Значение цикла энергоресурсов и энергии. Энергосбережение.
Л.Т.Корнеенко, учитель УО «Государственная гимназия
№ 1 г.Витебска»
Цель урока: раскрыть роль цикла энергоресурсов и энергии в структуре хозяйства, значение энергосберегающей политики нашего государства.
Задачи урока: 1. Задачи учителя:
а) создать на уроке условия для привития учащимся умений и навыков самостоятельного усвоения материала в зависимости от их способностей и подготовки;
б) создать на уроке условия для воспитания у учащихся понимания необходимости проведения энергосберегающей политики нашего государства;
в) создать условия для развития у учащихся коммуникативных навыков.
2. Задача учащихся:
каждому учащемуся стремиться усвоить тему «Значение цикла энергоресурсов и энергии. Энергосбережение» на более высоком уровне, чем он работал обычно.
Оборудование: экономическая карта мира, физическая карта Беларуси, схема журнала «Геаграфія: праблемы выкладання», 2001 год, стр.23-24, рис.2, 3.
Методические приемы: аналитическая беседа, деловая игра, решение частных проблем, создание проблемных ситуаций, рефлексия.
План урока.
Знакомство с темой урока.
Вступительное слово учителя.
Актуализация опорных знаний.
Ролевая игра в форме «Научно - практическая конференция». Класс делится на группы, в которых есть независимые эксперты и
представители прессы. Эксперты занимались изучением следующих вопросов:
группа: изучение потребления энергии на душу населения в разных группах стран;
группа: состояние электроэнергии в Беларуси. Выступление министра энергетики Республики Беларусь.
группа: эксперты, изучающие энергопотребление в быту.
Подведение итогов.
Рефлексия.
Ход урока.
Актуализация опорных знаний.
Дать определение понятия «ресурсный цикл». Какие стадии проходит природное вещество в процессе его использования?
Какие циклы выделяют в современном общественном производстве?
Значение ресурсных циклов?
Какой цикл из всех ресурсных имеет наиболее важное значение и почему?
Вступительное слово учителя:
- Энергия - это фундаментальный экономический ресурс, который играет важную роль в экономике и политике на мировом и локальном уровнях. Потребление энергии на душу населения является важным экономическим показателем, оказывающим влияние на уровень жизни.
Сегодня проводим урок в форме конференции. Тема обсуждаемого вопроса: «Значение цикла энергоресурсов и энергии. Энергосбережение».
На конференцию приглашены независимые эксперты, министр энергетики Республики Беларусь, представители энергетики г.Витебска, представители прессы.
Сейчас слово предоставляется независимому эксперту, изучавшему уровень потребления энергии в разных группах стран.
Выступление эксперта.
В отдельных развитых странах (США, Канада, Норвегия) она составляет 10-14 т условного топлива, в то время, как во многих слаборазвитых странах только 0,3-0,4 т (Бангладеш, Чад, Мали). На развивающиеся страны приходится только 1/3 мирового потребления энергии. В среднем на душу населения в этой группе стран потребляется около 1 т условного топлива, а в развитых странах - в 7 раз больше. Недостаток энергии сдерживает экономический рост государств.
Вопрос представителя прессы, корреспондента газеты «Тайме» (Великобритания). Вопрос задается на английском языке:
- Из вашего выступления мы услышали, что чем более высокий уровень развития страны, тем больше потребление энергии. Но безграничный рост энергии невозможен. Почему?
Ответ эксперта:
- Безграничный рост потребления энергии невозможен, прежде всего по экологическим причинам. Сейчас человечество понимает, что потребление топлива, связано с риском ускоренного разрушения окружающей среды во всем мире(кислотные дожди, загрязнение воздуха, изменение климата). Это угрожает будущему развития человечества. К тому же традиционные энергетические ресурсы исчерпаны.
Вопрос корреспондента газеты «Витьбичи»:
- Спад ар! Скажыце кшп ласка, як уплывае на узровень выкарыстання энэргп структура гаспадарю?
