Исследовательский проект « Энергия биотоплива». Номинация «Развитие альтернативных источников энергии в районе и области»

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

“Бердниковская общеобразовательная школа”

Детское объединение «Радуга»

Нижегородская область, Тонкинский район, с. Бердники, ул. Школьная, д. 18.

606972

 

Исследовательский проект:

« Энергия биотоплива»

Номинация : «Развитие альтернативных источников энергии в районе и области»

Возрастная группа: I

 

Выполнили: Груздев Александр,

Вагин Сергей,

Веселов Николай

 

Руководитель: Юфрякова Наталья Владимировна,

учитель биологии

Консультант: Соколов Сергей Иванович,

учитель физики.

 

Тонкинский район, с.Бердники

2016 год

 

Оглавление:

Введение…………………………………………………………………………3

Цели и задачи…………………………………………..…….………………….4

Методы исследования…………………………………….……..………………5

Выводы……………………………………………………………………….…10

Заключение….…………………………………………………………….…….11

Список литературы….…………………………………………………………..12

Приложение…………………………………………………………….………13

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на нашей планете широко стоит вопрос припродосбережения. Мы настолько привыкли комфортно жить, что не представляем своего существования без электроэнергии. Электричество необходимо нам и в повседневной жизни и на производствах каждый день. Но на выработку электроэнергии тратиться очень большое количество средств. Если же предприятия вырабатывают дешевую электроэнергию, то наносят огромный вред окружающей среде. А это не проходит бесследно для экологии и нашего здоровья. Если же вырабатывается более экологически чистая электроэнергия, то она требует больших затрат. Примером таких станций являются ГЭС – гидроэлектростанции.

Обычно на станциях которые вырабатывают электричество используют такие источники энергии как газ, нефть, каменный уголь. Надо сказать, что во-первых все эти ископаемые являются исчерпаемыми ресурсами, и в один прекрасный момент могут закончится. Во-вторых при их переработке в атмосферу выбрасываются вредные продукты горения и углекислый газ, что в совокупности вредят окружающей среде.

Исходя из всего этого, нам стало интересно, есть ли другие источники энергии, которые не вредят окружающей среде.

 

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПРОЕКТА

Цель нашей работы: определить экологически чистый способ получения электрической энергии из подручных, мало затратных средств.

Задачи:

-изучить информацию об альтернативных источниках электроэнергии;

- изучить принципы действия этих источников;

- выявить все минусы и плюсы альтернативных источников энергии;

- самим получить энергию от альтернативных источников.

Предмет исследования: альтернативные источники энергии.

Гипотеза: можно ли найти альтернативный источник энергии дешевый и экологически чистый.

Сроки реализации с 1 ноября 2016 года по 25 ноября 2016 года

Место реализации: Нижегородская обл. Тонкинский район, с. Бердники, ул. Школьная, д. 18, “Бердниковская ОШ”

Этапы реализации проекта

Проект реализовывался в 4 этапа:

1 этап изучение альтернативных источников и выявление более приемлемых.

2 этап проведение экспериментов.

3 этап обработка, анализ экспериментальных данных, обобщение полученных материалов.

 

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Методы исследования:

-изучение и анализ научной литературы;

-наблюдение и эксперимент;

- обработки полученных экспериментальных данных;

-обобщение полученных знаний и материалов.

При работе над этим проектом нельзя забывать про технику безопасности:

1.Нельзя трогать неизвестные провода и детали руками.
2. Нельзя работать с мокрыми или грязными руками.
3. Ничего нельзя брать в рот.
4. Нельзя замыкать электрическую цепь без работающего прибора.
5. Выполнять все работы под наблюдением взрослых.

Обо всем этом необходимо помнить потому что, все источники вырабатывают электрический ток. Электрический ток очень опасен – он не пахнет, его не видно и не слышно.

Первый этап

На первом этапе мы занимались сбором и изучением научной литературы.

Мы выяснили что, источники выработки электроэнергии бывают двух типов: традиционные и альтернативные или нетрадиционные.

К традиционным источникам можно отнести :

нефть

газ

уголь

дерево

торф

Эти источники давно и широко используются для получения электроэнергии. Но все эти источники исчерпаемы, а после переработки выбрасывают вредные вещества.

Изучив литературу мы выявили не традиционные источники такие как :

ветер

вода

Солнце

механическая энергия

 

Энергия ветра

Энергией ветра пользуются уже давно. Примером этому могут послужить ветряные мельницы, которые перемалывают зерно. Засушливая Европа применяла вытряные мельницы для орошения своих полей.

