Алтернативни Извори На Енергија

СОУ „Крсте Петков Мисирков“

Демир Хисар

Матурска проектна задача по Физика

Тема:

Алтернативни извори на енергија:

1. Ветер-алтернативен извор на енергија2. Сонце-алтернативен извор на енергија

Ментор: Изработил:Проф. Кривевски Благојче Стевановска Христина

Март 2013г.

Алтернативни извори на енергија

С О Д Р Ж И Н А1. Вовед ................................................................................................... ............3 2. Ветерна енергија.............................................................................................4-53. Ветерна турбина...............................................................................................64. Видови турбини ..............................................................................................6

4.1 Турбини со вертикална оска.....................................................................6-74.1.1 30-метарска Дарјеева турбина.........................................................74.1.2 Завојна турбина ................................................................................84.1.3 Савониусова ветерна турбина..........................................................8

5. Составни делови на една ветерна турбина со хоризонтална оска.............96. Ветерници во Македонија.................................................................................10-117. Сончева енергија................................................................................................12-138. Искористување на сончева енергија ................................................................14-15

8.1. искористување на сончева енергија во Freshkills park……….……………169.Користена литература ........................................................................................17

2


1. Вовед

Јас ја избрав оваа проектна задача за да ги проширам моите знаења за алтернативните извори на енергија. Целта на оваа проектна задача е да ги проширам моите знаења и повеќе да се запознаат соучениците за ветерна, сончева, геотермална, хидроенергија , биомасата, ветерот, ветерните турбини, сончевите колектори, сончевите електрани , и други извори на енергија.

Алтернативните извори на енергија имаат своја позитивна и негативна страна, која на некој начин дава потик за подобар живот, односно со нивното губење и неправилно користење целиот свет би бил ставен во едно големо прашање за тоа како да дојде до задоволителни и ефикасни ресурси од овие извори на енергија за да можеме да ги задоволиме нашите потреби, така што со задоволување на нашите потреби, но на правилен начин, би имале подобар и поздрав живот.

3


2.Ветерна енергија

Ветерот е движењето на воздухот. Енергијата на ветерот доаѓа од сонцето.

Кога тоа грее, ја затоплува земјата. Воздухот над земјата станува потопол отколку

оној над водата. Топлиот воздух како полесен се крева погоре во атмосферата и

ладниот воздух се стреми да го завземе неговото место.

Ветерната енергија е еден од најстарите видови енергии, користена од

памтивек. Денес, енергијата на ветерот најмногу се користи за производство на

струја. Ветерот е обновлив и бесплатен енергетски извор, бидејќи ветерот ќе дува

додека сонцето свети и никогаш нема да дојде до негов недостаток.

Слика бр.1

Енергијата на ветерот (или еолската енергија) е една од првите форми на

енергија која ја користел човекот. Уште старите Египќани ја користеле за

задвижување на своите бродови и ветерни мелници. Ваквиот начин на

искористување на ветерната енергија, подоцна вклучувајќи и пумпи за вода, се

задржал до крајот на деветнаесеттиот век.

4


Првата ветерна турбина која е користена за производство на електрична

енергија била направена во 1891 год. од Данецот Пул ла Ур. Интересно е да се

забележи дека добиената електрична енергија ја користел за електролиза на

водата, а на тој начин добиениот водород понатаму се користел за осветлување

во локално училиште.

Може да се каже дека, во вистинска смисла на зборот, бил сто години пред

своето време, бидејќи дури кон крајот на дваесеттиот век се јавиле идеите за

користење на ветерната и сончевата енергија за електролиза на водата и

користење на водородот за генерирање на електрична енергија во горивни ќелии.

Помасовна употреба на енергијата на ветерот за добивање на електрична

енергија започнала во триесеттите години од минатиот век, кога во руралните

области на САД биле изградени илјадници мали ветерници. Со развојот на

големите хидро, термо и нуклеарни централи, ветерните централи, како

економски и технички неконкурентни, паднале во заборав. Како и кај другите

видови на обновливи извори, енергетскиот шок предизвикан од нафтената криза

во седумдесеттите години од минатиот век, свесноста за ограничените резерви од

фосилни горива и еколошките проблеми, повторно го вратија интересот за

ветерната енергија.

