«В этой невообразимо огромной Вселенной

мы никогда не будем страдать от нехватки энергии и материи.

Надо только не забывать о другойопасности – что нам может не хватить

ума» Артур Кларк

В конце 20 века человечество столкнулось с дефицитом энергии. Происходит быстрое истощение запасов ископаемых топлив (прежде всего нефти и газа),Происходит загрязнение атмосферы продуктами горения органических видов топлива. Это ведёт к глобальному потеплению на Земле. А из-за этого всё больше и больше природных катаклизмов происходят в природе.

Новое тысячелетие станет эрой использования альтернативной энергетики, которая со временем заменит человечеству нефть и природный газ.Законы физики утверждают, что получить энергию, пригодную для использования, можно только за счет ее преобразований из других форм.

Альтернативные источники энергии – это:

- использование энергии солнца, - ветра, - рек- земли, - приливов и отливов и других.

Альтернативные источники энергии – это:

- использование энергии солнца, - ветра, - рек- земли, - приливов и отливов и других.

Рассмотреть способы получения дополнительных источников электроэнергии в условиях села Зарагиж и его влияние на развитие и качество жизни села.

1. Изучить в литературе вопрос использования дополнительных источников электроэнергии. 2. Исследовать способы использования энергии солнца, ветра и рек в условиях села Зарагиж. 3. Рассмотреть вопрос влияния развития электроэнергетики на развитие села и качества жизни его жителей.

Сейчас энергия играет решающую роль в развитии человеческой цивилизации.

Существует тесная взаимосвязь между расходом энергии и объемом выпускаемой продукции. Чем развитее страна, тем больше энергии она потребляет.

Уровень материальной, а в конечном счете и духовной культуры людей находится в прямой зависимости от количества энергии, имеющейся в их распоряжении

Основным приоритетом социально-экономического развития КБР является создание условий для эффективного развития энергетического сектора экономики нашей республики.Развитие энергетического комплекса в целом предполагает рост производительности труда в 4 раза и снижение удельного веса затрат на единицу ВРП до 50% к действующему уровню.

Солнечная энергия - энергия в виде излучаемого тепла и света. 

• Общедоступность и неисчерпаемость источника • Экологическая чистота• Общедоступность и неисчерпаемость источника • Экологическая чистота

Достоинства:

Недостатки:

• Солнечная энергия может быть использована только в дневное время и только тогда, когда солнечный свет не блокируется облаками, зданиями или другими препятствиями.• Плотность потока солнечного излучения на квадратный метр земной поверхности, перпендикулярно солнечным лучам в совокупности составляет 1,25 кВт, • Использование всего лишь 0.0125 % энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики

• Солнечная энергия может быть использована только в дневное время и только тогда, когда солнечный свет не блокируется облаками, зданиями или другими препятствиями.• Плотность потока солнечного излучения на квадратный метр земной поверхности, перпендикулярно солнечным лучам в совокупности составляет 1,25 кВт, • Использование всего лишь 0.0125 % энергии Солнца могло бы обеспечить все сегодняшние потребности мировой энергетики

На сегодня есть две активных солнечных технологии:Первая - использование коллекторов или панелей для нагрева воды или воздуха для вентиляции в зданиях. 

Вторая - использование фотоэлектрических технологий в солнечных батареях для преобразования света в электричество.

В данном проекте мы рассматриваем возможность использования солнечных батарей в условиях села.

Надчерекская возвышенность, имеет южные склоны, обращённые к солнцу, высотой 25-30 метров.

Угол их наклона равен в среднем 45 градусов, что обеспечивает прямое (перпендикулярное) попадание солнечных лучей на их поверхность. Мы предлагаем вдоль Надчерекской возвышенности установить солнечные батареи и с помощью них получать дополнительную электроэнергию.

Общая площадь солнечной стороны Надчерекской возвышенности (5 000 м * 25 м = 125 000 кв.м.), .