Первую современную электростанцию которая использует энергию ветра в России построили в 1931 году в городе Курске.

 

Энергия воды

Энергию воды так же использовали с древних времен для перемолки зерна на водяных мельницах или же для приведение в действие в кузницах молота и мехов. Первая гидроэлектростанция появилась в Англии в 1878 году.

Плотина образуя водохранилище поддерживает постоянный напор воды. Вода через водоприемник проходит через водонапорный водопровод и приводит в действие турбину, а уж она приводит в действие гидрогенератор. Полученная этим генератором  энергия повышается трансформаторами и передается на линии электропередач.

Энергия Солнца

Энергию солнца люди стали использовать не так давно, как энергию ветра и воды. Зато сейчас практически каждый может получить в свое распоряжение источник электроэнергии на солнечных батареях.

Очень часто встречаются: калькуляторы, игрушки и даже машины работающие на солнечных батареях.

Механическая энергия
Электричество можно получить и от силы человека. Только если использовать мускулы человека, то он быстро устает. Поэтому используют автоматические системы.

Альтернативная энергетика - это совокупность многообещающих методов получения энергии, распространение которых не так широко, как традиционных, но они представляют собой большой интерес по причине своей выгодности и их можно использовать при низком риске неблагоприятных последствий для окружающей среды.
Альтернативные источники энергии – это топливо для альтернативной энергетики.

Большинство  согласится, что когда-нибудь придется отказаться от привычного топлива. Это причина войн, загрязнения среды и изменения климата. Но, ученые уже много лет исследуют альтернативные источники, подобные солнцу, ветру и воде.

Однако ветроэнергетические системы и солнечные панели всё равно являются более дорогими в сравнении с переработкой угля и нефти, также они пригодны не для всех областей.

По этой причине исследователи не перестают искать новые решения, постепенно обращая внимание на менее популярные методы. Некоторые довольно необычны, некоторые – глупы, нереалистичны, и местами отвратительны.

Творческий подход к поиску альтернативных источников энергии приближает к решению вопросов энергетической безопасности. И это не обязательно  должны быть масштабные  проекты. Нет ничего плохого в решениях, которые рассчитаны на применение на мелком уровне – в деревнях или поселениях развивающихся стран.

Поэтому изучив научную литературу мы выяснили еще несколько альтернативных источников: сахар, фекалии животных, токсичный шлам, флуоресцентный белок в медузах, углеродные нанотрубки. Но практичнее и экономнее всего было бы использовать биотопливо.

Биотопливо

Биотопливо - экологичный и возобновимый ресурс. Это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои. Существуют также проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и различного типа органических отходов, но эти технологии находятся в ранней стадии разработки или коммерциализации. Различается жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, например, этанол, метанол, биодизель), твёрдое биотопливо (дрова,брикеты,топливные гранулы, щепа, солома, лузга) и газообразное (биогаз, водород К альтернативным источникам энергии относятся не все виды биотоплива: традиционные дрова тоже являются биотопливом, но не являются альтернативным источником энергии.

Например, сейчас в Шведции пробуют запустить технологию питание двигателей городских автобусов построенную на принципе использования микробных топливных элементов, которые вырабатывают электрический ток, а для питания используют экскременты.

На роль альтернативного источника энергии мы выбрали, опил древесный. Так как мы проживаем на территории богатой древесиной, то после обработки, на пилорамах остается отхожий материал, такой как шепа и опилки. Их можно пустить на переработку для получения электроэнергии. И при сгорании они дают менее вредные выбросы в атмосферу.

Второй этап

На втором этапе мы проводили эксперименты, которые подтверждают наши предположения.

Для получения энергии ветра понадобились:

плата

провода

специальный моторчик

пропеллер 

кнопка

Аккумулятор

Амперметр

часы
 
Мы направлял на пропеллер воздух. Сначала дул, а потом с помощью фена создал более сильный поток воздуха. Чем быстрее крутился пропеллер, тем больше энергии вырабатывалось.
От моего моторчика работали только часы и светодиод.
Мы сделали вывод, что с помощью ветра можно получить энергию.

 

Для получения энергии воды нам понадобилось:

плата

провода

специальный моторчик

водяное колесо 

кнопка                

аккумулятор

амперметр

часы 
Чем быстрее крутилось водяное колесо, тем больше энергии вырабатывалось.
От нашего моторчика работали только часы и светодиод.
Мы сделали вывод, что с помощью воды можно получить электроэнергию.

