлемой частью жизни на нашей планете. Прямо или косвенно с ними сталкивается каждый житель Земли. Понимание принципов производства и потребления энергии составляет необходимую предпосылку для успешного решения приобретающих все большую остроту проблем современности и в еще большей степени – ближайшего будущего.

Вода— это источник жизни на земле. Энергия воды, ровно, как и энергия солнца или воздуха, является возобновляемым источником энергии, так необходимым в сложившихся условиях. Все прекрасно понимают, что внутренние Земные ресурсы не безграничны. Поэтому проблема поиска альтернативных источников энергии так важна сегодня, а вода предлагает нам одно из решений этой проблемы.

Энергию воды можно разделить на три типа по ее виду, в котором она преобразовывается:

  1. Энергия приливов/отливов. Большие массивные (близкие к Земле) космические объекты, такие как Луна или Солнце, действием своей гравитации приводят к неравномерному распределению воды в океане, создавая «горбы» из воды. Из-за вращения земли начинается движение этих «горбов» и их перемещение к берегам. Во время прилива заполняются специальные резервуары, располагающиеся на береговой линии. Резервуары образуются благодаря дамбам. Во время отлива вода начинает свое обратное движение, которое и используется для вращения турбин и преобразования энергии. Но такие станции имеют и свои минусы: создание дамбы приводит к увеличению амплитуды приливов со стороны океана, а это влечет за собой затопление суши соленой водой. Как следствие – изменение флоры и фауны биологической системы, причем не в самую лучшую сторону.
  2. Энергия морских волн. Данный вид энергии обладает довольно высокой удельной мощностью (приблизительная мощность волнения океанов достигает 15 кВт/м). На сегодняшний день использование энергии морских волн не особо распространено из-за ряда сложностей, возникающих при создании установок. Пока эта сфера находится только на стадии экспериментальных исследований.
  3. Гидроэлектростанции. А этот вид энергии стал доступным для человека благодаря совместной «работе» трех стихий: воды, воздуха и, конечно же, солнца. Солнце испаряет с поверхности озер, морей и океанов воду, образуя облака. Ветер перемещает газообразную воду к возвышенным областям, где она конденсируется и, выпадая в виде осадков, начинает стекать обратно к своим первоисточникам. На пути этих потоков ставятся гидроэлектростанции, которые перехватывают энергию падающей воды и преобразуют ее в электрическую. Мощность, вырабатываемая станцией, зависит от высоты падения воды, поэтому на ГЭС стали создаваться дамбы. Они так же позволяют регулировать величину потока. Разумеется, создание такого огромного сооружения стоит очень дорого, но ГЭС полностью себя окупает благодаря неисчерпаемости используемого ресурса и свободного доступа к нему. У данного типа энергии, по аналогии с остальными, имеются как плюсы, так и минусы. Так же как в случае использования энергии приливов, создание ГЭС приводит к затоплению большой площади и нанесению непоправимого ущерба местной фауне. Но даже с учетом этого обстоятельства можно говорить о высокой экологичности ГЭС: они наносят только локальный ущерб, не загрязняя атмосферу Земли. В попытках уменьшить ущерб, наносимый станциями, разрабатываются все более новые методы их работы, постоянно совершенствуется конструкция самих турбин.

На сегодняшний день гидроэнергетика уже весьма развита и составляет 25% от мирового производства электроэнергии, а учитывая темпы ее развития можно смело говорить, что она является весьма перспективным направлением. Рассмотрим производство электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Гидроэлектростанции (ГЭС) являются одними из основных генерирующих установок, производящих электрическую энергию. Им присущ целый ряд факторов, объясняющих особое внимание к ним, как в мировой, так и в отечественной энергетике.

К таким факторам следует отнести:

1. Постоянная естественная возобновляемость гидроэнергетических ресурсов и достигаемая при этом экономия органического топлива.

2. Высокая маневренность и быстродействие гидроэнергетического оборудования, позволяющие эффективно использовать ГЭС для покрытия переменной части графика нагрузки, регулирования частоты тока в энергосистемах, выполнения функций оперативного и аварийного резервов и, таким образом, обеспечивать надежность и высокое качество электроснабжения потребителей.