Денес таа е најбрзорастечкиот сегмент во индустријата на обновливи

извори на електрична енергија. Најдобар пример за тоа е 2007 год. кога во светот

се инсталирани нови ветерни централи со моќност од околу 20000 MW, што е

зголемување за 31% во однос на претходната година. Според некои

предвидувања, ваквиот тренд ќе продолжи и понатаму, така што до крајот на 2012

год., од 94000 MW во 2007 год., во светот ќе има вкупно инсталирани капацитети

со моќност од 240000 МW.

5

http://mk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B0


3.Ветерна турбинаВетерна турбина (позната и како ветерогенератор или аерогенератор) е

вртлива направа што ja користи силата на ветрот за да добие механичка енергија,

која потоа ја претвора во електрична.

4. Видови турбини

Ветерните турбини може да имаат хоризонтална или вертикална оска на

вртење. Хоризонталните се почести од вертикалните и имаат подолга историја на

употреба

4.1 Турбини со вертикална оска

Турбините со вертикална оска се турбини со исправени осовини. Нивна

главна предност е што не мора да се насочуваат кон ветрот за да бидат

делотворни. Особено се погодни на места кајшто правецот на ветрот се менува

често. Кај овие турбини генераторот и преносот се поставени на приземниот дел,

6


така што јарболот е ослободен од товарот. Нивен недостаток е што извесни

конструкции имаат момент на сила што прави трепет.

Перките на овие турбини најчесто се поставени ниско, што значи дека

добиваат помалку ветер и потурбулентни воздушни струења заради различните

објекти на тлото кои му пречат на текот. Ова напати ги засилува вибрациите и го

зголемува абењето на лагерите, што ги зголемува трошоците за одржување, а го

намалува работниот век.

Меѓутоа оваа турбина е подогна за покриви, бидејќи струењата се

пренасочуваат преку покривот и ова ја удвојува брзината на ветерот. Во ваков

случај, најделотворни се турбините со височина двојно помала од зданието врз

кое се поставени, со што се добива најголема брзина при најмала турбуленција.

4.1.1 30-метарска Дарјеева турбина

Дарјеева ветерна турбина(наречена „маталка“) е наречена по францускиот

изумител Жорж Дарје. Ваквите турбини се ефикасни, но имаат доста вртежен

трепет и циклично напрегање, што значи дека немаат постојано рамномерна

работа. Исто така им треба надворешен придвижувач за да почнат да се вртат,

бидејќи почетниот момент на вртежот е многу слаб. Вртежниот трепет се

намалува со употребата на три или повеќе перки, што го зацврснува роторот.

7


4.1.2.Завојна турбина

Жиротурбина поттип на Дарјеевата турбина со прави наместо закривени

перки. Видот наречен „циклотурбина“ може да ја менува оптегнатоста со цел да го

намали вртежниот трепет и нема потреба од надворешен придвижувач за да

почне да работи.

Предностите на променливата оптегнатост се: голем момент на сила;

широка и релативно рамна крива на моментот; повисок коефициент на

делотворност; поефикасна работа при нестабилен ветер; и понизок сооднос на

брзината на перките, со што се намалува виткањето и напрегањето на перките. Се

употребуваат прави, закривени или V-перки.

4.1.3. Савониусова ветерна турбина

Савониусова ветерна турбина има по две или повеќе лопатки што наоѓаат

примена кај ветромерите, Флетнеровите проветрувачи (на пр. на покриви на

автобуси и фургони), како и електротурбини со голема постојаност, но ниска

ефикасност на работата. Почетното завртување им е самостојно, кога имаат

барем по три лопатки. Некои имаат долги завојни лопатки што обезбедуваат

рамномерен вртеж.

8


5.Составни делови на една ветерна турбина со хоризонтална оска

Кај ветерните турбини со хоризонтална оска, главната осовина на

генераторот е сместена на врвот од јарболот (кулата), а јарболот мора да се

насочува кон ветрот. Помалите турбини се насочуваат само со ветроказ, додека

пак поголемите имаат сензор за ветер и серво мотор. Највеќето имаат вграден

запченички пренос, со кој бавното вртење на перките се засилува на брзина

соодветна за генераторот.

9


Бидјќи јарболот предизвикува турбуленција зад себе, таа обично се

поставува на страната спроти ветрот. Перките се прават цврсти за да не се

виткаат кон јарболот, и се монтирани на значајно растојание од јарболот, напати

малку поднаведнати.

6.Ветерници во Македонија

Македонија е една од земјите која нуди огромен потенцијал за

искористување на енергијата од обновливи извори. Странските инвеститори во

голема мера се заинтересирани за вложувања во ветерници.