 

Для получения энергии Солнца понадобилось.

Плата

Провода

специальный моторчик

солнечный аккумулятор

кнопка

аккумулятор

амперметр

часы

моторчик

Чем ярче светило солнышко, тем больше энергии вырабатывалось.
От моего моторчика работали только часы, светодиод, маленький моторчик.

Мы сделали вывод, что можно получить электричество от энергии Солнца.

 

Для получения механической энергии нам понадобилось:

плата

провода

специальный моторчик

ручной генератор

кнопка

аккумулятор

амперметр

часы

пропеллер
Когда крутишь ручной генератор, пропеллер крутится. Но человек не может долго крутить, поэтому его заменяют автоматические системы. Даже есть такие велосипеды, когда человек крутит педали и вырабатывает энергию.

Мы сделали вывод, что можно получить энергию с помощью мускул человека.

Так же мы провели опыт на получения энергии из биотоплива – опилка.

Для получении энергии биотоплива нам понадобилось:

провода

медный стержень

чашка Петри

опил

спички

гальванометр

Мы поднесли горящий опил к металлическому стержню, гальванометр показал наличие выделяемой энергии. (см. приложение)

Третий этап.

На этом этапе мы обобщали полученные знания и данные. Вот что у нас получилось.

Энергия ветра: не выделяет вредных веществ, эта энергия нескончаемая, но производит шум, да и построить необходимо там где часто дуют ветры.

Энергия воды: так же как и энергия ветра не выделяет вредных веществ, тем самым не наносит вреда окружающей среде, эта энергия не кончается, быстро можем получить электроэнергии. Но так же есть и минусы для этого источника: строить его можно только у больших запасов воды, произойти может затопления плодородных земель. Так же такие установки повлияют на экосистемы рек.

Энергия Солнца: этот источник достоин тем де что и два предыдуших. Но нельзя забывать про недостатки. Эти источники потребуют большую площадь, постройки будут выгодны только для солнечных территорий, мощность очень велика.

Механическая энергия : этот источник энергии не занимает много места, не вредит окружающей среде, так же замещается автоматическими приспособлениями. Это очень медленный выход энергии и имеет весьма ограниченную мощность.

Наш альтернативный источник древесный опилок: можно установить в жилых домах. Не занимает много места, хороший выход энергии. Выделяет в атмосферу дым, но он намного экологичнее других сгораемых элементов.

 

ВЫВОДЫ

В конце проделанной работы мы можем сделать следующие выводы:

Изучив необходимую литературы мы смогли получить представления об источниках энергии.

Также мы изучили принципы действия этих источников и поняли как они работают.

Выявили положительные и отрицательные стороны альтернативных источников электроэнергии.

Сами получили электроэнергию от альтернативных источников.

Большинство источников зависит от географического положения и природных факторов, которые различны не только для разных стран, но и для областей в них. Поэтому для нашей местности будет удобно и отапливать жилье и получать электроэнергию, чем сможем понизить стоимость электроэнергии.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мы уверены, что будущее за альтернативными источниками энергии.

Альтернативные источники энергии известные человечеству обладают рядом преимуществ. Они предусматривают использование тех ресурсов которые можно возобновить, поэтому энергетический кризис будет сведен к минимуму. А он непременно может случиться лет через 300-400, если ничего не поменяется.

Так же эти источники более экологичные, чем нефть и газ. Такие источники можно установить в домах, и для этого не потребуется, например нефтяная скважина и специализированное буровое оборудование. Такие источники будет доступен простому обывателю.

Мы смело можем сказать, что сказать эти источники имеют замечательные перспективы. И с течением времени выйдут на высокие уровни.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Солнечная энергетика и солнечные батареи (http://solar-battery.narod.ru)

Интернет версия журнала «Наука и жизнь»

М. Р. Плоткин, Основы промышленного производства

М. М. Дагаев, Астрофизика

Дементьев Б.А., Ядерные энергетические реакторы. М., 1984

Тепловые и атомные электрические станции. Справочник. Кн. 3. М., 1985

Ф. Н. Мильков, Общее землеведение 

Б. С. Залогин, Океаны

Б. С. Залогин, Океан и человек 

А.В. Перышкин, Е. М. Гуткин Физика 8 класс, Дрофа, 2011.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