Ответ эксперта:
- Различия в структуре хозяйства существенно влияют на уровень потребления энергии. Много энергии потребляет выпуск металлов, химической продукции, целлюлозы, строительных материалов, а также транспорт, сфера услуг.
Слово предоставляется министру энергетики Республики Беларусь.
- Рост потребления топливно-энергетических ресурсов, который наблюдается в последнее время Беларуси, на 85% диктуется нуждами электроэнергетики. Ее главным назначением является выработка, передача и распределение электрической и тепловой энергии. Основой электроэнергетики Беларуси являются тепловые электростанции, связанные между собой линиями электропередач в единую электросеть. Однако, своей энергии Беларуси не хватает и примерно четвертая часть ее поступает из Литвы и России.
На долю Витебской и Минской областей приходится 70% всей вырабатываемой энергии в Беларуси.
В республике действует более двух десятков тепловых электростанций.
Вопрос корреспондента газеты «Вщебст рабочы»:
- Какая электростанция на территории Беларуси самая мощная? Расскажите, пожалуйста, о ней.
Ответ эксперта:
- Самая крупная - Лукомльская ГРЭС (мощность 2,4 млн кВт) - дает около 40% всей электроэнергии Беларуси. Главным видом топлива является природный газ.
Вопрос:
- С учетом дефицита топлива энергетических ресурсов и значительной зависимости нашей страны от зарубежных поставок, какие будут основные направления развития ТЭК Беларуси?
Ответ эксперта:
- 1) уменьшение потерь энергии при ее передаче и распределении между потребителями;
2) проведение политики ресурсо- и энергосбережение во всех сферах деятельности;
3) учет экологических требований при строительстве и реконструкции электростанций.
Учитель:
- Мы знаем, какое важное значение придается экономии энергии в разных отраслях промышленности.
А как можно экономить энергию в быту? Ответ мы получим, когда послушаем выступление независимых экспертов, которые занимались изучением этих вопросов.
Эксперт:
- Я занимался вопросом снижения затрат энергии на отопление. Изучая этот вопрос я выяснил, что большая часть тепловой энергии отопительной системы идет на то, чтобы перекрыть потери тепла, а они в квартире с центральным отоплением выглядят так:
из-за неутепленных окон и дверей - 40 %;
через оконные стекла -15%;
через стены - 15%;
через потолки - 7%;
при пользовании горячей водой -23%.
Вопрос корреспондента:
- Как расставлять в квартире мебель?
Ответ эксперта:
- Мебель следует расставлять в квартире так, чтобы не препятствовать циркуляции теплого воздуха от батарей. Тогда в комнате будет тепло.
Выступление эксперта об экономии воды и энергии:
- На очистку 1м холодной воды расходуется энергия, эквивалентная 0,3кг каменного угля. На подогревание того же кубометра воды до 60° идет еще от 2 до 6кг угля. Если открыть кран горячей воды, нагретой до 60°, то всего за 3 минуты будет израсходовано 1 кВт электроэнергии. Крайне много воды расходуем мы впустую: около 21% питьевой воды в стране уходит без применения в канализацию.
Распылители в кранах позволяют эффективно использовать воду. Принимать душ - намного дешевле, чем ванну.
Выступление экспертов об экономии энергии при приготовлении пищи:
- Что мы обычно делаем неправильно при приготовлении пищи, и какова при этом потеря энергии?
^ при неправильном выборе посуды потеря энергии составляет - 10%-15%;
> если готовим в незакрытой посуде - 2%-6%;
если наливаем слишком много воды - 5%-9%;
при выборе посуды, которая не соответствует размерам плиты - 5%-9%;
при неиспользовании остаточного тепла - 10%-15%.
Знаете ли Вы, что
Стальная посуда с толстым ровным дном обеспечивает хороший контакт с плитой и позволяет экономить энергию. Неровное или вогнутое дно удлиняет на 40% время приготовления пищи.