Запас солнечной энергии (125 000 кв.м. *1,2 кВт = 150 000 кВт) составляет 150 МВт.

Если бы мы смогли использовать хотя бы 1 % от этого, мы бы получали 1,5 МВт электроэнергии.

Мы рассчитываем на такой малый процент:

- из-за погоды (хотя в наших местах бывает много солнечных дней). В Кабардино-Балкарии, где продолжительность солнечного сияния составляет порядка 2 500 часов в год, запасы солнечной энергии доходят до 55 ккал/ кв. см., что равно 2310 МДж\кв.м = 2310 МВт*с\кв.м

- солнечные батареи не всю энергию солнца преобразуют в электрический ток.

- не вся наклонная поверхность Надчерекской возвышенности будет покрыта солнечными батареями.

Известно, что фотоэлектрические системы за  срок своей эксплуатации генерируют энергии в разы больше энергии, чем было затрачено на их производство.

Стоимость 1 кв. метра 2 000 руб. Каждые 10 кв. м. производят 1 кВт электроэнергии. Таким образом, солнечные батареи в наших условиях могли бы принести дополнительно 1,5 МВт электроэнергии и в месяц (1 500 кВт *30дней*24 час= 1 080 000) 1 080 000 квтчас или 2, 322 млн рублей.

По нашим подсчётам это позволило бы создать дополнительно 6 рабочих мест.

Стоимость проекта 1500кВт*10 кв.м.=15 000кв.м.*2 000 руб=30 млн руб

В 2009 году в докладе на заседании Правительства КБР

по теме : «Разработка комплекса мер по развитию

альтернативной энергетики в Кабардино-

Балкарской Республике» Ж.Х. Вологиров отмечал.

«Необходимо также отметить, что для получения

солнечной энергии требуются огромные площади.

Республика считается густонаселенной Равнинные

земли республики отведены под сельхозугодия.

Себестоимость 1 кВт/ч солнечной энергии кратно выше

обычной. Учитывая вышесказанное, данное

направление получения альтернативной энергии на

территории республики, считается не актуальным».

Мы же используем склоны, непригодные для

сельхозугодий. И ещё за последние годы в России

появились новые, более мощные, с большим КПД и в

тоже время дешёвые солнечные батареи компании

«Хевел».

Запасы энергии ветра более чем сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

Принцип действия всех ветродвигателей один:под напором ветра вращается ветроколесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию.

Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает и тем больше энергии вырабатывает агрегат.

Достоинства:

- общедоступность и неисчерпаемость источника - экологическая чистота.- общедоступность и неисчерпаемость источника - экологическая чистота.

Недостатки:

- затрудняют прием телепередач,-создают шумы,- издают инфразвук.

- затрудняют прием телепередач,-создают шумы,- издают инфразвук.

Однако главное препятствие на пути использовании энергии ветра все же экономическая – мощность агрегата остается небольшой и доля затрат на его эксплуатацию оказывается значительной.

Высота Надчерекской возвышенности от реки Черек 200 метров, а от уровня села 25-30 метров. Её ширина в верхней части села 200 м в нижней части 800 м. Длина возвышенности около 5 км. Территория села непосредственно примыкает к этой возвышенности. Оказалось, что направление ветров не зависит от времени суток и года. Они дуют постоянно с севера, северо-востока.

Теория говорит, что оптимальная скорость ветра для работы ветрогенераторов от 6 до 25 м/с.   В нашем случае скорость ветра наибольшая в вечерние и ночные часы и составляет от 5 до10 м\с. Днём 3 - 5 м\с. Перед грозой, при изменениях погоды, скорость, естественно, увеличивается в несколько раз.  Скорость ветра мы измеряли с помощью маленького ветродвигателя, школьной микролаборатории «Лабдиск» и программы «Глобилаб».  Ветроустановка вращаясь, вырабатывал электрический ток. Чем больше скорость ветра, тем больший ток он вырабатывал.  «Глобилаб » фиксировал ток и выдавал на компьютер график изменения скорости ветра в зависимости от времени суток.