Југоисточниот регион е најпогодниот дел од Македонија за производство на

струја со искористување на енергијата на ветерот. Земено како за пример,

Овчеполието е предел каде ветерот е константана појава и е со средна јачина од

осум метри во секунда, што без проблем може да придвижи ветерница со јачина

од два мегавати.

Според физибилити студијата за изградба на Ветерен парк, изработена во

рамки на КАРДС програмата на Европската комисија, како најпогодна територија

се зема територијата на општина Богданци.

10


Слика бр.

Веќе постојат најави дека наесен таму ќе се почне да се гради првиот

Ветерен парк. Тој би бил на површина од 29 хектари и би имал од 15 до 18

ветерници, секоја со капацитет од 2 до 3 мегавати. Вкупното планирано годишно

производство на електрична енергија е над 100 гигават/часови, а инсталираната

моќност околу 45 мегавати.

Со инвестирање во алтернативни извори на енергија, освен зачувување на

квалитетот на животната средина би се намалила и увозната зависност на

Македонија од електрична енергија. Од друга страна, Македонија има обврска кон

Европската Унија за 20-процентно производство на струја од обновливи извори на

енергија, во енергетскиот биланс на земјата.

11


7.Сончева енергија

Сонцето е ѕвезда со средна големина која ротира околу својата оска.

Неговата старост се проценува на околу 4600 милиони години, со што се смета

дека е на половина од својот животен век. Сонцето е составено е од околу 75%

водород, 24% хелиум и 1% други елементи.

Слика бр.3

Вкупната моќност која сонцето ја оддава во околниот простор изнесува 3,8 x

1026 W т.е. од секој квадратен метар сончева површина се емитува зрачење со

моќност од 63.11 MW. Земјата е оддалечена од сонцето околу 150 милиони

километри и од вкупната моќност на сончевото зрачење прима само незначителен

дел. Сепак, количество на енергија кое го прима Земјата е огромно и на годишно

ниво изнесува 10000 пати повеќе од сегашните годишни енергетски потреби на

човештвото.

12


Сончевата енергија која доспева на Земјата претставува електромагнетно

зрачење, кое може да се претвори во разни форми на енергија: топлинска,

хемиска, механичка, електрична. Најуспешно е нејзиното претварање во

топлинска енергија и при ова претварање може да се постигнат температури и до

35000 Целзиусови.

За секојдневна употреба, како и за употреба во многу индустриски процеси,

најголема примена наоѓаат уредите кои работат на температури под

1000 Целзиусови. Спектарот на користење на сончева енергија како алтернатива е

голем: за производство на топлина (за топла вода, загревање и разладување на

простории, готвење), за производство на електрична енергија (фотонапонски,

топлински ситеми), за транспорт (сончеви возила), за природно осветлување, за

отсолување, за фотосинтеза, итн.

13


8. Искористување на сончевата енергија

(соларни термални системи)

Слика бр.4

Пасивен систем за добивање топла вода од соларен колектор

Во претходната статија од оваа област накратко ги спомнав различните

видови на обновливи извори на енергија, а сега подетално ќе видиме начини на

искористување на најтипичниот претставник, сончевата енергија.

За сончевата енергија сите знаеме дека на Земјата доаѓа во вид на топлина

и светлина. Научно кажано, сончевата енергија до нас доаѓа во вид на

електромагнетно зрачење. Ова зрачење се состои од фотони-основните градбени

14


честички на светлината. Она што ние го гледаме со своите очи е зрачењето во т.н.

видлив дел од спектарот на зрачење, кој е распределен како боите на виножитото

од виолетова до црвена, зависно од тоа со која бранова должина е зрачењето.

Сончевото зрачење е микс од сите бранови должини т.е. сончевата

светлина ги содржи сите бои, но тие измешани ги гледаме како бледа,

жолтеникава светлина.

Ова зрачење може да се искористи директно како топлинска енергија

бидејќи голем дел од зрачењето е во инфрацрвениот дел од спектарот, делот што

всушност ја претставува топлинската енергија. Најефикасно искористување на

оваа топлина е со соларни колектори за добивање топла вода или стручно

познати како соларни термални системи.

Системите за оваа намена се поделени на пасивни и активни. Кај

пасивните системи составни делови се: соларниот колектор, изменувач на

топлина, бојлер, систем од цевки и работен флуид (гликол односно антифриз) кој

се загрева во колекторот, а потоа преку изменувачот на топлина ја предава

топлината на водата која ја превзема таа топлина и се складира во бојлерот,

достапна за употреба.