Размеры посуды должны соответствовать размерам плиты. Если посуда мала - Вам потребуется больше времени на приготовлении. Если посуда велика - Вы теряете до 30% энергии.
При приготовлении пищи в открытой посуде расход энергии возрастает в 2,5 раза. Удивительно, но факт, что потери тепла одинаковы и для чуть приоткрытой посуды и для посуды без крышки.
Используя много воды, Вы увеличиваете время приготовления и тратите больше энергии.
Выключая электрическую плиту за 5 мин до конца приготовления пищи, Вы рационально используете остаточное тепло.
Использование специальной посуды - скороварок, кипятильников, кофеварок - позволяет экономить до 30% - 40% энергии и до 60% времени.
Учитель:
Сегодня у нас в гостях присутствует аспирантка географического факультета БГУ. Она расскажет о возможности использования у нас в Беларуси нетрадиционных источников энергии.
- В настоящее время перед нашей республикой остро стоят вопросы обеспечения электроэнергией. Вследствие этого приобретает актуальность и большое практическое значение разработка методов получения и использования нетрадиционных источников энергии, которые в то же время являются и экологически чистыми, не вызывающими загрязнения окружающей среды. К ним относятся энергия ветра, Солнца, внутреннее тепло Земли и биогаз.
Опыт изучения возможностей развития электроэнергетики в отдельных экономически развитых странах свидетельствует, что удельный вес экологически чистых источников энергии, в частности энергии ветра, в ближайшие годы возрастет.
Для оценки ветроэнергетических ресурсов используются следующие исходные характеристики ветрового режима:
а) средние суточные значения скорости ветра по месяцам, сезонам, за год;
б) повторяемость скорости ветра по градациям для тех же временных масштабов — месяц, сезон, год;
в) средние скорости ветра по направлениям. Используя эти параметры, по данным метеорологических станций Беларуси рассчитана энергетическая мощность ветрового потока.
По формуле (2) удельная мощность ветрового потока рассчитывается по данным эмпирических распределений скорости ветра по градациям.
На основании значений, полученных расчетным путем, были построены карты потенциальных ветроэнергоресурсов для января и июля (рис. 1, 2), которые позволяют определить ландшафтные районы, наиболее перспективные для развития ветроэнергетики, и составить общее представление о вкладе энергии в топливно-энергетический баланс республики.
Наибольшее количество энергии ветра может быть получено в зимний период (рис. 1).
Согласно формул (1,2) удельная мощность находится в прямой зависимости от скорости ветра. Следовательно, наиболее благоприятными в этом отношении являются холмисто-моренные возвышенности (Новогрудская, Минская, Витебская, Городокская, Оршанская), занимающие северо-восточную и центральную части республики, где отмечаются наибольшие среднемесячные скорости ветра — 5,0 м/с.
Максимальные значения удельной мощности ветрового потока (№) превышают 150 Вт/м . А ведь известно, что скорость ветра в приземном слое атмосферы существенно изменяется на близких расстояниях под влиянием неоднородной подстилающей поверхности, особенно рельефа и крупных водоемов.
Наименьшие значения удельной мощности ветрового потока характерны для южной части республики, которая расположена в пределах Белорусского Полесья, где среднемесячные скорости ветра составляют 3,0—3,5 м/с .
В летнее время ветроэнергоресурсы уменьшаются по сравнению с зимним периодом, значения удельной мощности ветрового потока в данный
'■у
период менее 100 Вт/м .
Многими авторами предлагается для расчета значений удельной мощности использовать также формулу:
где А — коэффициент асимметрии, Си — коэффициент вариации.
Также, если предположить, что скорость ветра описывается функцией Максвелла , то значения Си и А соответственно будут равны 0,52 и 0,63, следовательно, формула (3) имеет вид:
На основании формулы (4) определены значения № (Вт/м ) с использованием данных.