3. Более высокая, чем на тепловых или атомных электростанциях, производительность труда, так, численность эксплуатационного персонала на ГЭС значительно ниже, чем на заменяемых ТЭС (с учетом добычи и транспортировки топлива).

4. Комплексное использование водных ресурсов и положительное влияние на народнохозяйственное развитие страны.

5. Низкая себестоимость электроэнергии, производимой на гидроэнергетических установках, что связано как с низкими эксплуатационными издержками (из-за относительно высокого уровня автоматизации процесса производства электрической энергии), так и низким расходом электроэнергии на собственные нужды.

У нас в Перми есть гидроэлектростанция. Что дает нам эта гидроэлектростанция, какие перспективы и последствия могут быть?

Целью данной работы является анализ значимости гидроэнергетики, ее недостатки и преимущества, и есть ли будущее у нашей гидроэнергетики на примере Камской ГЭС на основе данных, известных на момент составления анализа.

В рамках сформулированной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1.Изучить проблемы использования гидроэнергетического потенциала России.

2.Изучить историю развития гидроэнергетики Пермского края.

3.Провести SWOT-анализ планирования выработки электрической энергии ГЭС с учетом влияния на окружающую среду.

4.Апробировать методику PEST- анализа с целью выявления тенденций в технологическом развитии на примере Камской гидроэлектростанции .

5.Сделать анализ перспективы развития гидроэнергетики в нашем регионе .

Научная новизна. В работе представлены SWOT-анализ и PEST- анализ планирования, выработки и использования электроэнергии Камской ГЭС на основе факторов, влияющих на развитие и благоустройство территории. Получены основные характеристики влияния строительства и эксплуатации ГЭС на окружающую среду и развитие региона.

Проблема исследования: Гидроэнергетика в развитии города Перми.

Актуальность данной работы заключается в том, что как вполне логично указано на сайте «РусГидро» : гидроресурсы — возобновляемый и наиболее экологически чистый источник энергии, гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии, используемой во всем мире.

Мощные реки текут каждый день, независимо от погоды, курса валют, выборов. У российской гидроэнергетики огромный потенциал. Сейчас на территории РФ функционируют 102 гидростанции, общая установленная мощность гидроагрегатов на ГЭС в России занимает 5 место в мире. Такое же место в мире мы занимаем и по выработке энергии с помощью гидроэлектростанций.

Гипотезы исследования:

  1. Изучив опыт гидростроительства на примере Камской ГЭС, можно будет сделать вывод о том, что сооружение ГЭС, особенно малоосвоенных и трудных для проживания населения районов, дает начальный импульс хозяйственному развитию и благоустройству территории?
  2. Камская ГЭС, дав дешевую электрическую энергию, продолжает обеспечивать устойчивое развитие энергетики и участие в реализации государственных задач по ускоренному социально-экономическому развитию региона?

Объект исследования: Камская гидроэлектростанция.

Предмет исследования: политические, технологические, экономические и социальные факторы развития гидроэнергетики Пермского региона.

Методы исследования: изучение литературы, анализ, синтез, сравнение, социологический опрос, SWOT-анализ.

Сроки проведения исследования: сентябрь 2020 – январь 2021 года

Территория на которой проводилось исследование: РФ, Пермский край, город Пермь.

Краткий литературный обзор: теоретическая основа исследовательской работы написана на основании материалов, размещенных в сети Интернет. Библиографический список приведен в конце работы.

Практическое значение работы заключается в том, что апробированная методика анализа позволяет наиболее глубоко изучить вопрос выработки гидроэнергии и применения на региональном уровне. Приведены с необходимым обоснованием позитивные результаты влияния ГЭС на социально-экономическую среду и на развитие промышленности региона.

Работа может заинтересовать:

— учителей физики и других профильных предметов для углубленного изучения предметных тем;

— учащихся для подготовки к конкурсам, олимпиадам и итоговой аттестации.


Скачать/Купить Проект: «Исследование внешних и внутренних факторов развития гидроэнергетики (На примере Камской ГЭС).» в формате pdf, docx


Loading

Добавить комментарий