Типичен соларен систем за задоволување на 90 – 100% од потребите за

топла вода на просечно семејство, во летните месеци, има колектор со површина

3 – 4 m2 и резервоар од 150 – 200 l.

Активните системи се малку посложени, но работат на истиот принцип.

Разликата е само што имаат дополнителни компоненти како уреди за

управуавање на притисок, температура, проточни пумпи, вентили, котели на

нафта или гас и сл. Се користат во предели каде се случува во зимските месеци

често температурата да паѓа под нулата, па сончевата енергија не е доволна

целосно да се загрее водата до посакуваната температура, па дополнително се

15


дозагрева со котел на некое гориво или со струја. Овие системи се разбирливо и

покомплексни и поскапи за изведба

8.1. Ветерот и соларната енергија максимално се искористуваат во њујоршкиот парк FRESHKILLS PARK

Freshkills Park претставува масивен проект за ресторација, кој вклучува трансформација на она што значи најголема светска депонија во јавно зелен простор.

Проектот е чекор поблиску до целта на максималната употреба на силата на ветрот и сончевата енергија. Имено, градот издаде барање за предлози на приватни градежници да изградат соларни и инсталации за користење на енергијата на ветрот, со кој ќе снабдат околу 6000 домови.

Планот за обновлива енергија во Freshkills Park е стар речиси колку што е стар и паркот, што значи дека ова е голем чекор кон остварување на целокупните планови.

16


Слика бр.5

8.2 Заклучок

Алтернативните извори на енергија претставуваат обновливи извори на енергија.Нивото на развој кај нас овозможува користење на соларна и ветерна енергија.

Македонското производство на енергија нема сопствени водни и јаглени ресурси. Ако се задржи сегашното ниво на искористување, Македонија ќе има резерви за следните 20-30 години. Експертите, одговорните лица и невладините организации се на мислење дека се потребни понатамошни истражувања на можностите за инвестиции во обновливите извори на енергија и ефикасно користење на енергијата. Овие истражувања треба да служат како основа за понатамошно финансирање од страна на ЕБОР и другите меѓународни финансиски институции. Со преминувањето од фосилни горива на обновливи извори на енергија се прави значаен чекор кон одржлива иднина и енергетска независност на Македонија. Македонија нема стратегија за развој на својот енергетски сектор, ниту има стратегија за изворите на обновлива енергија, ниту, пак, агенција за енергетика. Отсуството на соодветен тарифен систем и правна

17


рамка претставуваат тешкотии за реструктурирањето и приватизацијата на електростопанството, користењето на другите видови енергетски извори и финансирањето на проекти од областа на ефикасното користење на енергијата.

Меѓутоа, сегашната стратегија на ЕБОР за Македонија не вклучува ниту еден од заклучоците и плановите на владината програма за ефикасно користење на енергијата до 2020 година, како што се: ефикасна употреба на енергијата во индустријата и домаќинствата; воведување нови технологии, зголемување на употребата на соларната енергија; експанзија на геотермалните системи и употреба на биомасата при производство на енергија.

9. Користена литература

http://mk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_ %D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%98%D0%B0

http://mk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_ %D1%82%D1%83%D1%80%D0%B1%D0%B8%D0%BD%D0%B0

Фотоволтаична централа

Во тек е изградба на фотоволтаична централа во месноста Суводол, Демир Хисар.Фотоволтаичната централа ке произведува еден мегават електрична енергија, за чија изградба ке бидат потребни околу 5 милиони евра. Зад оваа инвестиција се неколку македонски бизнисмени, кои во производството на енергија од обновливи извори гледаат предизвик. Општината Демир Хисар со

18



http://mk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%98%D0%B0

http://mk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%B5%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0_%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%98%D0%B0


оваа нова инвестиција станува енергетски и еколошки центар, кој освен што ќе произведува енергија, ќе се грижи и за заштита на човековата околина. Демирхисарскиот регион располага со 300 сончеви денови и е добра локација за ваква инвестиција.

Според Стратегијата за развој на енергетиката во земјава до 2020 година и според ЕУ-стандардите 20 проценти од електричната енергија во земјава треба да бидат произведени од обновливи извори на енергија.Експертските анализи покажуваат дека ако во земјава се користи сончевата енергија за производство на струја, на годишно ниво можат да се заштедат 32 милиони евра

19

Алтернативни Извори На Енергија

Documents

freshkills parkfreshkills