В результате произведенных расчетов можно сказать, что при 3-ЮЗ четверти зимой и 3-СЗ — летом определены наибольшие значения удельной мощности ветра (рис.3).
Это объясняется тем, что в зимний период изобары располагаются в направлении, близком к широтному: более высокое давление устанавливается на юге и юго-востоке республики, понижаясь к северу и северо-западу. В этот период преобладают ветры юго-западной и западной четверти, так как территория находится под влиянием северо-западных и западных циклонов, проникающих с Атлантического океана. В летний период преобладают западное и северо-западное направления ветра, которые обусловлены влиянием тыловой части западных циклонов или восточной окраиной области высокого давления, направленных с Атлантики на материк. Давление в этот период понижается с юго-запада на северо-восток. Изобары располагаются в меридиональном направлении. Повторяемость западных и северо-западных направлений ветра составляет 40 %.
Таким образом, при оценке ветроэнергоресурсов необходимо учитывать влияние неоднородной подстилающей поверхности, так как наибольшие ресурсы ветра характерны для открытых возвышенных участков. На основании произведенных расчетов на территории Беларуси такими являются центральные и северо-восточные районы республики. Но в то же время главной остается задача поиска и разработки способов повышения мощности ветроэнергоустановок (ВЭУ) для среднегодовых скоростей, характерных для территории Беларуси, так как большинство промышленных ВЭУ рассчитаны на скорость ветра 8—12 м/с .
Обобщение.
Вопрос: назвать основные направления энергосберегающей политики нашего государства.
Ответ: использование нетрадиционных источников энергии в перспективе ветровых, экономия энергии в быту в разных отраслях промышленности, использование вторичного сырья, замкнутого водоснабжения, внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий
Слово учителя:
- А поскольку наши школы являются частью государства, все учащиеся должны нести посильную лепту в выполнение этой программы.
Вопрос:
- Скажите, какую?
Ответ:
- А именно, не проходить мимо открытого крана, принять активное участие в сборе макулатуры. Ведь собранная нами макулатура сохраняет лес, экономит электроэнергию, которая идет на производство бумаги. Ведь мы знаем, целлюлозная отрасль требует большого количества энергии. Нашим девизом должно стать бережное отношение к мебели и всему школьному имуществу. Ведь, бережливость - залог могущества любого государства.
А сейчас мы проведем викторину.
Назовите самый дешевый и экологически чистый «источник» энергии.
Что является самым прожорливым потребителем электроэнергии?
Каким клеем не рекомендуется пользоваться при утеплении окон?
Назовите место, возле которого обычно устанавливается осветительный прибор для освещения ванной комнаты?
При использовании в посуде данного предмета на 20% снижается расход электроэнергии и сокращаются затраты времени на приготовлении пищи?
Для чего используют электроутюги?
Назовите воздушный поток, ведущий к быстрому охлаждению помещения.
Что производится один раз в год с плафонами и осветительной арматурой, чтобы увеличить пропуск света на 30%?
Телевизор с каким экраном потребляет больше энергии?
Чем не желательно, с точки зрения экономии, пользоваться при сушке белья?
Что удаляется с радиаторов перед очередной окраской для увеличения их теплоотдачи?
Назовите приспособление на кранах для эффективного использования воды.
Процесс, происходящий со стенами, потолком и воздухом в помещении при долгом проветривании?
Как называют по отношению к электроплитам специальные электроприборы кухни, которые значительно экономичнее готовят пищу?
Что менее экономично в пользовании при потреблении горячей воды?
Сколько звездочек имеется на маркировке холодильников, обеспечивающих быстрое и глубокое замораживание?
Что нужно сделать с неисправной комфоркой, использование которой приводит к перерасходу электроэнергии на 3-5%?
Рефлексия:
Обсуждаемые проблемы заставили ли тебя задуматься, изменить свою точку зрения?
Чьи рассуждения тебе больше всего понравились?
Согласен ли ты с ответами своих товарищей?
Удалось ли тебе высказать свои мысли? Если нет, то почему?