Устанавливаем ветрогенераторы мощностью по 10 кВт на этой возвышенности, через каждые 50 м. (получается 100 штук)  Это позволило бы получать дополнительную электроэнергию с суммарной мощностью 1000 кВт или 1 МВт.  Стоимость экологически чистой электроэнергии (в месяц получается как минимум 1 000 кВт*30дней*24 часов =720 000кВтчас)*2,15 руб=1млн 548 тыс руб).  Это позволило бы создать рабочие места в количестве как минимум 5 единиц (по нормам на 20 ветрогенераторов мощностью 10 кВт требуется 1 техник).

В этот проект нужны инвестиции (100шт*356 000 руб=35 6 00 000 руб) в размере 35,6 млн рублей.  Проект окупится через 3 года.  Мы планируем установить ветроагрегаты вдоль северного склона Надчерекской возвышенности, где сила ветров наибольшая и расстояние до села наибольшая.Это позволит устранить вредное воздействие ветряков на жителей села.

Электрические генераторы, производящие энергию, необходимо вращать, а это вполне успешно делает вода.Преимущества гидроэлектростанций:

- постоянно возобновляемый самой природой запас энергии,- простота эксплуатации, - отсутствие загрязнения окружающей среды.

- постоянно возобновляемый самой природой запас энергии,- простота эксплуатации, - отсутствие загрязнения окружающей среды.

Недостатки:

нужны большие средства на строительство.нужны большие средства на строительство.

В научном труде «Некоторые проблемы развития

энергетики КБР и пути их решения» ведущие в

республике эксперты в данной области директор

Кабардино-Балкарского филиала ОАО «МРСК

Северного Кавказа» Юрий Губжоков и единственный

ученый в сфере электроэнергетики в КБР, доктор

технических наук Асланбек Шогенов пишут: «В КБР

имеются колоссальные гидроресурсы. На территории

республики следует строить малые и микроГЭС,

которые по капитальным затратам, времени ввода в

эксплуатацию, эксплуатационно-ремонтным и другим

затратам кратно ниже, чем средние

гидроэлектростанции. А главное – они могут быть

отнесены к экологически чистым предприятиям, что

исключительно важно для региона».

По территории нашего села, на северном склоне Надчерекской возвышенности проходит канал Аушигерской ГЭС.

Мы предлагаем вдоль канала установить электромеханические генераторы переменного тока.  Их будут вращать пропеллеры, напоминающие водяные мельницы. Таким образом, будем генерировать электричество, извлекая энергию из течения воды.

Законы физики позволяют определить максимально возможную энергию, которую можно получить с помощью данного проекта.  Перепад высот на протяжении вышеуказанных 5 км составляет 40 м.  Дебет воды составляет 40 т в секунду (это известно из технической документации ГЭС).  Значит, запас 40т*40м*9,8н\кг=16 МВт суммарной мощности. Если мы сможем получить с помощью данного проекта хотя бы 10% от этого, то это составляет 1,6 МВт электроэнергии На сумму (вычисляя аналогично) в месяц 2 млн 477 тыс рублей.

Для извлечения такой энергии потребуется 1600кВт\

50кВт=32 штуки электромеханических генераторов

переменного тока мощностью по 50 кВт.

 

Для их обслуживания нужны 8 единиц техников (по

нормам на 4 таких генератора положен 1 техник).

 

В этот проект нужны инвестиции в размере (32

шт*600 000 руб=22 млн400 тыс руб.) 22,4 млн руб.

 

Проект окупится (22,4/2,477*12=1 год) за 1 год и

создаст 8 рабочих мест.

А не будет ли тормозить течение реки в канале установка пропеллеров?  Ответ нет, так как после канала вода поступает в водохранилище и там ещё долго хранится, постепенно поступая на турбины ГЭС .

Преимущества малых ГЭС:

- экологическая безвредность,- экономически выгоднее,- позволит уменьшить нагрузку на существующую энергетическую систему.

- экологическая безвредность,- экономически выгоднее,- позволит уменьшить нагрузку на существующую энергетическую систему.

Псыгансу является рекой ледникового происхождения. Мы предлагаем построить на её водах малую ГЭС. Мы предлагаем прорыть канал (всего 2 км) от реки до Ошхахорей. В этом месте Надчерекская возвышенность прорыта насквозь при создании укрепления Ошхахорей ещё в средние века. Вода после Малого ГЭС поступит в канал Аушигерской ГЭС, что, несомненно, принесёт определённую выгоду. ГЭС планируем установить ниже Ошхахорей перед каналом. Перепад высот составляет 40 метров.Дебет воды мы сами измерили. Он зависит от времени года. Измерили скорость течения реки (бросили деревянную пробку на поверхность реки и измерили его скорость) В среднем получилось 1 м\с. Ширина реки 8 м глубина 0,5м Площадь сечения реки в этом месте 8м*0,5м =4 кв.м. Дебет, таким образом, составляет 4 тонны в секунду (в среднем за год).

• Мощность ГЭС составит 4 000 кг*40 м.*9,8 н\кг=1 600 000 Вт=1,6 МВт.

• Он выработает за месяц электроэнергии 1 600кВт*30дней*24 час= 1 152 000 квтчаса. Или 2,477 млн рублей.

• Данная ГЭС экологически безвредна.

• Создаст около 10 рабочих мест.

• В этот проект нужны инвестиции порядка 130 млн рублей.

Данный проект был включён в Республиканскую целевую программу "РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В КАБАРДИНО-БАЛКАРСКОЙ РЕСПУБЛИКЕ НА 2009 - 2013 ГОДЫ"

N п/п

Наименование ГЭС

Мощность,МВт

Годовая выработка электроэнергии млн. кВт.ч

Капвложения,млн. рублей (в ценах 2007 года)

Удельные капвложения на 1 кВт.ч выработки э/энергии рублей/кВт.ч

Удельные капвложения на 1 МВт установленноймощности, млн. рублей

25 Псыгансу N 2

3,7 14,8 475 32,1 128,4

Он предусматривал больший перепад высот, т.к. планировалось после прохождения гидротурбин, воды реки Псыгансу будут направлены в реку Черек. Но осуществлён этот проект не был из-за экономического кризиса.

Мы показали, какие дополнительные экологически чистые источники электроэнергии можно установить в условиях села Зарагиж, какую энергию они выработают, сколько рабочих мест создадут:

Виды источника Планируемая мощность( МВт)

Доход в месяц (млн руб)

Количество рабочих мест

Стоимость проекта(млн руб)

Ветрогенераторы 1 1,548 5 35,6Электромеханические генераторы переменного тока

1,6 2,477 8 22,4

малая ГЭС на реке Псыгансу

1,6 2,477 10 475

Солнечные батареи 1,5 2,322 6 30итого 5,7 8,824 29 563

• За альтернативными источниками энергии большое будущее. • В данной работе рассматривались возможности использования дополнительных источников электроэнергии в условиях с.Зарагиж. (Это энергия солнца, ветра и рек.)• Осуществление нашего проекта позволило бы получить суммарный доход в месяц в размере 8,824 млн рублей.• Возрастёт налогооблагаемая база. 13 % от 8, 824 составляет 1,15 млн рублей. • Для функционирования всех бюджетных учреждений села хватило бы половины от этой суммы. • Создание 29 новых рабочих мест сняло бы напряжённость в вопросе трудоустройства безработных жителей села.• Всё это привело бы к развитию села и существенному улучшению качества жизни жителей.

Поэтому предлагаем включить наш проект в соответствующие госпрограммы. Просим представителей РусГидро и всех заинтересованных лиц поддержать нас.

РусГидроРусГидро